JPH0317789B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0317789B2 JPH0317789B2 JP61025794A JP2579486A JPH0317789B2 JP H0317789 B2 JPH0317789 B2 JP H0317789B2 JP 61025794 A JP61025794 A JP 61025794A JP 2579486 A JP2579486 A JP 2579486A JP H0317789 B2 JPH0317789 B2 JP H0317789B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum nitride
- sintered body
- thermal conductivity
- weight
- sintering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は窒化アルミニウム焼結体、特に熱伝導
性の良好な窒化アルミニウム焼結体の製造方法に
関する。 ［従来の技術］ 近年、電子機器の高速・高性能化、小形・軽量
化が進む中で、半導体素子から発生する熱の放熱
は重要な問題である。特に、高密度実装IC，
LSI、マイクロ波通信及び光通信用のマイクロウ
エーブ用トランジスタ、レーザーダイオード等で
は熱伝導性の高い基板材料の要求が強い。 従来、絶縁性基板材料には一般にアルミナ焼結
体が多く用いられていたが、最近の絶縁性基板材
料の用途においては熱放散性が満足なものとは言
えず、このために、更に、熱伝導性の良好な絶縁
性基板材料の開発が要求されている。 熱伝導性の高い基板材料として有望視されてい
る窒化アルミニウムは絶縁性基板材料に要求され
ている諸特性例えば電気抵抗、絶縁耐圧、誘電
率、曲げ強度及び熱膨張係数等がアルミナ焼結体
の諸特性と同等もしくはそれ以上であるため、鋭
意研究開発がなされている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、窒化アルミニウムは難焼結性で
あり、単体では常圧焼結が困難である。そのた
め、ホツトプレス法による焼結体の製造法や各種
酸化物を助剤として添加した常圧焼結による焼結
体の製造法が検討されている。これらの製造法の
内で、常圧焼結法が大量生産に向いているので望
ましい焼結体の製造方法である。 しかし、常圧焼結法で得られる窒化アルミニウ
ム焼結体の熱伝導率は50〜60W／mKと低く、更
に高い熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体
の製造方法が探求されている。 従つて、本発明の目的は常圧焼結法による高熱
伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方
法を提供するにある。 ［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は窒化アルミニウム粉末にカ
ルシウムシアナミド（CaCN2）を添加混合し、
得られた混合物を成形後、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
の製造方法を提供するにある。 ［作用］ 以下、本発明方法を具体的に説明する。 窒化アルミニウム粉末に添加する添加剤はカル
シウムシアナミドである。この添加剤は原料すな
わち窒化アルミニウム粉末中の酸素を除去する。
これは焼結後の焼結体中の酸素量が原料中の酸素
量よりも少なくなることからも明らかであろう。
添加剤の添加配合量は窒化アルミニウム粉末100
重量部当り0.1〜７重量部添加するのが好ましい。
添加剤の添加配合量が0.1重量部未満であると、
その添加効果が明瞭でないために好ましくなく、
また７重量部を超えると、急激に焼結体の密度が
下がり、熱伝導率が低下するために好ましくな
い。添加剤が多くなり過ぎると反応に寄与しない
カーボンが窒化アルミニウムの粒間に残存し、焼
結を阻害するものと思われる。 本発明に使用する添加剤は空気中の水分と反応
し、徐々に酸化物に変化するが、非水溶媒中では
安定であり、添加剤添加後の混合・粉砕操作は非
水溶媒中で行なうことが好ましい。 窒化アルミニウム粉末に添加剤を添加し、数十
時間混合・粉砕する。この際、上述の理由からア
ルコール等の非水溶媒を添加することが好適であ
る。非水溶媒を使用する場合には、混合・粉砕
後、非水溶媒を真空乾燥等の方法で除去する。得
られた混合粉体を室温で、加圧プレスして所定の
形状に成形し、最後に窒素ガス、水素ガス、一酸
化炭素ガスまたは真空雰囲気のような非酸化性雰
囲気中で高温焼結を行なう。焼結は1500〜1900℃
の範囲の温度で行なうことができるが、1550〜
1850℃の範囲の焼結温度を使用することが好適で
ある。 ［実施例］ 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。 窒化アルミニウム粉末100重量％に添加剤とし
て以下の第１表に示す添加量のカルシウムシアナ
ミドを添加し、混合・粉砕後、室温で1000Kg／cm2
の圧力を加えて所定の形状に成形し、得られた成
形体を窒素ガス雰囲気中で1800℃で２時間焼結し
て窒化アルミニウム焼結体を得た。 得られた窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を
第１表に併記する。なお、熱伝導率の測定はレー
ザーフラツシユ法を用い、得られる比熱と熱拡散
率より算出した。
性の良好な窒化アルミニウム焼結体の製造方法に
関する。 ［従来の技術］ 近年、電子機器の高速・高性能化、小形・軽量
化が進む中で、半導体素子から発生する熱の放熱
は重要な問題である。特に、高密度実装IC，
LSI、マイクロ波通信及び光通信用のマイクロウ
エーブ用トランジスタ、レーザーダイオード等で
は熱伝導性の高い基板材料の要求が強い。 従来、絶縁性基板材料には一般にアルミナ焼結
体が多く用いられていたが、最近の絶縁性基板材
料の用途においては熱放散性が満足なものとは言
えず、このために、更に、熱伝導性の良好な絶縁
性基板材料の開発が要求されている。 熱伝導性の高い基板材料として有望視されてい
る窒化アルミニウムは絶縁性基板材料に要求され
ている諸特性例えば電気抵抗、絶縁耐圧、誘電
率、曲げ強度及び熱膨張係数等がアルミナ焼結体
の諸特性と同等もしくはそれ以上であるため、鋭
意研究開発がなされている。 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、窒化アルミニウムは難焼結性で
あり、単体では常圧焼結が困難である。そのた
め、ホツトプレス法による焼結体の製造法や各種
酸化物を助剤として添加した常圧焼結による焼結
体の製造法が検討されている。これらの製造法の
内で、常圧焼結法が大量生産に向いているので望
ましい焼結体の製造方法である。 しかし、常圧焼結法で得られる窒化アルミニウ
ム焼結体の熱伝導率は50〜60W／mKと低く、更
に高い熱伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体
の製造方法が探求されている。 従つて、本発明の目的は常圧焼結法による高熱
伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方
法を提供するにある。 ［問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明は窒化アルミニウム粉末にカ
ルシウムシアナミド（CaCN2）を添加混合し、
得られた混合物を成形後、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
の製造方法を提供するにある。 ［作用］ 以下、本発明方法を具体的に説明する。 窒化アルミニウム粉末に添加する添加剤はカル
シウムシアナミドである。この添加剤は原料すな
わち窒化アルミニウム粉末中の酸素を除去する。
これは焼結後の焼結体中の酸素量が原料中の酸素
量よりも少なくなることからも明らかであろう。
添加剤の添加配合量は窒化アルミニウム粉末100
重量部当り0.1〜７重量部添加するのが好ましい。
添加剤の添加配合量が0.1重量部未満であると、
その添加効果が明瞭でないために好ましくなく、
また７重量部を超えると、急激に焼結体の密度が
下がり、熱伝導率が低下するために好ましくな
い。添加剤が多くなり過ぎると反応に寄与しない
カーボンが窒化アルミニウムの粒間に残存し、焼
結を阻害するものと思われる。 本発明に使用する添加剤は空気中の水分と反応
し、徐々に酸化物に変化するが、非水溶媒中では
安定であり、添加剤添加後の混合・粉砕操作は非
水溶媒中で行なうことが好ましい。 窒化アルミニウム粉末に添加剤を添加し、数十
時間混合・粉砕する。この際、上述の理由からア
ルコール等の非水溶媒を添加することが好適であ
る。非水溶媒を使用する場合には、混合・粉砕
後、非水溶媒を真空乾燥等の方法で除去する。得
られた混合粉体を室温で、加圧プレスして所定の
形状に成形し、最後に窒素ガス、水素ガス、一酸
化炭素ガスまたは真空雰囲気のような非酸化性雰
囲気中で高温焼結を行なう。焼結は1500〜1900℃
の範囲の温度で行なうことができるが、1550〜
1850℃の範囲の焼結温度を使用することが好適で
ある。 ［実施例］ 以下に実施例を挙げ、本発明を更に説明する。 窒化アルミニウム粉末100重量％に添加剤とし
て以下の第１表に示す添加量のカルシウムシアナ
ミドを添加し、混合・粉砕後、室温で1000Kg／cm2
の圧力を加えて所定の形状に成形し、得られた成
形体を窒素ガス雰囲気中で1800℃で２時間焼結し
て窒化アルミニウム焼結体を得た。 得られた窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を
第１表に併記する。なお、熱伝導率の測定はレー
ザーフラツシユ法を用い、得られる比熱と熱拡散
率より算出した。
【表】
上述の第１表において、実験番号１〜５の焼結
体は本発明品であり、0.1〜７重量部の添加剤の
添加により熱伝導率が70W／mK以上の窒化アル
ミニウム焼結体を得ることができた。また、実験
番号６及び７の焼結体は添加剤添加量がそれぞれ
10.0重量部及び0.02重量部である比較品であり、
これらの熱伝導率は50W／mK以下であり、満足
すべき熱伝導率を得ることはできなかつた。 ［発明の効果］ 本発明方法では添加剤として酸素含有化合物を
使用しないために、酸素含有量の少ない特殊な窒
化アルミニウム粉末のみならず汎用の窒化アルミ
ニウム粉末をも使用して熱伝導率の高い焼結体を
得ることができる。
体は本発明品であり、0.1〜７重量部の添加剤の
添加により熱伝導率が70W／mK以上の窒化アル
ミニウム焼結体を得ることができた。また、実験
番号６及び７の焼結体は添加剤添加量がそれぞれ
10.0重量部及び0.02重量部である比較品であり、
これらの熱伝導率は50W／mK以下であり、満足
すべき熱伝導率を得ることはできなかつた。 ［発明の効果］ 本発明方法では添加剤として酸素含有化合物を
使用しないために、酸素含有量の少ない特殊な窒
化アルミニウム粉末のみならず汎用の窒化アルミ
ニウム粉末をも使用して熱伝導率の高い焼結体を
得ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化アルミニウム粉末にカルシウムシアナミ
ドを添加混合し、得られた混合物を成形後、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。 ２ 窒化アルミニウム粉末100重量部にカルシウ
ムシアナミドを0.1〜７重量部添加混合する特許
請求の範囲第１項記載の窒化アルミニウム焼結体
の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61025794A JPS62187171A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| US07/012,651 US4755491A (en) | 1986-02-10 | 1987-02-09 | Manufacturing method for an aluminum nitride sintered body |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61025794A JPS62187171A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62187171A JPS62187171A (ja) | 1987-08-15 |
| JPH0317789B2 true JPH0317789B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=12175741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61025794A Granted JPS62187171A (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4755491A (ja) |
| JP (1) | JPS62187171A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62283873A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-09 | ティーディーケイ株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体 |
| 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 |
| US5061663A (en) * | 1986-09-04 | 1991-10-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | AlN and AlN-containing composites |
| JPS6374966A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-05 | 住友化学工業株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
| US4906511A (en) * | 1987-02-12 | 1990-03-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Aluminum nitride circuit board |
| JPH0682057B2 (ja) * | 1987-07-13 | 1994-10-19 | 日本碍子株式会社 | 検出素子 |
| IL89599A0 (en) * | 1988-03-15 | 1989-09-10 | Dow Chemical Co | Armor |
| JPH02124778A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Hitachi Metals Ltd | ＡｌＮセラミックス同志の接合体及びこれを用いた放熱装置 |
| US5212125A (en) * | 1990-11-20 | 1993-05-18 | The Carborundum Company | Process for sintering aluminum nitride using organometallic compounds |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3577245A (en) * | 1967-11-03 | 1971-05-04 | Union Carbide Corp | Boron nitride article having improved thermal stability |
| JPH075371B2 (ja) * | 1984-12-17 | 1995-01-25 | ティーディーケイ株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体およびその製造方法 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP61025794A patent/JPS62187171A/ja active Granted
-
1987
- 1987-02-09 US US07/012,651 patent/US4755491A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62187171A (ja) | 1987-08-15 |
| US4755491A (en) | 1988-07-05 |
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