JP2671395B2 - メタライズ膜とその製造方法 - Google Patents
メタライズ膜とその製造方法Info
- Publication number
- JP2671395B2 JP2671395B2 JP63156474A JP15647488A JP2671395B2 JP 2671395 B2 JP2671395 B2 JP 2671395B2 JP 63156474 A JP63156474 A JP 63156474A JP 15647488 A JP15647488 A JP 15647488A JP 2671395 B2 JP2671395 B2 JP 2671395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- barrier layer
- metal layer
- metallized film
- metal
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、とくにセラミック基材の表面に形成され
る耐酸化性のメタライズ膜とその製造方法に関するもの
である。
る耐酸化性のメタライズ膜とその製造方法に関するもの
である。
従来より、セラミック基材上に設けるメタライズ膜と
しては、Mo,Wの単一層か、あるいは遷移金属（Cu,F
e,Ni等）とTi,Zrなどの活性金属との合金からなる単一
もしくは多層の膜の表面にAuまたはPt層を配置した構造
のものが知られている。
しては、Mo,Wの単一層か、あるいは遷移金属（Cu,F
e,Ni等）とTi,Zrなどの活性金属との合金からなる単一
もしくは多層の膜の表面にAuまたはPt層を配置した構造
のものが知られている。
また、上記のMo,Wの単一層は、これらの金属とMnの
粉末をセラミックス基材上に塗布し、還元雰囲気中で加
熱し、セラミック基材と反応させて製造される。また、
上記の単一または多層の合金層は、真空加熱蒸着法
か、あるいは活性金属合金箔を基材上に置き、真空また
は還元性雰囲気中で加熱加圧し、拡散あるいは溶融メタ
ライズさせて製造される。
粉末をセラミックス基材上に塗布し、還元雰囲気中で加
熱し、セラミック基材と反応させて製造される。また、
上記の単一または多層の合金層は、真空加熱蒸着法
か、あるいは活性金属合金箔を基材上に置き、真空また
は還元性雰囲気中で加熱加圧し、拡散あるいは溶融メタ
ライズさせて製造される。
しかしながら、いずれのメタライズ膜であっても、大
気中の酸素がメタライズ膜内に拡散し、膜が剥離しやす
いという欠点があった。とくに、ロウ付けや半田付け等
のように、他の基材をセラミック基材にメタライズ膜を
介して高温接着する場合、酸素の内部拡散が大となる。
気中の酸素がメタライズ膜内に拡散し、膜が剥離しやす
いという欠点があった。とくに、ロウ付けや半田付け等
のように、他の基材をセラミック基材にメタライズ膜を
介して高温接着する場合、酸素の内部拡散が大となる。
また、メタライズ膜の作成時には、基材温度が700〜1
400℃程度に加熱されるため、セラミック基材と金属箔
との熱膨張差によって、基材の反り等の変形が生じるお
それがあった。
400℃程度に加熱されるため、セラミック基材と金属箔
との熱膨張差によって、基材の反り等の変形が生じるお
それがあった。
また、基材とメタライズ膜との密着力が高いとはいえ
なかった。
なかった。
したがって、この発明の目的は、内部への酸素の拡散
を防止したメタライズ膜を提供することである。
を防止したメタライズ膜を提供することである。
この発明の他の目的は、基材との密着性にすぐれたメ
タライズ膜を提供することである。
タライズ膜を提供することである。
この発明のさらに他の目的は、低温成膜が可能で、基
材の変形がないメタライズ膜の製造方法を提供すること
である。
材の変形がないメタライズ膜の製造方法を提供すること
である。
この発明のメタライズ膜は、活性金属層、耐酸化性バ
リアー層および表面金属層をこの順に基材の表面に積層
したものである。
リアー層および表面金属層をこの順に基材の表面に積層
したものである。
活性金属層は、Ti,ZrおよびHfよりなる群から選ばれ
た少なくとも１種からなる層である。耐酸化性バリアー
層は、活性金属層上に形成されたSiからなる第１のバリ
アー層と、この第１のバリアー層上に形成されたIr,Rh,
Os,Ru,ReおよびPtよりなる群から選ばれた少なくとも１
種からなる第２のバリアー層とからなる。表面金属層
は、AuまたはAgからなる層である。
た少なくとも１種からなる層である。耐酸化性バリアー
層は、活性金属層上に形成されたSiからなる第１のバリ
アー層と、この第１のバリアー層上に形成されたIr,Rh,
Os,Ru,ReおよびPtよりなる群から選ばれた少なくとも１
種からなる第２のバリアー層とからなる。表面金属層
は、AuまたはAgからなる層である。
ここで、基材、活性金属層、第１のバリアー層、第２
のバリアー層および表面金属層の各境界部にはそれぞ
れ、隣接する層の成分同士が混合された混合層が形成さ
れる。
のバリアー層および表面金属層の各境界部にはそれぞ
れ、隣接する層の成分同士が混合された混合層が形成さ
れる。
また、この発明のメタライズ膜の製造方法は、活性金
属層、耐酸化性バリアー層および表面金属層の各構成金
属の蒸着と同時もしくは交互に、あるいは蒸着後に不活
性ガスのイオンまたは蒸着金属と同一金属のイオンを照
射するものである。
属層、耐酸化性バリアー層および表面金属層の各構成金
属の蒸着と同時もしくは交互に、あるいは蒸着後に不活
性ガスのイオンまたは蒸着金属と同一金属のイオンを照
射するものである。
この発明における活性金属層は基材表面をメタライズ
するための層であって、基材としてセラミック基材を使
用する場合には、セラミックスに対して活性なTi,Zrま
たはHfが好適に使用可能である。
するための層であって、基材としてセラミック基材を使
用する場合には、セラミックスに対して活性なTi,Zrま
たはHfが好適に使用可能である。
また、この活性金属層の表面に耐酸化性バリアー層を
設けることにより、酸素の内部拡散を防止する。バリア
ー層が第１のバリアー層と第２のバリアー層とから構成
されるとき、第１のバリアー層をSiから構成する。これ
はSiに対する酸素の拡散速度が小さいからである。一般
に拡散速度Ｄは Ｄ＝D0exp（−Q/kT） （式中、D0は拡散係数、Ｑは活性化エネルギー、Ｔは温
度である）で表され、たとえば酸素に対する拡散速度を
他の対酸素活性化金属と比較すると、900℃の高温下で
以下のようになり、Siの拡散速度が極端に低くなってい
る。したがって、Siをバリアー層として使用すると、酸
素の内部拡散防止に有効である。
設けることにより、酸素の内部拡散を防止する。バリア
ー層が第１のバリアー層と第２のバリアー層とから構成
されるとき、第１のバリアー層をSiから構成する。これ
はSiに対する酸素の拡散速度が小さいからである。一般
に拡散速度Ｄは Ｄ＝D0exp（−Q/kT） （式中、D0は拡散係数、Ｑは活性化エネルギー、Ｔは温
度である）で表され、たとえば酸素に対する拡散速度を
他の対酸素活性化金属と比較すると、900℃の高温下で
以下のようになり、Siの拡散速度が極端に低くなってい
る。したがって、Siをバリアー層として使用すると、酸
素の内部拡散防止に有効である。
Cu:1.8×10-5cm2/秒 Ti:1.3×10-7cm2/秒 Si:1.27×10-13cm2/秒 また、第２のバリアー層は酸素の内部拡散を防止する
機能のほかに、Siの表面金属層への拡散を防止する機能
をもつ。すなわち、表面金属層としてAuまたはAgを使用
するとき、SiがAuまたはAgと比較的低い温度（370℃程
度）で共晶状態をつくりやすいため、表面金属層が加熱
されると、これらの間で拡散・溶融化が進み、同時に酸
素の拡散のために活性金属層が酸化・剥離する。これを
防止するために、第２のバリアー層を設ける。第２のバ
リアー層として使用される金属は高融点金属で、ロウが
溶融するような高温下においても酸素の拡散、すなわち
酸化が進みにくく、かつ表面金属層に固溶しにくいもの
が使用される。
機能のほかに、Siの表面金属層への拡散を防止する機能
をもつ。すなわち、表面金属層としてAuまたはAgを使用
するとき、SiがAuまたはAgと比較的低い温度（370℃程
度）で共晶状態をつくりやすいため、表面金属層が加熱
されると、これらの間で拡散・溶融化が進み、同時に酸
素の拡散のために活性金属層が酸化・剥離する。これを
防止するために、第２のバリアー層を設ける。第２のバ
リアー層として使用される金属は高融点金属で、ロウが
溶融するような高温下においても酸素の拡散、すなわち
酸化が進みにくく、かつ表面金属層に固溶しにくいもの
が使用される。
表面金属層として使用されるAu、Agは耐酸化性にすぐ
れ、かつロウ付けや半田付け等の金属接合材に対してぬ
れ性がよい。
れ、かつロウ付けや半田付け等の金属接合材に対してぬ
れ性がよい。
これらの各層の境界部にそれぞれ混合層を作ると、各
層間の密着性が向上する。
層間の密着性が向上する。
また、この発明のメタライズ膜の製造方法において、
各層の構成金属の蒸着とともにイオンを照射するのは、
イオンの打ち込みにより境界部で前記混合層を形成する
とともに、低温成膜を行うためである。
各層の構成金属の蒸着とともにイオンを照射するのは、
イオンの打ち込みにより境界部で前記混合層を形成する
とともに、低温成膜を行うためである。
第１図はこの発明の一実施例のかかるメタライズ膜を
示す断面図である。
示す断面図である。
第１図に示すように、このメタライズ膜では、セラミ
ックスの基材１の表面に活性金属層２、第１のバリアー
層３、第２のバリアー層４および表面金属層５をこの順
に設け、さらにそれぞれの界面部に隣接する両層の金属
同士が混じりあった混合層６〜９が形成される。
ックスの基材１の表面に活性金属層２、第１のバリアー
層３、第２のバリアー層４および表面金属層５をこの順
に設け、さらにそれぞれの界面部に隣接する両層の金属
同士が混じりあった混合層６〜９が形成される。
第２図はメタライズ膜の製造装置を示す概略図であ
る。同図に示すように、基材ホルダー10に取付けられた
基材１の表面に対して蒸発装置11から蒸発金属12が蒸着
され、これと同時または交互に、あるいは蒸着後にイオ
ン源13からイオンが基材１の表面に照射される。14は膜
厚モニタである。イオン源13はバケット型のものを示し
ている。
る。同図に示すように、基材ホルダー10に取付けられた
基材１の表面に対して蒸発装置11から蒸発金属12が蒸着
され、これと同時または交互に、あるいは蒸着後にイオ
ン源13からイオンが基材１の表面に照射される。14は膜
厚モニタである。イオン源13はバケット型のものを示し
ている。
イオン照射を蒸着と同時に行う場合、イオンの照射エ
ネルギーはとくに限定されるものではないが、10eV〜40
keV程度とするのが好ましい。すなわち、10eVはイオン
の引き出し限界であり、また40keVより大きくなると蒸
着金属のスパッタ効果が大きくなり、好ましくない。ま
た、イオン／金属の比はスパッタ効果を考慮し、使用す
るイオン種と蒸着金属との組み合わせによって適宜決定
される。
ネルギーはとくに限定されるものではないが、10eV〜40
keV程度とするのが好ましい。すなわち、10eVはイオン
の引き出し限界であり、また40keVより大きくなると蒸
着金属のスパッタ効果が大きくなり、好ましくない。ま
た、イオン／金属の比はスパッタ効果を考慮し、使用す
るイオン種と蒸着金属との組み合わせによって適宜決定
される。
イオン照射を蒸着と交互または蒸着後に行う場合、蒸
着される金属の膜厚は注入イオンの飛程程度とし、イオ
ン注入量は1015〜1018ions/cm2程度とする。金属の膜厚
が前記範囲より大きくなると、基材１と蒸着膜との間で
のミキシングが不充分となり、また前記範囲より小さく
なると混合層の厚みが小さく、またイオンによるスパッ
タ効果のために混合層ができなくなり、いずれも好まし
くない。さらに、イオン注入量が前記範囲より大きくな
るとスパッタ効果が大きくなり、またイオン注入量が前
記範囲より小さくなると前記と同様にミキシング効果が
不充分となり、いずれも好ましくない。
着される金属の膜厚は注入イオンの飛程程度とし、イオ
ン注入量は1015〜1018ions/cm2程度とする。金属の膜厚
が前記範囲より大きくなると、基材１と蒸着膜との間で
のミキシングが不充分となり、また前記範囲より小さく
なると混合層の厚みが小さく、またイオンによるスパッ
タ効果のために混合層ができなくなり、いずれも好まし
くない。さらに、イオン注入量が前記範囲より大きくな
るとスパッタ効果が大きくなり、またイオン注入量が前
記範囲より小さくなると前記と同様にミキシング効果が
不充分となり、いずれも好ましくない。
イオン種としては、He,Ne,Ar,Kr,Xe等の不活性ガスま
たは蒸着金属と同一の金属イオンが使用可能である。イ
オン照射は不活性ガスでは、一度に大面積処理が可能な
バケット型またはカウフマン型を用いるのが好ましい。
また、金属イオンの場合は、焦点を合わせたイオンビー
ムを走査して照射する。
たは蒸着金属と同一の金属イオンが使用可能である。イ
オン照射は不活性ガスでは、一度に大面積処理が可能な
バケット型またはカウフマン型を用いるのが好ましい。
また、金属イオンの場合は、焦点を合わせたイオンビー
ムを走査して照射する。
また、膜堆積時に注入イオンにより基材１の内部が損
傷を受けるのを軽減するために、基材１を蒸着金属の融
点以下で加熱するか、あるいは成膜後にアニール処理し
てもよい。これは、注入イオンによる欠陥部分の回復、
また発生した応力緩和のためである。
傷を受けるのを軽減するために、基材１を蒸着金属の融
点以下で加熱するか、あるいは成膜後にアニール処理し
てもよい。これは、注入イオンによる欠陥部分の回復、
また発生した応力緩和のためである。
成膜に際しては、イオン照射と蒸着の併用によって必
要な膜厚を堆積させるか、あるいはあらかじめ混合層６
のみを形成するために、イオン照射と蒸着を併用し、つ
いで蒸着のみを行って各層２〜５の金属を堆積させるよ
うにしてもよい。
要な膜厚を堆積させるか、あるいはあらかじめ混合層６
のみを形成するために、イオン照射と蒸着を併用し、つ
いで蒸着のみを行って各層２〜５の金属を堆積させるよ
うにしてもよい。
この発明によれば、耐酸化性のバリアー層を設けたた
め、メタライズ膜の内部への酸素拡散が防止され、剥離
がなくなる。また、高温時でも酸素拡散が防止されるた
め、従来では真空加熱処理を必要とした接着法（真空ロ
ウ付け）が大気中で可能となり、製造工程、設備（真空
ロウ付け機械等）の合理化を図ることができ、経済性が
向上する。
め、メタライズ膜の内部への酸素拡散が防止され、剥離
がなくなる。また、高温時でも酸素拡散が防止されるた
め、従来では真空加熱処理を必要とした接着法（真空ロ
ウ付け）が大気中で可能となり、製造工程、設備（真空
ロウ付け機械等）の合理化を図ることができ、経済性が
向上する。
また、蒸発金属をイオンの打ち込みにより堆積させる
ために、低温成膜が可能となり、基材の変形が防止され
る。
ために、低温成膜が可能となり、基材の変形が防止され
る。
さらに、基材との間および各金属層間に混合層を形成
すると、密着性能が向上する。
すると、密着性能が向上する。
第１図はこの発明の一実施例におけるメタライズ膜の断
面図、第２図はメタライズ膜の製造装置の概略図であ
る。 １……基材、２……活性金属層、３……第１のバリアー
層、４……第２のバリアー層、５……表面金属層、６〜
９……混合層、12……蒸発金属、13……イオン源
面図、第２図はメタライズ膜の製造装置の概略図であ
る。 １……基材、２……活性金属層、３……第１のバリアー
層、４……第２のバリアー層、５……表面金属層、６〜
９……混合層、12……蒸発金属、13……イオン源
フロントページの続き (72)発明者 山本 宏樹 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−112787（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151384（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−266334（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】活性金属層、耐酸化性バリアー層および表
面金属層をこの順に基材の表面に積層してなるメタライ
ズ膜であって、前記活性金属層はTi,ZrおよびHfよりな
る群から選ばれた少なくとも１種からなり、前記耐酸化
性バリアー層は前記活性金属層上に形成されたSiからな
る第１のバリアー層とこの第１のバリアー層上に形成さ
れたIr,Rh,Os,Ru,ReおよびPtよりなる群から選ばれた少
なくとも１種からなる第２のバリアー層とからなり、前
記表面金属層はAuまたはAgからなることを特徴とするメ
タライズ膜。 - 【請求項２】前記基材、活性金属層、第１のバリアー
層、第２のバリアー層および表面金属層の各境界部にそ
れぞれ、隣接する層の成分同士が混合された混合層が形
成されてなる特許請求の範囲第（１）項記載のメタライ
ズ膜。 - 【請求項３】活性金属層、耐酸化性バリアー層および表
面金属層をこの順に基材の表面に積層するにあたり、各
構成金属の蒸着と同時にもしくは交互に、あるいは蒸着
後にイオンを照射することを特徴とするメタライズ膜の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63156474A JP2671395B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | メタライズ膜とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63156474A JP2671395B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | メタライズ膜とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH024956A JPH024956A (ja) | 1990-01-09 |
| JP2671395B2 true JP2671395B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=15628544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63156474A Expired - Fee Related JP2671395B2 (ja) | 1988-06-23 | 1988-06-23 | メタライズ膜とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2671395B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270479A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Citizen Watch Co Ltd | 金色被膜を有する装飾品およびその製造方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05117842A (ja) * | 1991-10-25 | 1993-05-14 | Ulvac Japan Ltd | 金属とセラミツクスの接合法 |
| KR101097318B1 (ko) * | 2009-11-25 | 2011-12-21 | 삼성모바일디스플레이주식회사 | 유기 발광 소자 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62112787A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 金属積層体 |
-
1988
- 1988-06-23 JP JP63156474A patent/JP2671395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005270479A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Citizen Watch Co Ltd | 金色被膜を有する装飾品およびその製造方法 |
| JP4504059B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2010-07-14 | シチズンホールディングス株式会社 | 金色被膜を有する装飾品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH024956A (ja) | 1990-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3184115B2 (ja) | オーミック電極形成方法 | |
| JPH07504945A (ja) | スパッタ・ターゲット受け板組立体を結合する方法とそれにより製造される組立体 | |
| JPH04320024A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH08316624A (ja) | 電子回路の製造方法 | |
| JPS59207672A (ja) | 太陽電池およびその製造法 | |
| EP0606813A2 (en) | Process for corrosion free multi-layer metal conductors | |
| JP2004523652A (ja) | 物理気相成長ターゲット／バッキングプレートアセンブリー；及び物理気相成長ターゲット／バッキングプレートアセンブリーの形成方法 | |
| JP2671395B2 (ja) | メタライズ膜とその製造方法 | |
| JP3447532B2 (ja) | ろう付け用構造体およびメタライズ構造体 | |
| JP2004529269A (ja) | モリブデン及びアルミニウムを含むアセンブリ；ターゲット／バッキングプレートアセンブリを作製するときに中間層を用いる方法 | |
| JP4294109B2 (ja) | 多層構造電極の形成方法 | |
| JP3629578B2 (ja) | Ｔｉ系材料とＣｕ系の接合方法 | |
| JP3157520B2 (ja) | 窒化アルミニウム基板の製造方法 | |
| JPH0472764A (ja) | 半導体装置の裏面電極 | |
| JP2002292474A (ja) | チタン材又はチタン合金材の接合方法 | |
| JP3431318B2 (ja) | カルコパイライト構造半導体薄膜の製造方法 | |
| JPH10135150A (ja) | ワークピースの処理方法 | |
| JP3170678B2 (ja) | Ｎｂ合金耐熱部材及び該部材の製造方法 | |
| JP2005026612A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2903105B2 (ja) | 耐酸化被覆層の製造方法 | |
| JPS63261626A (ja) | 超電導薄膜の製造方法 | |
| JP3073180B2 (ja) | Ｎｂ合金への耐酸化表面コーティング | |
| JPH07231049A (ja) | セラミックス多層基板の製造方法及びセラミックス多層基板 | |
| JP2986948B2 (ja) | ＡｌＮ回路基板 | |
| JPS63264283A (ja) | 耐熱材料の接合方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |