JP2602000B2 - 被覆パターン形成用マスク - Google Patents
被覆パターン形成用マスクInfo
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- JP2602000B2 JP2602000B2 JP6227603A JP22760394A JP2602000B2 JP 2602000 B2 JP2602000 B2 JP 2602000B2 JP 6227603 A JP6227603 A JP 6227603A JP 22760394 A JP22760394 A JP 22760394A JP 2602000 B2 JP2602000 B2 JP 2602000B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば銅プラズマ溶射に
用いる被覆パターン形成用マスクに関する。
用いる被覆パターン形成用マスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車エンジンの電気系統に用い
る半導体装置として、ジュラルミンなどの金属からなる
基板に半導体素子を取着したものがあり、この半導体装
置では金属の基板に所定パターンの銅被覆層を形成し、
この銅被覆層に半導体素子をハンダ付けにより固着して
いる。
る半導体装置として、ジュラルミンなどの金属からなる
基板に半導体素子を取着したものがあり、この半導体装
置では金属の基板に所定パターンの銅被覆層を形成し、
この銅被覆層に半導体素子をハンダ付けにより固着して
いる。
【０００３】しかして、この半導体装置の基板に銅被覆
層を形成するためには、プラズマ溶射法により銅を基板
表面に溶射して被覆層を形成する方法が採用されてい
る。そして、基板に形成する被覆層は所定のパターンを
持つものであることから、基板に銅プラズマ溶射を行う
場合には、所定パターンの銅被覆層を形成するためにマ
スクを用いている。
層を形成するためには、プラズマ溶射法により銅を基板
表面に溶射して被覆層を形成する方法が採用されてい
る。そして、基板に形成する被覆層は所定のパターンを
持つものであることから、基板に銅プラズマ溶射を行う
場合には、所定パターンの銅被覆層を形成するためにマ
スクを用いている。
【０００４】この溶射用マスクは被覆層のパターンに対
応した形状のパターン孔を有するもので、基板の前方に
配置して、プラズマジェット装置から噴射される銅溶融
粒子をパターン孔のみに通して銅溶融粒子の噴射範囲を
パターン形状に規制するものである。
応した形状のパターン孔を有するもので、基板の前方に
配置して、プラズマジェット装置から噴射される銅溶融
粒子をパターン孔のみに通して銅溶融粒子の噴射範囲を
パターン形状に規制するものである。
【０００５】そして、従来基板に対する銅プラズマ溶融
に用いるマスクは、鉄系合金で形成され、その表面にク
ロムメッキを施したものが用いられている。このクロム
メッキはマスクの表面に強度をもたせるためのものであ
る。
に用いるマスクは、鉄系合金で形成され、その表面にク
ロムメッキを施したものが用いられている。このクロム
メッキはマスクの表面に強度をもたせるためのものであ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかして、プラズマ溶
射に用いるマスクに対しては、高温の溶融金属粒子が噴
射される環境下で使用するために、耐熱性および耐熱衝
撃性と、耐食性とが要求され、さらに被溶射体上に所定
パターンの被覆層を常に精度良く形成できるようにパタ
ーン孔の形状寸法を常に精度良く保持できることが要求
される。
射に用いるマスクに対しては、高温の溶融金属粒子が噴
射される環境下で使用するために、耐熱性および耐熱衝
撃性と、耐食性とが要求され、さらに被溶射体上に所定
パターンの被覆層を常に精度良く形成できるようにパタ
ーン孔の形状寸法を常に精度良く保持できることが要求
される。
【０００７】しかるに、鉄系合金で形成されかつ表面に
クロムメッキを施した従来のプラズマ溶射用マスクは、
耐熱性および耐熱衝撃性と耐食性に優れているが、しか
しながら次の点で問題がある。すなわち、従来のプラズ
マ溶射用マスクは銅の溶融粒子とのぬれ性が良く、プラ
ズマジェット装置から噴射される銅の溶融粒子がマスク
の表面に溶着する。このため、マスクに形成したパター
ン孔の周縁部にも銅溶融粒子が溶着して、パターン孔の
寸法形状が早期に変化しパターン孔の寸法形状を長期に
わたり精度良く確保しにくい。すなわち、プラズマジェ
ット装置から噴射される銅溶融粒子に対するマスクによ
る噴射範囲の規制の精度が早期に低下し、長期にわたり
基板上に所定パターンの被覆層を精度良く形成すること
が困難となる。
クロムメッキを施した従来のプラズマ溶射用マスクは、
耐熱性および耐熱衝撃性と耐食性に優れているが、しか
しながら次の点で問題がある。すなわち、従来のプラズ
マ溶射用マスクは銅の溶融粒子とのぬれ性が良く、プラ
ズマジェット装置から噴射される銅の溶融粒子がマスク
の表面に溶着する。このため、マスクに形成したパター
ン孔の周縁部にも銅溶融粒子が溶着して、パターン孔の
寸法形状が早期に変化しパターン孔の寸法形状を長期に
わたり精度良く確保しにくい。すなわち、プラズマジェ
ット装置から噴射される銅溶融粒子に対するマスクによ
る噴射範囲の規制の精度が早期に低下し、長期にわたり
基板上に所定パターンの被覆層を精度良く形成すること
が困難となる。
【０００８】本発明は前記事情に基づいてなされたもの
で、被覆層のパターンを長期にわたり精度良く形成する
ことができる高い耐久性を備えた被覆パターン形成用マ
スクを提供することを特徴とする。
で、被覆層のパターンを長期にわたり精度良く形成する
ことができる高い耐久性を備えた被覆パターン形成用マ
スクを提供することを特徴とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者らは溶射
などの被覆層を形成する場合に用いるマスクについて種
々研究を重ね、溶融した金属の溶着を防止するために鉄
系合金に代わりモリブデンなどの金属材料を採用してマ
スクを製作して試験を行ったが、いずれも目的を果たす
ことはできなかった。このことから発明者らは、マスク
の材料として金属に代わる新しい材料が必要であると判
断し、さらに研究を重ねた結果、マスクに要求される性
質を備えた材料として窒化けい素セラミックスが最適で
あることを見出した。
などの被覆層を形成する場合に用いるマスクについて種
々研究を重ね、溶融した金属の溶着を防止するために鉄
系合金に代わりモリブデンなどの金属材料を採用してマ
スクを製作して試験を行ったが、いずれも目的を果たす
ことはできなかった。このことから発明者らは、マスク
の材料として金属に代わる新しい材料が必要であると判
断し、さらに研究を重ねた結果、マスクに要求される性
質を備えた材料として窒化けい素セラミックスが最適で
あることを見出した。
【００１０】すなわち、本発明の被覆パターン形成用マ
スクは、窒化けい素セラミックスの焼結体で形成され、
被覆層のパターンに応じた形状寸法を有し、かつ表面粗
さがＲｍａｘで０．２Ｓ以下であることを特徴とするも
のである。
スクは、窒化けい素セラミックスの焼結体で形成され、
被覆層のパターンに応じた形状寸法を有し、かつ表面粗
さがＲｍａｘで０．２Ｓ以下であることを特徴とするも
のである。
【００１１】本発明の被覆パターン形成用マスクの基本
的な構成は、被覆層のパターンに応じた形状寸法を有す
るものである。パターン孔は１組に限らず、被覆層形成
の能率を向上させるために複数組形成しても良い。マス
クは軽量化とパターン孔の形成の容易化を図るために、
平板体とすることが好ましい。
的な構成は、被覆層のパターンに応じた形状寸法を有す
るものである。パターン孔は１組に限らず、被覆層形成
の能率を向上させるために複数組形成しても良い。マス
クは軽量化とパターン孔の形成の容易化を図るために、
平板体とすることが好ましい。
【００１２】本発明のマスクは窒化けい素セラミックス
の焼結体で形成したものである。この窒化けい素セラミ
ックスは、耐熱性、耐熱衝撃性および耐食性に優れてお
り、加えて緻密なものが容易に得られ、かつ変形が少な
く熱膨張係数が小さい特性を有している。さらに、窒化
けい素は金属の溶融粒子とのぬれ性が悪く、金属の溶融
粒子が溶着することがないという性質を有している。
の焼結体で形成したものである。この窒化けい素セラミ
ックスは、耐熱性、耐熱衝撃性および耐食性に優れてお
り、加えて緻密なものが容易に得られ、かつ変形が少な
く熱膨張係数が小さい特性を有している。さらに、窒化
けい素は金属の溶融粒子とのぬれ性が悪く、金属の溶融
粒子が溶着することがないという性質を有している。
【００１３】窒化けい素セラミックスの焼結体を形成す
るために、窒化けい素に焼結助剤として希土類酸化物お
よびアルミナを含有するものを加える。マスクを形成す
る窒化けい素セラミックスの代表的な組成は、窒化けい
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）１００重量部、イットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）２〜８重量部、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）１〜６重量
部、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）１〜５重量部、炭化モ
リブデン（Ｍｏ2 Ｃ）３重量部以下である。この組成に
より窒化けい素の特性を充分活かした焼結体を得ること
ができる。
るために、窒化けい素に焼結助剤として希土類酸化物お
よびアルミナを含有するものを加える。マスクを形成す
る窒化けい素セラミックスの代表的な組成は、窒化けい
素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）１００重量部、イットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）２〜８重量部、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）１〜６重量
部、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）１〜５重量部、炭化モ
リブデン（Ｍｏ2 Ｃ）３重量部以下である。この組成に
より窒化けい素の特性を充分活かした焼結体を得ること
ができる。
【００１４】本発明のマスクは、窒化けい素焼結体の表
面が充分平滑である。これは焼結体の表面に金属の溶融
粒子が溶着することをさらに一層防止するためである。
具体的には焼結体の表面粗さがＲｍａｘ（最大表面粗
さ）で０．２Ｓ以下とする。
面が充分平滑である。これは焼結体の表面に金属の溶融
粒子が溶着することをさらに一層防止するためである。
具体的には焼結体の表面粗さがＲｍａｘ（最大表面粗
さ）で０．２Ｓ以下とする。
【００１５】本発明のマスクは次の製造方法で製作す
る。前記の組成の窒化けい素セラミックス粉末を加圧し
た後に焼結（炉焼結）して薄板をなす窒化けい素セラミ
ックスの焼結体を製作する。ついで、焼結体にダイヤモ
ンドなどによる研磨の後にラッピング加工を施してその
表面をＲｍａｘで０．２Ｓ以下に仕上げ、さらに焼結体
に超音波加工を施して所定の寸法形状をなすパターン孔
を形成する。
る。前記の組成の窒化けい素セラミックス粉末を加圧し
た後に焼結（炉焼結）して薄板をなす窒化けい素セラミ
ックスの焼結体を製作する。ついで、焼結体にダイヤモ
ンドなどによる研磨の後にラッピング加工を施してその
表面をＲｍａｘで０．２Ｓ以下に仕上げ、さらに焼結体
に超音波加工を施して所定の寸法形状をなすパターン孔
を形成する。
【００１６】このように構成した本発明のマスクは、例
えば半導体装置における金属製の基板に対して銅プラズ
マ溶射を行い、半導体基板の表面に所定パターンをなす
銅被覆層を形成する場合に用いる。プラズマ溶射の他に
は、ガス溶射、スパッタリングなどの金属を溶融状態に
して物体の表面に付着させて被覆膜を形成する方法にお
いて、物体表面に対する金属溶融粒子の付着範囲を規制
して所定パターンの被覆層を形成する場合に種々広く使
用できる。
えば半導体装置における金属製の基板に対して銅プラズ
マ溶射を行い、半導体基板の表面に所定パターンをなす
銅被覆層を形成する場合に用いる。プラズマ溶射の他に
は、ガス溶射、スパッタリングなどの金属を溶融状態に
して物体の表面に付着させて被覆膜を形成する方法にお
いて、物体表面に対する金属溶融粒子の付着範囲を規制
して所定パターンの被覆層を形成する場合に種々広く使
用できる。
【００１７】
【作用】しかして、本発明の被覆パターン形成用マスク
は、窒化けい素セラミックスの焼結体からなるために、
耐熱性、耐熱衝撃性および耐食性が優れており、さらに
溶融した金属粒子とのぬれ性が悪い。しかも、焼結体の
表面はきわめて平滑であるから、溶融金属粒子の付着が
きわめて困難である。したがって、本発明のマスクを例
えば銅プラズマ溶射に用いた場合には、プラズマジェッ
ト装置から噴射される銅の溶射粒子がマスクの表面に付
着しない。このため、マスクのパターン孔の周縁部にも
銅の溶融粒子が付着しない。したがって、パターン孔の
寸法形状が長期にわたり変化せず、その精度を確保する
ことができる。これによりマスクが銅の噴射範囲を常に
精度良く所定パターンに規制し、長期にわたり基板表面
に所定パターンの銅被覆層を形成することができる。ま
た、本発明のマスクは他の被覆方法に使用した場合にも
同等の効果を得ることができる。
は、窒化けい素セラミックスの焼結体からなるために、
耐熱性、耐熱衝撃性および耐食性が優れており、さらに
溶融した金属粒子とのぬれ性が悪い。しかも、焼結体の
表面はきわめて平滑であるから、溶融金属粒子の付着が
きわめて困難である。したがって、本発明のマスクを例
えば銅プラズマ溶射に用いた場合には、プラズマジェッ
ト装置から噴射される銅の溶射粒子がマスクの表面に付
着しない。このため、マスクのパターン孔の周縁部にも
銅の溶融粒子が付着しない。したがって、パターン孔の
寸法形状が長期にわたり変化せず、その精度を確保する
ことができる。これによりマスクが銅の噴射範囲を常に
精度良く所定パターンに規制し、長期にわたり基板表面
に所定パターンの銅被覆層を形成することができる。ま
た、本発明のマスクは他の被覆方法に使用した場合にも
同等の効果を得ることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Ｓ
ｉ3 Ｎ4 １００重量部、Ｙ2 Ｏ3 ５重量部、Ａｌ2 Ｏ3
４重量部、ＡｌＮ３重量部、Ｍｏ2 Ｃ１重量部からなる
粉末を１トン／ｃｍ2 の成形圧で加圧して成形体を得、
この成形体を窒素雰囲気、温度１８００℃×２時間の条
件で焼結して図１および図２で示す厚さ１ｍｍの薄板を
なす焼結体を得た。この薄板焼結体にダイヤモンド研磨
を施した後にラッピング加工を施して表面をＲｍａｘで
０．２Ｓ以下に仕上げ、その後に超音波加工を施して薄
板焼結体１に図面に示す形状のパターン孔２を形成し
た。このように製作したマスクを、プラズマ溶射により
ジュラルミン基板に銅被覆層を形成する場合に使用し
た。この結果、マスクを１０００時間使用した時点でも
マスクに銅の溶着が発生せず、基板に精度良く銅被覆層
を形成することができた。
ｉ3 Ｎ4 １００重量部、Ｙ2 Ｏ3 ５重量部、Ａｌ2 Ｏ3
４重量部、ＡｌＮ３重量部、Ｍｏ2 Ｃ１重量部からなる
粉末を１トン／ｃｍ2 の成形圧で加圧して成形体を得、
この成形体を窒素雰囲気、温度１８００℃×２時間の条
件で焼結して図１および図２で示す厚さ１ｍｍの薄板を
なす焼結体を得た。この薄板焼結体にダイヤモンド研磨
を施した後にラッピング加工を施して表面をＲｍａｘで
０．２Ｓ以下に仕上げ、その後に超音波加工を施して薄
板焼結体１に図面に示す形状のパターン孔２を形成し
た。このように製作したマスクを、プラズマ溶射により
ジュラルミン基板に銅被覆層を形成する場合に使用し
た。この結果、マスクを１０００時間使用した時点でも
マスクに銅の溶着が発生せず、基板に精度良く銅被覆層
を形成することができた。
【００１９】また、この実施例の窒化けい素焼結体の表
面をダイヤモンド研磨によりＲｍａｘで０．８Ｓに仕上
げた後に超音波加工によりパターン孔を形成してマスク
を製作した。このマスクを前記銅プラズマ溶射に使用し
た。この結果、使用開始後１００時間の時点でマスクに
銅が溶着し始め、５００時間の時点で基板に形成する被
覆層のパターンが変形してマスクの使用が困難となっ
た。
面をダイヤモンド研磨によりＲｍａｘで０．８Ｓに仕上
げた後に超音波加工によりパターン孔を形成してマスク
を製作した。このマスクを前記銅プラズマ溶射に使用し
た。この結果、使用開始後１００時間の時点でマスクに
銅が溶着し始め、５００時間の時点で基板に形成する被
覆層のパターンが変形してマスクの使用が困難となっ
た。
【００２０】さらに、比較例として銅板からなりかつ表
面にクロムメッキを施してなるマスクを前記銅プラズマ
溶射に使用した結果、使用後２０時間でマスクに銅が溶
着し始め、５０時間後にはマスクの使用が困難になっ
た。
面にクロムメッキを施してなるマスクを前記銅プラズマ
溶射に使用した結果、使用後２０時間でマスクに銅が溶
着し始め、５０時間後にはマスクの使用が困難になっ
た。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の被覆パター
ン形成用マスクによれば、溶融した金属の溶着を防止し
て、長期にわたり精度良く被覆層を形成することがで
き、かつマスクとして高い耐久性を有する。
ン形成用マスクによれば、溶融した金属の溶着を防止し
て、長期にわたり精度良く被覆層を形成することがで
き、かつマスクとして高い耐久性を有する。
【図１】本発明の被覆パターン形成用マスクの一実施例
の正面図
の正面図
【図２】本発明の被覆パターン形成用マスクの一実施例
の断面図
の断面図
１…焼結体 ２…パターン孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 14/50 Ｃ２３Ｃ 14/50 Ｆ 14/56 14/56 Ｊ (56)参考文献 特開 昭60−2662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−295366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−182163（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−151371（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化けい素セラミックスの焼結体で形成
され、被覆層のパターンに応じた形状寸法を有し、かつ
表面粗さがＲｍａｘで０．２Ｓ以下であることを特徴と
する被覆パターン形成用マスク。 - 【請求項２】 窒化けい素セラミックスの焼結体は、窒
化けい素１００重量部、イットリア２〜８重量部、アル
ミナ１〜６重量部、窒化アルミニウム１〜５重量部、炭
化モリブデン３重量部以下からなるものである請求項１
記載の被覆パターン形成用マスク。 - 【請求項３】 銅プラズマ溶射に用いるものである請求
項１または２記載の被覆パターン形成用マスク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227603A JP2602000B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 被覆パターン形成用マスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6227603A JP2602000B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 被覆パターン形成用マスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166318A JPH07166318A (ja) | 1995-06-27 |
| JP2602000B2 true JP2602000B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=16863532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6227603A Expired - Lifetime JP2602000B2 (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 被覆パターン形成用マスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2602000B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19910577B4 (de) * | 1998-12-18 | 2010-09-09 | Volkswagen Ag | Verfahren und Anordnung zum thermischen Beschichten von Flächen eines Innenraumes, insbesondere von Zylinderlaufflächen eines Zylinderkurbelgehäuses einer Verbrennungskraftmaschine |
| DE102004058705B3 (de) * | 2004-12-06 | 2006-08-17 | Daimlerchrysler Ag | Thermisches Beschichtungsverfahren und Einweg-Maskierung dafür |
| TW200718805A (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-16 | United Technologies Corp | Coating methods and apparatus |
| DE102008011249A1 (de) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Verfahren zur Herstellung strukturierter Oberflächen |
| DE102008056652A1 (de) * | 2008-11-10 | 2010-05-12 | Mtu Aero Engines Gmbh | Maske für das kinetische Kaltgaskompaktieren |
| JP5769447B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2015-08-26 | 三菱重工業株式会社 | 遮熱コーティングの部分補修方法 |
| JP6443315B2 (ja) * | 2015-12-08 | 2018-12-26 | トヨタ自動車株式会社 | 溶射用マスキング治具及びそれを用いた溶射におけるマスキング方法 |
| CN111549310B (zh) * | 2020-04-13 | 2021-01-15 | 南京深光科技有限公司 | 一种陶瓷粉体、掩膜版及其制作方法 |
| DE102021206224A1 (de) | 2021-06-17 | 2022-12-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Maske für ein Herstellen eines Bauteils mit einer Struktur, Verfahren sowie System zum Herstellen eines Bauteils mit einer Struktur |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151371A (ja) * | 1982-02-25 | 1983-09-08 | 住友電気工業株式会社 | 窒化珪素焼結体の製造法 |
| JPS602662A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-08 | Agency Of Ind Science & Technol | セラミツクス被覆層の形成方法 |
| JPS61295366A (ja) * | 1985-06-24 | 1986-12-26 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 蒸着用マスク材料 |
| JPS62182163A (ja) * | 1986-01-31 | 1987-08-10 | 株式会社東芝 | 窒化ケイ素セラミツクス焼結体およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6227603A patent/JP2602000B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07166318A (ja) | 1995-06-27 |
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