JPH07176655A

JPH07176655A - 窒化アルミニウム焼結体放熱板及びその製造方法

Info

Publication number: JPH07176655A
Application number: JP6196587A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kasori; 光男加曽利; Kazuo Shinozaki; 和夫篠崎; Kazuo Anzai; 和雄安斎; Fumio Ueno; 文雄上野; Akihiro Horiguchi; 昭宏堀口; Akihiko Tsuge; 章彦柘植; Hiroshi Imagawa; 宏今川; Takeshi Takano; 武士高野; Hiroshi Inoue; 寛井上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1995-07-14
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2647346B2

Abstract

(57)【要約】【構成】（ａ）窒化アルミニウム、（ｂ）希土類アル
ミニウム化合物、並びに（ｃ）周期律表第IVａ、Ｖａ、
VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち少なく
とも１種の元素を含む化合物からなることを特徴とする
窒化アルミニウム焼結体放熱板。ならびに、（ａ）窒化
アルミニウムと、（ｂ）希土類元素を含む化合物と、
（ｃ）周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族
に属する遷移元素を含む化合物から選ばれた少なくとも
１種とを混合したのち、成形、焼結することを特徴とす
る窒化アルミニウム焼結体放熱板の製造方法。【効果】窒化アルミニウム焼結体放熱板が緻密で、か
つ熱伝導性が良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は窒化アルミニウム焼結体
放熱板及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、緻密
で、しかも熱伝導性が良好な窒化アルミニウム焼結体放
熱板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は高温まで
強度低下が少なく、化学的耐性にも優れているため、耐
熱材料として用いられる一方、その高温伝導性、高電気
絶縁性を利用して半導体装置の放熱板材料としても有望
視されている。こうしたＡｌＮは、通常、融点を持た
ず、２，２００℃以上の高温で分解するため、薄膜など
の用途を除いては焼結体として用いられる。

【０００３】かかるＡｌＮ焼結体は、通常、ＡｌＮ粉末
を成形、焼結して得られる。しかし、ＡｌＮ粉末を単独
で用いた場合には焼結性が良好でないために、ホットプ
レス法による以外には緻密、すなわち、高密度の焼結体
を得ることが困難である。そこで、常圧で焼結する場合
には、通常焼結体の高密度化を目的として、ＡｌＮ粉末
に焼結助剤として、希土類酸化物或はアルカリ土類金属
酸化物を添加することが一般に行われている。

【０００４】このように焼結助剤を添加することによ
り、確かに焼結体の密度はかなり高められたが、しか
し、他方で、かかるＡｌＮ焼結体の熱伝導率は酸素その
他の不純物および粒界の存在などにより予想されるより
も低いというのが現状であった。すなわち、ＡｌＮの理
論熱伝導率が３２０w/m・k であるのに対し、ＡｌＮ焼結
体のそれは高々４０w/m・k であるという問題がある。

【０００５】そのため、ＡｌＮ焼結体の熱伝導率の向上
を目的として、種々の試みがなされているが、未だ充分
満足すべきものは得られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のかか
る問題を解消し、高密度で高熱伝導性を有するＡｌＮ焼
結体放熱板及びその製造方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、ＡｌＮ粉末に添加される焼結添加物と、
得られた焼結体の密度ならびに熱伝導率の関係を種々検
討した結果、以下に述べる知見を得た。

【０００８】すなわち、焼結助剤として希土類元素化合
物とともに、周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及び
VIII族の遷移元素を含む化合物をＡｌＮ粉末に添加して
焼結すれば、従来知られていたアルカリ土類または希土
類元素の酸化物の単独添加に比べてより低温で焼結が可
能となり、得られたＡｌＮ焼結体が緻密で、高い熱伝導
性を有するという事実である。

【０００９】すなわち、本発明の窒化アルミニウム焼結
体放熱板は、（ａ）窒化アルミニウム、（ｂ）希土類ア
ルミニウム化合物、並びに（ｃ）周期律表第IVａ、Ｖ
ａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち少
なくとも１種の元素を含む化合物からなることを特徴と
し、その製造方法は、（ａ）窒化アルミニウムと、
（ｂ）希土類元素を含む化合物と、（ｃ）周期律表第IV
ａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素の
うち少なくとも１種の元素を含む化合物とを混合したの
ち、成形、焼結することを特徴とする。

【００１０】本発明のＡｌＮ焼結体放熱板は、その構成
相を微視的に観察すると、ＡｌＮ結晶粒の粒界に、希土
類アルミニウムの酸化物及び／又はこれらの酸フッ化物
等の化合物と、周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及
びVIII族の遷移元素を含む化合物が生成している。

【００１１】かかるＡｌＮ焼結体放熱板において、含有
される希土類元素が例えばイットリウム（Ｙ）である場
合、上記アルミニウムとの酸化物は３Ｙ₂ Ｏ₃ ・５Ａｌ
₂ Ｏ₃ 、Ｙ₂ Ｏ₃ ・Ａｌ₂ Ｏ₃ などの化合物であり、ま
た、例えばＹＦ₃ を添加した場合はＹ₂ Ｏ₃ とＡｌ₂ Ｏ
₃ からなる化合物の他にＹＯＦが生成する。

【００１２】さらに、かかるＡｌＮ焼結体放熱板におい
て、主成分であるＡｌＮ結晶粒の構成比は全体の８０〜
９９．９８重量％であることが好ましい。この構成比が
８０重量％未満の場合はＡｌＮ自体の特性が充分得られ
ず、逆に９９．９８重量％を超えると添加物の効果を充
分に発揮せしめることが困難になる。

【００１３】ついで、本発明のＡｌＮ焼結体放熱板の製
造方法について述べる。本発明の製造方法は、主成分で
あるＡｌＮと、第１の添加物として希土類元素を含む化
合物、並びに第２の添加物として周期律表第IVａ、Ｖ
ａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素を含む化
合物から選ばれた少なくとも１種とを混合し、成形・焼
結することを骨子とするものである。

【００１４】まず、主成分であるＡｌＮ粉末としては、
焼結性、熱伝導性を考慮して酸素を０．００１〜７重量
％含有するものを使用することがとくに有用である。

【００１５】そして、第１の添加物に含まれる希土類元
素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｄｙ、Ｎｄ、Ｇ
ｄ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂなどがあげられ、とくに、
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅは好ましいものである。これらの元素は
１種又は２種以上が上記ＡｌＮ粉末に添加される。これ
らの元素の化合物としては、酸化物、窒化物、フッ化
物、酸フッ化物、酸窒化物もしくは焼成によりこれらの
化合物となる物質が好適である。焼成によって例えば酸
化物となる物質としては、これら元素の炭酸塩、硝酸
塩、シュウ酸塩、水酸化物などをあげることができる。

【００１６】ついで、第２の添加物に含まれる遷移元素
としては、周期律表第IVａ族（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ）、第
Ｖａ族（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ）、第VIａ族（Ｃｒ、Ｍｏ、
Ｗ）、第 VIIａ族（Ｍｎ、Ｒｅ）、および第VIII族（Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ）に属するものであればよく、これらの元素も上記第
１の添加物と同様、１種または２種以上が化合物粉末と
して上記ＡｌＮ粉末に添加される。これらの遷移元素の
うち第４周期に属するもの、つまり、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｏおよびＮｉを使用すると、従来に比べ
て低い焼結温度、例えば１，６００〜１，６５０℃で高
密度、高熱伝導性のＡｌＮ焼結体を製造することができ
るという利点を有する。

【００１７】上述した第１及び第２の添加物は、それぞ
れ各元素の酸化物に換算して０．０１〜１８重量％、
０．０１〜１５重量％の範囲で添加することが好まし
い。また、両者の合計は０．０２〜２０重量％とするこ
とが好ましい。この添加量が、それぞれ０．０１重量％
未満であると、添加物の効果が充分に発揮されず、ま
た、添加量が過度に多いと耐熱性、高強度性が損なわれ
るうえに熱伝導率も低下するため好ましくない。より好
ましくは、第２の添加物が０．０１〜１０重量％、両者
の好ましい合計量が０．０２〜１８重量％である。第２
の添加物量が多いと電気絶縁性が低下するおそれがあ
る。

【００１８】使用するＡｌＮ粉末及び第１、第２の焼結
添加物粉末の粒径は、平均粒径でともに５μm 以下であ
り、好ましくは４μm 以下である。

【００１９】次いで、本発明のＡｌＮ焼結体放熱板の製
造方法の一例を以下に述べる。先ず、ＡｌＮ粉末に、焼
結添加物として上記した希土類元素化合物、ならびに周
期律表第IVａ〜VIII族に属する元素のうち少なくとも１
種を含む化合物よりなる粉末を所定量添加したのちボー
ルミル等を用いて混合する。焼結には常圧焼結法、ホッ
トプレス法などを使用することができる。常圧焼結法に
よる場合は、混合粉末にバインダーを加え、混練、造
粒、整粒を行なったのち成形する。成形法としては、金
型プレス、静水圧プレス或はシート成形などが適用でき
る。続いて、成形体を例えばＮ₂ ガス気流中で加熱して
バインダーを除去したのち、常圧焼結する。焼結温度は
使用する添加物の種類にもよるが、通常は１，６５０〜
１，８００℃に設定される。一方、ホットプレス焼結法
による場合は、前記ボールミル等で混合した原料を直接
ホットプレスすればよい。

【００２０】本発明のＡｌＮ焼結体放熱板の熱伝導性の
向上効果及び焼結温度の低下効果は現在のところ不明で
あるが、本発明者らの研究によれば高熱伝導率化の一因
として次のように推定される。すなわち、高熱伝導率化
の要因の一つとして、本発明のＡｌＮ焼結体ではＡｌの
酸窒化物（ＡｌＯＮ）、そしてＡｌＮのポリタイプ（２
７Ｒ型）が生成し難いことである。本発明者らの研究結
果によれば、ＡｌＯＮそして２７Ｒ型が生成した焼結体
は、いずれも熱伝導率が低いことがわかっている。Ａｌ
ＯＮ、２７Ｒ型の生成は、ＡｌＮ粉末の純度、焼結炉内
雰囲気及び焼結助剤の種類とその添加量などにも影響さ
れるが同一のＡｌＮ粉末を用いて、同一の実験条件下で
製造した焼結体を比較すると、従来の希土類酸化物やア
ルカリ土類酸化物を添加した場合に比べて、本発明の焼
結体放熱板ではＡｌＯＮそして２７Ｒ型の生成が明らか
に少ないか、全く生成していないのである。

【００２１】一方、焼結温度の低下については、従来の
希土類酸化物またはアルカリ土類酸化物を単独で添加す
る場合に比べて焼結時により低い温度で液相を生じ焼結
が進行するためであると推定される。

【００２２】さらに、本発明の焼結体放熱板は、第２の
添加物である遷移元素を含有することによって着色さ
れ、しかも、その色調は添加物元素の種類とその添加量
及び組み合わせによって様々に変えることが可能であ
る。すなわち、一般に、ＡｌＮ原料ではＡｌ／Ｎモル比
が必ずしも１ではなく、Ａｌリッチである場合が多く、
このような原料では焼結体の色は灰色または黒色とな
る。また、原料がＡｌリッチであるほど黒色化が進む一
方で、熱伝導率が低下してしまうことが通例である。し
たがって、ＡｌＮ原料において、Ａｌ／Ｎモル比がなる
べく１に近く、かつ含有される不純物量が少ないほど熱
伝導率が向上し、かつ白色ないしは半透明の焼結体が得
られるのである。つまり、従来は、高熱伝導率のものを
得ようとすると、必然的に焼結体の色は白色ないし半透
明となってしまい、一方、着色したものを得ようとする
と、熱伝導率が低下してしまう。これに対して、本発明
では希土類元素と遷移金属元素とを同時に添加すること
により、Ａｌ／Ｎモル比が１に近く、しかも不純物量の
少ないＡｌＮ原料を用い高い熱伝導率を確保しつつ、添
加元素の種類または組合せを適宜選択して、種々に着色
した焼結体を得ることが可能である。例えば、Ｃｒ₂ Ｏ
₃ 、Ｃｏ₃ Ｏ₄ などを添加すると、濃灰色に着色され、
また、ＴｉＯ₂ を添加すると茶色に着色される。一方、
Ｅｕ₂ Ｏ₃ 、Ｓｍ₂Ｏ₃ などを添加すると淡赤色とな
り、ＴｉＯ₂ とＣｒ₂ Ｏ₃ を同時に添加すると黒色のも
のが得られる。したがって、本発明によれば、所望の色
調を呈するＡｌＮ焼結体を製造することが可能である。
このように着色されたＡｌＮ焼結体は、熱の放射率が高
くなるので放熱性がさらに良好となり、また、着色によ
り製造時の焼結ムラなどを回避することができ製品の美
観を高めることができるなどの利点を有するものであ
る。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例によって制限されるもの
ではない。

【００２４】実施例１不純物としての酸素を３．６重量％含有し、平均粒径が
２．２μm のＡｌＮ粉末に、第１の添加物として平均粒
径２．５μm のＹ₂ Ｏ₃ を３重量％及び第２の添加物と
して平均粒径３μm のＺｒＯ₂ を０．５重量％添加し、
ボールミルを用いて粉砕、混合を行ない原料を調製し
た。次いで、この原料にバインダーとしてパラフィンを
７重量％添加して造粒したのち、３００kg/cm²の圧力で
プレス成形して５０×５０×８mmの圧粉体とした。この
圧粉体を窒素ガス雰囲気中で７００℃まで加熱してパラ
フィンを除去した。更に、カーボン製容器に収容し、窒
素ガス雰囲気中、１，８００℃において２時間常圧焼結
した。得られたＡｌＮ焼結体放熱板の密度を測定した。
又、焼結体から直径１０mm、厚さ２．５mmの円板を研削
し、これを試験片としてレーザフラッシュ法により熱伝
導率を測定した。また、得られた焼結体から巾４mm厚さ
３mm長さ４０mmの角棒を６本研削加工し、これを抗折強
度測定用試験片として、支点間距離２０mm、クロスヘッ
ド速度０．５mm/minの条件で３点曲げ強度を測定した。
これらの結果を表１に示した。なお、得られた焼結体粉
末の構成相を粉末Ｘ線回折によって調べたところ、回折
ピーク位置から計算される面間隔値（ｄ値）として、Ａ
ｌＮ以外にはＹ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₂と考えられる４．９３Å及
び２．４６Å、並びにＺｒＮと考えられる２．６４Å及
び２．２９Åが得られた。

【００２５】実施例２〜１２、比較例１〜５ＡｌＮ粉末の種類並びに焼結添加物粉末の種類を種々に
変えて、上記実施例１と同様にしてＡｌＮ焼結体放熱板
を製造し、それぞれについて、同じく密度、熱伝導率及
び３点曲げ強度を測定した。結果を各ＡｌＮ粉末の粒
径、酸素含有量、焼結添加物の種類、粒径、添加量とと
もに表１に示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】実施例１３まず、不純物としての酸素を３．６重量％含有し、平均
粒径が２．２μm のＡｌＮ粉末に、第１の添加物として
平均粒径２．５μm のＹ₂ Ｏ₃ 粉末を１．５重量％及び
第２の添加物として平均粒径２．８μm のＴｉＯ₂ 粉末
を１．５重量％添加し、ボールミルで粉砕、混合を行な
い原料を調製した。つづいて、この原料にパラフィンを
７重量％添加して造粒した後、５００kg/cm²の圧力でプ
レス成形して３０×３０×８mmの圧粉体とした。ひきつ
づき、この圧粉体を窒素雰囲気中で７００℃まで加熱し
てパラフィンを除去した。次いで、カーボン容器中に収
容し、窒素ガス雰囲気中、１，７００℃にて２時間常圧
焼結してＡｌＮ焼結体放熱板を製造した。そして、得ら
れた焼結体について、実施例１と同じく、密度、熱伝導
率を表２に示した。

【００２８】実施例１４〜３３、比較例６〜１０ＡｌＮ粉末の種類並びに焼結添加物粉末の種類を種々に
変えて、上記実施例１３と同様にしてＡｌＮ焼結体放熱
板を製造し、それぞれについて、同じく密度、熱伝導率
を測定した。結果を各ＡｌＮ粉末粒径、酸素含有量、焼
結添加物の種類、粒径、添加量とともに表２に示した。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【表３】

【００３１】実施例３４〜３７ＡｌＮ粉末の種類並びに焼結添加物粉末の種類をさらに
種々に変えて、上記実施例１３と同様にしてＡｌＮ焼結
体放熱板を製造し、それぞれについて、同じく密度及び
熱伝導率を測定した。結果を各ＡｌＮ粉末粒径、酸素含
有量、焼結添加物の種類、添加量とともに表３に示し
た。

【００３２】

【表４】

【００３３】実施例３８実施例１で用いたＡｌＮ粉末に、平均粒径２．５μm の
Ｙ₂ Ｏ₃ を１．５重量％及び平均粒径２．５μm のＮｉ
Ｏを１．５重量％添加し、ボールミルを用いて粉砕、混
合を行ない原料を調製した。次いで、この原料粉を５０
０kg/cm²の圧力でプレス成形して直径１２mm、厚さ１０
mmの圧粉体とした。しかるのち、この圧粉体をカーボン
型中に入れ窒素ガス雰囲気中、温度１，７００℃かつ４
００kg/cm²の圧力下で１時間ホットプレス焼結を行なっ
た。実施例１と同様にして、得られた焼結体の密度、熱
伝導率を測定し、結果を表４に示した。

【００３４】実施例３９、比較例１１〜１５ＡｌＮ粉末の種類並びに焼結添加物粉末の種類を種々に
変えて、上記実施例３８と同様にしてＡｌＮ焼結体放熱
板を製造し、それぞれについて、同じく密度、熱伝導率
を測定した。結果を各ＡｌＮ粉末粒径、酸素含有量、焼
結添加物の種類、粒径、添加量とともに表４に示した。

【００３５】

【表５】

【００３６】実施例４０まず、不純物としての酸素を１．４重量％含有し、平均
粒径が１．２μm のＡｌＮ粉末にＴｉＯ₂ とＹ₂ Ｏ₃ の
混合粉末（重量比１：１）を５重量％添加し、ボールミ
ルで粉砕、混合を行ない原料を調製した。つづいて、こ
の原料にパラフィンを７重量％添加して造粒した後、５
００kg/cm²の圧力でプレス成形して３０×３０×８mmの
圧粉体とした。ひきつづき、この圧粉体を窒素雰囲気中
で７００℃まで加熱してパラフィンを除去した。次い
で、カーボン容器中に収容し、窒素ガス雰囲気中、１，
６００℃、１，６５０℃、１，７００℃、１，７５０℃
及び１，８００℃にて２時間常圧焼結して５種のＡｌＮ
焼結体放熱板を製造した。

【００３７】比較例１６上記実施例４０と同様なＡｌＮ粉末に、Ｙ₂ Ｏ₃ を５重
量％添加した原料を用い、以下、実施例４０と同様な方
法により５種のＡｌＮ焼結体放熱板を製造した。

【００３８】比較例１７上記実施例４０と同様なＡｌＮ粉末に、ＴｉＯ₂ を５重
量％添加した原料を用い、以下、実施例４０と同様な方
法により５種のＡｌＮ焼結体放熱板を製造した。

【００３９】しかして、本実施例４０及び比較例１６、
１７のＡｌＮ焼結体放熱板について、焼結温度に対する
密度及び熱伝導率の関係を調べたところ、図１及び図２
に示す特性図を得た。なお、図１及び図２中のＡは本実
施例４０における特性線、Ｂは比較例１６における特性
線、Ｃは比較例１７における特性線である。図１及び図
２より明らかなように、本発明のＡｌＮ焼結体放熱板は
低い焼結温度で高密度化、高熱伝導率化を達成でき、従
来のＡｌＮ焼結体に比べて製造コストを低く抑えること
が可能である。

【００４０】実施例４１実施例４０で用いたＡｌＮ粉末にＮｉＯとＹ₂ Ｏ₃ の混
合粉末（重量比１：１）を５重量％添加したことを除い
ては上記実施例４０と同様にして、圧粉体を作製し、種
々の温度で焼結体を製造し、５種のＡｌＮ焼結体放熱板
を得た。

【００４１】比較例１８上記実施例４１と同様なＡｌＮ粉末に、ＮｉＯのみを５
重量％添加した原料を用い、以下、実施例４１と同様な
方法により５種のＡｌＮ焼結体放熱板を製造した。

【００４２】しかして、本実施例４１及び比較例１７、
１８のＡｌＮ焼結体放熱板について、焼結温度に対する
密度及び熱伝導率の関係を調べたところ、図３及び図４
に示す特性図を得た。なお、図３及び図４中のＡは本実
施例４１における特性線、Ｂは比較例１７における特性
線、Ｃは前述した比較例１８における特性線である。図
３及び図４より明らかなように、本発明のＡｌＮ焼結体
放熱板は低い焼結温度で高密度化、高熱伝導率化を達成
でき、従来のＡｌＮ焼結体に比べて製造コストを低く抑
えることが可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の窒化アルミニウム焼結体放熱板は高密度で、かつ高熱
伝導率を有する優れたものである。そして、添加される
添加物、とくに上記第２の添加物である遷移元素の種類
により、極めて高強度であることや、低温で焼結が可能
であることなどの性質を付与することができる。さらに
また、かかる遷移元素の種類および組合せによりを様々
な色に着色することができるため、その用途範囲も広が
るとともに、焼結ムラなどによる製造歩留りの低下も回
避することが可能となる。したがって、その工業的な価
値は極めて高く、とくに半導体装置などの放熱板として
有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例４０、比較例１６及び比較例１７により
得たＡｌＮ焼結体について、焼結温度と密度の関係を示
す特性図である。

【図２】実施例４０、比較例１６及び比較例１７により
得たＡｌＮ焼結体について、焼結温度と熱伝導率の関係
を示す特性図である。

【図３】実施例４１、比較例１７及び比較例１８により
得たＡｌＮ焼結体について、焼結温度と密度の関係を示
す特性図である。

【図４】実施例４１、比較例１７及び比較例１８により
得たＡｌＮ焼結体について、焼結温度と熱伝導率の関係
を示す特性図である。

【符号の説明】

Ａ……実施例４０の特性線Ｂ……比較例１６の特性線Ｃ……比較例１７の特性線Ｄ……実施例４１の特性線Ｅ……比較例１８の特性線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上野文雄神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者堀口昭宏神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者柘植章彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者今川宏神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者高野武士神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者井上寛神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）窒化アルミニウム、（ｂ）希土類
アルミニウム化合物、並びに（ｃ）周期律表第IVａ、Ｖ
ａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち少
なくとも１種の元素を含む化合物からなることを特徴と
する窒化アルミニウム焼結体放熱板。
【請求項２】遷移元素を含む化合物が、周期律表第Ｖ
ａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち少
なくとも１種の元素を含む化合物である請求項１に記載
の窒化アルミニウム焼結体放熱板。
【請求項３】窒化アルミニウムの含有量が８０〜９
９．９８重量％である請求項１又は２に記載の窒化アル
ミニウム焼結体放熱板。
【請求項４】希土類アルミニウム化合物の含有量が、
希土類元素の酸化物に換算して０．０１〜１８重量％で
ある請求項１又は２に記載の窒化アルミニウム焼結体放
熱板。
【請求項５】周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及
びVIII族に属する遷移元素のうち少なくとも１種の元素
を含む化合物の含有量が、その元素の酸化物に換算して
０．０１〜１５重量％である請求項１に記載の窒化アル
ミニウム焼結体放熱板。
【請求項６】周期律表第Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVIII
族に属する遷移元素のうち少なくとも１種の元素を含む
化合物の含有量が、その元素の酸化物に換算して０．０
１〜１５重量％である請求項２に記載の窒化アルミニウ
ム焼結体放熱板。
【請求項７】希土類元素が、Ｙ、Ｌａ及びＣｅのうち
の少なくとも１種である請求項１又は２に記載の窒化ア
ルミニウム焼結体放熱板。
【請求項８】周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ及
びVIII族に属する遷移元素が、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＶのうちの少なくとも
１種である請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体放
熱板。
【請求項９】周期律表第Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVIII
族に属する遷移元素が、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ
及びＶのうちの少なくとも１種である請求項２に記載の
窒化アルミニウム焼結体放熱板。
【請求項１０】希土類アルミニウム化合物が、酸化物
及び／又は酸フッ化物である請求項１又は２に記載の窒
化アルミニウム焼結体放熱板。
【請求項１１】（ａ）窒化アルミニウムと、（ｂ）希
土類元素を含む化合物と、（ｃ）周期律表第IVａ、Ｖ
ａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち少
なくとも１種の元素を含む化合物とを混合したのち、成
形、焼結することを特徴とする窒化アルミニウム焼結体
放熱板の製造方法。
【請求項１２】遷移元素を含む化合物が、周期律表第
Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVIII族に属する遷移元素のうち
少なくとも１種の元素を含む化合物である請求項１１に
記載の窒化アルミニウム焼結体放熱板の製造方法。
【請求項１３】希土類元素を含む化合物の含有量が、
希土類元素の酸化物に換算して０．０１〜１８重量％で
ある請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ
及びVIII族に属する遷移元素を含む化合物の含有量が、
その元素の酸化物に換算して、０．０１〜１５重量％で
ある請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１５】周期律表第Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVI
II族に属する遷移元素を含む化合物の含有量が、その元
素の酸化物に換算して、０．０１〜１５重量％である請
求項１２に記載の製造方法。
【請求項１６】希土類元素を含む化合物が、酸化物、
窒化物、フッ化物、酸フッ化物、酸窒化物もしくは焼成
によりこれらの化合物となる物質あるいはその組み合わ
せである請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１７】周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ
及びVIII族に属する遷移元素を含む化合物が、酸化物、
窒化物、フッ化物、酸フッ化物、酸窒化物もしくは焼成
によりこれらの化合物となる物質あるいはその組み合わ
せである請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１８】周期律表第Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVI
II族に属する遷移元素を含む化合物が、酸化物、窒化
物、フッ化物、酸フッ化物、酸窒化物もしくは焼成によ
りこれらの化合物となる物質あるいはその組み合わせで
ある請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１９】窒化アルミニウムが０．００１〜７重
量％の酸素を含んでいる請求項１１又は１２に記載の製
造方法。
【請求項２０】焼結に用いる物質が、平均粒径５μm
以下の粉末である請求項１１又は１２に記載の製造方
法。
【請求項２１】周期律表第IVａ、Ｖａ、VIａ、 VIIａ
及びVIII族に属する遷移元素が、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＶのうちの少なくとも
１種である請求項１１に記載の製造方法。
【請求項２２】周期律表第Ｖａ、VIａ、 VIIａ及びVI
II族に属する遷移元素が、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ及びＶのうちの少なくとも１種である請求項１２に記
載の製造方法。