JPH01262087A - 窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法 - Google Patents
窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法Info
- Publication number
- JPH01262087A JPH01262087A JP63090924A JP9092488A JPH01262087A JP H01262087 A JPH01262087 A JP H01262087A JP 63090924 A JP63090924 A JP 63090924A JP 9092488 A JP9092488 A JP 9092488A JP H01262087 A JPH01262087 A JP H01262087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramics
- silicon nitride
- nitride ceramics
- si3n4
- laser machining
- 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.)
- Pending
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894433 Turbo <genus> Species 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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】
〔概要〕
窒化硅素セラミックスのレーザ加工に関し、寸法精度よ
く加工を行うことを目的とし、加工を行う窒化硅素セラ
ミックスの上面に銅板を、また下面には金属板を密着さ
せた後、レーザ照射を行うことにより窒化硅素セラミッ
クスのレーザ加工方法を構成する。
く加工を行うことを目的とし、加工を行う窒化硅素セラ
ミックスの上面に銅板を、また下面には金属板を密着さ
せた後、レーザ照射を行うことにより窒化硅素セラミッ
クスのレーザ加工方法を構成する。
本発明は窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法に関す
る。
る。
窒化硅素（以下略して５ｉ３Ｎ４）は１０００℃を越す
高温においても高い強度を示し、軽量で熱衝撃性に優れ
た材料として知られている。
高温においても高い強度を示し、軽量で熱衝撃性に優れ
た材料として知られている。
すなわち、５ｉＪａは高温においても安定であって、比
重は３．１８５と軽く、一方、ビッカース硬度は２００
０と高く、また高温の融解金属に侵されないなどの特徴
をもっている。
重は３．１８５と軽く、一方、ビッカース硬度は２００
０と高く、また高温の融解金属に侵されないなどの特徴
をもっている。
そのため、切削工具の刃、高温での耐蝕性が必要な坩堝
やノズルなどの構成材料として適し、またセラミックタ
ーボの構成材として期待されている。
やノズルなどの構成材料として適し、またセラミックタ
ーボの構成材として期待されている。
次に、Ｓｉ３Ｎ４の熱的性質としては、１８００’ｃ付
近から徐々に解離する性質をもち、１９００°Ｃでの解
離圧（Ｎ２）は１気圧である。
近から徐々に解離する性質をもち、１９００°Ｃでの解
離圧（Ｎ２）は１気圧である。
５ｉ３Ｎａば上記のような特徴を活かし、電子機器への
適用が期待されているが、その中にト′ソＩ−・ブリニ
／り用のワイヤ・ガイド力くある。
適用が期待されているが、その中にト′ソＩ−・ブリニ
／り用のワイヤ・ガイド力くある。
このワイヤ・ガイドはセラミック基板上に微少な間隙を
隔て＼径０．２２ｍｍの孔が配列しており、この孔を通
して径０．２１貫の超硬合金よりなるワイヤが電磁作用
によりインクリボンを衝撃して記録紙に印字するもので
あり、アルミナ（α−Ａβ２０．）やジルコニヤ（Ｚｒ
Ｏｚ）などのセラミックが使用されているが、硬度の優
れたＳｉ３Ｎ４セラミックスはか＼る使用目的に適して
いる。
隔て＼径０．２２ｍｍの孔が配列しており、この孔を通
して径０．２１貫の超硬合金よりなるワイヤが電磁作用
によりインクリボンを衝撃して記録紙に印字するもので
あり、アルミナ（α−Ａβ２０．）やジルコニヤ（Ｚｒ
Ｏｚ）などのセラミックが使用されているが、硬度の優
れたＳｉ３Ｎ４セラミックスはか＼る使用目的に適して
いる。
こ＼で、セラミックスへの微細孔の形成にはＹＡＧレー
ザや炭酸ガス（Ｃｏ。）レーザの使用が適しており、」
二部のセラミックスに対する孔あけにもレーザ加工が使
用されている。
ザや炭酸ガス（Ｃｏ。）レーザの使用が適しており、」
二部のセラミックスに対する孔あけにもレーザ加工が使
用されている。
然し、５ｉ３Ｎ−セラミックスにレーデ照射を行うと、
照射面の損傷が著しく、第２図の（Ａ）。
照射面の損傷が著しく、第２図の（Ａ）。
（Ｂ）に示すように■字形の傾斜をもって孔１が開くと
共に孔１の周囲には解離した硅素（Ｓｉ） ２がイ」
着すると云う問題がある。
共に孔１の周囲には解離した硅素（Ｓｉ） ２がイ」
着すると云う問題がある。
また、裏面には真円状の孔は開かず、同図（Ｃ）に示す
ように小さくて歪んだ孔３が開き、また微量ながら孔３
の周囲には解離したＳ】が析出している。
ように小さくて歪んだ孔３が開き、また微量ながら孔３
の周囲には解離したＳ】が析出している。
以」−記したように５ｒＪａセラミツクスをレーザ加工
する場合は精度のある孔が開かず、また孔の周囲に高温
で解離したＳｉが析出することが問題である。
する場合は精度のある孔が開かず、また孔の周囲に高温
で解離したＳｉが析出することが問題である。
上記の課題は加工を行うＳ ｉ ３ Ｎ ４セラミツク
スの上面に銅（Ｃｕ）板を、また下面には厚手の金属板
を密着さゼた後、レーザ照射を行うことにより解決する
ことができる。
スの上面に銅（Ｃｕ）板を、また下面には厚手の金属板
を密着さゼた後、レーザ照射を行うことにより解決する
ことができる。
を構成する。
一般にレーザによる孔開は加工においては照射面側から
加工が進行するために照ルｊ面側は裏面に較べて熱の蓄
積が多く、そのために照射面側の孔径が拡がりテーパが
つく。
加工が進行するために照ルｊ面側は裏面に較べて熱の蓄
積が多く、そのために照射面側の孔径が拡がりテーパが
つく。
また、照射によってＳｉ、Ｎ４の解離が生じて吹き上げ
られ、分解成分であるＳｉは落下した孔の周囲に付着す
る。
られ、分解成分であるＳｉは落下した孔の周囲に付着す
る。
また、加工が裏面近くに達すると加工部の周囲の熱容量
低下により加工速度は急激に」−昇する。
低下により加工速度は急激に」−昇する。
そして、急速に裏面に達して突き抜けるために“いびつ
″”状をした小さい貫通孔が生ずる。
″”状をした小さい貫通孔が生ずる。
そこで、真円の円筒状をした貫通孔を開けるには第１図
に示すように熱伝導率の高い金属薄板４を５ｉＪ４セラ
ミツクス６の表面に、また裏面には熱容量を増加させる
ための金属板を接着して置き、レーザ加工を行えば上記
の問題点を解消することができる。
に示すように熱伝導率の高い金属薄板４を５ｉＪ４セラ
ミツクス６の表面に、また裏面には熱容量を増加させる
ための金属板を接着して置き、レーザ加工を行えば上記
の問題点を解消することができる。
すなわち、表面に接着する金属薄板４は孔あけの行われ
ている領域の熱伝導を良くすると共に解離物の吹き上が
りを防ぎ、また裏面の金属板５ば裏面の孔付近の熱容量
を増加させることによりレーザ照射部のめに熱が籠もり
、瞬間的に孔あきが行われるのを防ぐものである。
ている領域の熱伝導を良くすると共に解離物の吹き上が
りを防ぎ、また裏面の金属板５ば裏面の孔付近の熱容量
を増加させることによりレーザ照射部のめに熱が籠もり
、瞬間的に孔あきが行われるのを防ぐものである。
なお、５ｉＪ４セラミツクス６に金属板４．５を接着す
る接着剤７，８しては作業性の点から耐熱性に冨むワッ
クス類を使用し、加工処理後に剥ぎとるのがよい。
る接着剤７，８しては作業性の点から耐熱性に冨むワッ
クス類を使用し、加工処理後に剥ぎとるのがよい。
なお、この目的に適し、熱伝導率の優れた金属としては
次のものがある。
次のものがある。
表（単位Ｗ／ｍｋ）
こ＼で、本発明は表面に接着する金属薄板４としては熱
伝導率が高く、且っレーザ照射による損傷の少ないＣｕ
を用い、裏面に接着する金属とじてばＣｕを含め熱伝導
率の高い上記の金属を使用するものである。
伝導率が高く、且っレーザ照射による損傷の少ないＣｕ
を用い、裏面に接着する金属とじてばＣｕを含め熱伝導
率の高い上記の金属を使用するものである。
密度が９９％以上で、厚さが２１の５ｉＪａ焼結体から
なる平板の表面にシリコーンワックス（商品名・エレク
トロンワックス）を用いて厚さＱ、ｌ＊ｉのＣｕ板を、
また裏面にも同じワックスを用いて厚さ１ｃｍのＩｆ板
を貼り付けた。
なる平板の表面にシリコーンワックス（商品名・エレク
トロンワックス）を用いて厚さＱ、ｌ＊ｉのＣｕ板を、
また裏面にも同じワックスを用いて厚さ１ｃｍのＩｆ板
を貼り付けた。
そして、ＹＡＧ レーザを用い、パルス幅０．２μｓ。
パルスレート５ｐｐｓ、平均出力１０Ｗ、焦点はずし量
Ｑｍｍの条件でレーザ加工を行った。
Ｑｍｍの条件でレーザ加工を行った。
その結果、直径が０．１５ｍｍで傾斜のない真っ直くな
孔を開りることができ、また孔の周囲にはＳｉの析出も
認められなかった。
孔を開りることができ、また孔の周囲にはＳｉの析出も
認められなかった。
以上記したように本発明の実施により、５ｉＪ４セラミ
ツクスに対して精度の高い孔あけ加工を行うことができ
、これによりＳｉ、、Ｎｎセラミックスの用途の拡大が
可能となる。
ツクスに対して精度の高い孔あけ加工を行うことができ
、これによりＳｉ、、Ｎｎセラミックスの用途の拡大が
可能となる。
第１図は本発明に係る加工法を示す断面図、第２図（Ａ
）、 （Ｂ）、 （Ｃ）は従来の加工状態の説明図
、 である。 図において、 ４は金属薄板、 ５は金属板、 ６は５ｉＪａセラミツクス、 ７．８は接着剤、 である。 ≧ 代に
）、 （Ｂ）、 （Ｃ）は従来の加工状態の説明図
、 である。 図において、 ４は金属薄板、 ５は金属板、 ６は５ｉＪａセラミツクス、 ７．８は接着剤、 である。 ≧ 代に
Claims (1)
- 窒化硅素セラミックスにレーザ加工を行うに当たり、該
セラミックスの上面に銅板を、また下面には金属板を密
着させた後、レーザ照射を行うことを特徴とする窒化硅
素セラミックスのレーザ加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63090924A JPH01262087A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63090924A JPH01262087A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01262087A true JPH01262087A (ja) | 1989-10-18 |
Family
ID=14011980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63090924A Pending JPH01262087A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01262087A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428490A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-31 | Nippon Steel Corp | セラミックスのレーザ穴加工法 |
| WO2007135955A1 (ja) * | 2006-05-20 | 2007-11-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | スルーホール成形体およびレーザー加工方法 |
| JPWO2008004307A1 (ja) * | 2006-07-07 | 2009-12-03 | 富士通株式会社 | 穴あけ加工方法、基板の製造方法、および電子部品の製造方法 |
| WO2016161692A1 (zh) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | 江苏大学 | 一种在金属表面制造微凸点的方法 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP63090924A patent/JPH01262087A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428490A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-31 | Nippon Steel Corp | セラミックスのレーザ穴加工法 |
| WO2007135955A1 (ja) * | 2006-05-20 | 2007-11-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | スルーホール成形体およびレーザー加工方法 |
| US8268182B2 (en) | 2006-05-20 | 2012-09-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Product having through-hole and laser processing method |
| JPWO2008004307A1 (ja) * | 2006-07-07 | 2009-12-03 | 富士通株式会社 | 穴あけ加工方法、基板の製造方法、および電子部品の製造方法 |
| WO2016161692A1 (zh) * | 2015-04-09 | 2016-10-13 | 江苏大学 | 一种在金属表面制造微凸点的方法 |
| GB2555250A (en) * | 2015-04-09 | 2018-04-25 | Univ Jiangsu | Method for forming micro-bump on metal surface |
| GB2555250B (en) * | 2015-04-09 | 2021-10-13 | Univ Jiangsu | Method for forming micro-bump on metal surface |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tuan et al. | Eutectic bonding of copper to ceramics for thermal dissipation applications–A review | |
| PL200739B1 (pl) | Sposób wiercenia otworów w metalowym elemencie posiadającym powłokę bariery cieplnej | |
| JP2003226551A (ja) | 微細孔を有するガラス板およびその製造方法 | |
| CN113714650A (zh) | 晶片的制造方法 | |
| JPH01262087A (ja) | 窒化硅素セラミックスのレーザ加工方法 | |
| JPS6278160A (ja) | 複合強化焼結体 | |
| DeSilva et al. | Electroless copper films deposited onto laser-activated aluminum nitride and alumina | |
| JP2001044345A (ja) | 基板一体型構造体 | |
| JP6859309B2 (ja) | 保持装置 | |
| CN110340542A (zh) | 一种切割氧化物陶瓷基片的方法 | |
| JPS593077A (ja) | セラミツク部材と金属との接合方法 | |
| JP7490934B2 (ja) | 回路基板の製造方法及び回路基板 | |
| WO2002005001A1 (fr) | Procede de fabrication d'une ferrule a plusieurs corps | |
| Kordás et al. | Laser-induced surface activation of LTCC materials for chemical metallization | |
| Samotaev et al. | Thin platinum films topology formation on ceramic membranes | |
| JP2021175583A (ja) | レーザー加工品の製造方法 | |
| JPS59146986A (ja) | セラミツク部材の接合方法 | |
| JPS6117475A (ja) | 金属部材とセラミツク部材の直接結合方法 | |
| CN112062570B (zh) | 具有叠层结构的TiC/TiN金属陶瓷及其制备方法 | |
| JPH04282203A (ja) | セラミックス基板およびその製造方法 | |
| JPH11266065A (ja) | 精密孔加工部品の製造法 | |
| JPH01113189A (ja) | 細い孔を持つセラミックス部品の製造方法 | |
| JP2001025892A (ja) | はんだ付け用Ｎｉ部材、電気部品と放熱部品の製造方法 | |
| JPS63166984A (ja) | 金属層と非金属系基板との結合強さの改良法 | |
| JP2023506023A (ja) | 金属セラミック基板を処理する方法、そうした方法のためのシステム、およびそうした方法によって生成された金属セラミック基板 |