DE69014161T2 - Werkzeug unter Verwendung von Gold als Bindemittel und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents
Werkzeug unter Verwendung von Gold als Bindemittel und Verfahren zu dessen Herstellung.Info
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Description
- Diese Erfindung betrifft ein Werkzeug, das einen Rohling und einen Schaft umfaßt, die durch Thermokompression verbunden werden, insbesondere unter Verwendung von Gold als Bindemittel, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Ein solches Werkzeug ist zur Verwendung als Verbindungswerkzeug für bandautomatisiertes Verbinden geeignet.
- Der Stand der Technik für die Herstellung eines Werkzeugs mit einem Rohling und einem Schaft beschreibt Verfahren, bei denen (i) ein Rohling, der z.B. aus Sintercarbiden, polykristallinem Diamant, Einkristalldiamant, polykristallinem cBN, Substraten aus gesinterten Preßlingen, die Si, Si&sub3;N&sub4;, SiC oder AlN als Hauptkomponente enthalten, und/oder Verbundwerkstoffen daraus, die durch das Gasphasensyntheseverfahren mit polykristallinem Diamanten beschichtet sind [d.h. ein sogenannter CVD-Diamant (CVD = chemical vapour deposition = chemische Dampfabscheidung)], usw. besteht, durch Hartlöten mit einem Schaft, der z.B. aus eisenhaltigen Metallen, Nickelmetallen, Sintercarbiden, Wolframlegierungen usw. besteht, mit verschiedenen Hartlötemetallen, z.B. Hartlötemetallen vom Typ Silber, Gold, Aluminiumlegierung und Nickellegierung verbunden wird, (ii) unter Verwendung eines Sintermetalls gesintert und verbunden oder (iii) mechanisch fixiert wird.
- Bei dem vorstehend beschriebenen Hartlötverfahren ist es erforderlich, ein Hartlötmetall zu benutzen, dessen Schmelzpunkt mindestens 300ºC höher liegt als die Temperatur, bei der das Werkzeug verwendet wird, um die Bindefestigkeit zu gewährleisten. Somit tritt das Problem auf, daß bei Verwendung von Einkristalldiamant, polykristallinem Diamant oder polykristallinem cBN, das sich bei 600 bis 800ºC verschlechtert, als Rohling in einem Werkzeug, das z.B. bei 600ºC verwendet werden soll, die Verwendung eines Hartlötmetalls mit einem Schmelzpunkt von 900ºC oder höher zur Verbindung des Rohlings mit einem Schaft, um die Bindungsfestigkeit zu gewährleisten, zur Verschlechterung des Rohlings aus Diamant oder cBN während des Verbindungsvorgangs führt, während die Verwendung eines anderen Hartlötemetalls mit einem Schmelzpunkt von 600 bis 800ºC, um zu verhindern, daß sich der Rohling verschlechtert, bedeutet, daß die Bindungsfestigkeit nicht aufrechterhalten werden kann, wenn das Werkzeug bei 600ºC verwendet wird.
- Bei dem vorstehend beschriebenen Bindeverfahren durch Sintern oder mechanisches Verbinden ist es schwer, einen kleinen Rohling zu verbinden; deshalb muß ein großer Rohling verwendet werden, um ein sicheres Verbinden möglich zu machen.
- DE-A-2 318 727 offenbart ein Verfahren zum Verbinden eines Metallkörpers mit einem Keramikkörper durch ein Thermokompressionsverfahren mittels einer Goldbindungsschicht sowie ein durch dieses Verfahren hergestelltes Werkzeug. DE-A-2 318 727 schlägt außerdem vor, die Metalloberfläche mit einer Goldschicht zu versehen, um sie vor Oxidation zu schützen und die dem Metall gegenüberliegende Fläche des Keramikkörpers mit einer Metallschicht, z.B. einer Goldschicht, zu beschichten.
- Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug zur Verfügung zu stellen, das einen Rohling und einen Schaft umfaßt, die bei niedriger Temperatur verbunden wurden, und das unabhängig von der Temperatur, bei der der Rohling und der Schaft verbunden wurden, bei hohen Temperaturen verwendet werden kann.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Werkzeug eines Typs zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Rohling mit einem Schaft verbunden wird und die Verläßlichkeit bei hoher Temperatur verbessert ist.
- Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für die Herstellung eines einen Rohling und einen Schaft umfassenden Werkzeugs zu stellen, bei dem das Problem besteht, daß sich der Rohling während des Hartlötens thermisch verschlechtert.
- Diese Aufgaben können durch ein Werkzeug mit einem Rohling und einem Schaft gelöst werden, das eine Bindungsschicht aus Gold aufweist, die wie in Anspruch 1 offenbart durch Thermokompressionsverbinden zwischen dem Rohling und dem Schaft ausgebildet wird.
- Die Begleitzeichnungen sollen das Prinzip und die Vorzüge der Erfindung im einzelnen veranschaulichen.
- Fig. 1 (a) und (b) sind Querschnittsansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs und des Verfahrens zu dessen Herstellung. Darin sind der Zustand (a) eines Rohlings und eines Schafts vor dem Verbinden und (b) des Rohlings und des Schafts, die durch eine Kombination von Gold 6, 7 und 8 verbunden worden sind, gezeigt.
- Fig. 2 (a) und (b) sind Querschnittsansichten einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkzeugs und eines Verfahrens zu dessen Herstellung. Darin sind der Zustand (a) eines Rohlings und eines Schafts vor dem Verbinden und (b) des Rohlings und des Schafts, die durch eine Kombination von Gold 13, 16 und 17 verbunden worden sind, gezeigt.
- Die Erfinder haben sich auf vielfache Weise bemüht, die vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, und haben dabei herausgefunden, daß ein Werkzeug wirksam eingesetzt werden kann, wenn es einen Rohling und einen Schaft umfaßt, die durch das Thermokompressionsverfahren unter Verwendung von Gold als Bindematerial verbunden wurden. Dementsprechend stellt die Erfindung ein Werkzeug zur Verfügung, das einen Rohling und einen Schaft umfaßt, die durch eine Bindungsschicht aus Gold, die durch Thermokompression zwischen dem Rohling und dem Schaft ausgebildet wurde, verbunden sind.
- In der Erfindung umfaßt der Rohling und/oder Schaft als Basisschicht eine bindungsverstärkende Schicht und/oder eine diffusionsfeste Schicht. Beispielsweise haben der Rohling und der Schaft jeweils als erste Schicht bindungsverstärkende Schichten und diffusionsfeste Schichten außerhalb der bindungsverstärkenden Schichten sowie außerdem eine Bindungsschicht aus Gold, die durch Thermokompressionsverbinden zwischen der diffusionsfesten Schicht des Rohlings und der diffusionsfesten Schicht des Schafts ausgebildet wurde.
- Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Werkzeugs durch Verbinden eines Rohlings und eines Schafts zur Verfügung, bei dem die Oberflächen des Rohlings und des Schafts, die miteinander verbunden werden sollen, mit Gold als äußere Schicht beschichtet werden, wobei die Goldbeschichtungen so angebracht sind, daß sie einander gegenüberliegen, wahlweise ein dünnes Goldblech dazwischengelegt wird und diese dann durch Thermokompression verbunden werden. Dabei wird vor dem Verbinden durch Thermokompression ein dünnes Goldblech zwischen die äußeren Goldschichten gelegt und entweder der Rohling und/oder der Schaft mit einer bindungsverstärkenden Schicht und einer diffusionsfesten Schicht als Basisschichten versehen, ehe die Beschichtung mit Gold als äußere Schicht erfolgt.
- Nachstehend wird die Erfindung anhand der Begleitzeichnungen im einzelnen veranschaulicht:
- Fig. 1 (a) und (b) sind Querschnittsansichten, die das Verbinden eines Rohlings 1 und eines Schafts 2 zeigen. Der Rohling 1 wird zuerst mit einer bindungsverstärkenden Schicht 3 versehen, die aus einem Metall besteht, das auf einfache Weise eine Verbindung mit dem Rohling bilden kann mit dem Zweck, eine ausreichende Bindungsfestigkeit zwischen dem Rohling und der Beschichtung zu gewährleisten. Als Rohling verwendet man Einkristalldiamant, polykristallinen Diamant, polykristallines cBN, Aluminiumnitrat, Berylliumoxid und/oder Substrate, die aus gesinterten Preßkörpern mit Si, Si&sub3;N&sub4;, SiC oder AlN als Hauptkomponente bestehen, und/oder Verbundkörper daraus, die durch das Gasphasensyntheseverfahren mit polykristallinem Diamant (d.h. CVD-Diamant) beschichtet wurden.
- Die Dicke der bindungsverstärkenden Schicht liegt im allgemeinen im Bereich von 100 bis 10000 Å, der unter dem Gesichtspunkt der Gewährleistung der Bindungsfestigkeit und der Wirtschaftlichkeit des Materials spezifiziert wird.
- Auf der bindungsverstärkenden Schicht 3 wird eine diffusionsfeste Schicht 4 aufgebracht, um zu verhindern, daß die metallischen Elemente der bindungsverstärkenden Schicht 3, Ti, Cr, Mn, V und/oder Zr eindiffundieren und eine Legierung mit der Goldschicht bilden. Deshalb wird die diffusionsfeste Schicht 4 aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt hergestellt, das kaum Legierungen mit Gold bildet, z.B. Platin (Pt), Palladium (Pd), Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta), und hat bevorzugt eine Dicke von 100 bis 5000 Å, die unter dem Gesichtspunkt der diffusionsfesten Wirkung und der wirtschaftlichen Probleme des Materials festgelegt wird.
- Die vorstehend beschriebene bindungsverstärkende Schicht 3 und die diffusionsfeste Schicht 4 auf dem Rohling 1 kann auf bekannte Weise gebildet werden, z.B. durch Dampfabscheidung, Vakuumzerstäubung, Ionenplattierung, stromlose Plattierung, Galvanisieren usw.
- Andererseits wird der Rohling 2 zuerst mit einer diffusionsfesten Schicht 5 versehen, um zu verhindern, daß das Metall des Rohlings in die Goldschicht eindiffundiert. Als Rohling 2 kann man beispielsweise Wolfram- Nickellegierungen, Wolfram-Kupferlegierungen, Sintercarbide, Nickellegierung, eisenhaltige Metalle u.ä. verwenden, wobei dann Nickel (Ni) beispielsweise als diffusionsfeste Schicht verwendet wird. Die Bildung der diffusionsfesten Schicht 5 auf dem Rohling 2 kann ebenfalls auf bekannte Weise erfolgen, z.B. Dampfabscheidung, Vakuumzerstäubung, durch Ionenplattierungsverfahren usw. Die Dicke der diffusionsfesten Schicht 5 liegt aus den gleichen Gründen wie vorstehend beschrieben im Bereich von 100 bis 5000 Å.
- Wenn auch der Schaft mit einer bindungsverstärkenden Schicht versehen wird, verwendet man Ti, Cr, Mn, V oder Zr als Material. Die Dicke der bindungsverstärkenden Schicht liegt in diesem Fall im Bereich von 100 bis 10000 Å.
- Die Oberflächen der diffusionsfesten Schicht 4 des Rohlings 1 und der diffusionsfesten Schicht 5 des Schafts 2 werden mit den Goldschichten 6 bzw. 7 versehen. Diese Goldschichten 6 und 7 werden auf bekannte Weise aufgebracht, z.B. Dampfabscheidung, Vakuumzerstäubung, Ionenplattierung usw., um eine Dicke von 0,5 bis 8,0 um zu ergeben. Wenn die Dicke weniger als 0,5 um beträgt, sinkt die Kompressionsbindungsfestigkeit des Goldes. Übersteigt sie dagegen 0,8 um, ergibt sich keine Steigerung in der Wirkung des Goldes, aber die Kosten erhöhen sich.
- Die so entstehenden Goldbeschichtungen 6 und 7 bilden unmittelbar eine Thermokompressionsbindung. Das heißt, der Rohling 1 wird mit einer bindungsverstärkenden Schicht 3, einer diffusionsfesten Schicht 4 und einer Goldbeschichtung 6 versehen; der Schaft 2 wird mit einer diffusionsfesten Schicht 5 und einer Goldbeschichtung 7 versehen, zwischen die ein dünnes Goldblech 8 eingeführt wird. Die Dicke des Goldblechs 8 wird unter Berücksichtigung der Bindungsfestigkeit und der wirtschaftlichen Probleme bevorzugt auf 0,3 bis 0,003 mm eingestellt. Wenn das dünne Goldblech 8 ein Young'sches Modul von höchstens 1,20 x 10¹¹ dyn/cm aufweist, können Sn, Si, Ge, Cu, Sb usw. als Verunreinigungen darin enthalten sein.
- Wenn der Rohling 1 und der Schaft 2 in diesem Zustand erhitzt und die Goldschichten 6, 7 und 8 somit einer plastischen Verformung unterzogen werden, um das Gold auf atomarem Niveau zu verbinden, werden der Rohling 1 und der Schaft 2 wie in Fig. 1 (b) gezeigt verbunden. Die Bedingungen während dieses Zeitraums sind vorzugsweise ein Druck von 0,1 bis 40 kg/mm² und eine Temperatur von mindestens 100ºC, die niedriger als die Hitzeresistenztemperatur des Materials ist.
- Wenn der Verbindungsdruck höher ist, steigt im allgemeinen die Bindungsfestigkeit. Ist der Bindungsdruck jedoch viel höher, löst der Schaft oft ein Verziehen oder eine plastische Verformung aus, und der Rohling bricht. Folglich sollte der Bindungsdruck bevorzugt im vorstehend beschriebenen Bereich liegen. Diese Bindung erfolgt unabhängig von der Bindungstemperatur und kann auch bei hoher Temperatur eingesetzt werden; darüber hinaus weist sie gute Wärmeleitfähigkeit auf, weil sie ausschließlich aus Gold besteht.
- Die Goldschichten können auch ohne Einschub eines dünnen Goldblechs miteinander verbunden und die bindungsverstärkende Schicht oder die diffusionsfeste Schicht weggelassen werden.
- Das erfindungsgemäße Werkzeug kann deshalb wie vorstehend beschrieben durch Thermokompressionsverbinden des Rohlings und des Schafts mit Gold als Bindematerial erhalten werden.
- Die Goldbeschichtungen 6 und 7 und das dünne Goldblech 8 werden unter Druck erhitzt, um in dem in Fig. 1 (a) gezeigten Zustand eine plastische Deformation durch Erhitzen und Kompression zu bewirken. Diese plastische Deformation führt zum Bruch eines Oxid- oder Fleckfilms auf den Goldflächen 6, 7 und 8, wodurch neue Flächen von Gold freigelegt werden; diese neuen freiliegenden Oberflächen liegen auf atomarem Niveau nebeneinander. Somit erfolgt die Bindung unter den Goldschichten 6, 7 und 8 durch eine gegenseitige Anziehung der Goldatome. Das heißt, die Goldschichten 6, 7 und 8 werden durch die zwischen den Goldatomen entstehenden Bindungen zu einem Körper konsolidiert. Deshalb löst sich die Bindung auch dann nicht, wenn während des Verbindens mit hoher Temperatur erhitzt wird, und zeigt darüber hinaus eine gute Wärmeleitung, weil sie aus der einfachen Substanz Gold besteht.
- Im erfindungsgemäßen Werkzeug wird die Verläßlichkeit des durch Thermokompression mit Gold verbundenen Rohlings durch die Anwesenheit der bindungsverstärkenden Schicht gesteigert; die Anwesenheit der diffusionsfesten Schicht erhöht die Verläßlichkeit bei hoher Temperatur.
- Folgende Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen, sie jedoch nicht einschränken.
- Auf die Oberfläche eines quadratischen Rohlings von 10 mm, der aus polykristallinem cBN (gesinterter Preßkörper) bestand und dessen Materialeigenschaften sich bei einer Temperatur von 750ºC oder mehr verschlechtern, wurden nacheinander drei Schichten Titan (5000 Å dick), eine Platinschicht (1 um dick) und eine Goldschicht (5 um dick) als äußerste Schicht durch Ionenplattierung unter folgenden Bedingungen aufgebracht: Druck 1 x 10&supmin;³ Torr, Substrattemperatur 200ºC, Beschichtungsgeschwindigkeit 10 Å/sec und Ionisierungsspannung 50 V. Andererseits wurde die Oberfläche eines aus einer Wolfram-Nickellegierung bestehenden Schafts zuerst durch stromloses Plattieren mit einer Nickelschicht (1 um dick) und dann durch Galvanisieren mit einer Goldschicht (5 um) versehen. Ein dünnes Blech aus 99,99 % Gold mit einer Dicke von 0,05 mm wurde zwischen den so beschichteten Rohling und den Schaft gelegt, die dann bei 500ºC erhitzt und gleichzeitig mit einer Kraft von 500 kgf komprimiert wurden, um eine Verbindung durch Thermokompression durchzuführen. Selbst wenn das auf diese Weise hergestellt Werkzeug, das eine Bindungsfestigkeit von 10 kg/mm² aufweist, bei sehr hohen Temperaturen verwendet wurde, z.B. 600ºC, kam es nicht zu einer Lockerung in dem verbundenen Rohling.
- Auf die Oberfläche eines quadratischen Rohlings von 15 mm, der aus polykristallinem cBN (gesinterter Preßkörper) bestand und dessen Materialeigenschaften sich bei einer Temperatur von 700ºC oder mehr verschlechtern, wurde eine Chromschicht (2000 Å dick) und eine Goldschicht (3 um dick) durch Vakuumzerstäuben unter folgenden Bedingungen aufgebracht: Argondruck 1 x 10&supmin;³ Torr, Substrattemperatur 200ºC und Beschichtungsgeschwindigkeit 20 Å/sec. Andererseits wurde die Oberfläche eines Schafts aus rostfreiem Stahl (SUS 304) mit einer Nickelschicht (3 mm dick), Molybdänschicht (2000 Å dick) und einer Goldschicht (3 mm dick) durch Ionenplattierung bei folgenden Bedingungen beschichtet: Druck 1 x 10&supmin;³ Torr, Substrattemperatur 150ºC und Beschichtungsgeschwindigkeit 50 Å/sec und Ionisierungsspannung 80 V. Dann wurde der so beschichtete Rohling und der Schaft bei 400ºC erhitzt, ohne daß ein dünnes Goldblech zwischen die äußeren Goldschichten des Rohlings und des Schafts eingeführt wurde, und gleichzeitig mit einer Kraft von 5000 kgf komprimiert, um sie durch Thermokompression zu verbinden. Selbst wenn keine diffusionsfeste Schicht auf der Seite des Rohlings ausgebildet war und, wie in diesem Beispiel, kein dünnes Goldblech eingeführt wurde, konnte man durch Steuerung der Bedingungen für das Thermokompressionsverbinden ein Werkzeug mit einer Bindungsfestigkeit von 9,5 kg/mm² erhalten, dessen verbundene Teile sich auch bei Verwendung bei hoher Temperatur, z.B. 650ºC, nicht lockerten.
- Auf die Oberfläche eines quadratischen Rohlings von 5 mm, der aus Einkristalldiamant bestand, dessen Oberfläche bei 600ºC oder mehr zur Oxidation neigt, wurden nacheinander drei Schichten Titan (600 Å dick), eine Molybdänschicht (1000 Å dick) und eine Goldschicht (8 um dick) als äußerste Schicht durch Vakuumzerstäuben unter folgenden Bedingungen aufgebracht: Druck 1 x 10&supmin;&sup4; Torr, Substrattemperatur 280 ºC, Beschichtungsgeschwindigkeit 5 Å/sec. Andererseits wurde die Oberfläche eines aus Sintercarbid bestehenden Schafts mit einer Titanschicht (600 Å dick), einer Palladiumschicht (2000 Å dick) und dann einer Goldschicht (8 um dick) als äußere Schicht durch Vakuumzerstäuben bei folgenden Bedingungen versehen: Druck 1 x 10&supmin;³ Torr, Substrattemperatur 150ºC und Beschichtungsgeschwindigkeit 15 Å/sec. Dann wurde ein dünnes Blech aus 99,99 % Gold mit einer Dicke von 0,2 mm zwischen die so beschichteten äußeren Schichten des Rohlings und des Schafts gelegt, die dann bei 500ºC erhitzt und gleichzeitig mit einer Kraft von 50 kgf komprimiert wurden, um sie durch Thermokompression zu verbinden. Durch Veränderung der Dicke des Goldblechs, das auf diese Weise zwischen die äußeren Schichten gelegt wurde, erhielt man selbst bei solch einer geringeren Kraft ein Werkzeug, das eine Bindungsfestigkeit von 9,8 kg/mm² aufwies und dessen verbundener Teil sich selbst bei Verwendung bei 580ºC nicht lockerte.
- Auf die Oberfläche eines quadratischen Rohlings von 14 mm, der aus einem Substrat 9 aus einem gesinterten SiC- Preßkörper bestand, das wie in Fig. 2 gezeigt mit einer 0,1 mm dicken Schicht 10 aus polykristallinem Diamant beschichtet war, und zwar durch das Mikrowellen-Plasma- CVD Verfahren unter folgenden Bedingungen:
- H&sub2;: 200 cc/min
- CH&sub4;: 4 cc/min
- Ar: 50 cc/min
- Druck: 100 Torr
- Mikrowellenleistung: 800 W
- Zeitraum: 10 Stunden
- wurden nacheinander drei Schichten Titan 11 (1000 Å dick), eine Platinschicht 12 (2000 Å dick) und eine Goldschicht 13 (3 um dick) als äußerste Schicht durch Ionenplattierung unter folgenden Bedingungen aufgebracht: Druck 1 x 10&supmin;³ Torr, Substrattemperatur 200ºC, Beschichtungsgeschwindigkeit 10 Å/sec, Ionisierungsspannung 50 V. Andererseits wurde die Oberfläche eines aus einer Eisen-Nickel-Kobaltlegierung bestehenden Schafts 14 zuerst durch stromloses Plattieren mit einer Nickelschicht 15 (1 um dick) und dann durch Galvanisieren mit einer Goldschicht 16 (5 um dick) als versehen. Dann wurde ein dünnes Blech 17 aus 99,99 % Gold mit einer Dicke von 0,2 mm zwischen den so beschichteten Rohling und den Schaft gelegt, die dann bei 700ºC erhitzt und gleichzeitig mit einer Kraft von 300 kgf komprimiert wurden, um sie durch Thermokompression zu verbinden. Selbst wenn das auf diese Weise hergestellte Werkzeug, das eine Bindungsfestigkeit von 12 kg/mm² aufwies, bei hoher Temperatur, z.B. 600ºC, verwendet wurde, lockerte sich dessen verbundener Schaft nicht.
- Wie vorstehend veranschaulicht, werden bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug der Rohling und der Schaft durch plastische Verformung des Goldes ohne Verwendung eines Hartlötmetalls miteinander verbunden. Dementsprechend tritt das Problem, daß ein Hartlötmetall aus dem zu verbindenden Bereich fließt, wie es im Bindeverfahren des Standes der Technik unter Verwendung eines Hartlötemetalls der Fall ist, gar nicht auf. Außerdem hat das erfindungsgemäße Werkzeug den Vorteil, daß es bei höheren Temperaturen als der Verbindetemperatur verwendet werden kann und daß der miteinander verbundene Bereich über gute Wärmeleitfähigkeit verfügt.
- Daher kann das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren besonders gut für die Herstellung eines Werkzeuges eingesetzt werden, z.B. eines Bindewerkzeugs für TAD, das einen miteinander verbundenen Rohling und einen Schaft umfaßt, wobei der Schaft eine um so viel geringe Hitzeresistenz aufweist, daß er zu thermischer Verschlechterung beim Hartlöten neigt.
Claims (8)
1. Werkzeug umfassend einen Rohling und einen Schaft
mit einer zwischen dem Rohling und dem Schaft durch
Thermokompression ausgebildeten Bindungsschicht aus
Gold, bei dem der Rohling und/oder der Schaft eine
bindungsverstärkende Schicht als Basisschicht und
der Rohling und/oder der Schaft eine diffusionsfeste
Schicht als Basisschicht aufweisen, wobei die
diffusionsfeste Schicht außerhalb der
bindungsverstärkenden Schicht vorgesehen ist, und bei dem
die bindungsverstärkende Schicht mindestens eine aus
Titan, Chrom, Vanadium, Zirconium und Mangan
ausgewählte Komponente und die diffusionsfeste
Schicht mindestens eine aus Platin, Palladium,
Wolfram, Molybdän, Tantal und Nickel ausgewählte
Komponente aufweist und der Rohling aus
einkristallinem Diamant, polykristallinem Diamant,
polykristallinem cBN, Aluminiumnitrid, Berylliumoxid
oder Substraten aus gesinterten Preßkörpern, die
eine der Komponenten Si, Si&sub3;N&sub4;, SiC und AlN als eine
Hauptkomponente enthalten, und/oder
Verbundwerkstoffen daraus, die durch das
Gasphasensyntheseverfahren mit polykristallinem Diamant beschichtet
wurden [d.h. CVD-Diamant (CVD = chemical vapour
deposition = chemische Dampfabscheidung)], besteht.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, bei dem die
bindungsverstärkende Schicht eine Dicke von 100 bis 10.000 Å
aufweist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die
diffusionsfeste Schicht eine Dicke von 100 bis 5.000 Å
aufweist.
4. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei
dem der Schaft aus einer Wolfram-Nickellegierung,
Wolfram-Kupferlegierung, Sintercarbid, einer
Nickellegierung oder einem eisenhaltigen Metall
besteht.
5. Verfahren zur Herstellung eines Werkzeugs nach
Anspruch 1 durch Verbinden eines Rohlings und eines
Schafts, bei dem die Oberflächen des Rohlings und
des Schafts, die miteinander verbunden werden
sollen, mit Gold als äußere Schicht beschichtet
werden, wobei Goldbeschichtungen so angebracht
werden, daß sie einander gegenüberliegen, und dann
durch Thermokompression verbunden werden, wobei ein
dünnes Goldblech vor dem Verbinden durch
Thermokompression zwischen die äußeren Goldschichten
gelegt wird und wobei der Rohling und/oder der
Schaft mit einer bindungsverstärkenden Schicht und
einer diffusionsfesten Schicht als Basisschichten
versehen werden, ehe die Beschichtung mit Gold als
äußere Schicht erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das dünne
Goldblech eine Dicke von 0,3 bis 0,003 mm aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem das dünne
Goldblech ein Young'sches Modul von höchstens 12 x
10¹¹ dyn/cm aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6 und 7, bei
dem die Bindung durch Thermokompression bei einem
Druck von 0,1 bis 40 kg/mm² und einer Temperatur von
100ºC bis zur Hitzeresistenztemperatur der
Materialien erfolgt.
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