JPH0631188B2 - 窒化アルミニウムセラミツクス表面のメタライジング方法 - Google Patents
窒化アルミニウムセラミツクス表面のメタライジング方法Info
- Publication number
- JPH0631188B2 JPH0631188B2 JP2106685A JP2106685A JPH0631188B2 JP H0631188 B2 JPH0631188 B2 JP H0631188B2 JP 2106685 A JP2106685 A JP 2106685A JP 2106685 A JP2106685 A JP 2106685A JP H0631188 B2 JPH0631188 B2 JP H0631188B2
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- JP
- Japan
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- aluminum nitride
- nitride ceramics
- metal
- metallizing
- silicon
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- Expired - Lifetime
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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
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、窒化アルミニウムセラミックス表面に金属層
を形成するメタライジング方法に関する。
を形成するメタライジング方法に関する。
近年、セラミックス材料はその優れた物理的、機械的、
更に化学的な特性から、構造材料、機能材料として幅広
く利用され始めている。窒化アルミニウムセラミックス
は、上記特性に優れている材料で、特に熱伝導率が汎用
されているアルミナセラミックスに比較して４〜５倍も
大きく、放熱板等に幅広い用途が見込まれている。かか
る窒化アルミニウムセラミックスの実用化にあたって
は、その単体の形態に加え、セラミックスの特性を補う
金属と組合わせることにより、更に適用範囲を広げるこ
とが可能となる。
更に化学的な特性から、構造材料、機能材料として幅広
く利用され始めている。窒化アルミニウムセラミックス
は、上記特性に優れている材料で、特に熱伝導率が汎用
されているアルミナセラミックスに比較して４〜５倍も
大きく、放熱板等に幅広い用途が見込まれている。かか
る窒化アルミニウムセラミックスの実用化にあたって
は、その単体の形態に加え、セラミックスの特性を補う
金属と組合わせることにより、更に適用範囲を広げるこ
とが可能となる。
ところで、従来よりセラミックスと金属との接合方法と
しては、機械的接合方法（嵌合等）、ろう接方法、メタ
ライジング方法等が知られている。この中でもメタライ
ジング方法は、物理的及び化学的機能を付与する有効な
方法であり、かつ機械的接合の前処理としても使用でき
る。しかしながら、現在の窒化アルミニウムセラミック
スに対するメタライジング方法は極めて貧弱で、工程が
繁雑な割には金属が表面に被覆されているに過ぎない程
度と接合強度が極めて低い。
しては、機械的接合方法（嵌合等）、ろう接方法、メタ
ライジング方法等が知られている。この中でもメタライ
ジング方法は、物理的及び化学的機能を付与する有効な
方法であり、かつ機械的接合の前処理としても使用でき
る。しかしながら、現在の窒化アルミニウムセラミック
スに対するメタライジング方法は極めて貧弱で、工程が
繁雑な割には金属が表面に被覆されているに過ぎない程
度と接合強度が極めて低い。
本発明は、極めて簡単な主法で物理的、化学的特性の優
れた窒化アルミニウムセラミックス表面に金属層を強固
に形成し得る窒化アルミニウムセラミックス表面のメタ
ライジング方法を提供しようとするものである。
れた窒化アルミニウムセラミックス表面に金属層を強固
に形成し得る窒化アルミニウムセラミックス表面のメタ
ライジング方法を提供しようとするものである。
本発明者らは、上述した従来の問題点を解消すべく鋭意
研究を重ねた結果、窒化珪素セラミックスが高温の真空
中でそのセラミックスの構成元素がわずかに解離するこ
とに着目し、窒化アルミニウムセラミックス表面に窒化
珪素セラミックス層を配置し、さらに珪素と容易に反応
する金属を配置し、高温の真空中で処理することによっ
て、窒化珪素セラミックスから解離した珪素が金属と容
易に反応して溶融状態となり、これにより窒化アルミニ
ウムセラミックス表面に金属層を強固に接合し得るメタ
ライジング方法を見出した。
研究を重ねた結果、窒化珪素セラミックスが高温の真空
中でそのセラミックスの構成元素がわずかに解離するこ
とに着目し、窒化アルミニウムセラミックス表面に窒化
珪素セラミックス層を配置し、さらに珪素と容易に反応
する金属を配置し、高温の真空中で処理することによっ
て、窒化珪素セラミックスから解離した珪素が金属と容
易に反応して溶融状態となり、これにより窒化アルミニ
ウムセラミックス表面に金属層を強固に接合し得るメタ
ライジング方法を見出した。
すなわち、本発明は窒化アルミニウムセラミックス表面
に予め窒化珪素セラミックス層を配置した後、珪素と容
易に反応する金属を配置し、さらに真空下で高温に加熱
することによって前記窒化珪素セラミックス表面を解離
させ、解離によって生じた珪素と前記金属とを反応せし
めることを特徴とする窒化アルミニウムセラミックス表
面のメタライジング方法である。
に予め窒化珪素セラミックス層を配置した後、珪素と容
易に反応する金属を配置し、さらに真空下で高温に加熱
することによって前記窒化珪素セラミックス表面を解離
させ、解離によって生じた珪素と前記金属とを反応せし
めることを特徴とする窒化アルミニウムセラミックス表
面のメタライジング方法である。
上記窒化アルミニウムセラミックス表面に窒化珪素セラ
ミックス層を配置する手段としては、例えば焼結法、接
合法で両者を一体化する方法やＣＶＤ法等を採用し得
る。
ミックス層を配置する手段としては、例えば焼結法、接
合法で両者を一体化する方法やＣＶＤ法等を採用し得
る。
上記金属は、窒化珪素セラミックスから分離し珪素と容
易に反応して、その反応生成物が該金属より融点の低い
ものを選定すればよい。具体的には、鉄、コバルト、ニ
ッケル、モリブデン、或いはそれらの合金等を挙げるこ
とができる。また、金属の形状としては、例えば粉末、
層状或いは所望のパターン形状等を挙げることができ
る。
易に反応して、その反応生成物が該金属より融点の低い
ものを選定すればよい。具体的には、鉄、コバルト、ニ
ッケル、モリブデン、或いはそれらの合金等を挙げるこ
とができる。また、金属の形状としては、例えば粉末、
層状或いは所望のパターン形状等を挙げることができ
る。
上記窒化珪素セラミックス表面の解離手段としては、１
×１０-3ｔｏｒｒ以上の真空度にて１２００℃以上の高
温下で熱処理することが望ましい。この理由は、その真
空度を１０-3ｔｏｒｒ未満、温度を１２００℃未満にす
ると、窒化珪素セラミックスの構成元素が充分に解離し
なくなるからである。なお、加熱処理に関しては１２０
０℃で、金属の融点以下で行なうことが望ましい。
×１０-3ｔｏｒｒ以上の真空度にて１２００℃以上の高
温下で熱処理することが望ましい。この理由は、その真
空度を１０-3ｔｏｒｒ未満、温度を１２００℃未満にす
ると、窒化珪素セラミックスの構成元素が充分に解離し
なくなるからである。なお、加熱処理に関しては１２０
０℃で、金属の融点以下で行なうことが望ましい。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１ まず、窒化アルミニウムセラミックス平板表面に１mm厚
さの窒化珪素セラミックス層を焼結法により配置した
後、該窒化珪素セラミックス層の表面に３２５メッシュ
パスのＮｉ粉末をエチルアルコールを媒体として厚さ３
０μｍ塗布し、これを真空炉中に設置した。つづいて、
真空炉を１×１０-6ｔｏｒｒの真空度にした後、１３０
０℃まで加熱し、１０分間保持し、しかる後冷却した。
さの窒化珪素セラミックス層を焼結法により配置した
後、該窒化珪素セラミックス層の表面に３２５メッシュ
パスのＮｉ粉末をエチルアルコールを媒体として厚さ３
０μｍ塗布し、これを真空炉中に設置した。つづいて、
真空炉を１×１０-6ｔｏｒｒの真空度にした後、１３０
０℃まで加熱し、１０分間保持し、しかる後冷却した。
しかして、真空炉から窒化アルミニウムセラミックス平
板を取出したところ、該セラミックス平板表面には金属
層が連続的に形成されていた。この表面をＸ線マイクロ
アナライザで分析した結果、Ｎｉの珪化物とにより構成
されていることが判明した。これは、次式の反応により
生成されたものと考えられる。
板を取出したところ、該セラミックス平板表面には金属
層が連続的に形成されていた。この表面をＸ線マイクロ
アナライザで分析した結果、Ｎｉの珪化物とにより構成
されていることが判明した。これは、次式の反応により
生成されたものと考えられる。
Ｓｉ３Ｎ４→Ｓｉ＋２Ｎ２ Ｓｉ＋Ｎｉ→Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｓｉ （又はＮｉ２Ｓｉ＋ＮｉＳｉ） 上記反応式で生成された生成物は、前記真空炉中での加
熱処理温度より低い融点 （Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｓｉの場合は１１５２℃、Ｎｉ２Ｓｉ＋
ＮｉＳｉの場合は９６４℃）であるため、窒化アルミニ
ウムセラミックス表面の窒化珪素セラミックス表面で液
状となって濡れる結果となる。
熱処理温度より低い融点 （Ｎｉ＋Ｎｉ３Ｓｉの場合は１１５２℃、Ｎｉ２Ｓｉ＋
ＮｉＳｉの場合は９６４℃）であるため、窒化アルミニ
ウムセラミックス表面の窒化珪素セラミックス表面で液
状となって濡れる結果となる。
実施例２ まず、厚さ０．５mmの窒化珪素セラミックス層を接合し
た窒化アルミニウムセラミックス平板の表面に３２５メ
ッシュパスのＦｅ粉末をアセトンを媒体として厚さ５０
μｍ塗布し、これを真空炉に設置した。つづいて、真空
炉を３×１０-5torrの真空度にした後、１２５０℃まで
加熱し、１０分間保持し、しかる後冷却した。
た窒化アルミニウムセラミックス平板の表面に３２５メ
ッシュパスのＦｅ粉末をアセトンを媒体として厚さ５０
μｍ塗布し、これを真空炉に設置した。つづいて、真空
炉を３×１０-5torrの真空度にした後、１２５０℃まで
加熱し、１０分間保持し、しかる後冷却した。
しかして、真空炉から窒化アルミニウムセラミックス平
板を取出したところ、該セラミックス平板の表面に金属
層が連続的に形成されていた。この金属をＸ線マイクロ
アナライザで分析した結果、Ｆｅ−Ｓｉ合金から構成さ
れていることが判明した。
板を取出したところ、該セラミックス平板の表面に金属
層が連続的に形成されていた。この金属をＸ線マイクロ
アナライザで分析した結果、Ｆｅ−Ｓｉ合金から構成さ
れていることが判明した。
実施例３ まず、厚さ０．３mmの窒化珪素層を接合した厚さ０．５
mmの窒化アルミニウムセラミックス平板の表面に、３２
５メッシュパスのＮｉと２０wt％Ｃｒの混合粉末を印刷
法により塗布し、所定の回路パターンを形成し、これを
真空炉中に設置した。つづいて、真空炉を３×１０-5to
rrの真空度にした後、１２５０℃まで加熱し、１０分間
保持し、しかる後冷却した。
mmの窒化アルミニウムセラミックス平板の表面に、３２
５メッシュパスのＮｉと２０wt％Ｃｒの混合粉末を印刷
法により塗布し、所定の回路パターンを形成し、これを
真空炉中に設置した。つづいて、真空炉を３×１０-5to
rrの真空度にした後、１２５０℃まで加熱し、１０分間
保持し、しかる後冷却した。
しかして、真空炉から窒化アルミニウムセラミックス平
板を取出したところ、該セラミックス平板表面には印刷
法により形成された回路パターンと全く同形状の金属層
が形成されていた。かかる窒化アルミニウムセラミック
スを基板とした回路は、回路幅に応じて５００Ωから２
ｋΩの抵抗値を示した。
板を取出したところ、該セラミックス平板表面には印刷
法により形成された回路パターンと全く同形状の金属層
が形成されていた。かかる窒化アルミニウムセラミック
スを基板とした回路は、回路幅に応じて５００Ωから２
ｋΩの抵抗値を示した。
以上詳述した如く、本発明のメタライジング方法によれ
ば極めて簡単な手法で物理的、化学的特性の優れた窒化
アルミニウムセラミックス表面に金属層を強固に形成で
き、ひいては放熱性の優れた回路などの機能部品、その
他範囲部品に有効に利用できる等顕著な効果を有する。
ば極めて簡単な手法で物理的、化学的特性の優れた窒化
アルミニウムセラミックス表面に金属層を強固に形成で
き、ひいては放熱性の優れた回路などの機能部品、その
他範囲部品に有効に利用できる等顕著な効果を有する。
Claims (6)
- 【請求項１】窒化アルミニウムセラミックス表面に予め
窒化珪素セラミックス層を配置した後、珪素と容易に反
応する金属を配置し、さらに真空下で高温に加熱するこ
とによって前記窒化珪素セラミックス表面を解離させ、
解離によって生じた珪素と前記金属とを反応せしめるこ
とを特徴とする窒化アルミニウムセラミックス表面のメ
タライジング方法。 - 【請求項２】前記窒化珪素セラミックス表面の解離は、
１×１０-3ｔｏｒｒ以上の真空度にて、１２００℃以上
の高温下で行なわれることを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の窒化アルミニウムセラミックス表面のメタ
ライジング方法。 - 【請求項３】前記窒化アルミニウム表面に予め窒化珪素
セラミックス層を配置する手段は、焼結法、接合法、Ｃ
ＶＤ法が採用されることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の窒化アルミニウムセラミックス表面のメタラ
イジング方法。 - 【請求項４】前記金属は、珪素との反応により生成した
反応生成物の融点をその金属より低くさせるものから選
択されることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
窒化アルミニウムセラミックス表面のメタライジング方
法。 - 【請求項５】前記加熱は、１２００℃以上で、前記金属
の融点以下で行われることを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の窒化アルミニウムセラミックス表面のメタ
ライジング方法。 - 【請求項６】前記金属は、電気回路として利用されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の窒化アルミ
ニウムセラミックス表面のメタライジング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106685A JPH0631188B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 窒化アルミニウムセラミツクス表面のメタライジング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106685A JPH0631188B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 窒化アルミニウムセラミツクス表面のメタライジング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61183189A JPS61183189A (ja) | 1986-08-15 |
| JPH0631188B2 true JPH0631188B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=12044510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106685A Expired - Lifetime JPH0631188B2 (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 窒化アルミニウムセラミツクス表面のメタライジング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631188B2 (ja) |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP2106685A patent/JPH0631188B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61183189A (ja) | 1986-08-15 |
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