立方晶窒化ホウ素(cBN)の金属との熱化学反応を利用した微細加工

立方晶窒化ホウ素(cBN)は高硬度,高熱伝導率,耐熱性など優れた性質を持つ.近年,バインダレス焼結体を製造する技術が開発され,単結晶に比べ大型の高純度cBNが得られるようになり,ヒートシンク等への応用が始まりつつある.しかしcBNはその高硬度ゆえ加工が難しく,応用の妨げになっている.ところで,cBNと近い性質をもつダイヤモンドを高温の金属と反応させて研磨する手法がある.cBNはダイヤモンドと比べ金属との反応性が低いとされているものの,cBNと金属との反応性についての詳細な報告は少ない.そこで本研究では,cBNと各種金属との高温での反応性を調査し,またその反応を利用した微細加工を目的としている.本年度は微細加工の可能性ついて調査した.昨年度までの結果,cBNはニッケル,マンガンなど反応することが明らかになっており,特にニッケルが最も反応性が高いことが明らかになっている.本年度は反応生成物を調査するため,X線回折,ラマン分光分析を行った.その結果,この凹みはcBNがNi3Bなどの金属ホウ化物に変化したことによって生じることを明らかにした.ラッピングなど行うと,生成したNi3Bは,cBNにくらべて除去されやすくなっていた.この現象を利用し,バインダレスcBN焼結体上にニッケルを成膜し,リフトオフし,膜と同形状の凹みを付けることを試みた.その結果,直径10μm,深さ0.1μm程度の凹みを形成できることを明らかにした.

立方晶窒化ホウ素(cBN)は高硬度,高熱伝導率,耐熱性など優れた性質を持つ.近年,バインダレス焼結体を製造する技術が開発され,単結晶に比べ大型の高純度cBNが得られるようになり,ヒートシンク等への応用が始まりつつある.しかしcBNはその高硬度ゆえ加工が難しく,応用の妨げになっている.ところで,cBNと近い性質をもつダイヤモンドを高温の金属と反応させて研磨する手法がある.cBNはダイヤモンドと比べ金属との反応性が低いとされているものの,cBNと金属との反応性についての詳細な報告は少ない.そこで本研究では,cBNと各種金属との高温での反応性を調査し,またその反応を利用した微細加工を目的としている.本年度は微細加工の可能性ついて調査した.昨年度までの結果,cBNはニッケル,マンガンなど反応することが明らかになっており,特にニッケルが最も反応性が高いことが明らかになっている.本年度は反応生成物を調査するため,X線回折,ラマン分光分析を行った.その結果,この凹みはcBNがNi3Bなどの金属ホウ化物に変化したことによって生じることを明らかにした.ラッピングなど行うと,生成したNi3Bは,cBNにくらべて除去されやすくなっていた.この現象を利用し,バインダレスcBN焼結体上にニッケルを成膜し,リフトオフし,膜と同形状の凹みを付けることを試みた.その結果,直径10μm,深さ0.1μm程度の凹みを形成できることを明らかにした.