JPH0913102A - 拡散防止被膜付金属粒焼結体及びその製造方法 - Google Patents
拡散防止被膜付金属粒焼結体及びその製造方法Info
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- JPH0913102A JPH0913102A JP7164302A JP16430295A JPH0913102A JP H0913102 A JPH0913102 A JP H0913102A JP 7164302 A JP7164302 A JP 7164302A JP 16430295 A JP16430295 A JP 16430295A JP H0913102 A JPH0913102 A JP H0913102A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数種類の金属粉からなる焼結体において、
粉体の処理中破壊されることのない拡散防止被膜を有す
る焼結体の提供。 【構成】 複数種類の金属粉末からなる混合粉末の圧粉
体の焼結に際して混合粉末を構成する金属の拡散を防止
するための金属粉末の表面への拡散防止被膜の形成方法
において、例えば、ケイ酸アルカリを水中に溶解した水
ガラスに金属粉末を浸漬後、乾燥することによって金属
粉末表面に０．３〜１０ミクロン厚のガラスの被膜を形
成する。Ｃｕ−インバー合金からなる半導体素子登載用
基板材を始め、Ａｌ−Ｓｉ系ヒートシンク材料などの焼
結に際しても適用できる。 【効果】 粉末の混合に当たって混合状態に偏りを生じ
ることはなく、混合粉末の調整時、あるいは、焼結中に
破壊あるいは剥離せずに、焼結体の特性に影響すること
のない不溶性安定被膜が得られる。
粉体の処理中破壊されることのない拡散防止被膜を有す
る焼結体の提供。 【構成】 複数種類の金属粉末からなる混合粉末の圧粉
体の焼結に際して混合粉末を構成する金属の拡散を防止
するための金属粉末の表面への拡散防止被膜の形成方法
において、例えば、ケイ酸アルカリを水中に溶解した水
ガラスに金属粉末を浸漬後、乾燥することによって金属
粉末表面に０．３〜１０ミクロン厚のガラスの被膜を形
成する。Ｃｕ−インバー合金からなる半導体素子登載用
基板材を始め、Ａｌ−Ｓｉ系ヒートシンク材料などの焼
結に際しても適用できる。 【効果】 粉末の混合に当たって混合状態に偏りを生じ
ることはなく、混合粉末の調整時、あるいは、焼結中に
破壊あるいは剥離せずに、焼結体の特性に影響すること
のない不溶性安定被膜が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｃｕ−インバー合金か
らなる半導体素子登載用焼結基板材のように、複数種類
からなる金属混合粉末の焼結体とその製造法に関する。
らなる半導体素子登載用焼結基板材のように、複数種類
からなる金属混合粉末の焼結体とその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｃｕが有する優れた熱伝導性とインバー
合金の低熱膨張性を利用した熱放散性と熱膨張性に優れ
たＣｕ−インバー合金からなる半導体素子登載用基板材
自体は、特開昭５４ー８１１０８号公報、特公昭５８ー
３０９４０号公報、特開平２ー２１３４５２号公報、特
開平３ー４７９４４号公報によって広く知られている。
合金の低熱膨張性を利用した熱放散性と熱膨張性に優れ
たＣｕ−インバー合金からなる半導体素子登載用基板材
自体は、特開昭５４ー８１１０８号公報、特公昭５８ー
３０９４０号公報、特開平２ー２１３４５２号公報、特
開平３ー４７９４４号公報によって広く知られている。
【０００３】ところが、この基板材の焼結に際しては、
通常、７５０°Ｃ程度の温度で行なうため、インバー成
分がＣｕ中に拡散してしまい、焼結体としては、Ｃｕが
有する優れた熱伝導性を発揮できなくなる。
通常、７５０°Ｃ程度の温度で行なうため、インバー成
分がＣｕ中に拡散してしまい、焼結体としては、Ｃｕが
有する優れた熱伝導性を発揮できなくなる。
【０００４】この対策として、インバー合金粉末表面に
拡散防止被膜を形成して、Ｃｕ粉末との混合粉末の圧粉
体の焼結中にインバー成分のＣｕへの拡散を防止するこ
とが従来から知られており、例えば、その拡散防止被膜
として、Ｍｏ，Ｗのような高融点金属の被膜を電気めっ
きによって形成すること、また、制御雰囲気中の熱処理
によって酸化被膜あるいは窒化被膜を形成することがあ
る。この拡散防止被膜は、その後のＣｕ粉末との混合中
に破壊されないように、充分な密着状態で、しかも、均
一に形成する必要がある。ところが、このような要求特
性を満たした被膜を高融点金属の電気めっきによって形
成することは工業的には困難であり、また、雰囲気の制
御により形成した被膜は、通常の粉末混合方法を適用す
ると被膜が破壊すると共に、雰囲気制御のために高価に
つくという欠点がある。
拡散防止被膜を形成して、Ｃｕ粉末との混合粉末の圧粉
体の焼結中にインバー成分のＣｕへの拡散を防止するこ
とが従来から知られており、例えば、その拡散防止被膜
として、Ｍｏ，Ｗのような高融点金属の被膜を電気めっ
きによって形成すること、また、制御雰囲気中の熱処理
によって酸化被膜あるいは窒化被膜を形成することがあ
る。この拡散防止被膜は、その後のＣｕ粉末との混合中
に破壊されないように、充分な密着状態で、しかも、均
一に形成する必要がある。ところが、このような要求特
性を満たした被膜を高融点金属の電気めっきによって形
成することは工業的には困難であり、また、雰囲気の制
御により形成した被膜は、通常の粉末混合方法を適用す
ると被膜が破壊すると共に、雰囲気制御のために高価に
つくという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、比較
的簡単に形成することができ、且つ、形成された拡散防
止被膜が粉体の処理中破壊されることがない焼結体と、
その製造方法を提供することにある。
的簡単に形成することができ、且つ、形成された拡散防
止被膜が粉体の処理中破壊されることがない焼結体と、
その製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の拡散防止被膜付
金属粒焼結体は、複数種類の金属粉末からなる混合粉末
の焼結体であって、この焼結体を構成する複数種類の金
属粉末の中の１種又は２種以上の金属粉末が表面に拡散
防止被膜としてガラス被膜を有することを特徴とする。
金属粒焼結体は、複数種類の金属粉末からなる混合粉末
の焼結体であって、この焼結体を構成する複数種類の金
属粉末の中の１種又は２種以上の金属粉末が表面に拡散
防止被膜としてガラス被膜を有することを特徴とする。
【０００７】また、その製造法は、１種又は２種以上の
金属粉末を水ガラスに浸漬し、乾燥して金属粒粉末にガ
ラス拡散防止被膜を形成し、この拡散防止被膜を形成し
た金属粒粉末を他の金属粉末と混合し、非酸化性雰囲気
中で焼結することを特徴とする。
金属粉末を水ガラスに浸漬し、乾燥して金属粒粉末にガ
ラス拡散防止被膜を形成し、この拡散防止被膜を形成し
た金属粒粉末を他の金属粉末と混合し、非酸化性雰囲気
中で焼結することを特徴とする。
【０００８】ガラス拡散防止被膜の厚みは、０．３〜１
０ミクロン厚がよい。ガラス被膜の厚みが０．３ミクロ
ン未満では被膜破壊が生じて電気伝導率が低下し、１０
ミクロンを越えると機械的特性が劣化するので好ましく
ない。
０ミクロン厚がよい。ガラス被膜の厚みが０．３ミクロ
ン未満では被膜破壊が生じて電気伝導率が低下し、１０
ミクロンを越えると機械的特性が劣化するので好ましく
ない。
【０００９】本発明は、Ｃｕ−インバー合金からなる半
導体素子登載用基板材を始め、Ａｌ−Ｓｉ系ヒートシン
ク材料などにも適用できる。
導体素子登載用基板材を始め、Ａｌ−Ｓｉ系ヒートシン
ク材料などにも適用できる。
【００１０】
【作用】水ガラス自体、他のＴｉＮなどの化合物に比べ
て、接着性の点で優れており、乾燥後得られたガラスの
被膜は、従来の拡散防止被膜と比べ軽量であるので、粉
末の混合に当たって混合状態に偏りを生じることはな
く、混合粉末の調整時に破壊あるいは剥離することはな
い。また、乾燥後のガラスの被膜は、通常の焼結温度で
軟化し、塑性変形して焼結中に破壊あるいは剥離するこ
とはない。さらには、この拡散防止被膜は、焼結時の加
熱により縮合反応が部分的に生じて不溶性安定被膜とな
り、焼結体の特性に影響しない。
て、接着性の点で優れており、乾燥後得られたガラスの
被膜は、従来の拡散防止被膜と比べ軽量であるので、粉
末の混合に当たって混合状態に偏りを生じることはな
く、混合粉末の調整時に破壊あるいは剥離することはな
い。また、乾燥後のガラスの被膜は、通常の焼結温度で
軟化し、塑性変形して焼結中に破壊あるいは剥離するこ
とはない。さらには、この拡散防止被膜は、焼結時の加
熱により縮合反応が部分的に生じて不溶性安定被膜とな
り、焼結体の特性に影響しない。
【００１１】
【実施例】本発明を、Ｃｕ−インバー合金からなる半導
体素子登載用基板材（ヒートシンク）の焼結に適用した
例について説明する。
体素子登載用基板材（ヒートシンク）の焼結に適用した
例について説明する。
【００１２】組成がＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏからなる平均粒子
径が５０ミクロンのインバー合金粉末を５０％のメタケ
イ酸カリウムの水溶液中に漬けたのち、自然乾燥してガ
ラスの被覆合金粉末を得た。これに、焼結後の組成が、
３０体積％Ｃｕ−インバーの組成になるように、粒子径
が−３５０メッシュの電解Ｃｕ粉末と混合して、７５０
°Ｃで１時間のホットプレスによる焼結を行った。
径が５０ミクロンのインバー合金粉末を５０％のメタケ
イ酸カリウムの水溶液中に漬けたのち、自然乾燥してガ
ラスの被覆合金粉末を得た。これに、焼結後の組成が、
３０体積％Ｃｕ−インバーの組成になるように、粒子径
が−３５０メッシュの電解Ｃｕ粉末と混合して、７５０
°Ｃで１時間のホットプレスによる焼結を行った。
【００１３】表１に、ガラスの被覆層の形成による効果
を、得られた焼結体の電気伝導率（％ＩＡＣＳ）によっ
て示す。この電気伝導率は、Ｃｕの純度による熱伝導率
と比例関係にある。併せて、形成されたガラスの被覆層
の厚みと特性との関係、さらには、比較のために、拡散
防止被膜を形成しない場合、拡散防止被膜として窒化物
の被膜を形成した例を示す。
を、得られた焼結体の電気伝導率（％ＩＡＣＳ）によっ
て示す。この電気伝導率は、Ｃｕの純度による熱伝導率
と比例関係にある。併せて、形成されたガラスの被覆層
の厚みと特性との関係、さらには、比較のために、拡散
防止被膜を形成しない場合、拡散防止被膜として窒化物
の被膜を形成した例を示す。
【００１４】
【表１】 同表から、明らかなとおり、水ガラスの拡散防止被覆自
体、他の被覆の場合よりも、Ｃｕのインバー合金への拡
散の程度は少なくなり、電気伝導率すなわち熱伝導率は
向上した。
体、他の被覆の場合よりも、Ｃｕのインバー合金への拡
散の程度は少なくなり、電気伝導率すなわち熱伝導率は
向上した。
【００１５】
【発明の効果】本発明によって以下の効果を奏する。
【００１６】（１） 相互拡散性の高い金属間の焼結に
適用して、その組成金属が有する本来の特性を充分に発
揮できる焼結体を得ることができる。
適用して、その組成金属が有する本来の特性を充分に発
揮できる焼結体を得ることができる。
【００１７】（２） 本発明により、Ｃｕ−インバー系
合金を製造すると、低熱膨張性と高熱伝導性を有する半
導体素子登載用基板として好適の焼結体が得られる。
合金を製造すると、低熱膨張性と高熱伝導性を有する半
導体素子登載用基板として好適の焼結体が得られる。
【００１８】（３） 本発明によると拡散防止被膜の形
成は簡便であり、格別の熟練を要しない。
成は簡便であり、格別の熟練を要しない。
Claims (2)
- 【請求項１】 複数種類の金属粉末からなる混合粉末の
焼結体であって、この焼結体を構成する複数種類の金属
粉末の中の１種又は２種以上の金属粉末が表面に拡散防
止被膜としてガラス被膜を有することを特徴とする拡散
防止被膜付金属粒焼結体。 - 【請求項２】 １種又は２種以上の金属粉末を水ガラス
に浸漬し、乾燥して金属粒粉末に拡散防止被膜を形成
し、この拡散防止被膜を形成した金属粒粉末を他の金属
粉末とを混合し、非酸化性雰囲気中で焼結することを特
徴とする拡散防止被膜付金属粒焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164302A JPH0913102A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 拡散防止被膜付金属粒焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7164302A JPH0913102A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 拡散防止被膜付金属粒焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0913102A true JPH0913102A (ja) | 1997-01-14 |
Family
ID=15790546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7164302A Withdrawn JPH0913102A (ja) | 1995-06-29 | 1995-06-29 | 拡散防止被膜付金属粒焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0913102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378053B2 (en) | 2003-04-28 | 2008-05-27 | Hitachi Powered Metals Co., Ltd. | Method for producing copper-based material with low thermal expansion and high heat conductivity |
| JP2019173058A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | Ｊｘ金属株式会社 | 被膜が形成された金属粉及びその製造方法並びに該金属粉を用いた積層造形物 |
-
1995
- 1995-06-29 JP JP7164302A patent/JPH0913102A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7378053B2 (en) | 2003-04-28 | 2008-05-27 | Hitachi Powered Metals Co., Ltd. | Method for producing copper-based material with low thermal expansion and high heat conductivity |
| JP2019173058A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | Ｊｘ金属株式会社 | 被膜が形成された金属粉及びその製造方法並びに該金属粉を用いた積層造形物 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020903 |