JP2000327425A

JP2000327425A - 窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000327425A
Application number: JP2000073710A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Obana; 芳樹小花; Atsuo Hiroi; 淳夫弘井; Kazunari Watanabe; 一成渡辺; Mikio Ueki; 幹夫植木; Masahiro Kitamura; 征寛北村
Original assignee: Asahi Techno Glass Corp; Dowa Mining Co Ltd
Current assignee: Dowa Holdings Co Ltd; AGC Techno Glass Co Ltd
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2000-11-28
Anticipated expiration: 2020-03-16
Also published as: JP4753195B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱伝導率、抗折強度に優れた窒化アルミニウム
焼結体の提供。【解決手段】バナジウム化合物をバナジウム換算で０．
０２〜０．４重量％と、イットリウム化合物を酸化イッ
トリウム換算で０．６〜５重量％と、炭素を０．０３〜
０．１０重量％と、平均粒径５μｍ以下の窒化アルミニ
ウム結晶粒子とからなり、３点曲げ抗折強度が４５ｋｇ
／ｍｍ²以上、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋである窒化
アルミニウム焼結体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は窒化アルミニウム焼
結体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】窒化アルミニウム焼結体は、その理論熱
伝導率が３２０Ｗ／ｍ・Ｋと高く、加えて機械的強度及
び電気特性についてもアルミナ並みに優れているため、
電気絶縁性及び放熱特性の要求の高いＧＴＯ（Gate Tur
n off Thyristor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipola
r Transistor）といった半導体パワーモジュール用の基
板材料として広く使われるようになってきた。半導体パ
ワーモジュール用に工業的に使用されている窒化アルミ
ニウム焼結体の一般的な特性として、熱伝導率は１３０
〜２００Ｗ／ｍ・Ｋ、３点曲げ抗折強度（以下、単に抗
折強度という）は３０〜４０ｋｇ／ｍｍ²である。

【０００３】かかる半導体パワーモジュールとしては、
窒化アルミニウム基板に活性金属層等を介して銅板を接
合した、銅張基板が広く使用されている。この銅張基板
において窒化アルミニウムと銅板の間に大きな熱膨張差
があり、銅張基板に電子部品を実装する際の熱処理や、
半導体パワーモジュールとして使用する際に受けるヒー
トサイクルにより、窒化アルミニウム焼結体中にクラッ
クが生じ、半導体パワーモジュールとしての信頼性を損
う恐れがあった。そのため、かかる半導体パワーモジュ
ール用の窒化アルミニウム基板としては、より抗折強度
に優れたものが要求されている。

【０００４】上記特性を示す窒化アルミニウム焼結体
は、以下の方法により、量産されている。すなわち、窒
化アルミニウム原料粉末に酸化イットリウム等の焼結助
剤及び有機バインダーを配合した後、ドクターブレード
法又はプレス成形法等により成形体に成形する。次いで
この成形体を空気中又は窒素雰囲気中で加熱しバインダ
ーを除去した後、窒素雰囲気中常圧下において焼結する
ことにより焼結体が得られる。

【０００５】窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率は、窒
化アルミニウム結晶粒子中の含有酸素量に大きく依存
し、含有酸素量を低減させることにより高熱伝導率を有
した窒化アルミニウム焼結体を得ることができる。この
ため、含有酸素量の少ない窒化アルミニウム原料粉末を
使用したり、窒化アルミニウム原料粉末に炭素を配合
し、窒素雰囲気中での焼結過程で炭素と含有酸素とを反
応させて含有酸素を除去する等の方法により、２００Ｗ
／ｍ・Ｋ程度の高熱伝導率を示すものが量産されてい
る。

【０００６】また、窒化アルミニウム焼結体の抗折強度
の向上を目的とする多くの試みが行われている。例え
ば、（ａ）焼結時における窒化アルミニウム結晶粒子の
成長を抑制するためＳｉ成分を配合することにより、緻
密で微細な窒化アルミニウム結晶粒子の焼結体とし強度
向上を図ったもの（特開平６−３２９４７４号公報
等）、（ｂ）窒化アルミニウム焼結体の結晶粒子内及び
粒界に酸化チタン等の微細粒子（ナノ粒子）を分散させ
ることにより高強度化を図ったもの（特開平４−１３２
６６６号公報）等が開示されている。

【０００７】これらの高強度化の方法にはそれぞれ問題
があり、実用化されていない。例えば上記（ａ）では、
窒化アルミニウム焼結体中に存在するＳｉ成分は熱伝導
率を低下するため、高強度と高熱伝導率とを同時に達成
することが難しい。一方、上記（ｂ）では、ナノ粒子の
作成工程、ナノ粒子を焼結体中に均一に分散させる工程
等に手間がかかり、広く工業的に利用することが難しか
った。

【０００８】

【発明が解決しようする課題】本発明は、従来の技術が
有していた上記課題を解消し、工業的にも安定して製造
できる高強度及び高熱伝導率を兼ね備え、半導体パワー
モジュールの窒化アルミニウム基板として好適な窒化ア
ルミニウム焼結体及びその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、窒化アルミニ
ウムを主体としてなり、全体量に対しイットリウム化合
物を酸化イットリウム換算で０．６〜５重量％と、バナ
ジウム化合物をバナジウム換算で０．０２〜０．４重量
％と、炭素を０．０３〜０．１０重量％とを含み、かつ
窒化アルミニウムの結晶粒子の平均粒径が５μｍ以下で
あり、３点曲げ抗折強度が４５ｋｇ／ｍｍ²以上、熱伝
導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である窒化アルミニウム焼
結体、及び酸化イットリウム０．６〜５重量％と、酸化
バナジウムをバナジウム換算で０．０２〜０．４重量％
と、残部窒化アルミニウム原料粉末とからなる組成物に
炭素材料及びバインダーを配合した配合物を所定形状の
成形体に成形し、次いで空気中で加熱して成形体中のバ
インダーを除去し、次いでバインダーを除去した成形体
を非酸化性雰囲気中で焼結する窒化アルミニウム焼結体
の製造方法であって、前記炭素材料の前記組成物中にお
ける含有量が、重量で窒化アルミニウム原料粉末の含有
酸素量の０．５〜０．８倍である、窒化アルミニウム焼
結体の製造方法である。

【００１０】本発明の窒化アルミニウム焼結体におい
て、窒化アルミニウム結晶粒子の平均粒径が５μｍを超
えると強度が低下する。焼結体中の窒化アルミニウム結
晶粒子の最大粒径は１５μｍ未満であることが好まし
い。

【００１１】本発明において、窒化アルミニウム結晶粒
子の平均粒径は、次のようにして測定される。焼結体の
破面について２０００倍のＳＥＭ写真を撮影し、その写
真上に任意の直線を引く（長さ約１２０μｍ）。次い
で、この直線と各結晶の粒界との交点を求め、結晶の交
点間の長さをその結晶の粒径とし、各結晶の粒径の算術
平均を平均粒径とする。

【００１２】また、結晶の最大粒径は、焼結体の破面に
ついて、１０００倍のＳＥＭ写真を撮影し、その写真上
（面積約８０×１２０μｍ）で最大の結晶を特定し、そ
の結晶の最大径を最大粒径とする。

【００１３】イットリウム化合物は焼結助剤として作用
をし焼結体に残存する。その含有量が酸化イットリウム
換算で０．６重量％未満では多孔質になり焼結体の強度
が低下する。一方、その含有量が酸化イットリウム換算
で５重量％を超えるとイットリウム化合物が焼結体の表
面に部分的に凝集し、表面の荒さが荒くなる。かかるイ
ットリム化合物としては、酸化イットリウム、イットリ
ウムアルミニウム酸化物（Ｙ₄Ａｌ₂Ｏ₉）等がある。

【００１４】バナジウム化合物は焼結時の焼結性を促進
する作用をし焼結体に残存する。バナジウム化合物とし
ては、Ｖ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₄、Ｖ₂Ｏ₅等がある。その含有量が
バナジウム換算で０．０２重量％未満では、焼結体の変
形を生じやすく、０．４重量％を超えると窒化アルミニ
ウム結晶粒子が大きくなりすぎ焼結体の強度低下を生じ
る。

【００１５】また、抗折強度が４５ｋｇ／ｍｍ²未満で
は、強度が不足し実用的でなく、熱伝導率が１５０Ｗ／
ｍ・Ｋ未満では、放熱性の要求される用途に使用できな
い。

【００１６】かかる焼結体は、窒化アルミニウム原料粉
末に酸化イットリウム、酸化バナジウム、結晶質炭素及
びバインダーをそれぞれ特定量配合し、それを焼結する
ことにより得られる。

【００１７】この炭素材料は、焼結の際の窒化アルミニ
ウム結晶粒子の成長を抑制し強度を向上する作用をす
る。この炭素材料は粉末として使用するのが好ましい。
炭素材料の含有量は、重量で、使用する窒化アルミニウ
ム原料粉末の含有酸素量の０．５〜０．８倍となる範囲
にする。炭素材料の含有量が０．５倍より小さいと窒化
アルミニウム結晶粒子の成長抑制効果が不充分であり、
０．８倍より大きいと緻密な焼結体が得られず、強度が
低下する。より好ましくは、０．６〜０．７４倍の範囲
である。

【００１８】かかる炭素材料としては、空気中で加熱
し、成形体中のバインダーを除去するバインダー除去工
程で実質的に酸化分解されないものが使用される。具体
的には、かかる炭素材料としては、空気中での４６０℃
の加熱処理にて酸化分解を開始しない結晶構造を有する
炭素が好ましく、例えばグラファイト、あるいはカーボ
ンブラックのうち空気中での４６０℃の加熱処理にて酸
化分解を開始しない結晶構造を有するカーボンブラック
が好ましい。

【００１９】前記バインダー除去工程で空気中４５０℃
未満、例えば３８０℃〜４５０℃未満の加熱処理温度で
酸化分解を開始する炭素を使用すると、バインダー除去
後の成形体中に炭素量のばらつきを生じ、均一な窒化ア
ルミニウム結晶粒子の成長を抑制した焼結体が得られ難
いばかりでなく、成形体中の焼結性にばらつきが生じ、
焼結時に焼結体に大きな反り、変形が発生するので好ま
しくない。また、炭素粉末の粒径が大きくなりすぎると
焼結体中に気孔として残存し、強度低下を生じる恐れが
あるので好ましくない。炭素粉末の最大粒子径は１０μ
ｍが好ましく５μｍ以下がより好ましい。

【００２０】酸化イットリウムは、非酸化性雰囲気中で
の焼結過程において窒化アルミニウム原料粉末の表面の
酸化層と協働して液相を形成し、窒化アルミニウム焼結
体の緻密化を促進する役割を果たす。酸化イットリウム
の含有量が０．６重量％より少ないと緻密な焼結体が得
られず、５重量％より多いと焼結体表面への液相のしみ
出しが増え強度低下を生じ、また強度のばらつきが増加
する。

【００２１】酸化バナジウムは、焼結性を促進し焼結体
中の焼結性のばらつきを抑制する役割を果たす。その含
有量がバナジウム換算で０．０２重量％より少ないとそ
の効果が不足し焼結時の変形を抑制できず強度のばらつ
きを生じやすく、０．４重量％より多いと、窒化アルミ
ニウム結晶粒子が成長しすぎ、強度の低下を生じる。か
かる酸化バナジウムとしては、Ｖ₂Ｏ₃、Ｖ₂Ｏ₄、Ｖ₂Ｏ₅
が挙げられる。

【００２２】本発明の窒化アルミニウム焼結体において
は、必要に応じ、０．１％以下のその他の成分を含んで
もよい。

【００２３】本発明で用いる窒化アルミニウム原料粉末
は、いかなる方法により調整されたものでもよいが、そ
の平均粒径は２μｍ以下のものが好ましい。平均粒径が
２μｍを超えると、窒化アルミニウム焼結体中の窒化ア
ルミニウム結晶粒子が大きくなりすぎ強度低下を生じや
すいので好ましくない。

【００２４】また、窒化アルミニウム原料粉末の含有酸
素量が多くなりすぎると、含有酸素を除去するための反
応時間が長くなり、経済性を損なう。この含有酸素量
は、２重量％以下が好ましく、１．５重量％以下がより
好ましい。

【００２５】バインダーは、空気中で加熱することによ
り酸化分解し成形体から除去される。窒化アルミニウム
の酸化開始温度は約４６０℃であるため、バインダーと
しては、これより低い温度で加熱することにより酸化分
解するものが使用される。具体的には、ポリビニルブチ
ラール、アクリル樹脂などの樹脂に分散剤、可塑材、溶
剤を添加し混合したものが使用される。バインダーの含
有量は、成形体への成形作業が容易で、かつ、バインダ
ー除去工程にてバインダー除去が容易な範囲で適宜選択
される。

【００２６】窒化アルミニウム原料粉末、酸化イットリ
ウム及び酸化バナジウムを上記割合で含有する組成物
に、炭素材料、バインダーを配合し、これを板状等の所
定形状の成形体に成形する。この成形法としてはプレス
成形やドクターブレード法等が採用される。

【００２７】この成形体を空気中で加熱し、成形体中の
バインダーを除去する。この温度は上述のように４６０
℃より低い温度であり、さらに生産性を考慮すると４０
０〜４６０℃の範囲が好ましい。この焼成時間として
は、成形体の肉厚、バインダー量等により変わり、肉厚
１ｍｍ程度の成形体の場合６０分間程度である。

【００２８】次に、バインダーを除去した成形体を非酸
化性雰囲気中で１７００℃〜焼結温度まで１〜５時間か
けて昇温した後、焼結温度に１〜５時間保持して焼結す
る。この焼結温度は１９００〜２０００℃の範囲であ
る。非酸化性雰囲気としては、窒素ガス、ヘリウムガ
ス、アルゴンガス、真空雰囲気等が使用できる。焼結温
度は、１９００℃より低いと緻密な焼結体が得られず、
２０００℃より高いと窒化アルミニウム結晶粒子の成長
が進み、平均粒径５μｍ以下の窒化アルミニウム結晶粒
子が得られにくいのでいずれも好ましくない。

【００２９】かくして、得られる窒化アルミニウム焼結
体は、窒化アルミニウム結晶粒子の平均粒径が５μｍ以
下の微細組織を持ち、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以
上、抗折強度が４５ｋｇ／ｍｍ²以上の高熱伝導率・高
強度を有し、半導体パワーモジュールの基板として特に
優れる。

【００３０】

【実施例】例１〜８直接窒化法により製造された平均粒径１．５μｍで含有
酸素量が１．２重量％の窒化アルミニウム原料粉末を用
い、平均粒径０．３μｍの酸化イットリウム２．２重量
％と、三酸化バナジウムをバナジウム換算で０．０７重
量％と、残部窒化アルミニウム原料粉末とからなる組成
物を得た。この組成物に平均粒径１μｍ（比表面積３ｍ
²／ｇ）の炭素材料としてグラファイト粉末を配合し
た。グラファイト粉末の含有量は表１のＣ／Ｏ欄に、窒
化アルミニウム原料粉末の含有酸素量に対する倍率（重
量）で示した。同表において、例１〜４は実施例、例４
〜８は比較例である。

【００３１】

【表１】

【００３２】次いで、このグラファイト粉末を配合した
もの１００重量部に対して、分散剤２重量部、ポリビニ
ールブチラール１０重量部、可塑材としてジブチルフタ
レート５重量部及びトルエン等の有機溶剤とからなるバ
インダーを配合し、スラリーを作成した。次いで、この
スラリーをドクターブレード法によりグリーンシートに
成形し、得られたグリーンシートを所定の形状に打ち抜
き、板状成形体を作成した。

【００３３】一方、平均粒径０．８μｍの窒化ホウ素粉
末をアセトンに懸濁させ、その懸濁液をスプレー法によ
り上記成形体の両面に塗付した。塗布量は０．５ｍｇ／
ｃｍ ²とした。次いで、窒化ホウ素製容器上に前記窒化
ホウ素粉末を塗布した成形体を１０枚積み重ねた。

【００３４】これを、空気中にて４４０℃で３時間加熱
しバインダーを除去した。次いで、これを窒化ホウ素製
容器に収容し、密閉状態として窒素雰囲気中にて１７０
０℃から１９５０℃までを３時間かけて昇温後、引き続
き１９５０℃で３時間保持して焼結させ、５０ｍｍ角、
厚み０．６３５ｍｍの焼結体を得た。

【００３５】得られた焼結体を１０ｍｍ幅の短冊に切り
出し、５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．６３５ｍｍの試験片と
した。この試験片１０個について、スパン３０ｍｍの抗
折強度を測定し、その平均値を抗折強度とした。その結
果を表１の抗折強度の欄に示した（単位；ｋｇ／ｍ
ｍ²）。

【００３６】また、この焼結体について、窒化アルミニ
ウム結晶粒子の平均粒径、最大粒径を測定し、同表の平
均粒径、最大粒径の欄に示した（単位；いずれもμ
ｍ）。

【００３７】さらに、この焼結体の熱伝導率について、
レーザーフラッシュ法の２次元法にて測定し、その結果
を同表の熱伝導率の欄に示した（単位；Ｗ／ｍ・Ｋ）。

【００３８】一方、この焼結体の反りについても測定し
た。焼結体の反りについては、短冊の端辺方向に沿い、
レーザー計測機でうねりのプロファイルを読み取り、そ
の山と谷の幅を読み取り、この値が５０μｍより小さい
場合を○、５０μｍ以上の場合は×とし、同表の反りの
欄に示した。

【００３９】なお、これらの焼結体中のイットリウム化
合物、バナジウム化合物の含有量を測定した結果、前者
は酸化イットリウム換算で２．２重量％、後者はバナジ
ウム換算で０．０７重量％であり、組成物における含有
量と同じであった。

【００４０】また、焼結する上記組成物中のグラファイ
ト粉末の添加量および焼結体中に残存する炭素量を表１
に示す。

【００４１】同表より明らかなように例１〜４の焼結体
については、窒化アルミニウム結晶粒子の平均粒径は
４．０μｍ以下であり、抗折強度が５０ｋｇ／ｍｍ²以
上で、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、反りは
すべて小さかった。一方、例５〜８については抗折強
度、熱伝導率とも実施例に比べ小さかった。

【００４２】例９〜１２例１〜４と同一組成、同一工程にて焼成条件のみを変更
した。すなわち、１７００〜１９５０℃の間の昇温に５
時間をかけ昇温した後、１９５０℃にて５時間保持し焼
結体を得た。この焼結体について例１〜４と同様の測定
を行い、その結果を表２に示す。それらの単位は、表１
に記載のものと同じである。また、これらの焼結体中の
イットリウム化合物、バナジウム化合物の含有量を測定
した結果、組成物における含有量と同じであった。ま
た、焼結する上記組成物中のグラファイト粉末の添加量
および焼結体中に残存する炭素量を表２に示す

【００４３】

【表２】

【００４４】同表のようにこの焼結体は抗折強度４５ｋ
ｇ／ｍｍ²以上、熱伝導率２００Ｗ／ｍ・Ｋ以上であっ
た。

【００４５】例１３〜２２例１に記載する方法に従い組成物中の酸化イットリウム
及び酸化バナジウムの含有量のみを変えて焼結体を作成
し、それについて例１と同様の測定を行い、その結果を
表３に示す。同表において、例１３〜１８は実施例であ
り、例１９〜２２は比較例である。組成物中の酸化イッ
トリウムの含有量を表３のＹ₂Ｏ₃欄に、酸化バナジウム
のバナジウム換算した含有量を表３のＶ₂Ｏ₃欄にそれぞ
れ示した。なお、焼結する上記組成物中へのグラファイ
ト粉末の添加量は０．８ｗｔ％とした。抗折強度、粒
径、熱伝導率の単位は表１記載のものと同じである。な
お、グラファイトの含有量は、窒化アルミニウムの含有
酸素量に対し重量で０．７倍であった。また、焼結体の
イットリウム化合物及びバナジウム化合物の含有量は、
組成物中のものと同じであった。また、焼結体中に残存
する炭素量は０．０６ｗｔ％あった。

【００４６】

【表３】

【００４７】例２３〜２７直接窒化法により製造された平均粒径２．０μｍで含有
酸素量が１．５重量％、Ｓｉ不純物が５０００ｐｐｍ、
Ｆｅ不純物が３０００ｐｐｍ、その他の不純物が１００
ｐｐｍ以下の窒化アルミニウム原料粉末、平均粒径０．
３μｍ、最大粒径１μｍの酸化イットリウム、酸化バナ
ジウムからなる組成物に平均粒径０．０２μｍ、比表面
積９２ｍ²／ｇ、酸化分解開始温度４６０℃のカーボン
ブラックを配合した。

【００４８】次いで、この配合物１００重量部に熱分解
完了温度が４００℃以下のブチラール樹脂１０重量部を
含有し、有機溶剤中でボールミルにより混合してスラリ
ーを得た。組成物中の酸化イットリウムの含有量が２．
２重量％、酸化バナジウムの含有量がバナジウム換算で
０．０７重量％であり、カーボンブラックの含有量が、
窒化アルミニウム粉末の含有酸素量に対する倍率（重
量）で表５のＣ／Ｏの欄に示した。

【００４９】次いで、得られたスラリーを、真空脱泡、
粘度調整し、ドクターブレード法にてシートに成形し
た。シートより所定寸法に打ち抜き、空気中にて４４０
℃で加熱した後、窒素雰囲気中で１７００〜１９５０℃
の昇温を３時間かけて行い、引き続き１９５０℃で３時
間保持して焼結し、５０ｍｍ角、厚み０．６５ｍｍの窒
化アルミニウム焼結体を得た。焼結体のイットリウム化
合物及びバナジウム化合物の含有量は、組成物中のもの
と同じであった。得られた焼結体のイットリウム化合物
及びバナジウム化合物の含有量は、組成物中のものと同
じであった。また、得られた焼結体について例１と同じ
項目について測定を行った結果を表４に示す。同表にお
いて例２３〜２５は実施例であり、２６〜２７は比較例
である。焼結体の抗折強度、平均粒径、最大粒径、熱伝
導率の単位は表１のものと同一である。

【００５０】

【表４】

【００５１】例２８例３に記載する組成及び方法に従い、炭素のみを酸化分
解開始温度が３８０℃で平均粒径０．０８μｍ、比表面
積３０ｍ²／ｇの非晶質カーボンを使用し焼結体を作成
した。得られた焼結体について前記記載の方法により測
定したところ、抗折強度が３８ｋｇ／ｍｍ²、窒化アル
ミニウム結晶粒子の平均粒径が６．１μｍ、熱伝導率が
１５１Ｗ／ｍ・Ｋであった。バインダー除去後に成形体
中の炭素含有量を分析したところ、平均０．４重量％で
調合時に添加した０．８重量％に対し半減していた。ま
た、１枚の成形体中の中央部と周辺部の炭素量を分析し
たところ、最大０．１重量％のばらつきがあった。ま
た、焼結体の変形、反りが大きかった。なお、本例は比
較例である。

【００５２】例２９量産設備を用いて、例３に記載の方法で焼結体１００個
作成し、それより５０ｍｍ×１０ｍｍ×０．６３５ｍｍ
の短冊を１００本切り出し、抗折強度を評価した。この
結果、平均の抗折強度が５４ｋｇ／ｍｍ²、ワイブル係
数が１４であった。なお、本例は、実施例である。

【００５３】上記した様に、本発明の請求項２〜５記載
の製造方法により得られる窒化アルミニウム焼結体に残
存する炭素量は、０．０３〜０．１０であり、電気絶縁
特性および耐電圧特性においても何ら実用上影響のない
範囲のものである。

【００５４】

【発明の効果】本発明により提供される窒化アルミニウ
ム焼結体の製造方法を用いることにより、量産性及び経
済性にも優れた高強度高熱伝導率焼結体を容易に得るこ
とが可能となり工業的価値は大である。また同製造方法
により得られる焼結体は、銅張窒化アルミニウム基板等
の信頼性向上に寄与できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者弘井淳夫千葉県船橋市行田１−50−１旭テクノグラス株式会社内 (72)発明者渡辺一成千葉県船橋市行田１−50−１旭テクノグラス株式会社内 (72)発明者植木幹夫千葉県船橋市行田１−50−１旭テクノグラス株式会社内 (72)発明者北村征寛東京都千代田区丸の内一丁目８番２号同和鉱業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】窒化アルミニウムを主体としてなり、全体
量に対しイットリウム化合物を酸化イットリウム換算で
０．６〜５重量％と、バナジウム化合物をバナジウム換
算で０．０２〜０．４重量％と、炭素を０．０３〜０．
１０重量％とを含み、かつ窒化アルミニウムの結晶粒子
の平均粒径が５μｍ以下であり、３点曲げ抗折強度が４
５ｋｇ／ｍｍ²以上、熱伝導率が１５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上
である窒化アルミニウム焼結体。
【請求項２】酸化イットリウム０．６〜５重量％と、酸
化バナジウムをバナジウム換算で０．０２〜０．４重量
％と、残部窒化アルミニウム原料粉末とからなる組成物
に炭素材料及びバインダーを配合した配合物を所定形状
の成形体に成形し、次いで空気中で加熱して成形体中の
バインダーを除去し、次いでバインダーを除去した成形
体を非酸化性雰囲気中で焼結する窒化アルミニウム焼結
体の製造方法であって、前記炭素材料の前記組成物中に
おける含有量が、重量で窒化アルミニウム原料粉末の含
有酸素量の０．５〜０．８倍である、窒化アルミニウム
焼結体の製造方法。
【請求項３】炭素材料が空気中での４６０℃の加熱処理
にて酸化分解を開始しない結晶構造を有する炭素である
ことを特徴とする請求項２記載の窒化アルミニウム焼結
体の製造方法。
【請求項４】炭素材料がグラファイトである請求項２記
載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
【請求項５】炭素材料が空気中での４６０℃の加熱処理
にて酸化分解を開始しない結晶構造を有するカーボンブ
ラックである請求項２記載の窒化アルミニウム焼結体の
製造方法。
【請求項６】窒化アルミニウム原料粉末が、平均粒径２
μｍ以下、含有酸素量２重量％以下である請求項２記載
の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。