JPH078439B2 - 熱融性金属粉末用鑞ペ−スト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ろう（鑞）ペースト用ビヒクル（vehicle）
及び熱融性又は焼結性金属粉末に関する。そしてビヒク
ルは、軟ろう（ハンダ）による接合、浸潤、金属体の表
面処理又は成形のための金属を含有するペーストを作る
ことに特に有用である。

発明の背景と従来の技術 熱融性金属粉末を含有するペーストを用いて、各種の金
属部品を製造し、接合し、浸潤し又は被覆する作業は、
もし金属が加熱されたが溶融する以前の状態にある時、
金属粉末を含有するペーストが、抑制された熱間スラン
プ性（controlled hot slump）を発揮すれば、換言すれ
ば、もし金属粉末が、ペーストの落下付着した（deposi
t）基体上の場所から実質的に離れず留つていたら、能
率よく実行することが出来る（特にオートメーシヨン設
備において）。

なお、本発明において熱間スランプ（性）とは次のよう
な現象をいう。銀ろう接などにおいて、加熱溶解された
半田づけ用ペースト（軟ろうペースト）は、支持体（被
着体など）の表面の所定の位置に、所定のせまい形状
（たとえば、線状または点状の）を保っていることが必
要である。しかしながら、加熱溶融された軟ろうペース
トが、とびちったり、流れたり、拡がったりして、たと
えば線同士が付着して面積が拡大したり、および、点が
その面積を拡大して大きな面となったりして、所定の形
状とならなかったりし、また、所定の位置から離れたり
することが多いが、このような現象をホットスランプ
（熱間スランプ（性）という。此の重要な性質は従来の
金属粉含有ペーストでは得難いものであつたが、本発明
のビヒクルとペーストはそのような性質を発揮するもの
である。

意図している接合点、細孔中への流入、又は銅或は鉄ベ
ースの金属部品の接合のような意図した接合を形成する
ための流れ、鉄粉末のような金属粉末焼結物の多孔中へ
の浸潤は起こすが、これら以外の溶融金属の流れを防止
すること（一般的拡散をなくすこと）、或は電子部品を
プリント回路又は混成回路基板に接合するに当り、取付
け部品に表面短絡を起さないようにすることは、更に所
望される性質である。本発明の製品は溶融金属に望まし
い流れの制御を実現することが出来る。同時にエレクト
ロニツクス分野のろう材では、その組成は無機塩のよう
な腐蝕性の成分を含んではならない。

金属ろう接は、銅主体の合金は銅元素の粉末ペースト、
或は、銅を含有する“銅ハンダ”を用いて行うことが出
来る。表面の処理、例えば金属表面を硬化材で被覆し、
肉盛り（build up）する処理は、種々の金属、合金粉
末、例えば銅、銅主体、コバルト主体又はニツケル主体
の合金、ステンレススチール、表面硬化合金を用いて行
うことが出来る。表面硬化において、金属粉末は、通
常、金属の（溶融）液相焼結がおこるマッシュ（やわら
かい塊の）状態になるまで加熱される。従って表面硬化
（金属）粉末は、焼結可能（sinterable）でなければな
らない時には、これらのペーストは粒状の耐火材料、例
えばアルミナ、シリコンカーバイドを耐摩性向上のため
に含有する。多孔性の金属粉末成形体、例えば、鉄粉末
成形物、への浸潤には、その細孔を金属で満たすような
熱融性が必要となる。そのようなペーストは通常、銅主
体で少量の鉄、例えば、0.01−６％重量を含有する。多
くの場合、少量の耐火性付与材料が混用される；耐火性
材料は作業終了后、除去可能な表面残渣として留まる。
又、金属部品を作るための射出成形のような成形用途で
は、ペーストビヒクル中に種々の金属粉末を加えること
が出来る。此処における成形されたペーストは、ペース
トから成つており、加熱して焼結物を残すようにする。
能率と経済的理由で、ビヒクルの重量割合は通常金属粉
末の重量に比べて小さい。

軟ろう（ハンダ）ペースト（通常、融点400℃以下、好
ましくは330℃以下）は、錫と鉛を含む；銀は少量の錫
と合金にされるが、これはエレクトロニクス、例えばマ
イクロエレクトロニクスの結線の用途の場合である。軟
ろうペーストは現在広く産業界に広がりつつある、その
主な理由は、ペーストは自動化生産や基体へのスクリー
ン印刷には、従来の人手によるハンダコテ、フラツクス
と鉄ゴテが分離したもの、又はハンダ線（芯にフラツク
スを含んだ線状ハンダ）と鉄コテの組合せよりも受け入
れ易い故である。又従前の金属粉末を含んだペーストの
組成配合は、フラツクス乃至表面事前処理剤についての
従前の作業慣習に大きく左右されていた。これらは有機
酸、例えばロジン酸；無機塩、例えば塩化亜鉛、塩化ア
ンモニウム、ホウ酸塩を無視出来ない割合で含み更にロ
ジン主体のフラツクスを含有していた。

従来の軟ろう（ハンダ）組成は、幾つかの点で満足すべ
きものではなかつた。第１に無機塩成分がフラツクス中
にあつた為に、基体金属へ腐蝕性を与えるようになり、
又、突沸蒸発（spattering−軟ろうペーストが加熱され
た際に、その中に含有されていた水分が急激に蒸発して
軟ろうペーストが突沸状態になり、液状の軟ろうが飛散
する現象をいう）の原因となる水和結合している水を導
入する原因となつた。この問題はロジン主体のフラツク
スを用いることで大きく減退した。しかし、ロジン主体
のフラツクス、又はビヒクルはろう粒子を、その加熱状
態にある落下付着点から大きく動かしてしまう欠点があ
る；又その種のフラツクスは、突沸蒸発（spattering）
とろう結点の周りに暈（カサ、halo）を残す“ぬれ不
良”を度々起こす。又、そのハンダペーストは多数の細
球となつて広がる、即ちろうの個々に分裂した小さなボ
ールが出来るのである。この現象は非常に不所望なこと
であり、印刷回路基板では絶縁状態になくてはならない
部位を電気的に導通する悪結果を招くことになる。

ハンダ組成を改良した具体例では、多価アルコール、例
えば、グリセリンに溶かしたアルカリがフラツクス剤と
なりハンダ性能（solderability）を改良するようにな
つている。最良の結果を得るためには、ハンダ金属粉末
と共に、スランプ抑制配合剤及び無機塩不含有フラツク
スを組合わせることである。そのようにすれば、非腐蝕
性であり、取り扱い作業に容易である。スクリーン印刷
にも容易に適用し得る。そして従来の組成で起つた欠
点、即ち水分の発生による突沸蒸発現象、ハンダ球によ
る架橋導通、腐蝕、ぬれ不良、強固な残渣、過度の酸化
によるろうの溶融不良等、は本発明の含金属ペーストに
ついては認められない。尚、此処に云う“無機金属塩”
はランゲ（Lange）著、“ハンドブツク・オブ・ケミス
トリー”第10版、209−333頁に所載の金属又はアンモニ
ヤ塩である。ろうペーストの利用を更に理解するには、
“テクノロジー オブ エレクトロニツク グレード
ソルダー ペースト”テイラー他、ソリツド ステート
テクノロジー、1981年９月、127−135頁が参考文献と
なる。

１つの従前のペースト組成は、クノスによる米国特許17
72952号に開示されている。此のペーストはろう金属粉
末、アミン及びバインダー又はワセリンのようなビヒク
ルを含有している。しかし、これらの組成は、現在、電
子工業で要求されているスランプ抑制作用を有していな
い。1950年１月３日付、ウイリアムスの米国特許249337
2は、金属粉末（例、錫−鉛）、塩フラツクス、Ｃ、
Ｈ、Ｏを含有する物質等を包含するペースト組成を開示
している。米国特許3954494（1976年、５月４日付）
は、ワツクスフラツクス組成物を開示している。米国特
許804664はワセリン−グリセリン−無機塩フラツクス系
に錫−鉛金属粉末を含有させたペーストを示している。

粉末ろう、樹脂、アミノ酸エステル塩及び溶媒を含有す
る別のハンダペースト組成物は、1962年11月27日付の特
許3065538（メルチオール等）に述べられている。又、
ジヨンソンの特許3073270（1963年１月15日）は別の水
性ペースのろう組成物を示している。

従来のろうペースト組成物の他の例は、1975年12月９日
付の特許3925112（ピーターセン）である。この特許
は、水溶性ヒドラジン塩を２−30重量部含有する水性相
（aqueous phase）とペトロレタムとワツクスの混合物
５−50部を含有する油性相（oil phase）を含有するエ
マルジヨン化した自己洗浄ろうフラツクスに関する。更
に、水溶性ヒドラジン塩２−30重量部、植物性ガムシツ
クナー５重量部以下、湿潤剤及び平衝水から成る水性液
についても述べられている。

米国特許4273593（マストランジロ、1981年６月16日
付）に開示されている別の従前のペースト組成は、ろう
金属粉末とビヒクルを含有している。ビヒクルはヒドロ
キシプロピルセルローズとグリセリン混合物及び／又は
水及びポリアルコキシアルカノールの混合物との混合体
である。

此処に新しく発見された本発明の粉末金属ペースト用の
ビヒクルは、スランプ抑制剤として常態では（normall
y）非水有機液体、これは通常好ましくは多価アルコー
ル類を含有する実質的に非水ビヒクル媒体であり、その
特徴とする処は、該有機液は、43ダイン/cm（20℃）の
最低表面張力と、通常43乃至65ダイン/cm又はそれ以上
の張力を有することである。このビヒクル系は金属含有
ペーストにスランプ抑制作用をもたらし、更にペースト
がろう金属粉末の融点に向つて加熱される間、例えば11
8℃乃至235℃において、落下付着したペースト（deposi
t）の形状は実質的に金属の溶融迄維持される特性を有
する。後出第１表から判るように、43ダイン/cm以上の
表面張力を有する非水液が本発明のビヒクルで用いられ
るが、ポリオールが最も実用的なスランプ抑制剤であ
り、以下本発明は便宜のためポリオールを例として説明
する。

上記のビヒクルは望ましくは炭化水素のような低表面エ
ネルギー物質を含有する。固体又は半固体（例、グリー
ス状）の炭化水素は溶融しそして落下付着体の周囲の基
体を湿潤するが、金属粒子を殆ど移動させない。明らか
に、スランプ抑制作用成分は留止し粉末金属に対して凝
集力を生じさせる。炭化水素は15℃以上の融点をもつも
のが好ましい、しかし或る場合には、ヘキサン、シクロ
ヘキサン、トルエン、或いはそれらの混合物（例、ミネ
ラルスピリツト）のような常態では液体状の炭化水素も
使用し得る。高表面エネルギー物質は加熱状態では粒子
をその位置に留めるためのバインダーとして作用する。
又、炭化水素は他の残渣物と一緒に、結合点又はその周
囲から外へ、容易に除去できる。尚、炭化水素は単独で
は、含有している金属粉末に対してスランプ抑制作用を
付与する能力はない。スクリーン印刷用に採用される好
適な金属粉末組成物では、ぬれ不良現象は観察されな
い。驚くべきことには、溶融後においても、金属はハン
ダ適用点から他へ移動しようとしない。勿論、軟ろう
（ハンダ）組成物では、フラツク剤は必要である。フラ
ツクス剤は基体表面を清浄にし、金属及びハンダ粒子を
結合し、温度が溶融点近くに上昇する時のハンダ粒子上
酸化被膜の生成を防止する。

金属含有ペーストについてスランプ抑制、腐蝕防止及び
突沸蒸発（spattering）防止という望ましい性質は、発
明者の知る限り、これ迄の組成物について知られていな
い。他の添加物も後記するように加入させることが望ま
しい。本発明のペーストは、水分については、良品質の
テクニカルグレードの原料に混合している偶発的な不純
物として無視し得る水以上には含有していない。水は慎
重に水和物としても加入させない、即ち本発明のペース
ト及びビヒクルは実際上“非水性”である。本発明のも
う１つの発見は、高表面張力液体（例、ポリオール）が
１つのビヒクル成分又は多成分ビヒクル（例えば、炭化
水素を含む）の１部となり得ることである。ペーストが
落下される基体自体は高温スランプ抵抗には実質的に効
果をもつていない。

発明の要約 簡単に述べると、本発明は非水乃至無水の無機塩不含有
の金属粉末ペースト組成物であつて、金属粉末が大部分
を占め、小部分は、20℃において43ダイン/cm以上の表
面張力を有する非水液、好ましくは炭素数２乃至８を有
し43乃至65ダイン/cm（20℃）又はそれ以上の表面エネ
ルギーを有するポリオールを含有するスランプ抑制剤を
含有するペーストビヒクルである。これらのペーストは
ペースト用ビヒクル成分である炭化水素を包含すること
が好ましく、軟ろう（ハンダ）組成分では、フラツク用
成分が包含される。

金属又は合金の作用を拡大するために、１つ又は複数の
界面活性剤、１つ又は複数の縮合又は融環脂肪酸（例、
コリン酸、アビエチン酸、ロジン酸）更に１つ又は複数
の可塑剤（例、ジ−ｎ−ブチルフタレート）などのその
他成分を加入してもよい。粉末ハンダ合金を含むペース
トは、使用された場所で光沢ある凝集性の（例えば、凝
結性の）ハンダプールを形成する。

発明の詳細な説明 粉末金属又は合金を主要部分として包含しているペース
ト組成物のスランプ現象は、炭化水素又はその混合物
（例、ペトロレタム）及びポリハイドリツク化合物
（例、グリセリン）、及び苛性ソーダを含有する独自の
組成物によつて有効に制約される。融点が最低15℃であ
り、金属の融点より低い炭化水素及び多価アルコール
（例、ジ−、トリ−エタノールアミン、グリセリン、ペ
ンタエリスリトール等）を併用することはペーストの形
状を基体表面に落下した時の当初の形（profile）をそ
のまゝ維持することに有効である。ハンダペーストはフ
ラツクスを必要とする。熱融点において、上記の本発明
の組成物中の金属は流散せず、点開せず、全体が溶ける
以前に金属のとけた小球が生成しない。多価アルコール
又はポリオールのみでも、金属又は金属合金を主要量と
して含有するペースト組成物に、此の性質を付与する能
力があるが、そのような組成物は高融点の粉末金属につ
いては有効であるが、適当な炭化水素稀釈剤と非腐蝕性
フラツクスを必要とする軟ろう（ハンダ）組成物として
は不満足なものである。

ろうペーストを作るには、既述のベヒクル部分を粉末金
属に混ぜて、ペースト重量基準で金属が75乃至約93％の
範囲、望ましくは80乃至90％、更に望ましくは粉末金属
85％となるように混合する。粉末金属の粒径は望ましく
は、静置した高粘体（20000乃至200000cps、ブルツクフ
イールドNo7スピンドル、20rpm）の場合内のビヒクルか
ら析出しない程度である。一般に、ハンダ組成物では、
粒子径は100メツシユ以下（米国標準篩）、望ましく
は、−200＋400メツシユである。粉末金属が種々の大き
さ及び／或は形状の混合物であることは、レオロジー的
性質等これらの使用時の他のペースト特性に好都合であ
る。ハンダ粉末粒子は、２つの形、即ち不整形と球形で
利用出来る。球形が望ましいが何れかの形又は両者混合
であつてもよい。常態において液体の炭化水素希釈剤
（例、トルエン）を用いる場合、ハンダ粒子の粒径は析
出を防止するため約10ミクロン以下にすべきである。代
表的な金属ろう接（又は“銀ハンダ”）ペーストでは、
−150メツシユの部分が金属粉末の約65−75重量％を占
め、浸潤用ペーストでは−100メツシユの部分が80−90
％、表面処理用では−100乃至−200メツシユが60−90
％、又成形用ペースト（射出成形の場合）では−400メ
ツシユが85−90％を占めるようにする。上記何れの場合
もビヒクルを加えて100重量部にする。金属粉末中で異
つた大きさ及び／又は粒子形状の混合物であることは、
使用時に所望のレオロジー及び他のペースト特性を達成
するに有利である。

ビヒクルとペーストの調製は、従来の撹拌混合手段で遂
行出来る。加温することも、必要又は所望に応じ、可能
で、配合成分を溶解、又は溶融し、それらを非常に緊密
な分散状態にするか、又は最終的にペースト特性を有す
る金属性格の粉末と混合するための準備とする細かな状
態の分散未完了成分で多相成分散を作ることを促進す
る。軟ろう（soft solder）の好適な組成物は、更にフ
ラツクス剤、選択によつては活性剤、選択によつては有
機カルボン酸、又選択によつては稀釈剤（例、可塑剤及
び／又は溶媒）を加入する。これらの成分の各々は以下
に説明し、その後に、金属、金属合金について説明し、
次いで一般的製造技術と実施例を示す。

炭化水素成分 炭化水素は軟ろうペーストのペースト形成ビヒクル成分
として好適な成分である。弗化炭化水素又は塩化弗化炭
化水素は一部又は全部の炭化水素を置換するために用い
ることが出来る。有用な炭化水素の融点は概ね室温以下
から常態固形の範囲にわたる。例えば18乃至60又はそれ
以上の炭素を含有し、融点が28℃から100℃の範囲の石
油炭化水素ワツクス。有用な炭化水素は非常に低い灰分
又は固形残渣含有量を有し、溶融すれば流れ、昇華する
か、又はハンダの融点（例、330℃）以下の温度で熱分
解する。灰量又は融点で残留する炭化水素残渣は0.5％
以下、好ましくは0.1％以下でなくてはならない。有用
な炭化水素は脂肪族、芳香族、又は脂肪一芳香族混合、
又はそのような特性を有するものの嵌合物である。又種
々の炭化水素（例、オクタデカン、ミネラルスピリツ
ト、パラフインワツクス）及びペトロレタム（例、ワセ
リン）を含有してもよい。常態では固体又は半固体の合
成炭化水素の例としては、商業的に入手し得るポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリ（エチレン−プロピレ
ン）、ポリブテン、ポリ（エチレン−スチレン）、環球
法で15℃から130℃の軟化点を有する水添非極性高分子
炭化水素、分子量が約1500以下、特に1000以下のポリマ
ー、水添ポリターペン、等がある。発明者の知る最良の
物はペトロレタムである。ハロゲン化炭化水素（例え
ば、フルオロカーボン、クロロフルオロカーボン）も同
様に使用し得る。それらは作用温度の範囲では比較的不
活性である。

“ペトロレタム”は非直線固形パラフイン炭化水素及び
高沸点液体パラフイン炭化水素から成り、液体パラフイ
ンの大部分がミセル内に保持されている公知のコロイド
物質である。ペトロレタムの化学及び近代製造方法を含
む詳細な歴史的説明はドラツグアンドコスメチツクイン
ダストリー、89巻、36−37、76、78−80及び82、７月19
61年に所載されている。“薬品及び化粧品のためのペト
ロレタム”シンドラー。ペトロレタムの代表的性状は、
黄色乃至アンバー又は白色の半固形、油状物（unctous
mass）、実質的に無臭無味。比重:0.820−0.865（25
℃）、融点:38℃−54℃、屈折率（η）6010:1.460−1.4
74。商品名；ワセリン、コスモリン、スタノレン、ペネ
コ等。ペトロレタムは商業的入手し得るが、又石油ワツ
クス又はパラフインワツクスを加えて球形にしたもの
（例、マイクロクリスタリンワツクス）としても入手可
能。炭化水素成分はビヒクル系の10乃至90重量％又はろ
うペーストの0.7乃至22.5％の範囲で利用される。表面
エネルギーが43−65ダイン/cmの非水有機液体は、本発
明の金属ペーストのスランプ抑制特性のためには必須で
ある。水は硫酸と同様に高い表面エネルギーを有する
が、これらの物質は高温度での突沸蒸発性（spatterin
g）や反応性のため満足すべきものではない。

スランプ抑制システム 上述のように、粉末金属ペーストのホツトスランプ抑制
能力、即ち軟化溶融時の流出の抑制能力は、成形、キヤ
ステイング、浸潤、被覆のような種々の利用、及び近代
的マイクロエレクトロニクス作業及びシルク、ステンシ
ル・スクリーンにハンダペーストを用いる場合には必須
の要件である。そして此処に発見されたことは、上記で
定義された炭化水素、特にペトロレタムと、20℃で43ダ
イン/cm以上の表面張力を有する非水有機液、特に２乃
至６個のOHグループを有し且つ20℃で43乃至65ダイン/c
m又はそれ以上表面張力又はエネルギーを有する多価ア
ルコール（１種又はそれ以上）を結合して使用すること
は、良質のペーストを作り、金属粒子のスランプ現象を
防止するに有効である。炭化水素単独では金属粉末組成
物に対して、何らの改良効果ももたらさない。非水有機
液単独でも充分な抗スランプ性は得られるが、軟ろう
（ハンダ）の場合に、不十分である。ハンダペーストは
フラツクスを必要とし、近代エレクトロニクスでの利用
で必要とする非腐蝕性を得るには、フラツクスは無機塩
（例、Zncl₂、NH₄cl、ホウ酸塩）であつてはならない。
これらは高度に水和しており、水分の突沸を起こす。

本発明の抗スランプ剤は一般に極性物質である。

上記の併用結合が抗スランプ性となる詳細なメカニズム
は現在不詳である。

後出第１表に、スランプ抑制に有用な非水有機液の種類
を例示する。

本発明で有用なポリオールは脂肪族で、常態で液体又は
例えば170℃以下のような、比較的低融点のものであ
り、具体例として、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコ
ール、ソルビトール、マンニトール、トリメチロールエ
タン、トリメチロールプロパン、ジエタノールアミン、
トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール、エリス
リトールが挙げられる。これらのポリオールは炭化水素
と共働（coact）する、特に水の不存在で又細粉砕され
た金属の存在下で、熱間スランプを抑制し、満足すべき
ペースト媒体作用を示す。フラツクス剤は、分離された
成分（例、苛性ソーダ）又はポリオールの一部（moiet
y）、（例、トリエタノールアミン、ジエタノールアミ
ン）として存在すべきである。第２級又は第３級アミン
グループはフラツクスとして適当である。ポリオールは
一般に炭化水素に不溶である。液体ポリオールは量的
に、ビヒクルと粉末ろう金属組成物の重量に対して約0.
5％乃至10.0％を占める。

粉末金属88.9％を含む種々の物質の比較試験は、表面エ
ネルギー又は表面張力についての制限の有意性を明かに
している。

下記の第II表は、“抗スランプ剤”を、唯一のビヒクル
として用いるろう組成物に対する熱間スランプ効果を示
す。

下記の第III表は、選択したポリオールと他の添加物に
よる熱間スランプ抵抗に対する温度の効果を示す。

フラツクス・システム 既述のように、本発明ではハンダペースト組成物には必
ず非腐蝕性無水性フラツクスシステムが存在する。フラ
ツクスは、炭化水素／ポリオール系に溶解又は分散した
単一の化学物質（specie）であつてもよい。そうでなけ
れば、フラツクスは、炭化水素／ポリオール系に溶解、
又は分散した複数フラツクス剤を包含するものであつて
もよい。最良の結果はアルカリ又は塩基性反応フラツク
ス剤、特にアルカリ金属水酸化物で得られて来た。そし
てそれらはポリオール中の溶液として、又モノハイドリ
ツク、ポリハイドリツク・アルコールのアルコレートと
して例えば、ポリオールに溶かしたメチル、エチル、イ
ソプロピルアルコール、或いはポリオールのアルカリ金
属塩（例、ソジウムグリセレート）。

アルカリ金属水酸化物は、好適な非腐蝕性フラツクス剤
であり、ビヒクルの重量比で約0.1−５％、特に0.25−
3.5％の範囲で効果がある。液状ポリオールはビヒクル
の重量比で約0.5−75.0％、特に40％程度を占めること
が出来る。ろうペースト全体をベースとして、ポリオー
ル量は約0.3から18.8％の範囲にある。本発明で有用な
アルカリ金属水酸化物としては、推せん性の大なるもの
から順に記すと苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化リチウ
ム、水酸化セシウムがある。このようなアルカリ金属水
酸化物は、多価アルコール又はその混合物中で制限され
た溶解性を有し、溶解性の限度又はその近傍の濃度
（例、ポリオールに対して約10％以下）で用いられる。
既述のように、アルカリ金属のアルコレート（例、ソジ
ウムエチレート）として、ポリオールに溶解しているか
又は十分分散しており、アルコレートは水酸基に等価な
量となつている。多価アルコールの例としては、グリセ
リン（好適な例）、エチレングリコール、ジエチレング
リコール、プロピレングリコール、ソルビトール、マン
ニトール、ペンタエリスリトール、エリスリトール等、
２乃至６個のOHグループを有するものがある。苛性ソー
ダ／グリセリン溶液は特に有効であり、単独でフラツク
ス剤として用いることが出来るが、又アルカノールアミ
ン（例、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン）
と併用して、本発明のペーストに対する有用なフラツク
ス・システムとなる。

有用なフラツクス成分は、ビヒクル中のアミン成分とし
て得ることが出来る。此の成分の場合には、例えばビヒ
クルに対して重量比が例えば約２−40％、好適には３−
10％のように広い範囲で有効である。この化合物の中心
的官能グループは、 である。

尚、上記のＲ、R₁、R₂は、水素、アルキル、アルキレ
ン、シクロアルキル、シクロアルキレン、カルボキシア
ルキレン、アミノアルキレン、ヒドロキシアルキレン、
カルボニルアルキル等であり、Ｒ、R₁、R₂の中の２価以
上は水素にならない。上記中アルキル、シクロアルキル
・グループは炭素数１乃至30を含有することが出来る。
アミノ基部分は１乃至３個のアミングループを持つてい
てもよい。特に有用なアミン化合物のグループは、モノ
−、ジ−及びトリメタノールアミン；モノ−、ジ−、ト
リエタノールアミン；モノ−、ジ−、トリプロパノール
アミン、及びモノ−、ジ−、トリアルカノールアミンの
混合物である。アルキル及びシクロアルキルアミン、特
にC₂−C₁₈モノ及びポリアミン（例、トリエチルアミ
ン、トリ−イソプロピルアミン、ジエチルアミン、モノ
−ｎ−ブチルアミン、プロピレンジアミン、シクロヘキ
シルアミン、シクロプロピルメチルアミン、テトラメチ
レンジアミン、ロジンアミン、シクロヘキシルアミン塩
酸、シクロヘキシレシアミン、ジアミノエチルアミン、
ジアミノプロピルアミン他）。従つて、本発明に有用な
アミノ化合物の種類と形態は、非常に広く又実施例中の
結果もフラツクスに対しては合理的な均等物であること
を示す。アミジノ、グアニンジノ・フラツクス剤、好ま
しくは脂肪族が本発明の目的に対して有用なアミン化合
物と考えることが出来る。芳香族アミンは、効力を示す
が、毒性があり、好ましくない。同様に、ピリジン系の
物質、例えばピリジン、ルテジンは、強い悪臭を発し、
好ましくない。しかし此処では効力のあるアミン類似物
と考えることが出来るであろう。好適なアミンはアルカ
ノールアミンである。また塩基系を補充するに有効なも
のは、アミノ酸、特に水溶性アミノ酸、例えば、アミノ
酢酸、ベーターアミノプロピオン酸、（ベーターアラニ
ン）アミノ酢酸、エプシロン−アミノカプロン酸、Ｎ−
メチルグリシン、ベタイン、アルフア−デルタ−ジアミ
ノバレイル脂肪族カルボン酸。従つて尿素、プロピオン
アミド、ブタンアミド、2,2−ジメチルプロピオンアミ
ド、Ｎ−メチルプロピオンアミド、N,N−ベータートリ
メチルブチルアミド、ステロイルアミドも塩基系の補充
剤となる。

その他ビヒクル成分 有機カルボン酸は、フラツクス及び／又はハンダ性能改
良剤として、特に記述の他成分と組合される増補的役割
として、有用である。高沸点（300℃以上）の脂肪族カ
ルボン酸が用いられる。発明者は縮環型酸類、例えばア
ビエチン酸、コリン酸、ロジン酸、重合ロジン酸、水添
ロジン酸、ロジンエステル、不均育化ロジンエステルガ
ム、ウツドロジン、ガムロジン、トール油ロジン、又は
脂肪酸、例えばステアリン酸、オレイル酸等。脂肪アミ
ンや脂肪酸もこの目的に有用である。例えばＮ−動物脂
肪−1,3−ジアミノ−プロパン、３−ジアミノプロパン
ジオレエート等。酸類はビヒクル組成に対する重量比で
0.5乃至10％、又はろうペーストの全配合物をベースと
して、約0.03−2.5％の少量範囲で用いられる。

更に、活性剤が本発明のビヒクルに含めることが有利で
ある。活性剤又は湿潤剤は、アニオン、カチオン、両
性、非イオンの何れでもよいが、非イオンが好ましい。
多くの活性剤が知られているが、本発明ビヒクルでは、
レオロジー特性、保存ライフ安定性、空気ガイドを改良
したり、抑制する。使用量は施行によつて、目的とする
作用に十分な量を定める。これらの成分は粉末金属の分
散及びフラツクス剤を系の表面へ持つて来ることを助成
する。一般に他の成分の何れかに対して10％重量比以
下、又ビヒクルの0.01％乃至５％重量、又ろうペースト
の0.001％乃至4.5％の範囲で用いられる。

具体的な活性剤の例は、アルキルアリルポリエーテルア
ルコール、アンモニウムパーフルオリネテツドカルボキ
シレート、脂肪酸のフルオリネテツドアルキルエステ
ル、アセチレングリコール（これは消泡剤として使用し
得る）、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト等、ろうペーストに用いられる活性剤は一般に使用し
得る。

溶剤及び／又は稀釈剤を本発明のビヒクル組成に含める
ことが出来る。例えば、粉末ろう金属を含有するペース
トをスクリーン印刷プロセスに用いる場合、溶剤は粘度
の調節して、所望の水準にするのに都合よく用いられ
る。溶剤は少くともろう合金の融点温度で、蒸発性であ
ることが望ましい。溶剤は、低分子アルコール、例、エ
チル、プロピル、イソプロピル、ブチル、アミル、シク
ロヘキシル、ターペンアルコール；ケトン、例、メチル
エチルケトン、メチルイソブチルケトン;2−ブトキシエ
タノール−１、エチレングリコール、ジメチルスルフオ
キシド；炭化水素、例、ケロシン、ターペン炭化水素、
ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、ナフ
サ、ミネラルスプリツト、その他エチルアセテート、ア
ミルアセテート等。溶剤として、高沸点で通常可塑剤と
見られているジブチルフタレート、トリクレジルフオス
フエートが含まれる。

溶剤及び／又は稀釈剤の選択は、最終用途、価格、環境
問題、可塑性程度によつて定められる。溶剤又は稀釈剤
は水溶性であつても実質的に水に不溶であつてもよい。
溶剤又は稀釈剤は、基体に適用された系をスクリーン印
刷の場合のように基体状に残留せしめ、その残留物はろ
うペースト組成物となる。

少量の香料、殺菌剤、防黴（ばい）剤、等を所望により
本発明のビヒクルに含めてよい。そのような成分は、ビ
ヒクルの約0.1乃至２％の範囲が通常である。

場合によつては、特に銀はんだ用ろうペーストの場合、
金属ハライド、例えば塩化亜鉛、塩化錫、塩化アルミ、
塩化アンモニウム、を本発明の組成物に含めることが望
ましいことがある。そのような成分はビヒクルに対し重
量比で0.5乃至５％の範囲でよく、金属又は合金で処理
される表面の清浄に有用である。そのような酸化は、除
去されないと、金属間の結合又は被覆の強靭性を損うも
のである。

金属の熱融温度では、既述のすべての有機成分は蒸発乃
至分解によつてろう系から除かれる。

ビヒクルの調製 本発明のビヒクルを最も簡単な調製法は、必要成分を石
油炭化水素成分、例えばペトロレタムの中に混合して機
械的混合を行う方法である。

炭化水素は、もし必要又は所望ならば、加熱溶融して混
合操作を促進することが出来るし、他の成分の加温に資
する。混合物を溶液にする必要はない。ペースト状のビ
ヒクルは不透明で、静置しても実質的に分離が起らない
程度に十分細かく分散した分散相と共にひとつ又はそれ
以上の相を包含している。

これ迄に既述した原料はビヒクルの成分となると考えら
れる。

金属粉末 ペーストを作るため、金属粉末を、それがビヒクル中で
容易かつ安定に分散するように、グラインダー、ボール
ミル、パドルブレンダー、リボンブレンダー等によつて
粉末化する。粉末は20メツシユ篩（米国標準篩）（841
ミクロン）を通過することが必要である。しかし、100
メツシユ（149ミクロン）より小さいことが標準であ
る。大きい粒子は分散が難しくペースト中にサスペンジ
ヨンとして維持することが難しい。多くの用途では、−
150＋400メツシユ（米国標準篩）の範囲の粒子が好適で
ある。多くの目的にとつて、３乃至20部重量の粉末に１
部重量のビヒクルを混合する。発明者は球形粒子のもの
を用いることを選択するが、不定形粒子又はフレークを
用いることも出来る。本発明のペースト組成物は粘度に
ついては、20000cpsから200000cps、ブルツクフイール
ドNo7スピンドル、20rpmの範囲である。好適な粘度は分
散の方法又は接合する材料へのペーストの適用の仕方に
依存する。手こてペーストはより高い粘度の場合に満足
すべきで、自動分散供給、例えば押出し、流出し、吹き
付け或はスクリーン印刷法に適した方法の場合はより低
い粘度が適当である。粘度はそれに加える溶剤、溶剤混
合物及び／又はビヒクルに採用する可塑剤の量によつ
て、或はビヒクルと粉末の比率を管理することで容易に
なし得る。ペーストは多くの場合減圧下でガス抜きを行
う。

金属粉末を既述のビヒクルに混合してペーストにするた
め、又はコア付きハンダ線にするための中空線を押出す
ための有用なろう組成物はよく知られている。多くの代
表的な組成物で本発明に有用な例は、前出のテイラー他
による論文に示されている。一般に、ろう組成物は、約
118℃以上330℃以下の範囲の融点をもつており、錫の他
に鉛及び／又は銀を含有している。他種金属例えば亜
鉛、アルミニューム、ビスマス、カドミューム、ニツケ
ル、インジウムをろう組成物に加えてもよい。

芯付きろう線を作るに当つては、従来のプロセスにおい
て、本発明のビヒクルを芯組成物、例えばロジンベース
のペーストに置きかえればよい。

粉末金属ペーストによる熱間スランプの効果的抑制は、
次記の具体例で示されている。これらの実施例は当業者
に、本発明の原理を具体例に適用すること可能らしめる
ためのもので、本発明の範囲を制限するものではない。
本発明におけるすべての温度は特に断り書きがなけれ
ば、摂氏温度であり、すべての部、％、比率は特に断り
書きがなければ重量によるもので、篩のサイズは米国標
準篩に準拠している。

金属含有ペーストの熱間スランプに対する抵抗試験は次
の手順で行つた。即ちスパチユラでペースト（約直径5m
/mで高さ４−5m/m）の落下付着体（deposit）に相当す
る小塊を銅試験板にとり、次いで、ブラウンコーポレー
シヨン再流動試験器（実際には自動的に移動する熱板）
によつて、室温から熱融点まで1/2分乃至１分間で達す
る。従つて加熱された落下付着サンプルは、目視によつ
て、ビヒクルが消失するに従つて熱融する前に金属の割
れ（collapse）について観察した。熱融する以前に付着
体サンプルの球粒が認め得る割れを起した場合には、熱
間スランプであることが示される。以下に示した例示的
ペーストは何れも認め得る熱間スランプを示さなかつ
た。ろうペーストの場合には、落下付着体からの溶融金
属の拡散も同時に観察された。以下に示す例示的錫含有
のろうペーストは試験板上認め得る拡散を示さなかつ
た；すべて所望の制約された流れを示した。ろうの適用
点からの大きな拡散は、多くの用途、例えばエレクトロ
ニツクス装置の製造における金属ろう接、において不所
望である。

実施例において、ペトロレタムＡと記したペトロレタム
は、ワセリン印の石油ゼリー、ワセリンはチエスボロー
・マニユフアクチユアリング（Chesebrough Manufactur
ing）社によつて家庭用に小売されている米国薬局法の
ペトロレタムである。他のペトロレタムはペンレコ（Pe
nreco）薬局法ペトロレタムで、ペンレコはペンゾイル
（Pennzoil）社の商標；ペトロレタムＢはリーゼント
（Regent）級白ペトロレタム（融点118−130゜F）；ペ
トロレタムＣはロイヤル（Royal）級（融点118−130゜
F）；ペトロレタムＤはアンバー（Amber）級（融点122
−135゜F）である。

以下の実施例では、下記の記号が次記の内容を示すもの
である。

トリトン（Triton^＊）Ｎ−60＝アルフア−（ノニルフエ
ニル）−オメガ−ヒドロキシ−ポリ（オキシ−1,2−エ
タンジイル），（登録No.:9016−45−９）。

＊ロームアンドハース社の商標 アルミン（Armeen^＊）HT＝ビス（水添動物脂肪アルキ
ル）アミン， アルミン（Armeen^＊）RC＝ビス（C₁₄−C₁₆炭化水素アル
キル）アミン， デオミン（Duomeen^＊）Ｔ＝Ｎ−動物脂肪トリメチレン
ジアミン， デオミン（Duomeen^＊）TDO＝Ｎ−動物脂肪トリメチレン
ジアミノジオレエート ＊アクゾナ社の商標 PEG^＊6000DS＝アルフア−（１−オキソオクタデシル）
−オメガ−〔（１−オキソ−オクタデシル）オキシ〕ポ
リ（オキシ−1,2−エタンジイル），（登録No.:9005−0
8−07） PEG^＊6000＝アルフア−ヒドロ−オメガ−ヒドロキシ−
ポリ（オキシ−1,2−エタンジイル），登録No.:25322−
68−３ カーボワツクス（Carbowax^＊）3350＝ポリオキシエチレ
ンワツクス ｎ−ヘキシルカービトル^＊（Carbitol）＝ジエチレング
リコールモノｎ−ヘキシルエーテル ブチルカービトル^＊＝ジエチレングリコールモノブチル
エーテル ＊ユニオンカーバイド社の商標 フルオラツド（Fluorad^＊） FC−340＝液状弗化炭素 ＊3M社の商標 サーフイノール（Surfynol^＊） 104E＝５−デシン−4,7−ジオール,2,4,7,9−テトラメ
チル，登録No.126−86−３ ＊エアプロダクツアンドケミカル社の商標 ドワノール（Dowanol^＊）DM＝２−（２−メトキシエト
キシ）エタノール，（登録No.111−77−３） ドワノール（Dowanol^＊）DE＝２−（２−エトキシエト
キシ）エタノール，（登録No.111−90−０） ＊ダウケミカル社の商標 以下に表記するペーストは非腐蝕性フラツクス成分、金
属粉末、及び他のろう配合成分を石油炭化水素と溶融状
態で混合し、混合物が32℃に冷却された時に他のビヒク
ル成分を加えて混合する方法で作られた。ろう粉末の仕
様は５％最大＋200メツシユ、４％最大−325メツシユ。
フオームレーシヨンは、エレクトロニツクス用ろうペー
ストについて設けられた規準に基いて評価された。従つ
て、例示したペーストの或るものはエレクトロニツクス
用試験の全部に合格しないかも知れないが、それらは他
の用法、例えばコテ（trowel）を用いる用法で接合点を
作る用法に用い得る。例示したろうペーストでは、マイ
クロエレクトロニツクス用のものはろうボールの発生を
見せなかつた。

ハンダ試験では、突沸蒸発は溶融加熱時に観察されなか
つた。又熱間スランプ又はハンダ部分の拡散も認め得る
程度に起らなかつた。即ち、流れを非常によく抑制して
いた。しかも鋼板上にぬれ不良は明瞭に認められなかつ
た。接合点の清浄は、適当な有機溶媒（例、石油ナフ
サ、アルコール）を用いて容易に行うことが出来た。

比較対照のために、先行文献のフラツクス組成物20部
（具体的には、水性ハンダフラツクスエマルジヨンの油
相中の１成分としてペトロレタムを開示している米国特
許3925112の実施例１で用いられているもの）を、本発
明のろう合金粉末80部と一緒に、本明細書に例示したペ
ーストと同様にコンパウンド化した。しかし熱間スラン
プ防止及び熱融ろうの流れ（拡散）防止は認められなか
つた。又かなりの突沸蒸発が認められた。

例132 95部のペトロレタムＡを５部のトリエタノールアミンと
よく混合して金属ろう接ペースト用のビヒクルを作つ
た。このビヒクルの30部を70部の金属銅粉末（−150メ
ツシユ）とよく混合して軟ペーストを作つた。“リフロ
ー”（Reflow）装置を用いて銅試験板上でテストした時
に重大な熱間スランプ現象はみられなかつた。

水平の偏平鉄片の上に一時的にワイヤーで固定して載せ
てこのものから垂直に突出させた鉄片よりなるＴ字型バ
ーを、上記ろう接ペーストをそれら両鉄片の間の界面の
一端部の近傍に適用し、そしてそのようにして形成した
組立体をコンベア炉の中で加熱することによつて作つ
た。この組立て体を1121℃において10−20分間保持し
た。結果は両鉄片の間の良好にろう付けされた接合であ
り、そしてそのろう付け金属は接合部内に毛管現象によ
つて浸入しており、またこの接合部から外部へ広がり出
ることは顕著には認められなかつた。

例133 95部のペトロレタムＡを、93部のグリセリンの中に７部
の水酸化ナトリウムを溶解した透明溶液の５部とよく混
合して金属ろう接ペースト用のビヒクルを作つた。この
ビヒクルの30部を上記例132のものと同様な金属銅粉末
の70部と充分に混合して軟ペーストを作製した。このペ
ーストを上記例132のペーストと同様に熱間スランプ現
象並びにろう接効果についてテストした。重大な熱間ス
ランプは観測されなかつた。得られたろう接結合部は良
好なものであり、そしてこれは上記例132のそれと大体
において類似していた。

例134 前記例132のビヒクルを用いて浸潤甲ペーストを作つ
た。このビヒクルの20部を金属含有浸潤用粉末組成物の
80部とよく混合して粒を含むペーストを作製した。この
試験を行うために鋼粉末よりなる未焼結の多孔質グリー
ンコンパクトを上記ペーストでほゞ6mmの厚さにその全
面を被覆した。このペーストの金属含有浸潤用組成物は
金属銅粉末と、鉄を含有する銅合金の粉末と、グリーン
強度の大きな銅粉末（SCMコーポレーシヨン社のHGS等
級）と、珪素粉末と、及びマンガン粉末との混合物であ
つたが浸潤用組成物は近似的に下記の組成を有してい
た： 銅＝96.7％ 鉄＝1.81％ 珪素＝0.11％ 亜鉛＝0.32％
マンガン＝1.00％ “リフロー”装置を用いる試験に際して付着ペースト部
の熱間スランプは観測されなかつた。上記ペーストで被
覆したコンパンとを1232℃において３時間加熱し、非常
に効果的なコンパクト内の空孔中への浸潤がもたらさ
れ、すなわちこの浸潤用組成物の99％がコンパクト内に
浸入し、そして僅かに１％だけの残留分が残つたがこれ
はそのように浸潤させて焼結したコンパクトの表面から
容易にブラシングにより除くことができた。

例135 例133のビヒクルを用いて浸潤用ペーストを作つた。こ
のビヒクル20部を例134の金属含有粉末状浸潤用組成物
の80部と充分によく混合して含粒ペーストを作つた。こ
のペーストを例134のペーストと同様に熱間スランプ並
びに浸潤作用についてテストした。重大な熱間スランプ
は観測されなかつた。粉末金属コンパクトの浸潤は極め
て良好であつたけれども上記例134で得られたような劇
的に高い効果には達しなかつた。

例136 ビヒクル20部を−80メツシユの316Lステンレス鋼粉末の
80部と充分に混合することによつて軟ペーストを作つ
た。このビヒクルは90部のペトロレタムＡを、93部のグ
リセリン中に７部の水酸化ナトリウムを溶解した溶液10
部と混合することによつて作つたものである。このペー
ストを溶融シリカボートの中に、中央部分から頂部まで
約5mm突出した小さな点状突起を有するずんぐりした円
筒形（よく知られているミルクチヨコレート“kiss"の
形に似ている）に押し出した。次にこのボートを内部に
水素気流が流されている小さな電熱式管状炉の600゜Fの
帯域中に置いた。次にこのボートをこの炉の最高温度帯
域へ向けて４分毎の間隔で約2.5cmづゝ移動させ、そし
てそのようにして約20cm動かし、次いで最後に残つた約
5cmの距離を移動させてその最高温度帯域（約1121℃）
の中へ移し、そしてこゝで８分間保持した。このボート
を管状炉の水素ガス保護された冷却帯域へ12分間の間に
移動させ、そしてその焼結多孔質融合金属部材を室温ま
で冷却させた。この部材の主要部は押し出された時のも
との形を維持しており、そして重大な熱間スランプは見
られなかつた。唯上記“kiss"の点状突出部だけ僅かに
太くなつており、そして若干垂れ下つていた。

例137 93部のグリセリンの中に７部のNaOHを溶解した透明溶液
の５重量部をペトロレタムの75の重量部とよく混合する
ことによつて粉末金属ペースト用のビヒクルを作つた。
このビヒクル部はブチルカルビトール10重量部を添加し
て作つた。上記ビヒクルの30重量部を316Lステンレス鋼
粉末（35−50％の−325メツシユ部分を有する−100メツ
シユの粒度のもの）の70部とよく混合して軟ペーストを
形成させた。

このペーストを鋼試験板に適用してブラウン（Brown）
社のリフロー装置において加熱することにより熱間スラ
ンプについて試験を行つた。重大な熱間スランプは観測
されなかつた。

例138 ペトロレタム82％と７％濃度NaOH−グリセリン溶液18％
とからなる、金属鋼粉末用のビヒクルを作つた。

金属鋼粉末（−20＋80メツシユ）の90重量部を上記ビヒ
クルの10重量部と手で混合した。得られたペーストを垂
直の鋼鉄面及び約30゜傾斜した鋼鉄面の上にそれぞれ
１″の円形および１″の角形に適用した。これらのパネ
ルを炉の中で加熱した。

最良のものは炉を解離アンモニアガスを１時間当り300
立方フイート循環させながら1800゜Fにおいて30分間運
転させたときであつた。

両方の形の適用ペースト共に焼結された。このコンベア
炉へ進入する先端部は酸化されて焼結しなかつた。両方
の試片ともそれぞれの形状を維持した。30゜傾斜させて
炉内に置いたものゝ先行縁部と先行角部とはスランプを
生じ、これはビヒクルが蒸発した時に生じたものと推定
された。このようにこのビヒクルはそれに混合した鋼粉
末を焼結温度に達するまで一緒に維持するのに成功し
た。生じた如何なるスランプもその先行縁部における酸
化された／焼結されなかつた粉末金属に起因するもので
ある。

例139 この例は硬質表面を形成するペーストについて本発明を
説明するものである。

下記の各成分をそれぞれ記載の量で混合することによつ
て前に示したと同様にして（例137の場合のように）ビ
ヒクルを形成させた。

ペトロレタム 65.0部 トリエタノールアミン 25.0部 塩素酸 2.0部 ギブチルフタレート 8.0部 硬質ニツケル合金粉末は下記の元素分析値を有してい
た： 炭素 0.64％ 珪素 4.24％ クロム 14.27％ コバルト 6.01％ 鉄 4.65％ 硼素 3.08％ ニツケル 残量 篩分分析の結果は次の通りであつた： ＋115メツシユ 0.0％ ＋150メツシユ 痕跡 ＋200メツシユ 21.8％ ＋325メツシユ 56.3％ −325メツシユ 21.9％ 上記ビヒクルの10重量部を上記硬質金属粉末の90重量部
とよく混合した。得られたペーストを鋼鉄バーの上にそ
れぞれ下記に従つて塗覆した： イ） その垂直面上に塗覆 ロ） その傾斜した（30−45゜）平坦面の上に ｉ） 0.74″の円形×厚さ0.125″ ii） １″×１″の角形×厚さ0.312″に塗覆 ハ） 上記ロ）にあげたｉ）およびii）と同じ形で水平
の平坦面上に塗覆 これらの形に塗覆したものを次にコンベヤ炉の中で下記
の条件のもとで加熱した。

ベルト移動速度:1″／分（加熱帯域中約30分） 予熱:600゜F 加熱帯域：（ａ）操作1:1800゜F （ｂ）操作2:1900゜F （ｃ）操作3:2000゜F 雰囲気：解離アンモニア 結 果 操作1:融解なし。粉末の明らかな酸化なし。塗覆物は全
てその最初の形状および近似的な各寸法を維持してい
た。若干の亀裂が発生していた。

操作2:垂直試片上では溶融が開始していた。他の試片で
は全て溶融は認められず、その最初の形状と寸法とが維
持されていた。ヒビクルが蒸発したときに粉末が脱落し
たところでは亀裂が発生していた。

操作3:垂直試料は溶融しており、そして傾斜試料は溶融
開始していたがその形状は僅かに収縮したのみで保持さ
れていた。垂直試料は下方へ垂下開始し、そして鋼鉄バ
ーに一緒にろう接されていた。

結論 このビヒクルはスランプを生ずることなく耐え、そして
そのペーストは合金の融点に達するまでその形状を維持
した。全部の試料が溶融したわけではないが、これは恐
らくその鋼鉄バーの熱容量が大きかつたからであろう。

例140 この例はブロンズペーストを用いて比較的薄い多孔質の
コアモールドによりアナトリミカエルソン（Anatoli Mi
chaelson）の中空コアモールド法に適用するためにブロ
ンズ部材を試験焼結したものである。

ペーストは前の各例に説明した方法で下記の配合に従い
作つた： 銅粉末 77重量％ 錫粉末 8.5重量％ 無スランプビヒクル 14.5重量％ （例VI） このペーストを0.125ないし0.25″の範囲の厚さで耐火
材料成形物に人手で塗覆した。耐火材料成形物の一つは
三角状グラフアイトであり、そしてもう一つはエツチン
グしたアルミナ棒であつた。

各試料を薄いアルミナの基材の上に載せて下記の条件の
もとにコンベヤ炉内に置いた： ベルト移動速度:1.5″／分 予熱:600゜F（約10分間） 加熱帯域:1540゜F（約15分間） 雰囲気：解離アンモニア 上記の各部材を焼結した。三角状グラフアイト（スペー
サ）を半分切り込んだときにブロンズは分離し、そして
良好な表面保全状態を示した。僅かなスランプが観測さ
れた。

この例においては焼結時間と焼結温度とが最適ではなか
つたけれども概念は該当した。

それらの各ビヒクルはマイクロエレクトロニクス回路を
作るためのいわゆる“作用性”ペースト或いは“厚薄”
ペーストにも有用である。

これらのペーストはしばしば、耐久性を修飾するために
極めて微細分割した貴金属類、非貴金属類および合金類
並びに例えばレニウムや鉛等のそれのような種々の酸化
物を含有する。ガラス形成性またはセラミツク形成性粉
末がこのようなペーストの基本成分の一つである。これ
らは基材の上に通常スクリーン印刷して焼くことによつ
て各粉末成分の相互の間および基材との間の効果的接着
が得られる。

これら焼成した生成物は誘電体、導体、抵抗、およびキ
ヤパシタとして用いられる。それらの電気電導通路は良
好な線精細度を必要とする。従つて重大な熱間スランプ
現象やそれに伴う原ペースト適用層からの形状の変化や
厚さの変化がないことが重要であり、本発明に従うビヒ
クルはそのような制御をもたらすことができる。

それらの焼成過程（時間および温度）はしばしばデリケ
ートであつて異つた組成や基材について異つている。例
えばアルミナ基材上に白金−銀合金或いはパラジウム−
金合金の粉末を含むペーストを載せて導電用部材を作る
場合は焼成ピーク温度は典型的には850−950℃であり、
ソーダ灰ガラス基材に対してはこのピーク温度は550−6
60℃、そしてポースリン被覆鋼基材に対しては625−675
℃である。

通常これら特殊ペースト中の金属粉末或いは合金粉末は
有効直径が10ミクロンよりも小さく、そしてしばしば２
ミクロン或は更にサブミクロン程度の大きさである。こ
れらの粉末は通常球形粒のものであるが、時にはこれは
フレーク状粒子のこともある。こゝに使用できる粉末成
分は純粋な金、銀、銅等およびこれらを含む合金類を含
むことができ、また元素状金属成分を含まない全ての類
のガラス形成性およびセラミツク形成性の組成物であつ
てもよい。このようなペーストのためのビヒクルは焼成
によつて相互に融着する各粉末成分の割合よりも少ない
割合で用いる。金、プラチナおよびパラジウムを含むペ
ーストは通常空気中で焼成するが、銅を含むものは例え
ば窒素ガスのような保護雰囲気中で焼成する。

本発明に従う抗スランプ系を用いないときは同様な金属
粉末を含むペーストに大きな抗−熱間スランプ効果や溶
融金属流動抵抗作用をその炭化水素自身が与えることは
ない。しかしながら、本発明のように、中でもポリオー
ルと一緒に比較的僅かな割合のアルカリが存在するとき
は、そしてこれが上に既述した範囲内で存在するとき
は、このようなアルカリが存在しない同一抗スランプ系
を用い、或いは上述の範囲以上に大きな割合で使用した
場合にもたらされるものよりも実質的に改善された抗−
熱間スランプ作用および溶融金属流動抵抗作用がもたら
される。

従つて粉末金属含有ペースの配合技術に習熟した技術者
が今や、ユーザの要望に応えて熱間スランプを減少さ
せ、或は更に実際上零にまで低下させるように配合する
ことによつてこのような熱間スランプを制御し、更には
また必要のときに如何なる場合でもその溶融金属流動に
対する抵抗性を適宜に、ないしは無視できる程度まで制
御するための方法を手に入れたことは明らかである。こ
ゝに定義された本発明に従う炭化水素／抗スランプ材フ
ラツクス系のビヒクルはこのような制御をもたらすので
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６４９４９４ (32)優先日 1984年９月11日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） 審判番号 平2−20267 (56)参考文献 特開 昭56−154273（ＪＰ，Ａ) 特公 昭31−10915（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭37−12111（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実質的に非水性、非腐食性で無機塩不含有
   のペーストビヒクルであって、 室温で固体または半固体であり、かつ、金属の融解温度
   において金属から分離する加熱流動性炭化水素と、 フラックスと、 20℃で43ダイン/cm以上の表面張力を有する非水性有機
   液と、 を含有するペーストビヒクル。
2. 【請求項２】加熱流動性炭化水素が加熱流動性ペトロラ
   タム成分である特許請求の範囲第１項記載のビヒクル。
3. 【請求項３】加熱流動性ペトロラタム成分がペトロラタ
   ムまたはペトロラタムと粒状の石油ワックス若しくはパ
   ラフィンワックスとの混合物を含有する特許請求の範囲
   第２項記載のビヒクル。
4. 【請求項４】0.5〜75重量％の非水性有機液が加熱流動
   性ペトロラタム成分中に分散しており、非水性有機液が
   液体多価アルコールである特許請求の範囲第２項または
   第３項記載のビヒクル。
5. 【請求項５】多価アルコールが、融点170℃未満の脂肪
   族多価アルコールである特許請求の範囲第４項記載のビ
   ヒクル。
6. 【請求項６】多価アルコールが、エチレングリコール、
   ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロ
   ピレングリコール、ソルビトール、マンニトール、トリ
   メチロールエタン、トリメチロールプロパン、モノエタ
   ノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールア
   ミン、ペンタエリスリトールまたはエリスリトールであ
   る特許請求の範囲第５項記載のビヒクル。
7. 【請求項７】多価アルコールがグリセリンである特許請
   求の範囲第４項記載のビヒクル。
8. 【請求項８】フラックスが多価アルコールに溶解してい
   る塩基を含有する特許請求の範囲第１項記載のビヒク
   ル。
9. 【請求項９】フラックスが、多価アルコールに溶解して
   いるか若しくはこれと反応している水酸化ナトリウム若
   しくはその他のアルカリ金属水酸化物、アルカリ金属ア
   ルコラート、脂肪族アミンまたはアミノ酸を含有する特
   許請求の範囲第１項のビヒクル。
10. 【請求項１０】フラックスが、炭素数２〜６の同一また
    は異るアルキル基を有するトリアルキルアミンかまたは
    アルカノールアミンを含有する特許請求の範囲第１項記
    載のビヒクル。
11. 【請求項１１】フラックスがエタノールアミンを含有す
    る特許請求の範囲第１項記載のビヒクル。
12. 【請求項１２】（ａ） ビヒクルの重量の２％〜40％の
    アミノアルコールもしくはアミノアルカンまたは（ｂ）
    ビヒクル重量の0.05％〜５％の水酸化ナトリウムを含
    有する特許請求の範囲第１項記載のビヒクル。
13. 【請求項１３】使用に際して軟ろう粉末と調合され、さ
    らにカルボン酸を含有する特許請求の範囲第１、２、
    ３、４、５、６、７、８、９、10、11または12項記載の
    ビヒクル。
14. 【請求項１４】カルボン酸は多環状化合物である特許請
    求の範囲第13項記載のビヒクル。
15. 【請求項１５】カルボン酸はコリン酸またはロジン酸で
    ある特許請求の範囲第14項記載のビヒクル。
16. 【請求項１６】ロジン酸が主としてアビエチン酸である
    特許請求の範囲第15項記載のビヒクル。
17. 【請求項１７】さらに界面活性剤が存在することを特徴
    とする特許請求の範囲第12、13、14、15または16項記載
    のビヒクル。
18. 【請求項１８】さらに希釈剤が存在することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１〜17項の何れか１項記載のビヒク
    ル。
19. 【請求項１９】希釈剤が（ａ）水に実質的に不溶性であ
    るか（ｂ）ジブチルフタレートもしくはその他のフター
    ル酸エステルであるかまたは（ｃ）テルペンアルコール
    である特許請求の範囲第18項記載のビヒクル。
20. 【請求項２０】（ａ）粒度が100メッシュ（米国標準
    篩）よりも実質的に大きくはない軟ろう金属粉末組成物
    75〜95重量％および （ｂ）ペーストビヒクル５〜25重量％ を含有し、該ペーストビヒクルが、実質的に非水性、非
    腐食性で無機塩不含有のペーストビヒクルであって、 室温で固体または半固体であり、かつ、金属の融解温度
    において金属から分離する加熱流動性炭化水素と、 フラックスと、 20℃で43ダイン/cm以上の表面張力を有する非水性有機
    液と、 を含有するペーストビヒクルである金属含有ペースト組
    成物。
21. 【請求項２１】上記金属含有ペースト組成物は、粒度が
    −200〜＋400メッシュの粉末軟ろう合金を約75〜95重量
    ％含有する特許請求の範囲第20項記載のペースト組成
    物。
22. 【請求項２２】粉末軟ろう合金が融点330℃以下の錫含
    有合金である特許請求の範囲第21項記載のペースト組成
    物。
23. 【請求項２３】実質的に非水性、非腐食性で無機塩不含
    有のペーストビヒクルを製造する方法であって、 20℃で43ダイン/cm以上の表面張力を有する非水性有機
    液を、 室温で固体または半固体であり、かつ、金属の融解温度
    において金属から分離する加熱流動性炭化水素と、フラ
    ックスとともに、ペーストビヒクルを形成するような条
    件下で混合することからなる方法。
24. 【請求項２４】加熱流動性炭化水素が加熱流動性ペトロ
    ラタム成分である特許請求の範囲第23項記載の方法。