JPS63301429A - 絶縁被覆部材とその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、絶縁被覆部材とその製造方法に関し、より詳
細には、集積回路、受動素子、表示素子、センサなどの
電気電子部品を構成または搭載する上で有用な絶縁被覆
部材とその製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、絶縁基板としてセラミックス基板が広く用いられ
ている。しかしながら、セラミックス基板では薄層化す
ることが困難であるだけでなく、集積回路の高機能化に
伴なう大型化および高密度化による発熱量の増大に対処
しえないため、上記セラミックス基板に代えて、特定の
熱膨張係数を何する金属製基材がＰＶＤ法等による酸化
アルミニウム、窒化珪素などの電気絶縁性無機物質で被
覆された絶縁基板を用いることが提案されている（特開
昭５８−１５２４１号公報）。

また、該絶縁基板上にアルミニウム薄膜などで配線を施
すと共に、電気絶縁性無機物質で被覆して集積回路、受
動素子などを搭載した多層配線基板が提案されている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上記絶縁基板によれば、ＰＶＤ法等によ
り絶縁被膜を形成しているので、得られた被膜は、可撓
性に欠け、被膜の剥離や亀裂が生じ易くなると共に、被
膜の膜厚が制限されるだけでなく、使用可能な基材が制
限される。すなわち、上記の問題に対処するには、基材
として被膜の熱膨張係数に近いもの、例えば、線膨脹係
数３×１０−６〜９ｘｌＯ−６／Ｋ程度の基材が適当と
されているものの、上記のような線膨脹係数を有する基
材は、熱伝導度が小さいものが多いため、例えば、ＡΩ
、Ｃｕなどの熱伝導度の高い金属や合金を単独で用いる
ことが困難であり、前記集積回路の大型化、高密度化等
に伴い生じる多量の熱を円滑に放散させることができず
、絶縁基板の用途が著しく制限されるという問題がある
。

一方、熱放散性を高めるため、基材として熱伝導度の大
きな材料を使用とすると、基材と被膜との熱膨張係数の
差が大きくなり易いため、両者の線膨脹係数の差に起因
して発生する応力により、被膜に剥離や亀裂が発生し、
信頼性の高い絶縁性を確保できない。より詳細には、従
来の絶縁基板にあっては、電気絶縁性無機物質からなる
被膜と基材との熱膨張係数の差が大きくなり易いだけで
なく、被膜の硬度が、ビッカース硬度約２０００以上と
硬く、柔軟性、可撓性に欠けるため、（ａ）基材と被膜
との熱膨張係数の差に起因して発生する応力を緩和しに
＜＜、基材と被膜との間で剥離か生じたり、被膜に亀裂
が生じ易くなる。また、（１））絶縁被膜上に配線や素
子を搭載する場合や、該配線や素子を更に該絶縁被膜で
被覆して多層配線基板を構成する場合にも、前記と同様
、基材と被膜との間で剥離等が生じるだけでなく、該配
線および素子と被膜との間でも被膜の剥離や亀裂が生じ
易くなり、絶縁性を確保することがより一層困難となる
。特に、上記被膜は硬度が大きく脆いため、（ｅ）柔軟
性、可撓性を有し、厚みの小さな基材を前記絶縁被膜で
被覆した場合、基材の撓み等に被膜が追従できす、上記
熱膨張係数の差異に基づく応力の発生と相まって、より
一層被膜の剥離や亀裂が生じ易くなり、電気絶縁性を確
保することが困難であり、可撓性を必要とされる絶縁部
材に適用することが困難である。

従って、上記従来の絶縁基板にあっては、基Ｈの種類が
制限され、熱放散性を高めることが困難であるだけでな
く、絶縁被膜の剥離や亀裂等が生じ易く高い電気絶縁性
を確保するのが困難である。

また、上記の問題を解決するため、配線等を搭載する場
合、熱膨張係数の差に起因する応力を緩和するため、基
材と絶縁被膜との間に中間層を形成したものや、配線形
状に特別の工夫を施すことなどが提案されていいるもの
の、構造が複雑化し、構造を簡素化するのが困難である
。

〈発明の目的〉 本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、基材
として熱放散性等に優れた広い範囲のものが使用し得る
とともに、構造が簡単で、しかも被膜の剥離や亀裂等が
生じることなく、高い電気絶縁性を確保し、可撓性等が
必要とされる用途にも使用できる絶縁被覆部材とその製
造方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段および作用〉上記目的を
達成するため、第１の発明の絶縁被覆部材は、金属製基
材の少なくとも一部が電気絶縁性酸化物または窒化物か
らなる絶縁被膜で被覆されている絶縁部材において、上
記金属製基材が、３×１０〜２５　Ｘ　１０＝／にの線
膨脹係数を有すると共に、上記絶縁被膜が、マイクロビ
ッカース硬度１０００以下のものであることを特徴とす
るものである。

上記の構成の絶縁被覆部材によれば、基材を被覆する絶
縁被膜が、マイクロビッカース硬度１０００以下のもの
であり柔軟で可撓性に富むため、機械的応力等が絶縁被
覆部材に作用しても、発生する内部応力を緩和すること
ができる。また７、絶縁被膜が酸化物または窒化物から
なるため、電気絶縁性が大きい。また、基材が金属製で
あるため、加工性等に優れていると共に、熱伝導度およ
び熱放散性が大きい。しかも基材として広い範囲の熱膨
張係数を有する材料が使用でき、材料の選択幅が大きい
ので、熱伝導度の大きな材料を使用することにより、熱
放散性をより一層高めることかできる。

また、第２の発明の絶縁被覆部材の製造方法は、金属製
基材を電気絶縁性酸化物または窒化物からなる絶縁被膜
で被覆する絶縁部材の製造方法であって、基材のバイア
ス電圧をＩＶ以下とし、イオンプレーティング法により
マイクロビッカース硬度１０００以下の絶縁被膜を形成
することを特徴とするものである。

上記の構成からなる絶縁被覆部材の製造方法によれば、
基材のバイアス電圧を１■以下にしてイオンプレーティ
ング法により、電気絶縁性酸化物または窒化物からなる
被膜を形成するので、波膜構成物質として硬度の大きな
無機物質、例えば、マイクロビッカース硬度２０００以
上のものを使用しても、マイクロビッカース硬度を１０
０Ｏ以下にすることができ、柔軟で可撓性に優れると共
に、酸化物または窒化物からなる電気絶縁性に優れた被
膜で基材を被覆することができる。

以下に、添付図面に基づき本発明の詳細な説明する。

第１図は、集積回路素子を搭載した本発明の絶縁被覆部
材の一例を示す概略断面図であり、Ｃｕからなる基材（
１）表面の一部が、酸化アルミニウム薄膜からなる絶縁
被膜（２）で被覆されて絶縁被覆部＋４か形成されてお
り、該絶縁被膜（２）の所定部には、ＡＪからなる配線
部（３）が形成されていると共に、上記配線部（３）に
は集積回路（４）が搭載されている。

また、上記集積回路（４）の導電部と配線部（３）とは
、ボンディングワイヤ（５）により接続されている。

また、第２図は集積回路を搭載したリードフレームを示
す概略断面図であり、この例では、Ｆｅ−４２％Ｎｉ合
金からなる基材（１１）の表面の所定部が、酸化アルミ
ニウム薄膜からなる絶縁被膜（１２）で被覆されて絶縁
被覆部材が形成されており、該絶縁被膜（１２）の所定
部には、上記第１図に示すと同様、Ａ１からなる配線部
（１３）と、この配線部（１３）に搭載された集積回路
（１４）の導電部とがボンディングワイヤ（１５）によ
り接続されている。

上記の例では、金属製基材（１）（１１）として、線膨
脹係数１７　Ｘ　１０−６／Ｋを有するＣｕと、線膨脹
係数６．　８　Ｘ　１０−６／Ｋを有するＦ　ｅ−４２
％Ｎｉ合金が用いられているが、線膨脹係数３×］Ｏ〜
２５　Ｘ　１０＝／にの範囲のものであればいずれも使
用できる。線膨脹係数が上記範囲を外れると、基材（１
）（１１）と絶縁被膜（２）（１２）との熱膨張率の差
が大きくなりすぎ、被膜の剥離や亀裂が生じ易くなる。

上記のような線膨脹係数を有する材料を（１・５成する
金属としては、例えば、Ａｇ、ＡＪ、Ａｕ。

Ｂｅ５ＢｉＳＣｒＳＣｕＳＦｅＳＧｅ、Ｍｎ。

ＭｏＳＭｂ、Ｐｄ、Ｐ　ｔ、ｓｂ、Ｓ　ｉ、Ｔａ。

Ｔｉ、Ｖ、ＷＳＺｒ等が例示される。上記金属は、単独
で使用してもよく、合金、金属系複合材料、複合金属板
や複合金属線材としても使用できる。

上記のご金、金属系複合材材としては、種々のものが使
用でき、例えば、Ｃｕ−Ｃｒ系合金、Ｃｕ−Ｂｅ系合金
、Ｃｕ−Ｆｅ系合金、Ｃｕ−Ａｇ系合金等のＣｕ合金、
Ａ）−Ｍｇ系合金、ＡＪ−Ｍｇ−３ｉ系合金、Ａ１−Ｚ
ｒ系合金、ＡＪ−Ｆｅ系合金等のＡ１合金、４２％Ｎｉ
−Ｆｅからなる４２アロイ等のＦｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ
−Ｎｉ−Ｃｒ合金、ステンレス鋼等の種々の合金等の池
、アルミナ等の酸化物微粒子を複合した分散強化型合金
、ＡΩ−３ｉ２相合金、Ｃｕ−Ｗ２柑合金などの金属系
複合材料が例示される。

また、複合金属板や複合金属線材としては、Ｃｕクラッ
ドステンレス鋼テープ、ＣｕとＡＪとの複合ｋ、Ｃｕク
ラッドＭｏクラッドＣｕ、Ｃｕクラット４２アロイクラ
ツドＣｕ　−、４２７０イクラツトＣｕクラツド４２ア
ロイ、Ｆｅ−Ｎｉ合金またはＣｕ合金とＡＪとの複合板
やステンレス鋼被覆Ｃｕ線側、Ａノ彼覆鋼線、Ｃｕ彼被
覆ノ線など、前記金属、合金、金属系１夏合材料を組さ
せて構成した複合金属板、線材が例示される。

上記金属のうち、集積回路の高密度化等により生しる熱
を効率的に放散すると共に、電気絶縁性無機物質からな
る被膜との密着性に優れるＶ、Ｎｂ、Ｔａ等のＶａ族元
素、ＣｒＳＭｏ、Ｗ等のＶｉａ族元素、Ｚ「、Ａ　ｐ　
ＳＣｕ　ｓ　Ｆ　ｅ　ｓ　Ｎ　を等の金属や該金属を主
成分とする金属；Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｃｕ合金、Ａ１合金
等の上記金属を主成分とする合金；上記金属または合金
等を主成分とする金属系複合材料；上記金属や該金属を
主成分とする金属、合金、金属系複合材料を組合せた複
合金属板、複合線材が好ましい。なお、上記複合金属板
、複合線材は、上記金属、合金や金属複合材料等、適宜
の材料を一種または二種以上組合せることにより用途等
に適合した所望する線膨脹係数、熱伝導度や構造等に設
計することができるという利点がある。

また、前記絶縁被膜（２）（１２）は、電気絶縁性を有
する酸化物または窒化物、例えば、窒化硼素、酸化アル
ミニウム、窒化アルミニウム、酸化珪素、窒化珪素、酸
化マグネシウム、酸化チタン、酸化イツトリウム、また
はこれらを主成分とする複合化合物等で構成されている
。

そして、上記の材料で構成される絶縁被膜（２）（１２
）は、種々の応力が作用しても被膜が剥離したり、被膜
に亀裂が生じたりするのを防ＩＦするため、硬度１００
０以下のもので構成される。硬度が、１０００を越える
と、被膜形成時や前記集積回路（３）（１３）などを搭
載する組立実装工程等において、被膜の剥離や亀裂が生
じ易くなり、高い絶縁性を維持することが困難である。

なお、上記絶縁被膜（２）（１２）は、基材の種類、絶
縁被覆部材の用途等に応じて、種々の膜厚に形成するこ
とができるが、膜厚０．１〜２０μｍのものか好ましい
。膜厚が０．１μｍ未満であると所定の゛電気絶縁性を
確保することが困難であり、２０μ山を越えると被膜形
成に長時間を要し、コスト高と／より経済的でない。ま
た、上記基材（１）（Ｉｆ）は、用途等に応して適宜の
形状、大きさを何していてもよく、電気絶縁性が必要と
される基材（１）（１１）の少なくとも一部が前記絶縁
被膜（２）（＋２）により被覆されていればよい。また
、上記基材（１）（ＩＩ）と絶縁被膜（２）（１２）と
からなる絶縁被覆部材には、メタライジング層や種々の
金属等からなるメッキ層等が形成されていてもよい。

上記のような基材が絶縁被膜で被覆された絶縁被覆部材
によると、硬度が１０００以下の軟質で＋’ＩＷｉ性を
有する絶縁被膜で基材が被覆されているため、被膜と基
材との熱膨張係数の差に起因する応力や、成膜時等に生
じる圧縮応力、引張り応力等が緩和され、被膜の剥離や
亀裂が生じることがないだけでなく、被膜の膜厚を大き
くすることができ、優れた電気絶縁性を確保することが
できる。

また、従来、被膜の密着性等を確保するには、基材の線
膨脹係数は、９Ｘ１０＝／Ｋが上限とされていたが、前
記のように絶縁被膜の硬度が小さく柔軟で可撓性に優れ
ているため、上記の線膨脹係数を越える材料を基材とし
て用いても、被膜の剥離、亀裂等が生じることがなく、
広範囲の材料が使用できる。このように、基材の選択幅
が著しく大きいので、従来、高い熱放散性が必要とされ
ていた絶縁部材用基板として、Ｃｕ、ＡΩ等、熱伝導度
の大きな材料を主成分とする材料を用いることができる
。従って、絶縁被覆部材を、集積回路や受動素子などを
搭載する基板やリードフレーム等として用いることによ
り、必要な電気絶縁性を確保できるだけでなく、集積回
路の高機能化、高密度化によって増大する発熱を効率的
に放散することができ、高機能集積回路を多数搭載する
ことができる。

また、基材が金属製であるため、複雑な形状に加工でき
るだけでなく、基材として厚みの薄いものを使用し、絶
縁被覆を部分的に施すことにより、基材からなる導体と
無機物質からなる絶縁体との複合体を容易に形成するこ
とができ、従来多用されていたセラミック基板に代えて
本発明の絶縁被覆部材を用いることにより、部品の薄型
化を図ることができると共に、従来、セラミック基板と
端子とを接続していた半田付工程が不要となり、樹脂封
止の信頼性も著しく向上する。

また、絶縁被膜は軟質で可撓性か大きいため、基板やリ
ードフレームとして厚みの薄いものを使用しても、各種
工程で生じる撓みなどに対応でき、被膜の亀裂や剥離に
よる絶縁性の低下が生じない。

従って、絶縁被覆部材に集積回路を搭載する組立実装工
程で特別の配慮をする必要がなく、容易に集積回路等を
搭載することができる。さらには、前記のように、基材
の選択幅が大きく、基材として各種高強度材料等が使用
できるため、これらの基材を前記絶縁被膜で被覆するこ
とにより、例えば、集積回路や受動素子のみならす、圧
力センサなど基材の撓みを利用するセンサの感応部とし
ても利用でき、広範囲の電子部品に適用することが出来
る。例えば、第３図に示すように、絶縁被覆部材として
、雌ネジ付きのステンレス鋼（１８％Ｃ「−８％Ｎ　ｉ
−Ｆ　ｅ）からなる基材（２１）の平坦面が、窒化珪素
からなる絶縁被膜（２２）により被覆されているものを
用い、該絶縁被覆部材の絶縁被膜（２２）上に、薄膜の
圧力歪みセンサ（２３）を搭載すると共に、該圧力歪み
センサ（２３）の両側部に電極（２４）を配設したり、
第４図に示すように、絶縁被覆部材として、Ｍｏ薄板（
３１ａ）の両面にＣｕ薄板（３１）がクラッドされたＣ
ｕクラッドＭｏクラッドＣｕからなる基材（３１）の所
定部が窒化珪素薄膜からなる絶縁被膜（３２）で被覆さ
れたものを用い、上記絶縁被膜（３２）上に、薄膜の圧
力歪みセンサ（３３）を搭載すると共に、該圧力歪みセ
ンサ（３３）の両側部に電極（３４）を配設したりする
ことにより、圧力センサ用の絶縁被覆部材を構成するこ
とができる。上記のように絶縁被膜（２２）　（３２）
上に、薄膜の圧力歪みセンサ（２３）　（３３）を搭載
したものにあっては、基材（２１）（３１）が金属製で
あるため、圧力歪みセンサ（２３）　（３３）を所望の
部位に半田付は等の手段により固定保持することができ
るだけでなく、硬度か小さく柔軟で可撓性を有する絶縁
被膜（２２）（３２）が、基材（２１）（３１）の撓み
等に対応して変形しても基材（２１）（３１）から剥離
したり亀裂が生じることかなく、圧力歪みセンサ（２３
）　（３３）による検出感度を高めることができる。

なお、上記の特性を有する無機物質からなる被膜は、種
々の方法により形成することができるが、高い硬度を有
する無機物質であっても硬度を制御しつつ、柔軟で可撓
性を有する被膜を形成するため、基Ｈのバイアス電圧を
１Ｖ以下とし、無機物質をイオンプレーティングするこ
とにより形成できる。すなわち、前記酸化物や窒化物等
の無機物質は、通常、２０００程度以上のマイクロビッ
カース硬度を有しているが、上記のイオンプレーティン
グ法により上記無機物質の被膜を形成すると、化学組成
が実質的に同一でありながら、硬度が小さく軟質で可撓
性に優れた被膜を形成することができる。例えば、通常
、マイクロピンカース硬度が約２０００程度である酸化
アルミニウムを例にとって説明すると、無機物質からな
る絶縁被膜を上記の条件でイオンプレーティング法によ
り形成すると、酸化アルミニウムの組成を有しながら、
マイクロビッカース硬度１０００以下に制御された絶縁
被膜を形成することができる。なお、基材のバイアス電
圧がＩＶを越えると、高エネルギー粒子の被膜への衝突
を抑制することができず、被膜が損傷するだけでなく、
柔軟で可撓性に優れた硬度の小さな被膜を形成すること
が困難である。

上記のインブレーティング法は、種々の条件で行なうこ
とができるが、反応容器を適宜の真空度、例えば、１０
〜１Ｏ−５Ｔｏｒｒ程度にした後、Ａｒガス等の不活性
ガスや反応性ガス等を導入すると共に、所定の真空度に
減圧し、無機物質で構成される蒸発源を、加熱手段によ
り蒸発させ、直流電源または高周波放電によりグロー放
電プラズマを発生させ、蒸発物質の少なくとも一部をイ
オン化することにより行なわれる。

上記の方法において反応容器内の雰囲気ガスとして反応
性ガスを用いる場合、反応性ガスは、使用される無機物
質の種類および所望する絶縁被膜の種類等に応じて種々
のものが使用し得る。例えば、酸化物からなる絶縁被膜
を得る場合には酸素、窒化物からなる絶縁被膜を得る場
合には窒素等、適宜選択することができる。なお、上記
反応性ガスは前記不活性ガスと共に使用してもよい。

また、上記不活性ガスや反応性ガスを導入した後の反応
容器の真空度は、使用される無機物質等に応じて適宜設
定することができるが、通常、１０　〜１０−５Ｔｏｒ
ｒｓ好ましくは、１×１０−３〜１　Ｘ　１０　　Ｔｏ
ｒｒ、より好ましくは、１０−’Ｔｏｒｒのオーダーに
設定される。

蒸発源としての無機物質を蒸発させる加熱手段としては
、フィラメント加熱等、種々の手段が採用し得るが、無
機物質を効率的に蒸発させるため、電子ビーム加熱が好
ましい。

また、上記蒸発物質のイオン化は、直流電源により行な
ってもよいが、高周波放電によるのが好ましく、高周波
放電の周波数としては、例えば、１３．５６ＭＨｚ等の
周波数のものが使用される。

この高周波放電により、励起された無機物質を効率的に
イオン化することができ、被膜と基材との密着性をよく
すると共に蒸発粒子の反応性を高めることができる。な
お、放電出力としては１００〜３００Ｗ程度のものが使
用される。また、基材のｍ度は、適宜選択することがで
き、通常、５０〜４００℃程度に設定される。

なお、前記基材を絶縁被膜により部分的に被覆するには
、基材のうち被覆されない所定部を適宜の手段によりマ
スクし、イオンプレーティングすればよい。

上記の条件でイオンプレーティングすると、基材のバイ
アス電圧が１Ｖ以下であるため、蒸発源から基材へ到達
する蒸発粒子の運動エネルギーを１ｅＶ以下に制御でき
、成長過程にある被膜へ高エネルギー粒子が衝突するの
を抑制できると共に、被膜の損傷を防止することができ
、電気絶縁性を高めることができる。また、使用する無
機物質やイオンプレーティング条件等を調整することに
より、絶縁被膜の硬度等を所望の値に制御することがで
きる。

なお、蒸着法、プラズマＣＶＤ法等により前記無機物質
からなる被膜を形成することも可能であるが、このよう
な方法により得られた被膜は、基材と剥離し易く、亀裂
が生じ易い。

しかしながら、本発明によると、基材のバイアス電圧が
１Ｖ以下の条件でイオンプレーティングすることにより
絶縁被膜を形成するので、被膜成長過程で発生する応力
等を緩和することができるだけでなく、得られた被膜は
、硬度が小さく柔軟で可撓性に優れているため、絶縁被
膜の膜厚を大きくしても、被膜の！！Ｉ離や亀裂が生じ
ることがなく、高い電気絶縁性を確保することができる
。また、基材のバイアス電圧が小さいにも拘らず、基材
との密着性も良好である。従って、上記製造方法に係る
発明は、電気絶縁性のみならず、放熱性、可撓性、薄型
化、組立実装性を求められる電気電子部品や電子機械部
品の分野で利用される各種基板、特に、高機能化、高密
度化された集積回路、受動素子等を搭載する多層配線基
板や、基材の撓みによる抵抗変化を利用する薄膜歪みセ
ンサ等、種々のセンサなどを搭載する基板等を製造する
上で有用である。

〈実施例〉 以下に、実施例に基づき、この発明をより詳細に説明す
る。

実施例１ 集積回路素子を搭載するため、Ｃｕからなる基材が、絶
縁被膜としての酸化アルミニウム薄膜で被覆された絶縁
被覆基板を以下のようにして作製した。すなわち、第１
図に示すように、基材として厚さ０，５■のＣｕ基板（
線膨脹係数１７×１０＝／Ｋ）　（１）を用い、以下の
条件でイオンプレーティングすることにより、基板（１
）の所定部（面積１０ｍｍＸ　３０ｍｍ）を、膜厚７μ
ｍの酸化アルミニウム薄膜からなる絶縁被膜（２）で被
覆した。

イオンプレーティング条件・ 無　機　物　質；酸化アルミニウム圧粉体、無機物質の
加熱；電子ビーム加熱、 ガ　　　　　ス；酸素ガス、 ガ　　　　ス　　　　圧　；　　１．　５　　Ｘ　　１
　０”５Ｔｏｒｒイ　オ　ン　化；高周波（１３，５６
ＭＨｚ）放電出力２００Ｗ 基材の温度；３００℃ 基材のバイアス電圧；ＩＶ 成　　膜　　速　　度　；　　１　、　５　ｎｍ／　ｓ
ｅｅ。

なお、上記バイアス電圧は、基材をアースより浮かせる
ことにより調整した。

上記のようにして基板（１）を絶縁被膜（２）で被覆し
たところ、酸化アルミニウムからなる絶縁被膜（２）は
、亀裂や剥離がなく　５００Ｖ以上の絶縁耐圧を示した
。

比較例Ｉ ＡＪＣＪ３を絶縁被膜形成物質として用い、上記実施例
１の基材上に、化学蒸着法により酸化アルミニウム薄膜
を形成したところ、被膜には多数の亀裂や脱落があるだ
けでなく、Ｃｕ基材も著しく軟化変形していることが判
明した。

実施例２ 集積回路およびＡｌ配線を搭載するため、第２図に示す
ように、厚み０．２５ｍｍのＦｅ−４２％Ｎｉ合金（線
膨脹係数６゜８Ｘ１０−６／Ｋ）リードフレームからな
る基材（１１）の所定部を、上記実施例１と同様の条件
でイオンプレーティングすることにより、膜厚１５μｍ
以下の酸化アルミニウム薄膜からなる絶縁被膜（１２）
で被覆し、絶縁被覆部材を作製したところ、酸化アルミ
ニウムからなる絶縁被膜は亀裂や剥離がなく、膜厚１５
μｍの場合、Ｉ　Ｋ　Ｖ以上の絶縁耐圧を示した。

比較例２ 被膜形成原料としてＡ　Ｊ　ＣＪ−３、ＣＯ２、Ｈ２を
用いると共に、プラズマＣＶＤ法にて形成した酸化アル
ミニウムからなる絶縁被膜で、上記実施例２の基材を被
覆したところ、膜厚６μｌでもすでに多数の亀裂や剥離
があり、絶縁被覆することが困難であることが判明した
。

実施例３ 圧力センサを搭載するため、ステンレス鋼（１８％Ｃｒ
−８％Ｎ１−Ｆｅ）からなる基材を、窒化珪素薄膜で被
覆した絶縁被覆部品を以下のようにして作製した。すな
わち、第３図に示すように、絶縁被覆部分が５　＋＋ｏ
＊の厚みを有する雌ネジ付きの上記ステンレス鋼（熱膨
張係数１７×１０’／Ｋ）からなる基材（２１）の平坦
部に窒化珪素からなる絶縁被膜（２２〉を以下の条件で
イオンプレーティングすることにより形成した。

イオンプレーティングの条件； 無　機　物　質；窒化珪素圧粉体 無機物質の加熱；電子ビーム加熱 ガ　　　　　ス；窒素 ガ　　　　ス　　　　圧　；　　２　　Ｘ　　１　０　
”−’Ｔｏｒｒイ　オ　ン　化；高周波（１３，５６Ｍ
Ｈｚ）基材の温度；３００℃ 基材のバイアス電圧；ＩＶ 成　　膜　　速　　度　；　　１　、　５　ｎｍ／　ｓ
ｅｅ。

上記の条件で作製した絶縁皮膜の表面を走査型電子顕微
鏡で観察した結果、表面が平滑で亀裂や剥離のない被膜
が形成されていることが判明した。

比較例３ 上記実施例３の無機物質に代えて、ＳｉＨ４およびＮＨ
３を絶縁被膜形成物質として用い、前記実施例３の基材
の所定部を、プラズマＣＶＤ法により窒化珪素からなる
薄膜で被覆したところ、被膜には多数の亀裂や脱落があ
ることが判明した。

実施例４ 測定物にハンダ付は可能な薄膜歪みセンサを作製するた
め、第４図に示すように、Ｍｏ薄板（３１ａ）の両面に
Ｃｕ薄板（３１ｂ）がクラッドされた厚み０．５ｍｍの
ＣｕクラッドＭｏクラッドＣｕ板（線膨脹係数８．６　
Ｘ　１０’／Ｋ）からなる基材（３１）の所定部を、上
記実施例３と同様の条件でイオンプレーティングするこ
とにより、膜厚１５μｍの窒化珪素薄膜からなる絶縁被
膜（３２）で被覆し、センサを搭載した絶縁被覆部材を
作製した。なお、上記窒化珪素は薄膜歪みセンサを窒化
珪素でパッシベーションするために用いた。

上記の条件で形成した絶縁被膜の表面を走査型電子顕微
鏡で観察したところ、被膜表面は平滑で亀裂や剥離のな
いことが確認された。

比較例４ ＳｉＨ４およびＮＨ３を縁彼膜形成物質として用い、前
記実施例４の基材の所定部を、プラズマＣＶＤ法により
窒化珪素からなる薄膜で被覆したところ、被膜には多数
の亀裂や脱落があることが判明した。

また、上記実施例１〜４および比較例１〜４で得られた
絶縁皮膜の硬度を、押し込み荷重０．５ｇｆｆ１のマイ
クロビッカース硬度計でａｐｔ定したところ、表に示す
結果を得た。なお、参考までに、押し込み荷重１ｇ重の
ダイナミック超微小硬度計で測定した値も併せて示す。

（以下、余白） 表１より明らかなように、比較例のものは、いずれもマ
イクロビッカース硬度が約２０００以上であるのに対し
て、実施例のものは、組成が実質的に同一でありながら
、いずれも１０００以下のマイクロビッカース硬度を示
し、軟質でかっ可撓性を有することが判明した。

比較例５ 基材として線膨脹係数の大きい亜鉛板（２５ａｍＸ　２
５　ｍｍ、線膨脹係数３１　Ｘ　１０−６／Ｋ）を用い
、実施例１と同様の条件でイオンプレーティングするこ
とにより、酸化アルミニウム薄膜からなる絶縁被膜を形
成したところ、被膜には多数の亀裂が生じ高い電気絶縁
性を確保するのが困難であった。

〈発明の効果〉 以上のように、第１の発明の絶縁被覆部材によれば、金
属製基材を被覆する絶縁被膜が、マイクロビッカース硬
度１０００以下のものであり、軟質で可撓性を有するた
め、被膜成長過程で発生する応力や被膜と基材の熱膨張
係数の差等に起因する応力を緩和することができ、膜厚
を大きくしても被膜の剥離や亀裂等が生じることがない
たけでなく、絶縁被膜が酸化物または窒化物で構成され
るので、高い電気絶縁性を確保することができる。

また、基材が金属製であるたけでなく、基材として熱伝
導度の高い材料を使用できるので、高機能化、高密度化
された集積回路や受動素子などを多数搭載しても、上記
集積回路等から発生する熱を効率的に放散させることが
できる。また、可撓性を有する基板やリードフレーム等
を基材として使用しても、基材の撓み等に前記絶縁被膜
が対応できるので、組立実装工程において容易に集積回
路を搭載することができる。

また、基材が金属製であるため、複雑な形状に加工でき
るだけでなく、基材として膜厚の薄いものを使用し、絶
縁被膜を部分的に施すことにより絶縁体と導体との複合
体を形成することができ、部品の薄型化を図ることがで
きると共に、従来行なわれていたセラミック基板への端
子の半田付工程が不要になるほか、樹脂封止の信頼性も
著しく向上するという特有の効果を奏する。

また、第２の発明の絶縁被覆部材の製造方法によれば、
基材のバイアス電圧が１Ｖ以下の条件でイオンプレーテ
ィングすることにより絶縁被膜を形成するので、絶縁被
膜の硬度等を制御することができると共に、得られた被
膜は、硬度が小さく柔軟で可撓性に優れており、絶縁被
膜の厚みを大きくしても、被膜の２１Ｊｉや亀裂が生じ
ることがないたけでなく、酸化物または窒化物からなる
絶縁被膜を形成できるので、高い電気絶縁性を有する絶
縁１１部材を製造することができるという特有の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は集積回路を搭載した本発明の絶縁
被覆部材を示す概略断面図、 第３図および第４図は、センサーを搭載した本発明の絶
縁被覆部材の概略断面図である。 （１）　（］　＋）　（２＋）（３１）・・・基材、（
２）　（１２）　（２２）　（３２）・・・絶縁被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属製基材の少なくとも一部が電気絶縁性酸化物ま
   たは窒化物からなる絶縁被膜で被覆されている絶縁部材
   において、 上記金属製基材が、３×１０＾−＾６〜２５×１０＾−
   ＾６／Ｋの線膨脹係数を有すると共に、上記絶縁被膜が
   、マイクロビッカース硬度１０００以下のものであるこ
   とを特徴とする絶縁被覆部材。 ２、基材が、金属、合金、金属系複合材料、複合金属板
   、複合金属線材から選択されたものである上記特許請求
   の範囲第１項記載の絶縁被覆部材。 ３、基材が、Ｖａ族金属、VIａ族金属、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃ
   ｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ合金のうち少なくとも一種
   を含むものである上記特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の絶縁被覆部材。 ４、金属製基材を電気絶縁性酸化物または窒化物、から
   なる絶縁被膜で被覆する絶縁部材の製造方法であって、
   基材のバイアス電圧を１Ｖ以下とし、イオンプレーティ
   ング法によりマイクロビッカース硬度１０００以下の絶
   縁被膜を形成することを特徴とする絶縁被覆部材の製造
   方法。 ５、真空度１０＾−＾１〜１０＾−＾５Ｔｏｒｒの条件
   下、無機物質を電子ビーム加熱により蒸発させると共に
   、高周波励起することにより絶縁被膜を形成する上記特
   許請求の範囲第４項記載の絶縁被覆部材の製造方法。