JPH0798705B2 - ＡＩＮ表面に対するＴｉＮコ−テイング方法 - Google Patents
ＡＩＮ表面に対するＴｉＮコ−テイング方法Info
- Publication number
- JPH0798705B2 JPH0798705B2 JP5685087A JP5685087A JPH0798705B2 JP H0798705 B2 JPH0798705 B2 JP H0798705B2 JP 5685087 A JP5685087 A JP 5685087A JP 5685087 A JP5685087 A JP 5685087A JP H0798705 B2 JPH0798705 B2 JP H0798705B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aln
- tin
- tin coating
- coating method
- coating
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、AlNの表面改質方法に係わり、さらに詳しく
は、均一でかつ、結合性に優れたAlN表面に対するTiNコ
ーティング方法に関する。
は、均一でかつ、結合性に優れたAlN表面に対するTiNコ
ーティング方法に関する。
（従来の技術） 最近、セラミックス材料がその優れた諸特性から構造材
料、機能材料等の広い分野に利用されはじめている。そ
の多くの場合は、セラミックス単体で部品を構成してい
るが、より多くの分野でのセラミックスを利用するため
には、金属と接合可能であることが必要である。このた
め、セラミックスへのメタライズ方法が極めて有効であ
ることから、その最適な方法の確立が望まれている。
料、機能材料等の広い分野に利用されはじめている。そ
の多くの場合は、セラミックス単体で部品を構成してい
るが、より多くの分野でのセラミックスを利用するため
には、金属と接合可能であることが必要である。このた
め、セラミックスへのメタライズ方法が極めて有効であ
ることから、その最適な方法の確立が望まれている。
セラミックスの中でもAlNは高い熱伝導率から半導体デ
バイスの基板として注目されており、この場合は、導電
材料との接合は必須条件である。
バイスの基板として注目されており、この場合は、導電
材料との接合は必須条件である。
ところで、従来、セラミックスへのメタライズ方法とし
ては、以下に示す方法が知られている。
ては、以下に示す方法が知られている。
セラミックス母材表面にMo又はｗを主成分とする粉末
を塗布し、還元雰囲気中で1400℃〜1700℃に加熱してセ
ラミックス母材と反応させメタライズする方法。
を塗布し、還元雰囲気中で1400℃〜1700℃に加熱してセ
ラミックス母材と反応させメタライズする方法。
セラミックス母材表面にAu又はPtの箔を配置し、該箔
に圧力を加えながら加熱してメタライズする方法。
に圧力を加えながら加熱してメタライズする方法。
しかしながら、上気の方法は、主にセラミックスとし
てAl2O3を対象としたもので、最近、注目されているAlN
に対しては、高い密着力でメタライズすることはできな
い。また、上記の方法では、高価な貴金属を使用する
ため、経済性が悪い上、密着性を高める目的で高い圧力
を必要とし、変形を嫌う部品に対しては好ましくない。
てAl2O3を対象としたもので、最近、注目されているAlN
に対しては、高い密着力でメタライズすることはできな
い。また、上記の方法では、高価な貴金属を使用する
ため、経済性が悪い上、密着性を高める目的で高い圧力
を必要とし、変形を嫌う部品に対しては好ましくない。
一方、導電性を示す材料は金属だけでなく、セラミック
スの中でもTiNは、最近注目されている導電性セラミッ
クスである。AlNの表面にTiNをコーティングできれば、
メタライズした以上の効果を得ることができる。何故な
らば、TiNは、AlNと同じセラミックスであるため、メタ
ライズの際に問題となる熱応力の発生を考慮する必要が
ないからである。
スの中でもTiNは、最近注目されている導電性セラミッ
クスである。AlNの表面にTiNをコーティングできれば、
メタライズした以上の効果を得ることができる。何故な
らば、TiNは、AlNと同じセラミックスであるため、メタ
ライズの際に問題となる熱応力の発生を考慮する必要が
ないからである。
一般に、TiNをコーティングする方法としては、化学蒸
着法あるいは物理蒸着法が用いられる。しかしながら、
これらの方法は、基材の表面に機械的に付着しているだ
けで十分な結合を期待することはできず。構造的にも機
械的にも不満足なものである。
着法あるいは物理蒸着法が用いられる。しかしながら、
これらの方法は、基材の表面に機械的に付着しているだ
けで十分な結合を期待することはできず。構造的にも機
械的にも不満足なものである。
（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、AlNの表面にTiNをコーティングできれ
ば、AlNの適用範囲が大幅に増大することが期待できる
が、AlNとTiNとが十分に結台したコーティングを得るた
めには、両者の界面で化学的な反応を生じせしめねばな
らない問題がある。
ば、AlNの適用範囲が大幅に増大することが期待できる
が、AlNとTiNとが十分に結台したコーティングを得るた
めには、両者の界面で化学的な反応を生じせしめねばな
らない問題がある。
本発明は、従来のかかる問題点を解消し、簡便な工程に
より、均一に、かつ熱応力の発生することのないAlN表
面に対するTiNコーティング方法の提供を目的とするも
のである。
より、均一に、かつ熱応力の発生することのないAlN表
面に対するTiNコーティング方法の提供を目的とするも
のである。
（問題点を解決するための手段と作用） 本発明者らは、AlNと金属を接合する際に有効である活
性金属を含むろう材の接台に係わる界面のキャラクタラ
イゼーションを行ったところ、活性金属としてTiを用い
た場合、界面にTiNが形成されていることが判明した。
そこで、Tiを用いてAlN上にTiNを形成する実験を種々試
みた結果、本発明に至った。
性金属を含むろう材の接台に係わる界面のキャラクタラ
イゼーションを行ったところ、活性金属としてTiを用い
た場合、界面にTiNが形成されていることが判明した。
そこで、Tiを用いてAlN上にTiNを形成する実験を種々試
みた結果、本発明に至った。
即ち、本発明は、AlNを高温真空下に曝して該AlN表面を
活性な状態にすると共に、該AlN周囲をTiあるいはTiを
含む金属の蒸気雰囲気とすることを特徴とするAlN表面
に対するTiNコーティング方法である。具体的には、AlN
とTiあるいはTiを含む台金とを非接触、あるいは接触し
ても力の掛かるこのとない状態にし、たとえば、アルミ
ナ製のルツボのような容器の中に配置し、真空炉の中で
加熱することによって得られる。これにより、AlN表面
に飛来したTi蒸気は、AlNと反応し、AlN表面においてTi
Nを形成する。そしてこのTi蒸気との反応によって、AlN
表面への均一なTiNコーティングの形成がなされる。
活性な状態にすると共に、該AlN周囲をTiあるいはTiを
含む金属の蒸気雰囲気とすることを特徴とするAlN表面
に対するTiNコーティング方法である。具体的には、AlN
とTiあるいはTiを含む台金とを非接触、あるいは接触し
ても力の掛かるこのとない状態にし、たとえば、アルミ
ナ製のルツボのような容器の中に配置し、真空炉の中で
加熱することによって得られる。これにより、AlN表面
に飛来したTi蒸気は、AlNと反応し、AlN表面においてTi
Nを形成する。そしてこのTi蒸気との反応によって、AlN
表面への均一なTiNコーティングの形成がなされる。
本発明において用いるTiは、板状あるいは粉末状等であ
って良く、また同様にして用いられるTiを含む台金とは
Ti−6An−4V等があげられる。これらTiあるいはTiを含
む合金は、AlNと共に密閉容器内に配置するが、これら
はTi蒸気がAlN表面に到達する範囲で離れて設置されて
いて良く、あるいは、さらに加圧を施さない状態で、接
触して設置されて良い。この時、例えば、板状のTiと板
状のAlNとを接触させ、0.1kg/cm3以上の圧力で両者を加
圧すると、両者界面は密閉状態となり、反応に必要なTi
蒸気の発生が起らず、良好な結果を得ることができな
い。また、本発明における真空中とは５×10-5Torr以上
の真空度であることが好ましく、それ以下の低真空度で
はTiの蒸発が阻害される。さらに、本発明における加熱
条件は、例えば1100℃〜1400℃の範囲で0.1時間〜15時
間加熱することにより好ましいコーティング層が得られ
る。これより0.5μｍ〜10μｍ程度の厚さのTiNよりなる
コーティングがAlN上に形成される。
って良く、また同様にして用いられるTiを含む台金とは
Ti−6An−4V等があげられる。これらTiあるいはTiを含
む合金は、AlNと共に密閉容器内に配置するが、これら
はTi蒸気がAlN表面に到達する範囲で離れて設置されて
いて良く、あるいは、さらに加圧を施さない状態で、接
触して設置されて良い。この時、例えば、板状のTiと板
状のAlNとを接触させ、0.1kg/cm3以上の圧力で両者を加
圧すると、両者界面は密閉状態となり、反応に必要なTi
蒸気の発生が起らず、良好な結果を得ることができな
い。また、本発明における真空中とは５×10-5Torr以上
の真空度であることが好ましく、それ以下の低真空度で
はTiの蒸発が阻害される。さらに、本発明における加熱
条件は、例えば1100℃〜1400℃の範囲で0.1時間〜15時
間加熱することにより好ましいコーティング層が得られ
る。これより0.5μｍ〜10μｍ程度の厚さのTiNよりなる
コーティングがAlN上に形成される。
（実施例） 実施例１ 直径100mm、厚さ2mmのAlNの板を用意し、これをJIS3種
のTi板を底に置いたアルミナ製のルツボの中に配置し
た。さらに、該ルツボにやはりアルミナ製の蓋をして、
これらを真空炉中に設置した。そして１×10-6Torr以上
の真空に排気した後、1250℃まで昇温し、３時間保持し
た。冷却後、炉中より取り出したところ、均一で薄いコ
ーティング層が形成されていた。該コーティングのなさ
れたAlNを切断して、その断面を観察したところ、メタ
ライズ層の厚さは、約３μｍであった。また、表面のＸ
線回折からメタライズ層がTiNであることがわかった。
これは、コーティング層が単に蒸着しているのではな
く、AlNと化学反応して結合していることを意味する。
のTi板を底に置いたアルミナ製のルツボの中に配置し
た。さらに、該ルツボにやはりアルミナ製の蓋をして、
これらを真空炉中に設置した。そして１×10-6Torr以上
の真空に排気した後、1250℃まで昇温し、３時間保持し
た。冷却後、炉中より取り出したところ、均一で薄いコ
ーティング層が形成されていた。該コーティングのなさ
れたAlNを切断して、その断面を観察したところ、メタ
ライズ層の厚さは、約３μｍであった。また、表面のＸ
線回折からメタライズ層がTiNであることがわかった。
これは、コーティング層が単に蒸着しているのではな
く、AlNと化学反応して結合していることを意味する。
実施例２ 直径100mm、厚さ2mmのAlNの板を用意し、これを98％のT
i粉末の上に非接触となるようにして、アルミナ製のル
ツボの中に配置した。さらに、該ルツボに、やはりアル
ミナ製の蓋をして、これらを真空炉中に設置した。そし
て１×10-6Torr以上の真空に排気した後、1200℃まで昇
温し、３時間保持した。冷却後、炉中より取りだしたと
ころ、均一で薄いコーティング層が形成されていた。該
コーティングのなされたAlNを切断して、その断面を観
察したところ、メタライズ層の厚さは約0.5μｍであっ
た。また、表面のＸ線回折からメタライズ層がTiNであ
ることがわかった。これは、コーティング層が単に蒸着
しているのではなく、AlNと化学反応して結合している
ことを意味する。
i粉末の上に非接触となるようにして、アルミナ製のル
ツボの中に配置した。さらに、該ルツボに、やはりアル
ミナ製の蓋をして、これらを真空炉中に設置した。そし
て１×10-6Torr以上の真空に排気した後、1200℃まで昇
温し、３時間保持した。冷却後、炉中より取りだしたと
ころ、均一で薄いコーティング層が形成されていた。該
コーティングのなされたAlNを切断して、その断面を観
察したところ、メタライズ層の厚さは約0.5μｍであっ
た。また、表面のＸ線回折からメタライズ層がTiNであ
ることがわかった。これは、コーティング層が単に蒸着
しているのではなく、AlNと化学反応して結合している
ことを意味する。
TiNは、上述のように導電性があることから、そのまま
電子素子として用いることができるが、TiNを介して金
属を電気メッキして使用することもできる。また、TiN
は、ろうづけ性もよいので、他の金属との接合もでき
る。さらに、TiNは、その色が金色であることから装飾
品としても使用することができる。
電子素子として用いることができるが、TiNを介して金
属を電気メッキして使用することもできる。また、TiN
は、ろうづけ性もよいので、他の金属との接合もでき
る。さらに、TiNは、その色が金色であることから装飾
品としても使用することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】AlNを高温真空下に曝して、該AlN表面を活
性な状態にすると共に、該AlN周囲をTiあるいはTiを含
む金属の蒸気雰囲気とすることを特徴とするAlN表面に
対するTiNコーティング方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5685087A JPH0798705B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ＡＩＮ表面に対するＴｉＮコ−テイング方法 |
| DE8888302049T DE3861032D1 (de) | 1987-03-13 | 1988-03-09 | Verfahren zur metallisierung eines nitrid-keramischen gegenstandes. |
| EP88302049A EP0282285B1 (en) | 1987-03-13 | 1988-03-09 | A method of metallization for a nitride ceramic member |
| US07/167,237 US4876119A (en) | 1987-03-13 | 1988-03-11 | Method of coating a nitride ceramic member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5685087A JPH0798705B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ＡＩＮ表面に対するＴｉＮコ−テイング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63225592A JPS63225592A (ja) | 1988-09-20 |
| JPH0798705B2 true JPH0798705B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=13038891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5685087A Expired - Lifetime JPH0798705B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | ＡＩＮ表面に対するＴｉＮコ−テイング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798705B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP5685087A patent/JPH0798705B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63225592A (ja) | 1988-09-20 |
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