JPH02225307A - Production of aluminum nitride powder and sintered material of aluminum nitride. - Google Patents

Production of aluminum nitride powder and sintered material of aluminum nitride.

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JPH02225307A
JPH02225307A JP1201823A JP20182389A JPH02225307A JP H02225307 A JPH02225307 A JP H02225307A JP 1201823 A JP1201823 A JP 1201823A JP 20182389 A JP20182389 A JP 20182389A JP H02225307 A JPH02225307 A JP H02225307A
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aluminum
aluminum nitride
mixture
tannic acid
containing compound
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Takashi Bando
板東 高志
Noboru Hashimoto
登 橋本
Koji Sawada
康志 沢田
Hiroyoshi Yoda
浩好 余田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain highly purified and fine granular sinterable aluminum nitride powder in a low cost by burning mixture of aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid in nitrogen-containing, non-oxidizing atmosphere. CONSTITUTION:A mixture of aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid is burnt in non-oxidizing atmosphere containing nitrogen to obtain aluminum nitride powder. Besides, a molded material having fixed shape composed of said mixture is burnt in non-oxidizing atmosphere containing nitrogen to readily afford sufficiently sintered, dense sintered material of aluminum nitride in a low cost. Preferably water-soluble compound as aluminum- containing compound is uniformly mixed with tannic acid and/or gluconic acid in a state of aqueous solution and water is removed to afford said mixture. At least one of aluminum polynuclear complex and aluminum alkoxide is preferably used as aluminum compound.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば、高熱伝導性(絶縁)基板を製造す
るのに通した窒化アルミニウム粉末の製造方法、あるい
は、例えば、高熱伝導性(絶縁)基板として用いるのに
通した窒化アルミニウム焼結体の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing aluminum nitride powder for producing, for example, a highly thermally conductive (insulating) substrate; ) A method for manufacturing an aluminum nitride sintered body for use as a substrate.

〔従来の技術および問題点〕[Conventional technology and problems]

ic等に代表される半導体素子の高集積化や大電力化が
進み、これに伴って、放熱性の良い電気絶縁材料が要求
されるようになった。これに応えて各種の高熱伝導性基
板が提案されている。その中でも、特に窒化アルミニウ
ムセラミック基板が、熱伝導性、熱膨張性、電気絶縁性
等の点で優れていることから、実用化が進められてきて
いる。
BACKGROUND ART As semiconductor devices such as ICs have become more highly integrated and have higher power, electrical insulating materials with good heat dissipation properties have become required. In response to this demand, various highly thermally conductive substrates have been proposed. Among them, aluminum nitride ceramic substrates in particular are being put into practical use because they are excellent in terms of thermal conductivity, thermal expansion, electrical insulation, and the like.

この窒化アルミニウムセラミック基板は、アルミニウム
粉末を用いて得た焼結体である。ここで用いられる窒化
アルミニウム粉末は、アルミニウムの直接窒化やアルミ
ナの炭素還元等によって製造されているが、例えば、ア
ルミニウムの直接窒化法においては、高純度で粒径の小
さな粉末を得ることが困難であり、アルミナの炭素還元
法においては、反応に高温を要する、原料価格が高い等
の問題がある。アルミナの炭素還元法の改良として、ア
ルミニウム源を炭素含有化合物で還元する方法が提案さ
れているが、還元効率の点で、まだ十分とは言えない。
This aluminum nitride ceramic substrate is a sintered body obtained using aluminum powder. The aluminum nitride powder used here is produced by direct nitriding of aluminum, carbon reduction of alumina, etc. However, for example, it is difficult to obtain powder with high purity and small particle size using the direct nitriding method of aluminum. However, in the carbon reduction method of alumina, there are problems such as the reaction requires high temperature and the cost of raw materials is high. As an improvement to the carbon reduction method of alumina, a method of reducing the aluminum source with a carbon-containing compound has been proposed, but it is still not sufficient in terms of reduction efficiency.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

この発明は、このような事情に迄み、高純度かつ微粒子
の易焼結性窒化アルミニウム粉末を安価に得ることので
きる方法を提供することを第1の課題とし、十分に焼結
された緻密な窒化アルミニウム焼結体を簡単かつ安価に
得ることのできる方法を提供することを第2の課題とす
る。
In view of these circumstances, the first objective of this invention is to provide a method that can inexpensively obtain highly pure, fine-grained, easily sinterable aluminum nitride powder. The second object of the present invention is to provide a method for obtaining an aluminum nitride sintered body easily and inexpensively.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記第1の課題を解決するため、請求項1記載の窒化ア
ルミニウム粉末の製造方法では、アルミニウム含有化合
物とタンニン酸および/またはグルコン酸の混合物を、
窒素を含む非酸化性雰囲気下で焼成するようにしている
In order to solve the first problem, in the method for producing aluminum nitride powder according to claim 1, a mixture of an aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid,
The firing is done in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen.

前記第2の課題を解決するため、請求項2記載の窒化ア
ルミニウム焼結体の製造方法では、アルミニウム含有化
合物とタンニン酸および/またはグルコン酸の混合物か
らなる所定形状の成形体を、窒素を含む非酸化性雰囲気
下で焼成するようにしている。
In order to solve the second problem, in the method for producing an aluminum nitride sintered body according to claim 2, a molded body of a predetermined shape made of a mixture of an aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid is prepared by adding nitrogen to the aluminum nitride sintered body. The firing is done in a non-oxidizing atmosphere.

この発明の両製造方法で用いられるアルミニウム含有化
合物とタンニン酸および/またはグルコン酸の混合物と
しては、例えば、請求項3記載の発明のように、アルミ
ニウム含有化合物が水溶性化合物であり、これとタンニ
ン酸および/またはグルコン酸を水溶液状態で均一に混
合させた後、水分を除くことにより得たものが挙げられ
る。
As the mixture of the aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid used in both production methods of the present invention, for example, as in the invention according to claim 3, the aluminum-containing compound is a water-soluble compound, and the aluminum-containing compound is a water-soluble compound; Examples include those obtained by uniformly mixing acid and/or gluconic acid in an aqueous solution state and then removing water.

この発明の製造方法に用いられるアルミニウム含有化合
物としては、請求項4記載の発明のように、アルミニウ
ム多核錯体およびアルミニウムアルコキシドのうちの少
なくともひとつが挙げられる。
The aluminum-containing compound used in the production method of the present invention includes at least one of an aluminum polynuclear complex and an aluminum alkoxide.

この発明にかかる窒化アルミニウム焼結体の製造方法で
は、例えば、請求項5記載の発明のように、成形体に焼
結助剤を含ませて焼成するようにしてもよい。
In the method for producing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, for example, as in the fifth aspect of the invention, the molded body may contain a sintering aid and then be fired.

以下、より具体的に説明する。This will be explained in more detail below.

アルミニウム含有化合物は、窒化アルミニウムの主体で
あるアルミニウムの供給源となるものである。したがっ
て、アルミニウムを含む化合物であれば、特に限定され
ることはないが、例えば、硝酸アルミニウム、塩化アル
ミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、乳
酸アルミニウム、アルミナ、アルミニウム多核錯体、ア
ルミニウムアルコキシド等がある。
The aluminum-containing compound is a source of aluminum, which is the main component of aluminum nitride. Therefore, as long as it is a compound containing aluminum, it is not particularly limited, and examples thereof include aluminum nitrate, aluminum chloride, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum lactate, alumina, aluminum polynuclear complex, aluminum alkoxide, and the like.

アルミニウム多核錯体としては、塩基性塩化アルミニウ
ム、塩基性乳酸アルミニウム、塩基性硝酸アルミニウム
等が例示される。
Examples of the aluminum polynuclear complex include basic aluminum chloride, basic aluminum lactate, and basic aluminum nitrate.

アルミニウムアルコキシド(アルミニウムアルコキサイ
ド)としては、アルミニウムメトキシド、アルミニウム
エトキシド、アルミニウムプロポキシド、アルミニウム
ブトキシド等の炭素数10以下の脂肪族のアルコキシド
が好適に使用できるなお、前記のアルミニウム含有化合
物は、単独で、あるいは、複数種併用して用いる。
As the aluminum alkoxide, aliphatic alkoxides having 10 or less carbon atoms such as aluminum methoxide, aluminum ethoxide, aluminum propoxide, and aluminum butoxide can be suitably used. Used alone or in combination.

タンニン酸やグルコン酸は、焼成工程での窒化アルミニ
ウムの生成反応において、前記アルミニウム含有化合物
中に含まれる酸素元素を、CC01Coの形で除去する
作用を果たす。タンニン酸とグルコン酸ば、通常、単独
で用いるが、併用するようにしてもかまわない。
Tannic acid and gluconic acid serve to remove the oxygen element contained in the aluminum-containing compound in the form of CC01Co in the aluminum nitride production reaction in the firing process. Tannic acid and gluconic acid are usually used alone, but they may be used in combination.

アルミニウム含有化合物が水溶性化合物であり、これと
タンニン酸および/またはグルコン酸を水溶液状態で均
一に混合させた後、乾燥させて水分を除くことにより混
合物を得る場合、乾燥温度ば、例えば80〜200℃、
さらには100〜200℃程度の範囲が適当である。
When the aluminum-containing compound is a water-soluble compound and a mixture is obtained by uniformly mixing it with tannic acid and/or gluconic acid in an aqueous solution state and then drying to remove moisture, the drying temperature is, for example, 80 to 80°C. 200℃,
Furthermore, a range of about 100 to 200°C is appropriate.

粉末製造の場合、乾燥して得られた混合物は、粉末状態
、あるいは、バルク状態である。バルク状態の場合、バ
ルクのまま、あるいは、粉末化してから焼成する。バル
ク状態のままで焼成した場合、通常、焼成した段階では
窒化アルミニウム粉末は、簡単に崩れる程度に寄せ集っ
た状態になっている。
In the case of powder production, the mixture obtained by drying is in a powder state or in a bulk state. If it is in a bulk state, it is fired as it is or after it is pulverized. When the aluminum nitride powder is fired in the bulk state, the aluminum nitride powder is usually in such a clump-like state that it easily crumbles at the stage of firing.

焼結体製造の場合も、乾燥して得られた混合物は、粉末
状態、あるいは、バルク状態である。焼結体の製造では
、混合物を所定形状の成形体とするわけであるが、乾燥
して得られる混合物がバルク状であった場合、−旦、粉
砕し粉末化してから成形することが好ましいが、バルク
状のまま成形するようにしてもよい。
Also in the case of producing a sintered body, the mixture obtained by drying is in a powder state or a bulk state. In the production of sintered bodies, the mixture is formed into a molded body of a predetermined shape, but if the mixture obtained by drying is in bulk form, it is preferable to first crush and powder it before molding. , it may also be molded in bulk form.

成形方法は、例えば、成形金型を用いた加圧成形法など
が用いられるが、不都合な成分の変質や流口を招来しな
い方法であればよく、特に限定されない。
The molding method may be, for example, a pressure molding method using a mold, but is not particularly limited as long as it does not cause undesirable deterioration of components or flow holes.

成形体に含まれる焼結助剤としては、アルカリ土類、あ
るいは、希土類元素の塩や酸化物等が挙げられる。例え
ば、硝酸イツトリウム、塩化イツトリウム、塩基性酢酸
イツトリウム、酸化イツトリウム、硝酸カルシウム、塩
化カルシウム、酸化カルシウム等が具体的に例示される
が、これらに限定されない。なお、焼結助剤の含有量は
含有アルミニウムに対して3〜10重量%程度が好まし
い。
Examples of the sintering aid contained in the compact include salts and oxides of alkaline earth or rare earth elements. Specific examples include yttrium nitrate, yttrium chloride, basic yttrium acetate, yttrium oxide, calcium nitrate, calcium chloride, calcium oxide, etc., but are not limited thereto. Note that the content of the sintering aid is preferably about 3 to 10% by weight based on the aluminum contained.

焼結助剤を添加するタイミングは、アルミニウム含有化
合物とタンニン酸やグルコン酸が混合された水溶液段階
、または、水溶液乾燥後の粉末段階等いずれであっても
よく、特に限定されない。
The timing of adding the sintering aid is not particularly limited, and may be at the aqueous solution stage where the aluminum-containing compound and tannic acid or gluconic acid are mixed, or at the powder stage after drying the aqueous solution.

また、窒化アルミニウム粉末の製造方法においても、混
合物に、窒化を促進したり、炭素除去を容易にするため
に、例えば、カルシウム塩、イツトリウム塩、あるいは
、ランタニド族元素の塩等をも添加させるようにしても
よい。
Furthermore, in the method for producing aluminum nitride powder, calcium salts, yttrium salts, or salts of lanthanide group elements, etc., are also added to the mixture in order to promote nitriding and facilitate carbon removal. You can also do this.

非酸化性雰囲気としては、窒素を含むアルゴン、窒素を
含む一酸化炭素、あるいは、窒素、アンモニア等の雰囲
気が用いられる。焼成温度は、窒化アルミニウム粉末の
製造方法にあっては、1200℃以上、好ましくは、1
400〜1800℃程度であり、窒化アルミニウム焼結
体の製造方法にあっては、1200℃以上、好ましくは
、1400〜2000℃程度である。なお、粉末内や焼
結体内の残留炭素を除く場合、例えば、窒化後、600
〜700℃程度の酸化性雰囲気でさらに加熱処理するよ
うにする。
As the non-oxidizing atmosphere, an atmosphere of argon containing nitrogen, carbon monoxide containing nitrogen, nitrogen, ammonia, or the like is used. In the method for producing aluminum nitride powder, the firing temperature is 1200°C or higher, preferably 1200°C or higher.
The temperature is about 400 to 1800°C, and in the method for producing an aluminum nitride sintered body, the temperature is 1200°C or higher, preferably about 1400 to 2000°C. In addition, when removing residual carbon in the powder or sintered body, for example, after nitriding, 600
Further heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere at about ~700°C.

〔作   用〕[For production]

この発明にかかる窒化アルミニウム粉末の製造方法のよ
うに、アルミニウム含有化合物、例えば、アルミニウム
多核錯体やアルミニウムアルコキシドとタンニン酸およ
び/またはグルコン酸の混合物を、窒素を含む非酸化性
雰囲気下で焼成すると、焼成温度が高くなくとも、純度
(窒化率)が高く、しかも、粒径が十分に小さな窒化ア
ルミニウム粉末を安価に得ることができる。粒径の小さ
い粉末は、高熱伝導性絶縁基板を作製する際、焼結が容
易である。
As in the method for producing aluminum nitride powder according to the present invention, when an aluminum-containing compound, such as an aluminum polynuclear complex or a mixture of aluminum alkoxide and tannic acid and/or gluconic acid, is fired in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen, Even if the firing temperature is not high, aluminum nitride powder with high purity (nitridation rate) and sufficiently small particle size can be obtained at low cost. Powder with a small particle size is easily sintered when producing a highly thermally conductive insulating substrate.

この発明にかかる窒化アルミニウム焼結体の製造方法の
ように、アルミニウム含有化合物、例えば、アルミニウ
ム多核錯体やアルミニウムアルコキシドとタンニン酸お
よび/またはグルコン酸の混合物からなる所定形状の成
形体を、窒素を含む非酸化性雰囲気下で焼成すると、純
度(窒化率)が高く緻密で熱伝導率のよい窒化゛アルミ
ニウム焼結体が、煩雑な粉末工程を経ることなく容易に
得られることとなる。
As in the method for producing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, a molded body of a predetermined shape made of an aluminum-containing compound, such as an aluminum polynuclear complex or a mixture of aluminum alkoxide and tannic acid and/or gluconic acid, is formed into a molded body containing nitrogen. By firing in a non-oxidizing atmosphere, an aluminum nitride sintered body with high purity (nitridation rate), density, and good thermal conductivity can be easily obtained without going through a complicated powder process.

アルミニウム含有化合物が水溶性化合物であり、これと
タンニン酸および/またはグルコン酸を水溶液状態で均
一に混合させた後、水分を除くことにより得た混合物は
、アルミニウム含有化合物とタンニン酸および/または
グルコン酸が分子オーダで混じり合った状態となるため
、より純度が高く均質な粉末あるいは焼結体が得られる
ようになる。
The aluminum-containing compound is a water-soluble compound, and the mixture obtained by uniformly mixing the aluminum-containing compound with tannic acid and/or gluconic acid in an aqueous solution state and then removing water is the aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid. Since the acids are mixed on a molecular order, a more pure and homogeneous powder or sintered body can be obtained.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples will be described.

まず、窒化アルミニウム粉末の製造方法の実施例を述べ
る。
First, an example of a method for producing aluminum nitride powder will be described.

一実施例1 塩基性塩化アルミニウム1重量部に対し、タンニン酸(
ナカライ・テスク製)が0.65重量部となるように混
合した水溶液を作製した。なお、塩基性塩化アルミニウ
ムは、アルミニウム含有量がAltos換算で50重量
%であり、塩基度が84%のものを用いた。つぎに、こ
の水溶液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固させた。得ら
れた固形物を粉砕し、1550℃の窒素雰囲気(非酸化
性雰囲気)で8時間焼成し、ついで、700℃の温度下
、大気雰囲気(酸化性雰囲気)で1時間の加熱処理を行
い、窒化アルミニウム粉末を得た。
Example 1 Tannic acid (
(manufactured by Nacalai Tesque) was mixed in an amount of 0.65 parts by weight to prepare an aqueous solution. The basic aluminum chloride used had an aluminum content of 50% by weight in terms of Altos and a basicity of 84%. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid was pulverized and calcined in a nitrogen atmosphere (non-oxidizing atmosphere) at 1550°C for 8 hours, and then heat-treated for 1 hour in an air atmosphere (oxidizing atmosphere) at a temperature of 700°C. Aluminum nitride powder was obtained.

実施例2− 塩基性乳酸アルミニウム1重量部に対し、タンニン酸(
ナカライ・テスク製)が0.47重量部となるように混
合した水溶液を作製した。なお、塩基性乳酸アルミニウ
ムは、アルミニウム含有量がAf□0.換算で37重量
%であり、乳酸含量56%のものを用いた。つぎに、こ
の水溶液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固させた。得ら
れた固形物を粉砕し、1550℃の窒素雰囲気で8時間
焼成し、ついで、700℃の温度下、大気雰囲気で1時
間の加熱処理を行い、窒化アルミニウム粉末を得た。
Example 2 - Tannic acid (1 part by weight of basic aluminum lactate)
An aqueous solution was prepared by mixing 0.47 parts by weight of the following ingredients (manufactured by Nacalai Tesque). In addition, basic aluminum lactate has an aluminum content of Af□0. The lactic acid content was 37% by weight and the lactic acid content was 56%. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid material was pulverized and calcined in a nitrogen atmosphere at 1550°C for 8 hours, and then heat-treated at a temperature of 700°C in an air atmosphere for 1 hour to obtain aluminum nitride powder.

一実施例3− アルミニウムトリイソプロポキシド(アルミニウムトリ
イソプロポキサイド)1重量部と、タンニン酸くナカラ
イ・テスク製)0.32重量部を、テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド15%水溶液2.97i!!
量部に加え、室温で1時間かく拌した後、この溶液を1
20℃の乾燥温度で蒸発乾固させた。得られた固形物を
粉砕し、1550℃の窒素雰囲気で8時間焼成し、つい
で、700℃の温度下、大気雰囲気で1時間の加熱処理
を行い、窒化アルミニウム粉末を得た。
Example 3 - 1 part by weight of aluminum triisopropoxide (aluminum triisopropoxide) and 0.32 parts by weight of tannic acid (manufactured by Nacalai Tesque) were mixed into 2.97 parts of a 15% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide! !
After stirring at room temperature for 1 hour, this solution was
It was evaporated to dryness at a drying temperature of 20°C. The obtained solid material was pulverized and calcined in a nitrogen atmosphere at 1550°C for 8 hours, and then heat-treated at a temperature of 700°C in an air atmosphere for 1 hour to obtain aluminum nitride powder.

一実施例4− 純度99.9%、平均粒径0.4ハのアルミナ粉末1重
量部を、1.28重量部のタンニン酸(ナカライ・テス
ク製)を熔解させた水溶液に加え、室温で10分間かく
坤した後、この溶液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固さ
せた。得られた固形物を粉砕し、1600℃の窒素雰囲
気で8時間焼成し、ついで、700℃の温度下、大気雰
囲気で1時間の加熱処理を行い、窒化アルミニウム粉末
を得た一実施例5− タンニン酸の代わりにグルコン酸(50%水溶液)を1
.97重量部とした以外は実施例1と同様にして窒化ア
ルミニウム粉末を得た。
Example 4 - 1 part by weight of alumina powder with a purity of 99.9% and an average particle size of 0.4 ha was added to an aqueous solution in which 1.28 parts by weight of tannic acid (manufactured by Nacalai Tesque) was dissolved, and the mixture was heated at room temperature. After standing for 10 minutes, the solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid was pulverized and calcined in a nitrogen atmosphere at 1600°C for 8 hours, and then heat-treated at 700°C in an air atmosphere for 1 hour to obtain aluminum nitride powder, Example 5- 1 gluconic acid (50% aqueous solution) instead of tannic acid
.. Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 97 parts by weight.

一実施例6− タンニン酸の代わりにグルコン酸(50%水溶液)を1
゜44重量部とした以外は実施例2と同様にして窒化ア
ルミニウム粉末を得た。
Example 6 - 1 gluconic acid (50% aqueous solution) instead of tannic acid
Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount was changed to 44 parts by weight.

実施例7− タンニン酸の代わりにグルコン酸(50%水溶液)を0
.97重量部とした以外は実施例3と同様にして窒化ア
ルミニウム粉末を得た。
Example 7 - Gluconic acid (50% aqueous solution) in place of tannic acid
.. Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount was 97 parts by weight.

実施例8− タンニン酸の代わりにグルコン酸く50%水溶液)を3
.88重量部とした以外は実施例4と同様にして窒化ア
ルミニウム粉末を得た。
Example 8 - 3 gluconic acid (50% aqueous solution) instead of tannic acid
.. Aluminum nitride powder was obtained in the same manner as in Example 4 except that the amount was 88 parts by weight.

−比較例1 実施例1で用いた塩基性塩化アルミニウム1重量部に対
し、ヘキサメチレンテトラミンを0.70重量部となる
ように混合した水溶液を作製した。
- Comparative Example 1 An aqueous solution was prepared by mixing 1 part by weight of basic aluminum chloride used in Example 1 with 0.70 parts by weight of hexamethylenetetramine.

つぎに、この水溶液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固さ
せた。得られた固形物を粉砕し、1600℃の窒素雰囲
気で8時間焼成し、ついで、700℃の温度下、大気雰
囲気で1時間の加熱処理を行い、窒化アルミニウム粉末
を得た。
Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid material was pulverized and calcined in a nitrogen atmosphere at 1600°C for 8 hours, and then heat-treated at 700°C in an air atmosphere for 1 hour to obtain aluminum nitride powder.

−比較例2一 実施例1で用いた塩基性塩化アルミニウム1重量部を熔
解した水溶液にカーボンブラック(三菱化成■ #40
10B) 0.50重量部を懸濁させ、室温で30分間
かく拌した。つぎに、この水溶液を120℃の乾燥温度
で蒸発乾固させた。得られた固形物を粉砕し、1600
℃の窒素雰囲気で8時間焼成し、ついで、700℃の温
度下、大気雰囲気で1時間の加熱処理を行い、窒化アル
ミニラム粉末を得た。
- Comparative Example 2 - Carbon black (Mitsubishi Kasei ■ #40
10B) 0.50 parts by weight was suspended and stirred at room temperature for 30 minutes. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid was pulverized and
The product was fired for 8 hours in a nitrogen atmosphere at 700°C, and then heat-treated for 1 hour in an air atmosphere at 700°C to obtain aluminum nitride lamb powder.

このようにして得られた実施例1〜8および比較例1.
2の窒化アルミニウム粉末の窒化率(純度)および平均
粒径を測定した。測定結果を第1表に記す。
Examples 1 to 8 and Comparative Example 1.
The nitridation rate (purity) and average particle size of the aluminum nitride powder of No. 2 were measured. The measurement results are shown in Table 1.

第  1  表 実施例1〜8の窒化アルミニウム粉末は、第1表にみる
ように、高純度である。比較例1.2の窒化アルミニウ
ム粉末は、純度が非常に悪い。焼成温度が余り高くなく
ても、実施例の粉末は非常に窒化率が高いのである。勿
論、実施例の粉末は、第1表にみるように、粒径の小さ
い微粒子であり、焼結性に優れることはいうまでもない
Table 1 The aluminum nitride powders of Examples 1 to 8 have high purity as shown in Table 1. The aluminum nitride powder of Comparative Example 1.2 has very poor purity. Even if the firing temperature is not very high, the powders of the examples have a very high nitridation rate. Of course, as shown in Table 1, the powders of the examples are fine particles with small particle sizes, and it goes without saying that they have excellent sinterability.

なお、実施例1〜8および比較例1.2の各粉末をX線
分析したところ、実施例の粉末では、未窒化の残留A 
ll ! Osの存在を示すピークは殆ど検出されなか
ったが、一方、比較例の各粉末では、未窒化の残留A1
xosの存在を示すピークが明瞭に検出され、比較例の
粉末の純度が十分でないことが裏付けされた。
In addition, when the powders of Examples 1 to 8 and Comparative Example 1.2 were subjected to X-ray analysis, it was found that the powders of Examples had no unnitrided residual A.
ll! Almost no peak indicating the presence of Os was detected, but on the other hand, in each powder of the comparative example, unnitrided residual A1
A peak indicating the presence of xos was clearly detected, confirming that the purity of the powder of the comparative example was insufficient.

続゛いて、この発明にかかる窒化アルミニウム焼結体の
製造方法の実施例について述べる。
Next, an embodiment of the method for manufacturing an aluminum nitride sintered body according to the present invention will be described.

一実施例A− 塩基性塩化アルミニウム1重量部に対し、タンニン酸が
0.43正量部となるように混合した水溶液を作製した
。なお、塩基性塩化アルミニウムは、アルミニウム含有
量がAltO*換算で50重量%であり、塩基度が84
%のものを用いた。つぎに、この水溶液を120℃の乾
燥温度で蒸発乾固させた。得られた固形物を、−旦、粉
砕した後、成形金型を用いて、直径25鶴、厚み3uの
円板状の成形体にしてから、1900℃の窒素雰囲気で
8時間焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example A - An aqueous solution was prepared by mixing 1 part by weight of basic aluminum chloride with 0.43 parts by weight of tannic acid. In addition, basic aluminum chloride has an aluminum content of 50% by weight in terms of AltO* and a basicity of 84.
% was used. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid material was first pulverized, then made into a disc-shaped molded product with a diameter of 25 mm and a thickness of 3 μm using a mold, and then fired in a nitrogen atmosphere at 1900°C for 8 hours to undergo nitriding. An aluminum sintered body was obtained.

一実施例B− 実施例Aで用いた塩基性塩化アルミニウム1重量部に対
し、タンニン酸が0.43重量部、硝酸イツトリウム6
水和物が0.068重量部となるように混合した水溶液
を作製した。つぎに、この水溶液を120℃の乾燥温度
で蒸発乾固させた。得られた固形物を、−旦、粉砕した
後、成形金型を用いて、直径25關、厚み3龍の円板状
の成形体にしてから、1850℃の窒素雰囲気で4時間
焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example B - 1 part by weight of basic aluminum chloride used in Example A, 0.43 part by weight of tannic acid, 6 parts by weight of yttrium nitrate.
An aqueous solution containing 0.068 parts by weight of hydrate was prepared. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid material was first pulverized, and then formed into a disc-shaped body with a diameter of 25 mm and a thickness of 3 mm using a mold, and then fired in a nitrogen atmosphere at 1850°C for 4 hours. An aluminum nitride sintered body was obtained.

実施例C 塩基性乳酸アルミニウム1重量部に対し、タンニン酸が
0.32重量部、硝酸イソ) IJウム6水和物が0.
05重量部となるように混合した水溶液を作製した。な
お、塩基性乳酸アルミニウムは、アルミニウム含有量が
A1xo*換算で37重量%であり、乳酸含量56%の
ものを用いた。つぎに、この水溶液を100℃の乾燥温
度で蒸発乾固させた。得られた固形物を、−旦、粉砕し
た後、成形金型を用いて、直径25m、厚み3鳳烏の円
板状の成形体にしてから、1850℃の窒素雰囲気で4
時間焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example C For 1 part by weight of basic aluminum lactate, 0.32 parts by weight of tannic acid, 0.32 parts by weight of tannic acid, and 0.32 parts by weight of IJium hexahydrate.
An aqueous solution was prepared by mixing 0.05 parts by weight. The basic aluminum lactate used had an aluminum content of 37% by weight in terms of A1xo* and a lactic acid content of 56%. Next, this aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 100°C. The obtained solid material was first pulverized, then made into a disc-shaped body with a diameter of 25 m and a thickness of 3 mm using a molding die, and then pulverized in a nitrogen atmosphere at 1850°C for 40 minutes.
The aluminum nitride sintered body was obtained by firing for several hours.

一実施例D− アルミニウムトリイソプロポキシド(アルミニウムトリ
イソプロポキサイド)1重量部、タンニン酸0.21重
量部、硝酸イツトリウム6水和物0゜033重量部を、
テトラメチルアンモニウムハイ1′ロオキサイド15%
水溶液2.97重量部に加え、室温で1時間かく拌した
後、この溶液を110°Cの乾燥温度で蒸発乾固させた
。得られた固形物を粉砕した後、実施例Aと同様に成形
体を得た後1850℃の温度下、窒素雰囲気で4時間焼
成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example D - 1 part by weight of aluminum triisopropoxide, 0.21 parts by weight of tannic acid, 0°033 parts by weight of yttrium nitrate hexahydrate,
Tetramethylammonium high 1' oxide 15%
After adding to 2.97 parts by weight of the aqueous solution and stirring at room temperature for 1 hour, the solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 110°C. After pulverizing the obtained solid, a molded body was obtained in the same manner as in Example A, and then fired at a temperature of 1850° C. in a nitrogen atmosphere for 4 hours to obtain an aluminum nitride sintered body.

実施例E 硝酸アルミニウム9水和物1重量部に対し、タンニン酸
が0.11市量部、硝酸イツトリウム6水和物が0.0
19宙量部となるように混合した水溶液を作製した。つ
ぎに、この水4液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固させ
た。得られた固形物を粉砕してから実施例Aと同様にし
て成形体を得た後1850℃の温度下、窒素雰囲気で4
時間焼成し、窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example E For 1 part by weight of aluminum nitrate nonahydrate, 0.11 parts by weight of tannic acid and 0.0 part of yttrium nitrate hexahydrate were added.
An aqueous solution was prepared by mixing the components to have a volume of 19 parts. Next, these four water solutions were evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. After pulverizing the obtained solid material and obtaining a molded body in the same manner as in Example A, the solid material was crushed in a nitrogen atmosphere at a temperature of 1850°C for 4 hours.
The aluminum nitride sintered body was obtained by firing for several hours.

実施例F タンニン酸の代わりにグルコン酸を0.60重量部とし
た以外は実施例Aと同様にして窒化アルミニウム焼結体
を得た。
Example F An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in Example A except that 0.60 parts by weight of gluconic acid was used instead of tannic acid.

実施例G タンニン酸の代わりにグルコン酸を0.65重ご部とし
た以外は実施例Bと同様にして窒化アルミニウム焼結体
を得た。
Example G An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in Example B except that 0.65 parts by weight of gluconic acid was used instead of tannic acid.

一実施例11 タンニン酸の代わりにグルコン酸を0.45重量部とし
た以外は実施例Cと同様にして窒化アルミニウム焼結体
を得た。
Example 11 An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in Example C, except that 0.45 parts by weight of gluconic acid was used instead of tannic acid.

実施例I− タンニン酸の代わりにグルコン酸を0.30重量部とす
るとともに水溶液乾燥温度を120℃とした以外は実施
例りと同様にして窒化アルミニウム焼結体を得た。
Example I - An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.30 parts by weight of gluconic acid was used instead of tannic acid and the aqueous solution drying temperature was 120°C.

実施例J− タンニン酸の代わりにグルコン酸を0.16m1部とし
た以外は実施例Eと同様にして窒化アルミニウム焼結体
を得た。
Example J - An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in Example E except that 0.16 ml of gluconic acid was used instead of tannic acid.

比較例へ− 塩基性塩化アルミニウム1重量部に対し、ヘキサメチレ
ンテトラミンが0.41mf1部となるように混合した
水溶液を作製した。なお、塩基性塩化アルミニウムは、
アルミニウム含有量がAl1t O1換算で50重量%
であり、塩基度が84%のものを用いた。つぎに、ごの
水溶液を120℃の乾燥温度で蒸発乾固させた。得られ
た固形物を、−旦、粉砕した後、成形金型を用いて、直
径25 am、厚み311Aの円板状の成形体にしてか
ら、1900℃の窒素雰囲気で8時間焼成し、窒化アル
ミニウム焼結体を得た。
To Comparative Example - An aqueous solution was prepared by mixing 1 part by weight of basic aluminum chloride with 1 part by weight of hexamethylenetetramine. In addition, basic aluminum chloride is
Aluminum content is 50% by weight in terms of Al1t O1
and the basicity was 84%. Next, the aqueous solution was evaporated to dryness at a drying temperature of 120°C. The obtained solid material was first pulverized, and then formed into a disc-shaped compact with a diameter of 25 am and a thickness of 311 A using a molding die, and then fired in a nitrogen atmosphere at 1900°C for 8 hours to undergo nitriding. An aluminum sintered body was obtained.

このようにして得られた実施例A−Jおよび比較例Aの
窒化アルミニウム焼結体の密度と熱伝導率を測定した。
The density and thermal conductivity of the aluminum nitride sintered bodies of Examples A-J and Comparative Example A thus obtained were measured.

測定結果を第2表に記す。The measurement results are shown in Table 2.

第 表 実施例A、 −Jの窒化アルミニウム焼結体は、第2表
にみるように、比較例Aのそれに比べて、大きな密度を
もつ緻密な焼結体であり、しかも、純度が高く高熱伝導
率である。実施例A−Jの焼結体をX線分析したところ
、未窒化の残留Aβ2゜オの存在を示すピークは殆ど検
出されなかったが、比較例Aの焼結体をX線分析したと
ころ、未窒化の残留A l s O*の存在を示すピー
クが明瞭に検出された。
As shown in Table 2, the aluminum nitride sintered bodies of Examples A and -J in Table 2 are dense sintered bodies with larger densities than those of Comparative Example A. It is conductivity. When the sintered bodies of Examples A to J were subjected to X-ray analysis, almost no peak indicating the presence of unnitrided residual Aβ2° was detected, but when the sintered bodies of Comparative Example A were subjected to X-ray analysis, A peak indicating the presence of unnitrided residual Al s O* was clearly detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に述べたように、この発明にかかる窒化アルミニラ
粉末の製造方法では、焼成温度が低くても、高純度で小
さな粒径の粉末を迅速かつ安価に得ることができる。そ
のため、優れた高熱伝導性(絶縁)基板が安価かつ容易
に得られるようになる。
As described above, in the method for producing aluminium nitride powder according to the present invention, powder with high purity and small particle size can be obtained quickly and inexpensively even if the firing temperature is low. Therefore, an excellent high thermal conductivity (insulating) substrate can be obtained easily and inexpensively.

また、この発明にかかる窒化アルミニウム焼結体の製造
方法では、窒化アルミニウム粉末の状態を経ることなく
、緻密で高熱伝導性の焼結体を直に製造できる。そのた
め、優れた高熱伝導性(絶縁)基板が安価かつ容易に得
られるようになる。
Further, in the method for producing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, a dense and highly thermally conductive sintered body can be directly produced without going through the state of aluminum nitride powder. Therefore, an excellent high thermal conductivity (insulating) substrate can be obtained easily and inexpensively.

これらの両製造方法において、混合物が、アルミニウム
含有化合物とタンニン酸および/またはグルコン酸を水
溶液状態で均一に混合させた後、水分を除くようにして
得たものであると、アルミニウム含有化合物とタンニン
酸および/またはグルコン酸が十分に混じり合うように
なるため、より高純度で均質な粉末や焼結体が得られる
ようになる。
In both of these production methods, if the mixture is obtained by uniformly mixing an aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid in an aqueous solution state and then removing water, the aluminum-containing compound and tannin Since the acid and/or gluconic acid are sufficiently mixed, a more pure and homogeneous powder or sintered body can be obtained.

代理人 弁理士  松 本 武 彦 2゜ 3゜ 面「糸六ネili正7丁(1頒 平成1年lO月6[] 特願平1=201823号 発明の名称 窒化アルミニウム粉末および窒化アルミニウム嚇占体の
製造力゛法補正をする者 事件との関係   特許出願人 住   所    大阪府門真市大字門真1048番地
名 称(583)松下電工株式会社
Agency Lentinum Takeshi Matsumoto 2 ゜ 3 ゜ "Itroku Nena ILI Masao 7 (1 distribution Heisei 1st LO Moon 6 [] Specially application flat 1 = 201823 Invention Name Aluminum Nitride Powl) and Aluminum Nitride Fortune) Relationship with the Case of Person Who Amends the Manufacturing Capacity Act Patent Applicant Address 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Name (583) Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アルミニウム含有化合物とタンニン酸および/また
はグルコン酸の混合物を、窒素を含む非酸化性雰囲気下
で焼成するようにする窒化アルミニウム粉末の製造方法
。 2 アルミニウム含有化合物とタンニン酸および/また
はグルコン酸の混合物からなる所定形状の成形体を、窒
素を含む非酸化性雰囲気下で焼成するようにする窒化ア
ルミニウム焼結体の製造方法。 3 アルミニウム含有化合物が水溶性化合物であり、こ
れとタンニン酸および/またはグルコン酸を水溶液状態
で均一に混合させた後、水分を除くことにより混合物を
得る請求項1または2記載の窒化アルミニウム粉末また
は窒化アルミニウム焼結体の製造方法。 4 アルミニウム含有化合物が、アルミニウム多核錯体
およびアルミニウムアルコキシドのうちの少なくともひ
とつである請求項1から3までのいずれかに記載の窒化
アルミニウム粉末または窒化アルミニウム焼結体の製造
方法。 5 成形体に焼結助剤が含まれてなる請求項2から4ま
でのいずれかに記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方
法。
[Scope of Claims] 1. A method for producing aluminum nitride powder, which comprises firing a mixture of an aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen. 2. A method for producing an aluminum nitride sintered body, in which a molded body of a predetermined shape made of a mixture of an aluminum-containing compound and tannic acid and/or gluconic acid is fired in a non-oxidizing atmosphere containing nitrogen. 3. The aluminum nitride powder or aluminum nitride powder according to claim 1 or 2, wherein the aluminum-containing compound is a water-soluble compound, and the mixture is obtained by uniformly mixing tannic acid and/or gluconic acid in an aqueous solution state and then removing water. A method for producing an aluminum nitride sintered body. 4. The method for producing aluminum nitride powder or aluminum nitride sintered body according to any one of claims 1 to 3, wherein the aluminum-containing compound is at least one of an aluminum polynuclear complex and an aluminum alkoxide. 5. The method for producing an aluminum nitride sintered body according to any one of claims 2 to 4, wherein the molded body contains a sintering aid.
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