JPH059077A - Production of aluminum nitride substrate - Google Patents
Production of aluminum nitride substrateInfo
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- JPH059077A JPH059077A JP3183298A JP18329891A JPH059077A JP H059077 A JPH059077 A JP H059077A JP 3183298 A JP3183298 A JP 3183298A JP 18329891 A JP18329891 A JP 18329891A JP H059077 A JPH059077 A JP H059077A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、窒化アルミニウム基板
の製造方法に関する。より具体的にいうと、本発明は、
十分に緻密で、反りの少ない窒化アルミニウム基板を製
造するための方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride substrate. More specifically, the present invention is
The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride substrate that is sufficiently dense and has a small warpage.
【０００２】[0002]
【従来の技術】窒化アルミニウムは熱伝導率の大きな材
料であるため、ＩＣパッケージやパワーダイオード等の
基板に用いることにより、パワーダイオード等の発熱部
品で発生した熱を窒化アルミニウム基板へ伝え、その熱
を窒化アルミニウム基板から空気中へ効率よく放散させ
ることができ、発熱部品の温度上昇を抑えることができ
る。2. Description of the Related Art Since aluminum nitride is a material having a large thermal conductivity, when it is used for a substrate such as an IC package or a power diode, the heat generated in a heat-generating component such as a power diode is transferred to the aluminum nitride substrate and the heat generated by the heat generation component Can be efficiently diffused from the aluminum nitride substrate into the air, and the temperature rise of the heat generating component can be suppressed.
【０００３】従来においては、このような窒化アルミニ
ウム基板は、窒化アルミニウムのグリーンシートを空気
中または窒素雰囲気中のいずれか一方の雰囲気中で脱バ
インダした後に焼成することによって製造されている。Conventionally, such an aluminum nitride substrate has been manufactured by debindering an aluminum nitride green sheet in either an air atmosphere or a nitrogen atmosphere and then firing it.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気中
で脱バインダを行った場合には、窒化アルミニウムグリ
ーンシートにおける部分的な脱バインダ速度の違いによ
り、脱バインダ後のシートに反りが発生する。このた
め、焼成時に反り防止のための荷重を十分に掛けること
ができず、焼成後の窒化アルミニウム基板に大きな反り
が生じるという問題があった。また、焼成時に大きな荷
重を掛けた場合には、窒化アルミニウム基板に割れが生
じた。However, when the binder is removed in the air, the sheet after the binder is warped due to the partial difference in the binder removal speed in the aluminum nitride green sheet. Therefore, there is a problem that a load for preventing warpage cannot be sufficiently applied during firing, and a large warpage occurs in the aluminum nitride substrate after firing. Further, when a large load was applied during firing, the aluminum nitride substrate was cracked.
【０００５】一方、窒素雰囲気中で脱バインダを行った
場合には、部分的な脱バインダ速度の違いから起こる反
りは生じないが、脱バインダの効率が悪く、脱バインダ
工程において脱バインダを十分に行うことができない。
そのため、脱バインダ後のシートを焼成すると、焼成中
に脱バインダとシートの収縮が同時に起こり、焼成後の
窒化アルミニウム基板に大きな反りが発生するという問
題があった。On the other hand, when the binder removal is performed in a nitrogen atmosphere, the warping caused by the partial difference in binder removal speed does not occur, but the binder removal efficiency is poor and the binder removal process is sufficiently performed in the binder removal process. I can't do it.
Therefore, when the sheet after binder removal is fired, binder removal and sheet contraction simultaneously occur during firing, which causes a problem that a large warp occurs in the aluminum nitride substrate after firing.
【０００６】つまり、脱バインダ時にいずれの雰囲気条
件を用いても、焼成後に反りの小さい窒化アルミニウム
基板を得ることができなかった。That is, it was not possible to obtain an aluminum nitride substrate having a small warpage after firing regardless of which atmospheric condition was used during binder removal.
【０００７】本発明は、叙上の従来例の欠点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、窒化アル
ミニウムグリーンシートの脱バインダ工程に工夫を加え
ることにより、反りの小さな窒化アルミニウム基板を容
易に製造できるようにすることにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional examples, and an object of the present invention is to add a device to the binder removal process of an aluminum nitride green sheet so as to reduce the warpage of aluminum nitride. It is to make the substrate easy to manufacture.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明による窒化アルミ
ニウム基板の製造方法は、窒化アルミニウムにバインダ
を添加して窒化アルミニウムグリーンシートを成形し、
この窒化アルミニウムグリーンシートを窒素雰囲気中で
脱バインダを行った後、さらに空気中で脱バインダを行
い、その後焼成を行うことを特徴としている。A method of manufacturing an aluminum nitride substrate according to the present invention comprises adding a binder to aluminum nitride to form an aluminum nitride green sheet,
This aluminum nitride green sheet is characterized by being debindered in a nitrogen atmosphere, further debindered in air, and then fired.
【０００９】[0009]
【作用】本発明にあっては、まず窒素雰囲気中でグリー
ンシートの脱バインダを行っているので、シート全体に
わたって均一に脱バインダを行え、反りのないシートを
作製できる。しかも、窒素雰囲気中では十分に脱バイン
ダを行うのは困難であるが、さらに空気中で脱バインダ
しているので、十分に脱バインダを行うことができ、脱
バインダ後に反りのないシートを得ることができる。ま
た、脱バインダがシート全体において均一になされるた
め、シートの強度も向上する。このため、脱バインダ後
のシートに荷重を掛けて焼成することが可能となり、反
りの小さい窒化アルミニウム基板を容易に製造すること
ができる。In the present invention, since the green sheet is first debindered in a nitrogen atmosphere, the binder can be uniformly removed over the entire sheet, and a sheet without warpage can be manufactured. Moreover, it is difficult to sufficiently remove the binder in the nitrogen atmosphere, but since the binder is removed in the air, it is possible to sufficiently remove the binder and obtain a sheet without warping after the binder removal. You can Further, since the binder is removed uniformly over the entire sheet, the strength of the sheet is also improved. For this reason, it becomes possible to apply a load to the binder-removed sheet for firing, and it is possible to easily manufacture an aluminum nitride substrate with small warpage.
【００１０】[0010]
【実施例】以下、本発明の一実施例による窒化アルミニ
ウム基板の製造方法について詳細に説明する。EXAMPLES A method for manufacturing an aluminum nitride substrate according to an example of the present invention will be described in detail below.
【００１１】まず、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末に
１ｗｔ％のＹ2Ｏ3を焼結助剤として添加混合し、さらに
有機バインダを加えて、厚さ０．８ｍｍのシート状に成
形してグリーンシートを得た。First, 1 wt% of Y 2 O 3 was added and mixed as a sintering aid to aluminum nitride (AlN) powder, and an organic binder was further added to form a sheet having a thickness of 0.8 mm to obtain a green sheet. Got
【００１２】このグリーンシートを４０ｍｍ角にカット
した後、窒素雰囲気中において８００℃で２時間脱バイ
ンダ処理を行い、さらに空気中において５５０℃で２時
間脱バインダ処理を行った。各脱バインダ工程では、図
１に示すように、グリーンシートＧをそれぞれ２０枚づ
つ重ねて匣Ｐに入れて行った。但し、窒素雰囲気中で脱
バインダを行う場合には、図１のように匣蓋Ｑを被せて
匣詰めを行うが、空気中で脱バインダを行う場合には匣
蓋Ｑは使用しなかった。After the green sheet was cut into 40 mm square pieces, it was subjected to a binder removal treatment at 800 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and further in air at 550 ° C. for 2 hours. In each binder removal step, as shown in FIG. 1, 20 green sheets G each were stacked and placed in the box P. However, when the binder removal is performed in a nitrogen atmosphere, the container Q is covered and the container is packed as shown in FIG. 1. However, when the binder removal is performed in the air, the container Q is not used.
【００１３】上記のようにして脱バインダを行うと、初
めに窒素雰囲気中でグリーンシートの脱バインダを行っ
ているので、反りのないシートを作製できる。窒素雰囲
気中のみで十分に脱バインダを行うのは困難であるが、
さらに空気中で脱バインダしているので、十分に脱バイ
ンダを行うことができ、脱バインダ後に反りのないシー
トを得ることができる。しかも、予め窒素雰囲気中で大
部分のバインダが脱バインダされており、しかも均一に
脱バインダされているので、空気中で脱バインダした際
に部分的な脱バインダ速度の違いにより反りが発生する
ことも低減されるのである。When the binder is removed as described above, the green sheet is first removed in the nitrogen atmosphere, so that a sheet without warpage can be manufactured. It is difficult to sufficiently remove the binder only in a nitrogen atmosphere,
Further, since the binder is removed in the air, the binder can be sufficiently removed, and a sheet without warpage can be obtained after the binder removal. Moreover, most of the binder has been debindered in advance in a nitrogen atmosphere, and since it has been uniformly debindered, warping may occur due to a partial difference in debinding speed when debinding in air. Is also reduced.
【００１４】この後、脱バインダ処理をしたグリーンシ
ートに反りを防止するために荷重を掛け、荷重を掛けな
がら窒素雰囲気中において１８５０℃で５時間焼成し、
窒化アルミニウム基板を得た。このようにして、本発明
に係る方法によって実施例のサンプル（サンプルＮｏ．
１〜１０）を１０枚製造した。Thereafter, a load is applied to the binder-removed green sheet to prevent warping, and the green sheet is fired at 1850 ° C. for 5 hours in a nitrogen atmosphere while applying a load,
An aluminum nitride substrate was obtained. In this way, the sample of the example (Sample No.
1-10) was manufactured 10 sheets.
【００１５】また、比較のため、同じようにして製作し
たグリーンシートを用い、空気中において脱バインダ処
理を行ったグリーンシートを実施例と同一条件で焼成
し、第一の比較例の窒化アルミニウム基板（サンプルＮ
ｏ．Ａ１〜Ａ１０）を１０枚製造した。For comparison, a green sheet manufactured in the same manner was used, and the green sheet subjected to the binder removal treatment in the air was fired under the same conditions as those of the examples to obtain the aluminum nitride substrate of the first comparative example. (Sample N
o. Ten sheets of A1 to A10) were manufactured.
【００１６】さらに、比較のため、同じようにして製作
したグリーンシートを用い、窒素雰囲気中において脱バ
インダ処理を行ったグリーンシートを実施例と同一条件
で焼成し、第二の比較例の窒化アルミニウム基板（サン
プルＮｏ．Ｎ１〜Ｎ１０）を１０枚製造した。Further, for comparison, a green sheet produced in the same manner was used, and the green sheet subjected to the binder removal treatment in a nitrogen atmosphere was fired under the same conditions as those of the examples, and aluminum nitride of the second comparative example was obtained. Ten substrates (Sample Nos. N1 to N10) were manufactured.
【００１７】上記のようにして製造された実施例の焼成
体（Ｎｏ．１〜１０）と、空気中で脱バインダした比較
例の焼成体（Ｎｏ．Ａ１〜Ａ１０）と、窒素雰囲気中で
脱バインダした比較例の焼成体（Ｎｏ．Ｎ１〜Ｎ１０）
の各々について、反り及び焼成体密度を測定した。この
結果を表１に示す。The fired bodies of Examples (Nos. 1 to 10) manufactured as described above, the fired bodies of Comparative Examples (Nos. A1 to A10) debindered in the air, and the binders removed in a nitrogen atmosphere. Bindered comparative example fired body (No. N1 to N10)
For each of the above, the warpage and the density of the fired body were measured. The results are shown in Table 1.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】表１から明らかなように、空気中で脱バイ
ンダした比較例では１０枚のうち４枚にクラックが生
じ、窒素雰囲気中で脱バインダした比較例においては大
きな反りが発生した。これに対し、実施例においては、
クラックは発生せず、反りも最も小さかった。また、焼
成体密度については、比較例よりも実施例の方が大き
く、安定した値となった。As is apparent from Table 1, in the comparative example debindered in the air, cracks occurred in four out of ten sheets, and in the comparative example debindered in a nitrogen atmosphere, a large warpage occurred. On the other hand, in the embodiment,
No cracks occurred and the warpage was the smallest. In addition, regarding the density of the fired body, the value of the example was larger than that of the comparative example, and was a stable value.
【００２０】[0020]
【発明の効果】本発明によれば、窒素雰囲気中で脱バイ
ンダを行った後、空気雰囲気中で脱バインダを行うこと
により、非常に反りが小さく、緻密な窒化アルミニウム
基板を製造することができる。According to the present invention, it is possible to manufacture a dense aluminum nitride substrate with a very small warp by performing binder removal in a nitrogen atmosphere and then binder removal in an air atmosphere. ..
【図１】本発明の一実施例における窒化アルミニウムグ
リーンシートの匣詰めを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing how an aluminum nitride green sheet is packed in an embodiment according to the present invention.
Ｇ 窒化アルミニウムグリーンシート Ｐ 匣 Ｑ 匣蓋 G Aluminum Nitride Green Sheet P Box Q Box Cover
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Sakabe 2 26-10 Tenjin Tenjin, Nagaokakyo City, Kyoto Murata Manufacturing Co., Ltd.
Claims (1)
窒化アルミニウムグリーンシートを成形し、この窒化ア
ルミニウムグリーンシートを窒素雰囲気中で脱バインダ
を行った後、さらに空気中で脱バインダを行い、その後
焼成を行うことを特徴とする窒化アルミニウム基板の製
造方法。Claim: What is claimed is: 1. A binder is added to aluminum nitride to form an aluminum nitride green sheet, and the aluminum nitride green sheet is debindered in a nitrogen atmosphere, and then debindered in air. The method for manufacturing an aluminum nitride substrate is characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183298A JPH059077A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Production of aluminum nitride substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183298A JPH059077A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Production of aluminum nitride substrate |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059077A true JPH059077A (en) | 1993-01-19 |
Family
ID=16133224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183298A Pending JPH059077A (en) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Production of aluminum nitride substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH059077A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004493A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Manufacturing method of ceramic heater |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3183298A patent/JPH059077A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013004493A (en) * | 2011-06-22 | 2013-01-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Manufacturing method of ceramic heater |
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