JPH092879A - Aluminum nitride granules and method for producing the same - Google Patents

Aluminum nitride granules and method for producing the same

Info

Publication number
JPH092879A
JPH092879A JP7151972A JP15197295A JPH092879A JP H092879 A JPH092879 A JP H092879A JP 7151972 A JP7151972 A JP 7151972A JP 15197295 A JP15197295 A JP 15197295A JP H092879 A JPH092879 A JP H092879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum nitride
granules
weight
parts
nitride powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP7151972A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3479160B2 (en
Inventor
Kiyoaki Hirokawa
清章 廣川
Toshihiro Hamada
敏裕 濱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP15197295A priority Critical patent/JP3479160B2/en
Publication of JPH092879A publication Critical patent/JPH092879A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3479160B2 publication Critical patent/JP3479160B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】均一な密度を有し、変形が小さく寸法精度の高
い焼結体を得ることが可能なプレス成形体の製造に好適
な窒化アルミニウム顆粒を提供する。 【構成】窒化アルミニウム粉末100重量部に対して結
合剤を0.1〜30重量部、好ましくは2〜15重量部
を配合してなり、嵩比重が0.5〜1.5g/cm3
好ましくは0.8〜1.3g/cm3、平均粒径が20
〜500μm、好ましくは25〜300μm及び破壊強
度が0.5〜5g、好ましくは0.7〜4gであり、且
つ、JIS Z−2502に準じて測定した流動度が5
0s/50g以下、好ましくは25〜45s/50g以
下であることを特徴とする窒化アルミニウム顆粒であ
る。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To provide aluminum nitride granules having a uniform density, suitable for producing a press-formed product capable of obtaining a sintered product having small deformation and high dimensional accuracy. [Structure] A binder is added in an amount of 0.1 to 30 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of aluminum nitride powder, and has a bulk specific gravity of 0.5 to 1.5 g / cm 3 .
Preferably 0.8-1.3 g / cm 3 , average particle size 20
˜500 μm, preferably 25 to 300 μm, puncture strength of 0.5 to 5 g, preferably 0.7 to 4 g, and fluidity of 5 measured according to JIS Z-2502.
The aluminum nitride granules are characterized in that they are 0 s / 50 g or less, preferably 25 to 45 s / 50 g or less.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な窒化アルミニウ
ム顆粒に関する。詳しくは、均一な密度を有し、変形が
小さく寸法精度の高い焼結体を得ることが可能なプレス
成形体の製造に好適な窒化アルミニウム顆粒及びその製
造方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to novel aluminum nitride granules. More specifically, the present invention relates to aluminum nitride granules suitable for manufacturing a press-molded body which has a uniform density, is small in deformation, and has high dimensional accuracy, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のLSIの集積度の飛躍的な向上に
伴うICチップの発熱量増大により、従来より使用され
ているアルミナでは熱特性が不十分で、放熱が限界に達
しつつある。
2. Description of the Related Art Due to the recent increase in the amount of heat generated by IC chips accompanying the dramatic improvement in the degree of integration of LSIs, the conventionally used alumina has insufficient thermal characteristics and is reaching the limit of heat dissipation.

【0003】これに対し、窒化アルミニウム粉末は、高
熱伝導率、高絶縁性を有し、パッケ−ジ材料等のエレク
トロニクス材料として極めて有用な窒化アルミニウム焼
結体の原料として脚光を浴びている。
On the other hand, aluminum nitride powder has a high thermal conductivity and a high insulating property, and is in the spotlight as a raw material of an aluminum nitride sintered body which is extremely useful as an electronic material such as a package material.

【0004】従来、窒化アルミニウム焼結体を得る一つ
の方法として、窒化アルミニウム粉末を顆粒に造粒した
後、該窒化アルミニウム顆粒を成形型の中に詰めてプレ
ス成形機で加圧する、いわゆる乾式プレスにより成形し
てプレス成形体を得、焼成する方法が知られている。ま
た、上記方法において、窒化アルミニウム顆粒の製造に
は、一般にスプレ−ドライヤ−法が採用されている
[0004] Conventionally, as one method of obtaining an aluminum nitride sintered body, after granulating aluminum nitride powder into granules, the aluminum nitride granules are packed in a mold and pressed by a press molding machine, a so-called dry press. There is known a method of forming a press-molded product by using the above method and firing it. Further, in the above method, a spray dryer method is generally adopted for producing aluminum nitride granules.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り採用されている方法によって得られた窒化アルミニウ
ム顆粒を用いてプレス成形を行った場合、得られる窒化
アルミニウム燒結体の変形が大きく、高い寸法精度を実
現することが困難であるという問題を有する。
However, when press molding is performed using aluminum nitride granules obtained by the conventionally employed method, the obtained aluminum nitride sintered body is largely deformed, and high dimensional accuracy is obtained. It has the problem of being difficult to realize.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
を解決すべく鋭意研究を重ねた。その結果、プレス成形
時の前記窒化アルミニウム顆粒の流動性が、得られるプ
レス成形体の均一性に影響を与え、ひいては得られる成
形体の変形を招くという知見を得た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above problems. As a result, it was found that the fluidity of the aluminum nitride granules at the time of press molding affects the uniformity of the obtained press-molded product, which in turn causes the deformation of the obtained molded product.

【0007】そして、更に研究を重ねた結果、窒化アル
ミニウム顆粒の嵩比重、平均粒径、破壊強度等の諸物性
と共に、その流動性が特定の値以上に調整された窒化ア
ルミニウム顆粒が上記の目的を達成し得ることを見い出
し、本発明を提案するに至った。
As a result of further research, aluminum nitride granules having various physical properties such as bulk specific gravity, average particle size, fracture strength and the like, and the fluidity of which is adjusted to a specific value or more, have the above-mentioned object. It has been found that the above can be achieved, and the present invention has been proposed.

【0008】即ち、本発明は、窒化アルミニウム粉末1
00重量部に対して結合剤0.1〜30重量部を配合し
てなり、嵩比重が0.5〜1.5g/cm3であり、平
均粒径が20〜500μmであり、破壊強度が0.5〜
5gであり、且つ、流動度が50s/50g以下である
ことを特徴とする窒化アルミニウム顆粒である。
That is, the present invention relates to aluminum nitride powder 1
0.1 to 30 parts by weight of a binder is added to 100 parts by weight, the bulk specific gravity is 0.5 to 1.5 g / cm 3 , the average particle size is 20 to 500 μm, and the breaking strength is 0.5 ~
The aluminum nitride granules are characterized in that they are 5 g and have a fluidity of 50 s / 50 g or less.

【0009】本発明の窒化アルミニウム顆粒を構成する
窒化アルミニウム粉末は公知のものが何ら制限無く使用
される。特に、熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結
体を得るためには、酸素含有量や陽イオン不純物の少な
いことが好ましい。即ち、不純物となる酸素含有量が
1.5重量%以下、陽イオン不純物が0.3重量%以下
である窒化アルミニウム粉末が好適である。更に、酸素
含有量が0.4〜1.3重量%、陽イオン不純物が0.
2重量%以下である窒化アルミニウム粉末がより好適で
ある。
As the aluminum nitride powder constituting the aluminum nitride granules of the present invention, known aluminum nitride powder can be used without any limitation. In particular, in order to obtain an aluminum nitride sintered body having excellent thermal conductivity, it is preferable that the oxygen content and the cation impurities are small. That is, an aluminum nitride powder having an oxygen content of 1.5% by weight or less and a cationic impurity of 0.3% by weight or less is preferable. Furthermore, the oxygen content is 0.4 to 1.3% by weight, and the cation impurities are less than 0.1%.
Aluminum nitride powder of 2% by weight or less is more preferable.

【0010】尚、上記不純物の表示は窒化アルミニウム
をアルミニウムと窒素の1:1の化合物とし、これ以外
のものをすべて不純物として扱う。但し、窒化アルミニ
ウム粉末の表面は空気中で不可避的に酸化され、Al−
N結合がAl−O結合に置き換っているが、この結合A
lは陽イオン不純物とみなさず、Al−N、Al−Oの
結合をしていない金属アルミニウムを陽イオン不純物と
して扱った。
In the above description of impurities, aluminum nitride is a 1: 1 compound of aluminum and nitrogen, and all other compounds are treated as impurities. However, the surface of the aluminum nitride powder is inevitably oxidized in air, and Al-
The N bond is replaced with an Al-O bond, but this bond A
l was not regarded as a cation impurity, and metallic aluminum having no Al—N or Al—O bond was treated as a cation impurity.

【0011】また、本発明で用いられる窒化アルミニウ
ム粉末の粒子は、粒子径の小さいものが揃っているもの
が好ましい。例えば、遠心式粒度分布測定装置で測定さ
れる平均粒子径が5μm以下、さらには0.5〜3μm
であることが好ましい。
The particles of the aluminum nitride powder used in the present invention are preferably particles having a small particle size. For example, the average particle size measured by a centrifugal particle size distribution measuring device is 5 μm or less, and further 0.5 to 3 μm.
It is preferred that

【0012】本発明の窒化アルミニウム顆粒を構成する
結合剤は、一般にセラミック粉末の成形に用いられるも
のが何ら制限されず使用できる。例えば、ポリビニルブ
チラ−ル、ポリメチルメタクリレ−ト、ポリエチルメタ
クリレ−ト、ポリ2−エチルヘキシルメタクリレ−ト、
ポリブチルメタクリレ−ト、ポリアクリレ−ト、セルロ
−スアセテ−トブチレ−ト、ニトロセルロ−ス、メチル
セルロ−ス、ヒドロキシメチルセルロ−ス、ポリビニル
アルコ−ル、ポリオキシエチレンオキサイド及びポリプ
ロピレンオキサイド等の含酸素有機高分子体;石油レジ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の
炭化水素系合成樹脂;ポリ塩化ビニ−ル;ワックス及び
そのエマルジョン等の有機高分子体が1種または2種以
上混合して使用される。結合剤として使用する有機高分
子体の分子量は特に制限されないが、一般には3000
〜1000000、好ましくは、5000〜30000
0のものを用いると、プレス成形により得られる窒化ア
ルミニウム粉末成形体の密度が上昇するために好まし
い。
As the binder constituting the aluminum nitride granules of the present invention, those generally used for molding ceramic powder can be used without any limitation. For example, polyvinyl butyral, polymethylmethacrylate, polyethylmethacrylate, poly-2-ethylhexylmethacrylate,
Oxygen-containing organic compounds such as polybutyl methacrylate, polyacrylate, cellulose acetate butyrate, nitrocellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyoxyethylene oxide and polypropylene oxide. Polymers; hydrocarbon type synthetic resins such as petroleum resin, polyethylene, polypropylene and polystyrene; polyvinyl chloride; organic polymers such as wax and emulsions thereof are used alone or in admixture of two or more. The molecular weight of the organic polymer used as the binder is not particularly limited, but is generally 3000.
˜1,000,000, preferably 5,000 to 30,000
It is preferable to use those of 0 because the density of the aluminum nitride powder compact obtained by press molding increases.

【0013】前記の窒化アルミニウム粉末と結合剤との
混合割合は、窒化アルミニウム100重量部に対して結
合剤を0.1〜30重量部である。結合剤の量が上記範
囲より少ない場合には、強度不足のために良好なプレス
成形体が成形できず、多い場合には、プレス成形し、焼
成して得られる窒化アルミニウム焼結体の物性が低下す
るため好ましくない。
The mixing ratio of the aluminum nitride powder and the binder is 0.1 to 30 parts by weight of the binder with respect to 100 parts by weight of aluminum nitride. When the amount of the binder is less than the above range, a good press-molded product cannot be molded due to insufficient strength, and when the amount is large, the physical properties of the aluminum nitride sintered product obtained by press-molding and firing are high. It is not preferable because it decreases.

【0014】上記範囲のうち、特に良好な流動性を有す
る顆粒を得るために、該結合剤の混合割合は2〜15重
量部であることがさらに好ましい。
Within the above range, in order to obtain granules having particularly good fluidity, the mixing ratio of the binder is more preferably 2 to 15 parts by weight.

【0015】本発明の窒化アルミニウム顆粒の嵩比重は
0.5〜1.5g/cm3の範囲である。嵩比重が0.
5g/cm3未満のときには、焼結体内部に空隙が多く
残ったりして焼結体の密度が低くなり、良好な焼結体が
得られない。一方、嵩比重が1.5g/cm3を越える
窒化アルミニウム顆粒は製造が困難である。得られる窒
化アルミニウム粉末成形体の空隙発生を抑制するために
は、嵩比重0.8〜1.3g/cm3の範囲であること
が好ましい。
The bulk specific gravity of the aluminum nitride granules of the present invention is in the range of 0.5 to 1.5 g / cm 3 . Bulk specific gravity is 0.
When it is less than 5 g / cm 3 , many voids remain inside the sintered body and the density of the sintered body becomes low, so that a good sintered body cannot be obtained. On the other hand, it is difficult to produce aluminum nitride granules having a bulk specific gravity of more than 1.5 g / cm 3 . In order to suppress the generation of voids in the obtained aluminum nitride powder compact, the bulk specific gravity is preferably in the range of 0.8 to 1.3 g / cm 3 .

【0016】また、本発明の窒化アルミニウム顆粒の平
均粒径は20〜500μmの範囲である。平均粒径が2
0μm未満のときは静電反発などにより嵩高くなり、結
果的に十分な嵩比重が得られず、前記のような不都合を
生じる。一方、500μmを越えるときは個々の顆粒間
の空隙が大きくなり、焼結後に内部空隙が残存し、良好
な焼結体が得られない。
The average particle size of the aluminum nitride granules of the present invention is in the range of 20 to 500 μm. Average particle size is 2
If it is less than 0 μm, it becomes bulky due to electrostatic repulsion, etc., and as a result, sufficient bulk specific gravity cannot be obtained, resulting in the inconvenience as described above. On the other hand, when it exceeds 500 μm, the voids between the individual granules become large, and the internal voids remain after sintering, so that a good sintered body cannot be obtained.

【0017】高密度の窒化アルミニウム粉末成形体を得
るためには、窒化アルミニウム顆粒の平均粒径は25〜
300μmの範囲であることが特に好ましい。また、粗
大な粒子や微小な粒子は、得られる窒化アルミニウム粉
末成形体の密度に悪影響を及ぼすため、粒径が10μm
未満及び800μmを越える窒化アルミニウム顆粒は、
それぞれ5重量%以下であることが好ましい。
In order to obtain a high-density aluminum nitride powder compact, the average particle diameter of the aluminum nitride granules is 25 to
The range of 300 μm is particularly preferable. Further, since coarse particles and fine particles adversely affect the density of the obtained aluminum nitride powder compact, the particle diameter is 10 μm.
Aluminum nitride granules below and above 800 μm are
It is preferably 5% by weight or less.

【0018】本発明の窒化アルミニウム顆粒の破壊強度
は0.5〜5gの範囲でなければならない。破壊強度が
0.5gより小さい場合には、輸送等の取り扱い中に窒
化アルミニウム顆粒が破壊したり、プレス成形時におい
て早期に顆粒が破壊されることによって顆粒相互の移動
による最密充填化が妨げられ、プレス成形体の密度が上
昇しないため好ましくない。また、破壊強度が5gを越
える場合には、プレス成形によって窒化アルミニウム粉
末成形体を製造する際に窒化アルミニウム顆粒の粒界に
よる空隙が多数残存するために好ましくない。上記窒化
アルミニウム顆粒の破壊強度は、プレス成形体の密度向
上を勘案すると、0.7〜4gの範囲であることが特に
好ましい。
The fracture strength of the aluminum nitride granules of the present invention should be in the range of 0.5-5 g. If the breaking strength is less than 0.5 g, the aluminum nitride granules will be broken during handling such as transportation, or the granules will be broken early during press molding, which prevents close packing due to movement of the granules. However, this is not preferable because the density of the press-formed product does not increase. Further, when the breaking strength exceeds 5 g, many voids due to the grain boundaries of the aluminum nitride granules remain when the aluminum nitride powder compact is manufactured by press molding, which is not preferable. The breaking strength of the above-mentioned aluminum nitride granules is particularly preferably in the range of 0.7 to 4 g in consideration of the improvement in the density of the press-formed product.

【0019】本発明の窒化アルミニウム顆粒の流動度
は、JIS Z−2502に準じて測定され、50s
(秒)/50g以下の範囲にあることに最大の特徴を有
する。即ち、流動度が50s/50gより大きい窒化ア
ルミニウム顆粒は、プレス成形時に、成形型への顆粒の
充填が不均一になり、窒化アルミニウム粉末成形体内の
密度が不均一となる為、焼成後の焼結体の変形が大き
く、高い寸法精度を有する窒化アルミニウム焼結体を得
ることができない。
The fluidity of the aluminum nitride granules of the present invention is measured according to JIS Z-2502 and is 50 s.
The greatest feature is that it is in the range of (sec) / 50 g or less. That is, since aluminum nitride granules having a fluidity of more than 50 s / 50 g are not uniformly packed in the mold during press molding and the density in the aluminum nitride powder compact is not uniform, firing after firing is not performed. Due to the large deformation of the bonded body, it is not possible to obtain an aluminum nitride sintered body having high dimensional accuracy.

【0020】上記窒化アルミニウム顆粒の流動度は、上
記したように50s/50g以下であれば良いが、密度
が均一な窒化アルミニウム粉末成形体を得るためには、
25〜45s/50gの範囲がさらに好ましい。因に、
本発明の後述する製法によれば、20s/50g程度の
ものまで製造可能である。
The fluidity of the aluminum nitride granules may be 50 s / 50 g or less as described above, but in order to obtain an aluminum nitride powder compact having a uniform density,
The range of 25 to 45 s / 50 g is more preferable. By the way,
According to the manufacturing method of the present invention described later, it is possible to manufacture up to about 20 s / 50 g.

【0021】本発明の窒化アルミニウム顆粒の形状は何
ら制限されず、任意の形状であってよいが、製造方法に
由来して球状またはそれに近い形状のものが一般的であ
る。本発明において空隙の少ない高密度の窒化アルミニ
ウム顆粒は真球状であることが好ましく、例えば、短径
と長径の比から求めた真球度が0.93以上のものが好
ましく用いられる。本発明の窒化アルミニウム顆粒は、
どのような方法で製造されても良いが、次の方法が好ま
しく採用される。即ち、窒化アルミニウム粉末、結合剤
及び有機溶剤より成る混合物を造粒し、その後に、乱流
の気体中に顆粒を滞在させて窒化アルミニウム顆粒を製
造する方法である。
The shape of the aluminum nitride granules of the present invention is not particularly limited and may be any shape, but it is generally spherical or close to that due to the production method. In the present invention, the high-density aluminum nitride granules with few voids are preferably spherical, and for example, those having a sphericity of 0.93 or more determined from the ratio of the short diameter to the long diameter are preferably used. Aluminum nitride granules of the present invention,
Although it may be produced by any method, the following method is preferably adopted. That is, it is a method of producing aluminum nitride granules by granulating a mixture of aluminum nitride powder, a binder and an organic solvent, and then allowing the granules to stay in a turbulent gas.

【0022】本発明の窒化アルミニウム顆粒の製造にお
いて好ましく使用される有機溶媒としては、例えば、ア
セトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケト
ン等のケトン類;エタノ−ル、プロパノ−ル及びブタノ
−ル等のアルコ−ル類;ベンゼン、トルエン及びキシレ
ン等の芳香族炭化水素類;あるいはトリクロロエチレ
ン、テトラクロロエチレン及びブロムクロロメタン等の
ハロゲン化炭化水素類の1種または2種以上が混合物が
挙げられる。有機溶媒の量は、20〜200重量部の範
囲から選択され、使用される。
Organic solvents preferably used in the production of the aluminum nitride granules of the present invention include, for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; alcohols such as ethanol, propanol and butanol. Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; and halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene, tetrachloroethylene and bromochloromethane, or a mixture of two or more thereof. The amount of the organic solvent is selected from the range of 20 to 200 parts by weight and used.

【0023】上記組成に加えて、一般に、泥奬の分散性
を高めるため界面活性剤を採用される。界面活性剤は、
公知のものが何ら制限無く採用されるが、特に、親水性
親油性バランス(以下、HLBと略す。)が4.5〜1
8のもの、さらに好ましくは、6.0〜10.0のもの
が窒化アルミニウム粉末成形体の成形密度が上がるため
に好適に採用される。尚、本発明におけるHLBは、デ
−ビスの式により算出された値である。
In addition to the above composition, a surfactant is generally employed to enhance the dispersibility of mud. The surfactant is
Known ones are used without any limitation, and particularly, the hydrophilic / lipophilic balance (hereinafter abbreviated as HLB) is 4.5 to 1.
No. 8 and more preferably 6.0 to 10.0 are preferably used because the molding density of the aluminum nitride powder compact increases. The HLB in the present invention is a value calculated by the Davis equation.

【0024】本発明において好適に使用しうる界面活性
剤を具体的に例示すると、カルボキシル化トリオキシエ
チレントリデシルエ−テル、ジグセリンモノオレ−ト、
ジグリセリンモノステアレ−ト、カルボキシル化ヘプタ
オキシエチレントリデシルエ−テル、テトラグリセリン
モノオレ−ト、ヘキサグリセリンモノオレ−ト、ポリオ
キシエチレンソルビタンモノラウレ−ト、ポリオキシエ
チレンソルビタンモノオレ−ト等が挙げられる。本発明
における界面活性剤は、2種以上を混合して使用しても
良く、そのときのHLBは、それぞれの界面活性剤のH
LBの相加平均で算出できる。
Specific examples of the surfactant that can be preferably used in the present invention include carboxylated trioxyethylene tridecyl ether, dixerine monooleate,
Diglycerin monostearate, carboxylated heptaoxyethylene tridecyl ether, tetraglycerin monooleate, hexaglycerin monooleate, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monooleate Etc. The surfactants in the present invention may be used as a mixture of two or more, and the HLB at that time is the H of each surfactant.
It can be calculated by the arithmetic mean of LB.

【0025】これら表面活性剤は、良好な窒化アルミニ
ウム顆粒を製造するためには、通常、窒化アルミニウム
100重量部に対して、0.01〜10重量部、好まし
くは0.02〜3.0重量部である。表面活性剤が0.
01重量部より少ない場合は、泥奬の分散が不十分なた
め、本発明の効果があがらず、10重量部より多い場合
は、顆粒間のブロッキングが発生することがあるため好
ましくない。
In order to produce good aluminum nitride granules, these surfactants are usually used in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.02 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of aluminum nitride. It is a department. The surfactant is 0.
When the amount is less than 01 parts by weight, the dispersion of mud is insufficient and the effect of the present invention is not achieved. When the amount is more than 10 parts by weight, intergranular blocking may occur, which is not preferable.

【0026】さらに、上記組成に加えて、窒化アルミニ
ウム粉末の焼結に使用される公知の焼結助剤、例えば、
酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等のアルカリ土類
金属酸化物;酸化イットリウム、酸化ランタン等の希土
類酸化物;アルミン酸カルシウム等の複合酸化物等を窒
化アルミニウム粉末との合計量中に占める割合で0.1
〜10重量部%の範囲で用いても良い。
Further, in addition to the above composition, known sintering aids used for sintering aluminum nitride powder, for example,
Alkaline earth metal oxides such as calcium oxide and strontium oxide; rare earth oxides such as yttrium oxide and lanthanum oxide; complex oxides such as calcium aluminate in the total amount with the aluminum nitride powder in a ratio of 0.1.
You may use it in the range of 10 to 10 parts by weight.

【0027】前記した各成分は混合され、一般に泥しょ
うと呼ばれる粘稠なスラリ−とした後、スプレ−ドライ
ヤ−法等の公知の造粒法により造粒される。
The above components are mixed and made into a viscous slurry generally called mud, and then granulated by a known granulation method such as a spray dryer method.

【0028】造粒された窒化アルミニウム顆粒は、次い
で、本発明で特定した範囲の流動度とするために、乱流
の気体中に顆粒を滞留させ流動化される。
The granulated aluminum nitride granules are then fluidized by allowing the granules to stay in a turbulent gas so as to have a fluidity within the range specified in the present invention.

【0029】この流動化に用いる気体は、窒化アルミニ
ウム粉末や結合剤等の添加剤と実質的に反応しない気体
であることが好ましく、例えば、空気、酸素、窒素など
が挙げられる。また、供給される気体の風速は、顆粒の
流動化に必要な風速であれば良い。顆粒の流動化に必要
な風速は、例えば、化学工学協会編「化学工学便覧改訂
4版」の176頁記載の流動化開始速度の式と1056
頁記載の終末速度の式で計算される値の範囲から任意に
選択される。また、顆粒の滞留時間は、1分〜36時間
の範囲から選ぶことが好ましい。供給される気体の温度
は、任意の温度が採用されるが、適当な破壊強度を有す
る窒化アルミニウム顆粒を得る為に、0〜250℃の範
囲から選択することが好ましい。
The gas used for this fluidization is preferably a gas which does not substantially react with the additives such as aluminum nitride powder and a binder, and examples thereof include air, oxygen and nitrogen. The wind speed of the supplied gas may be any wind speed required for fluidizing the granules. The wind speed required for fluidizing the granules is, for example, the equation of fluidization start speed described in “Chemical Engineering Handbook 4th Edition”, edited by Chemical Engineering Society, page 176, and 1056
It is arbitrarily selected from the range of values calculated by the terminal velocity formula described on the page. The residence time of the granules is preferably selected from the range of 1 minute to 36 hours. Any temperature may be adopted as the temperature of the supplied gas, but in order to obtain aluminum nitride granules having an appropriate breaking strength, it is preferable to select from a range of 0 to 250 ° C.

【0030】本発明の窒化アルミニウム顆粒の構成要件
の一つである嵩比重は、上記製造方法において、主に、
混合条件や混合時の溶剤の使用量により調整することが
できる。
The bulk specific gravity, which is one of the constituent requirements of the aluminum nitride granules of the present invention, is
It can be adjusted depending on the mixing conditions and the amount of solvent used during mixing.

【0031】また、本発明の窒化アルミニウム顆粒の構
成要件の一つである平均粒径は、上記製造方法におい
て、主に、スプレ−ドライヤ−の運転条件によって調整
することができる。
The average particle size, which is one of the constituent requirements of the aluminum nitride granules of the present invention, can be adjusted mainly by the operating conditions of the spray dryer in the above production method.

【0032】更に、本発明の窒化アルミニウム顆粒の構
成要件の一つである破壊強度は、上記製造方法におい
て、主に、結合剤の種類及び量によって調整することが
可能である。また、造粒後、例えば、50〜250℃に
加熱することによっても破壊強度が上がるため、かかる
手段によって前記範囲に調節することも可能である。上
記加熱は、前記流動化処理において同時に行うことも可
能である。
Further, the breaking strength, which is one of the constituent requirements of the aluminum nitride granules of the present invention, can be adjusted mainly by the kind and amount of the binder in the above-mentioned production method. Further, after granulation, the breaking strength is also increased by heating to 50 to 250 ° C., for example, so that it is possible to adjust the above range by such means. The heating may be performed simultaneously in the fluidizing process.

【0033】こうして得られた窒化アルミニウム顆粒
は、公知の方法、条件で乾式プレス成形することがで
き、得られる窒化アルミニウム粉末成形体は、公知の方
法によって脱脂、焼成することにより焼結体とされる。
上記脱脂は、一般に、空気や窒素雰囲気中で行われ、脱
脂温度は、結合剤の種類や雰囲気の違いによって、30
0〜1000℃の範囲から任意に選択される。また、脱
脂後の窒化アルミニウム粉末成形体は、非酸化雰囲気
中、1700〜1950℃の範囲の任意の温度で焼成さ
れる。
The aluminum nitride granules thus obtained can be dry press-molded by known methods and conditions, and the obtained aluminum nitride powder compact is degreased and fired by a known method to obtain a sintered body. It
The above degreasing is generally performed in an atmosphere of air or nitrogen, and the degreasing temperature is 30 depending on the type of binder and the atmosphere.
It is arbitrarily selected from the range of 0 to 1000 ° C. The degreased aluminum nitride powder compact is fired in a non-oxidizing atmosphere at any temperature in the range of 1700 to 1950 ° C.

【0034】このようにして、変形が小さく高い寸法精
度を有する窒化アルミニウム焼結体を得ることができ
る。
In this way, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered body having a small deformation and high dimensional accuracy.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の窒化アルミニウム顆粒は、乾式
プレス成形による窒化アルミニウム粉末成形体の製造原
料として好適である。即ち、本発明の窒化アルミニウム
顆粒を用いて乾式プレス成形により窒化アルミニウム粉
末成形体を製造した場合、密度が均一な窒化アルミニウ
ム粉末成形体を得ることができる。そして、この窒化ア
ルミニウム粉末成形体は、密度の不均一によって発生す
る焼結時の変形が小さいため、高い寸法精度を有する窒
化アルミニウム焼結体を得ることができる。
The aluminum nitride granules of the present invention are suitable as a raw material for producing aluminum nitride powder compacts by dry press molding. That is, when an aluminum nitride powder compact is manufactured by dry press molding using the aluminum nitride granules of the present invention, an aluminum nitride powder compact having a uniform density can be obtained. Since this aluminum nitride powder compact has a small deformation at the time of sintering that occurs due to uneven density, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered compact having high dimensional accuracy.

【0036】従って、本発明の窒化アルミニウム顆粒を
用いて得られた窒化アルミニウム焼結体は、非常に高精
度な電子材料等の基板や複雑形状品に対して、工業的に
極めて有用な材料となる。
Therefore, the aluminum nitride sintered body obtained by using the aluminum nitride granules of the present invention is an industrially extremely useful material for substrates such as electronic materials with extremely high precision and products with complicated shapes. Become.

【0037】[0037]

【実施例】本発明をさらに具体的に説明するために、以
下に実施例及び比較例を揚げるが、本発明はこれらの実
施例に限定されるものではない。
EXAMPLES In order to explain the present invention more specifically, the following examples and comparative examples are given, but the present invention is not limited to these examples.

【0038】尚、以下の実施例及び比較例における各種
の物性の測定は次の方法により行った。
Various physical properties in the following examples and comparative examples were measured by the following methods.

【0039】1)嵩密度 筒井理化学機械(株)製「A・B・D粉体特性測定器」
を用いて重装嵩密度を測定した。
1) Bulk Density "A / B / D powder characteristic measuring instrument" manufactured by Tsutsui Rikagaku Kikai Co., Ltd.
Was used to measure the bulk bulk density.

【0040】2)プレス成形体密度 プレス成形体の寸法と重量とから生密度を求め、この値
からAlN粉末だけのプレス成形体密度を計算して求め
た。
2) Density of pressed compact The raw density was determined from the size and weight of the pressed compact, and the density of the pressed compact of only AlN powder was calculated from this value.

【0041】[0041]

【数1】 [Equation 1]

【0042】3)破壊強度 平均粒径±5μm以内の顆粒3ケを一辺5mmの正三角
形の頂点に置き、上から静かに荷重をかけ、3ケ中1ケ
以上破壊した時の荷重を顆粒の破壊強度とした。測定を
10回繰り返し、最低値と最高値を除いた8点平均値を
用いた。
3) Fracture strength Three granules with an average particle size of ± 5 μm or less are placed on the vertices of an equilateral triangle with a side of 5 mm, and a load is gently applied from above to break the granules by one or more. The breaking strength was used. The measurement was repeated 10 times, and an 8-point average value excluding the lowest value and the highest value was used.

【0043】4)平均粒径 化学工学協会編「化学工学便覧 改訂4版」973頁記
載の粒度分布の累積分布の50パ−セント値より求め
た。
4) Average particle size The average particle size was calculated from the 50% value of the cumulative distribution of the particle size distribution described in "Chemical Engineering Handbook, 4th edition," edited by the Chemical Engineering Society, page 973.

【0044】5)流動度 JIS Z−2502に従い、(株)蔵持科学器械製作
所製を用いて流動度を測定した。測定前の試料の乾燥
は、60±5℃で3時間処理した。流動度は、JIS
Z−8401により求めた。
5) Fluidity In accordance with JIS Z-2502, fluidity was measured using a product manufactured by Kuramochi Kagaku Kikai Seisakusho. The sample before the measurement was dried at 60 ± 5 ° C. for 3 hours. Flow rate is JIS
It was determined by Z-8401.

【0045】6)焼結体密度 東洋精機(製)「高精密度比重計D−H」を使用し、ア
ルキメデス法により求めた。
6) Density of sintered body The density was determined by the Archimedes method using "High Precision Densitometer DH" manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.

【0046】7)焼結体収縮率 焼結前後の寸法測定し、4辺の収縮率の平均値より求め
た。各辺の収縮率は下記式より計算した。
7) Shrinkage of Sintered Body The dimensions before and after sintering were measured, and the shrinkage was calculated from the average value of the shrinkage on four sides. The shrinkage rate of each side was calculated by the following formula.

【0047】[0047]

【数2】 [Equation 2]

【0048】8)焼結体変形度 4辺の焼結体収縮率の最大値と最小値の差より求めた。8) Deformation Degree of Sintered Body The degree of shrinkage of the sintered body on the four sides was calculated from the difference between the maximum value and the minimum value.

【0049】実施例1 内容積2lのナイロン製ポットに鉄心入りナイロンボ−
ルを入れ、次いで、表1に示す窒化アルミニウム粉末1
00重量部(平均粒径は堀場製作所製のCAPA500
などで測定した)、酸化イットリウム4重量部、ヘキサ
グリセリンモノオレ−ト1重量部、メタクリル酸ブチル
5重量部、トルエン溶媒100重量部を投入して、十分
にボ−ルミル混合した後、白色の泥奬を得た。
Example 1 A nylon pot having an inner volume of 2 l was filled with an iron core in a nylon pot.
Aluminum nitride powder 1 shown in Table 1
00 parts by weight (average particle size is CAPA500 manufactured by Horiba Ltd.
4 parts by weight of yttrium oxide, 1 part by weight of hexaglycerin monooleate, 5 parts by weight of butyl methacrylate, and 100 parts by weight of a toluene solvent were added, and the mixture was thoroughly mixed with a ball mill and then white. Got the mud.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】こうして得られた泥奬をスプレ−ドライヤ
−法により造粒し、その後に、室温で2時間流動処理を
行い、窒化アルミニウム顆粒を作製した。得られた顆粒
の嵩比重、粒径、破壊強度、流動度、真球度を測定し
た。
The mud thus obtained was granulated by a spray dryer method and then fluidized at room temperature for 2 hours to prepare aluminum nitride granules. The bulk specific gravity, particle size, breaking strength, fluidity and sphericity of the obtained granules were measured.

【0052】この顆粒を用いて1.0t/cm2で角3
0mm、厚さ1mmのプレス成形体を作製し、プレス成
形体密度を測定した。その後、空気中600℃で5時間
焼成し、次いで、内面に窒化ホウ素を塗布したカ−ボン
製るつぼに入れ、窒素雰囲気中1800℃で10時間焼
成し、焼結体を得た。焼結体の密度、収縮率、変形度を
測定し、その結果を表2に示した。
Using this granule, a corner of 3 at 1.0 t / cm 2
A press-molded body having a thickness of 0 mm and a thickness of 1 mm was produced and the density of the press-molded body was measured. Then, it was fired in air at 600 ° C. for 5 hours, then placed in a carbon crucible having an inner surface coated with boron nitride, and fired in a nitrogen atmosphere at 1800 ° C. for 10 hours to obtain a sintered body. The density, shrinkage and deformation of the sintered body were measured, and the results are shown in Table 2.

【0053】比較例1 実施例1において、流動処理を行わないこと以外は実施
例1と同様にして窒化アルミニウム顆粒を作製し、さら
にプレス成形体及び焼結体を得た。これらの性状を表2
に併記した。
Comparative Example 1 Aluminum nitride granules were produced in the same manner as in Example 1 except that the fluidizing treatment was not carried out, and further, a pressed body and a sintered body were obtained. Table 2 shows these properties.
It was also described in.

【0054】[0054]

【表2】 [Table 2]

【0055】実施例2 メタクリル酸ブチルを表3に示した量だけ添加したこと
以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム顆粒を作
製し、実施例1と同様にしてプレス成形体及び焼結体を
得た。結果を表3に示した。
Example 2 Aluminum nitride granules were produced in the same manner as in Example 1 except that butyl methacrylate was added in the amount shown in Table 3, and press-formed products and sintered products were prepared in the same manner as in Example 1. Got The results are shown in Table 3.

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】実施例3 スプレ−ドライヤ−及び流動処理条件を変えて、各種の
窒化アルミニウム顆粒を製作した。さらに、実施例1と
同様にプレス成形体と焼結体を得、その性状を表4に示
した。
Example 3 Various aluminum nitride granules were produced by changing the spray dryer and the flow treatment conditions. Further, a press molded body and a sintered body were obtained in the same manner as in Example 1, and the properties are shown in Table 4.

【0058】[0058]

【表4】 [Table 4]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化アルミニウム粉末100重量部に対
して結合剤を0.1〜30重量部を配合してなり、嵩比
重が0.5〜1.5g/cm3、平均粒径が20〜50
0μm及び破壊強度が0.5〜5gであり、且つ、JI
S Z−2502に準じて測定した流動度が50s/5
0g以下であることを特徴とする窒化アルミニウム顆
粒。
1. A binder is mixed in an amount of 0.1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of aluminum nitride powder, the bulk specific gravity is 0.5 to 1.5 g / cm 3 , and the average particle size is 20 to. Fifty
0 μm and breaking strength of 0.5 to 5 g, and JI
The fluidity measured according to S Z-2502 is 50 s / 5.
Aluminum nitride granules characterized by being 0 g or less.
【請求項2】 窒化アルミニウム粉末、結合剤及び有機
溶剤より成る混合物を造粒した後、乱流の気体中に顆粒
を滞留させることを特徴とする請求項1記載の窒化アル
ミニウム顆粒の製造方法。
2. The method for producing aluminum nitride granules according to claim 1, wherein after granulating a mixture of aluminum nitride powder, a binder and an organic solvent, the granules are retained in a turbulent gas.
JP15197295A 1995-06-19 1995-06-19 Aluminum nitride granules and method for producing the same Expired - Lifetime JP3479160B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15197295A JP3479160B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Aluminum nitride granules and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15197295A JP3479160B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Aluminum nitride granules and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH092879A true JPH092879A (en) 1997-01-07
JP3479160B2 JP3479160B2 (en) 2003-12-15

Family

ID=15530254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15197295A Expired - Lifetime JP3479160B2 (en) 1995-06-19 1995-06-19 Aluminum nitride granules and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3479160B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020001940A (en) * 2018-06-25 2020-01-09 株式会社トクヤマ Method for producing granules for ceramic production
JP7137376B2 (en) 2018-06-28 2022-09-14 株式会社トクヤマ Method for manufacturing granules for manufacturing ceramics
EP4105174A4 (en) 2020-02-10 2024-05-01 Tokuyama Corporation ALUMINUM NITRIDE POWDER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Also Published As

Publication number Publication date
JP3479160B2 (en) 2003-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2525074B2 (en) Aluminum nitride granules and method for producing the same
KR101160109B1 (en) Aluminum nitride powder and aluminum nitride sintered compact
WO2020004304A1 (en) Method for producing granules for ceramic production
JPH092879A (en) Aluminum nitride granules and method for producing the same
JP2003267708A (en) Manufacturing method of aluminum nitride sintered powder
JP4050798B2 (en) Aluminum nitride press body
JP3237965B2 (en) Method for producing aluminum nitride powder
JP3771950B2 (en) Aluminum nitride green sheet
JP2000128646A (en) Porous SiC sintered body
JPH05117039A (en) Aluminum nitride powder and method for producing the same
JP3707866B2 (en) Method for producing aluminum nitride green body
JP3877813B2 (en) Large aluminum nitride sintered body and manufacturing method thereof
JP4958353B2 (en) Aluminum nitride powder and method for producing the same
JPH0987032A (en) Aluminum nitride green sheet and manufacturing method thereof
JPH06100358A (en) Method for manufacturing mullite sintered body
JP2020001967A (en) Manufacturing method of granules for ceramics production
JPH08198664A (en) Alumina-base sintered body and its production
JP2594389B2 (en) Aluminum nitride composition
JP3218275B2 (en) Aluminum nitride green sheet
JPH07300365A (en) Silicon nitride sintered body and manufacturing method thereof
JPH05330893A (en) Method for producing dispersant for ceramic powder and ceramic sintered body
Mangels The Role of Powder Properties in Ceramic Processing
JPH0940467A (en) Method for manufacturing aluminum nitride sintered body
JPH06166569A (en) Production of sintered silicon nitride
JPH0597523A (en) Production of sintered aluminum nitride

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141003

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term