JPH0244789B2

JPH0244789B2 -

Info

Publication number: JPH0244789B2
Application number: JP57170822A
Authority: JP
Inventors: Intoraataa Josefu; Baatorudo Jiin
Original assignee: ADOBANSUDO TEKUNOROJII Inc
Current assignee: ADOBANSUDO TEKUNOROJII Inc
Priority date: 1982-09-10
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1990-10-05
Also published as: JPS5950085A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は金属又はメタロイド又はその混合物の
チタン酸塩、ケイ酸塩、ひ化物、けい化物、テル
ル化物、りん化物、窒化物（窒化ホウ素を除く）、
酸化物（アルミナ、ジルコニア、サフアイア、石
英、ベリリアを除く）、ホウ化物（二ホウ化チタ
ンを除く）、炭化物（炭化けい素を除く）、鉄鋼ま
たはそれらの混合物或は圧縮成形体を基体又は基
礎要素とする複合体に関する。

これらの複合体においては錫、鉛、インジウム
又はそれらの合金とその一部又は全部が炭化物又
はカルボニルを形成しているCr、Ni、Ｖなどの
ような炭化物又はカルボニルを形成しやすい金属
との合金層がコーテイング、フイルム、層又は中
間層形成体として使用され、かつ一酸化炭素雰囲
気において基体と上記コーテイングなどとが結合
されて、加熱においても濡れ低下性
（dewettable）がなく、該コーテイングなどと基
体との間の濡れ角度即ち接触角が零乃至負であ
り、界面には空〓のない複合体を生成するもので
ある。ここにおいて「濡れ低下性」とは加熱によ
つて上記コーテイングが液状であるとき、該コー
テイングが半球状として固まる状態を意味する。

我々はさきの出願（特願昭56−88741号特公昭
63−32759号））において、錫、鉛、インジウム又
はそれらの合金を前述の炭化物又はカルボニルを
形成し易い金属と混合して、接着コーテイングを
生成するのに特に有用であることが発見された
種々の基体及び接着コーテイングについて開示し
た。本発明は上記の出願の発明の種々の点を利
用、調査している間になされたものであつて、異
なる材料を基体と結合するのが非常に困難である
ことが従来から知られている基体に応用して特に
有用であることが知見された次の発見に基くもの
である。

さきの出願において開示されているように、
錫、鉛、インジウム又はそれらの合金と炭化物及
びカルボニルを形成し易い金属との組合せは、そ
れらが適当に混合され、次いで基体と一酸化炭素
雰囲気において結合されるとき従来から知られて
おらず、而も予知されない結果が得られているこ
とが知見され、この発見はこれまで結合すること
が非常に困難である基体と金属とを結合する可能
性の途を開いた。従来から実質的に空〓がなく、
大なる接着性と測定できない耐性の増加とを有す
る良好な結合を容易に形成することができなかつ
た種々の基体に上記方法を実施することによつ
て、すぐれた収量で形成されることが知見され
た。これは種々の基体に対して可能であり、又基
体上の錫、鉛、インジウム合金はさらに他の基体
又は金属と種々の形で結合できるため熱放散、電
流伝導などが目的の電子工業の如き多くの用途に
有用にして、従来から知られていない新規の基体
を提供し、かつこれらの装置間に汚染のない、実
質的に全く気孔のない（顕微鏡試験による）結合
を形成するものである。即ち、圧電体例えばチタ
ン酸バリウムの如き装置及びひ化アルミニウムガ
リウムに基くようなレーザー光線電振器は、導電
性物質又は基礎要素或は熱伝導性であるがなお電
気絶縁性の基礎要素に好結果の基体の結合に対し
て予め必要な、有用な適用と利用とに対しコスト
の一部で安易な手段で容易に結合、製作すること
ができる。

前述に鑑み、さきの出願における開示はここで
参考とするが、繰返して詳述しない。一般に、同
じ雰囲気条件が、同じ温度範囲とともに適用さ
れ、これらは必要な条件で基体に対し確立され
る。同様に、適当な結合が一酸化炭素の還元性雰
囲気により生ずる滞留時間は必要に応じ確立され
るが、一般にさきの出願に記載される範囲内であ
る。使用される特殊の温度及び滞留時間は特殊の
基体に対し最適のものであり、必要条件の単なる
所定の確立は本発明の実施が適用されることを求
めている工業的設備において実施されるとき、何
れの場合でも遂行される。

一酸化炭素は極めてすぐれた還元剤であるけれ
ども、他の相容性の還元剤と混合することもでき
る。同様に、それは一酸化炭素の反応機構又は還
元性に影響を与えないところの一酸化炭素と相容
性の他のガスで希釈することもできる。還元性雰
囲気が確立され、かつ適当な結合が例えば実質的
に気孔がなく、前述のように十分な濡れと密接な
付着とによつて形成された後、還元性雰囲気は適
当に除かれ、他の不活性雰囲気が置換されて形成
される複合体を冷却する。基体及び物質の予熱は
同様に水素の如き還元ガスにおいてなすことがで
きるけれども、後続の冷却と同じ手段で、始動す
る加熱は不活性雰囲気において行なうことができ
る。然しながら、最も有効な手段で、特にすぐれ
たものは基体、層などを、錫、鉛、インジウム及
び（又は）それらの合金及び炭化物又はカルボニ
ル形成金属と基体、錫など及び（又は）炭化物又
はカルボニル形成体金属がどういうわけか相乗的
に相互作用するような一酸化炭素の存在において
結合することである。

炭化物又はカルボニル形成金属は種々の形式で
使用されるけれども、コロイド状から始まり、微
粒子状で3.175mm（1/8インチ）までの微細粒子で
使用するのが最も有利である。これらの微粒子は
錫などの金属に、例えば捏造及び（又は）加温成
形又は同様の方法によるそれに助けになる条件の
下において分散され；同様に、それらの極めて微
細な形式でのその他方における一方の分散質はロ
ジン油又は分散液より容易に蒸発する種々のフレ
オンの如きビヒクルに適当に混合される。分散液
はそれから基体上に塗布されるか又は基体の厚さ
によつてスクリーン法又は印刷によつてそれに適
用される。その後、材料が適当な条件の下におい
て前述の如き還元性雰囲気で挿入される。斯くし
て、導電性通路又は同効物の如き異なる型（パタ
ーン）が回路などを形成するために基体上に形成
される。

さきの出願において与えられている基体例のあ
るものはこれまで開示されない基体とこの出願に
おいて同程度によく結合される。従つて、本出願
において開示し、請求しているような種々の基体
はここに開示しているような目的に対し有用な顕
著にして新規な組合せで結合することができる。
斯くして、電子顕微鏡に使用される非常に有効な
電子源として有用なホウ化ランタン、LaB₆は最
初に錫−バナジウムで被覆されるとき、電気装置
に著るしく結合できる。この基体は一酸化炭素の
雰囲気において約1000℃で、約15〜２％のバナジ
ウム、残部錫より成る混合物で良好に結合又は被
覆される。

これらの粉末の均質混合、微細な形におけるそ
れらの容易な分散性及び基体への容易な適用はこ
れらの組合せを前述の如き他の種々の基体に適用
する目的に対し貢献する。

ひ化ガリウム又はひ化アルミニウムガリウム上
にフイルム、層などを形成し、かつ（又は）ひ化
ガリウム又はひ化アルミニウムガリウムを種々の
基体と結合するのに他の同様に容易な方法が錫と
炭化物又はカルボニル形成金属との組合せを使用
するとき発見された。これらのあるものは例えば
Cr−Sn、Ｖ−Sn、Mo−Sn、Ｗ−Sn、Fe−Sn、
Ti−Sn、Ta−Sn、Mn−Sn、Ni−Sn及びCo−
Snである。

上記組合せの％は約15〜２％の炭化物又はカル
ボニル形成金属、残り錫であり、好ましい範囲は
ひ化ガリウム又はひ化アルミニウムガリウムに結
合されるとき約10〜15％の炭化物又はカルボニル
形成金属である。上記と同様に、特にSn−Ｖの
組合せは窒化ケイ素又は酸化ケイ素に接着コーテ
イングを形成するのに容易に使用され、斯くして
種々の層の組合せを形成する（これらの他、順繰
りに他の前述の基体に結合される）。上述の炭化
物又はカルボニル形成金属の他、これらの混合物
も同様に有用である。例えば、Cr、Ｖ、Mo及び
90％のSnに対し10％のCoより成るコバルト混合
物に対する10％のニツケルの添加は炭化タングス
テンの如き基体に、ここに述べたような基体との
組合せにおいて同様に顕著な接着を生ずる。

さらに、ライトカツテングダイオード（Light
cutting diode）用のような高周波数で使用され
るりん化ガリウムは炭化物又はカルボニル形成金
属との錫、インジウム、鉛合金である例えば90％
のSn、５％のＶ及び５％のNiで一酸化炭素の雰
囲気において900℃で被覆される。著しく接着性
の結合が形成された。同様な手段において、錫な
どに対しバナジウムを前述と同じ割合で使用し、
又ニツケル、ジルコニウムオルト−シリケート自
体又はケイ酸マグネシウムとの混合物及びさらに
ケイ酸アルミニウムと混合する前記の２つは同じ
条件で一酸化炭素において著しい接着特性を有し
て良好に被覆される。

前記と同じ手段でさらに、種々のチタン酸塩例
えばチタン酸バリウム；ケイ酸塩例えばホウケイ
酸塩ガラス、ソーダー石灰−シリケートガラス；
窒化物例えば窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒
化チタン；酸化物例えばホウ素、ケイ素、鉄、チ
タン、亜鉛の酸化物、ルビーの如きアルミニウム
の酸化物；ひ化物；けい化物；テルル化物、炭化
物例えば炭化タングステン、炭化チタン、炭化ホ
ウ素、鉄鋼例えばステンレス鋼及び同効物が錫含
有炭化物又はカルボニル形成金属で結合される。

本法によれば、複合体はすぐれた機械的及び
（又は）電気的及び（又は）熱伝導特性を有する。
新規な金属を使用する必要はなく又スパツタリン
グも必要とせずかつ極めて堅実にして強固な結合
が形成される。温度が種々の基体で調節できるの
でこれまでできなかつたような、例えばこれまで
これらの温度制限が達成できなかつたステンレス
鋼に結合するときのような特別製のケースにおい
て高温要求を遭遇することができる。

大体において、本発明はセラミツクスと金属と
の混合物より成るサーメツトとして知られている
セラミツク型の物質を包含する金属又はメタロイ
ドの酸化物、窒化物、ひ化物、チタン酸塩、テル
ル化物、ケイ化物、ホウ化物、りん化物及び炭化
物などを包含する同効物に適用できることを発見
した。これらは粉末の形において例えば非常に高
い圧力の下（粉末の鑵において、また周知の技術
のように高い均衡的圧力に付されるとき）で非常
な強固なマスに均衡的に圧縮されるとき、基体物
質として特に有用であることが発見された。

これらの基体物質は相容性であるか又は相容性
でないが強い、互に又は他の同様の形式で微細な
分散液を形成する形式の粉末として分布され、次
いで顕著な性質の極めて稠密な形に均衡的に圧縮
され得る。斯くして、これらはその後錫などと炭
化物又はカルボニル形成金属とによつて他の金
属、セラミツクス、サーメツト及び同効物に結合
される処のセラミツク又はサーメツト（セラミツ
ク、金属の組合せ）とすることができる。その後
ここに記載するように炭化物又はカルボニル形成
金属と混合する錫、鉛、インジウム又はそれらの
合金体で結合されるとき、これらの基体はお互に
又は他の金属及びサーメツトと強い結合を有しか
つ上述の種々の目的に使用される。

次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに
限るものではない。

実施例１ホウ化ランタン（LaB₆）より成る基体につい
ては５％Cr−Sn、５％Ni−５％Ｖ−Sn、2.5％
Cr−2.5％Ｖ−Sn、５％Cr−５％Ni−５％Ｖ−
Sn、2.0％Cr−2.0％Ｖ−２％Ni−Sn、2.5％Ni−
2.5％Ｖ−Snの各混合物を使用して800℃にて３分
間、10〜100Vol％のCO雰囲気下で加熱すると、
ホウ化ランタンの表面上に接着コーテイングを形
成することができる。これらの混合物は濡れ低下
せず、例えば電子顕微鏡に有効に使用される。

実施例２レーザ光線電振器に使用されるようなひ化ガリ
ウム及びりん砒化ガリウム、りん化アルミニウム
ガリウムより成る基体には、５％Cr−Sn、５％
Cr−５％Ni−５％Ｖ−Sn、５％Ｖ−Sn、2.5％
Cr−2.5％Ｖ−Sn、５％Ni−５％Ｖ−Sn、の混合
物が使用され、580℃にて10分間、10〜100vol％
CO雰囲気下で加熱する。

実施例３チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムよ
り成る圧電体には５％Cr−Sn、５％Ｖ−Sn、2.5
％Cr−2.5％Ｖ−Sn、2.5％Fe−2.5％Cr−Sn、2.5
％Ni−2.5％Ｖ−Snの混合物が使用され、800℃
にて４〜６分間、１〜10vol％のCO雰囲気下で加
熱する。

その他、ケイ酸アルミニウム、テルル化物、窒
化物及び他のセラミツクスより成る基体にも５％
Cr−Sn、５％Ｖ−Sn、2.5％Cr−2.5％Ｖ−Sn、
2.5％Ni−2.5％Ｖ−Snより成る混合物が使用さ
れ、800〜900℃にて２〜５分間、10〜100vol％の
CO雰囲気下で加熱すると、接着性コーテイング
を基体上に形成することができる。

また同様に５％Ni−５％Ｖ−Sn又は５％Cr−
５％Ni−５％Ｖ−Snは炭化ホウ素、炭化チタン、
炭化タングステン、窒化アルミニウム、窒化チタ
ン、窒化ケイ素、鉄、ケイ素、チタン、亜鉛の酸
化物及びルビーの如きアルミニウムの酸化物、り
ん化インジウム、りん化ガリウム、ケイ酸ジルコ
ニウム、パイレツクスガラスの如きホウケイ酸塩
ガラス、窓ガラスの如きソーダ−石英−ケイ酸塩
ガラスを基体とする場合に使用され、また３％
Cr−３％Ｖ−Snはガラスを基体とする場合に使
用できる。

さらに上記複合体にはNi、Cu、Moより成る上
張りを形成することもできる。

Claims

【特許請求の範囲】１金属又はメタロイド又はその混合物のチタン
酸塩、ケイ酸塩、ひ化物、けい化物、テルル化
物、りん化物、窒化物（窒化ホウ素を除く）、酸
化物（アルミナ、ジルコニア、サフアイア、石
英、ベリリアを除く）、ホウ化物（二ホウ化チタ
ンを除く）、炭化物（炭化けい素を除く）、鉄鋼ま
たはそれらの混合物或はそれらの圧縮成形体から
成る基体上に、一部又は全部がその炭化物又はカ
ルボニルを形成しているクロム、チタン、ハフニ
ウム、ジルコニウム、コバルト、鉄、ニツケル、
マンガン、レニウム、ルテニウム、ロジウム、オ
スミウム、イリジウム、バナジウム、ニオブ、タ
ンタル、タングステン、モリブデン或はそれらの
混合物と錫、鉛、インジウム又はその各合金とか
ら成る合金被覆層を接着コーテイング、フイルム
又は層として有する複合体。２一部又は全部がその炭化物またはカルボニル
を形成しているCr、Ti、Hf、Zr、Co、Fe、Ni、
Mn、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Ｖ、Nb、Ta、Ｗ、
Mo又はそれらの混合物と錫、鉛、インジウムま
たはその各合金の錫族金属とから成り、かつ炭化
物またはカルボニルを形成している当該金属が１
〜40％であり、残余が錫族金属から成る合金を被
覆層として基体上に有する特許請求の範囲第１項
記載の複合体。３一部又はその全部がその炭化物またはカルボ
ニルを形成している上記金属が２〜15％であり、
残余が錫族金属である特許請求の範囲第２項記載
の複合体。４一部又は全部が炭化物を形成している金属が
クロムである特許請求の範囲第１項記載の複合
体。５一部又は全部が炭化物を形成している金属が
バナジウムである特許請求の範囲第１項記載の複
合体。６一部又は全部が炭化物を形成している金属が
バナジウムと混合したニツケルである特許請求の
範囲第１項記載の複合体。７一部又は全部が炭化物を形成しているクロム
が５〜15％であり、残余が錫である特許請求の範
囲第１項記載の複合体。８一部又は全部が炭化物を形成しているモリブ
デンが５〜15％であり、残余が錫である特許請求
の範囲第１項記載の複合体。９一部又は全部が炭化物を形成しているバナジ
ウムがインジウムと混合されている特許請求の範
囲第１項記載の複合体。１０一部又は全部が炭化物又はカルボニルを形
成している鉄が錫と５対95の比で混合されている
特許請求の範囲第１項記載の複合体。１１錫合金が錫−鉛合金である特許請求の範囲
第１項記載の複合体。１２基体構造物がひ化ガリウム、ひ化アルミニ
ウム、ひ化アルミニウムガリウム、りん化ガリウ
ム、りん化アルミニウムガリウムまたはりん砒化
ガリウムである特許請求の範囲第１項記載の複合
体。１３上記二ホウ化チタンを除くホウ化物の基体
がLaB₆で示されるホウ化ランタンである特許請
求の範囲第１項記載の複合体。１４基体がチタン酸バリウム、チタン酸ストロ
ンチウム、オルトケイ酸ジルコニウム、オルトケ
イ酸ニツケル、ケイ酸マグネシウム、またはケイ
酸アルミニウム、あるいはこれらのケイ酸塩の混
合物である特許請求の範囲第１項記載の複合体。１５上記窒化ホウ素を除く窒化物の基体が窒化
ケイ素である特許請求の範囲第１項記載の複合
体。１６上記アルミナ、ジルコニア、サフアイア、
石英、ベリリアを除く酸化物の基体が酸化ホウ素
である特許請求の範囲第１項記載の複合体。１７上記炭化ケイ素を除く炭化物の基体が炭化
タングステンである特許請求の範囲第１項記載の
複合体。１８金属またはメタロイドまたはその混合物の
チタン酸塩、ケイ酸塩、ひ化物、けい化物、テル
ル化物、りん化物、窒化物（窒化ホウ素を除く）、
酸化物（アルミナ、ジルコニア、サフアイア、石
英、ベリリアを除く）、ホウ化物（二ホウ化チタ
ンを除く）、炭化物（炭化けい素を除く）鉄鋼ま
たはそれらの混合物あるいはそれらの圧縮成形体
から成る基体上に、一部又は全部がその炭化物ま
たはカルボニルを形成しているCr、Ti、Hf、
Zr、Co、Fe、Ni、Mn、Re、Ru、Rh、Os、Ir、
Ｖ、Nb、Ta、Ｗ、Mo又はそれらの混合物と錫、
鉛、インジウム、又はその各合金、とから成る合
金被覆層を接着コーテイング、フイルム又は層と
して有しかつその上に、さらに上張りを有する複
合体。１９上張りは前記基体上の合金被覆層と合金化
可能の金属である特許請求の範囲第１８項記載の
複合体。２０上張りがCu、Ni、Moまたはそれらの金属
の複合材料である特許請求の範囲第１８項記載の
複合体。２１上張りがSn−Cr−ひ化物複合体上のCuで
ある特許請求の範囲第１９項記載の複合体。２２上張りがひ化物である特許請求の範囲第１
８項記載の複合体。２３金属またはメタロイドまたはその混合物の
チタン酸塩、ケイ酸塩、ひ化物、けい化物、テル
ル化物、りん化物、窒化物（窒化ホウ素を除く）、
酸化物（アルミナ、ジルコニア、サフアイア、石
英、ベリリアを除く）、ホウ化物（二ホウ化チタ
ンを除く）、炭化物（炭化けい素を除く）鉄鋼ま
たはそれらの混合物或はそれらの圧縮成形体から
成る基体上に、その一部又は全部が炭化物または
カルボニルを形成しているCr、Ti、Hf、Zr、
Co、Fe、Ni、Mn、Re、Ru、Rh、Os、Ir、Ｖ、
Nb、Ta、Ｗ、Mo又はそれらの混合物と錫、鉛、
インジウムまたはそれぞれの合金とから成る合金
被覆層を接着コーテイング、フイルムまたは層を
有する複合体の生成方法において、粒状の錫、
鉛、インジウムまたはそれぞれの合金と微細粒状
の上記炭化物またはカルボニル形成金属とを混合
して、該基体上に分散用の分散質を生成するのに
適するビヒクル中で混合物を生成させる工程、一
酸化炭素の存在下で該混合物の融点まで及びその
融点で該混合物を反応させる工程、該混合物を融
解して基体上に接着コーテイング、フイルムまた
は層を形成するまで加熱し、該一酸化炭素雰囲気
又は一酸化炭素と不活性ガスとの混合物の存在下
或は水素又は水素と窒素の不活性雰囲気中で冷却
する工程より成る複合体の生成方法。２４粒状物がコロイド状の350メツシユ（米国）
から1/8インチ（3.175mm）の粒度範囲の混合物で
ある特許請求の範囲第２３項記載の複合体の生成
方法。２５ビヒクルがロジン油、フレオン組成物また
は類似のビヒクルであり、分散液をスクリーン印
刷、塗装、吹付または印刷によつて基体上に付与
させる特許請求の範囲第２３項記載の生成方法。