JP2000096260A - 保護皮膜の形成方法および保護皮膜 - Google Patents

保護皮膜の形成方法および保護皮膜

Info

Publication number
JP2000096260A
JP2000096260A JP10282052A JP28205298A JP2000096260A JP 2000096260 A JP2000096260 A JP 2000096260A JP 10282052 A JP10282052 A JP 10282052A JP 28205298 A JP28205298 A JP 28205298A JP 2000096260 A JP2000096260 A JP 2000096260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective film
layer
argon
diamond
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10282052A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3900708B2 (ja
Inventor
Mitsuharu Okada
光治 岡田
Michifumi Nika
通文 丹花
Takahiko Miyazaki
孝彦 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Kohan Co Ltd
Original Assignee
Toyo Kohan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Kohan Co Ltd filed Critical Toyo Kohan Co Ltd
Priority to JP28205298A priority Critical patent/JP3900708B2/ja
Publication of JP2000096260A publication Critical patent/JP2000096260A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3900708B2 publication Critical patent/JP3900708B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー加工時のアブレーションを防止可能
で、かつ、加工後容易に短時間で除去可能な保護皮膜の
形成方法および保護皮膜を提供する。 【解決手段】 ダイヤモンド面上にメタライズ層、また
はメタライズ層とその上層にろう付け層を設け、さらに
その上層にアルゴン以外の気体を含むアルゴン中でBN
をターゲットとしてRFスパッタ法を用いて成膜する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はダイヤモンドを用い
るヒートシンク、またはセンサ、ICなどに形成される
メタライズ層の保護皮膜を形成させる方法、および保護
皮膜に関する。より詳細には、レーザー加工時にメタラ
イズ層がアブレーションで損傷することを防止すること
が可能で、かつレーザー加工後に容易に除去することが
可能な保護皮膜の形成方法およびその形成方法を用いて
形成する保護皮膜に関する。
【0002】
【従来の技術】ダイヤモンドを所定の形状に加工する切
断などの手段としては、レーザーなどの熱的加工手段が
用いられることが多い。しかし、例えば半導体レーザー
用のヒートシンクとしてダイヤモンドが用いられる場
合、ダイヤモンドの表面にはメタライズ層が設けらてお
り、レーザーを照射されるとアブレーションにより、メ
タライズ層が損傷する。これを防止するため、ダイヤモ
ンドの表面にメタライズ層を設け、さらにその上層に保
護皮膜を形成させることにより、レーザーによるアブレ
ーションを防止することが行われている。
【0003】この保護皮膜は ZnO、Ta25、Si
2、BN、C(炭素)、ITO(インジウム錫酸化
物)のいずれかであることが好ましく、レーザー加工後
は水、酸またはアルカリ水溶液、もしくは有機溶媒の中
に浸漬することにより、容易に除去することができる。
特に、保護皮膜がBNの場合は、水中に浸漬するだけで
比較的短時間で除去することができる。BN皮膜は、メ
タライズ層が形成されたダイヤモンド上にRFスパッタ
法を用いて形成されるが、成膜条件によっては除去不能
であったり、除去に長大な時間を要する皮膜となること
が判明した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する技術課題は、レーザー加工時のアブレーションが防
止可能で、かつ、加工後容易に短時間で除去可能な保護
皮膜の形成方法および保護皮膜を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヤモンド
面上にメタライズ層を設け、さらにその上層にアルゴン
以外の気体を含むアルゴン中でBNをターゲットとして
RFスパッタ法を用いて成膜することを特徴とする保護
皮膜の形成方法、またはダイヤモンド面上にメタライズ
層を設け、その上層にろう付け層を設け、さらにその上
層にアルゴン以外の気体を含むアルゴン中でBNをター
ゲットとしてRFスパッタ法を用いて成膜することを特
徴とする保護皮膜の形成方法であり、アルゴン中に含ま
れるアルゴン以外の気体の量が、0.1〜0.5体積%で
あり、アルゴン以外の気体が酸素または水素であること
を特徴とする。さらに本発明は、ダイヤモンド面上に設
けられたメタライズ層、またはメタライズ層の上層に設
けられたろう付け層のさらに上層に、上記の保護皮膜の
形成方法を用いて成膜してなるBNを主体とする保護皮
膜である。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明者らは、ダイヤモンドにメ
タライズ層を形成させた後、その上層に酸素や水素な
ど、アルゴン以外の気体を含有するアルゴン中でBNを
ターゲットとしてスパッタすることにより、レーザー加
工時のアブレーションを防止することが可能で、かつ、
加工後に水中に浸漬するだけで容易に短時間で除去する
ことが可能な保護皮膜が得られることを見出した。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明の保護膜を被覆するダイヤモンドについて説明す
る。本発明においては、ダイヤモンド素材は合成ダイヤ
モンド、高圧合成ダイヤモンド、あるいは天然ダイヤモ
ンドのいずれでも差し支えなく、また単結晶体あるいは
多結晶体のいずれの構造を有していても差し支えない。
しかし、生産性の観点から、マイクロ波プラズマCVD
法などの気相合成法を用いて製造されたダイヤモンドを
用いることが好ましい。
【0008】これらのダイヤモンドの上下面を研磨し、
次いで水素プラズマクリーニング、または酸素プラズマ
クリーニングを施した後、DCマグネトロンスパッタ
法、またはRFマグネトロンスパッタ法を用いてメタラ
イズ層を形成させる。W、Ti、Mo、Ni、Cr、P
t、Pd、Au、Ag、Cuの1種以上で1層以上の単
体膜、合金膜、または複合膜であることが好ましく、ダ
イヤモンドと化学的に反応して接着力を向上させ、耐熱
性を有し、かつ、ろう付けが可能であることが必要であ
る。
【0009】上記のメタライズ層は、それ自体で、か
つ、ろう付けが可能であることが好ましいが、高温では
破壊するような半導体レーザーチップ、またはセンサ、
ICなどを低温でろう付けを可能とするために、上記の
メタライズ層を形成させた上下面のどちらかの1面に、
比較的低温でろう付けが可能な接着層を設けることが好
ましい。このようなろう付け層としては、例えばRFマ
グネトロンスパッタ法やDCマグネトロンスパッタ法を
用いて形成されるAu−Sn合金層、あるいは湿式めっ
き法、またはRFスパッタ法もしくはDCスパッタ法の
いずれかによる半田層であることが好ましい。
【0010】上記のようにしてダイヤモンド上にメタラ
イズ層およびろう付け層を形成させた後、保護皮膜を形
成させる。保護皮膜はYAGレーザー、ガスレーザー、
エキシマレーザーなどのレーザーで切断される際の加熱
に耐える十分な耐熱性を有し、かつ切断後に上記のメタ
ライズ層やろう付け層を劣化させることなく容易に剥離
可能な物質からなるものでなくてはならない。これらの
要求を満足させる物質としては、炭素、炭化物、酸化
物、窒化物などがあるが、中でも ZnO、Ta25
SiO2、ITO(インジウム錫酸化物)、BN、炭素
が好ましい。これらの保護皮膜はアルゴン雰囲気中にお
けるRFマグネトロンスパッタ法により、前記のメタラ
イズ層、またはろう付け層の上に形成される。その中で
もBNによる保護皮膜は、水中に浸漬するだけで比較的
短時間で除去することが可能であり特に好ましい。
【0011】しかし、本発明の発明者らは、このBNに
よる保護皮膜は、水中浸漬による除去に要する時間が成
膜条件によって異なることに気付いた。すなわち、RF
マグネトロンスパッタ時のアルゴン雰囲気中に含まれる
アルゴン以外の気体の含有量が多いほど、得られた保護
皮膜を水中に浸漬した際に除去される時間が短い。この
原因は良くは分からないが、BNをターゲットとしてR
Fマグネトロンスパッタする際に、アルゴン雰囲気中に
アルゴン以外の気体が存在していると、気体原子の殆ど
がBNからなる保護皮膜中に取り込まれる。このとき、
アルゴン雰囲気中のアルゴン以外の気体の量が多いほど
保護皮膜中に取り込まれる気体原子の量も多くなり、保
護皮膜中に空孔が増加して皮膜の連続性が減少するため
に、水に浸漬した際に水が空孔に浸透し、さらに保護皮
膜とメタライズ層の界面、または保護皮膜とろう付け層
の界面に水が浸透するようになり、保護皮膜が分解剥離
しやすくなるためと考えられる。
【0012】アルゴン中に含まれるアルゴン以外の気体
としては、酸素、水素、窒素、二酸化炭素、酸化窒素、
塩素などの不活性気体以外の気体のいずれでもよいが、
取扱の容易さから、酸素、水素、窒素であることが好ま
しく、また、アルゴン中に含まれる量は、0.1〜0.5
体積%であることが好ましい。アルゴン以外の気体の量
が 0.1体積%未満の場合は得られるBN保護皮膜は水
中に浸漬しても容易に除去できない。一方アルゴン以外
の気体の量が 0.5体積%を越える場合は得られるBN
保護皮膜の強度が低下し、レーザーで切断する際にメタ
ライズ層から剥離するようになる。また保護皮膜の厚さ
は0.8〜1.5μmであることが好ましい。 0.8μm
未満の場合はレーザーによるアブレーションを完全に防
止することができない。一方 1.5μmを越える場合は
皮膜のメタライズ層やろう付け層に対する接着強度が低
下し、皮膜形成後またはレーザーで切断する際に剥離す
るようになる。
【0013】上記のようにしてメタライズ層、またはメ
タライズ層とろう付け層、およびBNを主体とする保護
皮膜が形成されたダイヤモンドを、レーザーを用いて所
定の寸法に切断する。次いで水中に浸漬して保護皮膜を
除去する。
【0014】以下、本発明について、実施例によりさら
に具体的に説明する。 [ダイヤモンドの作成]マイクロ波CVD法を用いて、厚
さ 0.35mm、縦25mm、横25mmのダイヤモン
ドを作成した。このダイヤモンドの上下面を研磨し、
0.25mmの厚さとした。
【0015】[メタライズ層の形成]研磨されたダイヤモ
ンドを水素プラズマでクリーニングした後、この上下面
にDCマグネトロンスパッタ法を用いて、Ti、Pt、
Auの順に各層を形成させた。各層の厚さはTi:10
0nm、Pt:100nm、Au:500nmとした。
【0016】[ろう付け層の形成]上記のようにメタライ
ズ層が形成されたダイヤモンドの一部には、メタライズ
層のさらに上層にろう付け層を形成させた。すなわち、
メタライズ層が形成されたダイヤモンドの片面に、DC
マグネトロンスパッタ法を用いてAu−Sn合金層(A
u/Sn=80重量%/20重量%)を 2.8μmの厚
さで形成させた。
【0017】[保護皮膜の形成]上記のようにしてメタラ
イズ層、およびメタライズ層とろう付け層が形成された
ダイヤモンドの両面に、RFマグネトロンスパッタ法を
用いて表1に示す条件でBNを主体とする保護皮膜を形
成させた。得られた保護皮膜の状態を表1に示す。
【0018】[分割切断]上記のようにして各種の皮膜が
形成されたダイヤモンドを、Nd−YAGレーザーを用
い、下記の条件で分割切断した。 平均出力 : 10W Qスイッチ周波数: 5kHz 加工速度 : 15mm/sec スキャン回数 : 20回 切断後の保護皮膜の状態を表1に示す。
【0019】[保護皮膜の除去]上記のようにして分割切
断されたダイヤモンドを水中に浸漬し、ダイヤモンド上
に残存している保護皮膜を除去した。保護皮膜の除去に
要した時間を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明は、ダイヤモンド面上にメタライ
ズ層、またはメタライズ層とその上層にろう付け層を設
け、さらにその上層にアルゴン以外の気体を含むアルゴ
ン中でBNをターゲットとしてRFスパッタ法を用いて
成膜する保護皮膜の形成方法、およびその形成方法を用
いて得られた保護皮膜であり、本発明の方法を用いるこ
とにより、レーザー加工時のアブレーションを防止する
ことが可能で、かつ、加工後に水中に浸漬するだけで容
易に短時間で除去することが可能な保護皮膜が得られ
る。
フロントページの続き (72)発明者 宮崎 孝彦 山口県下松市東豊井1296番地の1 東洋鋼 鈑株式会社技術研究所内 Fターム(参考) 4K029 AA04 AA22 BA02 BA13 BA17 BA59 BB02 CA05 DC05 DC34 DC35 DC39 EA05 4K030 BA28 BB02 BB03 FA02 LA15 4K044 AA13 BA02 BA06 BA08 BA18 BB02 BC11 CA13 CA18

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ダイヤモンド面上にメタライズ層を設
    け、さらにその上層にアルゴン以外の気体を含むアルゴ
    ン中でBNをターゲットとしてRFスパッタ法を用いて
    成膜することを特徴とする保護皮膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 ダイヤモンド面上にメタライズ層を設
    け、その上層にろう付け層を設け、さらにその上層にア
    ルゴン以外の気体を含むアルゴン中でBNをターゲット
    としてRFスパッタ法を用いて成膜することを特徴とす
    る保護皮膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 アルゴン中に含まれるアルゴン以外の
    気体の量が、0.1〜0.5体積%であることを特徴とす
    る請求項1または2に記載の保護皮膜の形成方法。
  4. 【請求項4】 前記アルゴン以外の気体が酸素である
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の保
    護皮膜の形成方法。
  5. 【請求項5】 前記アルゴン以外の気体が水素である
    ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の保
    護皮膜の形成方法。
  6. 【請求項6】 ダイヤモンド面上に設けられたメタラ
    イズ層、またはメタライズ層の上層に設けられたろう付
    け層のさらに上層に、請求項1〜3のいずれかに記載の
    保護皮膜の形成方法を用いて成膜してなるBNを主体と
    する保護皮膜。
JP28205298A 1998-09-18 1998-09-18 保護皮膜の形成方法および保護皮膜 Expired - Fee Related JP3900708B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28205298A JP3900708B2 (ja) 1998-09-18 1998-09-18 保護皮膜の形成方法および保護皮膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28205298A JP3900708B2 (ja) 1998-09-18 1998-09-18 保護皮膜の形成方法および保護皮膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000096260A true JP2000096260A (ja) 2000-04-04
JP3900708B2 JP3900708B2 (ja) 2007-04-04

Family

ID=17647545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28205298A Expired - Fee Related JP3900708B2 (ja) 1998-09-18 1998-09-18 保護皮膜の形成方法および保護皮膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3900708B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108315711A (zh) * 2018-02-26 2018-07-24 南京航空航天大学 一种提高掺硼金刚石电极膜基结合性能的纳秒激光基体预处理方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108315711A (zh) * 2018-02-26 2018-07-24 南京航空航天大学 一种提高掺硼金刚石电极膜基结合性能的纳秒激光基体预处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3900708B2 (ja) 2007-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR950007672B1 (ko) 다결정 다이아몬드 절삭공구 및 이의 제조방법
JP2002513081A (ja) 腐食保護層付き製品と腐食保護層の製造方法
DE59600122D1 (de) Vakuumbeschichteter Verbundkörper und Verfahren zu seiner Herstellung
FR2746415A1 (fr) Substrat revetu d'une couche polycristalline de diamant
US4859531A (en) Method for bonding a cubic boron nitride sintered compact
US5082163A (en) Method of metallizing non-oxide ceramics
JP2000096260A (ja) 保護皮膜の形成方法および保護皮膜
JP2005264329A (ja) Ag合金膜及びその製造方法
JP3660014B2 (ja) スパッタ用ターゲット
JP4824163B2 (ja) 硬質材層を除去するための方法
CN1077151A (zh) 可焊陶瓷的Sn基活性软钎料
JPH0464795B2 (ja)
JP3215644B2 (ja) ダイヤモンドヒートシンクの製造方法
JPH04322491A (ja) セラミックス回路基板の製造法
JP4331370B2 (ja) ベリリウムと銅合金のhip接合体の製造方法およびhip接合体
JPH0632669A (ja) 接合体、メタライズ体およびメタライズ体の製造方法
JPH0551271A (ja) 金属板とセラミツクス基板とからなる接合体
JPH02146496A (ja) 金属溶融用るつぼ
JPH0740106A (ja) 耐熱性に優れた気相合成ダイヤモンドろう付け工具およびその製造方法
JP3660013B2 (ja) スパッタ用ターゲット
JP2000016878A (ja) 接合構造体
JPH05319965A (ja) 窒化アルミニウム焼結体基板のメタライズ方法
JPH0891992A (ja) ダイヤモンド被覆ろう付け製品の製造方法
JP2003048209A (ja) セラミックチップの製造方法
JP2852071B2 (ja) セラミックス製チップ刃付丸鋸及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050412

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060830

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061030

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20061220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees