JPH04110460A - 電気絶縁性板状材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は金属基板−ヒにドライコーティング法によりセ
ラミック薄膜を形成した電気絶縁性板状材料に関するも
のである。

従来の技術 電気絶縁性板状材料はＩＣ基板、太陽電池基板等に使用
され、電気、情報産業には欠かせない素材となっている
。また、コンデンサや静電アクチュエイター等の絶縁性
以外の特性を必要とする素子においても、その固有特性
に加え電気絶縁性は必要不可欠な特性の一つとなってい
る。

この絶縁性材料には、従来セラミック材料や有機材料が
用いられているが、セラミック材料は強度或いは加工性
に欠け、有機材料は耐熱性に劣る等の欠点を持つ。しか
しながら、代梧材料は見出されていないのが現状である
。

絶縁性材料とｌ、て考えられ得るものにドライコーティ
ング法を用いセラミック薄膜を表面にコーティングする
ことによって電気絶縁性を伺与した金属材料がある。こ
の金属材料はある程度の加工性を有し、耐熱性や強度に
優れ、安価である。金属材料としては、耐薬品性、強度
等の面よりステンレス鋼を基板といて用いるのが最適で
ある。

尚、ドライコーティング法とは高真空中において薄膜を
作成する方法の総称であり、ＬＳＩの製苗時に、シリコ
ンウェハの上に絶縁皮膜を作成する手法等として広く利
用されている。

発明が解決しようとする課題 しかし、ステンレス鋼板を基材として用いる場合、その
表面は圧延疵、介在物、凹凸等により平滑なものとなっ
ておらず、板表面に形成された１１りも一様ではなく、
ピンホール等の物理的な）１り欠陥或いは物理的には欠
陥となっていないが電気的に絶縁性の弱い部分が多数存
在する。このためステンレス鋼板の表面にセラミック＠
膜を形成している側材は、表面に絶縁性膜が存在してい
るにも関わらず、絶縁性は劣る。

従って、ステンレス鋼板を基板とする電気絶縁性板状材
料の絶縁性を向−ヒさせるには膜欠陥や電気的弱点部を
できる限り減少させる必要がある。

本発明は、このような膜欠陥や電気的弱点部の非常に少
ない、ステンレス鋼板を基板とし、電気絶縁性に優れた
電気絶縁性板状材料を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段・作用 従来、絶縁膜の膜欠陥を減少させる方法と１゜て、成膜
時に蒸着装置や蒸着条件の改善を試みた多くの報告があ
る。しかしながらその基板を改善することで膜欠陥を減
少させる知見はない。米発明者等は基板について検討を
重ねた結果、基板表面欠陥を減少させることによって基
板の電気絶縁性の改善に有効であるという知見を得た。

即ち、セルフヒーリング法（Ｗｅｒｎｅｒ　Ｋｅｒｎ、
　５ｏｌｉｄＳｔａｔ、ｅ　Ｔｅｃｈｒ＋ｏｌｏｇｙ　
Ｍａｒ、　ｐ３５〜４２　（１９７４））等によって把
握できる絶縁欠陥の位置が、基板欠陥の］二であるケー
スが多く、基板表面欠陥が膜欠陥の原因となっているこ
とが明らかになった。基板の表面欠陥を低減する方法と
しては、鏡面研磨法が考えられ、研磨前（ステンｌ／ス
光輝焼鈍材）に比し絶縁性がかなり向上する。しか１７
ながも、鏡面研磨材は表面疵を除去すること１士できる
が、生産コストが非常に高い上、ステンレス鋼中に存在
する介在物が母材に比べて研磨されにくく、突起として
残る。これが絶縁欠陥の起点となるため、これを基板と
して用いても電気絶縁性は市場の要求を満たすレベルに
は至らない。そこで絶縁欠陥の起点となり得る基板欠陥
について更に検討を進めた結果・表面粗さＲＩＩａｘお
よびかぶさり疵を低減した基板を作成することによって
絶縁性が著しく向−ヒした。

すなわち、第１図に示すように、フ、（板の表面粗さＲ
ｍａｘを０．１ｇｍ以下にし、かつ、かぶさり石数を１
平方センチあたり１個以内とすることにより、市場要求
の絶縁特性（直流電圧５０Ｖにおける漏洩電流１０”１
０Ａ以下）を達成することができる。

本発明の要旨は、 （１）ステンレス基板上にドライコーティング法により
セラミック薄膜を形成した電気絶縁性板状材料において
、表面粗さＲ１１ａｘが０．１用ｍ以下、かつ、かぶさ
り疵が１平方センチ当り１個以内の基板からなることを
特徴とする電気絶縁性板状材料。

（２）　　ドライコーティング法が、スパッタリング、
イオンプレーティング、プラズマＣＶＤである請求項１
に記載の電気絶縁性板状材料。

である。

次に・板の表面疵の改善方法についてのべる。

かぶさり疵は、冷延前熱延板の表面凹凸が大きいほど多
く発生する。

熱延板の凹凸を小さくする方法の一例として、砂鉄用い
たウェットメカニカルデスケールし、その後の酸洗およ
びコイルグラインダー処理を行う。

酸洗は、フェライト系ステンレス鋼の場合は殖耐水溶液
、オーステナイＩ・系ステンレス鋼の場合は硝酸−フッ
酸水溶液を用いて行う。

また、冷間圧延において、圧延油の粘度および圧延速度
を大きくし、さらにロール径を小さくすることで、かぶ
さり疵を低減することが可能である。

ヒー）・スクラッチ疵は、冷延時に油押込み疵を発生さ
せないために初パスで高圧下をかけることにより発生す
る。これを低減させるには、かぶさり疵対策と同様の条
件（圧延油の粘度および圧延速度を小さくし、さらにロ
ール径を大きくする）で圧延できるような圧延スケジュ
ールにすればよい。但し、逆になるとヒーＩ・スクラッ
チが犬厳に発生する。これらの適正条件は、圧延油、ロ
ール径、圧延速度等の諸条件によて異なるので、予め実
験等によって適正条件を求めることにより達成できる。

尚、光輝焼鈍材を用いる理由として、大気焼鈍材は粒界
や研削「Ｉのため表面の凹凸が非常に大きいのに対して
、光輝焼鈍材は優れた表面性状であり、絶縁材基板の用
途に適しているためである。

絶縁膜の形成プロセスと１７ては、ドライコーティング
のスパッタリング、イオンブｌ／−ティング、プラズマ
ＣＶＤ等が用いることができ、同様の効果が得られる。

また、絶縁膜は１層に限らず、例えばＳｉＯｘ＋ＡＱ　
２０　：ｓ等の２層以−にの複合層とする事ができる。

複合層どしたセラミック薄膜は単一層膜と比較して、上
層膜が下層膜の欠陥部を埋める効果があるため絶縁性が
向上する。

実施例 実施例１ 基板として、第１表に示す化学成分組成を有する５Ｕ９
４３０鋼板を用いた。これを、冷間圧延ロールの平滑性
および熱延板の凹凸を変化させて、板表面粗さＲ＋＊ａ
ｘおよびかぶさり疵（１平方ミリ当りの個数）を変化さ
せた冷延板を得た。これに、スパッタリング法を用いて
Ｍ２Ｏ３絶縁膜を同一の条件でコーティングした。

尚、コーティング条件は第２表に示すとおりである。膜
厚はすべて０．８４　ｍである。このように］７て作成
した両材料の直流電圧５０Ｖにおける漏洩電流を測定し
た。測定方法は、表面にＭ７１ｉ極（５ｍｍ角Ｘ　０．
１層ｍ）を蒸着した材料の上に直径２φのステンレス製
電極を荷重５０ｇとなるよう置いた測定系で、電圧をＩ
　Ｖ／ｓｅｃの速度で上昇させ、電流を測定している。

電流測定結果を第１図に示す、Ｒｍａｘが小さくなりか
ぶさり疵が減少するにつれて漏洩電流が少なく絶縁性が
向上しており、本発明の表面粗さＲｍａｘを０．１ＪＬ
ｍ以下にし、かつ、かぶさり疵を１平方ミリ出り１個以
下の範囲（斜線範囲内）では１Ｏ−１０Ａ以下になって
おり絶縁性が優れている。

実施例２ 基板として、表面粗さＲｍａｘを０．１　ｇ　ｍ以下に
し、かつ、かぶさり疵を１平方ミリ出り１個以下とした
５ＵＳ４３０光輝焼鈍材を用いて２種類のコーティング
処理を行った。１つは、実施例１と同一・条件でＭ２Ｏ
３膜を０．８ｇｍ１層コーティングし、もう１つは同じ
条件でＭ２Ｏ３を０．４ＡＬｍコーティングした後、プ
ラズマＣＶＤを用い第２表に示す条件で５ｉＯＸを０．
４　ＪＬｍコーティングして二重膜とした。その結果を
第４図に示すように、直流電圧５０Ｖにおける漏れ電流
値は、同じ膜厚でもＡｌ２Ｏ３＋５ｉＯ）＜　２層膜の
方が絶縁特性が優れていることがわかる。

（以下余白） 発明の効果 木発ＩＪＪによれば、ステンレス鋼板を基板として電気
絶縁性の優れた板状材料を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１１ｇはステンレス鋼基板の表面粗さおよび疵個数を
変えた材料の電気絶縁性（直浣電圧５０Ｖにおける漏洩
電流Ａ）を示す図、第２図はステンレス鋼板上のかぶさ
り疵の模式図、第３図はヒートスクラッチ疵の模式図、
第４図は同一のステンレス鋼基板にＭ２Ｏ３１層膜とＳ
＋ＯＸ　＋　Ａｆｊ２０３２層膜とをそれぞれコーティ
ングした絶縁材料の絶縁性（漏洩主流Ａ）を示す図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステンレス基板上にドライコーティング法により
   セラミック薄膜を形成した電気絶縁性板状材料において
   、表面粗さＲｍａｘが０．１μｍ以下、かつ、かぶさり
   疵が１平方センチ当り１個以内の基板からなることを特
   徴とする電気絶縁性板状材料。
2. （２）ドライコーティング法が、スパッタリング、イオ
   ンプレーティング、プラズマＣＶＤである請求項１に記
   載の電気絶縁性板状材料。