JPH0638989B2

JPH0638989B2 - Solid phase bonding equipment

Info

Publication number: JPH0638989B2
Application number: JP12677486A
Authority: JP
Inventors: 良裕加柴; 一道町田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1986-05-29
Filing date: 1986-05-29
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS62282788A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電子部品やフアインメカニクス部品等を常
温または常温付近で接合する固相接合装置、特に接合力
の強化に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state joining apparatus for joining electronic components, fine mechanical components, and the like at room temperature or near room temperature, and particularly to strengthening the bonding force.

[Conventional technology]

材料を常温で固相接合することは例えば特開昭５４−１
２４８５３号、特開昭６０−１８７４８５号によりすで
に提案されており、第５図は特開昭５４−１２４８５３
号に記載された形式の固相接合装置である。図におい
て、(1)は超高真空の接合室、（２Ａ），（２Ｂ）はそ
れぞれ互いに接合すべき接合物、（３Ａ），（３Ｂ）は
接合物（２Ａ），（２Ｂ）を保持するホルダー、（４
Ａ），（４Ｂ）はホルダー（３Ａ），（３Ｂ）を保持す
る治具であり、ホルダー（３Ａ），（３Ｂ）および治具
（４Ａ），（４Ｂ）は接合物（２Ａ），（２Ｂ）のため
の保持装置を構成する。治具（４Ｂ）はポスト(5)によ
り接合室(1)の底壁（１０１）に固定されている。(6)は
油圧シリンダの如き加圧装置であつて、軸(7)により治
具（４Ａ）に接続されており、治具（４Ａ）を治具（４
Ｂ）に対して接近、離反させ、治具（４Ａ）を治具（４
Ｂ）に接近させた時に接合物（２Ａ）の接合面（２０１
Ａ）を接合物（２Ｂ）の接合面（２０１Ｂ）に圧接させ
るようになつている。(8)はベローズであつて、その一
端は接合室(1)の頂壁（１０２）に気密状に固定され他
端は軸(7)のフランジ（７０１）に気密状に固定され、
軸(7)の頂壁貫通部を内外気密に遮断している。(9)は弁
(V)を有する排気ポートで、適当な真空ポンプ（図示せ
ず）に接続されている。Solid-state joining of materials at room temperature is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 54-1
24853 and JP-A-60-187485 have already been proposed, and FIG. 5 shows JP-A-54-124853.
It is a solid phase bonding apparatus of the type described in No. In the figure, (1) is an ultra-high vacuum bonding chamber, (2A) and (2B) are bonded objects to be bonded to each other, and (3A) and (3B) are bonded objects (2A) and (2B). Holder, (4
A) and (4B) are jigs for holding the holders (3A) and (3B), and the holders (3A) and (3B) and the jigs (4A) and (4B) are joined objects (2A) and (2B). A holding device for The jig (4B) is fixed to the bottom wall (101) of the bonding chamber (1) by the post (5). (6) is a pressurizing device such as a hydraulic cylinder, which is connected to the jig (4A) by a shaft (7).
B) is moved toward and away from the jig, and the jig (4A) is moved to the jig (4
When it comes close to B), the joint surface (201) of the joint (2A)
A) is brought into pressure contact with the joint surface (201B) of the joint object (2B). (8) is a bellows, one end of which is airtightly fixed to the top wall (102) of the bonding chamber (1) and the other end of which is airtightly fixed to the flange (701) of the shaft (7),
The top wall penetrating part of the shaft (7) is airtightly closed inside and outside. (9) is a valve
An exhaust port having (V) connected to a suitable vacuum pump (not shown).

（１０Ａ），（１０Ｂ）はそれぞれ接合物（２Ａ），
（２Ｂ）の接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）の表面被
膜を除去して清浄化する清浄装置であつて、例えばアル
ゴンの如き不活性ガスのイオンで前記接合面をスパツタ
リングするスパツタエツチング装置を使用することがで
きる。（１１）は接合室(1)の内外を電気的に接続する
ための端子である。（１０３）は接合室(1)の側壁に設
けられた作業用の窓であつて気密ドアで閉鎖されるもの
である。(10A) and (10B) are the joints (2A) and
A cleaning device for removing and cleaning the surface coatings of the bonding surfaces (201A) and (201B) of (2B), which comprises a sputtering device for sputtering the bonding surfaces with ions of an inert gas such as argon. Can be used. (11) is a terminal for electrically connecting the inside and outside of the bonding chamber (1). Reference numeral (103) is a work window provided on the side wall of the bonding chamber (1) and is closed by an airtight door.

次に動作について説明する。まず、前記気密ドアを開放
して窓（１０３）を通して、接合物（２Ａ），（２Ｂ）
を保持したホルダー（３Ａ），（３Ｂ）をそれぞれ治具
（４Ａ），（４Ｂ）に装着し、その後窓（１０３）の気
密ドアを閉じる。次いで真空ポンプにより排気ポート
(9)を通して接合室(1)内を１０^-11トール程度の超高真
空に排気する。次いでアルゴンガスの如き不活性ガスを
導入して超高真空下において清浄装置（１０Ａ），（１
０Ｂ）により上述した如く不活性ガスのイオンで接合物
の表面をスパツタリングするなどして清浄化し、理想的
に近い清浄表面を得る。次いで、加圧装置(6)を作動さ
せ接合物（２Ａ）の接合面（２０１Ａ）を接合物（２
Ｂ）の接合面（２０１Ｂ）に微小圧力下に接触させ、両
接合面において微小領域で塑性変形を生じさせ、接合面
（２０１Ａ），（２０１Ｂ）間の間隙を原子間引力が作
用するまで接近させる。かくして両接合面は原子間引力
により接合される。Next, the operation will be described. First, the airtight door is opened and the window (103) is passed through to join the joints (2A) and (2B).
The holders (3A) and (3B) holding the are attached to the jigs (4A) and (4B), respectively, and then the airtight door of the window (103) is closed. Then exhaust port by vacuum pump
The inside of the bonding chamber (1) is evacuated to an ultrahigh vacuum of about 10 ^-11 Torr through (9). Then, an inert gas such as argon gas is introduced and the cleaning device (10A), (1
In step 0B), the surface of the bonded article is cleaned by, for example, sputtering with an inert gas ion as described above to obtain a nearly ideal cleaned surface. Then, the pressurizing device (6) is operated to move the joint surface (201A) of the joint object (2A) to the joint object (2A).
The joint surface (201B) of B) is brought into contact with the joint surface under a slight pressure to cause plastic deformation in both joint surfaces in a minute region, and the gap between the joint surfaces (201A) and (201B) is approached until an interatomic attractive force acts. Let Thus, the two joint surfaces are joined by the interatomic attraction.

[Problems to be solved by the invention]

上述のように従来の固相接合装置では、接合に際し接合
面を微小圧力下に接触させて微小領域で塑性変形を生じ
させるようにしているが、接合面（２０１Ａ），（２０
１Ｂ）の原子レベルでの形状が接合強度に大きな影響を
与える。接合面はいかに平滑に加工したとしても原子レ
ベルで見ると凹凸があり、接合領域を拡げるにはかかる
凹凸をなくすために大きな圧力を加えて圧接する必要が
あつた。ところが、かかる固相接合装置を使用して常温
または常温付近で接合を行なうことが必要となる接合物
は電子部品やフアインメカニクス部品等の応力にも弱い
ものが多く、接触圧力を上げることができず、充分な接
合強度が得られない問題点があつた。As described above, in the conventional solid-phase joining apparatus, the joining surfaces are brought into contact with each other under a minute pressure to cause plastic deformation in a minute area, but the joining surfaces (201A), (20)
The shape of 1B) at the atomic level has a great influence on the bonding strength. No matter how smooth the joint surface is, when viewed at the atomic level, it has irregularities, and it was necessary to apply a large amount of pressure in order to spread the irregularities in order to eliminate the irregularities. However, many of the joints that need to be joined at or near room temperature using such a solid-phase joining apparatus are weak against stress such as electronic parts and fine mechanics parts. However, there was a problem that sufficient bonding strength could not be obtained.

この発明は従来のもののかかる問題点を解決するために
なされたもので、接触圧力を上げることなく大きな接合
強度を達成することのできる固相接合装置を提供するこ
とを目的とするものである。The present invention has been made in order to solve such problems of the conventional ones, and an object thereof is to provide a solid phase bonding apparatus capable of achieving a large bonding strength without increasing contact pressure.

[Means for solving problems]

この発明に係る固相接合装置は、接合物の保持装置を接
合面に平行して相対的に移動させる移動機構およびこの
移動機構にかかる負荷を監視するモニタ装置を備え、前
記モニタ装置により監視される前記負荷が所定値に達し
た時に前記移動機構による保持装置の移動を停止させる
ようにしたものである。A solid-state bonding apparatus according to the present invention includes a moving mechanism that relatively moves a holding device for a bonded object in parallel to a bonding surface and a monitor device that monitors a load applied to the moving mechanism, and is monitored by the monitor device. The movement of the holding device by the moving mechanism is stopped when the load reaches a predetermined value.

[Action]

この発明においては、保持装置が相対的に移動されるこ
とにより、保持装置によつて保持された接合物の接合面
間に相対移動が生じて、接合面の凹凸が塑性変形により
平坦化され、モニタ装置が移動機構にかかる負荷を監視
することによつて接合面が所望の平坦度に達したことが
検出され、移動機構が停止される。In the present invention, the relative movement of the holding device causes relative movement between the joining surfaces of the joined object held by the holding device, and the unevenness of the joining surface is flattened by plastic deformation. The monitoring device monitors the load applied to the moving mechanism to detect that the joint surface has reached the desired flatness, and the moving mechanism is stopped.

Example of Invention

以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
なお、第５図の従来のものと同一部分には同一符号を付
してその説明は省略する。（１２）は治具（４Ｂ）を矢
印（１３）の方向に水平方向に直線移動させる移動機構
であつて、この実施例では駆動源として作用する油圧シ
リンダ（１２１）およびこの油圧シリンダ（１２１）に
より作動される駆動ロツド（１２２）からなり、駆動ロ
ツド（１２２）はポスト(5)に接続されている。（１２
３）は油圧シリンダ（１２１）の導入管、（１２４）は
排出管、（１２５），（１２６）はそれぞれ導入管（１
２３）と排出管（１２４）に設けられた電磁弁、（１２
７），（１２８）は電磁弁制御装置である。（１４）は
駆動ロツド（１２２）およびポスト(5)を支持する支持
台であつて、この支持台（１４）には駆動ロツド（１２
２）を水平方向に移動可能に受けるベアリング（１５）
が設けられている。（１６）は駆動ロツド（１２２）が
接合室(1)を貫通する部分を内外気密に遮断するベロー
ズである。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The same parts as those of the conventional one shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Reference numeral (12) is a moving mechanism for linearly moving the jig (4B) in the horizontal direction in the direction of the arrow (13). In this embodiment, a hydraulic cylinder (121) acting as a drive source and the hydraulic cylinder (121). The drive rod (122) is operated by the drive rod (122) and is connected to the post (5). (12
3) is an introduction pipe of the hydraulic cylinder (121), (124) is a discharge pipe, and (125) and (126) are introduction pipes (1), respectively.
23) and a solenoid valve provided on the discharge pipe (124), (12
7) and (128) are solenoid valve control devices. Reference numeral (14) denotes a support base for supporting the drive rod (122) and the post (5), and the drive rod (12) is provided on the support base (14).
Bearing (15) that receives 2) so that it can move horizontally.
Is provided. Reference numeral (16) is a bellows that hermetically seals a portion where the drive rod (122) penetrates the joining chamber (1) inside and outside.

（１７）は駆動ロツド（１２２）に設けられてこの駆動
ロツド（１２２）にかかる負荷を検出するモニタ装置で
あつて、この場合には駆動ロツド（１２２）にかかる引
張力または押圧力を検出するロードセルである。（１
８）は基準信号発生装置、（１９）は比較装置であつ
て、比較装置（１９）の出力により電磁弁制御装置（１
２７），（１２８）を作動させて電磁弁（１２５），
（１２６）を制御するようになつている。Reference numeral (17) is a monitor device provided on the drive rod (122) for detecting a load applied to the drive rod (122). In this case, a pulling force or a pressing force applied to the drive rod (122) is detected. It is a load cell. (1
Reference numeral 8 is a reference signal generator, and reference numeral 19 is a comparator, and the solenoid valve controller (1) is provided by the output of the comparator (19).
27) and (128) are operated to operate the solenoid valve (125),
(126) is controlled.

次に動作について説明する。図示のように接合物（２
Ａ），（２Ｂ）を治具（４Ａ），（４Ｂ）に装着し、接
合室(1)を超高真空に排気し、清浄装置（１０Ａ），
（１０Ｂ）によつて接合物（２Ａ），（２Ｂ）の接合面
（２０１Ａ），（２０１Ｂ）を清浄化する。次いで加圧
装置(6)によつて接合物（２Ａ）の接合面（２０１Ａ）
を接合物（２Ｂ）の接合面（２０１Ｂ）に圧力下に接触
させる。そして移動機構（１２）を作動させることによ
り、駆動ロツド（１２２）およびポスト(5)を介して治
具（４Ｂ）を矢印（１３）の方向に水平方向に直線移動
させる。これにより、接合物（２Ａ），（２Ｂ）の接合
面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）はこれに平行した方向に
相対移動される。Next, the operation will be described. As shown in the figure,
A) and (2B) are attached to jigs (4A) and (4B), the bonding chamber (1) is evacuated to an ultrahigh vacuum, and a cleaning device (10A),
The joint surfaces (201A) and (201B) of the joints (2A) and (2B) are cleaned with (10B). Next, the joining surface (201A) of the joined object (2A) is applied by the pressure device (6).
Is brought into contact with the joint surface (201B) of the joint object (2B) under pressure. By operating the moving mechanism (12), the jig (4B) is linearly moved in the horizontal direction in the direction of the arrow (13) via the drive rod (122) and the post (5). As a result, the joint surfaces (201A) and (201B) of the joints (2A) and (2B) are relatively moved in a direction parallel to them.

次に、上述のように接合面を相対的に移動させることの
作用を第２図について説明する。第２図は接合物（２
Ａ），（２Ｂ）の一部分の拡大断面図であつて接合面
（２０１Ａ），（２０１Ｂ）を圧力下に接触させた状態
を示し、第２図(イ)は接合面（２０１Ａ），（２０１
Ｂ）を相対的に移動させる前の状態を、そして第２図
(ロ)は矢印（１３）の方向に相対移動させた後の状態を
それぞれ示す。このように接触されると、接合面（２０
１Ａ），（２０１Ｂ）は予め清浄化されているため、相
対移動前であつても接合面の原子間の距離が、原子間引
力の作用する位置まで接近すると接合面（２０１Ａ），
（２０１Ｂ）は互いに前記引力により接合される。とこ
ろが相対移動前は接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）は
第２図(イ)に示すようにその凹凸によりごく一部分で接
触しているだけなので接合強度が十分でない。そこで接
合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）を矢印（１３）の方
向、即ち接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）に平行な方
向に相対移動させると接触部に微小な滑りが生じて塑性
変形し、第２図(ロ)に示すように接合面（２０１Ａ），
（２０１Ｂ）が平坦化されて接触面積が増大し接合圧力
を大きくすることなく大きな接合強度が得られる。かか
る相対移動は、接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）がす
でに清浄化され、酸化物等の表面被膜を除去する必要が
ないので数１００μｍ以内の移動量で十分である。Next, the action of relatively moving the joint surface as described above will be described with reference to FIG. Figure 2 shows the joint (2
A) and (2B) are enlarged cross-sectional views showing a state where the joint surfaces (201A) and (201B) are brought into contact with each other under pressure, and FIG. 2 (A) shows the joint surfaces (201A) and (201B).
FIG. 2 shows the state before B) is relatively moved.
(B) shows the state after the relative movement in the direction of the arrow (13). When such contact is made, the joint surface (20
Since 1A) and (201B) have been cleaned in advance, the bonding surface (201A), (201A), when the distance between the atoms on the bonding surface approaches the position where the interatomic attraction acts even before the relative movement.
(201B) are joined to each other by the attractive force. However, before the relative movement, the joint surfaces (201A) and (201B) are in contact with each other only at a small part due to the unevenness as shown in FIG. Therefore, when the joint surfaces (201A) and (201B) are relatively moved in the direction of the arrow (13), that is, in the direction parallel to the joint surfaces (201A) and (201B), a slight slip occurs in the contact portion and plastic deformation occurs, As shown in Fig. 2 (b), the joint surface (201A),
(201B) is flattened, the contact area is increased, and a large bonding strength can be obtained without increasing the bonding pressure. For such relative movement, the amount of movement within several 100 μm is sufficient because the joint surfaces (201A) and (201B) have already been cleaned and it is not necessary to remove the surface coating film such as oxide.

この間ロードセル（１７）は駆動ロツド（１２２）にか
かる負荷、即ち駆動ロツド（１２２）の引張力または押
圧力を監視する。接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）が
平坦化されるにつれて接合面（２０１Ａ），（２０１
Ｂ）の接触面積が大きくなり、両者間の摩擦が増大し、
駆動ロツド（１２２）にかかる引張力（治具（４Ｂ）を
第１図左方に引張る場合）または押圧力（治具（４Ｂ）
を右方に押す場合）が大きくなる。従つてこの引張力ま
たは押圧力を測定することにより接合面（２０１Ａ），
（２０１Ｂ）がどの程度平坦化されたか、換言すればど
の程度の接合強度を得ることができるかを知ることがで
きるわけである。一方、基準信号発生装置（１８）は所
望とする接合強度に対応する信号を発生し、比較装置
（１９）においてこの基準信号とロードセル（１７）か
らの検出信号とを比較する。ロードセル（１７）からの
信号が前記基準信号に達するまで、即ち接合面（２０１
Ａ），（２０１Ｂ）間に所望の平坦度が得られるまで
は、比較装置（１９）の出力により電磁弁制御装置（１
２７），（１２８）を制御して油圧シリンダ（１２１）
により治具（４Ｂ）を移動させて平坦化を進める。しか
し、平坦度が所望するところに達してロードセル（１
７）からの信号が基準信号発生装置（１８）からの基準
信号に達した時には、比較装置（１９）はその出力信号
により電磁弁制御装置（１２７），（１２８）を制御し
て油圧シリンダ（１２１）の動作を停止させ、治具（４
Ｂ）を停止させる。かくして治具（４Ａ），（４Ｂ）の
相対移動により、接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）に
所望の平坦度が得られた時に接合面（２０１Ａ），（２
０１Ｂ）はその原子間引力により接合し、所望の接合強
度が得られる訳である。During this time, the load cell (17) monitors the load applied to the drive rod (122), that is, the pulling force or pressing force of the drive rod (122). As the joint surfaces (201A), (201B) are flattened, the joint surfaces (201A), (201
The contact area of B) becomes large and the friction between the two increases,
Pulling force (when pulling the jig (4B) leftward in FIG. 1) or pressing force (jig (4B)) applied to the driving rod (122)
When pushing to the right) becomes larger. Therefore, by measuring this tensile force or pressing force, the joint surface (201A),
It is possible to know how flat (201B) is flattened, in other words, how much bonding strength can be obtained. On the other hand, the reference signal generator (18) generates a signal corresponding to the desired bonding strength, and the comparator (19) compares the reference signal with the detection signal from the load cell (17). Until the signal from the load cell (17) reaches the reference signal, that is, the joint surface (201
Until a desired flatness is obtained between A) and (201B), the solenoid valve control device (1
27) and (128) are controlled to control the hydraulic cylinder (121).
Then, the jig (4B) is moved to proceed with flattening. However, when the flatness reaches the desired level, the load cell (1
When the signal from 7) reaches the reference signal from the reference signal generator (18), the comparator (19) controls the solenoid valve controllers (127) and (128) by its output signal to control the hydraulic cylinder ( 121) operation is stopped, and the jig (4
Stop B). Thus, the relative movement of the jigs (4A) and (4B) causes the desired flatness of the joint surfaces (201A) and (201B) to be obtained.
01B) is joined by the interatomic attraction, so that a desired joining strength can be obtained.

この発明の他の実施例が第３図に示されている。図にお
いて、（２０）は駆動ロツド（１２２）に設けられた磁
気結合装置であつて、油圧シリンダ（１２１）は動作時
には駆動ロツド（１２２）を矢印（２１）の方向に引張
るものである。電磁結合装置（２０）は電磁石（２０
１）とこれに対向配置された磁性部材（２０２）とから
なり、しかして駆動源たる油圧シリンダ（１２１）は磁
気結合装置（２０）を介して治具（４Ｂ）を接合面（２
０１Ａ），（２０１Ｂ）に平行に矢印（２１）の方向に
引張る。従つて油圧シリンダ（１２１）は電磁石（２０
１）と磁性部材（２０２）とを互いに引離す方向に治具
（４Ｂ）を移動させる。なお、（２２）は端子（１１）
を介して電磁石（２０１）に接続された電源で、接合面
（２０１Ａ），（２０１Ｂ）の所望の平坦度に対応する
大きさの電流で電磁石（２０１）を付勢するものであ
る。Another embodiment of the invention is shown in FIG. In the figure, (20) is a magnetic coupling device provided on the drive rod (122), and the hydraulic cylinder (121) pulls the drive rod (122) in the direction of the arrow (21) during operation. The electromagnetic coupling device (20) is an electromagnet (20
1) and a magnetic member (202) arranged opposite to this, and a hydraulic cylinder (121) serving as a drive source connects a jig (4B) to a joint surface (2) via a magnetic coupling device (20).
01A) and (201B) in the direction of the arrow (21). Therefore, the hydraulic cylinder (121) has an electromagnet (20
The jig (4B) is moved in a direction in which 1) and the magnetic member (202) are separated from each other. In addition, (22) is a terminal (11)
The power source is connected to the electromagnet (201) via the coil to energize the electromagnet (201) with a current having a magnitude corresponding to the desired flatness of the joint surfaces (201A) and (201B).

次に動作について説明する。治具（４Ｂ）の矢印（２
１）方向の移動により接合面（２０１Ａ），（２０１
Ｂ）が所望の平坦度に達すると、その時の接合面（２０
１Ａ），（２０１Ｂ）間の摩擦力に対応して電磁石（２
０１）、磁性部材（２０２）間の吸引力に対抗する抗力
が磁気結合装置（２０）に作用する。電磁石（２０
１）、磁性部材（２０２）間の吸引力はこの抗力に等し
く設定してあるため、接合面（２０１Ａ），（２０１
Ｂ）が所望の平坦度に達すると電磁石（２０１）は油圧
シリンダ（１２１）により磁性部材（２０２）から引離
される一方磁性部材（２０２）、従つて治具（４Ｂ）は
その位置にとどまり、ここで接合面（２０１Ａ），（２
０１Ｂ）は所望の接合強度をもつて接合される。しかし
て電磁結合装置（２０）はモニタ装置として作用する。Next, the operation will be described. Jig (4B) arrow (2
By moving in the 1) direction, the joining surfaces (201A), (201A)
When B) reaches the desired flatness, the joint surface (20
Corresponding to the frictional force between 1A) and (201B), the electromagnet (2
01), a drag force that acts against the attractive force between the magnetic members (202) acts on the magnetic coupling device (20). Electromagnet (20
1), since the attraction force between the magnetic members (202) is set to be equal to this drag force, the joint surfaces (201A), (201)
When B) reaches the desired flatness, the electromagnet (201) is separated from the magnetic member (202) by the hydraulic cylinder (121) while the magnetic member (202), and thus the jig (4B), stays in that position, Here, the joint surfaces (201A), (2
01B) is bonded with a desired bonding strength. The electromagnetic coupling device (20) then acts as a monitor device.

この発明の更に他の実施例が第４図に示されている、こ
の実施例が第１図および第３図の実施例と異なるのは、
第１図および第３図のものでは接合面（２０１Ａ），
（２０１Ｂ）を直線的に相対移動させているのに対し、
相対回転移動させるようにした点である。即ち、第４図
において、（２３）は移動機構であつて、（２３１）は
回転駆動源たる減速機構付き電動機で、駆動軸（２３
２）を回転させるものである。駆動軸（２３２）の先端
にはかさ歯車（２３３）が固着されている。治具（４
Ｂ）のポスト(5)は接合室(1)の底壁（１０１）に設けら
れた軸受（２４）によつて回転可能に支持されており、
かつポスト(5)にはかさ歯車（２３３）と噛合するかさ
歯車（２３４）が固着されている。（２３５）は電動機
（２３１）の制御装置、（２５）はモニタ装置として作
用するトルク検出装置であり、駆動軸（２３２）に設け
られてこの駆動軸（２３２）にかかるトルクを検出する
ものである。Yet another embodiment of the invention is shown in FIG. 4, which differs from the embodiment of FIGS. 1 and 3 in that
In FIGS. 1 and 3, the joint surface (201A),
While (201B) is linearly moved relative to
This is the point that the relative rotation is made. That is, in FIG. 4, (23) is a moving mechanism, (231) is an electric motor with a speed reduction mechanism as a rotary drive source, and a drive shaft (23
2) is rotated. A bevel gear (233) is fixed to the tip of the drive shaft (232). Jig (4
The post (5) of B) is rotatably supported by a bearing (24) provided on the bottom wall (101) of the joining chamber (1),
A bevel gear (234) meshing with the bevel gear (233) is fixed to the post (5). Reference numeral (235) is a control device for the electric motor (231), and (25) is a torque detection device acting as a monitor device. The torque detection device is provided on the drive shaft (232) and detects the torque applied to the drive shaft (232). is there.

この実施例の動作は第１図のものと同様であり、異なる
のは接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）の相対移動が回
転であること、および移動機構（２３）にかかる負荷を
監視するモニタ装置がトルク検出装置（２５）である点
だけである。また、回転量も直線相対移動の場合と同様
ごくわずかで良い。The operation of this embodiment is similar to that of FIG. 1, except that the relative movement of the joint surfaces (201A), (201B) is rotation, and the monitor that monitors the load on the movement mechanism (23). Only that the device is a torque sensing device (25). Further, the rotation amount may be very small as in the case of the linear relative movement.

なお、接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）の相対移動は
上述した直線移動、回転移動に限られるものではなく、
接合面（２０１Ａ），（２０１Ｂ）に平行した相対移動
であれば他の形態の移動であつても良い。更に、加圧装
置(6)は単なる重錘のようなものであつても良い。更に
清浄装置（１０Ａ），（１０Ｂ）は接合室(1)内に設け
るものとして示したが、特開昭６０−１８７４８５号に
記載のように超高真空の予備室を設けてこれを仕切弁を
介して接合室に接続し、接合物を前記仕切弁を通して予
備室から接合室へ搬入するようにしたものであつては清
浄装置（１０Ａ），（１０Ｂ）は前記予備室に設けてこ
こで接合面を清浄化するようにしても良く、要するに圧
接する時に接合面が清浄な状態であれば良い。更にま
た、移動機構も図示のものに限らず、接合面（２０１
Ａ），（２０１Ｂ）を相対的に移動させうるものであれ
ば、他の如何なる構成のものでも良い。The relative movement of the joint surfaces (201A) and (201B) is not limited to the linear movement and the rotational movement described above.
Other forms of movement may be used as long as they are relative movements parallel to the joint surfaces (201A) and (201B). Further, the pressure device (6) may be a simple weight. Further, although the cleaning devices (10A) and (10B) are shown to be provided in the bonding chamber (1), as described in JP-A-60-187485, an ultra-high vacuum auxiliary chamber is provided and the gate valve is provided. The cleaning device (10A), (10B) is provided in the preparatory chamber and is connected to the joint chamber via The joint surface may be cleaned, that is, the joint surface may be in a clean state at the time of pressure contact. Furthermore, the moving mechanism is not limited to the one shown in the figure, and the joining surface (201
Any other configuration may be used as long as it is possible to relatively move A) and (201B).

〔The invention's effect〕

以上のように、この発明によれば、互いに接合すべき接
合面を相対移動させる移動機構および移動機構にかかる
負荷を監視するモニタ装置を設けることにより、接合面
間の接触圧力を大きくすることなく所望の大きな接合強
度を得ることができる効果が奏される。As described above, according to the present invention, by providing the moving mechanism that relatively moves the joining surfaces to be joined to each other and the monitor device that monitors the load applied to the moving mechanism, without increasing the contact pressure between the joining surfaces. An effect that a desired high bonding strength can be obtained is exhibited.

[Brief description of drawings]

第１図はこの発明の固相接合装置の一実施例の縦断面
図、第２図はこの発明による接合面の相対移動の作用を
説明するための図、第３図はこの発明の固相接合装置の
他の実施例の縦断面図、第４図はこの発明の固相接合装
置の更に他の実施例の縦断面図、第５図は従来の固相接
合装置の縦断面図である。図において、(1)は超高真空接合室、（２Ａ），（２
Ｂ）は接合物、（２０１Ａ），（２０１Ｂ）は接合面、
（３Ａ），（４Ａ）；（３Ｂ），（４Ｂ）は保持装置、
(6)は加圧装置、（１０Ａ），（１０Ｂ）は清浄装置、
（１２），（２３）は移動機構、（１２１），（２３
１）は駆動源、（１２２）は駆動ロツド、（２３２）は
駆動軸、（１７），（２０），（２５）はモニタ装置、
（２０１）は電磁石、（２０２）は磁性部材である。なお、各図中同一符号は同一または相当部を示す。FIG. 1 is a vertical sectional view of an embodiment of a solid phase bonding apparatus of the present invention, FIG. 2 is a view for explaining the action of relative movement of bonding surfaces according to the present invention, and FIG. 3 is a solid phase of the present invention. FIG. 4 is a vertical sectional view of another embodiment of the bonding apparatus, FIG. 4 is a vertical sectional view of still another embodiment of the solid phase bonding apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a vertical cross section of a conventional solid phase bonding apparatus. . In the figure, (1) is an ultra-high vacuum bonding chamber, (2A), (2
B) is a joint, (201A) and (201B) are joint surfaces,
(3A), (4A); (3B), (4B) are holding devices,
(6) is a pressure device, (10A), (10B) is a cleaning device,
(12) and (23) are moving mechanisms, and (121) and (23
1) is a drive source, (122) is a drive rod, (232) is a drive shaft, (17), (20) and (25) are monitor devices,
(201) is an electromagnet, and (202) is a magnetic member. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims

[Claims]

1. An apparatus for cleaning the joint surfaces of joints to be joined together in an ultra-high vacuum atmosphere, said apparatus being provided in an ultra-high vacuum joint chamber so that said cleaned joint surfaces face each other. In a solid-state bonding apparatus including a pair of holding devices for holding a bonded object and a pressurizing device for pressing the bonding surfaces to each other, a moving mechanism for relatively moving the holding devices in parallel to the bonding surfaces, and this movement A solid-state bonding, comprising: a monitor device for monitoring a load applied to the mechanism, wherein movement of the holding device by the moving mechanism is stopped when the load monitored by the monitor device reaches a predetermined value. apparatus.

2. A monitor comprising a drive rod connected to one holding device and a drive source connected to the drive rod and linearly moving the holding device through the drive rod in parallel to the joint surface. The solid-state bonding apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is a load cell that is provided in the drive rod and detects a load applied to the drive rod.

3. A magnetic coupling device having a moving mechanism composed of an electromagnet and a magnetic member arranged to face the electromagnet, and one holding device connected via this magnetic coupling device, and the holding device is linearly moved in parallel to the joint surface. A drive source for causing the holding device to move in a direction in which the electromagnet and the magnetic member are separated from each other, and a monitor device is configured by the magnetic coupling device, and a load applied to the drive source is The solid-phase bonding apparatus according to claim 1, wherein the electromagnet and the magnetic member are separated by the drive source when the attraction force between the electromagnet and the magnetic member becomes larger than a predetermined value.

4. A moving mechanism comprises a drive shaft connected to one holding device and a rotary drive source for rotating the holding device in parallel with the joint surface via the drive shaft, and the monitor device comprises the drive shaft. The solid-state bonding apparatus according to claim 1, which is a torque detection device that is provided in the vehicle and detects the torque applied to the drive shaft.