JPH02169192A - 立方晶窒化ホウ素焼結体の切断方法 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素焼結体の切断方法Info
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- JPH02169192A JPH02169192A JP63320697A JP32069788A JPH02169192A JP H02169192 A JPH02169192 A JP H02169192A JP 63320697 A JP63320697 A JP 63320697A JP 32069788 A JP32069788 A JP 32069788A JP H02169192 A JPH02169192 A JP H02169192A
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- Japan
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- laser
- sintered body
- cutting
- laser irradiation
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
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- B23K2103/50—Inorganic materials other than metals or composite materials
- B23K2103/52—Ceramics
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- Ceramic Products (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体レーザ、ｒｅ、マイクロ波素子等の放
熱用ヒートシンク釦用いられる立方晶窒化ホウ素焼結体
の切断方法に関する。
熱用ヒートシンク釦用いられる立方晶窒化ホウ素焼結体
の切断方法に関する。
半導体レーザ等の発熱性半導体素子は、発生する熱によ
る素子性能の劣化や暴走を防ぐため、ヒートシンクを介
してパッケージのベースに取り付けられる。ヒートシン
ク材料には、高い熱伝導率と半導体素子との熱膨張係数
の整合性が要求され、半導体素子を直接塔載可能となる
電気的絶縁性も求められる。これらの特性を備えたもの
として立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ ）焼結体吟が挙げら
れる。
る素子性能の劣化や暴走を防ぐため、ヒートシンクを介
してパッケージのベースに取り付けられる。ヒートシン
ク材料には、高い熱伝導率と半導体素子との熱膨張係数
の整合性が要求され、半導体素子を直接塔載可能となる
電気的絶縁性も求められる。これらの特性を備えたもの
として立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ ）焼結体吟が挙げら
れる。
ｃＢＮをヒートシンク材料として用いる場合、素子の大
きさに合わせて例えばＩ ＩＩ Ｘ １ ｍｘの大きさ
ＫｃＢＮを切断する必要がある。しかし、ｃＢＮは、硬
度５４００ゆ／酊２（Ｋａｏｏｐ ）以上あり、その切
断は困難である。ｃＢＮの切断方法としては、■ダイヤ
モンドホイールを用いて、ダイシングマシンにより切断
する方法、■レーザにより熱的に切断する方法が周く知
られている。■の方法では、ホイールを用いるため切！
７幅が大きくなり、さらに高硬度のｃＢＮを切るために
ダイヤモンドホイールの寿命が短いという問題点があっ
た。また、■の方法では、ｃＢＮは窒化物であるために
空気中でレーザを照射して切断した場合、レーザ照射時
の加熱により切断面で酸化が起こり、切断面が変質して
荒くなりしかも時間がかかるという問題点があった。
きさに合わせて例えばＩ ＩＩ Ｘ １ ｍｘの大きさ
ＫｃＢＮを切断する必要がある。しかし、ｃＢＮは、硬
度５４００ゆ／酊２（Ｋａｏｏｐ ）以上あり、その切
断は困難である。ｃＢＮの切断方法としては、■ダイヤ
モンドホイールを用いて、ダイシングマシンにより切断
する方法、■レーザにより熱的に切断する方法が周く知
られている。■の方法では、ホイールを用いるため切！
７幅が大きくなり、さらに高硬度のｃＢＮを切るために
ダイヤモンドホイールの寿命が短いという問題点があっ
た。また、■の方法では、ｃＢＮは窒化物であるために
空気中でレーザを照射して切断した場合、レーザ照射時
の加熱により切断面で酸化が起こり、切断面が変質して
荒くなりしかも時間がかかるという問題点があった。
本発明は、ｃＢＮ焼結体をヒートシンクとして利用する
場合の上述した問題点を改善するものであって、切断面
が変質しない安宿なｃＢＮ焼結体の切断方法を提供しよ
うとするものである。
場合の上述した問題点を改善するものであって、切断面
が変質しない安宿なｃＢＮ焼結体の切断方法を提供しよ
うとするものである。
即ち、本発明は、以下を要旨とするｃＢＮ焼結体の切断
方法である。
方法である。
１、 ｃＢＮ焼結体のレーザ照射面及び／又はレーザ
照射背面にレーず吸収剤を塗布した後レーザを朋射する
ことを特徴とするｃＢＮ焼結体の切断方法。
照射背面にレーず吸収剤を塗布した後レーザを朋射する
ことを特徴とするｃＢＮ焼結体の切断方法。
２、 波長５００ ｎｍ以上のレーザを照射することを
特徴とする請求項１に記載のｃＢＮ焼結体の切断方法。
特徴とする請求項１に記載のｃＢＮ焼結体の切断方法。
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
本発明に係る立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ ）焼結体を得
るには、例えば熱分解窒化ホウ素（Ｐ −ＢＮ）板を化
学気相蒸着（ＣＶＤ ）法により合成し、それに合成触
媒を熱処理によって拡散含浸させ、それを高温高圧処理
（例えば特開昭６３−２６０８６５号公報）すればよい
。これを加工してヒートシンク基体を作製する。
るには、例えば熱分解窒化ホウ素（Ｐ −ＢＮ）板を化
学気相蒸着（ＣＶＤ ）法により合成し、それに合成触
媒を熱処理によって拡散含浸させ、それを高温高圧処理
（例えば特開昭６３−２６０８６５号公報）すればよい
。これを加工してヒートシンク基体を作製する。
ＣＯ２レーザ（波長１０．６ ｐｍ ）やＹＡＧレーザ
（波長１．０６μｍ）等の赤外域レーザは、レーザ光を
熱エネルギーとして利用する熱的レーザ加工に用いられ
、ビーム径を数μｍ〜数百μｍにすることができる。一
方、ＫｒＣ１、ＫｒＦ 、 ＸｅＣｌレーザ等のエキ
シマレーザは、波長領域２００〜４ＤＯａｍレーザであ
り、非熱的なプロセスで作用し、ビーム径は数Ｉ１１程
度ある。本発明ではいずれのレーザでも使用できる。
（波長１．０６μｍ）等の赤外域レーザは、レーザ光を
熱エネルギーとして利用する熱的レーザ加工に用いられ
、ビーム径を数μｍ〜数百μｍにすることができる。一
方、ＫｒＣ１、ＫｒＦ 、 ＸｅＣｌレーザ等のエキ
シマレーザは、波長領域２００〜４ＤＯａｍレーザであ
り、非熱的なプロセスで作用し、ビーム径は数Ｉ１１程
度ある。本発明ではいずれのレーザでも使用できる。
レーザな照射すると照射された部分のみが局所的に高温
に加熱され昇華するため、レーザを走査することにより
切断が行われる。ｃＢＮ焼結体のレーザ吸収は切断時の
効率即ち切断時間を決める。
に加熱され昇華するため、レーザを走査することにより
切断が行われる。ｃＢＮ焼結体のレーザ吸収は切断時の
効率即ち切断時間を決める。
エキシマレーザの場合は、ｃＢＮ焼結体への吸収率が高
いので切断時間は短かくなるという利点があるが切如幅
が大きくなる。切υ幅を小さくするにはＹＡＧレーザ等
のように波長が５ Ｄ Ｏｎｍ以上のレーザな用いれば
よいがｃＢＮ焼結体を透過し吸収率が低下する。そこで
、ｃＢＮ焼結体のレーザ照射面及び／又はレーザ照射背
面にカーボンやボロンカーバイト等の吸収剤を塗布すれ
ば吸収効率を向上させることができる。レーザ吸収剤と
しては、カーピンを数μｍ−数十μｍ真空蒸着したもの
、黒鉛の粉をエタノールや１ 、１ 、１− トＩＪク
ロルエタン等の溶媒をバインダーとして分散させてスプ
レーとして吹き付け、数μｍ〜数十μｍの黒鉛乾燥皮膜
を形成したもの等が用いられる。レーザ照射背面にレー
ザ吸収剤を塗布しておくこと＆Ｃよりレーザ照射背面で
の反射或は散乱を低減させ、レーザの干渉等による出力
効率の低減を防ぐことができるので短時間での切断がで
きる。
いので切断時間は短かくなるという利点があるが切如幅
が大きくなる。切υ幅を小さくするにはＹＡＧレーザ等
のように波長が５ Ｄ Ｏｎｍ以上のレーザな用いれば
よいがｃＢＮ焼結体を透過し吸収率が低下する。そこで
、ｃＢＮ焼結体のレーザ照射面及び／又はレーザ照射背
面にカーボンやボロンカーバイト等の吸収剤を塗布すれ
ば吸収効率を向上させることができる。レーザ吸収剤と
しては、カーピンを数μｍ−数十μｍ真空蒸着したもの
、黒鉛の粉をエタノールや１ 、１ 、１− トＩＪク
ロルエタン等の溶媒をバインダーとして分散させてスプ
レーとして吹き付け、数μｍ〜数十μｍの黒鉛乾燥皮膜
を形成したもの等が用いられる。レーザ照射背面にレー
ザ吸収剤を塗布しておくこと＆Ｃよりレーザ照射背面で
の反射或は散乱を低減させ、レーザの干渉等による出力
効率の低減を防ぐことができるので短時間での切断がで
きる。
その彼、それを窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下
でレーザな照射すれば、変質もなく滑らかな切断面を持
つｃＢＮ焼結体の分割片を得ることができ空間で凝縮し
た超微粒子によ抄入射レーザは強く散乱され切断効率が
低下するので、それを防止するために減圧下でレーザ照
射を行うことが望ましい。
でレーザな照射すれば、変質もなく滑らかな切断面を持
つｃＢＮ焼結体の分割片を得ることができ空間で凝縮し
た超微粒子によ抄入射レーザは強く散乱され切断効率が
低下するので、それを防止するために減圧下でレーザ照
射を行うことが望ましい。
レーザとしてパルス発振ＹＡＧレーザを用いた場合、通
常、５〜１００μｍ程度の切り幅となる。
常、５〜１００μｍ程度の切り幅となる。
これは、従来のホイールを用いる２００μｍ程度に比べ
て極めて／Ｉｓさい。また、ｃＢＮは窒化物であるだめ
に空気中でレーザを照射して切断した場合、レーず照射
時の加熱により切断面で酸化が起こり、切断面が変質し
て荒くなるという問題があったが、本発明の切断方法に
よれば、これを著しく軽減することができる。
て極めて／Ｉｓさい。また、ｃＢＮは窒化物であるだめ
に空気中でレーザを照射して切断した場合、レーず照射
時の加熱により切断面で酸化が起こり、切断面が変質し
て荒くなるという問題があったが、本発明の切断方法に
よれば、これを著しく軽減することができる。
〔実施例〕
以下、実施例及び比較例をあげて本発明を更に詳しく説
明する。
明する。
実施例１
三塩化ホウ素とアンモニアを原料ガスとし温度１９００
℃、圧力２０ Ｄ Ｐａ 、蒸着速度１［１０１１１ｒ
Ｌ／ｈｒの条件でＣＶＤを行いＰ−ＢＮ板を得、それを
Ｍｇ３Ｎ２粉末中に埋め、Ｎ２気流中１２００℃で８時
間保持し、０．５モルチのＭｇ、ＢＮ３を拡散含浸させ
た。これをベルト型高圧発生装置内で、１．６００℃、
５．８ＧＰａで３０分間高温高圧処理を行い焼結体を得
ｆｃ、この焼結体についてＸ線回折法により生成相の同
定をおこなったところｃＢＮ焼結体であることが確かめ
られた。さらに１定常法熱伝導率測定装置により測定し
た常温熱伝導率は、１、（］［］［］Ｗ、’ｍＫであっ
た。
℃、圧力２０ Ｄ Ｐａ 、蒸着速度１［１０１１１ｒ
Ｌ／ｈｒの条件でＣＶＤを行いＰ−ＢＮ板を得、それを
Ｍｇ３Ｎ２粉末中に埋め、Ｎ２気流中１２００℃で８時
間保持し、０．５モルチのＭｇ、ＢＮ３を拡散含浸させ
た。これをベルト型高圧発生装置内で、１．６００℃、
５．８ＧＰａで３０分間高温高圧処理を行い焼結体を得
ｆｃ、この焼結体についてＸ線回折法により生成相の同
定をおこなったところｃＢＮ焼結体であることが確かめ
られた。さらに１定常法熱伝導率測定装置により測定し
た常温熱伝導率は、１、（］［］［］Ｗ、’ｍＫであっ
た。
上記ｃＢＮ焼結体のレーザ照射面に、１〜３μｍの黒鉛
粉をエタノールに分散させた分散液をスプレ一方式で塗
布し、窒素雰囲気下でパルス発振ＹＡＧレーザを照射し
ながら走査し、１１１１角の分割片を３６個得た。レー
ず出力は１５Ｗとした。得られた分割片の切断面の表面
荒さの測定結果と切断に要した時間を第１表に示す。
粉をエタノールに分散させた分散液をスプレ一方式で塗
布し、窒素雰囲気下でパルス発振ＹＡＧレーザを照射し
ながら走査し、１１１１角の分割片を３６個得た。レー
ず出力は１５Ｗとした。得られた分割片の切断面の表面
荒さの測定結果と切断に要した時間を第１表に示す。
実施例２
ＣＢＮ焼結体の両面に黒鉛粉を塗布したこと以外は実施
例１と同様にして分割片を製造した。その結果を第１表
に示す。
例１と同様にして分割片を製造した。その結果を第１表
に示す。
実施例６
ｃＢＮ焼結体のレーず照射面に力〜ボンを真空蒸着した
こと以外は実施例１と同様にして分割片を製造した。そ
の結果を第１表に示す。
こと以外は実施例１と同様にして分割片を製造した。そ
の結果を第１表に示す。
実施例４
ｃＢＮ焼結体の両面にカーボンを真空蒸着したこと以外
は実施例１と同様にして分割片を製造した。
は実施例１と同様にして分割片を製造した。
その結果を第１表に示す。
比較例１
実施例１で作製したｃＢＮ焼結体にパルス発振ＹＡＧレ
ーザを照射しながら走査し、１朋角のヒートシンク基体
を３６個得た。レーザ出力は１５Ｗとした。この比較例
での切断面の表面粗さ及び切断に要した時間を第１表に
記す。
ーザを照射しながら走査し、１朋角のヒートシンク基体
を３６個得た。レーザ出力は１５Ｗとした。この比較例
での切断面の表面粗さ及び切断に要した時間を第１表に
記す。
比較例２
実施例１で作製したｃＢＮ焼結体をダイヤモンドホイー
ルで切断し、１ｎ角のヒートシンク基体を２５個得た。
ルで切断し、１ｎ角のヒートシンク基体を２５個得た。
この比較例での切断面の表面粗さ及び切断に要した時間
を第１表に記す。
を第１表に記す。
第１表
〔発明の効果〕
本発明によれば、切り幅が小さく、切断面の変質がなく
滑らかＫかつ短時間にｃＢＮ焼結体を切断することがで
きる。
滑らかＫかつ短時間にｃＢＮ焼結体を切断することがで
きる。
特許出願人 電気化学工業株式会社
Claims (2)
- １．立方晶窒化ホウ素焼結体のレーザ照射面及び／又は
レーザ照射背面にレーザ吸収剤を塗布した後レーザを照
射することを特徴とする立方晶窒化ホウ素焼結体の切断
方法。 - ２．波長５００ｎｍ以上のレーザを照射することを特徴
とする請求項１に記載の立方晶窒化ホウ素焼結体の切断
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320697A JPH02169192A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の切断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320697A JPH02169192A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の切断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02169192A true JPH02169192A (ja) | 1990-06-29 |
Family
ID=18124335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320697A Pending JPH02169192A (ja) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | 立方晶窒化ホウ素焼結体の切断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02169192A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8039527B2 (en) | 2008-06-06 | 2011-10-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polymers containing hexagonal boron nitride particles coated with turbostratic carbon and process for preparing same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52111097A (en) * | 1976-03-13 | 1977-09-17 | Toshiba Corp | Laser processing method |
| JPS5893811A (ja) * | 1981-11-27 | 1983-06-03 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | レ−ザ加熱方法 |
| JPS62282795A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 材料加工用マスキング材 |
| JPS6372491A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Hitachi Metals Ltd | 熱分解型窒化硼素材の加工法 |
| JPS63260865A (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 立方晶窒化ほう素焼結体およびその製造方法 |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP63320697A patent/JPH02169192A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52111097A (en) * | 1976-03-13 | 1977-09-17 | Toshiba Corp | Laser processing method |
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| JPS6372491A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Hitachi Metals Ltd | 熱分解型窒化硼素材の加工法 |
| JPS63260865A (ja) * | 1987-04-16 | 1988-10-27 | 科学技術庁無機材質研究所長 | 立方晶窒化ほう素焼結体およびその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8039527B2 (en) | 2008-06-06 | 2011-10-18 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polymers containing hexagonal boron nitride particles coated with turbostratic carbon and process for preparing same |
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