JPS6239091A - 表面に金属を有するセラミツクスの製造方法 - Google Patents
表面に金属を有するセラミツクスの製造方法Info
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- JPS6239091A JPS6239091A JP17774385A JP17774385A JPS6239091A JP S6239091 A JPS6239091 A JP S6239091A JP 17774385 A JP17774385 A JP 17774385A JP 17774385 A JP17774385 A JP 17774385A JP S6239091 A JPS6239091 A JP S6239091A
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- Japan
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- ceramics
- metal
- metal layer
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はセラミックスの製造方法に係り、特に高寸法精
度化が可能で電子部品、金属と接合する構造体に不可欠
な表面メタライズを有するセラミックスに好適な製造方
法に関する。
度化が可能で電子部品、金属と接合する構造体に不可欠
な表面メタライズを有するセラミックスに好適な製造方
法に関する。
近年、種々のセラミックスが、耐熱性、高強度、高絶縁
、軽量等の特性を活かして電子装置、構造部品など広い
分野で使用されている。そして、セラミックス材料は粉
末の成形体を高温で焼結して得られるが、成形体の嵩密
度は５０〜６０％程度までしか得られず、そのため焼結
時の緻密化により１５％程度の収縮率を示し、この大き
な収縮に起因して焼結体の寸法は±１％程度のばらつき
を有する。
、軽量等の特性を活かして電子装置、構造部品など広い
分野で使用されている。そして、セラミックス材料は粉
末の成形体を高温で焼結して得られるが、成形体の嵩密
度は５０〜６０％程度までしか得られず、そのため焼結
時の緻密化により１５％程度の収縮率を示し、この大き
な収縮に起因して焼結体の寸法は±１％程度のばらつき
を有する。
これが、高度な寸法精度を要求する精密部品に適用する
場合の大きな障害となっていた。
場合の大きな障害となっていた。
一方、セラミック部材においては、例えば電子部品にお
ける素子接続用配線、金属製部材にろう材等により接続
する場合のろう材金属との拡散接合部などは、表面に強
固に接着した金属層を要求されるのが一般である。しか
し、セラミックスは、一般に物理、化学的に極めて安定
な材料であり、セラミックス焼結体に金属膜を強固に接
着させることが困難なため、その用途が限定されている
のが現状であった。なお、これらに関連する文献として
は、たとえば１９８４年９月２４日発行の日経エレクト
ロニクス第２６５頁乃至第２９４頁ｒＬｓｉ実装への応
用が始まったＬＳｉセラミンク」がある。
ける素子接続用配線、金属製部材にろう材等により接続
する場合のろう材金属との拡散接合部などは、表面に強
固に接着した金属層を要求されるのが一般である。しか
し、セラミックスは、一般に物理、化学的に極めて安定
な材料であり、セラミックス焼結体に金属膜を強固に接
着させることが困難なため、その用途が限定されている
のが現状であった。なお、これらに関連する文献として
は、たとえば１９８４年９月２４日発行の日経エレクト
ロニクス第２６５頁乃至第２９４頁ｒＬｓｉ実装への応
用が始まったＬＳｉセラミンク」がある。
本発明の目的は前記した従来技術の欠点をなくし、成形
体の密度向上が可能で、強固に接着した金属層の形成が
可能なセラミックスの製造方法を提供するにある。
体の密度向上が可能で、強固に接着した金属層の形成が
可能なセラミックスの製造方法を提供するにある。
すなわち、本発明は、従来の粉末成形法では粒間の空孔
となる部分に、熱処理によりセラミックス化する塑性流
動可能な有機物を充填した構造の成形体を射出成形、プ
レス成形、コーティング等で形成し、成形体の嵩密度向
」二を図り、さらにその状態で成形体表面に金属粉末層
を形成し熱処理を行うことにより、熱処理時の粉末間の
表面エネルギーに起因する焼結現象により強固な金属層
を形成させることを特徴としている。
となる部分に、熱処理によりセラミックス化する塑性流
動可能な有機物を充填した構造の成形体を射出成形、プ
レス成形、コーティング等で形成し、成形体の嵩密度向
」二を図り、さらにその状態で成形体表面に金属粉末層
を形成し熱処理を行うことにより、熱処理時の粉末間の
表面エネルギーに起因する焼結現象により強固な金属層
を形成させることを特徴としている。
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明する。
実施例１
平均粒径０．５μｍのＳｉＣ粉末にポリシラスチして混
練し、射出成形用プレミックスを作成した。
練し、射出成形用プレミックスを作成した。
このプレミックスを使用して、ポリシラスチレンの融点
（約９０℃）以上で熱分解温度（１５０°Ｃ）以下の温
度域で射出成形し、板状の成形体を作成した。
（約９０℃）以上で熱分解温度（１５０°Ｃ）以下の温
度域で射出成形し、板状の成形体を作成した。
一方、粒径１μｍのＭｏ粉末にポリシラスチレンを５重
量部、トルエン１５重量部を加えて混練したペーストを
準備した。このペーストをスクリーン印刷法により上記
成形体表面に転写した後、トルエンを揮発除去して所望
のパターンを有する金属層を形成した。
量部、トルエン１５重量部を加えて混練したペーストを
準備した。このペーストをスクリーン印刷法により上記
成形体表面に転写した後、トルエンを揮発除去して所望
のパターンを有する金属層を形成した。
その後成形体をＡｒ雰囲気中で５℃／分の昇温速度で１
４００℃まで加熱した。この熱処理品をＸ線回折にて評
価したところ、ポリシラスチレンは熱分解し、β−３ｉ
Ｃに変化していることが認められた。また、熱処理品は
、抗折強度２５〜３０ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率４０〜５
０Ｋｃａ ｌ ／ｍ、ｈｒ、 ”ｃの特性を有しており
、この値は通常の粉末焼結法においては、１８００〜１
９００℃のホットプレスで得られるものと同等である。
４００℃まで加熱した。この熱処理品をＸ線回折にて評
価したところ、ポリシラスチレンは熱分解し、β−３ｉ
Ｃに変化していることが認められた。また、熱処理品は
、抗折強度２５〜３０ｋｇ／ｍｍ２、熱伝導率４０〜５
０Ｋｃａ ｌ ／ｍ、ｈｒ、 ”ｃの特性を有しており
、この値は通常の粉末焼結法においては、１８００〜１
９００℃のホットプレスで得られるものと同等である。
また、金属層の強度を評価するため無電解ニッケルめっ
きを施し、７００℃のＮｚ／Ｈ２雰囲気でコバール板を
限ろう接し、金属層の引張り強度を測定した。その結果
破断モードはセラミック部破壊であり、破断強度は３〜
４ｋｇ／ｍ■２と大きな値を示した。この値は、通常の
電子装置、機構部品の接着に使用するのに十分な大きさ
である。
きを施し、７００℃のＮｚ／Ｈ２雰囲気でコバール板を
限ろう接し、金属層の引張り強度を測定した。その結果
破断モードはセラミック部破壊であり、破断強度は３〜
４ｋｇ／ｍ■２と大きな値を示した。この値は、通常の
電子装置、機構部品の接着に使用するのに十分な大きさ
である。
また熱処理時の寸法収縮は線収縮で４％であり、通常の
粉末焼結法における１５〜２０％に比して著しく低減し
、これにともなって熱処理品の寸法ばらつき±０．１％
以下と従来法の１７５以下となった。
粉末焼結法における１５〜２０％に比して著しく低減し
、これにともなって熱処理品の寸法ばらつき±０．１％
以下と従来法の１７５以下となった。
実施例２
実施例１において、プレミックス中のポリシラスチレン
の含有量を変化させても熱処理後の寸法精度は同様の効
果が得られるが、熱処理品の強度は１５〜３０重量％の
範囲で２５〜３０ｋｇ／ｍ＋＋＋”の値を示し、それ以
上、またそれ以下では強度が低下する傾向を示した。
の含有量を変化させても熱処理後の寸法精度は同様の効
果が得られるが、熱処理品の強度は１５〜３０重量％の
範囲で２５〜３０ｋｇ／ｍ＋＋＋”の値を示し、それ以
上、またそれ以下では強度が低下する傾向を示した。
また、実施例１において、熱処理温度としては、３００
℃以上であればＳｉＣセラミックスが得られるが、実用
的な強度と考えられる１５ｋｇ／ｍｍ”以上の抗折強度
を得るには、１１００℃以上での熱処理が望ましく、ま
た１６００℃で熱処理すれば、３０〜３５ｋｇ／開２の
値が得られた。
℃以上であればＳｉＣセラミックスが得られるが、実用
的な強度と考えられる１５ｋｇ／ｍｍ”以上の抗折強度
を得るには、１１００℃以上での熱処理が望ましく、ま
た１６００℃で熱処理すれば、３０〜３５ｋｇ／開２の
値が得られた。
実施例３
実施例１における成形法として、常温〜１３０℃の温度
でのプレス成形、またはＳｉウェハ、Ａ ｌ ｚ Ｏ：
ｌセラミックス等の基板上に、プレミックスをトルエン
、キシレン等の溶剤に分散、溶解させた材料を使用した
スピンナコート法による膜形成法を用いても同様な結果
が得られた。
でのプレス成形、またはＳｉウェハ、Ａ ｌ ｚ Ｏ：
ｌセラミックス等の基板上に、プレミックスをトルエン
、キシレン等の溶剤に分散、溶解させた材料を使用した
スピンナコート法による膜形成法を用いても同様な結果
が得られた。
また、金属層形成用の金属材料としては、Ｍ。
の他Ｗ、Ｎｔ 、Ｐｔ等を用いても同様な結果が得られ
、さらに金属層形成法として、これら金属粉末とポリシ
ラスチレンを混練したプレミックスをプレス成形でフィ
ルム状とし、このフィルムをＳｉＣプレミックス表面に
ポリシラスチレンの軟化する温度で圧着する方法を採っ
ても同様な結果を得た。
、さらに金属層形成法として、これら金属粉末とポリシ
ラスチレンを混練したプレミックスをプレス成形でフィ
ルム状とし、このフィルムをＳｉＣプレミックス表面に
ポリシラスチレンの軟化する温度で圧着する方法を採っ
ても同様な結果を得た。
実施例４
平均粒径１．５μｍのＡｌ２Ｏ，粉末に２５重量部のポ
リシロキサンを加えたプレミックスを使用して、実施例
１と同様に射出成形し、この表面にＰｔ粉末に５重量部
のポリシロキサンを加えたプリミックスをプレス成形す
ることにより作成した５０．ｃｒｅ＋厚さのフィルムを
圧着し、空気中で１１００℃の熱処理を行なった。この
場合ポリシロキサンは熱分解によりＳｉＯ□に変化し、
熱処理品の寸法は実施例１と同様な高精度化が可能であ
り、抗折強度１．５〜２ ｋｇ／ｍｍ２、金属層の引張
り破断強度１．５〜２ｋｒ／ｍｌ１１２と実用可能な値
が得られた。なお上記した熱処理温度は、通常の粉末成
形法によるＡ／！２０３セラミフクスの焼結温度である
１６００〜１７００℃より著しく低い温度でセラミック
ス製造が可能であることを示しており、工業的に大きな
利点となる。
リシロキサンを加えたプレミックスを使用して、実施例
１と同様に射出成形し、この表面にＰｔ粉末に５重量部
のポリシロキサンを加えたプリミックスをプレス成形す
ることにより作成した５０．ｃｒｅ＋厚さのフィルムを
圧着し、空気中で１１００℃の熱処理を行なった。この
場合ポリシロキサンは熱分解によりＳｉＯ□に変化し、
熱処理品の寸法は実施例１と同様な高精度化が可能であ
り、抗折強度１．５〜２ ｋｇ／ｍｍ２、金属層の引張
り破断強度１．５〜２ｋｒ／ｍｌ１１２と実用可能な値
が得られた。なお上記した熱処理温度は、通常の粉末成
形法によるＡ／！２０３セラミフクスの焼結温度である
１６００〜１７００℃より著しく低い温度でセラミック
ス製造が可能であることを示しており、工業的に大きな
利点となる。
実施例５
実施例４において、Ａｆ、０３粉末の替りに、平均粒径
１μｍのムライト粉末を用い、同様のプロセスで成形、
熱処理を行った。この場合も実施例４と同様な強度、寸
法精度が得られた。ムライトは、難焼結材として知られ
る材料であり、１７００〜１８００°Ｃの高温でのホッ
トプレス焼結により良好な焼結体を得るのが通常である
が、本発明によれば、容易に焼結セラミックスを得るこ
とが出来た。
１μｍのムライト粉末を用い、同様のプロセスで成形、
熱処理を行った。この場合も実施例４と同様な強度、寸
法精度が得られた。ムライトは、難焼結材として知られ
る材料であり、１７００〜１８００°Ｃの高温でのホッ
トプレス焼結により良好な焼結体を得るのが通常である
が、本発明によれば、容易に焼結セラミックスを得るこ
とが出来た。
以上述べたように本発明によれば、従来の粉末成形法に
比し、高寸法精度のセラミックス焼結体を低温度の熱処
理で得ることが出来、さらに電子部品、金属と接合する
機構部品等では不可欠な強固な表面金属層を容易に形成
出来るや
比し、高寸法精度のセラミックス焼結体を低温度の熱処
理で得ることが出来、さらに電子部品、金属と接合する
機構部品等では不可欠な強固な表面金属層を容易に形成
出来るや
第１図は、本発明の詳細な説明するための、プロセスフ
ローチャートである。
ローチャートである。
Claims (1)
- セラミックス粉末と熱処理により無機化合物となる有
機ポリマーとの混合物を原料として所望の構造体に成形
し、その表面に金属層を形成し、熱処理により有機ポリ
マーを無機化合物に分解処理するとともに一体焼結する
ことを特徴とするセラミックスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177743A JPH066517B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 表面に金属を有するセラミツクスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60177743A JPH066517B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 表面に金属を有するセラミツクスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6239091A true JPS6239091A (ja) | 1987-02-20 |
| JPH066517B2 JPH066517B2 (ja) | 1994-01-26 |
Family
ID=16036344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60177743A Expired - Lifetime JPH066517B2 (ja) | 1985-08-14 | 1985-08-14 | 表面に金属を有するセラミツクスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066517B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285813A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化面を有する超電導材の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551775A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-15 | Kyoto Ceramic | Metallization of nonnoxide ceramic |
| JPS6215512A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点調節装置用発光素子 |
-
1985
- 1985-08-14 JP JP60177743A patent/JPH066517B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5551775A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-15 | Kyoto Ceramic | Metallization of nonnoxide ceramic |
| JPS6215512A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 自動焦点調節装置用発光素子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63285813A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 金属化面を有する超電導材の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH066517B2 (ja) | 1994-01-26 |
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