JPH05330920A - 規定の熱膨張を有するセラミック複合材 - Google Patents
規定の熱膨張を有するセラミック複合材Info
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- JPH05330920A JPH05330920A JP4354701A JP35470192A JPH05330920A JP H05330920 A JPH05330920 A JP H05330920A JP 4354701 A JP4354701 A JP 4354701A JP 35470192 A JP35470192 A JP 35470192A JP H05330920 A JPH05330920 A JP H05330920A
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- 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
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- C04B35/584—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 silicon nitride
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W70/00—Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
- H10W70/60—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers
- H10W70/67—Insulating or insulated package substrates; Interposers; Redistribution layers characterised by their insulating layers or insulating parts
- H10W70/69—Insulating materials thereof
- H10W70/692—Ceramics or glasses
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Ceramic Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電子部品用基板として使用される規定の熱膨張
を有するセラミック複合材の提供。 【構成】このセラミック複合材の熱膨張率は珪素の熱膨
張率に相当する。このセラミック複合材は少なくとも２
つの結晶相を含んでおり、結晶Ｓi3Ｎ4 相の他の、第二
の結晶相および任意的な更に別の結晶相は各々、周期表
の第４〜６亜族からの遷移金属の炭化物、酸化物および
窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化ア
ルミニウムからなる群から選択された物質からなる。
を有するセラミック複合材の提供。 【構成】このセラミック複合材の熱膨張率は珪素の熱膨
張率に相当する。このセラミック複合材は少なくとも２
つの結晶相を含んでおり、結晶Ｓi3Ｎ4 相の他の、第二
の結晶相および任意的な更に別の結晶相は各々、周期表
の第４〜６亜族からの遷移金属の炭化物、酸化物および
窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化ア
ルミニウムからなる群から選択された物質からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は規定の熱膨張を有するセ
ラミック複合材に関する。
ラミック複合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロエレクトロニクスにおいては、
セラミック複合材が使用されており、特に、電子回路の
ための基板として使用されている。基板は微細構造をも
ったチップとしても知られている電子回路を機械的に支
持し補強する作用を有する。同時に、電気絶縁性材料か
ら構成されていなければならない基板は電気的接点を収
容できる。チップと基板が組み合わされたときだけ、取
扱可能であり充分な機械的強度を有する部品が構成さ
れ、それは集積回路（ＩＣ）としても知られている。チ
ップと基板の結合は適切な力のものである。それは接着
剤結合によってまたは金属もしくはガラス状はんだを使
用してのはんだ付けによって達成される。
セラミック複合材が使用されており、特に、電子回路の
ための基板として使用されている。基板は微細構造をも
ったチップとしても知られている電子回路を機械的に支
持し補強する作用を有する。同時に、電気絶縁性材料か
ら構成されていなければならない基板は電気的接点を収
容できる。チップと基板が組み合わされたときだけ、取
扱可能であり充分な機械的強度を有する部品が構成さ
れ、それは集積回路（ＩＣ）としても知られている。チ
ップと基板の結合は適切な力のものである。それは接着
剤結合によってまたは金属もしくはガラス状はんだを使
用してのはんだ付けによって達成される。
【０００３】チップの中で熱に変換されて消滅したエネ
ルギーはチップと基板の両方を温める。基板は熱放散に
向くように意図的に使用されており、従って、高い熱伝
導率を有する材料が選択される。次の材料は基板材料と
して現在使用されている: 1. 酸化アルミニウム（Ａl2Ｏ3); Ａl2Ｏ3 は比較的
高温を受ける比較的高品質部品用に使用される。 2. プラスチック; プラスチックは高温を受けない安
価な大量生産製品用に使用される。 3. 酸化ベリリウム（ＢｅＯ); ＢｅＯは極めて高い熱
伝導率を有しており、かつ同時に電気絶縁体である。こ
の材料は比較的安価ではあるが、それは加工中に生じる
粉塵が人間にとって高度に毒性であるか又は致命的なア
レルギー反応を生じさせる危険性があるという重大な不
利益を有する。従って、ベリリリウム加工中には特殊な
安全予防措置を取らなければならない。 4. 窒化アルミニウム（ＡlＮ); ＡlＮは同様に、有意
な熱伝導率を有している。それは製造法および材料の純
度に非常に依存する。窒化アルミニウムは無毒性であ
り、従って、酸化ベリリウムに代わる環境に優しい代替
物であるが、高価である。
ルギーはチップと基板の両方を温める。基板は熱放散に
向くように意図的に使用されており、従って、高い熱伝
導率を有する材料が選択される。次の材料は基板材料と
して現在使用されている: 1. 酸化アルミニウム（Ａl2Ｏ3); Ａl2Ｏ3 は比較的
高温を受ける比較的高品質部品用に使用される。 2. プラスチック; プラスチックは高温を受けない安
価な大量生産製品用に使用される。 3. 酸化ベリリウム（ＢｅＯ); ＢｅＯは極めて高い熱
伝導率を有しており、かつ同時に電気絶縁体である。こ
の材料は比較的安価ではあるが、それは加工中に生じる
粉塵が人間にとって高度に毒性であるか又は致命的なア
レルギー反応を生じさせる危険性があるという重大な不
利益を有する。従って、ベリリリウム加工中には特殊な
安全予防措置を取らなければならない。 4. 窒化アルミニウム（ＡlＮ); ＡlＮは同様に、有意
な熱伝導率を有している。それは製造法および材料の純
度に非常に依存する。窒化アルミニウムは無毒性であ
り、従って、酸化ベリリウムに代わる環境に優しい代替
物であるが、高価である。
【０００４】上記材料は表１に示した熱膨張率を有す
る。それらはこの性質が珪素とは大きく異なっている。
る。それらはこの性質が珪素とは大きく異なっている。
【０００５】
【表１】
【０００６】既知の基板の良好な熱伝導率にもかかわら
ず、部品（チップ＋基板）は製造中(チップを基板には
んだ付けすることで）および操作中にかなり温まる。基
板とチップとが異なる熱膨張率を有するせいで、部品の
この温熱化は両方の部品に機械的応力を生じさせ、それ
は極端な場合には部品を壊す（バイメタル効果)。 かか
る応力は部品の空間サイズおよび適用範囲の両方を制約
する。
ず、部品（チップ＋基板）は製造中(チップを基板には
んだ付けすることで）および操作中にかなり温まる。基
板とチップとが異なる熱膨張率を有するせいで、部品の
この温熱化は両方の部品に機械的応力を生じさせ、それ
は極端な場合には部品を壊す（バイメタル効果)。 かか
る応力は部品の空間サイズおよび適用範囲の両方を制約
する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は異なる
熱膨張のせいで集積回路に悪影響を与えることのない電
子回路用基板としてのセラミック複合材を提供すること
である。
熱膨張のせいで集積回路に悪影響を与えることのない電
子回路用基板としてのセラミック複合材を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は、珪素の熱膨
張率に相当する熱膨張率を有する、電子部品用基板とし
てのセラミック複合材によって達成される。
張率に相当する熱膨張率を有する、電子部品用基板とし
てのセラミック複合材によって達成される。
【０００９】本発明の目的のためには、熱膨張率は20℃
〜500 ℃の温度範囲にわたって熱膨張率の値の差異が0.
1 ×10-6Ｋ-1未満であれば相当する。
〜500 ℃の温度範囲にわたって熱膨張率の値の差異が0.
1 ×10-6Ｋ-1未満であれば相当する。
【００１０】本発明によるセラミック材料は少なくとも
２つの結晶相を含んでいる。結晶相の一つはつねに、β
−窒化珪素からなる。第二結晶相は周期表の第４〜６亜
族からの遷移金属の炭化物、酸化物および窒化物、酸化
アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミニウムか
らなる群から選択された物質からなる。この材料は上記
群の物質から選択された更に別の相を含有することが可
能である。
２つの結晶相を含んでいる。結晶相の一つはつねに、β
−窒化珪素からなる。第二結晶相は周期表の第４〜６亜
族からの遷移金属の炭化物、酸化物および窒化物、酸化
アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミニウムか
らなる群から選択された物質からなる。この材料は上記
群の物質から選択された更に別の相を含有することが可
能である。
【００１１】第二相または任意的にさらに別の相は好ま
しくは窒化チタン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミ
ニウムである。窒化チタンは第二相として特に好まし
い。
しくは窒化チタン、窒化アルミニウムまたは酸化アルミ
ニウムである。窒化チタンは第二相として特に好まし
い。
【００１２】一般に、本発明によるセラミック複合材は
部分無定形相も含有している。これは使用された酸化物
の焼結添加剤と上記出発粉末中に存在したＳｉＯ2 不純
物とから焼結中に生成される。酸化物焼結添加剤とＳｉ
Ｏ2 との反応のせいで、出発材料と焼結済み材料の相と
の間の容積比はやや変化する。
部分無定形相も含有している。これは使用された酸化物
の焼結添加剤と上記出発粉末中に存在したＳｉＯ2 不純
物とから焼結中に生成される。酸化物焼結添加剤とＳｉ
Ｏ2 との反応のせいで、出発材料と焼結済み材料の相と
の間の容積比はやや変化する。
【００１３】本発明によれば、セラミック材料の初期組
成は次のものを含んでいる: 94.9〜27容量% 窒化珪素、 5 〜65容量% 周期表の第４〜６亜族からの遷移金属の炭化物、酸化物および 窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミニ
ウムからなる群から選択された少なくとも一つの物質、および 0.1〜８容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
成は次のものを含んでいる: 94.9〜27容量% 窒化珪素、 5 〜65容量% 周期表の第４〜６亜族からの遷移金属の炭化物、酸化物および 窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミニ
ウムからなる群から選択された少なくとも一つの物質、および 0.1〜８容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
【００１４】複合材の初期粉末混合物は好ましくは次の
通りである: 94.9〜65容量% 窒化珪素、 5 〜30容量% 窒化チタン、窒化アルミニウム、および酸化アルミニウムから なる群から選択された少なくとも一つの物質、および 1 〜５容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
通りである: 94.9〜65容量% 窒化珪素、 5 〜30容量% 窒化チタン、窒化アルミニウム、および酸化アルミニウムから なる群から選択された少なくとも一つの物質、および 1 〜５容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
【００１５】セラミック材料の下記の初期組成が特に好
ましい: 83.5〜80容量% 窒化珪素、 14 〜15容量% 窒化チタン、および 2.5〜５容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
ましい: 83.5〜80容量% 窒化珪素、 14 〜15容量% 窒化チタン、および 2.5〜５容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
【００１６】複合材は５〜25ｍ2 ／ｇの比表面積を有す
る商業的に入手可能なα−窒化珪素を使用して好ましく
製造される。上記のその他の物質は10μm 未満の粒子サ
イズを有する粉末、好ましくは、５μm 未満の粒子サイ
ズを有する粉末として使用されるべきである。
る商業的に入手可能なα−窒化珪素を使用して好ましく
製造される。上記のその他の物質は10μm 未満の粒子サ
イズを有する粉末、好ましくは、５μm 未満の粒子サイ
ズを有する粉末として使用されるべきである。
【００１７】使用される焼結添加剤はＹ2Ｏ3 、Ａl2Ｏ
3 、Ｌa2Ｏ3 、ＭｇＯ、およびそれらの混合物、好まし
くは、Ａl2Ｏ3 および／またはＹ2Ｏ3 が、既知の量
で、使用される。
3 、Ｌa2Ｏ3 、ＭｇＯ、およびそれらの混合物、好まし
くは、Ａl2Ｏ3 および／またはＹ2Ｏ3 が、既知の量
で、使用される。
【００１８】出発材料は既知の仕方で、たとえば、ボー
ルミルまたはアトリッションミルによって、次の比率で
混合される: 94.9〜27容量% 窒化珪素、 5 〜65容量% 第二結晶相の前記物質の少なくとも一つ、および 0.1〜８容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
ルミルまたはアトリッションミルによって、次の比率で
混合される: 94.9〜27容量% 窒化珪素、 5 〜65容量% 第二結晶相の前記物質の少なくとも一つ、および 0.1〜８容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
【００１９】下記の出発混合物が好ましく使用される: 94 〜65容量% 窒化珪素、 5 〜30容量% ＴｉＮ、ＡlＮ、およびＡl2Ｏ3 からなる群から選択された少 なくとも一つの物質、および 1 〜５容量% 少なくとも一つの焼結添加剤。
【００２０】下記の混合物が特に好ましい: 83.5〜80容量% 窒化珪素、 14 〜15容量% 窒化チタン、および 2.5〜５容量% Ａl2Ｏ3 ／Ｙ2Ｏ3 。
【００２１】成形は既知の方法で、たとえば、ダイプレ
スまたはフィルムキャストによって、行うことができ
る。
スまたはフィルムキャストによって、行うことができ
る。
【００２２】成形は窒素含有雰囲気下で１〜2000バール
の圧力で1600〜1950℃で10〜120 分間、好ましくは５〜
70分間焼結される。
の圧力で1600〜1950℃で10〜120 分間、好ましくは５〜
70分間焼結される。
【００２３】本発明の複合材は、最終生成物中に存在す
る物質の粉末混合物から製造する以外に、必要な相を製
造中の反応によって生成することも可能である。たとえ
ば、窒化チタンはチタン含有出発粉末（たとえば、二ホ
ウ化チタン ＴｉＢ2)の、窒素含有雰囲気中での反応焼
結によって、その場で生成することができる。
る物質の粉末混合物から製造する以外に、必要な相を製
造中の反応によって生成することも可能である。たとえ
ば、窒化チタンはチタン含有出発粉末（たとえば、二ホ
ウ化チタン ＴｉＢ2)の、窒素含有雰囲気中での反応焼
結によって、その場で生成することができる。
【００２４】本発明の基板材料の熱膨張率と珪素の熱膨
張率との相応性は図１に示されているように、電子部品
の通常の操作温度から、基板へのチップの取り付け中に
生じる温度範囲にまで、よく及んでいる。
張率との相応性は図１に示されているように、電子部品
の通常の操作温度から、基板へのチップの取り付け中に
生じる温度範囲にまで、よく及んでいる。
【００２５】従って、本発明の基板材料を使用した場合
には、高温(700℃〜800 ℃) が生じるであろうチップの
基板へのはんだ付けが行われた後に冷却相においてチッ
プのはがれ従って部品の破壊が起こる危険性はもはやな
い。
には、高温(700℃〜800 ℃) が生じるであろうチップの
基板へのはんだ付けが行われた後に冷却相においてチッ
プのはがれ従って部品の破壊が起こる危険性はもはやな
い。
【００２６】本発明による基板材料は既知の基板材料の
高い熱伝導率にもかかわらず熱問題が起こることがある
電子回路のための基板として使用するのに特に適してい
る。それは既知の基板材料に比べて有利である。特に、
機械的応力が加熱による問題を生じることがある場合に
は、そうである。かかる問題は、たとえば、ＩＣがセン
サー技術、マイクロエレクトロニクスまたはマイクロメ
カニクスの分野に使用される場合に起こる。このタイプ
の応力は、たとえば、電子部品がたとえば圧力センサー
における場合のように機械的応力の測定に使用されるべ
きものである場合には、特に悪影響を有する。
高い熱伝導率にもかかわらず熱問題が起こることがある
電子回路のための基板として使用するのに特に適してい
る。それは既知の基板材料に比べて有利である。特に、
機械的応力が加熱による問題を生じることがある場合に
は、そうである。かかる問題は、たとえば、ＩＣがセン
サー技術、マイクロエレクトロニクスまたはマイクロメ
カニクスの分野に使用される場合に起こる。このタイプ
の応力は、たとえば、電子部品がたとえば圧力センサー
における場合のように機械的応力の測定に使用されるべ
きものである場合には、特に悪影響を有する。
【００２７】センサーはそれが測定のために設計される
ところのその測定のためのパラメーターの可能な最大の
感度、変化または絶対値をもって記録することを意図さ
れている。干渉効果、すなわち、他の状態量の変化、が
測定に影響しないことを意図されている。たとえば、圧
力センサーは温度の変動または相対湿度の変化に反応す
るべきでない。基板とチップが異なる熱膨張を有するよ
うな電子部品の場合には、以前は、この熱的不適合性に
よって生じる干渉効果を複雑な付加的手段、たとえば、
電子補償回路またはチップの中の機械的折り目構造、に
よって補償することが必要であった; これは損傷に対す
る感受性を増大させるばかりでなく、チップ製造コスト
を増加させる。本発明による基板材料はこれら問題を解
決する。
ところのその測定のためのパラメーターの可能な最大の
感度、変化または絶対値をもって記録することを意図さ
れている。干渉効果、すなわち、他の状態量の変化、が
測定に影響しないことを意図されている。たとえば、圧
力センサーは温度の変動または相対湿度の変化に反応す
るべきでない。基板とチップが異なる熱膨張を有するよ
うな電子部品の場合には、以前は、この熱的不適合性に
よって生じる干渉効果を複雑な付加的手段、たとえば、
電子補償回路またはチップの中の機械的折り目構造、に
よって補償することが必要であった; これは損傷に対す
る感受性を増大させるばかりでなく、チップ製造コスト
を増加させる。本発明による基板材料はこれら問題を解
決する。
【００２８】図１は実施例１の新規材料の熱膨張率(1)
を、900 ℃の温度範囲にわたって、電子回路に使用され
るモンサントから商業的に入手可能な珪素の熱膨張率
(2) と比較して示している; (1)の測定点: △; (2)の
測定点: ×。
を、900 ℃の温度範囲にわたって、電子回路に使用され
るモンサントから商業的に入手可能な珪素の熱膨張率
(2) と比較して示している; (1)の測定点: △; (2)の
測定点: ×。
【００２９】本発明を実施例によってさらに説明する。 実施例１ 69.4重量% のα−Ｓi3Ｎ4 、21.5重量% のＴiＮ、およ
び9.1 重量% の粒子サイズ10μm 未満のＹ2Ｏ3 ／Ａl2
Ｏ3 を、遊星形ボールミル中で18時間磨砕し均質化し
た。次に噴霧乾燥によって容易にプレス可能なさらさら
した粉末を製造した。スチールダイで1300バールでのダ
イプレスによって成形品（15×15×8 mm)を製造した。
次に焼結（1850℃、Ｎ2 の100 バール、滞留時間 1.0時
間) 中に、成形品は直線的に約20% 収縮した。得られた
成形品は理論密度（ＴＤ）の約99.5% の密度を有した。
精密膨張計による熱膨張率（ＴＥＣ）の測定は20℃〜50
0 ℃の範囲においてα＝ 3.6×10-6Ｋ-1の平均値を与え
る。図１は上記材料のＴＥＣと珪素のＴＥＣの相応性を
示している。
び9.1 重量% の粒子サイズ10μm 未満のＹ2Ｏ3 ／Ａl2
Ｏ3 を、遊星形ボールミル中で18時間磨砕し均質化し
た。次に噴霧乾燥によって容易にプレス可能なさらさら
した粉末を製造した。スチールダイで1300バールでのダ
イプレスによって成形品（15×15×8 mm)を製造した。
次に焼結（1850℃、Ｎ2 の100 バール、滞留時間 1.0時
間) 中に、成形品は直線的に約20% 収縮した。得られた
成形品は理論密度（ＴＤ）の約99.5% の密度を有した。
精密膨張計による熱膨張率（ＴＥＣ）の測定は20℃〜50
0 ℃の範囲においてα＝ 3.6×10-6Ｋ-1の平均値を与え
る。図１は上記材料のＴＥＣと珪素のＴＥＣの相応性を
示している。
【００３０】実施例２ 56.3重量% のＳi3Ｎ4 、40.8重量% のＡlＮ、および2.9
重量% の粒子サイズ10μm 未満のＭｇＯを、遊星形ボ
ールミル中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで噴霧
乾燥によって容易にプレス可能なさらさらした粉末を製
造した。
重量% の粒子サイズ10μm 未満のＭｇＯを、遊星形ボ
ールミル中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで噴霧
乾燥によって容易にプレス可能なさらさらした粉末を製
造した。
【００３１】この粉末混合物をグラファイト ダイで、
1870℃および15ＭＰa (150バール)で、滞留時間45分
で、ホットプレスした。これらホットプレスシートから
採取した試験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.65
×10-6Ｋ-1のＴＥＣを有していた。
1870℃および15ＭＰa (150バール)で、滞留時間45分
で、ホットプレスした。これらホットプレスシートから
採取した試験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.65
×10-6Ｋ-1のＴＥＣを有していた。
【００３２】実施例３ 52重量% のＳi3Ｎ4 、45重量% の窒化ホウ素（ＢＮ）お
よび３重量% の粒子サイズ10μm 未満のＭｇＯを、遊星
形ボールミル中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで
噴霧乾燥によって容易にプレス可能なさらさらした粉末
を製造した。
よび３重量% の粒子サイズ10μm 未満のＭｇＯを、遊星
形ボールミル中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで
噴霧乾燥によって容易にプレス可能なさらさらした粉末
を製造した。
【００３３】この粉末混合物をラバーエラスチックスリ
ーブの中で2000バールで平衡状態でプレスした。こうし
て得られた加圧成形素地を、収縮の度合いを考慮して、
所望の幾何構造に機械加工 (のこびき、微粉砕、掘削、
磨砕）し、石英ガラスに封入し、そして約1825℃、2000
バール、および滞留時間１時間で、ホットな平衡状態で
圧縮してＴＤの99% 以上の密度にした。
ーブの中で2000バールで平衡状態でプレスした。こうし
て得られた加圧成形素地を、収縮の度合いを考慮して、
所望の幾何構造に機械加工 (のこびき、微粉砕、掘削、
磨砕）し、石英ガラスに封入し、そして約1825℃、2000
バール、および滞留時間１時間で、ホットな平衡状態で
圧縮してＴＤの99% 以上の密度にした。
【００３４】これらホットプレスシートから採取した試
験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.55×10-6Ｋ-1
のＴＥＣを有していた。
験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.55×10-6Ｋ-1
のＴＥＣを有していた。
【００３５】実施例４ 68.2重量% のＳＮ、28.8重量% のＨfＯ2 および３重量%
の粒子サイズ10μm未満のＭｇＯを、遊星形ボールミル
中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで噴霧乾燥によ
って容易にプレス可能なさらさらした粉末を製造した。
の粒子サイズ10μm未満のＭｇＯを、遊星形ボールミル
中で18時間磨砕し均質化し、そして次いで噴霧乾燥によ
って容易にプレス可能なさらさらした粉末を製造した。
【００３６】この粉末混合物をグラファイトダイで、18
70℃で、15ＭＰa (150バール) で、滞留時間45分で、ホ
ットプレスした。これらホットプレスシートから採取し
た試験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.65×10-6
Ｋ-1のＴＥＣを有していた。
70℃で、15ＭＰa (150バール) で、滞留時間45分で、ホ
ットプレスした。これらホットプレスシートから採取し
た試験片は20℃〜500 ℃の温度範囲において3.65×10-6
Ｋ-1のＴＥＣを有していた。
【００３７】なお、本発明の電子部品用基板としてのセ
ラミック複合材は次のような態様を包含する: １． 少なくとも２つの結晶相を含んでおり、結晶Ｓi3
Ｎ4 相の他の、第二の結晶相および任意的な更に別の結
晶相は各々、周期表の第４〜６亜族からの遷移金属の炭
化物、酸化物および窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホ
ウ素、および窒化アルミニウムからなる群から選択され
た物質からなる、請求項１記載のセラミック複合材。
ラミック複合材は次のような態様を包含する: １． 少なくとも２つの結晶相を含んでおり、結晶Ｓi3
Ｎ4 相の他の、第二の結晶相および任意的な更に別の結
晶相は各々、周期表の第４〜６亜族からの遷移金属の炭
化物、酸化物および窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホ
ウ素、および窒化アルミニウムからなる群から選択され
た物質からなる、請求項１記載のセラミック複合材。
【００３８】２． 第二の結晶相および任意的に存在す
る更に別の結晶相が酸化アルミニウム、窒化ホウ素、ま
たは窒化アルミニウムからなる、請求項１または前項１
記載のセラミック複合材。 ３． 請求項１〜５または前項１及び２のいずれか一項
記載の複合材の、機械的応力測定用電子部品における用
途。
る更に別の結晶相が酸化アルミニウム、窒化ホウ素、ま
たは窒化アルミニウムからなる、請求項１または前項１
記載のセラミック複合材。 ３． 請求項１〜５または前項１及び２のいずれか一項
記載の複合材の、機械的応力測定用電子部品における用
途。
【００３９】４． 請求項１〜５または前項１及び２の
いずれか一項記載の複合材の、圧力センサーにおける用
途。 ５． 請求項１〜５または前項１及び２のいずれか一項
記載の複合材の、はんだ付けによってチップと基板が結
合されている電子部品における用途。
いずれか一項記載の複合材の、圧力センサーにおける用
途。 ５． 請求項１〜５または前項１及び２のいずれか一項
記載の複合材の、はんだ付けによってチップと基板が結
合されている電子部品における用途。
【図１】実施例１の新規材料の熱膨張率(1) と、電子回
路に使用されるモンサントから商業的に入手可能な珪素
の熱膨張率(2) とを示すグラフである; (1) の測定点: △ (2) の測定点: ×
路に使用されるモンサントから商業的に入手可能な珪素
の熱膨張率(2) とを示すグラフである; (1) の測定点: △ (2) の測定点: ×
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディートリッヒ・ランゲ ドイツ連邦共和国 ケンプテン、リークニ ツァー・シュトラーセ １ (72)発明者 トーマス・エイホーフェン ドイツ連邦共和国 ヴァルテンハフェン、 フィッシェナー・シュトラーセ 16
Claims (5)
- 【請求項１】珪素の熱膨張率に相当する熱膨張率を有す
ることを特徴とする、電子部品用基板としてのセラミッ
ク複合材。 - 【請求項２】94.9〜27容量% の窒化珪素、５〜65容量%
の、遷移金属の炭化物、酸化物および窒化物、酸化アル
ミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミニウムからな
る群から選択された少なくとも一つの物質、および 0.1
〜８容量% の少なくとも一つの焼結添加剤を含有するこ
とを特徴とする、電子部品用基板としてのセラミック複
合材。 - 【請求項３】94.9〜65容量% の窒化珪素、５〜30容量%
の、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒化アルミ
ニウムからなる群から選択された少なくとも一つの物
質、および１〜５容量% の少なくとも一つの焼結添加剤
を含有することを特徴とする、電子部品用基板としての
セラミック複合材。 - 【請求項４】83.5〜80容量% の窒化珪素、14〜15容量%
の窒化チタン、および 2.5〜５容量% の少なくとも一つ
の焼結添加剤を含有することを特徴とする、電子部品用
基板としてのセラミック複合材。 - 【請求項５】窒化珪素と、遷移金属の炭化物、酸化物お
よび窒化物、酸化アルミニウム、窒化ホウ素、および窒
化アルミニウムからなる群から選択された少なくとも一
つの物質と、10μm 未満の粒子サイズを有する粉末とし
ての焼結助剤とを混合し、その混合物を成形し、そして
次いでその成形品を窒素含有雰囲気下で1600℃〜1950℃
で焼結することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
一項記載の複合材を製造する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4142412A DE4142412A1 (de) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Keramischer verbundwerkstoff mit definierter thermischer ausdehnung |
| DE41-42-412-3 | 1991-12-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330920A true JPH05330920A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=6447777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4354701A Pending JPH05330920A (ja) | 1991-12-20 | 1992-12-17 | 規定の熱膨張を有するセラミック複合材 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0548802A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05330920A (ja) |
| KR (1) | KR930012636A (ja) |
| DE (1) | DE4142412A1 (ja) |
| TW (1) | TW203599B (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4425312A1 (de) * | 1994-07-18 | 1996-01-25 | Bayer Ag | Sinterwerkstoffe auf Basis von Si¶3¶N¶4¶/BN sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE4435182C2 (de) * | 1994-09-30 | 1997-08-14 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren zur Herstellung eines hoch- und verschleißfesten BN-enthaltenden Si¶3¶N¶4¶-Werkstoffs, der Werkstoff und seine Verwendung |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5626770A (en) * | 1979-08-06 | 1981-03-14 | Sumitomo Electric Industries | Ceramic material for gaassic |
| JPS6060983A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-08 | 株式会社デンソー | セラミックヒ−タ及びその製造方法 |
| JPS6230663A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-09 | 株式会社日立製作所 | 電子回路基板用材料 |
| JPS6330663A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-02-09 | ヴアブコ・ヴエステイングハウス・シユトイエルングステヒニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニ− | 相対移動可能な２つの機械部分を密封するための装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3614141A1 (de) * | 1985-06-19 | 1988-04-28 | Hitachi Metals Ltd | Leitfaehiger siliciumnitrid-sinterkoerper und verfahren zu seiner herstellung |
-
1991
- 1991-12-20 DE DE4142412A patent/DE4142412A1/de not_active Withdrawn
-
1992
- 1992-07-21 TW TW081105777A patent/TW203599B/zh active
- 1992-09-25 KR KR1019920017540A patent/KR930012636A/ko not_active Ceased
- 1992-12-17 JP JP4354701A patent/JPH05330920A/ja active Pending
- 1992-12-17 EP EP92121477A patent/EP0548802A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5626770A (en) * | 1979-08-06 | 1981-03-14 | Sumitomo Electric Industries | Ceramic material for gaassic |
| JPS6060983A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-08 | 株式会社デンソー | セラミックヒ−タ及びその製造方法 |
| JPS6230663A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-09 | 株式会社日立製作所 | 電子回路基板用材料 |
| JPS6330663A (ja) * | 1986-07-16 | 1988-02-09 | ヴアブコ・ヴエステイングハウス・シユトイエルングステヒニク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニ− | 相対移動可能な２つの機械部分を密封するための装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4142412A1 (de) | 1993-06-24 |
| TW203599B (ja) | 1993-04-11 |
| EP0548802A1 (de) | 1993-06-30 |
| KR930012636A (ko) | 1993-07-20 |
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