JPH04317402A - 窒化アルミニウム質粉末およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特にドクターブレード
法による成形に好適な窒化アルミニウム質粉末およびそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路の高速化および高集積化は増々
進展し、それに伴う素子の単位面積当りの発熱量の増大
が大きな問題となっている。素子の正常な作動を確保す
るため、熱放散性の良い基板材料やＩＣパッケージ材料
が求められており、窒化アルミニウムは高い熱伝導度を
有するのみならず、高い絶縁性やシリコンに近い熱膨張
係数を持ち、基板およびＩＣパッケージ材料として注目
されている。

【０００３】これらの材料に用いられる従来の窒化アル
ミニウム粉末は、良好な焼結性を有し、得られた焼結体
が高い熱伝導度を示すことを目的とし、高純度の微粉末
がこれまで開発されてきた。そして、実際の工業製品で
ある基板およびＩＣパッケージは、多くの場合ドクター
ブレード法によりシート状に成形され、焼結工程を経て
製品となる。しかし、従来の窒化アルミニウム粉末は焼
結性と焼結体の熱伝導度に重きを置くため、ドクターブ
レード法に適した粉末とは言い難く、より成形性に優れ
た窒化アルミニウム粉末の開発が望まれてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
はドクタ−ブレ−ド法による成形に好適な窒化アルミニ
ウム質粉末およびその製造方法を提供することにある。

【０００５】ドクターブレード法による成形を行うには
、窒化アルミニウム粉末を液体分散媒中に分散させ、ス
ラリ−を作製する必要がある。このとき、分散剤、バイ
ンダー、可塑剤を添加し、必要に応じて焼結助剤を添加
する。

【０００６】このようにして得た混合物をボールミルま
たは超音波分散法等によって処理を行い、窒化アルミニ
ウム粉末が均一に分散したスラリ−を得る。該スラリー
をドクターブレード装置に設置し、キャリアフィルム上
にシート状に成形し、乾燥させて、一般的に厚さ２０μ
ｍから２ｍｍの範囲のシート状成形体を得る。

【０００７】ドクターブレード法による成形時に、しば
しば割れの問題が発生する。キャリアフィルム上にシー
ト状に成形されたスラリーから分散媒を蒸発させて固形
となし、キャリアフィルムから剥がしてシート状成形体
を得るとき、乾燥工程で割れが発生して問題となること
が多い。乾燥時に分散媒が蒸発するため体積収縮が生じ
、これが原因となってシート状成形体に引張り応力が作
用して割れが発生するものと考えられる。

【０００８】また、シ−ト状成形体のバインダー除去性
が問題となる。成形のために添加したバインダー等を、
焼結工程の本焼成に入る前に焼成除去することが必要で
あり、このバインダー除去工程時には、バインダーが容
易に除去され、残留炭素含有量ができるだけ少なくなる
ことが要求される。

【０００９】シート状成形体は、焼結工程を経ることに
より、緻密な焼結体となるが、このときの収縮率が製品
の精度に大きな影響を与える。すなわち、成形体密度が
高ければ焼結時の収縮は小さく、寸法精度の良い製品が
得られる。従って高い成形体密度が得られる窒化アルミ
ニウム粉末が望まれている。

【００１０】このように、ドクタ−ブレ−ド成形に好適
な窒化アルミニウム粉末には多くの性質が求められてい
るが、従来の窒化アルミニウム粉末でこれらの条件をす
べて満足するものは未だ得られてない。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる事情に鑑み、本発
明者らはドクタ−ブレ−ド成形に好適に用いられる窒化
アルミニウム粉末について検討を行った結果、硫黄の存
在が焼結性を改善すること、窒化反応用原料中にイット
リウム化合物と硫黄を存在させることにより特にドクタ
−ブレ−ド成形に好適な窒化アルミニウム質粉末が得ら
れることを見出して本発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち、本発明は中心粒径が１．５〜５
μｍ、粒径１μｍ以下の微粒含有量が１５重量％以下、
ＢＥＴ比表面積が３．５ｍ２　／ｇ以下、１０００ｋｇ
／ｃｍ２　の圧力を加えたときの圧粉体密度が１．６５
ｇ／ｃｍ３　以上、イットリウムを酸化イットリウムに
換算して０．５〜５重量％含有し、硫黄を硫黄元素とし
て７０〜５００ｐｐｍ含有していることを特徴とする窒
化アルミニウム質粉末、およびアルミナ粉末とカーボン
粉末とを混合し、該混合物を窒素を含む雰囲気中にて焼
成し、焼成後余剰のカーボン粉末を酸化性雰囲気中で焼
成除去することによる窒化アルミニウム質粉末の製造方
法において、該混合物中にイットリウム化合物を、酸化
イットリウムに換算して生成する窒化アルミニウム粉末
に対して０．５〜５重量％含有させ、かつ、該混合物中
に硫黄をカ−ボン１００重量部に対して０．１〜１重量
部含有させることを特徴とする窒化アルミニウム質粉末
の製造方法を提供する。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
窒化アルミニウム質粉末の中心粒径の範囲は１．５〜５
μｍ、さらに好ましくは２〜３μｍである。中心粒径が
１．５μｍ未満では、ドクターブレード法によるシート
状成形体の乾燥時に割れが発生しやすくなり、一方、中
心粒径が５μｍを超えると、焼結が困難となる。

【００１４】本発明の窒化アルミニウム質粉末のＢＥＴ
比表面積は３．５ｍ２　／ｇ以下であることが好ましく
、２．５ｍ２　／ｇ以下であることがさらに好ましい。 ＢＥＴ比表面積が３．５ｍ２　／ｇより大きいと、バイ
ンダー除去が困難でバインダー除去焼成後の残存カーボ
ン含有量が多くなる。カーボン含有量が多くなると焼結
に悪影響を及ぼし、焼結体密度が低くなる。良好なバイ
ンダー除去性を有する窒化アルミニウム質粉末としては
、粒径に比してＢＥＴ比表面積が小さいことが必要であ
る。同一粒子径に対してＢＥＴ比表面積が小さいことは
、凝集粒が少なく一次粒子形状が球状であることを意味
し、粒子表面の凹凸が少ないことを意味するので、粒子
表面の凹部に吸着されて除去されにくいバインダ−の量
が少ないと考えられる。

【００１５】本発明の窒化アルミニウム質粉末は粒径が
１μｍ以下の微粒含有量が１５重量％以下であることが
好ましい。微粒が多く含まれている場合はバインダ−除
去性が良好ではないので、特に粒径１μｍ以下の微粒含
有量が少ないことが望まれる。粒径１μｍ以下の微粒含
有量が１５重量％を超える窒化アルミニウム質粉末を使
用して作製したシ−ト状成形体は、バインダー除去が困
難で、バインダ−除去焼成後の残留カ−ボン含有量が多
くなる。

【００１６】本発明の窒化アルミニウム質粉末は圧粉体
密度が１．６５ｇ／ｃｍ３　以上であることが好ましく
、さらに好ましくは１．７０ｇ／ｃｍ３　以上である。 ドクターブレード成形に使用する窒化アルミニウム粉末
として、圧粉体密度が１．６５ｇ／ｃｍ３　より低い場
合は凝集粒が多く、充分高い成形体密度を得ることがで
きない。ここで、圧粉体密度とは１０００ｋｇ／ｃｍ２
　の圧力で金型を使用してペレット状に成形したものの
密度のことである。

【００１７】さらに、窒化アルミニウム質粉末中には、
熱伝導度の高い緻密な焼結体を得るために、焼結助剤で
あるイットリウムが均一に含有されていなければならな
い。イットリウムの含有量は酸化イットリウムに換算し
て、０．５〜５重量％の範囲が焼結に好適である。イッ
トリウム含有量が酸化イットリウムに換算して、０．５
重量％より少ない場合は、焼結助剤としての効果が低く
、焼結体密度および熱伝導度の低下を招く。

【００１８】焼結助剤であるイットリウムを含有した本
発明の窒化アルミニウム質粉末中には、さらに硫黄が硫
黄元素として７０〜５００ｐｐｍ含有されていることが
必要である。本発明の窒化アルミニウム質粉末は、中心
粒径が１．５〜５μｍと比較的大きいため、硫黄が含有
されていない場合には、成形性には優れていても焼結性
に問題が生じる場合があった。そこで、本発明において
は、作用機構は明らかではないが、焼結助剤の補助的作
用を有する硫黄を含有させることにより、イットリウム
との相乗効果により焼結性が改善されることが見出され
た。硫黄含有量は、窒化アルミニウム質粉末に対して硫
黄元素として７０ｐｐｍより少ない場合は十分な効果が
認められず、５００ｐｐｍより多い場合は焼結体を作製
した場合に焼結体中に硫黄の残存量が多くなり、絶縁性
や誘電損失等の焼結体の電気的性質が劣化する傾向にあ
るので好ましくない。

【００１９】また、硫黄が含有されていることにより、
焼結体に従来よく見られた色ムラが生じにくいことが判
明した。これは、イットリウムとの相乗効果により焼結
性が改善され、焼結体密度が大きくなることにより色ム
ラが消失するものと推定される。色ムラは焼結体の物性
に直接影響するものではないが、色ムラの発生は商品と
しての価値を減ずるもので好ましくない。

【００２０】本発明の窒化アルミニウム質粉末の製造方
法は、窒化アルミニウム粉末の焼結助剤であるイットリ
ウム化合物を窒化反応前に添加し、窒化反応中に焼結助
剤の効果により粒成長を生じせしめることにより窒化ア
ルミニウム質粉末を得ることである。添加するイットリ
ウムの量は、窒化反応時および生成した窒化アルミニウ
ム質粉末の焼結時の双方において、適切な量でなければ
ならない。イットリウムの添加量が、生成する窒化アル
ミニウム質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して
０．５重量％以下では、粒成長の効果が期待できないが
、５重量％以上になると粒成長が進み過ぎ凝集粒が増加
する傾向にある。したがって、添加するイットリウムの
量は生成する窒化アルミニウム質粉末に対して、酸化イ
ットリウムに換算して０．５〜５重量％が好ましい。

【００２１】本発明においては、原料アルミナ粉末、カ
−ボン粉末、イットリウム化合物を均一に混合する必要
がある。特に、原料アルミナ粉末中にイットリウム化合
物を均一に添加するためには、たとえば、アルミナ粉末
を水中にｐＨが８以上において分散させスラリ−を作製
し、その中に硝酸イットリウム水溶液をｐＨが８以下に
低下しないようにアルカリ性液を同時に滴下しながら滴
下し、水酸化イットリウムとして析出させ、水酸化イッ
トリウムを析出させたアルミナスラリーにカーボン粉末
を加え、混合後乾燥させ、窒化反応用原料とする方法が
採用できる。

【００２２】このとき使用するカ−ボン粉末中に含まれ
る硫黄含有量が、生成する窒化アルミニウム質粉末の性
質に重大な影響を与える。ここで、硫黄が窒化アルミニ
ウム質粉末の性質に影響を及ぼす機構については明らか
ではないが、原料であるアルミナ粉末とカ−ボン粉末の
混合物中に、カ−ボン粉末１００重量部に対して０．１
〜１重量部の硫黄を含有させることにより、ドクターブ
レード成形に好適に用いられる窒化アルミニウム質粉末
が得られることが見出された。

【００２３】カ−ボン粉末中に硫黄が含まれている場合
は該カ−ボン粉末をそのまま使用できるが、硫黄含有量
がカ−ボン粉末１００重量部に対して０．１重量部以下
であるカ−ボン粉末を使用する場合は、硫黄単体あるい
は硫黄を含む物質を添加し、カ−ボン粉末１００重量部
に対して０．１〜１重量部の硫黄が該混合物中に含まれ
るようにすることが必要である。

【００２４】こうして得られた窒化反応用原料を、窒素
雰囲気中で焼成し、窒化反応を行うことによりドクター
ブレード成形に好適な窒化アルミニウム質粉末が得られ
る。このとき窒素流量と焼成温度が窒化反応に影響を与
える。窒素流量が窒化反応用原料１ｋｇ当り１時間当り
２ｍ３　以上である場合には、その機構は不明であるが
、本発明の窒化アルミニウム質粉末が得られないことが
ある。窒素流量が０．０５ｍ３　以下の場合は、窒化反
応が十分進行せず、アルミナ粉末粒子の中心部が未反応
のまま残存することがある。

【００２５】窒化反応は一般に１５００〜１８００℃の
温度範囲で行われるが、より好ましくは１５５０〜１７
００℃の温度範囲である。１５００℃以下ではアルミナ
粉末粒子の中心部が未反応のまま残存することがあり、
１８００℃以上では窒化アルミニウム質粒子の焼結が進
行し、凝集粒が多くなり、粒度分布がブロ−ドとなり圧
粉体密度が大きく低下する。

【００２６】以下、実施例により本発明の内容を具体的
に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるも
のではない。なお、粉末の特性は以下の装置および方法
により測定した。 中心粒径および粒径１μｍ以下の微粒含有量：マイクロ
メリティックス社製　　セディグラフ　　Ｅ５０００窒
化アルミニウム質粉末３ｇを、第一工業製薬株式会社製
セラモＤ−１８の０．５重量％ｎ−ブタノール溶液４０
ｇに超音波で１０分間処理することにより分散させて測
定した。アルミナ粉末については、アルミナ粉末３ｇを
ヘキサメタリン酸ナトリウムの０．０１重量％水溶液４
７ｇに超音波で１０分間処理することにより分散させて
測定した。 ＢＥＴ比表面積：マイクロメリティックス社製ＢＥＴ比
表面積測定装置 フローソーブ１１　　２３００型 酸素量　　　　：株式会社堀場製作所製　　セラミック
ス中酸素窒素分析装置 ＥＭＧＡ−２８００ 標準試料は財団法人日本セラミックス協会製　　窒化ケ
イ素粉末Ｒ−００５を使用した。 圧粉体密度：直径２０ｍｍ用の一軸成形金型を使用し、
窒化アルミニウム質粉末３ｇをバインダ−等の添加なし
で１０００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力を加えてペレット状に
成形し、寸法と重さから密度を算出した。 炭素含有量：ＬＥＣＯ社製　　炭素分析装置　　ＷＲ−
１１２ 標準試料はＬＥＣＯ社製鉄標準試料 カ−ボン粉末中および窒化アルミニウム質粉末中の硫黄
含有量：フィリップス社製　　蛍光Ｘ線分析装置　　Ｐ
Ｗ１４８０型 硫黄を２５００ｐｐｍ程度含むカ−ボン粉末中の硫黄含
有量を湿式化学分析により定量し、蛍光Ｘ線分析の標準
試料とした。また、硫黄のＫα線の純強度から比例計算
により硫黄含有量を算出した。

【００２７】

【実施例】

実施例１ 水１５００ｇに第一工業製薬株式会社製ノイゲンＥＡ−
１３７を８．３ｇ、サンノプコ株式会社製ＳＮ−ＤＩＳ
ＰＥＲＳＡＮＴ５４６８を７．５ｇ、ポリエチレングリ
コ−ル＃１０００を２９．４ｇ溶解させ、中心粒径が０
．４μｍでＢＥＴ比表面積が８．２ｍ２　／ｇでＮａ２
　Ｏ含有量が０．２１重量％のアルミナ粉末２０００ｇ
を加えて、３０分間の超音波処理により分散させた。生
成したアルミナスラリ−中に、日本イットリウム株式会
社製の硝酸イットリウム水溶液４９７ｍｌを滴下した。 硝酸イットリウム水溶液中に、Ｙが１０００ｍｌ中にＹ
２　Ｏ３　として１００ｇ含まれるよう調整した。硝酸
イットリウム水溶液の滴下量は、生成する窒化アルミニ
ウム質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して３重
量％に相当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時
に濃アンモニア水を滴下し、ｐＨが９．５付近になるよ
うに調整し、またＳＮ−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８
も８２．５ｇ同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アン
モニア水は約７５ｇを要した。このようにして得られた
水酸化イットリウム析出アルミナスラリーとカーボン粉
末（硫黄含有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．
２６重量部）９４１ｇとを、富士産業株式会社製バーテ
ィカルグラニュレータを使用して２０分間混合し、生成
した該混合物を１２０℃で１５時間乾燥させて窒化反応
用原料を得た。該窒化反応用原料４００ｇをグラファイ
ト製のトレー上に厚さ１５ｍｍとなるように仕込み、窒
素気流中１６６０℃にて８時間焼成し窒化反応を行った
。 昇降温速度は２．６℃／分とした。窒化反応後、空気中
で７００℃にて２時間焼成し、余剰カーボン粉末を除去
し、窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アル
ミニウム質粉末の特性を表１に示す。また、得られた窒
化アルミニウム質粉末の酸素量は１．５７重量％であっ
た。

【００２８】実施例２ 実施例１において、カ−ボン粉末１００重量部に対し硫
黄含有量が０．２５重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例１と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表１に示す
。

【００２９】実施例３ 実施例１において、カ−ボン粉末１００重量部に対し硫
黄含有量が０．３２重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例１と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表１に示す
。

【００３０】実施例４ 実施例１において、カ−ボン粉末１００重量部に対し硫
黄含有量が０．１７重量部のカ−ボン粉末を用いた以外
は実施例１と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た
。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表１に示す
。

【００３１】実施例５ 水１８００ｇにノイゲンＥＡ−１３７を８．３ｇ、ＳＮ
−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８を７．５ｇ、ポリエチ
レングリコール＃１０００を２９．４ｇ溶解させ、中心
粒径が０．４μｍでＢＥＴ比表面積が８．２ｍ２　／ｇ
でＮａ２　Ｏ含有量が０．２１重量％のアルミナ粉末２
０００ｇを加え、さらに硫黄粉末を４．７１ｇ（硫黄含
有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．５０重量部
）添加し、３０分間の超音波処理により分散させた。生
成したアルミナスラリ−中に実施例１で使用した硝酸イ
ットリウム水溶液４９７ｍｌを滴下した。硝酸イットリ
ウム水溶液の適下量は、生成する窒化アルミニウム質粉
末に対して、酸化イットリウムに換算して３重量％に相
当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時に濃アン
モニア水を滴下し、ｐＨが９．５付近になるように調整
し、また、ＳＮ−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８も８２
．５ｇ同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アンモニア
水は約７５ｇを要した。このようにして得られた水酸化
イットリウム析出アルミナスラリーにカーボン粉末１０
０重量部に対し硫黄含有量が０．０００５重量部以下（
蛍光Ｘ線では硫黄含有量が検出されず）のカーボン粉末
９４１ｇを加えてバ−ティカルグラニュレ−タを使用し
て２０分間混合し、生成した該混合物を１２０℃で１５
時間乾燥させて窒化反応用原料を得た。得られた窒化反
応用原料を用いて実施例１と同様にして窒化反応および
余剰カ−ボン粉末の除去を行って窒化アルミニウム質粉
末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表
１に示す。

【００３２】実施例６ 実施例５において、硫黄粉末の添加量を３．７６ｇ（硫
黄含有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．４０重
量部）とした以外は実施例５と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表１に示す。

【００３３】実施例７ 実施例５において、硫黄粉末の添加量を２．８２ｇ（硫
黄含有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．３０重
量部）とした以外は実施例５と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表１に示す。

【００３４】実施例８ 実施例５において、硫黄粉末の添加量を１．８８ｇ（硫
黄含有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．２０重
量部）とした以外は実施例５と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表１に示す。

【００３５】実施例９ 実施例５において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加する代りに、硫化亜鉛粉末を１４．３ｇ（硫黄含有量
がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．５０重量部）添
加し、実施例５と同様にして窒化アルミニウム質粉末を
得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を表１に
示す。

【００３６】実施例１０ 実施例５において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加する代りに、無水硫酸アルミニウム粉末を１６．７ｇ
（硫黄含有量がカ−ボン粉末１００重量部に対し０．５
０重量部）添加し、実施例５と同様にして窒化アルミニ
ウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の
特性を表１に示す。

【００３７】実施例１１ 実施例５において、アルミナスラリー作製時に硫黄を添
加せず、バーティカルグラニュレータによる混合操作時
に硫化カルシウム粉末を１０．６ｇ（硫黄含有量がカ−
ボン粉末１００重量部に対し０．５０重量部）添加し、
実施例５と同様にして窒化アルミニウム質粉末を得た。 なお、硫化カルシウム粉末は水により緩やかに分解を生
じるので、アルミナスラリ−中に添加せず、カ−ボン粉
末中に投入添加した。得られた窒化アルミニウム質粉末
の特性を表１に示す。また、得られた窒化アルミニウム
質粉末の酸素量は１．４７重量％であった。

【００３８】実施例１２ 実施例１で使用したカーボン粉末と実施例２で使用した
カーボン粉末（カーボン粉末１００重量部に対し硫黄含
有量が０．０００５重量部以下）とを１：１の割合で混
合し、カーボン粉末１００重量部に対する硫黄含有量が
０．１３重量部のカ−ボン粉末を作製し、実施例１と同
様にして窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化
アルミニウム質粉末の特性を表１に示す。また、得られ
た窒化アルミニウム質粉末の酸素量は１．５５重量％で
あった。

【００３９】実施例１３ 水１５００ｇにノイゲンＥＡ−１３７を８．３ｇ、ＳＮ
−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８を７．５ｇ、ポリエチ
レングリコール＃１０００を２９．４ｇ溶解させ、中心
粒径が０．４μｍでＢＥＴ比表面積が８．２ｍ２　／ｇ
でＮａ２　Ｏ含有量が０．２１重量％のアルミナ粉末２
０００ｇを加えて、３０分の超音波処理により分散させ
た。 生成したアルミナスラリー中に、実施例１で使用した硝
酸イットリウム水溶液１６２ｍｌを滴下した。硝酸イッ
トリウム水溶液の滴下量は、生成する窒化アルミニウム
質粉末に対して、酸化イットリウムに換算して１重量％
に相当する。硝酸イットリウム水溶液の滴下と同時に濃
アンモニア水を滴下し、ｐＨが９．５付近になるように
調整し、またＳＮ−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８も８
２．５ｇ同時に滴下し、粘度上昇を抑えた。濃アンモニ
ア水は約３０ｇを要した。このようにして得られた水酸
化イットリウム析出アルミナスラリーと実施例１で使用
したカ−ボン粉末９４１ｇとをバーティカルグラニュレ
ータを使用して２０分間混合し、生成した該混合物を１
２０℃で１５時間乾燥させ、窒化反応用原料を得た。得
られた窒化反応用原料を用いて実施例１と同様にして窒
化反応および余剰カーボン粉末の除去を行って窒化アル
ミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉
末の特性を表１に示す。また、得られた窒化アルミニウ
ム質粉末の酸素量は１．２５重量％であった。

【００４０】実施例１４ 実施例１で得られた窒化アルミニウム質粉末を使用し、
バインダ−としてポリビニルブチラ−ルを、可塑剤とし
てジオクチルフタレ−トを窒化アルミニウム質粉末１０
０重量部に対して各々１０重量部、５重量部添加し、分
散媒としてトルエンとエタノ−ルの重量比６：４の混合
物を使用し、ドクタ−ブレ−ド成形を行って１００ｍｍ
幅のシ−ト状成形体を作製した。シ−ト状成形体の乾燥
時の割れの発生は無く、成形体密度は１．７４ｇ／ｃｍ
３　で成形性は良好であった。このシ−ト状成形体を空
気中５００℃で３０分焼成し、残留炭素含有量を測定す
ると０．０９６重量％となり、バインダ−除去性は良好
であった。

【００４１】実施例１５ 実施例１〜１３で得られた窒化アルミニウム質粉末の焼
結を行った。ｎ−ブタノール４０ｇに、分散剤として第
一工業製薬株式会社製セラモＤ−１８を０．１０ｇ、バ
インダ−としてアクリル樹脂を０．２０ｇ溶解し、各窒
化アルミニウム質粉末２０ｇを添加して２５０ｍｌポリ
エチレン製広口瓶と直径１５ｍｍの鉄芯入りプラスチッ
クボ−ル４０個を使用して、ボ−ルミル混合を４時間行
った後に乾燥させた。該混合物を金型を使用して３００
ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で直径１３ｍｍ、厚さ１０ｍｍの
ペレット状にプレス成形し、さらにラバ−プレスにより
１５００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力で成形を行い成形体を作
製した。該成形体を窒素雰囲気中カーボン製の２重容器
中で、１８００℃で５時間保持して常圧焼結を行った。 焼結体密度を測定後に焼結体を切断して色ムラの発生を
観察した。結果を表２に示す。

【００４２】比較例１ 実施例５において硫黄を添加せず、実施例５と同様にし
て窒化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミ
ニウム質粉末の特性を表１に示す。また、得られた窒化
アルミニウム質粉末の酸素量は２．０１重量％であった
。

【００４３】比較例２ カ−ボン粉末１００重量部に対して硫黄含有量が０．０
８部のカ−ボン粉末を使用し、実施例１と同様にして窒
化アルミニウム質粉末を得た。得られた窒化アルミニウ
ム質粉末の特性を表１に示す。また、得られた窒化アル
ミニウム質粉末の酸素量は１．５６重量％であった。

【００４４】比較例３ 水１８００ｇにノイゲンＥＡ−１３７を８．３ｇ、ＳＮ
−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８を７．５ｇ、ポリエチ
レングリコ−ル＃１０００を２９．４ｇ溶解させ、中心
粒径が０．４μｍでＢＥＴ比表面積が８．２ｍ２　／ｇ
でＮａ２　Ｏ含有量が０．２１重量％のアルミナ粉末２
０００ｇを加え、さらに硫黄粉末を４．７１ｇ添加し、
３０分の超音波処理により分散させた。硫黄添加量は後
に混合するカ−ボン粉末１００重量部に対して０．５０
重量部に相当する。生成したアルミナスラリ−に硝酸イ
ットリウムを添加せず、実施例５で使用したカ−ボン粉
末１００重量部に対する硫黄含有量が０．０００５重量
部以下（蛍光Ｘ線では硫黄含有量が検出されず）のカ−
ボン粉末９４１ｇと、バ−ティカルグラニュレータを使
用して２０分間混合し、生成した混合物を１２０℃で１
５時間乾燥させて窒化反応用原料を得た。得られた窒化
反応用原料を用いて実施例１と同様にして窒化反応およ
び余剰カーボン粉末の除去を行って窒化アルミニウム質
粉末を得た。得られた窒化アルミニウム質粉末の特性を
表１に示す。また、得られた窒化アルミニウム質粉末の
酸素量は１．１０重量％であった。

【００４５】比較例４ 水１８００ｇにノイゲンＥＡ−１３７を８．３ｇ、ＳＮ
−ＤＩＳＰＥＲＳＡＮＴ５４６８を７．５ｇ、ポリエチ
レングリコ−ル＃１０００を２９．４ｇ溶解させ、中心
粒径が０．４μｍでＢＥＴ比表面積が８．２ｍ２　／ｇ
でＮａ２　Ｏ含有量が０．２１重量％のアルミナ粉末２
０００ｇを加え、３０分の超音波処理により分散させた
。生成したアルミナスラリ−に硝酸イットリウムを添加
せず、実施例５で使用したカ−ボン粉末１００重量部に
対する硫黄含有量が０．０００５重量部以下（蛍光Ｘ線
では硫黄含有量が検出されず）のカ−ボン粉末９４１ｇ
と、バーティカルグラニュレ−タを使用して２０分間混
合し、生成した混合物を１２０℃で１５時間乾燥させ、
窒化反応用原料を得た。得られた窒化反応用原料を用い
て実施例１と同様にして窒化反応および余剰カーボン粉
末の除去を行って窒化アルミニウム粉末を得た。得られ
た窒化アルミニウム粉末の特性を表１に示す。また、得
られた窒化アルミニウム粉末の酸素量は１．１５重量％
であった。

【００４６】比較例５ 比較例４により得られた窒化アルミニウム粉末５０ｇと
、１５ｍｍφのアルミナ製ボ−ル１ｋｇを１０００ｍｌ
のポリエチレン製広口瓶に入れ、乾式でボ−ルミル粉砕
を６時間行った。得られた窒化アルミニウム粉末の特性
を表１に示す。また、得られた窒化アルミニウム粉末の
酸素量は１．２９重量％であった。

【００４７】比較例６ 比較例５により得られた窒化アルミニウム粉末を使用し
、実施例１４と同様にしてドクタ−ブレ−ド成形を行っ
た。シ−ト状成形体には乾燥時に幅１００ｍｍのシ−ト
状成形体５０ｃｍ当り４カ所の割れが発生した。成形体
密度は１．８０ｇ／ｃｍ３　であった。このシ−ト状成
形体を空気中５００℃で３０分焼成し、残留炭素含有量
を測定すると、０．１３６重量％であった。

【００４８】比較例７ 比較例１〜５により得られた窒化アルミニウム粉末また
は窒化アルミニウム質粉末を使用し、実施例１５と同様
にして焼結体を作製した。焼結体密度を測定後に焼結体
を切断して色ムラの発生を観察した。結果を表２に示す
。

【００４９】

【発明の効果】本発明の窒化アルミニウム質粉末は、シ
ート乾燥時に割れの発生が生じにくく、成形体密度が高
く、バインダー除去性に優れたシートが得られ、焼結性
にも優れており、特にドクターブレード成形用に好適で
あることから、産業上きわめて有用なものである。

【００５０】

【００５１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心粒径が１．５〜５μｍ、粒径１μｍ以
   下の微粒含有量が１５重量％以下、ＢＥＴ比表面積が３
   ．５ｍ２　／ｇ以下、１０００ｋｇ／ｃｍ２　の圧力を
   加えたときの圧粉体密度が１．６５ｇ／ｃｍ３　以上、
   イットリウムを酸化イットリウムに換算して０．５〜５
   重量％含有し、硫黄を硫黄元素として７０〜５００ｐｐ
   ｍ含有していることを特徴とする窒化アルミニウム質粉
   末。
2. 【請求項２】アルミナ粉末とカーボン粉末とを混合し、
   該混合物を窒素を含む雰囲気中にて焼成し、焼成後余剰
   のカーボン粉末を酸化性雰囲気中で焼成除去することに
   よる窒化アルミニウム質粉末の製造方法において、該混
   合物中にイットリウム化合物を、酸化イットリウムに換
   算して生成する窒化アルミニウム粉末に対して０．５〜
   ５重量％含有させ、かつ、該混合物中に硫黄をカ−ボン
   １００重量部に対して０．１〜１重量部含有させること
   を特徴とする窒化アルミニウム質粉末の製造方法。