JPH073377A - Metallizing composition - Google Patents

Metallizing composition

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JPH073377A
JPH073377A JP14634593A JP14634593A JPH073377A JP H073377 A JPH073377 A JP H073377A JP 14634593 A JP14634593 A JP 14634593A JP 14634593 A JP14634593 A JP 14634593A JP H073377 A JPH073377 A JP H073377A
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JP
Japan
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metallized
aluminum oxynitride
weight
aln
composition
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Application number
JP14634593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichiro Miyahara
健一郎 宮原
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH073377A publication Critical patent/JPH073377A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating 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
    • C04B41/51Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
    • C04B41/5133Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of one or more of the refractory metals

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Abstract

PURPOSE:To produce a metallizing composition capable of joining a metallizing part and a ceramic body with a high strength by mixing 1 kind among W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide and aluminum oxynitride in a specified ratio. CONSTITUTION:A metallizing composition consisting of 50-99.99wt.% of at least one kind among W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide and 0.01-50wt.% of aluminum oxynitride and further contg., as required, 0.001-5wt.% (expressed in terms of carbon) of a carbonaceous material or an org. binder is prepared. The aluminum oxynitride is produced from a composition contg. about 3-90mol% of AlN and about 97-10mol% of Al2O3, and carbon black, etc., is used as the carbonaceous material and a phenolic resin, etc., as the org. binder. Consequently, a metallizing composition capable of forming a ceramic body to which a metallizing part is firmly attached is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規なセラミック体
用、中でも窒化アルミニウムセラミック体用として好適
である新規なメタライズ組成物に関し、より詳しくはメ
タライズ部が極めて強固に接合したセラミック体を与え
るメタライズ組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel metallized composition suitable for a new ceramic body, especially for an aluminum nitride ceramic body, and more particularly to a metallized composition for providing a ceramic body in which a metallized portion is extremely strongly bonded. It relates to a composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体素子の高速化及び微細化に
伴ない、マイクロプロセッサー、ECLゲートアレイ等
の素子の消費電力が増大し、これら素子を実装するセラ
ミック体も、従来のアルミナ(Al23)セラミック体
から窒化アルミニウム(AlN)セラミック体へと移行
し始めている。
2. Description of the Related Art In recent years, the power consumption of devices such as microprocessors and ECL gate arrays has increased with the increase in speed and miniaturization of semiconductor devices, and the ceramic body on which these devices are mounted has a conventional alumina (Al 2 The transition from O 3 ) ceramic bodies to aluminum nitride (AlN) ceramic bodies has begun.

【0003】このAlNセラミック体の表面には、通
常、電気回路の形成又は実装を行うのに使用される金属
ピン、リードを接合するため、或いは素子をセラミック
体に接合するために、メタライズが施される。
Metallization is usually applied to the surface of the AlN ceramic body in order to join metal pins and leads used for forming or mounting an electric circuit or to join an element to the ceramic body. To be done.

【0004】従来このメタライズを施すに際しては、
W,Mo,Ta,Mn,Ti等を主成分とするメタライ
ズ組成物が開発され使用されている。
Conventionally, when applying this metallization,
Metallized compositions containing W, Mo, Ta, Mn, Ti and the like as main components have been developed and used.

【0005】例えば特公平3−69873号公報及び同
3−69874号公報それぞれには、Mo,W及びTa
よりなる群から選ばれた少なくとも1種の成分並びに
B,Al,IVa族元素及び希土類元素よりなる群から選
ばれた少なくとも1種の成分よりなるメタライズ組成物
を用いてメタライズが施された焼結体(基板)を得てい
る。また、特公平2−2836号公報には、W,Mo及
びこれらの硼化物、炭化物から選ばれた1種又は2種以
上100重量部と、AlN又はAlN基材と同成分0.
1〜50重量部とからなる第1層と、W,Mo及びこれ
らの硼化物、炭化物から選ばれた1種又は2種以上から
なる第2層とからなるメタライズ構造を表面に有するA
lN製基材が示されている。
For example, Japanese Examined Patent Publication Nos. 3-69873 and 3-69874 respectively disclose Mo, W and Ta.
Sintered by metallization using a metallized composition comprising at least one component selected from the group consisting of B, Al, IVa group elements and rare earth elements The body (substrate) is obtained. In Japanese Patent Publication No. 2836/1990, 100 parts by weight of one or more selected from W, Mo and borides and carbides thereof, and Al.N.
A having a metallized structure on the surface, which comprises a first layer consisting of 1 to 50 parts by weight and a second layer consisting of one or more selected from W, Mo and borides and carbides thereof.
A substrate made of IN is shown.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術を採用した場合、メタライズ部とAlNセラミ
ック体との接合強度は高々4〜5kg/mm2である
が、この程度の接合強度では次に述べるように技術的に
不満足な結果しか得られない。例えば、同時焼成多層P
GAパッケージの場合、一般に直径0.45mmのコバ
ール製金属ピンが使用されるが、該金属ピンを接合する
メタライズ部の形状は直径1.6mmの円形パッド状と
することが一般的である。実装されたパッケージが高信
頼性のもとに使用されるためには、金属ピンの垂直引張
りテストにおいてAlNセラミック体とメタライズ部と
の接合部分における破断は好ましくなく、金属ピン自身
が破断すること(金属ピンそのものの破断モードである
こと)が強く要望されている。この要望を満たすには、
より高いAlNセラミック体とメタライズ部との接合強
度を実現しうるメタライズ組成物の開発が強く望まれて
いる。前記の金属ピンの材質であるコバールの引張り強
度が約55〜60kg/mm2であることから、前記円
形パッド状のメタライズ部とAlN製基材との接合部に
10kg以上の全荷重がかかっても該接合部の剥離が生
じないことが要望される。この要望を満たすには、Al
N製基材とメタライズ部の接合について、5kg/mm
2以上の接合強度を達成することが必要である。ところ
が、従来のメタライズ組成物のいずれを使用しても、前
記の接合強度を有するAlNセラミック体とメタライズ
部との接合を得ることはできなかった。このことが、A
lNセラミック体が高放熱性を有するにもかかわらず、
該AlNセラミック体を電子部品の部材として応用する
ことを妨たげてきたことの大きな要因の1つであった。
However, when the above-mentioned conventional technique is adopted, the bonding strength between the metallized portion and the AlN ceramic body is 4 to 5 kg / mm 2 at most. As mentioned, technically unsatisfactory results are obtained. For example, co-fired multilayer P
In the case of a GA package, a Kovar metal pin having a diameter of 0.45 mm is generally used, and the metallized portion for joining the metal pin is generally in the form of a circular pad having a diameter of 1.6 mm. In order for the mounted package to be used with high reliability, breakage at the joint between the AlN ceramic body and the metallized portion is not preferable in the vertical tensile test of the metal pin, and the metal pin itself breaks ( There is a strong demand for the fracture mode of the metal pin itself. To meet this demand,
It is strongly desired to develop a metallized composition that can realize higher bonding strength between the AlN ceramic body and the metallized portion. Since the tensile strength of Kovar, which is the material of the metal pin, is about 55 to 60 kg / mm 2 , a total load of 10 kg or more is applied to the joint between the circular pad metallized portion and the AlN base material. Also, it is desired that peeling of the joint does not occur. To meet this demand, Al
About joining N-made base material and metallized part, 5kg / mm
It is necessary to achieve a bond strength of 2 or more. However, it was not possible to obtain a bond between the AlN ceramic body having the above-mentioned bonding strength and the metallized portion by using any of the conventional metallized compositions. This is A
Although the IN ceramic body has high heat dissipation,
This was one of the major factors that prevented the application of the AlN ceramic body as a member for electronic parts.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は前述の実情に
鑑み研究を重ねた結果、W,Wの硼化物,Wの炭化物,
Mo,Moの硼化物及びMoの炭化物よりなる群から選
ばれた少なくとも1種の成分並びに酸窒化アルミニウム
(Aluminum Oxinitride)が特定の割合で含まれてなる
メタライズ組成物を使用すると、セラミック体、特にA
lNセラミック体とメタライズ部との接合を極めて高い
接合強度で行いうることを見いだし、本発明を完成する
に至った。
As a result of repeated studies in view of the above-mentioned circumstances, the present inventor has found that W, W boride, W carbide,
When a metallized composition containing at least one component selected from the group consisting of Mo, boride of Mo and carbide of Mo and aluminum oxynitride (Aluminum Oxinitride) in a specific ratio is used, a ceramic body, particularly A
It was found that the 1N ceramic body and the metallized portion can be joined with extremely high joining strength, and the present invention has been completed.

【0008】即ち、本発明は、W,Wの硼化物,Wの炭
化物,Mo,Moの硼化物及びMoの炭化物よりなる群
から選ばれた少なくとも1種の成分50〜99.99重
量%並びに酸窒化アルミニウム0.01〜50重量%よ
りなるメタライズ組成物である。また、他の本発明は、
W,Wの硼化物,Wの炭化物,Mo,Moの硼化物及び
Moの炭化物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の
成分50〜99.99重量%並びに酸窒化アルミニウム
0.01〜50重量%よりなるメタライズ部が接合した
セラミック体である。更に他の本発明は、W,Wの硼化
物,Wの炭化物,Mo,Moの硼化物及びMoの炭化物
よりなる群から選ばれた少なくとも1種の成分50〜9
9.989重量%、酸窒化アルミニウム0.01〜50
重量%並びに炭素質物質又は有機バインダー0.001
〜5重量%(炭素量換算)よりなるメタライズ組成物で
ある。
That is, the present invention provides 50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the group consisting of W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide. It is a metallized composition comprising 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride. In addition, another invention is
50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the group consisting of W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide, and aluminum oxynitride 0.01 to 50% by weight. % Is a ceramic body in which a metallized portion of 100% is joined. In still another aspect of the present invention, at least one component 50-9 selected from the group consisting of W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide.
9.989% by weight, aluminum oxynitride 0.01 to 50
Weight% and carbonaceous material or organic binder 0.001
It is a metallized composition consisting of ˜5 wt% (converted to carbon amount).

【0009】本発明のメタライズ組成物は、W,Wの硼
化物,Wの炭化物,Mo,Moの硼化物及びMoの炭化
物よりなる群(以下「W/Mo群」という。)から選ば
れた少なくとも1種の成分並びに酸窒化アルミニウムを
含有成分とするもの(以下「メタライズ組成物I」とい
う。)、並びにW/Mo群から選ばれた少なくとも1種
の成分、酸窒化アルミニウム及び炭素を含有成分とする
もの(以下「メタライズ組成物II」という。)であ
る。
The metallized composition of the present invention is selected from the group consisting of W, W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide (hereinafter referred to as "W / Mo group"). At least one component and a component containing aluminum oxynitride (hereinafter referred to as "metallized composition I"), and at least one component selected from the W / Mo group, a component containing aluminum oxynitride and carbon (Hereinafter referred to as "metallized composition II").

【0010】本発明における酸窒化アルミニウムとして
は、公知の酸窒化アルミニウムを限定なく使用すること
ができる。この酸窒化アルミニウムは、通常結晶相から
なる。この結晶相としては、1種の結晶相からなる単一
相及び2種以上の結晶相からなる混合相がある。酸窒化
アルミニウムの結晶相としては、δ相、φ’(ξ)擬ス
ピネル相、γスピネル相、12H相、21R相、27R
相等が例示される。そして、この酸窒化アルミニウムと
してAlN相及びAl23相を全く含有しないものを使
用することが、メタライズ部とAlNセラミック体との
接合強度を飛躍的に高めることができるために好まし
い。このAlN相及びAl23相を全く含有しない酸窒
化アルミニウムの中でも、ガラス相を全く含まない結晶
相のみからなるものは、その融点が2000℃をこえる
ために好ましい。この融点が2000℃をこえる酸窒化
アルミニウムを使用すると、メタライズの際にセラミッ
ク材料の焼結も同時に行う、いわゆる同時焼結を行う場
合、その同時焼結の温度下ではメタライズ組成物に起因
する液相が生成しないために好ましい。
As the aluminum oxynitride in the present invention, known aluminum oxynitride can be used without limitation. This aluminum oxynitride usually has a crystalline phase. The crystal phase includes a single phase composed of one kind of crystal phase and a mixed phase composed of two or more kinds of crystal phases. As the crystal phase of aluminum oxynitride, δ phase, φ ′ (ξ) pseudo spinel phase, γ spinel phase, 12H phase, 21R phase, 27R
Examples include phases. It is preferable to use, as the aluminum oxynitride, one that does not contain the AlN phase and the Al 2 O 3 phase at all, because the bonding strength between the metallized portion and the AlN ceramic body can be dramatically increased. Among the aluminum oxynitrides that do not contain the AlN phase and the Al 2 O 3 phase at all, those that consist of only the crystal phase that does not contain the glass phase are preferable because their melting points exceed 2000 ° C. When aluminum oxynitride having a melting point of more than 2000 ° C. is used, when the ceramic material is simultaneously sintered during metallization, that is, when so-called co-sintering is performed, the liquid resulting from the metallized composition is obtained at the temperature of the co-sintering. Preferred because no phase forms.

【0011】本発明において使用する酸窒化アルミニウ
ムの製造方法は、公知の製造方法を限定なく採用するこ
とができる。その製造方法を例示すると、AlN及びA
23を含んでなる組成物を1600℃以上に加熱し又
は2100℃以上に溶融する方法、Al23及びAl若
しくは炭素を含んでなる組成物を、窒素を含む雰囲気中
(大気中でも可)で1600℃以上に加熱し又は210
0℃以上に溶融する方法等が挙げられる。
As the method for producing aluminum oxynitride used in the present invention, known production methods can be adopted without limitation. Illustrating the manufacturing method, AlN and A
A method of heating a composition containing 1 2 O 3 to 1600 ° C. or higher or melting it to 2100 ° C. or higher, a composition containing Al 2 O 3 and Al or carbon in an atmosphere containing nitrogen (even in the air). Heated up to 1600 ° C or higher or 210
Examples thereof include a method of melting at 0 ° C or higher.

【0012】本発明において好ましく使用される前記の
AlN相及びAl23相を全く含有しない酸窒化アルミ
ニウムを製造するには、AlN及びAl23よりなる原
料組成物におけるAlNの含有割合を3〜90モル%、
Al23の含有割合を97〜10モル%とする。そし
て、原料組成物におけるAlN及びAl23それぞれの
割合によって、通常、酸窒化アルミニウムを構成する結
晶相の種類は決まってくる。原料の組成と得られる酸窒
化アルミニウムを構成する結晶相との関係は次の表1に
示す通りである。
[0012] To produce the aluminum nitride containing no completely Preferably the AlN phase and Al 2 O 3 phase which is using in the present invention, the content of AlN in the raw material composition comprising AlN and Al 2 O 3 3 to 90 mol%,
The content ratio of Al 2 O 3 is set to 97 to 10 mol%. The type of crystal phase that constitutes aluminum oxynitride is usually determined by the proportions of AlN and Al 2 O 3 in the raw material composition. The relationship between the composition of the raw materials and the crystal phase constituting the obtained aluminum oxynitride is as shown in Table 1 below.

【0013】[0013]

【表1】 [Table 1]

【0014】上記表1中の、右欄の組成に示されていな
い範囲の組成を有するAl23及びAlNよりなる組成
物を原料として使用した場合、混合相からなる酸窒化ア
ルミニウムが得られる。例えば、AlN40〜80モル
%及びAl2360〜20モル%よりなる組成物を原料
として使用した場合、γスピネル相及び12H相からな
る酸窒化アルミニウムが得られる。また、AlN80〜
83モル%及びAl2320〜17モル%よりなる組成
物を使用した場合、12H相及び21R相からなる酸窒
化アルミニウムが得られる。
When a composition comprising Al 2 O 3 and AlN having a composition not shown in the right column of Table 1 above is used as a raw material, aluminum oxynitride consisting of a mixed phase is obtained. . For example, when a composition composed of 40 to 80 mol% of AlN and 60 to 20 mol% of Al 2 O 3 is used as a raw material, aluminum oxynitride composed of a γ spinel phase and a 12H phase is obtained. Also, AlN80-
When a composition consisting of 83 mol% and Al 2 O 3 20 to 17 mol% is used, aluminum oxynitride consisting of 12H phase and 21R phase is obtained.

【0015】そして、生成した酸窒化アルミニウム中に
原料物質であるAlN,Al23,Al,炭素等が含有
していないことを確かめるには、通常X線回折を行う。
このX線回接により、酸窒化アルミニウムを製造するた
めの反応が終了したか否かを知ることができる。
Then, in order to confirm that the produced aluminum oxynitride does not contain AlN, Al 2 O 3 , Al, carbon and the like which are the raw materials, the usual X-ray diffraction is carried out.
By this X-ray contact, it is possible to know whether or not the reaction for producing aluminum oxynitride is completed.

【0016】本発明のメタライズ組成物中に炭素質物質
又は有機バインダーが含まれていると、メタライズ部と
セラミック体との接合強度がより高まるので好ましい。
本発明において使用しうる炭素質物質を例示すると、カ
ーボンブラック、黒鉛等が例示される。また、本発明に
おいて使用しうる有機バインダーを例示すると、フェノ
ール樹脂、ポリアクリロニトリル、エチルセルロース、
硝化綿、硝酸セルロース、ポリメチルメタアクリレー
ト、ポリブチルメタアクリレート、ポリエチルアクリレ
ート等のアクリル系ポリマー、ポリビニルブチラール、
ポリ酢酸ビニル、酢酸セルロース、メチルセルロース、
カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、
ポリビニルピロリドン、アルギン酸ナトリウム、ポリア
クリルアミド等が挙げられる。そして、前記の有機バイ
ンダーは、メタライズ組成物のバインダーとしての機能
も有する点でより好ましく使用される。この有機バイン
ダーは、α−テレピネオール、ブチルカルビトール、ト
ルエン、酢酸ブチル、アセトン、エタノール、メタノー
ル、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジノ
ニルフタレート等の溶剤に溶解して使用することが好ま
しい。尚、この溶剤は、揮発性が高く、前記の炭素質物
質又は有機バインダーのように、メタライズ部とセラミ
ック体との接合強度の向上には寄与しない。そして、溶
剤の使用量は特に限定されないが、通常W/Mo群から
選ばれた少なくとも1種の成分と酸窒化アルミニウムと
の合計使用量100重量部あたり、1〜40重量部であ
る。
It is preferable that the metallized composition of the present invention contains a carbonaceous substance or an organic binder because the bonding strength between the metallized portion and the ceramic body is further increased.
Examples of carbonaceous substances that can be used in the present invention include carbon black and graphite. Examples of the organic binder that can be used in the present invention include phenol resin, polyacrylonitrile, ethyl cellulose,
Acrylic polymers such as nitrified cotton, cellulose nitrate, polymethylmethacrylate, polybutylmethacrylate, polyethylacrylate, polyvinyl butyral,
Polyvinyl acetate, cellulose acetate, methyl cellulose,
Carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol,
Examples thereof include polyvinylpyrrolidone, sodium alginate, polyacrylamide and the like. The organic binder is more preferably used because it also functions as a binder for the metallized composition. This organic binder is preferably dissolved in a solvent such as α-terpineol, butyl carbitol, toluene, butyl acetate, acetone, ethanol, methanol, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, and dinonyl phthalate before use. This solvent is highly volatile and does not contribute to the improvement of the bonding strength between the metallized portion and the ceramic body, unlike the above-mentioned carbonaceous substance or organic binder. The amount of the solvent used is not particularly limited, but is usually 1 to 40 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the aluminum oxynitride and at least one component selected from the W / Mo group.

【0017】本発明のメタライズ組成物における各成分
の含有割合は、次の通りである。即ち、前記メタライズ
組成物Iにおいては、W/Mo群から選ばれた少なくと
も1種の成分が50〜99.99重量%、酸窒化アルミ
ニウムが0.01〜50重量%である。一方、前記メタ
ライズ組成物IIにおいては、W/Mo群から選ばれた
少なくとも1種の成分が50〜99.989重量%、酸
窒化アルミニウムが0.01〜50重量%、炭素質物質
又は有機バインダーが炭素量換算で0.01〜5重量%
である。ここにいう炭素量換算とは、炭素質物質又は有
機バインダーにおける炭素分の量に基いて換算すること
である。
The content ratio of each component in the metallized composition of the present invention is as follows. That is, in the metallized composition I, 50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the W / Mo group and 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride. On the other hand, in the metallized composition II, at least one component selected from the W / Mo group is 50 to 99.989% by weight, aluminum oxynitride is 0.01 to 50% by weight, a carbonaceous substance or an organic binder. Is 0.01 to 5% by weight in terms of carbon amount
Is. The conversion of the amount of carbon as used herein means conversion based on the amount of carbon content in the carbonaceous material or the organic binder.

【0018】本発明のメタライズ組成物を使用する方法
は、メタライズ組成物の公知の使用方法を限定なく採用
することができる。例えば、メタライズ組成物をセラミ
ック材料粉末を成形したもの、セラミック体等に定着し
焼結する方法等が挙げられる。セラミック材料粉末とし
ては、Al23粉末、AlN粉末等が挙げられる。ま
た、セラミック体としては、アルミナセラミック体、窒
化アルミニウムセラミック体等が挙げられる。
As a method of using the metallized composition of the present invention, a known method of using the metallized composition can be adopted without limitation. For example, a method in which the metallized composition is formed by molding ceramic material powder, a method of fixing the metallized composition on a ceramic body or the like, and sintering the method may be used. Examples of the ceramic material powder include Al 2 O 3 powder and AlN powder. Further, examples of the ceramic body include an alumina ceramic body and an aluminum nitride ceramic body.

【0019】上記したようにメタライズ組成物をセラミ
ック材料粉末を成形したもの、セラミック体等に定着さ
せるとき、その定着の位置は、セラミック材料粉末を成
形物、セラミック体等の外表面ばかりでなく、内部であ
ってもよく、その場合にはメタライズ部は内部パター
ン、スルーホール等となりうる。
As described above, when the metallized composition is fixed to a molded ceramic material powder, a ceramic body, or the like, the fixing position is not limited to the outer surface of the molded material, the ceramic body, or the like. It may be inside, and in that case, the metallized portion can be an internal pattern, a through hole, or the like.

【0020】前記したようにセラミック材料粉末を成形
するには、該粉末に、バインダー成分を配合することが
好ましい。このバインダーとしては、炭素分を含んでな
る有機バインダーが、メタライズ部とセラミック体との
接合強度がより向上するために好ましい。好ましく使用
される有機バインダーを例示すると、フェノール樹脂、
ポリアクリロニトリル、エチルセルロース、硝化綿、硝
酸セルロース、ポリメチルメタアクリレート、ポリブチ
ルメタアクリレート、ポリエチルアクリレート等のアク
リル系ポリマー、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニ
ル、酢酸セルロース、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルピ
ロリドン、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリルアミド
等が挙げられる。この有機バインダーは、α−テレピネ
オール、ブチルカルビトール、トルエン、酢酸ブチル、
アセトン、エタノール、メタノール、ジブチルフタレー
ト、ジオクチルフタレート、ジノニルフタレート等の溶
剤に溶解して使用することが好ましい。また、セラミッ
ク材料粉末には、その焼結助剤として、MgO,Ca
O,SrO等のIIa族金属化合物、SiO2,Y23
Er23,Yb23,Ho23,Dy23,Gd23
の希土類元素化合物、WO3,MoO3,TiO2,V2
5,Nb25,Co34,NiO,MnO2,Cr23
の黒色化或いは着色化化合物の1種又は2種以上を使用
することができる。この焼結助剤の使用量は、通常セラ
ミック材料粉末と焼結助剤との合計量に対して0.00
1〜25重量%の範囲内で決定される。更にまた、メタ
ライズ組成物を定着させたセラミック材料粉末の成形物
又はセラミック体は、焼結に供するに際して複数枚を積
層することができる。
In order to mold the ceramic material powder as described above, it is preferable to add a binder component to the powder. As the binder, an organic binder containing carbon is preferable because the bonding strength between the metallized portion and the ceramic body is further improved. As an example of the organic binder preferably used, a phenol resin,
Acrylic polymers such as polyacrylonitrile, ethyl cellulose, nitrified cotton, cellulose nitrate, polymethylmethacrylate, polybutylmethacrylate, polyethylacrylate, polyvinyl butyral, polyvinyl acetate, cellulose acetate, methylcellulose, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone , Sodium alginate, polyacrylamide and the like. This organic binder is α-terpineol, butyl carbitol, toluene, butyl acetate,
It is preferably dissolved in a solvent such as acetone, ethanol, methanol, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate or dinonyl phthalate before use. Further, the ceramic material powder contains MgO, Ca as a sintering aid.
Group IIa metal compounds such as O and SrO, SiO 2 , Y 2 O 3 ,
Er 2 O 3, Yb 2 O 3, Ho 2 O 3, Dy 2 O 3, Gd rare earth element compound such as 2 O 3, WO 3, MoO 3, TiO 2, V 2 O
One or two or more blackening or coloring compounds such as 5 , Nb 2 O 5 , Co 3 O 4 , NiO, MnO 2 and Cr 2 O 3 can be used. The amount of the sintering aid used is usually 0.00 with respect to the total amount of the ceramic material powder and the sintering aid.
It is determined within the range of 1 to 25% by weight. Furthermore, a plurality of ceramic material powder compacts or ceramic bodies on which the metallized composition is fixed can be laminated when they are subjected to sintering.

【0021】セラミック材料粉末にバインダーを配合し
た場合、メタライズ組成物を定着した後の焼成の前に、
通常脱バインダーを行う。そして、メタライズ部が接合
したセラミック体を得るための焼結は、通常窒素を含む
非酸化性雰囲気中1500〜2000℃で行われる。
When a binder is mixed with the ceramic material powder, before firing after fixing the metallizing composition,
Debinding is usually performed. Then, the sintering for obtaining the ceramic body to which the metallized portion is bonded is usually performed at 1500 to 2000 ° C. in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen.

【0022】以上に述べた本発明のメタライズ組成物を
使用すると、W/Mo群から選ばれた少なくとも1種の
成分50〜99.99重量%並びに酸窒化アルミニウム
0.01〜50重量%よりなるメタライズ部が接合した
セラミック体を得ることができる。メタライズ部が接合
するセラミック体としては、アルミナセラミック体、窒
化アルミニウムセラミック体等が例示される。この中で
も窒化アルミニウムセラミック体に前記メタライズ部が
接合したものは、その接合強度が極めて高いために好ま
しい。
When the metallizing composition of the present invention described above is used, it comprises 50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the W / Mo group and 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride. It is possible to obtain a ceramic body in which the metallized portions are joined. Examples of the ceramic body to which the metallized portion is joined include an alumina ceramic body and an aluminum nitride ceramic body. Among these, the one in which the metallized portion is joined to the aluminum nitride ceramic body is preferable because the joining strength is extremely high.

【0023】[0023]

【作用】本発明のメタライズ組成物を使用すると、メタ
ライズ部とセラミック体、特にAlNセラミック体との
接合を高い強度で行いうる理由は明らかではないが、本
発明者は次のように推定している。
When the metallized composition of the present invention is used, the reason why the metallized portion and the ceramic body, especially the AlN ceramic body can be bonded with high strength is not clear. However, the present inventors presume as follows. There is.

【0024】(1)酸窒化アルミニウムの熱膨張係数
は、5.23×10-6-1(室温〜200℃における
値)(出典:セラミック・エンジニアリング・アンド・
サイエンス・プロシーディングズ(Ceramic Engineerin
g and Science Proceedings)第3巻第1〜2号(Jan.
〜Feb.)1982年第67〜76頁)、5.91×10
-6及び7.59×10-6-1(出典:無機材質研究所研
究報告書第32号、1982年、第12〜15頁)であ
り、W/Mo群の各成分、即ちW,Wの硼化物,Wの炭
化物,Mo,Moの硼化物及びMoの炭化物それぞれの
熱膨張係数に近似しており、メタライズ部の内部での酸
窒化アルミニウムとW/Mo群の各成分との間の熱膨張
ミスマッチに伴うクラックが発生しにくいこと。
(1) The coefficient of thermal expansion of aluminum oxynitride is 5.23 × 10 -6 ° C -1 (value at room temperature to 200 ° C) (Source: Ceramic Engineering &
Science Proceedings (Ceramic Engineerin
g and Science Proceedings) Volume 3, Nos. 1-2 (Jan.
~ Feb.) 1982 67-76), 5.91 x 10
-6 and 7.59 × 10 -6 ° C -1 (Source: Research Report No. 32, Institute for Inorganic Materials, 1982, pp. 12-15), each component of the W / Mo group, namely W, The thermal expansion coefficients of W boride, W carbide, Mo, Mo boride and Mo carbide are approximated, and between the aluminum oxynitride inside the metallized portion and each component of the W / Mo group. The cracks due to the thermal expansion mismatch of are less likely to occur.

【0025】(2)酸窒化アルミニウムの化学的性質と
して、セラミック体成分、特にAlNと容易に反応して
広い範囲のAl−O−N系の多形の化合物を生成する性
質があるために、セラミック体、特にAlNセラミック
体とメタライズ部との接合界面でこの酸窒化アルミニウ
ムとAlN等のセラミック体成分との反応が生じ、その
結果結合強度が向上すること。このことは、本発明のメ
タライズ組成物を使用した場合、セラミック体に接合し
たメタライズ部の表面に、絶縁性成分が顕著には観察さ
れないことからも間接的に説明できる。これに対して、
例えばW及びAlNを主成分とするメタライズ組成物を
使用した場合、セラミック体に接合したメタライズ部の
表面には、多量のAlN成分の浮きだしがSEM観察及
びEPMA分析により見られる。この現象は、セラミッ
ク体とW中に存在するAlNとが良く反応していないた
めに発生するものと考えられる。
(2) As a chemical property of aluminum oxynitride, it has a property of easily reacting with a ceramic body component, particularly AlN to form a wide range of Al—O—N polymorphic compounds. The reaction between the aluminum oxynitride and the ceramic body component such as AlN occurs at the bonding interface between the ceramic body, particularly the AlN ceramic body and the metallized portion, and as a result, the bond strength is improved. This can be indirectly explained by the fact that when the metallized composition of the present invention is used, the insulating component is not significantly observed on the surface of the metallized portion bonded to the ceramic body. On the contrary,
For example, when a metallized composition containing W and AlN as main components is used, a large amount of AlN component swelling is observed by SEM observation and EPMA analysis on the surface of the metallized portion bonded to the ceramic body. This phenomenon is considered to occur because the ceramic body and AlN existing in W do not react well.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明のメタライズ組成物を使用する
と、メタライズ部とセラミック体との接合を高い強度で
行うことができる。特に、本発明のメタライズ組成物を
使用して得られるメタライズ部が接合したセラミック
体、特にAlNセラミック体は、メタライズ部とセラミ
ック体との接合が高い強度で行えることから信頼性が極
めて高く有用なものである。また、本発明のメタライズ
組成物を使用すると、メタライズ部の表面に、絶縁性成
分、例えばW及びAlNを主成分とするメタライズ組成
物を使用した際に浮きだすAlN成分が浮き出ないこと
から、メッキの密着性が良く、熱処理に際してのフクレ
も生じにくいので、電子部品の回路パターンを形成する
のに本発明のメタライズ組成物は好適に使用しうる。
When the metallized composition of the present invention is used, the metallized portion and the ceramic body can be bonded with high strength. In particular, a ceramic body obtained by using the metallized composition of the present invention and having a metallized portion bonded thereto, particularly an AlN ceramic body, is extremely reliable and useful because the metallized portion and the ceramic body can be bonded with high strength. It is a thing. In addition, when the metallized composition of the present invention is used, the insulating component, for example, the AlN component that emerges when the metallized composition containing W and AlN as the main components is used does not come out. The metallized composition of the present invention can be preferably used for forming a circuit pattern of an electronic component because it has good adhesion and does not easily cause blistering during heat treatment.

【0027】[0027]

【実施例】以下に本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明は実施例によっては何ら限定されな
い。
EXAMPLES Examples will be shown below for specifically explaining the present invention, but the present invention is not limited to the examples.

【0028】実施例1 まず、下記方法(1)〜(4)により4種類の酸窒化ア
ルミニウムを調製した。
Example 1 First, four types of aluminum oxynitride were prepared by the following methods (1) to (4).

【0029】(方法1)平均粒径1.2μmのAlN粉
末39モル%、平均粒径0.7μmのα−Al23粉末
61モル%を充分混合し、N2雰囲気中1700℃に加
熱反応後乳鉢で粉砕し、γスピネル単一相から成る平均
粒径1.8μmの酸窒化アルミニウム微粉末を得た。
(Method 1) 39 mol% of AlN powder having an average particle size of 1.2 μm and 61 mol% of α-Al 2 O 3 powder having an average particle size of 0.7 μm were thoroughly mixed and heated to 1700 ° C. in an N 2 atmosphere. After the reaction, the mixture was crushed in a mortar to obtain a fine powder of aluminum oxynitride having an average particle size of 1.8 μm and composed of a γ spinel single phase.

【0030】(方法2)平均粒径0.5μmのα−Al
23粉末95重量%、灰分0.06%、平均粒径0.4
μmのカーボンブラック粉末5重量%を充分混合後N2
雰囲気中1750℃に加熱反応後、乳鉢で軽くほぐすこ
とで、γスピネル単一相から成る平均粒径1.1μmの
酸窒化アルミニウム微粉末を得た。この粉末の窒素含有
量は4.6重量%であり、加熱反応に供された粉末の組
成は、AlN28モル%−Al2372モル%の組成に
相当すると認められる。
(Method 2) α-Al having an average particle size of 0.5 μm
2 O 3 powder 95% by weight, ash content 0.06%, average particle size 0.4
After thoroughly mixing 5% by weight of carbon black powder of μm, N 2
After heating and reacting at 1750 ° C. in an atmosphere, the mixture was lightly loosened in a mortar to obtain a fine powder of aluminum oxynitride composed of a γ spinel single phase and having an average particle diameter of 1.1 μm. The nitrogen content of this powder was 4.6% by weight, and it is recognized that the composition of the powder subjected to the heating reaction corresponds to the composition of AlN 28 mol% -Al 2 O 3 72 mol%.

【0031】(方法3)平均粒径90μmのα−Al2
395重量%、200メッシュの高純度Al粉末5重
量%を混合後、カーボン電極のアーク炉で大気中215
0℃でこの混合物を溶融し、徐冷後溶融塊を粗粉砕後鉄
製ボールミルで微粉砕後、HClで除鉄し平均粒径1.
2μmのδ相単一の酸窒化アルミニウム微粉末を得た。
この粉末の窒素含有量は0.71重量%であり、溶融に
供された粉末の組成は、AlN5モル%−Al2395
モル%の組成に相当すると認められる。
(Method 3) α-Al 2 having an average particle size of 90 μm
95% by weight of O 3 and 5% by weight of high-purity Al powder of 200 mesh were mixed, and then 215 in the atmosphere in a carbon electrode arc furnace
This mixture was melted at 0 ° C., slowly cooled, coarsely ground the molten mass, then finely ground with an iron ball mill, and iron removed with HCl to obtain an average particle size of 1.
A single aluminum oxynitride fine powder having a δ phase of 2 μm was obtained.
The nitrogen content of this powder was 0.71% by weight, and the composition of the powder used for melting was AlN 5 mol% -Al 2 O 3 95.
It is recognized that it corresponds to a composition of mol%.

【0032】(方法4)平均粒径1.2μmのAlN粉
末86モル%、平均粒径0.7μmのα−Al2 3
末14モル%を充分混合し、N2 雰囲気中W箔製ルツボ
中で混合物を2100℃に加熱し、このルツボを炉底に
落下させる方法で急冷後乳鉢で粉砕し平均粒径2.5μ
mの「21R+27R」混合相から成る酸窒化アルミニ
ウム微粉末を得た。
(Method 4) 86 mol% of AlN powder having an average particle size of 1.2 μm and 14 mol% of α-Al 2 O 3 powder having an average particle size of 0.7 μm were sufficiently mixed, and the crucible made of W foil was put in an N 2 atmosphere. The mixture was heated to 2100 ° C. in the flask, and the crucible was dropped on the bottom of the furnace.
A fine powder of aluminum oxynitride consisting of m "21R + 27R" mixed phase was obtained.

【0033】次に、得られた4種類の酸窒化アルミニウ
ムを用いて以下のテストを実施した。
Next, the following tests were carried out using the obtained four kinds of aluminum oxynitrides.

【0034】表2に示すAlN粉末及び無機酸化物を原
料として用いて窒化アルミニウム質グリーンシートを作
成した。これとは別に、W/Mo群から選ばれた少なく
とも1種の成分として表2に示す成分、酸窒化アルミニ
ウムとして表2に示す結晶相からなり平均粒径が0.5
〜5μmであるもの、溶剤として、(イ)αテレピネオー
ル:ジブチルフタレート(重量比)=1:1の溶剤(テ
ストNo.1〜3、11〜13、16〜18、21、2
3〜29)、(ロ)αテレピネオール:ジオクチルタレー
ト:ブチルカルビトール(重量比)=1:1:1の溶剤
(テストNo.7〜10、15、20、22)、(ハ)ジ
ブチルフタレート:ブチルカルビトール(重量比)=
2:1の溶剤(テストNo.4〜6、14、19)をそ
れぞれ使用して、メタライズ用のペーストを調製した。
そして、W/Mo群から選ばれた少なくとも1種の成分
及び酸窒化アルミニウムよりなる配合物における酸窒化
アルミニウムの含有割合は、表2に示す通りとした。ま
た、溶剤の使用量は、W/Mo群から選ばれた少なくと
も1種の成分と酸窒化アルミニウムとの合計使用量10
0重量部あたり(イ)の溶剤の場合12重量部、(ロ)の溶剤
の場合20重量部、(ハ)の溶剤の場合25重量部とし
た。
An aluminum nitride green sheet was prepared using the AlN powder and inorganic oxide shown in Table 2 as raw materials. Separately from this, at least one component selected from the W / Mo group has the components shown in Table 2 and the aluminum oxynitride has the crystal phase shown in Table 2 and has an average particle size of 0.5.
.About.5 .mu.m, as a solvent, (a) .alpha.-terpineol: dibutylphthalate (weight ratio) = 1: 1 solvent (test Nos. 1 to 11, 11 to 13, 16 to 18, 21, 2
3 to 29), (b) α-terpineol: dioctyl tartrate: butyl carbitol (weight ratio) = 1: 1: 1 solvent (test No. 7 to 10, 15, 20, 22), (c) dibutyl phthalate : Butyl carbitol (weight ratio) =
A 2: 1 solvent (Test Nos. 4 to 6, 14, and 19) was used to prepare pastes for metallization.
Then, the content ratio of aluminum oxynitride in the mixture composed of at least one component selected from the W / Mo group and aluminum oxynitride was as shown in Table 2. Further, the amount of the solvent used is the total amount of the at least one component selected from the W / Mo group and aluminum oxynitride used 10
The amount of (a) solvent was 12 parts by weight, the amount of solvent (b) was 20 parts by weight, and the amount of solvent (c) was 25 parts by weight per 0 parts by weight.

【0035】そして、前記窒化アルミニウム質グリーン
シートの表面に、調製したメタライズ用のペーストをス
クリーン印刷法により直径1.95mmの円形状に塗布
した。また、該窒化アルミニウム質グリーンシートに直
径0.3mmの穴をあけ、その穴にメタライズ用のペー
ストを充填した。
Then, the prepared metallizing paste was applied to the surface of the aluminum nitride green sheet in a circular shape having a diameter of 1.95 mm by a screen printing method. A hole having a diameter of 0.3 mm was made in the aluminum nitride green sheet, and the hole was filled with a metallizing paste.

【0036】次に、メタライズ用のペーストが塗布し充
填された窒化アルミニウム質グリーンシートを積層した
後、脱バインダーを行い、次いで焼成して表面及び内部
にメタライズ部が接合した窒化アルミニウム焼結体を得
た。
Next, after laminating the aluminum nitride green sheets coated and filled with the metallizing paste, the binder is removed, and then the aluminum nitride green sheets are fired to obtain an aluminum nitride sintered body having a metallized portion bonded to the surface and inside. Obtained.

【0037】このメタライズ部が接合した窒化アルミニ
ウム焼結体について、接合強度を測定した。その手順は
以下に述べる通りとした。
The joining strength of the aluminum nitride sintered body joined to the metallized portion was measured. The procedure was as described below.

【0038】メタライズ部(焼成後:直径1.6mmの
円形)が接合した窒化アルミニウム焼結体の表面にNi
メッキを3μm施こし、このNiメッキに、直径0.7
mmのKovar線を接合した。この接合は、72重量
%Ag−28重量%Cuからなるろう材を用いて840
℃5分間加熱することにより行った。その後このKov
ar線を接合面に対して垂直に0.2mm/secの速
度で、AlN焼結体とメタライズ部との接合部分での破
断が生じるまで引張り、接合強度を測定した。また、焼
結体内部のメタライズ部とAlN焼結体との接合界面の
断面顕微鏡観察を行ったところ、異常は認められなかっ
た。また、表2のテストNo.1,11,16,23,2
5の窒化アルミニウム焼結体に接合したメタライズ部に
ついて、微小部X線回折による相構成の分析を行ったと
ころ、該メタライズ部は、Wとγスピネル型酸窒化アル
ミニウムのみから構成されており、最強線どうしのピー
ク比(W:(110)、酸窒化アルミニウム:(31
1))からほぼ出発組成どうりの組成比を維持している
ことがわかった。
Ni was formed on the surface of the aluminum nitride sintered body to which the metallized portion (after firing: circular shape having a diameter of 1.6 mm) was joined.
The plating is applied to 3 μm, and the Ni plating has a diameter of 0.7
mm Kovar lines were joined. This joining was performed using a brazing filler metal composed of 72 wt% Ag-28 wt% Cu and 840
It was carried out by heating at ℃ for 5 minutes. Then this Kov
The ar line was pulled perpendicular to the joint surface at a rate of 0.2 mm / sec until the fracture occurred at the joint between the AlN sintered body and the metallized portion, and the joint strength was measured. Further, cross-sectional microscopic observation of the joint interface between the metallized portion inside the sintered body and the AlN sintered body revealed no abnormality. In addition, test Nos. 1, 11, 16, 23, 2 in Table 2
The metallized portion bonded to the aluminum nitride sintered body of No. 5 was analyzed for the phase constitution by X-ray diffraction of minute portions. The metallized portion was composed of only W and γ spinel type aluminum oxynitride, Peak ratio between lines (W: (110), aluminum oxynitride: (31
From 1)), it was found that the composition ratio of the starting composition was almost maintained.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】[0041]

【表4】 [Table 4]

【0042】[0042]

【表5】 [Table 5]

【0043】実施例2 実施例1において、メタライズ用のペーストを調製する
に際して、W/Mo群から選ばれた少なくとも1種の成
分、酸窒化アルミニウム及び溶剤の他に、更に有機バイ
ンダー又はカーボンブラックを使用した以外は、実施例
1と同様にして表面及び内部にメタライズ部が接合した
窒化アルミニウム焼結体を得た(テストNo.32)。
尚、使用したグリーンシート原料の無機化合物としてA
lN95重量%及びY235重量%からなるもの、W/
Mo群から選ばれた成分としてW、酸窒化アルミニウム
として前記方法1により製造されたγスピネル相のもの
を5.0重量%、溶剤として前記(イ)の溶剤、有機バイ
ンダーとして(イ)エチルセルロース:硝化綿(重量比)
=1:1の有機バインダー、(ロ)エチルセルロースのみ
からなる有機バインダー又は(ハ)硝化綿のみからなる有
機バインダー、カーボンブラックとして平均粒径0.4
5μmの微粉末をそれぞれ使用した。前記有機バインダ
ーの使用量は、W/Mo群から選ばれた少なくとも1種
の成分と酸窒化アルミニウムとの合計使用量100重量
部あたり、(イ)の有機バインダーの場合1.6重量部、
(ロ)の有機バインダーの場合0.8重量部、(ハ)の有機バ
インダーの場合2.5重量部とした。また、有機バイン
ダー及びカーボンブラックの使用態様、並びに両成分に
起因する炭素量は、表4に示す通りとした。
Example 2 In Example 1, in preparing the paste for metallization, in addition to at least one component selected from the W / Mo group, aluminum oxynitride and a solvent, an organic binder or carbon black was further added. An aluminum nitride sintered body having a metallized portion bonded to the surface and inside was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was used (Test No. 32).
In addition, A was used as the inorganic compound of the green sheet material used.
1N 95% by weight and Y 2 O 3 5% by weight, W /
W as the component selected from the Mo group, 5.0% by weight of the γ-spinel phase produced by the above method 1 as aluminum oxynitride, the solvent of (a) above as a solvent, and (a) ethyl cellulose as an organic binder: Nitrified cotton (weight ratio)
= 1: 1 organic binder, (b) an organic binder consisting only of ethylcellulose or (c) an organic binder consisting only of nitrified cotton, carbon black having an average particle size of 0.4
5 μm fine powder was used respectively. The amount of the organic binder used is 1.6 parts by weight in the case of the organic binder (a) per 100 parts by weight of the total amount of at least one component selected from the W / Mo group and aluminum oxynitride,
In the case of (b) the organic binder, 0.8 parts by weight, and in the case of (c) the organic binder, 2.5 parts by weight. In addition, the modes of use of the organic binder and carbon black, and the amount of carbon resulting from both components are as shown in Table 4.

【0044】得られた表面及び内部にメタライズ部が接
合した窒化アルミニウム焼結体について、実施例1と同
様に、AlN焼結体とメタライズ部との接合強度の測
定、並びに焼結体内部のメタライズ部とAlN焼結体と
の接合界面の断面顕微鏡観察を行った。接合強度の測定
結果は、表3に示す通りであった。また、断面顕微鏡観
察の結果、異常は認められなかった。
With respect to the obtained aluminum nitride sintered body having the metallized portion bonded to the surface and inside thereof, the bonding strength between the AlN sintered body and the metallized portion was measured, and the metallization inside the sintered body was carried out in the same manner as in Example 1. Section microscopic observation of the joint interface between the metal part and the AlN sintered body was performed. The measurement results of the bonding strength are shown in Table 3. No abnormalities were observed as a result of cross-sectional microscopic observation.

【0045】[0045]

【表6】 [Table 6]

【0046】[0046]

【表7】 [Table 7]

【0047】[0047]

【表8】 [Table 8]

【0048】[0048]

【表9】 [Table 9]

【0049】実施例3 実施例2において、W/Mo群から選ばれた成分として
Mo、酸窒化アルミニウムとして前記方法3により製造
されたδ相からなるもの、溶剤として前記(ハ)の溶剤を
使用した以外は実施例2と同様にして、表面及び内部に
メタライズ部が接合した窒化アルミニウム焼結体を得た
(テストNo.39)。尚、有機バインダー及びカーボ
ンブラックの使用態様、並びに両成分に起因する炭素量
は、表5に示す通りとした。
Example 3 In Example 2, Mo was used as a component selected from the W / Mo group, aluminum oxynitride was composed of the δ phase produced by the above method 3, and the solvent (c) was used as the solvent. Except for the above, an aluminum nitride sintered body having a metallized portion bonded to the surface and inside was obtained in the same manner as in Example 2 (Test No. 39). The use modes of the organic binder and carbon black, and the amount of carbon derived from both components are as shown in Table 5.

【0050】[0050]

【表10】 [Table 10]

【0051】得られた表面及び内部にメタライズ部が接
合した窒化アルミニウム焼結体について、実施例1と同
様に、AlN焼結体とメタライズ部との接合強度の測
定、並びに焼結体内部のメタライズ部とAlN焼結体と
の接合界面の断面顕微鏡観察を行った。接合強度の測定
結果は、表3に示す通りであった。また、断面顕微鏡観
察の結果、異常は認められなかった。
With respect to the obtained aluminum nitride sintered body having the metallized portion bonded to the surface and inside thereof, the bonding strength between the AlN sintered body and the metallized portion was measured and the metallization inside the sintered body was carried out in the same manner as in Example 1. Section microscopic observation of the joint interface between the metal part and the AlN sintered body was performed. The measurement results of the bonding strength are shown in Table 3. No abnormalities were observed as a result of cross-sectional microscopic observation.

【0052】実施例4 実施例2において、グリーンシート原料の無機化合物と
してAlN95重量%、Y234.8重量%及びMoO
20.2重量%からなるもの、溶剤として前記(ロ)の溶剤
を使用した以外は実施例2と同様にして、表面及び内部
にメタライズ部が接合した窒化アルミニウム焼結体を得
た(テストNo.48)。尚、有機バインダー及びカー
ボンブラックの使用態様、並びに両成分に起因する炭素
量は、表6に示す通りとした。
Example 4 In Example 2, 95% by weight of AlN, 4.8% by weight of Y 2 O 3 and MoO were used as the inorganic compounds of the green sheet raw material.
2 An aluminum nitride sintered body having a metallized portion bonded to the surface and the inside was obtained in the same manner as in Example 2 except that 0.2% by weight was used and the solvent (b) was used as the solvent (test No. 48). The use modes of the organic binder and carbon black, and the amount of carbon resulting from both components are as shown in Table 6.

【0053】[0053]

【表11】 [Table 11]

【0054】得られた表面及び内部にメタライズ部が接
合した窒化アルミニウム焼結体について、実施例1と同
様に、AlN焼結体とメタライズ部との接合強度の測
定、並びに焼結体内部のメタライズ部とAlN焼結体と
の接合界面の断面顕微鏡観察を行った。接合強度の測定
結果は、表3に示す通りであった。また、断面顕微鏡観
察の結果、異常は認められなかった。
With respect to the obtained aluminum nitride sintered body having the metallized portion bonded to the surface and the inside thereof, the bonding strength between the AlN sintered body and the metallized portion was measured and the metallization inside the sintered body was carried out in the same manner as in Example 1. Section microscopic observation of the joint interface between the metal part and the AlN sintered body was performed. The measurement results of the bonding strength are shown in Table 3. No abnormalities were observed as a result of cross-sectional microscopic observation.

【0055】実施例5 実施例2において、グリーンシート原料の無機化合物、
W/Mo群から選ばれた少なくとも1種の成分、酸窒化
アルミニウムを表3に示すように代えた以外は実施例2
と同様にして、表面及び内部にメタライズ部が接合した
窒化アルミニウム焼結体を得た(テストNo.30,3
1,33〜38,40〜47,49及び50)。
Example 5 In Example 2, an inorganic compound as a green sheet raw material,
Example 2 except that at least one component selected from the W / Mo group, aluminum oxynitride, was replaced as shown in Table 3.
In the same manner as described above, an aluminum nitride sintered body having a metallized portion bonded to the surface and inside thereof was obtained (Test Nos. 30 and 3).
1, 33-38, 40-47, 49 and 50).

【0056】得られた表面及び内部にメタライズ部が接
合した窒化アルミニウム焼結体について、実施例1と同
様に、AlN焼結体とメタライズ部との接合強度の測
定、並びに焼結体内部のメタライズ部とAlN焼結体と
の接合界面の断面顕微鏡観察を行った。接合強度の測定
結果は、表3に示す通りであった。また、断面顕微鏡観
察の結果、異常は認められなかった。
With respect to the obtained aluminum nitride sintered body having the metallized portion bonded to the surface and inside thereof, as in Example 1, the measurement of the bonding strength between the AlN sintered body and the metallized portion and the metallization inside the sintered body were carried out. Section microscopic observation of the joint interface between the metal part and the AlN sintered body was performed. The measurement results of the bonding strength are shown in Table 3. No abnormalities were observed as a result of cross-sectional microscopic observation.

【0057】比較例1 実施例1において、メタライズ組成物の構成成分である
酸窒化アルミニウムに代えて、表7に示すようにAl
N,Al23,Y23,SiO2又はEr23からなる
微粉末を使用した以外は実施例1と同様にしてメタライ
ズ部が接合した窒化アルミニウム焼結体を作成した。
尚、使用したグリーンシート原料及びW/Mo群から選
ばれた成分を表7に示す。得られたメタライズ部が接合
した焼結体について、実施例1と同様に接合強度の測定
及び接合界面の断面顕微鏡観察を行った。接合強度の測
定結果は表7に示す通りであった。また、テストNo.
51,53,56,57,58においては、Niメッキ
後、450℃に加熱するとメタライズ表面にはフクレが
発生していた。
Comparative Example 1 In Example 1, instead of aluminum oxynitride which is a constituent of the metallized composition, Al as shown in Table 7 was used.
An aluminum nitride sintered body in which the metallized portions were joined was prepared in the same manner as in Example 1 except that fine powders of N, Al 2 O 3 , Y 2 O 3 , SiO 2 or Er 2 O 3 were used.
Table 7 shows the green sheet materials used and the components selected from the W / Mo group. With respect to the obtained sintered body to which the metallized portion was joined, the joint strength was measured and the cross section of the joint interface was observed under a microscope in the same manner as in Example 1. The measurement results of the bonding strength are shown in Table 7. In addition, the test No.
In Nos. 51, 53, 56, 57 and 58, blistering occurred on the metallized surface when heated to 450 ° C. after Ni plating.

【0058】[0058]

【表12】 [Table 12]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 W,Wの硼化物,Wの炭化物,Mo,M
oの硼化物及びMoの炭化物よりなる群から選ばれた少
なくとも1種の成分50〜99.99重量%並びに酸窒
化アルミニウム0.01〜50重量%よりなるメタライ
ズ組成物。
1. A boride of W, W, a carbide of W, Mo, M
A metallized composition comprising 50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the group consisting of boride of o and carbide of Mo and 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride.
【請求項2】 W,Wの硼化物,Wの炭化物,Mo,M
oの硼化物及びMoの炭化物よりなる群から選ばれた少
なくとも1種の成分50〜99.99重量%並びに酸窒
化アルミニウム0.01〜50重量%よりなるメタライ
ズ部が接合したセラミック体。
2. A boride of W, W, a carbide of W, Mo, M
A ceramic body in which a metallized portion composed of 50 to 99.99% by weight of at least one component selected from the group consisting of boride of o and carbide of Mo and 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride is bonded.
【請求項3】 W,Wの硼化物,Wの炭化物,Mo,M
oの硼化物及びMoの炭化物よりなる群から選ばれた少
なくとも1種の成分50〜99.989重量%、酸窒化
アルミニウム0.01〜50重量%並びに炭素質物質又
は有機バインダー0.001〜5重量%(炭素量換算)
よりなるメタライズ組成物。
3. A boride of W, W, a carbide of W, Mo, M
50 to 99.989% by weight of at least one component selected from the group consisting of boride of o and carbide of Mo, 0.01 to 50% by weight of aluminum oxynitride, and a carbonaceous substance or organic binder 0.001 to 5 Weight% (converted into carbon amount)
A metallized composition comprising:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584190B1 (en) * 1999-08-19 2006-05-26 주식회사 엘지에스 Method of manufacturing of composite mold
US10730801B2 (en) 2016-05-23 2020-08-04 Kennametal Inc. Sintered ceramic bodies and applications thereof

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584190B1 (en) * 1999-08-19 2006-05-26 주식회사 엘지에스 Method of manufacturing of composite mold
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