JPH0312809A - ナノコンポジット基板 - Google Patents

ナノコンポジット基板

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JPH0312809A
JPH0312809A JP1147903A JP14790389A JPH0312809A JP H0312809 A JPH0312809 A JP H0312809A JP 1147903 A JP1147903 A JP 1147903A JP 14790389 A JP14790389 A JP 14790389A JP H0312809 A JPH0312809 A JP H0312809A
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phase particles
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Koichi Kugimiya
公一 釘宮
Mitsuo Satomi
三男 里見
Takeshi Hirota
健 広田
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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、電子材料や構造材料等の産業分野に広く応用
出来る高剛性無機質ナノコンポジット基板材料に関する
。
従来の技術 従来より樹脂とセラミックや金属とセラミック等の複合
体が良く知られている。これらの複合体に於て、前者は
剛性の低い複合体であり、後者は高剛性複合体が報告さ
れている。前者では高剛性が望まれており、後者では母
相となる連続した相の量が圧倒的に多く、母相によって
隔離された粒子間の距離が大きい。粒子が３ヶ以上あう
三角点の面積が多く、強度等の各種の特性は低い。基板
としての特性の改良が望まれている。
発明が解決しようとする課題 従来より２種以」二の粒子を混合して焼成、ないしは樹
脂で接着する事によって、複合体を形成する技術が知ら
れており、勾°相中に異質の粒子の含まれた複合体が知
られている。強度も低く、無機質以外の気孔や樹脂質の
量は１０〜５０％に及んでいる。基板としては使い難い
。磁気ヘッド基板としてはＴｉＭｇＮｉ基板の様な材料
が多用されているが、複合性の為の粒界での摩耗段差や
高い電気抵抗に難点が有り、その改良が望まれている。
又、アルミナ等のＩＣ基板では高い熱伝導性が、上記磁
気ヘッド基板では大きな熱膨張率と同時に耐摩耗性、合
金ヘッド月利と相性の良い事が望まれている。さらに樹
脂製の基板についても耐熱性、絶縁性、良熱伝導性が同
時に望まれている。
この様な事から、例えば、金属の様な強度や加工性を持
ち、電気絶縁体である様な特異な性質を有する基板飼料
の出現が望まれている。
課題を解決するための手段 第１の物質と第１の物質とは異系列の材質よりなる第２
の物質の少なくとも２種の物質からなる微小粒径複合体
よりなり、前記第１の物質からほぼ形成された母相粒子
の周辺を、少なくとも前記第２の物質が別の極薄い相を
形成しほぼ全面を覆っており月つ前記第１の物質よりな
る母相粒子間をほぼ隔離するとともに、高剛性無機質で
気孔率が５％以下であるナノコンポジット基板を構成す
る。
作用 気孔率が小さい事から強度は大幅に向上し、無機質が主
体である事から耐熱性は非常に高い。第１の物質と第２
の物質が平均的に混合分散されている場合には両者の平
均の様な特性が得られるが、本発明では、その特殊な構
成により両者を掛は合わせた様な非常に特異な特性が得
られる。場合によっては、９９．９％金属でありながら
絶縁体や絶縁体に近い特異な材料が合成される。
実施例 本発明によれば、金属や酸化物窒化物等の様な物質の、
且つ、強度の大きい有機物でない第１の物質と、第１の
物質とは異系列の材質からなる第２の物質の、少なくと
も２種の物質からなる微小粒径複合体からなるナノコン
ポジット基板材料を形成する。そのナノコンポジット基
板材料においては、第１の物質からほぼ形成された母相
微粒子の周辺を、少なくとも第２の物質が別の極薄い相
を形成しほぼ全面を覆っており、月つ第１の物質よりな
る母相微粒子間をほぼ隔離している。
さらに、第１の物質を金属材料、第２の物質を誘電体材
料より構成することにより金属的性質と誘電的性質を合
わせ持った特異な高剛性無機質ナノコンポジット基板材
料を得る。
これらの新しい材料は、例えば第１の物質より成る母相
微粒子の周辺をほぼ覆う様に第２の物質の薄層を形成す
る工程と、少なくとも前記２種を含む微小粒径複合体の
成形工程と、さらにその成形体を高密度化する工程を少
なくとも経る事によって製造する事ができる。この時、
−軸性の加圧力を加える事によって偏平な粒子形状を実
現でき、特異な特性を実現出来る。これらの結果、三角
点の面積は大幅に減少している。又、この結果、各種の
特性の改善が実現された。
以下に限定的でない実施例を示す。
アルミ金属粉体、その平均粒径１５μｍをとり、３００
″０２時間５％酸素雰囲気中で酸化処理を行なった。成
形後５００°Ｃ５００気圧０．　５％酸素雰囲気中でホ
ットプレス焼結を行なった。得られた高剛性無機質ナノ
コンポジット材料は、アルミの約２倍の硬度を持ち、テ
スターで測定した抵抗値は２０ＭΩ以上を示した。気孔
率は５％以下になっていた。三角点の面積は約３％であ
った。尚、本材料の場合には窒素中にてホットプレスし
た所、抵抗は約６０にΩになっており、焼結時の酸化が
有効に働いているのが示された。硬度が高い為に加工抵
抗性が増しているが、従来のアルミの様に加工される。
なお、この時にホットプレスを一軸性にする事により球
状に近い形状が２＝　１以上の偏平状に変形した。圧力
と一軸性を調整する事に依ってさらに偏平度を変化させ
る事ができ、１０：　１種度まで実現できる。この時、
気孔率は１％以下となり、又、三角点の面積は０．５％
以下となり改善が認められた。この様な材料は、硬度異
方性や耐摩耗異方性ををしている。特に偏平な面に沿っ
ての加工が容易である。さらに偏平である為に偏平な面
では粒径が小さくなり、下記のようにプリント基板とし
ての利点が生じる。
本アルミ粉体に＋　　ＴｉＨ微粉を混合し、ボールミル
によって８０時間混合し、アルミ粉の表面修飾を行なっ
た。得られた複合粉体を５５０°Ｃ窒素中にて処理し、
表面を窒化物に変成せしめた後に、成形してホットプレ
ス焼成４００°Ｃ５００気圧を行なった。この結果、ア
ルミ材に比較して硬度が約１．５倍、抵抗値が２０ＭΩ
の高剛性無機質ナノコンポジット材料が得られた。
以上の本発明による材料は、アルミにほぼ近い良好な熱
伝導性を示し、発熱体の基板に最適である事が示された
。その優れた熱伝導性を応用してＩＣ基板に適用できる
。しかもアルミ金属と異なり、電気絶縁性は高く全く問
題は無い。また、プリント基板にも問題なく適用でき、
金属の耐熱性、剛性を示す優れた基板を提供出来る。配
線間隔が粒径の１５μｍに近い場合には、アルミの粒径
をさらに細かくする事で対応出来る。
アルミ金属粉体、その平均粒径５μｍをとり、３００℃
２時間１％酸素雰囲気中で酸化処理を行なった。成形後
５００　’Ｃ５００気圧０．５％酸素雰囲気中でホント
プレス焼結を行なった。得られた高剛性無機質ナノコン
ポジット材（３１は、アルミの約２倍の硬度を持ち、抵
抗値は２０ＭΩ以上を示した。気孔率は４％以下、三角
点の面積は２゜５％以下になっていた。尚、本材料の場
合には窒素中にてホットプレスした所、抵抗は約２０Ｍ
Ω以上になっており、粒径の小さい物では絶縁の取れ易
い事が認められた。
次に熱膨張係数の大きな金属を磁気ヘッド基板に適用す
る例を述べる。酸化物は耐摩耗性はあるが絶縁体であり
、熱膨張係数も一般に小さく選択の余地が少ない。
ステンレス粉体（７μｍ平均粒径）を９００°Ｃ２時間
龜　１％酸素中にて先ず酸化し、８５０°Ｃ１０００気
圧２時間の高圧ホットプレスを行なった。得られた高剛
性無機質ナノコンポジット基板材料はＩＯＫΩの電気抵
抗を示し、帯電などの問題の無く、耐摩耗性にも優れて
いる事が分かった。
その他の特性はほぼ元のステンレスの特性を示しており
、磁気ヘッド基板として優れた特性を有していた。従来
では金属材料はヴイデオ用の磁気ヘッド基板に使用され
るとは考えられていなかった。
その他の材料に於いても同様の効果が期待出来る事は云
うまでもない。
発明の効果 本発明によれば、気孔率が小さく、シかも三角点の面積
が非常に小さい事から強度等の各種の特性は大幅に向上
し、無機質が主体である事から耐熱性は非常に高い。ま
た、その特殊な構成ににり第１の物質と第２の物質を掛
は合わせた様な特性や、予想外の特異な性質が得られる
。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　第１の物質と第１の物質とは異系列の材質より
    なる第２の物質の少なくとも２種の物質からなる微小粒
    径複合体よりなり、前記第１の物質からほぼ形成された
    母相粒子の周辺を、少なくとも前記第２の物質が別の極
    薄い相を形成しほぼ全面を覆っており且つ前記第１の物
    質よりなる母相粒子間をほぼ隔離するとともに、高剛性
    無機質で気孔率が５％以下であることを特徴とするナノ
    コンポジット基板。
  2. （２）　第１の物質が金属材料、第２の物質が誘電体材
    料より成ることを特徴とする請求項１記載のナノコンポ
    ジット基板。
  3. （３）　第１の物質と第１の物質とは異系列の材質より
    なる第２の物質の少なくとも２種の物質からなる微小粒
    径複合体よりなり、前記第１の物質からほぼ形成された
    偏平な形状の母相粒子の周辺を、少なくとも前記第２の
    物質が別の極薄い相を形成しほぼ全面を覆っており且つ
    前記第１の物質よりなる母相粒子間をほぼ隔離するとと
    もに、気孔率が５％以下であることを特徴とするナノコ
    ンポジット基板。
JP1147903A 1989-06-09 1989-06-09 ナノコンポジット基板 Pending JPH0312809A (ja)

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