JP4258188B2

JP4258188B2 - Manufacturing method of composite structure and composite structure

Info

Publication number: JP4258188B2
Application number: JP2002254024A
Authority: JP
Inventors: 広典鳩野; 正勝清原; 勝彦森; 万也辻道
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004091614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂基材表面にセラミックスや半金属などの脆性材料からなる構造物を一体的に形成した複合構造物の製造方法と当該方法にて得られる複合構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、従来のゾルゲル法、ＰＶＤやＣＶＤなどの蒸着法、溶射法或いは特開平８−８１７７４号公報、特開平１０−２０２１７１号公報、特開平１１−２１６７７号公報、特開平１１−３３０５７７号公報或いは特開２０００−２１２７６６号公報に開示されるガスデポジション法や静電微粒子コーティング法に代わる被膜形成方法として、特願２００２−１０８８００号等にエアロゾルデポジション法を提案している。
【０００３】
ガスデポジション法は、主として金属粒子をガス攪拌にてエアロゾル化し、このエアロゾルを微小なノズルを通して加速せしめて基材に衝突させ、この衝突の際の運動エネルギーの一部を熱エネルギーに変換し、微粒子間あるいは微粒子と基材間を焼結することを基本原理としている。また、静電微粒子コーティング法はガスデポジション法と同様の基本原理で被膜形成を行う方法で、微粒子を帯電させ電場勾配を用いて加速せしめる方法である。
【０００４】
これに対し、エアロゾルデポジション法はセラミック粒子などの脆性材料粒子をエアロゾル化して基材に衝突させて、基材表面に脆性材料構造物（膜など）を形成するようにしている。
従来のガスデポジション法と上記エアロゾルデポジション法との大きな違いは、前者が熱を利用して微粒子を焼結させているのに対し、後者のエアロゾルデポジション法は、粒子径、衝突速度、雰囲気、更には必要に応じて微粒子に内部歪を予め付与するなどの条件下で行うことで、室温にて脆性材料構造物の形成を可能とした点である。そして、形成された脆性材料構造物も、多結晶で結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しないという特異性を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記エアロゾルデポジション法は、当初金属やセラミックなどの高硬度の基材に脆性材料微粒子を衝突させていた。
これは、エアロゾルデポジション法の原理が以下のように考えられているからである。即ち、衝突によって結晶子同士の界面などの劈開面に沿って結晶格子のずれを生じさせたり、あるいは破砕を生じさせ、これによってもともと内部に存在し別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった新生面が形成され、この新生面の原子一層の部分は、もともと安定した原子結合状態から外力により強制的に不安定な表面状態に晒され、表面エネルギーが高い状態となる。この活性面が隣接した脆性材料表面や同じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基板表面と接合して安定状態に移行する。この現象を継続的に発生させ、微粒子の変形、破砕などの繰り返しにより接合の進展、緻密化が行われ、脆性材料構造物が形成されるというものである。
【０００６】
事実、基材の硬度を金属よりも低いエポキシ樹脂にエアロゾルデポジション法を適用した場合には、エポキシ樹脂は削れてしまい脆性材料構造物は形成できず、またエポキシ樹脂よりも軟らかいポリプロピレンに適用した場合にも脆性材料構造物は形成できなかった。
【０００７】
しかしながら、更に軟らかいＡＢＳに適用した場合には、予想に反して脆性材料構造物を形成することができた。特願２００２−１０８８００号の出願当時、この現象は把握できていたが、脆性材料構造物を形成できるか否かの明確な基準が不明であった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明は、脆性材料構造物を形成できるか否かの樹脂基板の基準として、ＤＨｖ２（材料の塑性変形分を考慮したダイナミック硬さ）を選定し、脆性材料構造物を形成する時点でのＤＨｖ２が７以上３３以下であるようにした。
樹脂の硬さを示す指標として、ＤＨｖ１（材料の塑性変形分を考慮しないダイナミック硬さと、ＤＨｖ２（材料の塑性変形分を考慮したダイナミック硬さ）があるが、前者の指標では脆性材料構造物を形成できるか否かの判断はできない。
【００１０】
また、本発明に係る複合構造物は、ＤＨｖ２が脆性材料構造物形成時において７以上３３以下である基材を選定し、これにエアロゾルデポジション法を適用して得られ、得られる脆性材料構造物の特徴は、多結晶で配向性がなく結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在していない。
ここで、本明細書では多結晶、結晶配向性、界面及び粒界層については以下の通り定義する。
（多結晶）
結晶子が接合・集積してなる構造体を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しその径は通常５ｎｍ以上である。ただし、微粒子が破砕されずに脆性材料構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
（結晶配向性）
多結晶である脆性材料構造物中での結晶軸の配向具合を指し、配向性があるかないかは、一般には実質的に配向性のないと考えられる粉末X線回折などによって標準データとされたJCPDS（ASTM）データを指標として判断する。
脆性材料構造物中の結晶を構成する物質をあげたこの指標における主要な回折３ピークのピーク強度を１００％として、脆性材料構造物の同物質測定データ中、最も主要なピークのピーク強度をこれに揃えた場合に、他の２ピークのピーク強度が指標の値と比較して３０％以内にそのずれが収まっている状態を、本件では実質的に配向性がないとする。
（界面）
結晶子同士の境界を構成する領域を指す。
（粒界層）
界面あるいは焼結体でいう粒界に位置するある厚み（通常数ｎｍ〜数μｍ）を持つ層で、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を伴う。
【００１１】
ここで、室温でＤＨｖ２が７以上３３以下の樹脂としては、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）およびポリイミドなどが挙げられる。また、上記の硬度範囲に入るものであればＦＲＰやＦＲＭなどの樹脂に繊維を混ぜたものでも室温で使用できる。
【００１２】
また、基材に衝突させる脆性材料粒子は特に限定させるものではないが、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，ＮｉＯ，ＴｉＯ_２，ＣｕＯ，ＺｎＯ，ＺｒＯ_２，ＳｎＯ_２，ＭｇＯなどの酸化物、ＷＣ，ダイヤモンド，ＳｉＣ，Ｂ_４Ｃ等の炭化物，ＡｌＮ，Ｓｉ_３Ｎ_４等の窒化物、Ｃａ_２Ｆ，ＺｒＦ等のフッ化物、ＢａＴｉＯ_３、ＰＺＴ等が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の態様】
図１は本発明に係る複合構造物の製造装置（エアロゾルデポジション装置）の一例を示す図であり、製造装置１０は窒素ガスボンベ１０１がガス搬送管１０２を通じて、酸化アルミニウム微粒子を内蔵するエアロゾル発生器１０３に接続され、エアロゾル搬送管１０４を介して形成室１０５内に設置された縦０．４ｍｍ横１７ｍｍの開口を持つノズル１０６に接続されている。ノズル１０６の先にはＸＹステージ１０７に設置された各種プラスチック基材１０８が配置され、前記形成室１０５は真空ポンプ１０９に接続されている。
【００１４】
（実施例１）
脆性材料微粒子として酸化アルミニウム微粒子を選定した。具体的には、純度９９％以上、平均粒子径０．２μｍのα−アルミナを用いた。また、プラスチック基材には、厚みが１〜２ｍｍ程度のＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリスチレン、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、エポキシ樹脂ＡＲＡＬＤＩＴＥＸＤ９１１、およびステンレス鋼上に厚み数十μｍで形成したポリイミド膜、電子回路基板として良く用いられるガラス−エポキシ基板の１１種類を用いた。
【００１５】
前記構造物形成装置１０を用いた酸化アルミニウム構造物の形成手順を次に述べる。窒素ガスボンベ１０１を開栓し、高純度窒素ガスをガス搬送管１０２を通じてエアロゾル発生器１０３に導入させ、酸化アルミニウム微粒子と高純度窒素ガスとを混合したエアロゾルを発生させる。エアロゾルはエアロゾル搬送管１０４を通じてノズル１０６へと送られ、ノズル１０６の開口より高速で噴出される。高純度窒素ガスの流量は７Ｌ／ｍｉｎとした。ノズル１０６より噴射したエアロゾルはプラスチック基材１０８に衝突し、この部位に脆性材料構造物の形成を試みた。そして、ＸＹステージ１０７を稼動させて、プラスチック基材１０８を揺動させることにより１７ｍｍ×５ｍｍの面積へ形成を行った。形成時間は１０分とした。形成環境は室温で行った。このようにして得られた構造物の形成結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１において、構造物形成状況については、上述の操作によって構造物の形成が見られた場合（形成可能）、形成が見られず目視では基材に何の変化も無かった場合（形成されず）、形成が見られず基材がエッチングされて表面から削り取られていた場合（形成されず・基板削れ）で分けられ、構造物の形成が見られた場合は、その構造物の最大形成厚さを日本真空技術株式会社触針式表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋ３０３０を用いて測定した。
【００１８】
また基材の硬さを島津製作所製ダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ−Ｗ２０１を用いて、ビッカース圧子、試験力１０ｇｆ、負荷速度１．３５０ｇｆ／ｓｅｃ、保持時間１５秒、測定環境室温の条件で負荷−除荷試験を行い、材料の塑性変形分を考慮しないダイナミック硬さＤＨｖ１と、材料の塑性変形分を考慮したダイナミック硬さＤＨｖ２の値のそれぞれを示した。
【００１９】
この結果より、基材のダイナミック硬さＤＨｖ２の値が構造物の形成に大きく影響を及ぼしている様子がわかる。即ち、ＰＰ（ポリプロピレン）に着目すると、ＤＨｖ１＝７．４２３であり、この値はＰＥＴ（ＤＨｖ１＝９．９５９）とＰＴＦＥ（ＤＨｖ１＝２．７８４）の中間となっている。したがって、ＤＨｖ１の値から判断すれば、脆性材料構造物が形成されるはずであるが実際は形成できない。一方、ＰＰ（ポリプロピレン）のＤＨｖ２＝４７．６１５であり、ＤＨｖ２から判断すればＰＥＴ（ＤＨｖ２＝３２．７６６）やＰＴＦＥ（ＤＨｖ２＝７．９７１）よりも高く、ＤＨｖ２の値が構造物の形成の指標になることが分る。同様に、ガラスエポキシの値もＤＨｖ２の値が構造物の形成の指標になることを示している。
【００２０】
図２にはその状況をわかりやすく示したもので、基材のＤＨｖ２を縦軸にとって並べた場合に「形成」、「形成されず」、「形成されず・基板削れ」の３水準で数値的に区分けできる。この結果よりＤＨｖ２が５以上４０以下更に詳細には７以上３３以下のプラスチック基材（有機物材料）を用いた場合において、エアロゾルデポジション法を利用しての脆性材料の構造物が形成が行われると言える。
【００２１】
（実施例２）
図１と同等の装置を使って、脆性材料微粒子に純度９９％以上、平均粒径０．８μｍの酸化珪素を、プラスチック基材に実施例１と同じＡＢＳ素材を用いて、酸化珪素の構造物の形成を試みた。このとき縦０．４ｍｍ横１０ｍｍの開口を持つノズルを用い、高純度窒素ガスの流量は３Ｌ／ｍｉｎ、形成面積は１０ｍｍ×１０ｍｍとし、形成時間を２０分とした。この結果、構造物の形成が観察され、最大形成厚さは３０μｍであった。
【００２２】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、樹脂基材にエアロデポジション法にて脆性構造物を形成するに当たり、脆性構造物形成時の樹脂基材のＤＨｖ２が７以上３３以下となるようにしたことで、特別な処理、例えば樹脂基材表面に下地層を予め形成するなどの処理を行うことなく、直接樹脂基材表面に脆性構造物を形成することができる。
【００２３】
したがって、本発明は回路基板、コンデンサ、静電チャックなどの各種複合構造物の製造法に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る複合構造物の製造装置の一例を示す図
【図２】各種樹脂の硬度（ＤＨｖ１およびＤＨｖ２）と成膜の可否との関係を示すグラフ
【符号の説明】
１０…複合構造物の製造装置、１０１…窒素ガスボンベ、１０２…ガス搬送管、１０３…エアロゾル発生器、１０４…エアロゾル搬送管、１０５…複合構造物形成室、１０６…ノズル、１０７…ＸＹステージ、１０８…各種プラスチック基材、１０９…真空ポンプ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a composite structure in which a structure made of a brittle material such as ceramics or a semimetal is integrally formed on the surface of a resin substrate, and a composite structure obtained by the method.
[0002]
[Prior art]
The present inventors can use conventional sol-gel methods, vapor deposition methods such as PVD and CVD, thermal spraying methods, or JP-A-8-81774, JP-A-10-202171, JP-A-11-21677, JP-A-11-11. Japanese Patent Application No. 2002-108800 proposes an aerosol deposition method as a film forming method that replaces the gas deposition method and electrostatic fine particle coating method disclosed in Japanese Patent No. 330577 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-212766.
[0003]
In the gas deposition method, metal particles are mainly aerosolized by gas stirring, the aerosol is accelerated through a minute nozzle and collided with a substrate, and a part of the kinetic energy at the time of the collision is converted into thermal energy, The basic principle is to sinter between fine particles or between fine particles and a substrate. The electrostatic fine particle coating method is a method of forming a film on the same basic principle as the gas deposition method, and is a method of charging fine particles and accelerating them using an electric field gradient.
[0004]
On the other hand, in the aerosol deposition method, brittle material particles such as ceramic particles are aerosolized and collide with the base material to form a brittle material structure (film or the like) on the surface of the base material.
The major difference between the conventional gas deposition method and the aerosol deposition method is that the former uses heat to sinter the fine particles, whereas the latter aerosol deposition method uses the particle diameter, collision speed, It is a point that the brittle material structure can be formed at room temperature by carrying out under conditions such as pre-applying internal strain to the fine particles in advance, if necessary, in the atmosphere. The formed brittle material structure is also polycrystalline, and has a peculiarity that a grain boundary layer composed of a glass layer does not substantially exist at the interface between crystals.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the aerosol deposition method, brittle material fine particles were initially collided with a hard substrate such as metal or ceramic.
This is because the principle of the aerosol deposition method is considered as follows. That is, the collision causes the crystal lattice to shift along the cleaved surface such as the interface between crystallites, or crushes, and this causes the atoms originally present inside and bonded to other atoms to be exposed. A newly formed surface is formed, and the atomic layer portion of this newly formed surface is exposed to an unstable surface state by an external force from an originally stable atomic bond state, and the surface energy becomes high. The active surface joins the adjacent brittle material surface, the newly formed brittle material surface, or the substrate surface, and shifts to a stable state. This phenomenon is continuously generated, and joining is progressed and densified by repeated deformation and crushing of fine particles, thereby forming a brittle material structure.
[0006]
In fact, when the aerosol deposition method was applied to an epoxy resin whose substrate hardness was lower than that of a metal, the epoxy resin was scraped and a brittle material structure could not be formed, and it was applied to polypropylene which was softer than the epoxy resin. In some cases, a brittle material structure could not be formed.
[0007]
However, when applied to a softer ABS, a brittle material structure could be formed unexpectedly. At the time of filing of Japanese Patent Application No. 2002-108800, this phenomenon could be grasped, but a clear standard as to whether or not a brittle material structure could be formed was unknown.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention selects DHv2 (dynamic hardness considering the plastic deformation of the material) as a reference for the resin substrate as to whether or not a brittle material structure can be formed. DHv2 at the time of formation was 7 or more and 33 or less.
As an index indicating the hardness of the resin, there are DHv1 (dynamic hardness not considering the plastic deformation of the material and DHv2 (dynamic hardness considering the plastic deformation of the material), but the former index indicates the brittle material structure. It cannot be judged whether or not it can be formed.
[0010]
Further, the composite structure according to the present invention is obtained by selecting a base material having a DHv2 of 7 or more and 33 or less at the time of formation of the brittle material structure, and applying the aerosol deposition method to the base material, thereby obtaining the brittle material structure The feature of the product is that it is polycrystalline and has no orientation, and there is substantially no grain boundary layer composed of a glass layer at the interface between the crystals.
Here, in this specification, a polycrystal, crystal orientation, an interface, and a grain boundary layer are defined as follows.
(Polycrystalline)
A structure in which crystallites are joined and accumulated. The crystallite is essentially one crystal, and its diameter is usually 5 nm or more. However, the case where the fine particles are taken into the brittle material structure without being crushed rarely occurs, but is substantially polycrystalline.
(Crystal orientation)
This refers to the degree of orientation of crystal axes in a brittle material structure that is polycrystalline. Whether or not there is orientation is standard data by powder X-ray diffraction, which is generally considered to have substantially no orientation. JCPDS (ASTM) data is used as an index.
The peak intensity of the three major diffraction peaks in this index, which lists the substances constituting the crystals in the brittle material structure, is defined as 100%. In the present case, it is assumed that there is substantially no orientation in a state where the deviation of the peak intensity of the other two peaks is within 30% of the index value.
(interface)
It refers to the region that forms the boundary between crystallites.
(Grain boundary layer)
It is a layer with a certain thickness (usually several nm to several μm) located at the grain boundary in the interface or sintered body. It usually has an amorphous structure different from the crystal structure in the crystal grain, and in some cases, segregates impurities. Accompany.
[0011]
Here, examples of the resin having a DHv2 of 7 or more and 33 or less at room temperature include ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PET (polyethylene terephthalate), PTFE (polytetrafluoroethylene), and polyimide. Moreover, what mixed the fiber in resin, such as FRP and FRM, can be used at room temperature, if it falls in said hardness range.
[0012]
In addition, the brittle material particles that collide with the base material are not particularly limited. For example, oxides such as Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , NiO, TiO ₂ , CuO, ZnO, ZrO ₂ , SnO ₂ , MgO, Examples thereof include carbides such as WC, diamond, SiC, and B ₄ C, nitrides such as AlN and Si ₃ N ₄ , fluorides such as Ca ₂ F and ZrF, BaTiO ₃ , and PZT.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a view showing an example of a composite structure manufacturing apparatus (aerosol deposition apparatus) according to the present invention. A manufacturing apparatus 10 is an aerosol generator in which a nitrogen gas cylinder 101 is incorporated with aluminum oxide fine particles through a gas carrier tube 102. 103 and connected to a nozzle 106 having an opening of 0.4 mm in length and 17 mm in width and installed in the forming chamber 105 through an aerosol carrying pipe 104. Various plastic substrates 108 installed on an XY stage 107 are arranged at the tip of the nozzle 106, and the formation chamber 105 is connected to a vacuum pump 109.
[0014]
Example 1
Aluminum oxide fine particles were selected as the brittle material fine particles. Specifically, α-alumina having a purity of 99% or more and an average particle diameter of 0.2 μm was used. Also, the plastic substrate has ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PET (polyethylene terephthalate), PE (polyethylene), PMMA (polymethyl methacrylate), PP (polypropylene), PC (with a thickness of about 1 to 2 mm. Polycarbonate), polystyrene, PTFE (polytetrafluoroethylene), epoxy resin ARALDITE XD911, polyimide film formed on stainless steel with a thickness of several tens of μm, and 11 types of glass-epoxy substrates often used as electronic circuit boards were used. .
[0015]
A procedure for forming an aluminum oxide structure using the structure forming apparatus 10 will now be described. The nitrogen gas cylinder 101 is opened, and high-purity nitrogen gas is introduced into the aerosol generator 103 through the gas transport pipe 102 to generate an aerosol in which aluminum oxide fine particles and high-purity nitrogen gas are mixed. The aerosol is sent to the nozzle 106 through the aerosol carrier tube 104 and ejected at a high speed from the opening of the nozzle 106. The flow rate of the high purity nitrogen gas was 7 L / min. The aerosol sprayed from the nozzle 106 collided with the plastic substrate 108, and an attempt was made to form a brittle material structure at this site. Then, the XY stage 107 was operated and the plastic substrate 108 was swung to form an area of 17 mm × 5 mm. The formation time was 10 minutes. The forming environment was room temperature. The formation results of the structure thus obtained are shown in Table 1.
[0016]
[Table 1]

[0017]
In Table 1, regarding the structure formation status, when formation of the structure was observed by the above-described operation (formation possible), formation was not observed, and there was no change in the base material visually (not formed) ), When formation is not seen, and the substrate is etched and scraped from the surface (not formed / substrate scraped), and when formation of the structure is seen, the maximum formation thickness of the structure The thickness was measured using a stylus type surface shape measuring device Dektak 3030 of Japan Vacuum Technology Co., Ltd.
[0018]
Also, the hardness of the substrate was loaded using a dynamic ultra-micro hardness meter DUH-W201 manufactured by Shimadzu Corporation under the conditions of a Vickers indenter, a test force of 10 gf, a load speed of 1.350 gf / sec, a holding time of 15 seconds, and a measurement environment at room temperature -An unloading test was conducted to show the values of dynamic hardness DHv1 not considering the plastic deformation of the material and dynamic hardness DHv2 considering the plastic deformation of the material.
[0019]
From this result, it can be seen that the value of the dynamic hardness DHv2 of the substrate greatly affects the formation of the structure. That is, paying attention to PP (polypropylene), DHv1 = 7.423, and this value is intermediate between PET (DHv1 = 9.959) and PTFE (DHv1 = 2.784). Therefore, if judged from the value of DHv1, a brittle material structure should be formed, but it cannot actually be formed. On the other hand, DHv2 of PP (polypropylene) is 47.615, and judging from DHv2, it is higher than PET (DHv2 = 32.766) and PTFE (DHv2 = 7.971), and the value of DHv2 It turns out that it becomes an indicator. Similarly, the value of glass epoxy also indicates that the value of DHv2 serves as an index for formation of a structure.
[0020]
FIG. 2 shows the situation in an easy-to-understand manner. When the DHv2 of the base material is arranged on the vertical axis, it is numerically expressed in three levels: “formed”, “not formed”, and “not formed / substrate scraped”. Can be divided into As a result, when a plastic substrate (organic material) having a DHv2 of 5 to 40 and more specifically 7 to 33 is used, a structure of a brittle material is formed using the aerosol deposition method. It can be said.
[0021]
(Example 2)
Using a device equivalent to that shown in FIG. 1, a silicon oxide structure using brittle material fine particles with a purity of 99% or more and an average particle size of 0.8 μm, and a plastic substrate with the same ABS material as in Example 1. Tried to form. At this time, a nozzle having an opening of 0.4 mm in length and 10 mm in width was used, the flow rate of high purity nitrogen gas was 3 L / min, the formation area was 10 mm × 10 mm, and the formation time was 20 minutes. As a result, formation of a structure was observed, and the maximum formation thickness was 30 μm.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the brittle structure is formed on the resin base material by the aerodeposition method, the DHv2 of the resin base material at the time of forming the brittle structure is 7 or more and 33 or less. As a result, the brittle structure can be directly formed on the surface of the resin base material without performing a special process, for example, a process of previously forming a base layer on the surface of the resin base material.
[0023]
Therefore, the present invention can be applied to a method for manufacturing various composite structures such as a circuit board, a capacitor, and an electrostatic chuck.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus for producing a composite structure according to the present invention. FIG. 2 is a graph showing the relationship between the hardness (DHv1 and DHv2) of various resins and the possibility of film formation.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Manufacturing apparatus of composite structure, 101 ... Nitrogen gas cylinder, 102 ... Gas conveyance pipe, 103 ... Aerosol generator, 104 ... Aerosol conveyance pipe, 105 ... Composite structure formation chamber, 106 ... Nozzle, 107 ... XY stage, 108 ... various plastic substrates, 109 ... vacuum pumps.

Claims

The resin base material is in a state where the DHv2 (dynamic hardness considering plastic deformation) is 7 or more and 33 or less, and in this state, the aerosol of the brittle material fine particles is collided with the surface of the resin base material, and the brittleness is caused by the impact caused by the collision. A method for producing a composite structure, comprising deforming or crushing material fine particles and recombining the fine particles to form a brittle material structure on the surface of a substrate.

2. The composite structure according to claim 1, wherein the resin base material has a DHv2 (dynamic hardness in consideration of plastic deformation) of 7 to 33 at room temperature. Manufacturing method.

2. The method of manufacturing a composite structure according to claim 1, wherein the resin base material is coated on the surface of the core material with a resin having a DHv2 (dynamic hardness considering plastic deformation) of 7 to 33 at room temperature. A method for producing a composite structure, wherein

A composite structure in which a brittle material structure is integrally formed on the surface of a resin substrate, and the brittle material structure is formed by colliding an aerosol of brittle material fine particles against the surface of the resin substrate and is polycrystalline. There is no orientation and there is substantially no grain boundary layer consisting of a glass layer at the interface between the crystals, and the resin base material has a DHv2 (dynamic hardness considering the plastic deformation of the material) brittle material structure A composite structure characterized by being 7 or more and 33 or less at the time of product formation.

5. The composite structure according to claim 4 , wherein the resin constituting the substrate is any one of ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer), PET (polyethylene terephthalate), PTFE (polytetrafluoroethylene), and polyimide. A composite structure characterized by

In the composite structure of claim 4 or claim 5, wherein the brittle _{_{_{_{material, Al 2 O 3, SiO 2}}}} , NiO, TiO 2, CuO, ZnO, ZrO 2, oxides such as SnO 2, MgO, WC , Diamond, SiC, carbides such as B ₄ C, nitrides such as AlN and Si ₃ N ₄ , fluorides such as Ca ₂ F and ZrF, or a mixture thereof.