JPH01122984A - メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体 - Google Patents
メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体Info
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- JPH01122984A JPH01122984A JP27903087A JP27903087A JPH01122984A JP H01122984 A JPH01122984 A JP H01122984A JP 27903087 A JP27903087 A JP 27903087A JP 27903087 A JP27903087 A JP 27903087A JP H01122984 A JPH01122984 A JP H01122984A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
- C04B41/5183—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal inorganic
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、IC絶縁基板をはじめ多くの分野で注目され
ている窟化アルミニウム焼結体に関し、特に金属化面を
有する焼結体に関する。
ている窟化アルミニウム焼結体に関し、特に金属化面を
有する焼結体に関する。
[従来の技術J
窒化アルミニウム(AIN)焼結体は熱伝導性が高く、
機械的強度も優れていることからIC用絶縁基板をはじ
め多くの分野で注目されている。しかし、窒化アルミニ
ウム焼結体は金属との濡れ性が悪く、電力用トランジス
タをはじめ各種のIC用基板等として用いているため表
面に金属層を積層しようとしても満足な接着強度が(り
られないという欠点があった。そこで、各種の方法でA
IN焼結体表面の金属化が試みられていが、まだ満足な
方法は提案されていない。
機械的強度も優れていることからIC用絶縁基板をはじ
め多くの分野で注目されている。しかし、窒化アルミニ
ウム焼結体は金属との濡れ性が悪く、電力用トランジス
タをはじめ各種のIC用基板等として用いているため表
面に金属層を積層しようとしても満足な接着強度が(り
られないという欠点があった。そこで、各種の方法でA
IN焼結体表面の金属化が試みられていが、まだ満足な
方法は提案されていない。
他方、醸化アルミニウム(Al2O3>焼結体の金属化
技術として、タングステン又はタングステン−マンガン
のペーストを焼結体表面に塗布し、加湿水素又は加湿〕
t−ミングガス中において1300℃〜1700℃の温
度で焼成するテレフンケン法が知られている。
技術として、タングステン又はタングステン−マンガン
のペーストを焼結体表面に塗布し、加湿水素又は加湿〕
t−ミングガス中において1300℃〜1700℃の温
度で焼成するテレフンケン法が知られている。
この方法の特徴は加湿雰囲気中においてAl2Oを焼結
体中のガラス相が軟化する温度で焼成する点にあり、こ
の焼成によりW及びMnの表面が酸化されてW又はW−
Mnペーストの焼結を促進するだけでなく、これらの酸
化物が焼結体のガラス相に溶は込んでガラスの流動性を
良くし、ガラス相は多孔質のW又はW−Mn金属化層に
移動する。更に、焼成により生成した酸化物、特にMn
Oは焼結体中のAl2O3及び5i02と反応して M
n0−Al2O3及びMnO・SiO2を、同じくWは
一部Wが酸化され、酸化タングステンとアルミナが強固
に反応する。
体中のガラス相が軟化する温度で焼成する点にあり、こ
の焼成によりW及びMnの表面が酸化されてW又はW−
Mnペーストの焼結を促進するだけでなく、これらの酸
化物が焼結体のガラス相に溶は込んでガラスの流動性を
良くし、ガラス相は多孔質のW又はW−Mn金属化層に
移動する。更に、焼成により生成した酸化物、特にMn
Oは焼結体中のAl2O3及び5i02と反応して M
n0−Al2O3及びMnO・SiO2を、同じくWは
一部Wが酸化され、酸化タングステンとアルミナが強固
に反応する。
このようにしてW又はW−Mnの金属化層はAl2O3
焼結体と機械的及び化学的結合により強固に接着され、
その接着強度は 約4〜7kg/mm 2程度になる。
焼結体と機械的及び化学的結合により強固に接着され、
その接着強度は 約4〜7kg/mm 2程度になる。
かかるテレフンケン法によりAIN焼結体のメタライズ
を試みても、■AIN焼結体中にはAl2O3焼結体の
ように約1000〜1500’Cの低温で軟化するガラ
ス相等が存在しないこと、■AINとW、Mrl及びこ
れらの酸化物とは反応性に乏しいこと等の理由により、
得られるW又はW−Mnの金属化層は接着強度が小さく
気密性も極めて悪かった。
を試みても、■AIN焼結体中にはAl2O3焼結体の
ように約1000〜1500’Cの低温で軟化するガラ
ス相等が存在しないこと、■AINとW、Mrl及びこ
れらの酸化物とは反応性に乏しいこと等の理由により、
得られるW又はW−Mnの金属化層は接着強度が小さく
気密性も極めて悪かった。
AIN焼結体をIC用基板等として用いる場合、金属化
層の接着強度が小さいと製造工程の熱サイクルで剥離し
やすく、また金属化層の気密性が悪いと強度が劣るだけ
でなく満足な封止性が得られない等の問題がおる。
層の接着強度が小さいと製造工程の熱サイクルで剥離し
やすく、また金属化層の気密性が悪いと強度が劣るだけ
でなく満足な封止性が得られない等の問題がおる。
[発明が解決しようとする問題点コ
本発明は、上記事情に鑑み、△IN焼結体の表面に強固
に接着しかつ気密性の高いメタライズ面を有するAIN
焼結体を提供することを目的とする。
に接着しかつ気密性の高いメタライズ面を有するAIN
焼結体を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段]
本発明はメタライズ層を有する窒化アルミニウム焼結体
において、該メタライズ層に窒化アルミニウム焼結体の
粒界組成物と同等の組成物が含有されていることを特徴
とするメタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体であ
る。
において、該メタライズ層に窒化アルミニウム焼結体の
粒界組成物と同等の組成物が含有されていることを特徴
とするメタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体であ
る。
本発明において、高融点金属のW、MoおよびMnの1
種以上の金属又は合金属とAIN焼結体を強固に密着す
るためには、AIN焼結体の粒界組成物として公知であ
る希土類酸化物とAl2O3からなる化合物もしくは/
かつアルカリ土類金属酸化物とAl2O3からなる化合
物をメタライズ層に介在させることによって目的は達せ
られる。すなわち、粒界組成物は、AIN焼結体中では
、AIN結晶同志を併合せしめるバインダー層として作
用し、それらの組成物は、当然AIN焼結体表面を良好
に濡らし、またAIN粒界層と反応、拡散することによ
って強固に密着せしめる。しかも高融点金属は、酸化物
との濡れ性が良く、組成物との濡れ性は極めて良好であ
ることを確認している。特にCa0−Al2O3成分の
場合は、W金属とCaOが一部固溶することが知られて
おり、ざらに効果があるものと期待される。これらを介
在せしめる方法はどのような方法でも良く、予め組成物
もしくはメタライズ焼成後組成物とならしめるような化
学種を高融点金属ペースi〜に添加して焼成せしめる方
法が特に有効である。
種以上の金属又は合金属とAIN焼結体を強固に密着す
るためには、AIN焼結体の粒界組成物として公知であ
る希土類酸化物とAl2O3からなる化合物もしくは/
かつアルカリ土類金属酸化物とAl2O3からなる化合
物をメタライズ層に介在させることによって目的は達せ
られる。すなわち、粒界組成物は、AIN焼結体中では
、AIN結晶同志を併合せしめるバインダー層として作
用し、それらの組成物は、当然AIN焼結体表面を良好
に濡らし、またAIN粒界層と反応、拡散することによ
って強固に密着せしめる。しかも高融点金属は、酸化物
との濡れ性が良く、組成物との濡れ性は極めて良好であ
ることを確認している。特にCa0−Al2O3成分の
場合は、W金属とCaOが一部固溶することが知られて
おり、ざらに効果があるものと期待される。これらを介
在せしめる方法はどのような方法でも良く、予め組成物
もしくはメタライズ焼成後組成物とならしめるような化
学種を高融点金属ペースi〜に添加して焼成せしめる方
法が特に有効である。
また、AIN焼結体の粒界組成物を構成している化学種
と、メタライズに介在せしめる組成物を構成している化
学種が、必ずしも同一のものに制限されることはない。
と、メタライズに介在せしめる組成物を構成している化
学種が、必ずしも同一のものに制限されることはない。
つまり公知の組成物がメタライズ層に介在すれば、母材
の粒界組成物が異なっても、作用に変わりはない。例え
ば粒界層がY2O3−Al2O3系の化合物であるAI
N焼結体表面にCa0−Al2O3系の化合物層を介在
したメタライズ層でも良い。
の粒界組成物が異なっても、作用に変わりはない。例え
ば粒界層がY2O3−Al2O3系の化合物であるAI
N焼結体表面にCa0−Al2O3系の化合物層を介在
したメタライズ層でも良い。
このようにして得られたメタライズ処理したAIN焼結
体のメタライズ表面にNiメツキを施した後の、メタラ
イズ強度は、引張強度で5kg/mm’以上でAIN内
部で破壊していた。また気密性はHcリーク法で10+
4 atmcc/See以下と極めて良好でめった。
体のメタライズ表面にNiメツキを施した後の、メタラ
イズ強度は、引張強度で5kg/mm’以上でAIN内
部で破壊していた。また気密性はHcリーク法で10+
4 atmcc/See以下と極めて良好でめった。
[実施例]
゛実施例1
CaOもしくはSrOとAlzOxの混合物あるいはY
2O3、Gd2o3 もシクハClO2とAl2O3と
の混合物を、W、MolW−Mn、Mo−Mnペースト
にそれぞれ添加混練し、スクリーン印刷法で粒界組成物
がCa0−Al2O3系、Y2O3−Al2O3系、
Qd2Q3−Al2O3系、 Ce03−Al2O3系
、Cao−Y20z −A I 203系、Cao−G
d203−Al2O3系、Cao−Ce02−AI 2
0:l系のそれぞれのAIN焼結体表面に塗布した後、
1450〜1950℃で焼成した。焼成したメタライズ
表面をNiメツキ2 厚ざで処理した後、1)d−3n
ハンダメツキした鉄線とハンダ付して引゛張強度を測定
した。
2O3、Gd2o3 もシクハClO2とAl2O3と
の混合物を、W、MolW−Mn、Mo−Mnペースト
にそれぞれ添加混練し、スクリーン印刷法で粒界組成物
がCa0−Al2O3系、Y2O3−Al2O3系、
Qd2Q3−Al2O3系、 Ce03−Al2O3系
、Cao−Y20z −A I 203系、Cao−G
d203−Al2O3系、Cao−Ce02−AI 2
0:l系のそれぞれのAIN焼結体表面に塗布した後、
1450〜1950℃で焼成した。焼成したメタライズ
表面をNiメツキ2 厚ざで処理した後、1)d−3n
ハンダメツキした鉄線とハンダ付して引゛張強度を測定
した。
引張強度ハ5.1kg/mm ’以上あり、AIN母材
の内部から破壊していたため、メタライズ強度は充分実
用性に絶える高い値であった。気密性は〜104181
mCC/SeC以下と良好であった。
の内部から破壊していたため、メタライズ強度は充分実
用性に絶える高い値であった。気密性は〜104181
mCC/SeC以下と良好であった。
(Hcリーク法)
比較例
市販のW、Mo、W−Mn、Mo−Mnペースト(主成
分は5iOz)を用いて上記の如くメタライズ強度を評
価したところ、せいぜい1〜2kQ/mm2 L/か得
られず、実用性には耐えられなかった。
分は5iOz)を用いて上記の如くメタライズ強度を評
価したところ、せいぜい1〜2kQ/mm2 L/か得
られず、実用性には耐えられなかった。
実施例2
実施例1のペーストをCaO1Y203、Gd20x、
CeO2、Ca0−Y2O3、CaO−Gd2O3また
はcao−CeOz系の焼結助剤を含有したAINグリ
ーンシート表面に、スクリーン印刷法で塗布した後、1
700〜2100℃で同時焼成を行った。実施例1と同
様にメタライズ強度を評価したところ5.8kg/mm
2と十分高く、気密性も〜1O−II atmCC/
Sec以下と良好であった。
CeO2、Ca0−Y2O3、CaO−Gd2O3また
はcao−CeOz系の焼結助剤を含有したAINグリ
ーンシート表面に、スクリーン印刷法で塗布した後、1
700〜2100℃で同時焼成を行った。実施例1と同
様にメタライズ強度を評価したところ5.8kg/mm
2と十分高く、気密性も〜1O−II atmCC/
Sec以下と良好であった。
[発明の効果]
本発明によれば、メタライズ層に、AIN焼結体の粒界
組成物と同等の組成物を含有せしめることで、AIN焼
結体と強固に接着した気密性の高いメタライズ面を得る
ことができた。
組成物と同等の組成物を含有せしめることで、AIN焼
結体と強固に接着した気密性の高いメタライズ面を得る
ことができた。
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人 弁理士 小 松 秀 岳
代理人 弁理士 旭 宏
代理人 弁理士 加 々 美紀雄
Claims (3)
- (1)メタライズ層を有する窒化アルミニウム焼結体に
おいて、該メタライズ層に窒化アルミニウム焼結体の粒
界組成物と同等の組成物が含有されていることを特徴と
するメタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体。 - (2)メタライズ層の主たる金属成分はW、Moおよび
Mnの1種以上である特許請求の範囲第(1)項記載の
メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体。 - (3)組成物が希土類酸化物とAl_2O_3からなる
化合物もしくは/かつアルカリ土類金属酸化物とAl_
2O_3からなる化合物である特許請求の範囲第(1)
項記載のメタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27903087A JPH01122984A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27903087A JPH01122984A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01122984A true JPH01122984A (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=17605413
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27903087A Pending JPH01122984A (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | メタライズ処理した窒化アルミニウム焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01122984A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01249681A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化面を有する窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法 |
JPH03146488A (ja) * | 1989-10-30 | 1991-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化層を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62197375A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム基板 |
JPS62197372A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-09-01 | 株式会社東芝 | 導電性メタライズ層を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
JPS6483586A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-29 | Kyocera Corp | Method for metallizing aluminum nitride substrate |
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1987
- 1987-11-06 JP JP27903087A patent/JPH01122984A/ja active Pending
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