JPH0713289B2 - インダクションプラズマ溶射方法 - Google Patents
インダクションプラズマ溶射方法Info
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- JPH0713289B2 JPH0713289B2 JP3208599A JP20859991A JPH0713289B2 JP H0713289 B2 JPH0713289 B2 JP H0713289B2 JP 3208599 A JP3208599 A JP 3208599A JP 20859991 A JP20859991 A JP 20859991A JP H0713289 B2 JPH0713289 B2 JP H0713289B2
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- alumina
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- metal plate
- spraying
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はインダクションプラズ
マ溶射装置を用いて被溶射物上にアルミナ粉体を溶射す
る方法に関するものである。
マ溶射装置を用いて被溶射物上にアルミナ粉体を溶射す
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】被溶射物としての銅、鉄などの金属板上
にあるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉体をインダクションプ
ラズマ溶射装置にて溶射して該金属板上に絶縁性のアル
ミナ皮膜を形成する場合に、従来粉体のα−アルミナは
その熱伝導性を高めるために、約３％の水素を加えたア
ルゴンガスをキャリアガスとして、このキャリアガスに
よってインダクションプラズマ炎に送り込まれ、２００
０〜３０００℃のプラズマ炎の熱によって溶融されて金
属板上に溶射される。
にあるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）粉体をインダクションプ
ラズマ溶射装置にて溶射して該金属板上に絶縁性のアル
ミナ皮膜を形成する場合に、従来粉体のα−アルミナは
その熱伝導性を高めるために、約３％の水素を加えたア
ルゴンガスをキャリアガスとして、このキャリアガスに
よってインダクションプラズマ炎に送り込まれ、２００
０〜３０００℃のプラズマ炎の熱によって溶融されて金
属板上に溶射される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにして金属
板上に溶射されたアルミナは、溶射終了後の急冷によっ
て、α−アルミナからγ−アルミナに変化してしまう
（溶射法ではα−アルミナは数％で、他はγ−アルミナ
である）。しかしながら、このγ−アルミナは立方晶型
で水に溶けやすく、従ってアルミナを溶射して皮膜を形
成した金属板を絶縁板として半導体装置の基板等に使用
すると、大気中の水分によって絶縁性が阻害されるとい
う問題があった。
板上に溶射されたアルミナは、溶射終了後の急冷によっ
て、α−アルミナからγ−アルミナに変化してしまう
（溶射法ではα−アルミナは数％で、他はγ−アルミナ
である）。しかしながら、このγ−アルミナは立方晶型
で水に溶けやすく、従ってアルミナを溶射して皮膜を形
成した金属板を絶縁板として半導体装置の基板等に使用
すると、大気中の水分によって絶縁性が阻害されるとい
う問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、金属板上に
アルミナ皮膜を溶射にて得る場合の上記従来の問題点を
解消して、水分に侵されない、即ち絶縁性の高い安定し
たアルミナ皮膜を得るべく検討の結果なされたものであ
る。
アルミナ皮膜を溶射にて得る場合の上記従来の問題点を
解消して、水分に侵されない、即ち絶縁性の高い安定し
たアルミナ皮膜を得るべく検討の結果なされたものであ
る。
【０００５】即ち、この発明はインダクションプラズマ
溶射装置を用いて被溶射物上にアルミナ粉体を溶射する
に際し、該溶射装置下部の被溶射物を予め２００〜４０
０℃に加熱保持したのち、該被溶射物上にアルミナ粉体
を溶射し、その後アルミナ被覆した被溶射物を徐冷する
ことを特徴とするインダクションプラズマの溶射方法を
提供するものである。
溶射装置を用いて被溶射物上にアルミナ粉体を溶射する
に際し、該溶射装置下部の被溶射物を予め２００〜４０
０℃に加熱保持したのち、該被溶射物上にアルミナ粉体
を溶射し、その後アルミナ被覆した被溶射物を徐冷する
ことを特徴とするインダクションプラズマの溶射方法を
提供するものである。
【０００６】
【作用】この発明は、上記のようにインダクションプラ
ズマ溶射によるアルミナ粉体の溶射前に、被溶射物とし
ての金属板（以下、被溶射物を金属板とする）を予め２
００〜４００℃に加熱保持しておくこと、そしてアルミ
ナ粉体を溶射した後の金属板を徐冷すること、が要点で
あり、これによって溶射終了後プラズマ炎の熱がなくな
っても金属板の温度を急激に降下させることがないの
で、溶射されるα−アルミナ粉体がプラズマ炎の高熱に
よってγ−アルミナに変化して溶射されても徐冷によっ
てその８０％以上を三方晶型のα−アルミナに変化させ
ることができ、この結果空気中の水分にも侵されない安
定したアルミナ皮膜を有する金属板が得られるのであ
る。
ズマ溶射によるアルミナ粉体の溶射前に、被溶射物とし
ての金属板（以下、被溶射物を金属板とする）を予め２
００〜４００℃に加熱保持しておくこと、そしてアルミ
ナ粉体を溶射した後の金属板を徐冷すること、が要点で
あり、これによって溶射終了後プラズマ炎の熱がなくな
っても金属板の温度を急激に降下させることがないの
で、溶射されるα−アルミナ粉体がプラズマ炎の高熱に
よってγ−アルミナに変化して溶射されても徐冷によっ
てその８０％以上を三方晶型のα−アルミナに変化させ
ることができ、この結果空気中の水分にも侵されない安
定したアルミナ皮膜を有する金属板が得られるのであ
る。
【０００７】
【実施例】次に、この発明の一実施例を図により説明す
る。図１は透明石英で形成された外側管１、中間管２、
キャリアガス導入管３からなる三重構造のトーチとその
下方外周に水冷誘導コイル４を設けたこの発明で使用す
るインダクションプラズマ溶射装置であり、この装置の
下部に台座１１上に載置した金属板１０が設置されてい
る。
る。図１は透明石英で形成された外側管１、中間管２、
キャリアガス導入管３からなる三重構造のトーチとその
下方外周に水冷誘導コイル４を設けたこの発明で使用す
るインダクションプラズマ溶射装置であり、この装置の
下部に台座１１上に載置した金属板１０が設置されてい
る。
【０００８】この装置の構造について概略説明すると、
外側管１は下端が開口し、上端が中間管２の上部外周に
結合することで閉じられ、その上端部内に外側ガス供給
路５が接線方向に開口している。中間管２は下端が外側
管１の下端よりも上方に位置し、その下端部外径が拡大
形成されていて、外側管１の内周面との間にガスの速度
を増して冷却効率を高めるため環状の約１ｍｍの小間隙
６を形成し、その上端がキャリアガス導入管３の上部外
周に結合することで閉じられ、その上端部内に中間ガス
供給路７が外側ガス供給路５と同じ周方向に沿うように
接線方向に開口している。キャリアガス導入管３はその
下端部が中間管２内の下端近くに開口しており、上端部
がキャリアガス供給路８となっている。９はプラズマ炎
である。
外側管１は下端が開口し、上端が中間管２の上部外周に
結合することで閉じられ、その上端部内に外側ガス供給
路５が接線方向に開口している。中間管２は下端が外側
管１の下端よりも上方に位置し、その下端部外径が拡大
形成されていて、外側管１の内周面との間にガスの速度
を増して冷却効率を高めるため環状の約１ｍｍの小間隙
６を形成し、その上端がキャリアガス導入管３の上部外
周に結合することで閉じられ、その上端部内に中間ガス
供給路７が外側ガス供給路５と同じ周方向に沿うように
接線方向に開口している。キャリアガス導入管３はその
下端部が中間管２内の下端近くに開口しており、上端部
がキャリアガス供給路８となっている。９はプラズマ炎
である。
【０００９】この装置は、プラズマ炎９による高温から
外側管１を冷却するために、外側ガス供給路５から外側
ガスとしてアルゴンまたは窒素ガスを供給し、中間ガス
供給路７からは中間ガスとしてアルゴンを、キャリアガ
ス供給路８からはキャリアガスとしてアルゴンを夫々供
給して誘導コイル４を作動させて使用する。
外側管１を冷却するために、外側ガス供給路５から外側
ガスとしてアルゴンまたは窒素ガスを供給し、中間ガス
供給路７からは中間ガスとしてアルゴンを、キャリアガ
ス供給路８からはキャリアガスとしてアルゴンを夫々供
給して誘導コイル４を作動させて使用する。
【００１０】外側ガスは、外側管１内に外側ガス供給路
から接線方向に導入されるので、螺旋状に回転しながら
流出する。キャリアガスを流さない状態でプラズマ炎を
発生させると、扁平したフレーム状となるが、キャリア
ガスを流して流量を増加させると、プラズマ炎の中心が
凹状になってくる。この時、セラミックスあるいは金属
などの粉体をキャリアガス供給路内に投入すると、プラ
ズマ炎によって粉体が溶融され、プラズマ炎の下部に設
けられた金属板に溶融された粉体がキャリアガスの力で
溶射され、皮膜が形成される。
から接線方向に導入されるので、螺旋状に回転しながら
流出する。キャリアガスを流さない状態でプラズマ炎を
発生させると、扁平したフレーム状となるが、キャリア
ガスを流して流量を増加させると、プラズマ炎の中心が
凹状になってくる。この時、セラミックスあるいは金属
などの粉体をキャリアガス供給路内に投入すると、プラ
ズマ炎によって粉体が溶融され、プラズマ炎の下部に設
けられた金属板に溶融された粉体がキャリアガスの力で
溶射され、皮膜が形成される。
【００１１】このような構造の溶射装置にて、この発明
の方法を実施するに当たっては、まず溶射開始前に金属
板１０を載置した鉄板製台座１１をヒータ等（図示せ
ず）にて２００〜４００℃に加熱保持する。次に、装置
に外側ガス、中間ガスとしてアルゴンを、水素ガスを３
〜１０％加えたアルゴンガスをキャリアガスとして供給
し、誘導コイル４に高周波を印加して作動させ、プラズ
マ炎９を発生させると、金属板１０は２０００〜３００
０℃に加熱される。その後、α−アルミナ粉体をキャリ
アガスとともに装置内に投入すると、プラズマ炎９によ
って溶融され、金属板１０上に溶射される。溶射が終了
すると、プラズマ炎の熱がないため、金属板１０の温度
は直ちに降下していくが、金属板１０を載置している台
座１１がヒータ等にて２００〜４００℃に保持されてい
ることと、その熱容量が大きいことから金属板１０も２
００〜４００℃に維持される。その後、台座１１の加熱
を停止すると、徐々に放熱して約１〜２時間で台座１１
は常温に戻る。この間に、台座１１上の金属板１０も台
座の温度下降に対応して徐冷される。
の方法を実施するに当たっては、まず溶射開始前に金属
板１０を載置した鉄板製台座１１をヒータ等（図示せ
ず）にて２００〜４００℃に加熱保持する。次に、装置
に外側ガス、中間ガスとしてアルゴンを、水素ガスを３
〜１０％加えたアルゴンガスをキャリアガスとして供給
し、誘導コイル４に高周波を印加して作動させ、プラズ
マ炎９を発生させると、金属板１０は２０００〜３００
０℃に加熱される。その後、α−アルミナ粉体をキャリ
アガスとともに装置内に投入すると、プラズマ炎９によ
って溶融され、金属板１０上に溶射される。溶射が終了
すると、プラズマ炎の熱がないため、金属板１０の温度
は直ちに降下していくが、金属板１０を載置している台
座１１がヒータ等にて２００〜４００℃に保持されてい
ることと、その熱容量が大きいことから金属板１０も２
００〜４００℃に維持される。その後、台座１１の加熱
を停止すると、徐々に放熱して約１〜２時間で台座１１
は常温に戻る。この間に、台座１１上の金属板１０も台
座の温度下降に対応して徐冷される。
【００１２】この結果、この発明の方法では溶射される
α−アルミナ粉体は、溶射時プラズマ炎の熱によってγ
−アルミナに変化して溶射されるが、溶射後の１〜２時
間かけての徐冷によってγ−アルミナはその８０％以上
が三方晶型のα−アルミナに形を変えて金属板上に被覆
される。このため、金属板にはα−アルミナによる熱伝
導性、耐電圧の高い、また空気中の水分にも侵されるこ
とのない絶縁性の高い安定したアルミナ皮膜が得られる
のである。
α−アルミナ粉体は、溶射時プラズマ炎の熱によってγ
−アルミナに変化して溶射されるが、溶射後の１〜２時
間かけての徐冷によってγ−アルミナはその８０％以上
が三方晶型のα−アルミナに形を変えて金属板上に被覆
される。このため、金属板にはα−アルミナによる熱伝
導性、耐電圧の高い、また空気中の水分にも侵されるこ
とのない絶縁性の高い安定したアルミナ皮膜が得られる
のである。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法は
被溶射物である金属板を予め２００〜４００℃に保持
し、α−アルミナ粉体がγ−アルミナの形に変わって金
属板上に溶射された後、金属板を徐冷することによって
γ−アルミナをα−アルミナの形に変えて皮膜として形
成するものであり、熱伝導性、耐電圧が高く、絶縁性に
すぐれているので、この金属板は半導体装置用基板とし
て特に有用である。
被溶射物である金属板を予め２００〜４００℃に保持
し、α−アルミナ粉体がγ−アルミナの形に変わって金
属板上に溶射された後、金属板を徐冷することによって
γ−アルミナをα−アルミナの形に変えて皮膜として形
成するものであり、熱伝導性、耐電圧が高く、絶縁性に
すぐれているので、この金属板は半導体装置用基板とし
て特に有用である。
【図１】この発明の方法で用いるインダクションプラズ
マ溶射装置の断面図である。
マ溶射装置の断面図である。
【符号の説明】 １ 外側管 ２ 中間管 ３ キャリアガス導入管 ４ 誘導コイル ９ プラズマ炎 １０ 被溶射物 １１ 台座
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エミリオ 藤原 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 村田 裕康 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内 (72)発明者 橘 秀久 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 インダクションプラズマ溶射装置を用い
て被溶射物上にアルミナ粉体を溶射するに際し、該溶射
装置下部の被溶射物を予め２００〜４００℃に加熱保持
したのち、該被溶射物上にアルミナ粉体を溶射し、その
後アルミナ被覆した被溶射物を徐冷することを特徴とす
るインダクションプラズマ溶射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208599A JPH0713289B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | インダクションプラズマ溶射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3208599A JPH0713289B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | インダクションプラズマ溶射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05195189A JPH05195189A (ja) | 1993-08-03 |
| JPH0713289B2 true JPH0713289B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=16558877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3208599A Expired - Fee Related JPH0713289B2 (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | インダクションプラズマ溶射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713289B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109937613A (zh) * | 2016-11-10 | 2019-06-25 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体喷镀装置和喷镀控制方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004332081A (ja) * | 2003-05-12 | 2004-11-25 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 耐プラズマ部材及びその製造方法 |
| JP5316397B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2013-10-16 | 富士電機株式会社 | 配線基板およびその製造方法ならびに半導体モジュール |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3208599A patent/JPH0713289B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109937613A (zh) * | 2016-11-10 | 2019-06-25 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体喷镀装置和喷镀控制方法 |
| CN109937613B (zh) * | 2016-11-10 | 2024-02-23 | 东京毅力科创株式会社 | 等离子体喷镀装置和喷镀控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05195189A (ja) | 1993-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960109 |