チタン−銅−ニッケルベースの合金の使用
チタン−銅−ニッケルベースの合金の使用を提供する。前記チタン−銅−ニッケルベースの合金は、高分子基板上に少なくとも１つの抵抗薄膜を形成することに使用される。前記合金は、５０から８０重量％のチタンと、１０から２５重量％の銅と、１０から２５重量％のニッケルと、を含み、前記薄膜の厚さは、約１００から１６０ナノメートルである。前記合金は、有利には、６９重量％のチタンと、１５．５重量％の銅と、１５．５重量％のニッケルとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも側部の一方が加熱帯を構成するように配置された高分子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に抵抗発熱体を用意するために様々な技術的解決手段が提案されている。例えば、銅線を含む抵抗の形態の発熱体は、例えば基板に接続することができる。しかしながら、この解決手段は、時間と費用がかかる製造工程を必要とし、集積化の制約を生じるので、満足がいくものではない。また、この解決手段は、その環境の湿度の変化に関連する発熱体の少なくとも部分的な剥離を加熱サイクル中に起こす傾向にある。
【０００３】
この結合に置き換わる他の解決手段は、抵抗物質の電界析出である。しかしながら、得られる付着レベルが満足のいくものではないことに加え、発熱体には、選択的な堆積、エッチングまたはマーキングの複合法によって抵抗回路を用意することなく発熱体を構成するためには抵抗が低すぎる僅かな材料しか堆積できないという限界がある。
【０００４】
上記の点において、満足がいく抵抗を有する材料の選択の幅を広くし、高くて耐久性のある付着性を得ることをもたらすこの問題を解決するために、真空蒸着技術、特にカソードスパッタリングは、満足のいく解決方法を提供するだろう。
【０００５】
米国特許６，３６５，４８３号には、当業者に良く知られた抵抗材料を真空蒸着することによる発熱システムの製造方法が記述されている。この文献に記載された技術的な解決手段は、時間と費用がかかる工程をもたらし、所望の抵抗の膜を得るためのフォトリソグラフィ技術によって抵抗回路を用意するための少なくとも１つのステップを必要とするので、満足がいくものではない。
【０００６】
解決されるべき他の技術的な課題は、加熱システムが腐食環境で動作しなければならい場合において、用途に応じて使用される材料に関するものである。これは、例えば、自動車の後方ミラーの曇り除去における場合であり、ここで、反射部を受容する基板は加熱されることができる。この抵抗薄膜、すなわち加熱薄膜は、このようなタイプの環境に耐えなければならない。さらに、この抵抗薄膜は、有利には、例えば１２Ｖまたは４８Ｖの電圧が印加可能でなければならないが、完全に当業者に周知の理由（クラッキング、残留応力など）で費用を増大し、寿命を低下させることを防止するために厚すぎてはいけないし、通常の方法によって容易に制御されるほど薄過ぎてもいけない。一方で所定の厚さから生じ、他方で電源電圧における要求から生じるこの二重の制約は、材料の選択において避けることができない必須の抵抗範囲を限定する。
【０００７】
現在利用可能でそれらの抵抗特性において知られた材料がこれらの目的を達成するために相応しくないことは明らかである。
【０００８】
驚くことに、そして予期せぬことに、チタン−銅−ニッケルベースの合金は、提示された問題を解決するために満足のいく解決方法を構成する。それは、このような合金が、２００から３００μΩ／ｃｍの抵抗率と、ＮＦＸ４１００２標準に従って優れた耐食性（塩霧中で４００時間以上）とを有するからである。
【０００９】
このようなチタン−銅−ニッケル合金は、生体適合性（米国特許４，７７４，９５３号）に利用可能なろう付け合金（米国特許３，６５１，０９９号、３，６５２，２３７号）、または、金属マトリクス複合材の接着促進剤（米国特許４１０，１３３号、米国特許５，６４５，７４７号、米国特許５，５３０，２２８号）として当業者に完全に知られているが、それらがどのような抵抗特性を有するかは知られておらず、このような特性を報告する文献は無い。
【００１０】
薄膜に堆積されるほとんどの材料に反して、いくつかの加熱冷却サイクルの後でさえも、この範囲のチタン−銅−ニッケル合金が一定の抵抗率を維持する特定の特徴を有するということが見られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発見を考慮して、本発明は、基板上に少なくとも１つの抵抗薄膜を形成するためのチタン−銅−ニッケルベースの合金の使用に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
所定の厚さを有する抵抗薄膜を用意するために提示された問題を解決するために、本発明の合金は、カソードスパッタリングによって基板に付けられる。この薄膜の厚さは、約１００から１６０ナノメートルである。
【００１３】
有利には、前記合金は、質量分率で６９重量％のチタンと、１５．５重量％の銅と、１５．５重量％のニッケルと、を含む。より一般的には、前記合金は、５０から８０重量％のチタンと、１０から２５重量％の銅と、１０から２５重量％のニッケルと、を含む。
【００１４】
ある典型的な実施形態によれば、前記基板は、前記チタン−銅−ニッケル合金を含む前記抵抗薄膜で被覆された側に対向する側の平面であって反射膜で被覆された平面を構成し、前記抵抗薄膜は、約１２Ｖまたは４８Ｖの電圧を前記抵抗薄膜に加える電源に提供される。
【００１５】
前記基板は、有利には、特に前記ミラーの曇り除去用の前記抵抗薄膜を用いることによって自動車の後方ミラーの“ミラー”部分における支持体を構成する。
【００１６】
本発明は、以下に提供される例からより明らかになるであろう。しかし、それらは限定的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（本発明による例）
長方形状のポリカーボネート基板に１２Ｖの電源電圧を用いて１２Ｗの電力を供給する必要があり、それによって１２Ωの総抵抗を有する抵抗膜を画定することがもたらされる。Ｔｉ：６９、Ｃｕ：１５．５、Ｎｉ：１５．５（質量分率）を有するチタン−銅−ニッケル合金薄膜をプラズマ蒸着（ＰＶＤ）によってこの表面に付けることによって、その抵抗率は、２５０μΩ／ｃｍであると測定され、１３０ナノメートルの膜厚において１２Ωの抵抗が得られる。それによって得られた抵抗薄膜は、この薄膜のあらゆる剥離及び劣化なしに、１２Ｖの電圧下で１０００時間にわたって１２Ｗの電力を供給するのに役立つ。この試験が完成すると、抵抗率は、その初期値からほんの３％だけ変化した。さらに、ＮＦＸ４１００２標準による塩霧に晒しても、その抵抗率は変化しなかった（他の例が、本発明によって同様に提供された。）。
【００１８】
（本発明を構成しない例）
この例は、Ｔｉ：２、Ｃｕ：６６、Ｎｉ：３２の重量組成を有するチタン−銅−ニッケル合金である。その抵抗率は４２μΩ／ｃｍであり、例１と同じ条件において、２２ナノメートルの膜厚において１２Ωの抵抗をもたらし、それは、非平面部材上で全く非実現的である。
【００１９】
純粋なチタン膜を用いて試験が行われ、その抵抗率は１４０μΩ／ｃｍであると測定された。従って、この膜に必要な厚さは、９０から１００ナノメートルである。同様に、４％のバナジウムを含むニッケル／バナジウム合金は、この用途において知られており、その８０μΩ・ｃｍの抵抗率は、厚さが２０から５０ナノメートルの膜をもたらす。これらの厚さは、周知の工業的方法によって得られる十分な信頼性を有する厚さの限界に近い。さらに、１００ナノメートル未満の厚さにおける高分子基板上において、この抵抗薄膜の早期の破壊を引き起こすことなしに１２Ｗの電力を供給することが不可能であることが見られる。
【００２０】
本発明は、明確に記載された実施形態に限定されないが、添付の特許請求の範囲の範囲内に包含される多岐にわたる代案及びその一般化を含む。
【００２１】
これらの利点は、詳細な説明に明らかに現れている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも側部の一方が加熱帯を構成するように配置された高分子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に抵抗発熱体を用意するために様々な技術的解決手段が提案されている。例えば、銅線を含む抵抗の形態の発熱体は、例えば基板に接続することができる。しかしながら、この解決手段は、時間と費用がかかる製造工程を必要とし、集積化の制約を生じるので、満足がいくものではない。また、この解決手段は、その環境の湿度の変化に関連する発熱体の少なくとも部分的な剥離を加熱サイクル中に起こす傾向にある。
【０００３】
この結合に置き換わる他の解決手段は、抵抗物質の電界析出である。しかしながら、得られる付着レベルが満足のいくものではないことに加え、発熱体には、選択的な堆積、エッチングまたはマーキングの複合法によって抵抗回路を用意することなく発熱体を構成するためには抵抗が低すぎる僅かな材料しか堆積できないという限界がある。
【０００４】
上記の点において、満足がいく抵抗を有する材料の選択の幅を広くし、高くて耐久性のある付着性を得ることをもたらすこの問題を解決するために、真空蒸着技術、特にカソードスパッタリングは、満足のいく解決方法を提供するだろう。
【０００５】
米国特許６，３６５，４８３号には、当業者に良く知られた抵抗材料を真空蒸着することによる発熱システムの製造方法が記述されている。この文献に記載された技術的な解決手段は、時間と費用がかかる工程をもたらし、所望の抵抗の膜を得るためのフォトリソグラフィ技術によって抵抗回路を用意するための少なくとも１つのステップを必要とするので、満足がいくものではない。
【０００６】
解決されるべき他の技術的な課題は、加熱システムが腐食環境で動作しなければならい場合において、用途に応じて使用される材料に関するものである。これは、例えば、自動車の後方ミラーの曇り除去における場合であり、ここで、反射部を受容する基板は加熱されることができる。この抵抗薄膜、すなわち加熱薄膜は、このようなタイプの環境に耐えなければならない。さらに、この抵抗薄膜は、有利には、例えば１２Ｖまたは４８Ｖの電圧が印加可能でなければならないが、完全に当業者に周知の理由（クラッキング、残留応力など）で費用を増大し、寿命を低下させることを防止するために厚すぎてはいけないし、通常の方法によって容易に制御されるほど薄過ぎてもいけない。一方で所定の厚さから生じ、他方で電源電圧における要求から生じるこの二重の制約は、材料の選択において避けることができない必須の抵抗範囲を限定する。
【０００７】
現在利用可能でそれらの抵抗特性において知られた材料がこれらの目的を達成するために相応しくないことは明らかである。
【０００８】
驚くことに、そして予期せぬことに、チタン−銅−ニッケルベースの合金は、提示された問題を解決するために満足のいく解決方法を構成する。それは、このような合金が、２００から３００μΩ／ｃｍの抵抗率と、ＮＦＸ４１００２標準に従って優れた耐食性（塩霧中で４００時間以上）とを有するからである。
【０００９】
このようなチタン−銅−ニッケル合金は、生体適合性（米国特許４，７７４，９５３号）に利用可能なろう付け合金（米国特許３，６５１，０９９号、３，６５２，２３７号）、または、金属マトリクス複合材の接着促進剤（米国特許４１０，１３３号、米国特許５，６４５，７４７号、米国特許５，５３０，２２８号）として当業者に完全に知られているが、それらがどのような抵抗特性を有するかは知られておらず、このような特性を報告する文献は無い。
【００１０】
薄膜に堆積されるほとんどの材料に反して、いくつかの加熱冷却サイクルの後でさえも、この範囲のチタン−銅−ニッケル合金が一定の抵抗率を維持する特定の特徴を有するということが見られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発見を考慮して、本発明は、基板上に少なくとも１つの抵抗薄膜を形成するためのチタン−銅−ニッケルベースの合金の使用に関する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
所定の厚さを有する抵抗薄膜を用意するために提示された問題を解決するために、本発明の合金は、カソードスパッタリングによって基板に付けられる。この薄膜の厚さは、約１００から１６０ナノメートルである。
【００１３】
有利には、前記合金は、質量分率で６９重量％のチタンと、１５．５重量％の銅と、１５．５重量％のニッケルと、を含む。より一般的には、前記合金は、５０から８０重量％のチタンと、１０から２５重量％の銅と、１０から２５重量％のニッケルと、を含む。
【００１４】
ある典型的な実施形態によれば、前記基板は、前記チタン−銅−ニッケル合金を含む前記抵抗薄膜で被覆された側に対向する側の平面であって反射膜で被覆された平面を構成し、前記抵抗薄膜は、約１２Ｖまたは４８Ｖの電圧を前記抵抗薄膜に加える電源に提供される。
【００１５】
前記基板は、有利には、特に前記ミラーの曇り除去用の前記抵抗薄膜を用いることによって自動車の後方ミラーの“ミラー”部分における支持体を構成する。
【００１６】
本発明は、以下に提供される例からより明らかになるであろう。しかし、それらは限定的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（本発明による例）
長方形状のポリカーボネート基板に１２Ｖの電源電圧を用いて１２Ｗの電力を供給する必要があり、それによって１２Ωの総抵抗を有する抵抗膜を画定することがもたらされる。Ｔｉ：６９、Ｃｕ：１５．５、Ｎｉ：１５．５（質量分率）を有するチタン−銅−ニッケル合金薄膜をプラズマ蒸着（ＰＶＤ）によってこの表面に付けることによって、その抵抗率は、２５０μΩ／ｃｍであると測定され、１３０ナノメートルの膜厚において１２Ωの抵抗が得られる。それによって得られた抵抗薄膜は、この薄膜のあらゆる剥離及び劣化なしに、１２Ｖの電圧下で１０００時間にわたって１２Ｗの電力を供給するのに役立つ。この試験が完成すると、抵抗率は、その初期値からほんの３％だけ変化した。さらに、ＮＦＸ４１００２標準による塩霧に晒しても、その抵抗率は変化しなかった（他の例が、本発明によって同様に提供された。）。
【００１８】
（本発明を構成しない例）
この例は、Ｔｉ：２、Ｃｕ：６６、Ｎｉ：３２の重量組成を有するチタン−銅−ニッケル合金である。その抵抗率は４２μΩ／ｃｍであり、例１と同じ条件において、２２ナノメートルの膜厚において１２Ωの抵抗をもたらし、それは、非平面部材上で全く非実現的である。
【００１９】
純粋なチタン膜を用いて試験が行われ、その抵抗率は１４０μΩ／ｃｍであると測定された。従って、この膜に必要な厚さは、９０から１００ナノメートルである。同様に、４％のバナジウムを含むニッケル／バナジウム合金は、この用途において知られており、その８０μΩ・ｃｍの抵抗率は、厚さが２０から５０ナノメートルの膜をもたらす。これらの厚さは、周知の工業的方法によって得られる十分な信頼性を有する厚さの限界に近い。さらに、１００ナノメートル未満の厚さにおける高分子基板上において、この抵抗薄膜の早期の破壊を引き起こすことなしに１２Ｗの電力を供給することが不可能であることが見られる。
【００２０】
本発明は、明確に記載された実施形態に限定されないが、添付の特許請求の範囲の範囲内に包含される多岐にわたる代案及びその一般化を含む。
【００２１】
これらの利点は、詳細な説明に明らかに現れている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子基板に少なくとも１つの抵抗薄膜を形成するためのチタン−銅−ニッケルベースの合金の使用。
【請求項２】
前記合金は、蒸着によって前記基板に付けられることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項３】
前記合金は、５０から８０重量％のチタンと、１０から２５重量％の銅と、１０から２５重量％のニッケルと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項４】
前記薄膜の厚さは、約１００から１６０ナノメートルであることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項５】
前記合金は、有利には、６９重量％のチタンと、１５．５重量％の銅と、１５．５重量％のニッケルとを含むことを特徴とする、請求項３に記載の合金の使用。
【請求項６】
前記基板は、前記チタン−銅−ニッケル合金を含む前記抵抗薄膜で被覆された側に対向する側の表面であって反射膜で被覆された表面を構成し、前記抵抗薄膜は、約１２Ｖの電圧を前記抵抗薄膜に加える電源に提供されることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項１】
高分子基板に少なくとも１つの抵抗薄膜を形成するためのチタン−銅−ニッケルベースの合金の使用。
【請求項２】
前記合金は、蒸着によって前記基板に付けられることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項３】
前記合金は、５０から８０重量％のチタンと、１０から２５重量％の銅と、１０から２５重量％のニッケルと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項４】
前記薄膜の厚さは、約１００から１６０ナノメートルであることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【請求項５】
前記合金は、有利には、６９重量％のチタンと、１５．５重量％の銅と、１５．５重量％のニッケルとを含むことを特徴とする、請求項３に記載の合金の使用。
【請求項６】
前記基板は、前記チタン−銅−ニッケル合金を含む前記抵抗薄膜で被覆された側に対向する側の表面であって反射膜で被覆された表面を構成し、前記抵抗薄膜は、約１２Ｖの電圧を前記抵抗薄膜に加える電源に提供されることを特徴とする、請求項１に記載の合金の使用。
【公表番号】特表２００８−５１９１６２（Ｐ２００８−５１９１６２Ａ）
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３９６１９（Ｐ２００７−５３９６１９）
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０８８２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４８５６８
【国際公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【出願人】（５０６１２６２６６）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２１日（２００５．１０．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００５／０５０８８２
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０４８５６８
【国際公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【出願人】（５０６１２６２６６）
【Ｆターム（参考）】
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