JPH01219067A - 窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法 - Google Patents
窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法Info
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- JPH01219067A JPH01219067A JP63046456A JP4645688A JPH01219067A JP H01219067 A JPH01219067 A JP H01219067A JP 63046456 A JP63046456 A JP 63046456A JP 4645688 A JP4645688 A JP 4645688A JP H01219067 A JPH01219067 A JP H01219067A
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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〕
本発明は窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法に関
し、より詳細には金属アルミニウムの直接窒化法により
得られた窒化アルミニウム原料粉末から製造された高熱
伝導性窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法に関す
るものである。
し、より詳細には金属アルミニウムの直接窒化法により
得られた窒化アルミニウム原料粉末から製造された高熱
伝導性窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法に関す
るものである。
近時、情報処理装置の高性能化、高速化に伴いそれを構
成する半導体集積回路素子も高密度化、高集積化が急速
に進み、そのために半導体集積回路素子の大電力化によ
り該素子の発熱量が著しく増加し、前記半導体集積回路
素子を正常にかつ安定に作動させるためにはその熱をい
かに効率よく除去するかが課題となっている。
成する半導体集積回路素子も高密度化、高集積化が急速
に進み、そのために半導体集積回路素子の大電力化によ
り該素子の発熱量が著しく増加し、前記半導体集積回路
素子を正常にかつ安定に作動させるためにはその熱をい
かに効率よく除去するかが課題となっている。
そこで、従来のアルミナを基体とする半導体パッケージ
等では熱伝導率が低く放熱が不十分であることから、熱
伝導率が高いセラミック材料として酸化ベリリウム質焼
結体が提案されているが、その毒性の点で使用上難点が
あった。そのため、酸化ベリリウム賞焼結体に代わる高
熱伝導性基板材料として常温から高温まで高い機械的強
度を有し、電気絶縁性が高く、高熱伝導性であること等
の優れた特性を有する窒化アルミニウム質焼結体が注目
されている。
等では熱伝導率が低く放熱が不十分であることから、熱
伝導率が高いセラミック材料として酸化ベリリウム質焼
結体が提案されているが、その毒性の点で使用上難点が
あった。そのため、酸化ベリリウム賞焼結体に代わる高
熱伝導性基板材料として常温から高温まで高い機械的強
度を有し、電気絶縁性が高く、高熱伝導性であること等
の優れた特性を有する窒化アルミニウム質焼結体が注目
されている。
しかしながら、窒化アルミニウムは本来難焼結性であり
、単味では高い熱伝導率を有する高密度の焼結体を得る
ことが困難であった。そこで、窒化アルミニウム原料粉
末に焼結助剤として、周期表第１１ａ族元素もしくは第
ｍａ族元素の化合物、例えばカルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム等のアルカリ土類金属もしくはイツトリウ
ム及び希土類元素の化合物を添加して焼結体を得ること
が行われている。前記窒化アルミニウム原料粉末として
は、アルミナ微粉末に炭素粉末を混合口、該混合物を窒
素またはアンモニアガス中で焼成し、炭素によりアルミ
ナを還元すると同時に窒化する炭素還元法により得られ
た原料粉末が、陽イオン不純物及び酸素含有率が比較的
少なくかつ高純度の微粉末であることから高熱伝導率化
のためのアルミニウム原料粉末として一般に使用されて
いるが、かかる窒化アルミニウム質焼結体の熱伝導率は
いずれも窒化アルミニウムの理論熱伝導率３２０Ｗ／ｍ
−ｋに比べて著しくイ舌いというのが現状である。
、単味では高い熱伝導率を有する高密度の焼結体を得る
ことが困難であった。そこで、窒化アルミニウム原料粉
末に焼結助剤として、周期表第１１ａ族元素もしくは第
ｍａ族元素の化合物、例えばカルシウム、ストロンチウ
ム、バリウム等のアルカリ土類金属もしくはイツトリウ
ム及び希土類元素の化合物を添加して焼結体を得ること
が行われている。前記窒化アルミニウム原料粉末として
は、アルミナ微粉末に炭素粉末を混合口、該混合物を窒
素またはアンモニアガス中で焼成し、炭素によりアルミ
ナを還元すると同時に窒化する炭素還元法により得られ
た原料粉末が、陽イオン不純物及び酸素含有率が比較的
少なくかつ高純度の微粉末であることから高熱伝導率化
のためのアルミニウム原料粉末として一般に使用されて
いるが、かかる窒化アルミニウム質焼結体の熱伝導率は
いずれも窒化アルミニウムの理論熱伝導率３２０Ｗ／ｍ
−ｋに比べて著しくイ舌いというのが現状である。
また、金属アルミニウム粉末を窒素またはアンモニアガ
スで直接窒化する直接窒化法により得られる窒化アルミ
ニウム原料粉末は、製造工程中の粉砕工程において通常
数重量％の陽イオン不純物が不可避的に混入するととも
に粉末表面の酸化により窒化アルミニウム原料粉末中の
酸素含有量が通常３重量％以上にも達する。そのため前
記の如く陽イオン不純物及び酸素を多量に含有する直接
窒化法により得られた窒化アルミニウム粉末は高熱伝導
性の゛窒化アルミニウム質焼結体を製造するための原料
としては一般に使用されていなかった。
スで直接窒化する直接窒化法により得られる窒化アルミ
ニウム原料粉末は、製造工程中の粉砕工程において通常
数重量％の陽イオン不純物が不可避的に混入するととも
に粉末表面の酸化により窒化アルミニウム原料粉末中の
酸素含有量が通常３重量％以上にも達する。そのため前
記の如く陽イオン不純物及び酸素を多量に含有する直接
窒化法により得られた窒化アルミニウム粉末は高熱伝導
性の゛窒化アルミニウム質焼結体を製造するための原料
としては一般に使用されていなかった。
しかしながら、前記直接窒化法による窒化アルミニウム
粉末は製造工程が極めて単純であるため、アルミニウム
の炭素還元法による窒化アルミニウム粉末に比べ製造コ
ストが極めて低いという利点を有することから、直接窒
化に際し高純度の金属アルミニウム粉末を原料とし、得
られた窒化アルミニウム粉末を酸素の存在を排除した環
境下で微粉砕することにより、陽イオン不純物及び酸素
含有量の少ない高純度の窒化アルミニウム原料粉末を経
済的に得、該窒化アルミニウム原料粉末を使用して高熱
伝導性の窒化アルミニウム質焼結体を得ることが提案さ
れている。
粉末は製造工程が極めて単純であるため、アルミニウム
の炭素還元法による窒化アルミニウム粉末に比べ製造コ
ストが極めて低いという利点を有することから、直接窒
化に際し高純度の金属アルミニウム粉末を原料とし、得
られた窒化アルミニウム粉末を酸素の存在を排除した環
境下で微粉砕することにより、陽イオン不純物及び酸素
含有量の少ない高純度の窒化アルミニウム原料粉末を経
済的に得、該窒化アルミニウム原料粉末を使用して高熱
伝導性の窒化アルミニウム質焼結体を得ることが提案さ
れている。
しかしながら、前記窒化アルミニウム質焼結体は陽イオ
ン不純物及び酸素含有量の少ない高純度の窒化アルミニ
ウム原料粉末を使用するものの、焼結性を高めるために
は該窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤としてイツト
リア（Ｙ２０ｉ）等を添加して７６０Ｔｏｒｒ以上の窒
化ガス等の非酸化性雰囲気中で焼成し、添加されたＹ２
Ｏ３が焼成中に揮散しない様にすることが必要であった
。そのため、焼結体中の粒界相が極めて多量に残存して
いる。その結果、主として窒化アルミニウムの熱伝導に
関与するフォノン（弾性波）の伝播が前記粒界相により
大きく散乱され、前記窒化アルミニウム質焼結体の熱伝
導率は高々１Ｂ０ｆｌ／ｍ−に程度であった。
ン不純物及び酸素含有量の少ない高純度の窒化アルミニ
ウム原料粉末を使用するものの、焼結性を高めるために
は該窒化アルミニウム原料粉末に焼結助剤としてイツト
リア（Ｙ２０ｉ）等を添加して７６０Ｔｏｒｒ以上の窒
化ガス等の非酸化性雰囲気中で焼成し、添加されたＹ２
Ｏ３が焼成中に揮散しない様にすることが必要であった
。そのため、焼結体中の粒界相が極めて多量に残存して
いる。その結果、主として窒化アルミニウムの熱伝導に
関与するフォノン（弾性波）の伝播が前記粒界相により
大きく散乱され、前記窒化アルミニウム質焼結体の熱伝
導率は高々１Ｂ０ｆｌ／ｍ−に程度であった。
更に、焼結助剤としてＹ２Ｏ，を使用した窒化アルミニ
ウム質焼結体には、イツトリウムの窒化物（ＹＮ）が粒
界相に存在するものがあり、該ＹＮは大気中の酸素また
は水分等は容易に反応して、ＹｚＯｚを形成する。即ち
耐食性が悪く、その結果、熱伝導率も劣化するという経
時変化を生じ、実用上、信頼性に欠けるという問題があ
った。
ウム質焼結体には、イツトリウムの窒化物（ＹＮ）が粒
界相に存在するものがあり、該ＹＮは大気中の酸素また
は水分等は容易に反応して、ＹｚＯｚを形成する。即ち
耐食性が悪く、その結果、熱伝導率も劣化するという経
時変化を生じ、実用上、信頼性に欠けるという問題があ
った。
本発明者等は上記欠点に鑑み種々の実験の結果、窒化ア
ルミニウム原料粉末として特定のものを用いると焼結助
剤として配合されたイツトリウム化合物を最終的に揮散
させることにより、焼結性を低下させることなく、残留
する粒界相の量を低減し、窒化アルミニウム質焼結体の
熱伝導率を向上し得ることを知見した。
ルミニウム原料粉末として特定のものを用いると焼結助
剤として配合されたイツトリウム化合物を最終的に揮散
させることにより、焼結性を低下させることなく、残留
する粒界相の量を低減し、窒化アルミニウム質焼結体の
熱伝導率を向上し得ることを知見した。
本発明の目的は、上記知見に基づき熱伝導率を大巾に向
上せしめ、かつ経時変化のない信頼性の高い窒化アルミ
ニウム質焼結体を提供することにある。
上せしめ、かつ経時変化のない信頼性の高い窒化アルミ
ニウム質焼結体を提供することにある。
本発明の窒化アルミニウム質焼結体およびその製造法は
、金属アルミニウムの直接窒化により得られた酸素含有
量１．８重量％以下、炭素含有量０゜１５重量％以下、
陽イオン不純物含有量０．１重量％以下の窒化アルミニ
ウム原料粉末と、焼結助剤としてイツトリウム化合物を
有機溶媒中で混合し、得られた混合粉末を成形し、この
成形体を７６０Ｔｏｒｒ以下の圧力下、７００℃までの
温度で加熱して脱脂した後、少な（とも窒化ガスを１Ｔ
ｏｒｒ以上かつ炭素を含有する非酸化性雰囲気中１７０
０〜２１００℃の温度で焼成することにより製造され、
得られた窒化アルミニウム質焼結体中の酸素量が０．５
重量％以下、イツトリウム量が０．３６〜１，６重量％
であり、かつ前記酸素量／イツトラム（重量比）がＯ’
、２７以上であることを満足し、窒化アルミニウム竺焼
結体の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ−に以上であることを特
徴とするものである。
、金属アルミニウムの直接窒化により得られた酸素含有
量１．８重量％以下、炭素含有量０゜１５重量％以下、
陽イオン不純物含有量０．１重量％以下の窒化アルミニ
ウム原料粉末と、焼結助剤としてイツトリウム化合物を
有機溶媒中で混合し、得られた混合粉末を成形し、この
成形体を７６０Ｔｏｒｒ以下の圧力下、７００℃までの
温度で加熱して脱脂した後、少な（とも窒化ガスを１Ｔ
ｏｒｒ以上かつ炭素を含有する非酸化性雰囲気中１７０
０〜２１００℃の温度で焼成することにより製造され、
得られた窒化アルミニウム質焼結体中の酸素量が０．５
重量％以下、イツトリウム量が０．３６〜１，６重量％
であり、かつ前記酸素量／イツトラム（重量比）がＯ’
、２７以上であることを満足し、窒化アルミニウム竺焼
結体の熱伝導率が２００Ｗ／ｍ−に以上であることを特
徴とするものである。
本発明において、窒化アルミニウム質焼結体中の酸素量
が０．５重量％を越えると過剰の酸素量が一部窒化アル
ミニ・ラム中に固溶する他、不可避的に残留する不純物
と酸化物を形成し、粒界相の量が多くなることから、い
ずれも熱伝導率の向上を阻害する。また、イツトリウム
の量が０．３５重量％未満の場合、前記焼結体は機械的
強度が劣化し、その上、窒化アルミニウム原料粉末中の
未反応のアルミナが残留し、その結果、焼結体中の酵素
量が減少せず、熱伝導率が低下する。さらに、窒化アル
ミニウム質焼結体中の酸素量がイツトリウム量の０．２
７倍未満である場合には、粒界相にＹＮを含有する相が
残留しており、耐食性が悪く経時変化による熱伝導率の
低下を招く。
が０．５重量％を越えると過剰の酸素量が一部窒化アル
ミニ・ラム中に固溶する他、不可避的に残留する不純物
と酸化物を形成し、粒界相の量が多くなることから、い
ずれも熱伝導率の向上を阻害する。また、イツトリウム
の量が０．３５重量％未満の場合、前記焼結体は機械的
強度が劣化し、その上、窒化アルミニウム原料粉末中の
未反応のアルミナが残留し、その結果、焼結体中の酵素
量が減少せず、熱伝導率が低下する。さらに、窒化アル
ミニウム質焼結体中の酸素量がイツトリウム量の０．２
７倍未満である場合には、粒界相にＹＮを含有する相が
残留しており、耐食性が悪く経時変化による熱伝導率の
低下を招く。
一方、本発明の焼結過程において、窒化アルミニウム原
料は、焼成中に窒化アルミニウム中の酸素（Ａ１２０３
としての存在）が焼結助剤のイツトリアと、 Ａ１ｔ０３ ＋ｎＹｚ０３ Ａｌｔｏｓ ・ｎＹｚ
ｏ３” ”（１）但し ０．６ ≦ｎ≦２ の反応（１）を起こし、粒界相を形成するとともに、該
粒界相において、 Ａ１．０． ’ ｎＹｚＯ：＋ ＋３Ｃ＋Ｎｚ−２Ａ
ＩＮ＋ｎＹｒＯ＋ ＋３Ｃ０１’ ・・（２）ＹｚＯｚ
＋ ３Ｃ＋ Ｎｚ−２ＹＮ ＋３ＣＯ↑・・・（３）
と反応（２） （３）が進み、粒界相中にＹＮを形成し
、更に該ＹＮは、 ２ＹＮ→２Ｙ↑＋Ｎ２↑・・・（４） に分解し、Ｙが揮散して粒界相の量が少なくなると考え
られ、上記粒界相の量は低減化を促進するためには、Ｉ
Ｔｏｒｒ以上の窒化ガス及び炭素を含有する非酸化性
雰囲気中で焼成することが必要でとなる。
料は、焼成中に窒化アルミニウム中の酸素（Ａ１２０３
としての存在）が焼結助剤のイツトリアと、 Ａ１ｔ０３ ＋ｎＹｚ０３ Ａｌｔｏｓ ・ｎＹｚ
ｏ３” ”（１）但し ０．６ ≦ｎ≦２ の反応（１）を起こし、粒界相を形成するとともに、該
粒界相において、 Ａ１．０． ’ ｎＹｚＯ：＋ ＋３Ｃ＋Ｎｚ−２Ａ
ＩＮ＋ｎＹｒＯ＋ ＋３Ｃ０１’ ・・（２）ＹｚＯｚ
＋ ３Ｃ＋ Ｎｚ−２ＹＮ ＋３ＣＯ↑・・・（３）
と反応（２） （３）が進み、粒界相中にＹＮを形成し
、更に該ＹＮは、 ２ＹＮ→２Ｙ↑＋Ｎ２↑・・・（４） に分解し、Ｙが揮散して粒界相の量が少なくなると考え
られ、上記粒界相の量は低減化を促進するためには、Ｉ
Ｔｏｒｒ以上の窒化ガス及び炭素を含有する非酸化性
雰囲気中で焼成することが必要でとなる。
また、脱脂工程も成形体の酸化を防止し、かつ焼成工程
において炭素が過剰となり該炭素が不純物として残留す
るのを防止するため、７６０Ｔｏｒｒ以下の圧力下、７
００℃までの温度で加熱し、脱脂後の炭素含有量が１重
量％を越えないことが望ましい。
において炭素が過剰となり該炭素が不純物として残留す
るのを防止するため、７６０Ｔｏｒｒ以下の圧力下、７
００℃までの温度で加熱し、脱脂後の炭素含有量が１重
量％を越えないことが望ましい。
更に、窒化アルミニウム原料粉末と焼結助剤を混合する
際に使用する有機溶媒は、前記窒化アルミニウム原料粉
末の酸化を極力防止するため、水分含有量が０．４重量
％以下であることが望ましく、極性、無極性を問わず、
例えばアルコール類、ケトン類、アルデヒド類、芳香族
炭化水素類、パラフィン系炭素水素類等が好適に使用で
きる。なお、前記有機溶媒は窒化アルミニウム原料粉末
及び焼結助剤の微粉砕工程に対しても有効に利用し得る
。
際に使用する有機溶媒は、前記窒化アルミニウム原料粉
末の酸化を極力防止するため、水分含有量が０．４重量
％以下であることが望ましく、極性、無極性を問わず、
例えばアルコール類、ケトン類、アルデヒド類、芳香族
炭化水素類、パラフィン系炭素水素類等が好適に使用で
きる。なお、前記有機溶媒は窒化アルミニウム原料粉末
及び焼結助剤の微粉砕工程に対しても有効に利用し得る
。
なお、本発明において直接窒化法により得られた窒化ア
ルミニウム原料・粉末中の酸素含有量が１゜８重量％を
越える場合および主たる元素としてＦｅ、Ｓｉ等の陽イ
オン不純物含有量が０．１重量％を越□える場合には、
生成される酸化物が粒界相の量を増加せしめるため、熱
伝導率の向上が望めない。
ルミニウム原料・粉末中の酸素含有量が１゜８重量％を
越える場合および主たる元素としてＦｅ、Ｓｉ等の陽イ
オン不純物含有量が０．１重量％を越□える場合には、
生成される酸化物が粒界相の量を増加せしめるため、熱
伝導率の向上が望めない。
また、前記窒化アルミニウム原料粉末中の炭素含を量が
０．１５重量％を越える場合には炭素過剰となり、該炭
素が不純物として残留し、熱伝導率の向上を阻害する。
０．１５重量％を越える場合には炭素過剰となり、該炭
素が不純物として残留し、熱伝導率の向上を阻害する。
一方、原料粉末としてのイットリウム化合物は純度９９
．９Ｘ以上であることが望ましい。また、イツトリウム
化合物は前述した通り、揮散物質であり、最終的に焼結
体中に残存する量が重要であることから、出発原料中で
の配合量はさほど重要ではないが、イツトリウム化合物
のＹｔ（ｈ換算量が３重量％未満の場合、窒化アルミニ
ウム原料粉末中の＾１□０３と反応するＹ２Ｏ３が少な
いため焼結不足ぎみとなり、前記＾１２０．が焼結体中
に残留し、その結果、焼結体中の酸素量が減少しないこ
とから熱伝導率が向上しない傾向にある。また、前記添
加量が１０重量％を越えると、逆にＹ２Ｏ３が過剰とな
り、粒界相が多くなり、フォノンの散乱が多くなり熱伝
導率が低下する傾向にあることから出発原料中のイツト
リウム化合物はＹ２Ｏ３換算量で３〜１０重量％の範囲
にあることが望ましい。
．９Ｘ以上であることが望ましい。また、イツトリウム
化合物は前述した通り、揮散物質であり、最終的に焼結
体中に残存する量が重要であることから、出発原料中で
の配合量はさほど重要ではないが、イツトリウム化合物
のＹｔ（ｈ換算量が３重量％未満の場合、窒化アルミニ
ウム原料粉末中の＾１□０３と反応するＹ２Ｏ３が少な
いため焼結不足ぎみとなり、前記＾１２０．が焼結体中
に残留し、その結果、焼結体中の酸素量が減少しないこ
とから熱伝導率が向上しない傾向にある。また、前記添
加量が１０重量％を越えると、逆にＹ２Ｏ３が過剰とな
り、粒界相が多くなり、フォノンの散乱が多くなり熱伝
導率が低下する傾向にあることから出発原料中のイツト
リウム化合物はＹ２Ｏ３換算量で３〜１０重量％の範囲
にあることが望ましい。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
まず、金属アルミニウムの直接窒化法により得られた酸
素含有Ｎ１．８重量％以下、炭素含有量０゜１５重量％
以下、陽イオン不純物含有量０．１重量％以下の要件を
満たす平均粒径２．０μｍの各種の窒化アルミニウム粉
末に、純度９９．９％以上のＹ２Ｏ，を３〜１０ 重
量％の範囲で添加し、水分含有量が０゜４重量％以下で
あるイソプロピルアルコールまたはトルエン中で湿式ボ
ールミル混合した０次いで、該混合物にパラフィンワッ
クス５重量％とステアリン酸１重量％を添加した後、造
粒原料を調整し、該造粒原料を使用して成形圧１０００
Ｋｇ／ｃｍ”でプレス成形し、直径１２ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍの成形体を得た。
素含有Ｎ１．８重量％以下、炭素含有量０゜１５重量％
以下、陽イオン不純物含有量０．１重量％以下の要件を
満たす平均粒径２．０μｍの各種の窒化アルミニウム粉
末に、純度９９．９％以上のＹ２Ｏ，を３〜１０ 重
量％の範囲で添加し、水分含有量が０゜４重量％以下で
あるイソプロピルアルコールまたはトルエン中で湿式ボ
ールミル混合した０次いで、該混合物にパラフィンワッ
クス５重量％とステアリン酸１重量％を添加した後、造
粒原料を調整し、該造粒原料を使用して成形圧１０００
Ｋｇ／ｃｍ”でプレス成形し、直径１２ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍの成形体を得た。
かくして得られた成形体を減圧下３００℃の温度にて２
時間加熱することにより脱脂処理した。この脱脂体はい
ずれも炭素含有量が１重量％以下であることを確認した
。その後、炭素を含有した窒素ガス雰囲気中で１７００
〜２１００℃の温度で１〜５時間焼成を行うことにより
最終組成の異なる複数の窒化アルミニウム質焼結体を得
た。
時間加熱することにより脱脂処理した。この脱脂体はい
ずれも炭素含有量が１重量％以下であることを確認した
。その後、炭素を含有した窒素ガス雰囲気中で１７００
〜２１００℃の温度で１〜５時間焼成を行うことにより
最終組成の異なる複数の窒化アルミニウム質焼結体を得
た。
その後、上記窒化アルミニウム質焼結体について、アル
キメデス法により嵩密度を、インパルス炉抽出法により
酸素量を、ＩＣＰ発光分光分析によりイツトリウム量を
それぞれ測定した。
キメデス法により嵩密度を、インパルス炉抽出法により
酸素量を、ＩＣＰ発光分光分析によりイツトリウム量を
それぞれ測定した。
その結果を第１表に示す。
なお試料番号４４．４５．４６は酸素含有量１．８重量
％以下、炭素含有量０．１５重量％以下、陽イオン不純
物含有量０．１重量％以下の要件を満足しない直接窒化
法により製造された窒化アルミニウム粉末を使用した比
較例である。
％以下、炭素含有量０．１５重量％以下、陽イオン不純
物含有量０．１重量％以下の要件を満足しない直接窒化
法により製造された窒化アルミニウム粉末を使用した比
較例である。
第１表から明らかな様に窒化アルミニラ上質焼結体中の
酸素量が０．５重量％以下、イツトリウム量が０．３５
〜１．６重量％かつ酸素量／イツトリウム量比が０．２
７以上である焼結体は２００Ｗ／ｍ−ｋを越える高い熱
伝導率を示す。
酸素量が０．５重量％以下、イツトリウム量が０．３５
〜１．６重量％かつ酸素量／イツトリウム量比が０．２
７以上である焼結体は２００Ｗ／ｍ−ｋを越える高い熱
伝導率を示す。
以上詳述した通り、本発明によると金属アルミニウムの
直接窒化により得られた酸素含有量、炭素含有量及び陽
イオン不純物含有量が所定値以下である窒化アルミニウ
ム原料粉末とイツトリウム化合物から成る焼結助剤を水
分含有量が０．４重量％以下である有機溶媒中で混合し
、この混合粉末から得られた成形体を７６０Ｔｏｒｒ以
下の圧力下、７００℃までの温度で加熱して脱脂した後
、少なくとも１Ｔｏｒｒ以上の窒素ガスと炭素を含有す
る非酸化性雰囲気中１７００〜２１００℃の温度で焼成
することにより、残留する粒界相の量を大巾に低減せし
め、焼結体中の酸素量を０．５重量％以下、イットリウ
ム量を０．３５〜１．６重量％かつ酸素量／イツトリウ
ム量比（重量比）を０．２７倍以上となすことから熱伝
導率が大巾に向上した、かつ経時変化のない高信顛性の
窒化アルミニウム質焼結体を得ることができる。
直接窒化により得られた酸素含有量、炭素含有量及び陽
イオン不純物含有量が所定値以下である窒化アルミニウ
ム原料粉末とイツトリウム化合物から成る焼結助剤を水
分含有量が０．４重量％以下である有機溶媒中で混合し
、この混合粉末から得られた成形体を７６０Ｔｏｒｒ以
下の圧力下、７００℃までの温度で加熱して脱脂した後
、少なくとも１Ｔｏｒｒ以上の窒素ガスと炭素を含有す
る非酸化性雰囲気中１７００〜２１００℃の温度で焼成
することにより、残留する粒界相の量を大巾に低減せし
め、焼結体中の酸素量を０．５重量％以下、イットリウ
ム量を０．３５〜１．６重量％かつ酸素量／イツトリウ
ム量比（重量比）を０．２７倍以上となすことから熱伝
導率が大巾に向上した、かつ経時変化のない高信顛性の
窒化アルミニウム質焼結体を得ることができる。
Claims (3)
- （１）窒化アルミニウムを主体とし、イットリウム化合
物を含有する窒化アルミニウム質焼結体において、該焼
結体中の酸素量が０．５重量％以下およびイットリウム
量が０．３５〜１．６重量％であり、酸素量／イットリ
ウム（重量比）が０．２７以上であることを満足し、か
つ熱伝導率が２００ｗ／ｍ・ｋ以上であることを特徴と
する窒化アルミニウム質焼結体。 - （２）窒化アルミニウムが金属アルミニウムの直接窒化
により得られた窒化アルミニウム原料から成る特許請求
の範囲第１項記載の窒化アルミニウム質焼結体。 - （３）金属アルミニウムの直接窒化により得られた、酸
素含有量１．８重量％以下、炭素含有量０．１５重量％
以下、陽イオン不純物含有量が０．１重量％以下の窒化
アルミニウム原料粉末と、焼結助剤としてイットリウム
化合物とを有機溶媒中で混合した後、得られた混合粉末
を成形し、この成形体を７６０Ｔｏｒｒ以下の圧力下、
７００℃までの温度で加熱して脱脂した後、少なくとも
窒素ガスを１Ｔｏｒｒ以上かつ炭素を含有する非酸化性
雰囲気中１７００〜２１００℃の温度で焼成することか
ら成る、熱伝導率が２００ｗ／ｍ・ｋ以上の窒化アルミ
ニウム質焼結体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046456A JP2524185B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63046456A JP2524185B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01219067A true JPH01219067A (ja) | 1989-09-01 |
| JP2524185B2 JP2524185B2 (ja) | 1996-08-14 |
Family
ID=12747663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63046456A Expired - Lifetime JP2524185B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 窒化アルミニウム質焼結体及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2524185B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09157034A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-06-17 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化アルミニウム焼結体、その製造方法及び回路基板 |
| JP2002226272A (ja) * | 2001-01-30 | 2002-08-14 | Kyocera Corp | ガラスセラミックスおよびその製造方法並びにこれを用いた配線基板 |
| JP2010254542A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-11-11 | Tokuyama Corp | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59194183A (ja) * | 1983-04-16 | 1984-11-02 | ヴエ−・ツエ−・ヘレウス・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクタ−・ハフツング | レーザー管部材 |
| JPS61219763A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-09-30 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 熱伝導率の高いセラミツク体およびその製法 |
| JPS62143806A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法 |
| JPS63277569A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Toshiba Corp | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| JPH01203270A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体及びその製造法 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046456A patent/JP2524185B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2524185B2 (ja) | 1996-08-14 |
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