JPS5917880B2

JPS5917880B2 - 電気装置用基板

Info

Publication number: JPS5917880B2
Application number: JP10630376A
Authority: JP
Inventors: 文雄長谷; 照司関場; 孝久世; 晋三菅井; 昭司幕内
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1976-09-07
Filing date: 1976-09-07
Publication date: 1984-04-24
Also published as: JPS5332377A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、たとえば集積回路装置などの半導体装置や基
板上に抵抗要素を形成する感熱基板など種々の電気要素
、回路要素を形成載置するための電気装置用基板の改良
に関する。

金属基体表面に酸化アルミニウム層を有する基０板は
集積回路用基板として特開昭５０−１４７５７５号に開
示されている。

この公知技術においては基体金属とアルミニウム酸化膜
との熱膨張係数につぃての考察がなされており、基体金
属材料としてタングステン、モリブデン、鉄−ニツケル
ーコバ５ルト合金（フアーニコ）、鉄−ニッケル合金
（フアーニ）などがあげられている。本発明は基本金属
について熱膨張係数の点ではなく他の観淑から検討を加
えたものである。

即ち、本発明基板は第１図に示すごとくクロム・０１０
〜２６重量％及びニッケル３．５〜２５重量％を含む鉄
合金で基体１を形成し、この基体表面には酸化アルミニ
ウム層２が形成されている。酸化アルミニウム層は第２
図に示すごとくあらかじめ基体金属３に被覆されたアル
ミニウム層４を陽極５酸化することにより形成される
。基体金属にアルミニウム層を被覆するにはクラッド材
（圧着材）として構成する方法、蒸着法により被覆する
方法、溶融メッキによる方法などがある。これらの方法
のうち、クラッド材の使用はアル・ｏミニウム被覆層
を適宜選択可能な点で有利である。

また製造が容易で、特に長尺化が可能な点で好ましい。
また蒸着法による場合は、薄いアルミニウム被覆層が得
られる点、小面積への被覆及び選択的被覆が可能な点で
有利である。５さらに溶融メッキ法の使用は低価格で
大量生産に向いており、また大型の製品に適用するに有
利である。

本発明基体合金は前記のとおりクロム及びニツケルを含
む鉄合金である。

即ち、その組織はオーステナイトであり、非磁性である
ためインダクタンスが小さく残留磁化が無いことから電
気装置用として好適である。また加工性にすぐれている
ので様々な形状に対応できる。さらに熱伝導性にすぐれ
ているので大規模な集積回路などの熱放散性を要求され
る分野での使用に好適する。この熱伝導性の良好な点は
基体合金層、酸化アルミニウム層のそれぞれの厚さを選
択することにより熱放散性を調節することができること
を意味し、したがつて容易に任意の熱的特性をもつた基
板を製造できる。本発明基板の基体合金は耐食性及び耐
熱性にすぐれているので電気装置の製造、使用等におけ
る各種環境に耐えることができる。たとえば使用温度は
４００℃以上にても可能であり、酸洗等の処理もできる
。また本発明基板の基体合金はロウ付性、溶接性にもす
ぐれているので電気装置の組立てに都合がよい。さらに
機械的強度も良いので、基板基体として好適である。本
発明基板に使用する基体合金のクロム及びニツケルの含
有量は上述の本発明の各種特徴を保つための必要量から
決定される。

この系の合金において、アルミニウムとチタンの含有は
さらに本発明にとつて好ましい。即ち（１）クロム１０
〜２６重量％、ニツケル３．５〜２５重量％、アルミニ
ウム０．０５〜７重量％、残部実質的に鉄よりなる合金
。（２）クロム１０〜２６重量％、ニツケル３．５〜２
５重量％、アルミニウム０．０５〜７重量％、チタン０
．１〜５重量％、残部実質的に鉄よりなる合金。これら
はいずれも本発明における基体合金として好ましい。本
発明における基体合金の各元素のさらに好ましい態様は
次の第１表のとおりである。

たとえば１６Ｃｒ−１４Ｎｉ−Ｆｅ系合金、１８Ｃｒ−
８Ｎｉ−Ｆ９系合金及びこれらはＡｔ，Ｔｉを含有する
ものは最良である〇基体合金の含有アルミニウムは陽極
酸化により形成された酸化アルミニウム層に対し、さら
に高温酸化処理を施して合金中のアルミニウムを酸化す
ることにより、より完全な酸化被膜層を作ることについ
て有用である。

この結果、酸化層に欠陥がなくなり、絶縁性に対する信
頼性をより高めることができる。基体合金のチタンは上
述の高温酸化処理により内部酸化され酸化層と基体合金
の接着性を高める。

酸化アルミニウム層の厚さは０．００５ｍｍ以上好まし
くは０．０１〜０．５ｍ７７！がよい。この程度の厚さ
であれば電気装置用の基板として十分な絶縁性が得られ
るとともに、金属基板としての特異性、例えば熱伝導性
を有利に利用できる。またこの酸化アルミニウム層の密
度は真比重の７０％以上好ましくは８０（ｆ）以上であ
ることが絶縁性及び間接的には表面粗度の点でも好まし
い。高温酸化処理は具体的には次のようにして行う。

即ち被覆アルミニウム層が残存している場合は、４００
〜６３０℃で行う。また被覆アルミニウム層が残存して
いない場合は４００〜１３００℃で行う。酸化時間は適
宜選択し得るが、一般的には５〜６０分間であろう。更
に好ましくは上記高温酸化処理を水蒸気雰囲気で実施す
ると作業性がよい。また湿潤水素雰囲気中で高温酸化処
理すると緻密な酸化膜ができ好ましい。上記の高温酸化
による結果、酸化アルミニウム層は封孔される。

なお、この高温酸化処理を施さずに慣用手段の封孔処理
、例えば熱湯中への浸漬、水蒸気処理などを施すことも
本発明の態様に含まれる力塙温酸化処理ほどの効果は期
待できない。

酸化膜の表面粗度は必要に応じて研磨加工によつて制御
し得る。

この表面粗度は平坦である程望ましいが表面粗さ３μ以
下程度であれば使用可能であろう。１μ以下ならば最も
好ましい。

陽極酸化されるアルミニウム被覆層の厚さは、前述の最
終のアルミニウム酸化層の厚さとの関連で決定されるが
、０．００１ｍ１Ｌ以上が好ましい。さらに好ましくは
０．００５〜０．５Ｔｔ１Ｌであるとよい。このアルミ
ニウム被膜層の成分は純アルミニウムで構成するのが一
般的であるがマグネシウム、けい素、銅などを添加した
アルミニウム合金たとえばジユラルミンで構成すること
もできる。本発明基板は、金やアルミニウムの蒸着が可
能であり、有機接着剤、結晶化ガラスやハンダガラスの
使用も可能である。また容易にたとえば第３図に示すご
とき多層構造を得ることができる。

第３図において５が金属層、６が酸化アルミニウム層で
ある。さらに、アルミニウム被覆を一部（絶縁性を要求
される部分）に施し、他の部分を基体金属のままにする
か、必要に応じて適切な表面処理を施すことができる。

実施例５クロム１６重量％、ニツケル１４重量％、残部鉄より
なる合金、５クロム１６重量％、ニツケル１４重量％、
アルミニウム１．５重量％、残部鉄よりなる合金、４ク
ロム１６重量％、ニツケル１４重量％、アルミニウム１
．５重量％、チタン０．８重量％、残部鉄よりなる合金
。

上記５〜０の各合金を基体とし、これらに圧着法でアル
ミニウムを被覆して鉄合金層１．５ｍ１Ｌ、アルミニウ
ム層０．１ｍｍのクラツド材を得た。

このクラツド材のアルミニウム層をしゆう酸浴中で陽極
酸化した。得られた酸化アルミニウム被覆基板の絶縁性
は良好であつた。さらに５及び８の合金を用いた基板に
対して６００℃の水蒸気雰囲気中で高温酸化処理を実施
したところ合金内のアルミニウムが酸化して酸化アルミ
ニウム層をさらに封孔被覆し、表面がほぼ平坦な密度が
高い絶縁層が形成された。また、基体合金と表面酸化膜
との結合もきわめて良好であつた。特に８の合金を使用
したものはアルミニウムの一部とチタンのほとんどが内
部酸化されて、表面酸化層と基体合金層との間がさらに
強固に結合されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電気装置用基板の断面図、第２図は本発
明電気装置用基板の製造過程の状態を示す断面図、第３
図は本発明電気装置用基板の断面図である。１，３・・・・・・基体、２，６・・・・・・酸化アル
ミニウム層、４・・・・・・アルミニウム被覆層、５・
・・・・・金属層。

Claims

【特許請求の範囲】１クロム１０〜２６重量％及びニッケル３．５〜２５
重量％を含む鉄合金で形成された基体と、該基本表面に
形成された酸化アルミニウム層とを具備してなる電気装
置用基板。２特許請求の範囲第１項に記載の電気装置用基板にお
いて、基体合金がクロム１０〜２６重量％、ニッケル３
．５〜２５重量％、アルミニウム０．０５〜７重量％、
残部実質的に鉄からなる合金である電気装置用基板。３特許請求の範囲第１項に記載の電気装置用基板にお
いて、基体合金がクロム１０〜２６重量％、ニッケル３
．５〜２５重量％、アルミニウム０．０５〜７重量％、
チタン０．１〜５重量％、残部実質的に鉄からなる合金
である電気装置用基板。