JPS6073843A - 機能性セラミツクス - Google Patents

機能性セラミツクス

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JPS6073843A
JPS6073843A JP58182739A JP18273983A JPS6073843A JP S6073843 A JPS6073843 A JP S6073843A JP 58182739 A JP58182739 A JP 58182739A JP 18273983 A JP18273983 A JP 18273983A JP S6073843 A JPS6073843 A JP S6073843A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は窒化アルミニウム（ＡｔＮ　）をベースとする
機能性セラミックスに関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来からＡｔ１．Ｎ焼結体は耐熱性、耐食性、耐熱衝撃
性に優れているといわれ、最近、高温材料として注目さ
れている。
ところで、上述した特性を生かすにはＡｔＮ焼結体を緻
密化する仁とが必要である。このため、緻密なＡｔＮ焼
結体を製造する技術の確立に精力が注がれている。その
一つとしてホットプレス法を活用することが試みられ、
かなりの効果が挙げられているが、製造効率が低く、シ
かもコスト高となる欠点がある。
このようなことから、ＡｔＮ粉末にＣａＯ＋　ＢａＯｒ
ＳｒＯを添加して常圧焼結することが試みられており、
かなり良質の焼結体が得られている。しかしながら、か
かる添加物を用いる常圧焼結法にあっては緻密化に必要
な焼結温度が高いため、原料ＡｔＮ粉末に夕月のＳｌ及
びＯの如き不純物が存在すると、熱伝導性を阻害する反
応物が生成され易く、かつ耐熱温度の低下も招く。Ａｔ
Ｎ本来の高い熱伝導性を得るにはかなりの技術的ブレー
クスルーを必要とするという問題があった。
これに対し、本発明者は構成４（］を制御することによ
り高熱伝導性のＡｔＮ焼結体の製造に成功した。
一方、ＡｔＮの用途の多様化から熱伝導異方性をもつ機
能性セラミックの出現が要望されつつある。
〔発明の目的〕
本発明は任意の方向に熱伝導異方性をもち、かつ形状的
な制約もない機能性セラミックスを提供しようとするも
のである。
〔発明の概要〕
本発明者らはＡｔＮが高熱伝導性物質であり、これに対
しＳｉや０の不純物を含むＡｔＮ　Ｊ　リタイプが熱伝
導性に劣る材料であり、しかもこれらｆｄ　ＡｔＮ　ヲ
ペースとしていることに着目し、ＡｔＮとＡｔＮポリタ
イプとを所定の位置関係で配置してＡ伝導度を位置的に
制御することによって、熱伝導異方性を有し、かつＡｔ
ＮとＡｔＮポリタイプの境界での整合性も良好な機能性
セラミックスを見い出した。
〔発明の実施例〕
次に、本発明の詳細な説明する。
実施例 ＡｔＮ粉末の外側にＡｔ−８ｌ−０−Ｎ粉末を枠状に配
置した状態でポットプレスを行なうことにより第１図に
示す如く内側がＡｔＮ部１、その外側に枠状のｋｔＮポ
リタイプ部２からなる放熱板厚方向（入方向）では６２
　ｗ／ｉｎｋであるのに対し、面方向（Ｂ方向）では２
０　ｗ／ｍｋと３＝１の異方性を示すことがわかった。
また、ＡｔＮ部１とＡｔＮ　＋１！　１７２４１部２と
の整合性も良好で機械的強度の点についても十分満足す
るものであった。
更に、本実施例の放熱板に複数のパワー半導体素子を取
付けたところ、極めて良好な放熱特性を有する半導体モ
ジュールを得ることができた。
なお、上記実施例ではＡｔＮポリタイプを、Ａｔ−８ｔ
−Ｏ−Ｎ粉末を用いることにより形成したが、Ａｔ−８
１−Ｎ粉末、Ａ／！、　−０−Ｎ粉末或いはＡｔＮ　Ｋ
　ＯやＳｌを混入させた粉末を用いても同様に形成でき
る。また、ＡｔＮとしてよシ高純度のものを用いれば、
より大きな異方性を有する機能性セラミックスを得るこ
とが可能となる。
本発明に係る機能性セラミックスは実施例の如き放熱板
のみに限定されない。例えば第２図〜第５図に示す種々
の形状の機能性セラミックスをも同様に得ることができ
る。
即ち、第２図の機能性セラミックスは三層のＡｔＮ層１
１１〜１１３の間にＡｔＮ４９２４１層１２１　ｐ１２
２を配置したものである。こうした構造の機構セラミッ
クスは層の厚さ方向では熱伝導率が低く、ＡｔＮＲ１１
１〜１１３の面方向では熱伝導率が高いという異方性を
示す。
第３図の機能性セラミックスはＡｔＮの筒状体２１に複
数のＡｔＮポリタイプからなる環体２２・・・を所望間
隔をあけて配置したものである。こうした構造の機能性
セラミックスは軸と直交する半径方向では熱伝導率が高
く、軸方向では熱伝導率が低いという異方性を示す。
第４図の機能性セラミックスはＡ／、Ｎからなる有底円
筒型容器３１の内面にＡｔＮポリタイプ膜３２を配置し
たものである。こうした機能セラミックスは高さ方向で
は熱伝導率が高く、外面から中心に向う水平方向では熱
伝導率が低いという異方性を示す。
第５図の機能性セラミックスは外側面に凹部４１を有す
るＡｔＮブロック４２の外側面にＡｔＮポリタイグ膜４
３を配置したものである。こうした機能性セラミックス
によれば厚さ方向では熱伝導率が高く、面方向では熱伝
導率が低いという異方性を有するため、機能性セラミッ
クス自体が高温状態になるものでも金属製支持体４４を
前記凹部４１に嵌合させることにより、支持体４４が熱
劣化することなく同セラミックスを十分に支持できる。
その他、第６図の如（ＡｔＮブロック５１にＡｔＮポリ
タイプの円柱体５２を埋込んだ機能性セラミックス、第
７図の如（ＡｔＮ板６１にＡｔＮポリタイプの線状物６
２・・・を櫛状に配置した機能セラミックス等を実現で
きる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明によればＡｔＮとＡｔＮポリ
タイプとを所定の位置関係で配置することによって、任
意の方向に熱伝導異方性を有し、かつそれらＡｔＮ間の
整合性も良好で、更に形状的な制約のない機能性セラミ
ックスを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す放熱板の概略図、第２
図〜第７図は夫々本発明の他の実施例を示す機能性セラ
ミックスの概略図である。 １・・・ＡｔＮ部、２・・・ＡｔＮポリタイ７０部、１
１１〜１１３　・・・ＡｔＮ層、１２１　ｅ１２２　・
・・ＡｔＮポリタイプ層、２１・・・ＡｔＮの筒状体、
２２・・・ＡｔＮポリタイプの環体、３１・・・ＡｔＮ
の容器、３２゜４３・・・ＡｔＮ　ｙｌ？リタイプ膜、
４２．５１・・・ＡｔＮブロック、５２・・・ＡｔＮ　
＄リタイプの円柱体、６１・・・ＡｔＮ板利、６２・・
・ＡｔＮポリタイプの線状物。 出１（ｊｊｆ人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図 は 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 方性を付専してなる機能性セラミックス。 （２）窒化アルミニウム７１ミリタイプがＡｔ−８ｔ−
    ０−Ｎ系或いはＡｔ　−０−Ｎ系の化合物からなること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の機能性セラミ
    ックス。
JP58182739A 1983-09-30 1983-09-30 機能性セラミツクス Granted JPS6073843A (ja)

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DE8484306563T DE3463376D1 (en) 1983-09-30 1984-09-26 Ceramic with anisotropic heat conduction
EP84306563A EP0141526B1 (en) 1983-09-30 1984-09-26 Ceramic with anisotropic heat conduction
US07/082,992 US4756976A (en) 1983-09-30 1987-08-07 Ceramic with anisotropic heat conduction

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JPS6315145B2 JPS6315145B2 (ja) 1988-04-04

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