JPH0442860A - 黒色窒化アルミニウム焼結体 - Google Patents
黒色窒化アルミニウム焼結体Info
- Publication number
- JPH0442860A JPH0442860A JP2146750A JP14675090A JPH0442860A JP H0442860 A JPH0442860 A JP H0442860A JP 2146750 A JP2146750 A JP 2146750A JP 14675090 A JP14675090 A JP 14675090A JP H0442860 A JPH0442860 A JP H0442860A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum nitride
- sintered body
- compounds
- nitride sintered
- thermal conductivity
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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、高強度、高密度、高熱伝導性を有し、かつ遮
光性に優れ、絶縁基板、ヒートシンク材、半導体パッケ
ージ材料等として好適に用いられる黒色窒化アルミニウ
ム焼結体に関する。
光性に優れ、絶縁基板、ヒートシンク材、半導体パッケ
ージ材料等として好適に用いられる黒色窒化アルミニウ
ム焼結体に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕近年、
ＬＳＩの高集積化、高密度化に伴ってパッケージ当りの
発熱量が増大している。このため基板材料の放熱性が重
要視され、従来のアルミナ基板に代わるものとして熱伝
導性に優れ、良好な放熱性を確保し得る窒化アルミニウ
ム基板が注目されている。
ＬＳＩの高集積化、高密度化に伴ってパッケージ当りの
発熱量が増大している。このため基板材料の放熱性が重
要視され、従来のアルミナ基板に代わるものとして熱伝
導性に優れ、良好な放熱性を確保し得る窒化アルミニウ
ム基板が注目されている。
窒化アルミニウムの焼結体は、高熱伝導率、高強度及び
優れた電気特性を有すると共に、熱膨張率もシリコンに
近く、シリコンとの良好な接合性が得られることから半
導体装置等の＃＠縁性基板材料として好適なものである
が、窒化アルミニウムは、共有結合性が強く、離焼結材
料であるため、緻密な焼結体を得ることは困難である。
優れた電気特性を有すると共に、熱膨張率もシリコンに
近く、シリコンとの良好な接合性が得られることから半
導体装置等の＃＠縁性基板材料として好適なものである
が、窒化アルミニウムは、共有結合性が強く、離焼結材
料であるため、緻密な焼結体を得ることは困難である。
このため、従来緻密な窒素アルミニウム焼結体を得るた
めに希土類酸化物等の焼結助剤を添加する方法やホット
プレス法による窒化アルミニウムの焼結方法が提案され
ている。しかし、これらの方法により得られた焼結体は
高密度ではあるが。
めに希土類酸化物等の焼結助剤を添加する方法やホット
プレス法による窒化アルミニウムの焼結方法が提案され
ている。しかし、これらの方法により得られた焼結体は
高密度ではあるが。
熱伝導性に劣るという欠点を有する。
また、窒化アルミニウム焼結体を半導体装置のパッケー
ジ材料等として用いる場合には、紫外線等の透過により
ＩＣメモリーにソフトエラーなどの悪影響が生じること
を防止するため、良好な遮光性が要求される。
ジ材料等として用いる場合には、紫外線等の透過により
ＩＣメモリーにソフトエラーなどの悪影響が生じること
を防止するため、良好な遮光性が要求される。
従来、遮光性を有する黒色の窒化アルミニウム焼結体を
得る方法として窒化アルミニウム粉末に酸化タングステ
ン又は酸化モリブデンを添加する方法が知られている。
得る方法として窒化アルミニウム粉末に酸化タングステ
ン又は酸化モリブデンを添加する方法が知られている。
しかし、この方法により得られた焼結体は、熱伝導性が
劣るものである。また、希土類化合物と共に酸化タング
ステン又は酸化モリブデンを添加する方法も提案されて
いる（特開昭６３−１６２５７６号公報）。しかし、こ
の場合は熱伝導性は比較的向上するものの、強度に劣る
焼結体となってしまう。
劣るものである。また、希土類化合物と共に酸化タング
ステン又は酸化モリブデンを添加する方法も提案されて
いる（特開昭６３−１６２５７６号公報）。しかし、こ
の場合は熱伝導性は比較的向上するものの、強度に劣る
焼結体となってしまう。
このように、絶縁基板、ヒートシンク材、半導体装置の
パッケージ材料等として用いるに十分な強度、密度、熱
伝導性及び遮光性を有する窒化アルミニウム焼結体は得
られていないのが現状である。
パッケージ材料等として用いるに十分な強度、密度、熱
伝導性及び遮光性を有する窒化アルミニウム焼結体は得
られていないのが現状である。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、高強度、高
密度、高熱伝導性を有し、かつ遮光性に優れ、絶縁基板
、ヒートシンク材、半導体装置のパッケージ材料等とし
て好適に使用し得る黒色窒化アルミニウム焼結体を提供
することを目的とする。
密度、高熱伝導性を有し、かつ遮光性に優れ、絶縁基板
、ヒートシンク材、半導体装置のパッケージ材料等とし
て好適に使用し得る黒色窒化アルミニウム焼結体を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明者は、上
記目的を達成するため鋭意検討を行なった結果、窒化ア
ルミニウム粉末に対し、添加剤として希土類化合物と共
に、タングステン及びタングステン化合物並びにモリブ
デン及びモリブデン化合物から選ばれる１種又は２種以
上とジルコニウム及びジルコニウム化合物から選ばれる
１種又は２種以上とを併用して焼成することにより、高
強度、高密度、高熱伝導性、例えば１８０Ｗ／ｍ−に以
上の熱伝導率を有する黒色窒化アルミニウム焼結体が得
られることを見い出し、本発明を完成したものである。
記目的を達成するため鋭意検討を行なった結果、窒化ア
ルミニウム粉末に対し、添加剤として希土類化合物と共
に、タングステン及びタングステン化合物並びにモリブ
デン及びモリブデン化合物から選ばれる１種又は２種以
上とジルコニウム及びジルコニウム化合物から選ばれる
１種又は２種以上とを併用して焼成することにより、高
強度、高密度、高熱伝導性、例えば１８０Ｗ／ｍ−に以
上の熱伝導率を有する黒色窒化アルミニウム焼結体が得
られることを見い出し、本発明を完成したものである。
従って、本発明は、窒化アルミニウム粉末に、希土類化
合物と、タングステン及びタングステン化合物並びにモ
リブデン及びモリブデン化合物から選ばれる１種又は２
種以上と、ジルコニウム及びジルコニウム化合物から選
ばれる１種又は２種以上とを添加し、焼成してなること
を特徴とする黒色窒化アルミニウム焼結体を提供する。
合物と、タングステン及びタングステン化合物並びにモ
リブデン及びモリブデン化合物から選ばれる１種又は２
種以上と、ジルコニウム及びジルコニウム化合物から選
ばれる１種又は２種以上とを添加し、焼成してなること
を特徴とする黒色窒化アルミニウム焼結体を提供する。
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明において、窒化アルミニウム粉末に添加する希土
類化合物としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｄｙ＋Ｃｅ等の希
土類元素の酸化物、ホウ化物、炭化物、ハロゲン化合物
、窒化物などが挙げられるが、特にＹｚＯｉ、Ｉ））’
ｚ○１等が好ましく用いられる。この希土類化合物の添
加量は希土類元素の重量換算で窒化アルミニウムに対し
て（以下同様）０．０１〜ＩＳ％（重量％、以下同じ）
、特に０．１〜１０％とすることが好ましい、この配合
量が０．０１％未満又は１５％を超えると十分に緻密化
せず、また熱伝導率が低下する場合がある。
類化合物としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｄｙ＋Ｃｅ等の希
土類元素の酸化物、ホウ化物、炭化物、ハロゲン化合物
、窒化物などが挙げられるが、特にＹｚＯｉ、Ｉ））’
ｚ○１等が好ましく用いられる。この希土類化合物の添
加量は希土類元素の重量換算で窒化アルミニウムに対し
て（以下同様）０．０１〜ＩＳ％（重量％、以下同じ）
、特に０．１〜１０％とすることが好ましい、この配合
量が０．０１％未満又は１５％を超えると十分に緻密化
せず、また熱伝導率が低下する場合がある。
本発明の黒色窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニ
ウム粉末に上記希土類化合物と共に、タングステン（Ｗ
）及びＷ化合物並びにモリブデン（ＭＯ）及びＭＯ化合
物から選ばれる１種又は２種以上とジルコニウム（Ｚ
ｒ）及びＺｒ化合物から選ばれる１種又は２種以上とを
添加して焼成したものであるが、これら金属の化合物と
しては、酸化物、ホウ化物、炭化物、ハロゲン化物、窒
化物等が挙げられる。
ウム粉末に上記希土類化合物と共に、タングステン（Ｗ
）及びＷ化合物並びにモリブデン（ＭＯ）及びＭＯ化合
物から選ばれる１種又は２種以上とジルコニウム（Ｚ
ｒ）及びＺｒ化合物から選ばれる１種又は２種以上とを
添加して焼成したものであるが、これら金属の化合物と
しては、酸化物、ホウ化物、炭化物、ハロゲン化物、窒
化物等が挙げられる。
これら添加剤の配合量は、Ｗ及び／又はＭ）並びにＺｒ
の重量換算でそれぞれ０．０１〜１５％、特に０゜１〜
１０％とすることが好ましい、配合量が０．０１％より
少ないと焼結体に色ムラが生じる場合があり、一方１５
％を超えると結晶粒の成長が顕著になって密度の低下を
示す場合があり、更に熱伝導率の低下を招く場合もある
。
の重量換算でそれぞれ０．０１〜１５％、特に０゜１〜
１０％とすることが好ましい、配合量が０．０１％より
少ないと焼結体に色ムラが生じる場合があり、一方１５
％を超えると結晶粒の成長が顕著になって密度の低下を
示す場合があり、更に熱伝導率の低下を招く場合もある
。
ここで、Ｗ又はＷ化合物とＺｒ又はＺｒ化合物は、焼き
ムラ及び色ムラのない均一な黒色を与えること、またＺ
ｒ又はＺｒ化合物は焼結体の強度を飛躍的に向上させる
ことにそれぞれ寄与するものである。更に、Ｗ及び／又
はＭＯとＺｒとをそれぞれ金属粉末として用いると特に
機械的強度が向上し、更に熱的特性に優れ、金属との漏
れ性も良好な構造材料等として優れた特性を有する焼結
体が得られ、またこれらの金属を酸化物として用いると
体積固有抵抗値が飛躍的に高くなり、優れた電気的Ｉ１
１！縁性を示すと共に、熱的特性にも優れたハイブリッ
ドＩＣなどの絶縁基板材料等として優れた特性を有する
焼結体を得ることがきる。従って、これら添加剤の種類
及び配合量を適宜調節することにより、用途に応じた特
性を焼結体に付与することができる。
ムラ及び色ムラのない均一な黒色を与えること、またＺ
ｒ又はＺｒ化合物は焼結体の強度を飛躍的に向上させる
ことにそれぞれ寄与するものである。更に、Ｗ及び／又
はＭＯとＺｒとをそれぞれ金属粉末として用いると特に
機械的強度が向上し、更に熱的特性に優れ、金属との漏
れ性も良好な構造材料等として優れた特性を有する焼結
体が得られ、またこれらの金属を酸化物として用いると
体積固有抵抗値が飛躍的に高くなり、優れた電気的Ｉ１
１！縁性を示すと共に、熱的特性にも優れたハイブリッ
ドＩＣなどの絶縁基板材料等として優れた特性を有する
焼結体を得ることがきる。従って、これら添加剤の種類
及び配合量を適宜調節することにより、用途に応じた特
性を焼結体に付与することができる。
なお、原料の窒化アルミニウム粉末は、特に制限される
ものではないが、平均粒径が５μｍ以下、特に２μｍ以
下のものを用いることが好ましい。
ものではないが、平均粒径が５μｍ以下、特に２μｍ以
下のものを用いることが好ましい。
また、上述した希土類元素化合物、Ｗ、Ｍｏ。
Ｚｒやそれらの化合物の平均粒径は１０μｍ以下の細か
いものが好ましく、特に５μｍ程度のものがよい。
いものが好ましく、特に５μｍ程度のものがよい。
本発明の黒色窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニ
ウム粉末に、これら添加剤と上記希土類化合物を添加し
、焼成したものであるが、この場合焼成温度は１６ｏＯ
〜２１００℃、特に１６５０〜２０００℃とすることが
好ましく、１６００℃未満では焼結が十分に進行しない
場合があり。
ウム粉末に、これら添加剤と上記希土類化合物を添加し
、焼成したものであるが、この場合焼成温度は１６ｏＯ
〜２１００℃、特に１６５０〜２０００℃とすることが
好ましく、１６００℃未満では焼結が十分に進行しない
場合があり。
方２１００℃を超えると窒化アルミニウム自体の分解が
生じることがある。また焼成時の雰囲気は窒素雰囲気と
することができる。
生じることがある。また焼成時の雰囲気は窒素雰囲気と
することができる。
本発明の黒色窒化アルミニウム焼結体は、高強度、高密
度、高熱伝導性を有し、かつ焼ムラ、色ムラ等のない均
一な黒色を呈し、遮光性に優れたものであり、絶縁基板
、ヒートシンク材、半導体装置のパッケージ材料等とし
て好適に用いられる。
度、高熱伝導性を有し、かつ焼ムラ、色ムラ等のない均
一な黒色を呈し、遮光性に優れたものであり、絶縁基板
、ヒートシンク材、半導体装置のパッケージ材料等とし
て好適に用いられる。
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
平均粒径が１．４０μｍの窒化アルミニウム粉末に第１
表に示した焼結助剤をそれぞれ添加してよく混合し、そ
の混合物を窒素ガス雰囲気下にそれぞれ同表に示した条
件で焼結して、窒化アルミニウムの焼結体を得た。
表に示した焼結助剤をそれぞれ添加してよく混合し、そ
の混合物を窒素ガス雰囲気下にそれぞれ同表に示した条
件で焼結して、窒化アルミニウムの焼結体を得た。
得られた焼結体について、その外観、密度、曲げ強度、
体積固有抵抗値及び熱伝導率を調べた。
体積固有抵抗値及び熱伝導率を調べた。
結果を第１表に併記する。
なお、第１表中の各焼結助剤の添加量はすべて重量％で
ある。
ある。
第１表に示した結果から明らかなように、本発明の窒化
アルミニウム焼結体は、優れた熱伝導率を示し、黒色で
遮光性に優れ、しかも緻密で高密度であり、機械的強度
及び電気特性に優れたものである。
アルミニウム焼結体は、優れた熱伝導率を示し、黒色で
遮光性に優れ、しかも緻密で高密度であり、機械的強度
及び電気特性に優れたものである。
出願人 信越化学工業 株式会社
Claims (1)
- １．窒化アルミニウム粉末に、希土類化合物と、タング
ステン及びタングステン化合物並びにモリブデン及びモ
リブデン化合物から選ばれる１種又は２種以上と、ジル
コニウム及びジルコニウム化合物から選ばれる１種又は
２種以上とを添加し、焼成してなることを特徴とする黒
色窒化アルミニウム焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146750A JP2767979B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 黒色窒化アルミニウム焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2146750A JP2767979B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 黒色窒化アルミニウム焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0442860A true JPH0442860A (ja) | 1992-02-13 |
| JP2767979B2 JP2767979B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=15414746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2146750A Expired - Fee Related JP2767979B2 (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 黒色窒化アルミニウム焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767979B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112759402A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-05-07 | 福建臻璟新材料科技有限公司 | 一种高强度黑色氮化铝陶瓷的制备工艺 |
| CN114195523A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 河北中瓷电子科技股份有限公司 | 一种3D-sensor用黑色氮化铝陶瓷外壳及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172868A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-04 | Hitachi Metals Ltd | 窒化アルミニウム焼結体並びにそれを用いた電子部品 |
| JPH03137057A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-11 | Kyocera Corp | 黒色窒化アルミニウム焼結体 |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP2146750A patent/JP2767979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172868A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-04 | Hitachi Metals Ltd | 窒化アルミニウム焼結体並びにそれを用いた電子部品 |
| JPH03137057A (ja) * | 1989-10-23 | 1991-06-11 | Kyocera Corp | 黒色窒化アルミニウム焼結体 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112759402A (zh) * | 2021-03-16 | 2021-05-07 | 福建臻璟新材料科技有限公司 | 一种高强度黑色氮化铝陶瓷的制备工艺 |
| CN114195523A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-03-18 | 河北中瓷电子科技股份有限公司 | 一种3D-sensor用黑色氮化铝陶瓷外壳及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2767979B2 (ja) | 1998-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |