JPH01179764A - 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法Info
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- JPH01179764A JPH01179764A JP63002538A JP253888A JPH01179764A JP H01179764 A JPH01179764 A JP H01179764A JP 63002538 A JP63002538 A JP 63002538A JP 253888 A JP253888 A JP 253888A JP H01179764 A JPH01179764 A JP H01179764A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/58—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
- C04B35/581—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride
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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。
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］
本発明は高熱伝導性の窒化アルミニウム焼結体の製造方
法に関する。
法に関する。
［従来の技術］
エレクトロニクスの分野における急激な技術の発達は、
半導体デバイスの小型化ばかりでなく、高出力化、高集
積度化をも同時に可能なものとしてきている。また、単
一の基板上に、半導体デバイスの高密度な実装方法も研
究されている。例えばパワーダイオード、パワートラン
ジスタ、半導体レーザー、ＬＳＩさらにＶＬＳＩなどで
ある。
半導体デバイスの小型化ばかりでなく、高出力化、高集
積度化をも同時に可能なものとしてきている。また、単
一の基板上に、半導体デバイスの高密度な実装方法も研
究されている。例えばパワーダイオード、パワートラン
ジスタ、半導体レーザー、ＬＳＩさらにＶＬＳＩなどで
ある。
高出力化、高集積度化、あるいは、高密度実装化する半
導体デバイスは、単位面積、単位体積当りの発熱量が大
きくなるという問題がある。
導体デバイスは、単位面積、単位体積当りの発熱量が大
きくなるという問題がある。
現在のところ、半導体デバイスから発生する熱は、熱伝
導性の良い、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、酸化ベ
リリウム、絶縁性炭化ケイ素などを、ヒートシンクやパ
ッケージ材料の一部として用いて、散逸させる方法がと
られている。
導性の良い、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、酸化ベ
リリウム、絶縁性炭化ケイ素などを、ヒートシンクやパ
ッケージ材料の一部として用いて、散逸させる方法がと
られている。
しかし、上記の良熱伝導性材料には、安全性、製造に要
するコスト、生産の絶対量などの観点から見た場合、必
すしも十分とは言えない。
するコスト、生産の絶対量などの観点から見た場合、必
すしも十分とは言えない。
発熱量の大きい半導体デバイスの実用化に対して、低コ
ストで供給量の大きな、高熱伝導性材料が必要となって
きている。
ストで供給量の大きな、高熱伝導性材料が必要となって
きている。
［発明か解決しようとする問題点コ
そこで、本発明者らは低コストで供給量の大きな高熱伝
導性材料として窒化アルミニウムに右目した。
導性材料として窒化アルミニウムに右目した。
素材である窒化アルミニウムは、その結晶構造から、サ
ファイヤの８倍近くの熱伝導率を有するものと考えられ
ていたが、測定値は５０Ｗ／ｍｋ程度のものであった。
ファイヤの８倍近くの熱伝導率を有するものと考えられ
ていたが、測定値は５０Ｗ／ｍｋ程度のものであった。
窒化アルミニウムの焼結体の熱伝導率が、理論値（３２
０Ｗ／．０１ｋ＞の１／６程度の値を示す。この原因と
しては、結晶粒界や不純物あるいは格子欠陥が影響する
ためと考えられている。特に窒化アルミニウム結晶粒中
の酸素の存在が、熱伝導率の低下に大きな影響を与えて
いる。この問題を解決する一つの方法として、各種の化
合物を添加し、焼結を行い、主に粉末表面に存在する酸
素を添加剤によりトラップする方法か行われている。し
かしこの方法においても未だ不充分であり、熱伝導率か
１００Ｗ／ｍｋ程度の焼結体しか得られていないのが現
状である。
０Ｗ／．０１ｋ＞の１／６程度の値を示す。この原因と
しては、結晶粒界や不純物あるいは格子欠陥が影響する
ためと考えられている。特に窒化アルミニウム結晶粒中
の酸素の存在が、熱伝導率の低下に大きな影響を与えて
いる。この問題を解決する一つの方法として、各種の化
合物を添加し、焼結を行い、主に粉末表面に存在する酸
素を添加剤によりトラップする方法か行われている。し
かしこの方法においても未だ不充分であり、熱伝導率か
１００Ｗ／ｍｋ程度の焼結体しか得られていないのが現
状である。
本発明は熱伝導率力用００Ｗ／ｍｋを超える窒化アルミ
ニウム焼結体を得ることを目的とするものである。
ニウム焼結体を得ることを目的とするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、より高伝導性の窒化アルミニウムを安価に生
産すべく検討した結果なされたもので、周期表ＩＩａ族
およびＩＩＩａ族の金属元素の何れかの有機金属化合物
（金属と有機物との化合物を以下有機金属化合物と称す
る）の少くとも１つを酸化物換算て０．旧〜２０重瓜％
添加した窒化アルミニウム粉を、１５００℃〜２２００
℃の非酸化雰囲気で背焼結することを特徴とする窒化ア
ルミニウム焼結体およびその製造方法でアル。
産すべく検討した結果なされたもので、周期表ＩＩａ族
およびＩＩＩａ族の金属元素の何れかの有機金属化合物
（金属と有機物との化合物を以下有機金属化合物と称す
る）の少くとも１つを酸化物換算て０．旧〜２０重瓜％
添加した窒化アルミニウム粉を、１５００℃〜２２００
℃の非酸化雰囲気で背焼結することを特徴とする窒化ア
ルミニウム焼結体およびその製造方法でアル。
し作 用］
ここでＩＴａ族元素はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓ ｒ、Ｂａ
、Ｒａの中の少くとも１っである。また、ＩＩＩａ族元
素はＹ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ。
、Ｒａの中の少くとも１っである。また、ＩＩＩａ族元
素はＹ、Ｓｃ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ。
Ｇｄの中の少くとも１つである。
これらＩＩａ族、■ａ族元索は、窒化アルミニウム表面
の酸化アルミニウムと結合し、複合酸化物を形成すると
共に、窒化アルミニウムの脱酸素と焼結促進を達成する
と考えられる。
の酸化アルミニウムと結合し、複合酸化物を形成すると
共に、窒化アルミニウムの脱酸素と焼結促進を達成する
と考えられる。
本発明で用いる窒化アルミニウム粉末では、できるだけ
高純度の微粒であることが望ましく、たとえば金属不純
物０．５重量％以下、比表面積１ｍ’／ｇの粉末を用い
る。好ましくはさらに高純度、金属不純物０．２重量％
以下、酸素含有量０．７重量％以下のものを用いる。
高純度の微粒であることが望ましく、たとえば金属不純
物０．５重量％以下、比表面積１ｍ’／ｇの粉末を用い
る。好ましくはさらに高純度、金属不純物０．２重量％
以下、酸素含有量０．７重量％以下のものを用いる。
有機金属化合物は、有機溶媒に溶解あるいは粉末状態で
用いる。有機金属化合物の添加量は、ＩＩａ族および■
ａ族酸化物に換算して、０．０１〜２０重量％とする。
用いる。有機金属化合物の添加量は、ＩＩａ族および■
ａ族酸化物に換算して、０．０１〜２０重量％とする。
０１吋重量％未満では緻密な焼結体か得難く、２０重量
％を超えるとＡＩＮの熱伝導率の低下か著しいからであ
る。ここで公知のＩＩａ族、ｍａ族元素の酸化物、フッ
化物等を添加する場合と有機金属化合物として添加する
場合との差異は、理由か明らかではないが、有機金属化
合物が均一に分散し、少量で焼結助剤として作用し、さ
らにＡＩＮの酸素を効果的に吸着すること、また有機金
属化合物中の炭素が脱酸素作用をすることも考えられる
。
％を超えるとＡＩＮの熱伝導率の低下か著しいからであ
る。ここで公知のＩＩａ族、ｍａ族元素の酸化物、フッ
化物等を添加する場合と有機金属化合物として添加する
場合との差異は、理由か明らかではないが、有機金属化
合物が均一に分散し、少量で焼結助剤として作用し、さ
らにＡＩＮの酸素を効果的に吸着すること、また有機金
属化合物中の炭素が脱酸素作用をすることも考えられる
。
なお、得られれた混合物は乾式プレス、ドクターブレー
ド、押出等の常法により成形した後、非酸化性雰囲気で
１５００〜２２００℃で焼結、緻密化される。
ド、押出等の常法により成形した後、非酸化性雰囲気で
１５００〜２２００℃で焼結、緻密化される。
特に有機金属化合物としてはステアリン酸等の脂肪酸、
アルコールとの化合物であるアルコキシドが有効であり
、また金属元素としてＹが好ましい結果を得る。
アルコールとの化合物であるアルコキシドが有効であり
、また金属元素としてＹが好ましい結果を得る。
［実施例］
以下、実施例によって、本発明を具体的に説明する。
実施例１
（１４均粒径か１．０μ以下で酸素含有量が１．０重量
％の高純度ＡＩＮ粉（比表面積３ｍ’ ／ｇ）に、酸化
物換算で表１に示す配合のＩＩ ａ ％ ＩＩＩ ａ族
金属と何機物との化合物を添加し、エタノール中で１０
時間ボールミル混合後、成形し、１９００℃の窒素気流
中で２時間焼結した。
％の高純度ＡＩＮ粉（比表面積３ｍ’ ／ｇ）に、酸化
物換算で表１に示す配合のＩＩ ａ ％ ＩＩＩ ａ族
金属と何機物との化合物を添加し、エタノール中で１０
時間ボールミル混合後、成形し、１９００℃の窒素気流
中で２時間焼結した。
得られた焼結体の熱伝導率、相対密度を下記表に示す。
この表に示す結果より本発明のＡＩＮ焼結体の特性が優
れていることがわかる。
れていることがわかる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明は高熱伝導で信頼性の高い
窒化アルミニウム焼結体であって比較的容易に製造する
ことができる。そして、本発明の窒化アルミニウム焼結
体はＩＣ基板・放熱板・構造材料等に適した特性をもち
、実用性の旨いものである。
窒化アルミニウム焼結体であって比較的容易に製造する
ことができる。そして、本発明の窒化アルミニウム焼結
体はＩＣ基板・放熱板・構造材料等に適した特性をもち
、実用性の旨いものである。
特許出願人 住友電気工業株式会社
代理人 弁理士 小 松 秀 岳
Claims (6)
- （１）周期表IIａ族およびIIIａ族の金属元素の有機金
属化合物のうち少くとも一つを前記金属の酸化物換算で
０．０１〜２０重量％添加した窒化アルミニウム粉を１
５００〜２２００℃の非酸化性雰囲気中で焼結したこと
を特徴とする窒化アルミニウム焼結体。 - （２）金属元素がイットリウム（Ｙ）である上記特許請
求の範囲（１）記載の窒化アルミニウム焼結体。 - （３）IIａ族およびIIIａ族の金属と結合している酸素
以外に焼結体中に存在する酸素が１．０重量％以下であ
る特許請求の範囲（１）記載の窒化アルミニウム焼結体
。 - （４）周期表IIａ族およびIIIａ族の金属元素の有機金
属化合物のうち少くとも一つを前記金属の酸化物換算で
０．０１〜２０重量％添加した窒化アルミニウム粉を１
５００〜２２００℃の非酸化性雰囲気中で焼結すること
を特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。 - （５）金属化合物が脂肪酸塩である特許請求の範囲（４
）記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。 - （６）金属化合物がステアリン酸イットリウムである特
許請求の範囲（４）記載の窒化アルミニウム焼結体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63002538A JPH01179764A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63002538A JPH01179764A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179764A true JPH01179764A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11532156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63002538A Pending JPH01179764A (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0587106A3 (en) * | 1992-09-09 | 1994-05-25 | Vectorpharma Int | Lipophilic salts containing neutron activable isotopes and compositions containing them |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246866A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-28 | 株式会社村田製作所 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JPS632860A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-07 | ティーディーケイ株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体 |
| JPS6317263A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-25 | 旭硝子株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP63002538A patent/JPH01179764A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62246866A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-28 | 株式会社村田製作所 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
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| JPS6317263A (ja) * | 1986-07-10 | 1988-01-25 | 旭硝子株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
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| EP0587106A3 (en) * | 1992-09-09 | 1994-05-25 | Vectorpharma Int | Lipophilic salts containing neutron activable isotopes and compositions containing them |
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