JP2642184B2 - Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body - Google Patents

Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body

Info

Publication number
JP2642184B2
JP2642184B2 JP1008548A JP854889A JP2642184B2 JP 2642184 B2 JP2642184 B2 JP 2642184B2 JP 1008548 A JP1008548 A JP 1008548A JP 854889 A JP854889 A JP 854889A JP 2642184 B2 JP2642184 B2 JP 2642184B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
boron nitride
aluminum nitride
hexagonal boron
sintering
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1008548A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02192467A (en
Inventor
隆雄 金井
啓 種本
紘 久保
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel 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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP1008548A priority Critical patent/JP2642184B2/en
Publication of JPH02192467A publication Critical patent/JPH02192467A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2642184B2 publication Critical patent/JP2642184B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、IC基板用、ICパッケージ用材料、あるいは
電気絶縁性放熱材料などとして利用可能な、特定平面内
での熱伝導率が高く、かつ電気的に絶縁体である窒化ア
ルミニウム−六方晶窒化ほう素系焼結体の製造方法に関
する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high thermal conductivity in a specific plane, which can be used as a material for an IC substrate, a material for an IC package, or an electrically insulating heat radiation material. The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride-hexagonal boron nitride-based sintered body, which is an insulator.

従来の技術 窒化アルミニウム−六方晶窒化ほう素系複合焼結体
は、高熱伝導率のマシーナブルセラミックスであるた
め、電子材料用、構造材料用セラミックスとして幅広い
応用が考えられ、多数特許出願されている。
2. Description of the Related Art Aluminum nitride-hexagonal boron nitride-based composite sintered body is a machinable ceramic with high thermal conductivity, and is considered to be widely applied as a ceramic for electronic materials and structural materials, and many patent applications have been filed. .

例えば特開昭60−195059には、窒化アルミニウム、窒
化ほう素、およびII a族金属、III a族金属化合物から
なり、破断面が多角状の窒化アルミニウム粒子が充填さ
れ、その粒界の一部または全部に薄層状の窒化ほう素が
介在する焼結体に関する記載がある。この焼結体の特徴
として、普通工具で高速切削加工ができる、いわゆるマ
シーナブルセラミック複合焼結体であると述べている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-195059 discloses that aluminum nitride, boron nitride, and a group IIa metal and a group IIIa metal compound are filled with aluminum nitride particles having a polygonal fracture surface and a part of the grain boundary. Alternatively, there is a description about a sintered body in which a thin layer of boron nitride is interposed. The feature of this sintered body is that it is a so-called machineable ceramic composite sintered body that can be cut at high speed with ordinary tools.

また、特開昭60−195060には、この複合焼結体を製造
する際の窒化アルミニウム粉末の粒径・純度を、特開昭
61−63572には、焼結時の昇温速度の範囲について開示
されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-195060 describes the particle size and purity of aluminum nitride powder used for producing this composite sintered body.
61-63572 discloses the range of the heating rate during sintering.

また、特開昭61−31360には、窒素ガス加圧下での複
合焼結体の製造方法について開示されている。
JP-A-61-31360 discloses a method for producing a composite sintered body under nitrogen gas pressure.

さらに、本発明者らの発明になる特願昭62−329626に
は、窒化ほう素40〜95重量部、窒化アルミニウムと酸窒
化アルミニウムの合計量5〜60重量部、およびカルシウ
ム化合物、イットリウム化合物のうちの少なくとも1種
の0・01〜5重量部よりなる複合焼結体、およびその加
圧加熱法による製造方法に関する記載がある。該焼結体
の特徴としては、熱伝導率、電気絶縁性、低熱膨張率、
低誘電率で機械加工性に優れることなどをあげている。
これらの焼結体の熱伝導率として40〜135W/m・K程度の
値を報告している。
Further, Japanese Patent Application No. 62-329626, which is an invention of the present inventors, includes 40 to 95 parts by weight of boron nitride, 5 to 60 parts by weight of a total amount of aluminum nitride and aluminum oxynitride, and calcium compound and yttrium compound. There is a description of a composite sintered body comprising at least one of 0.01 to 5 parts by weight and a method for producing the same by a pressurized heating method. The characteristics of the sintered body include thermal conductivity, electrical insulation, low coefficient of thermal expansion,
It has low dielectric constant and excellent machinability.
A value of about 40 to 135 W / m · K is reported as the thermal conductivity of these sintered bodies.

一方、該焼結体の特定平面における熱伝導率を改善し
た例として、本発明者らの発明による特願昭63−135562
がある。該明細書中には、六方晶窒化ほう素20〜80重量
部、窒化アルミニウム80〜20重量部、および焼結助剤0.
2〜5重量部よりなり、熱伝導率の異方度が2以上あ
り、かつ高い方の熱伝導率の値が150W/m・K以上である
異方性を有する焼結体、および1700〜2200℃、5〜50MP
aでホットプレスすることによる該焼結体の製造方法に
ついての記載がある。
On the other hand, as an example of improving the thermal conductivity in a specific plane of the sintered body, Japanese Patent Application No. 63-135562 by the present inventors
There is. In the specification, 20 to 80 parts by weight of hexagonal boron nitride, 80 to 20 parts by weight of aluminum nitride, and a sintering aid 0.
2 to 5 parts by weight, having an anisotropy of thermal conductivity of 2 or more, and an anisotropic sintered body having a higher value of thermal conductivity of 150 W / m · K or more; 2200 ° C, 5-50MP
There is a description of a method for producing the sintered body by hot pressing in a.

熱伝導率の値としては、高い方が153〜258W/m・K、
低い方が16〜80W/m・Kと報告しており、その他の特徴
として、良好な被切削加工性をあげている。しかしなが
らIC基板、ICパッケージ用としての利用を考えた場合、
半導体チップからの放熱効率を高めるために、より熱伝
導率の高い材料が求められていることは言うまでもな
い。
As for the value of thermal conductivity, the higher one is 153 to 258 W / mK,
The lower one reports 16 to 80 W / m · K, and as another feature, it shows good machinability. However, when considering use for IC substrates and IC packages,
Needless to say, a material having a higher thermal conductivity is required in order to increase the heat radiation efficiency from the semiconductor chip.

発明が解決しようとする課題 本発明はこれら問題点に鑑み、ある特定平面内ではよ
り熱伝導率の高い窒化アルミニウム−窒化ほう素系複合
焼結体の製造方法を提供することを目的とする。
Problems to be Solved by the Invention In view of these problems, an object of the present invention is to provide a method for producing an aluminum nitride-boron nitride-based composite sintered body having a higher thermal conductivity within a specific plane.

課題を解決するための手段 すなわち、本発明は、(1)窒化アルミニウム95〜5
重量部、六方晶窒化ほう素5〜95重量部、および焼結助
剤0.2〜5重量部よりなる混合粉末を5MPa以上の圧力で
一軸成形した後、一軸成形の加圧軸方向がホットプレス
燃結の加圧軸方向と一致する様に成形体をダイスに充填
し、ホットプレス燃結することを特徴とする窒化アルミ
ニウム−六方晶窒化ほう素系焼結体の製造方法に関す
る。また(2)原料として用いる六方晶窒化ほう素粉末
の平均粒子径が1μm以上である前記の窒化アルミニウ
ム−六方晶窒化ほう素系焼結体の製造方法に関する。
Means for Solving the Problems That is, the present invention provides (1) aluminum nitride 95-5
Parts by weight, a mixed powder consisting of 5 to 95 parts by weight of hexagonal boron nitride and 0.2 to 5 parts by weight of a sintering aid is uniaxially compacted at a pressure of 5 MPa or more. The present invention relates to a method for producing an aluminum nitride-hexagonal boron nitride-based sintered body, characterized in that a compact is filled in a die so as to coincide with the pressing axial direction of the sintering and hot-pressed. The present invention also relates to (2) a method for producing the aluminum nitride-hexagonal boron nitride-based sintered body, wherein the hexagonal boron nitride powder used as a raw material has an average particle diameter of 1 μm or more.

作用 以下、本発明について詳述する。Action Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の製造方法によれば、原料混合粉末を5MPa以上
の圧力で一軸成形した後、一軸成形の加圧軸方向がホッ
トプレス焼結の加圧軸方向と一致する様にダイスに充填
し、ホットプレス焼結を行う。
According to the production method of the present invention, after the raw material mixed powder is uniaxially molded at a pressure of 5 MPa or more, the mixture is filled into a die such that the pressing axial direction of the uniaxial molding matches the pressing axial direction of hot press sintering, Hot press sintering is performed.

ホットプレス焼結の前工程として、5MPa以上の圧力の
一軸成形を行うことにより、この一軸成形の際に窒化ほ
う素粒子の配向・積層を起こさせることができ、その
後、該一軸成形の加圧軸方向が、ホットプレス焼結の加
圧軸方向と一致するように一軸成形体を黒鉛製ダイスに
充填し、ホットプレス燃結することにより、一軸成形時
に起こった窒化ほう素粒子の配向・積層を助長すること
ができる。
As a pre-process of hot press sintering, by performing uniaxial molding at a pressure of 5 MPa or more, orientation and lamination of boron nitride particles can be caused during this uniaxial molding, and thereafter, the pressure of the uniaxial molding is increased. The uniaxial compact is filled in a graphite die so that the axial direction matches the pressing axial direction of hot press sintering, and hot press sintering is performed, and the orientation and lamination of boron nitride particles that occur during uniaxial compaction Can be encouraged.

その結果として、粉末をそのまま黒鉛製ダイスに充填
するか、あるいは5MPa未満の圧力で一軸成形した後、ホ
ットプレス焼結した場合と比較して、より異方性の大き
な焼結体となり、ホットプレス圧力軸(一軸成形の圧力
軸)と垂直方向の熱伝導率が顕著に向上する。一方、ホ
ットプレス圧力軸(一軸成形の圧力軸)と平行方向の熱
伝導率は若干低下するもののほとんど変化しない。
As a result, the powder is directly filled in a graphite die, or uniaxially formed under a pressure of less than 5 MPa, and then becomes a sintered body with greater anisotropy as compared to the case of hot press sintering. The thermal conductivity in the direction perpendicular to the pressure axis (the pressure axis of uniaxial molding) is significantly improved. On the other hand, the thermal conductivity in the direction parallel to the hot press pressure axis (the pressure axis for uniaxial molding) slightly decreases, but hardly changes.

一軸成形の成形圧の5MPa以上が好ましい。5MPa未満で
は、一軸成形の際の窒化ほう素粒子の配向・積層がほと
んど起こらず、一軸成形を行ったことによる熱伝導率の
増大の効果がほとんど認められない。また成形圧は高け
れば高いほど窒化ほう素粒子の配向・積層が顕著となる
ため好ましいが、ある圧力以上では、圧力の増加に伴う
窒化ほう素粒子の配向・積層の程度が顕著でなくなるた
め、必要以上の高圧力を用いることは得策ではない。窒
化ほう素粒子の粒径が1μm程度で、100MPa程度が成形
圧の上限のひとつの目安である。
The molding pressure for uniaxial molding is preferably 5 MPa or more. If the pressure is less than 5 MPa, orientation and lamination of the boron nitride particles during uniaxial molding hardly occur, and the effect of increasing the thermal conductivity due to the uniaxial molding is hardly recognized. In addition, the higher the molding pressure, the more preferable the orientation and lamination of the boron nitride particles become remarkable, but above a certain pressure, the degree of orientation and lamination of the boron nitride particles with the increase in the pressure becomes insignificant, It is not advisable to use a higher pressure than necessary. The diameter of the boron nitride particles is about 1 μm, and about 100 MPa is one measure of the upper limit of the molding pressure.

原料混合粉末は、窒化アルミニウム95〜5重量部、六
方晶窒化ほう素5〜95重量部、および焼結助長剤0.2〜
5重量部よりなる。
The raw material mixed powder contains 95 to 5 parts by weight of aluminum nitride, 5 to 95 parts by weight of hexagonal boron nitride, and 0.2 to 5 parts by weight of a sintering aid.
Consists of 5 parts by weight.

窒化アルミニウムが95重量部付近の組成においては、
窒化ほう素の配向・積層による熱伝導率向上の効果はそ
れほど大きくないものの、曲げ強さ、ビッカース硬度等
が比較的大きく、また熱膨張係数の比較的大きな焼結体
が得られる。
In a composition where aluminum nitride is around 95 parts by weight,
Although the effect of improving the thermal conductivity by the orientation and lamination of boron nitride is not so large, a sintered body having relatively large bending strength, Vickers hardness, etc., and a relatively large thermal expansion coefficient can be obtained.

また窒化アルミニウムが5重量部近傍の組成において
は、窒化ほう素の配向・積層による顕著な熱伝導率向上
の効果が認められる。
When the composition of aluminum nitride is in the vicinity of 5 parts by weight, a remarkable effect of improving thermal conductivity by orientation and lamination of boron nitride is recognized.

また、この組成では、曲げ強さはそれほど大きくない
ものの切削加工性が極めて良好な焼結体が得られる。
Also, with this composition, a sintered body having extremely good machinability, although the bending strength is not so large, can be obtained.

原料粉末の配合割合がこれらの範囲を越えて窒化アル
ミニウムの含有量が95重量部超の場合、含有する六方晶
窒化ほう素の量が少ないため窒化ほう素粒子の配向・積
層による効果が期待できない。また窒化アルミニウムの
含有量が5重量部未満の場合には、窒化ほう素粒子の配
向・積層による熱伝導率の向上は認められるものの、徽
密な焼結体を得るために多量の焼結助長剤が必要であ
り、このため熱伝導率の高い焼結体が得られにくく、IC
基板用、パッケージ用材料などとしての使用には適さな
い。
If the blending ratio of the raw material powder exceeds these ranges and the aluminum nitride content exceeds 95 parts by weight, the effect of the orientation and lamination of the boron nitride particles cannot be expected because the content of hexagonal boron nitride is small. . When the content of aluminum nitride is less than 5 parts by weight, although the thermal conductivity is improved by the orientation and lamination of the boron nitride particles, a large amount of sintering is promoted to obtain a dense sintered body. Therefore, it is difficult to obtain a sintered body with high thermal conductivity,
It is not suitable for use as a substrate or package material.

原料として用いる窒化ほう素粒子の粒径は、1μm以
上が好ましい。粒径が1μm未満の粉末を用いた場合、
一軸成形およびホットプレス燃結における窒化ほう素粒
子の配向・積層が顕著にはおこらず、焼結体がより等方
的なもののとなる。とりわけ本発明の一軸成形による窒
化ほう素粒子の配向・積層という効果がほとんど発現し
ない。なお、ここで述べた窒化ほう素粒子の粒径とは、
薄片状の窒化ほう素粒子の平面方向の大きさであり、厚
さ方向の大きさではない。
The particle diameter of the boron nitride particles used as a raw material is preferably 1 μm or more. When powder having a particle size of less than 1 μm is used,
The orientation and lamination of the boron nitride particles during uniaxial molding and hot-press sintering do not significantly occur, and the sintered body becomes more isotropic. In particular, the effect of orientation and lamination of boron nitride particles by uniaxial molding of the present invention is hardly exhibited. In addition, the particle size of the boron nitride particles described here is
The size in the plane direction of the flaky boron nitride particles is not the size in the thickness direction.

原料混合粉末は、窒化アルミニウム、窒化ほう素の他
に焼結助剤を0.2〜5重量部含有する。
The raw material mixed powder contains 0.2 to 5 parts by weight of a sintering aid in addition to aluminum nitride and boron nitride.

0.2重量部より少ない場合は、焼結助長剤としての効
果が期待できず、5重量部より多い場合には、焼結体の
熱伝導率の低下が起るため好ましくない。また、熱伝導
率、とりわけ高い方の値は、焼結助長剤の添加量に敏感
であるため、熱伝導率の高い焼結体を製造しようとする
場合には、注意して添加量を決定する必要がある。
When the amount is less than 0.2 part by weight, the effect as a sintering aid cannot be expected. When the amount is more than 5 parts by weight, the thermal conductivity of the sintered body is undesirably reduced. Also, since the thermal conductivity, especially the higher value, is sensitive to the amount of the sintering aid added, when manufacturing a sintered body having a high thermal conductivity, the amount to be added is carefully determined. There is a need to.

焼結助長剤としては、酸化カルシウム、炭化カルシウ
ム、カルシウムシアナミド、酸化イットリウム、炭化イ
ットリウムなどの公知のものが使用できる。しかしなが
ら、窒化ほう素粒子の配向・積層を起こさせることを考
えた場合、窒化アルミニウム粉末や窒化ほう素粉末の表
面に不可避的に生成している酸化物と反応し、より低温
で液相を生成する可能性から考えてカルシウム系の化合
物がより好ましいと言える。
Known sintering aids such as calcium oxide, calcium carbide, calcium cyanamide, yttrium oxide, and yttrium carbide can be used. However, when considering the orientation and lamination of boron nitride particles, it reacts with oxides inevitably generated on the surface of aluminum nitride powder or boron nitride powder and generates a liquid phase at lower temperatures. It can be said that a calcium-based compound is more preferable in view of the possibility.

これらの粉末の混合には、ボールミルなどの公知の方
法による乾式混合、湿式混合が使用可能であるが、好ま
しくは湿式混合である。湿式混合に用いられる分散媒体
は特に限定されず、アルコール類、炭化水素類、ケトン
類が好的に用いられる。水は窒化物粉末と反応してアン
モニアを発生させる可能性があるため、特に必要がある
場合を除き、用いない方がよい。
For mixing these powders, dry mixing and wet mixing by a known method such as a ball mill can be used, but wet mixing is preferable. The dispersion medium used in the wet mixing is not particularly limited, and alcohols, hydrocarbons, and ketones are preferably used. Since water may react with the nitride powder to generate ammonia, it is better not to use water unless it is particularly necessary.

原料混合粉末は、前述の如く一軸成形した後、一軸成
形の加圧軸方向が、ホットプレス燃結の加圧軸方向と一
致する様に黒鉛製のダイスに充填し、ホットプレス燃結
を行う。ホットプレス燃結は窒化ほう素−窒化アルミニ
ウム系焼結体の製造方法としては公知の1700〜2200℃、
5〜50MPa程度の条件で行う。
The raw material mixed powder is uniaxially molded as described above, and then filled in a graphite die so that the pressing axial direction of the uniaxial molding coincides with the pressing axial direction of the hot press firing, followed by hot press firing. . Hot press sintering is a well-known method for producing a boron nitride-aluminum nitride based sintered body at 1700 to 2200 ° C.
This is performed under the condition of about 5 to 50 MPa.

1700℃未満では所望の物性値、特に熱伝導率の高い焼
結体が得られないためであり、2200℃超では経済的では
ない。また加圧の圧力が5MPa未満では焼結体の緻密化や
窒化ほう素粒子の配向を起こすのに不十分な場合があ
り、50MPa超ではホットプレスの際に使用できるダイス
が限定される。最高温度における保持時間は4時間まで
の間で選択することができる。保持時間が4時間超の場
合、焼結体の特性には顕著な影響は及ぼさないものの経
済的でない。
If the temperature is lower than 1700 ° C., a sintered body having desired physical properties, particularly high thermal conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 2200 ° C., it is not economical. On the other hand, if the pressure is less than 5 MPa, the sinter may be insufficient to densify the sintered body or cause the orientation of boron nitride particles. If the pressure exceeds 50 MPa, dies that can be used in hot pressing are limited. The holding time at the highest temperature can be selected up to 4 hours. When the holding time is longer than 4 hours, the properties of the sintered body are not significantly affected but are not economical.

焼結の際の雰囲気は、窒化物の酸化を防ぐため、窒素
ガスなどの不活性ガスを雰囲気とすることが好ましい。
しかしながら、ある特定の焼結助剤を用いた場合には真
空中で焼結を行うことにより、これらの焼結助長剤ない
しは焼結助長剤と他成分との反応生成物が比較的すみや
かに系外に放出され、結果として焼結体の熱伝導率が向
上する場合があり、この様な場合には真空中で焼結する
ことが好ましい。
The atmosphere during sintering is preferably an inert gas such as nitrogen gas in order to prevent oxidation of the nitride.
However, when a specific sintering aid is used, sintering is performed in a vacuum so that these sintering aids or reaction products of the sintering aids and other components can be relatively quickly formed. It may be released to the outside, and as a result, the thermal conductivity of the sintered body may be improved. In such a case, sintering in a vacuum is preferable.

以下、本発明を実施例を用いて説明する。 Hereinafter, the present invention will be described using examples.

実施例1 平均粒子径6μmの六方晶窒化ほう素粉末、平均粒子
径1.8μm以下の窒化アルミニウム粉末、および焼結助
剤として炭化カルシウムを第1表に示した割合で配合
し、ボ−ルミル中で24時間、アセトンを溶媒として湿式
混合を行った。
Example 1 Hexagonal boron nitride powder having an average particle diameter of 6 μm, aluminum nitride powder having an average particle diameter of 1.8 μm or less, and calcium carbide as a sintering aid were mixed in the proportions shown in Table 1 and the mixture was mixed in a ball mill. For 24 hours with acetone as a solvent.

得られた粉末を乾燥した後、第1表に示した条件で一
軸成形を行い、一軸成形の加圧軸方向がホットプレスの
加圧軸方向と一致する様に黒鉛製ダイスを充填し、毎分
2の窒素気流中、1800℃で2時間、40MPaの圧力でホ
ットプレス燃結を行った。冷却速度は10℃/minとした。
After drying the obtained powder, uniaxial molding was performed under the conditions shown in Table 1, and a graphite die was filled so that the pressing axial direction of the uniaxial molding coincided with the pressing axial direction of the hot press. Hot press burning was carried out at 1800 ° C. for 2 hours at a pressure of 40 MPa in a nitrogen stream for 2 minutes. The cooling rate was 10 ° C./min.

得られた焼結体の嵩密度、熱伝導率の値を測定した。
焼結体には異方性が存在するため熱伝導率については、
ホットプレス圧力軸に垂直方向、平行方向の値を併記し
た。嵩密度は、水を用いたアルキメデス法により、熱伝
導率はレーザーフラッシュ法により測定した。なお表中
には比較のため、低圧力で一軸成形を行った場合、およ
び一軸成形を行わなかった場合の焼結体の値についても
記した。
The bulk density and the thermal conductivity of the obtained sintered body were measured.
Since the sintered body has anisotropy, the thermal conductivity
The values in the vertical and parallel directions to the hot press pressure axis are also shown. The bulk density was measured by the Archimedes method using water, and the thermal conductivity was measured by the laser flash method. In the table, for comparison, the values of the sintered body when uniaxial molding was performed at a low pressure and when the uniaxial molding was not performed are also described.

結果を第1表に示す。第1表からわかる様に窒化アル
ミニウムの含有量が95〜5重量部のいずれの組成におい
ても、5MPa以上の圧力で一軸成形を行った焼結体におい
て、一軸成形をしなかったか、あるいは5MPa未満で一軸
成形を行った焼結体と比較して、ホットプレスの圧力軸
と垂直方向の熱伝導率の値(高い方の値)が5〜50W/m
・K向上していることがわかる。一方、ホットプレスの
圧力軸と平行方向の値(低い方の値)については若干低
くなる場合があるもののほとんど変化していない。ま
た、嵩密度の値は両者ではほとんど差異が認められなか
った。
The results are shown in Table 1. As can be seen from Table 1, in any composition in which the content of aluminum nitride is 95 to 5 parts by weight, in the sintered body which was uniaxially molded at a pressure of 5 MPa or more, the uniaxial molding was not performed or less than 5 MPa. The value of the thermal conductivity in the direction perpendicular to the pressure axis of the hot press (the higher value) is 5 to 50 W / m compared to the sintered body that was uniaxially molded in
・ It can be seen that K has been improved. On the other hand, the value (lower value) in the direction parallel to the pressure axis of the hot press may slightly decrease, but hardly changes. In addition, there was almost no difference between the values of the bulk density.

実施例2 六方晶窒化ほう素原料を平均粒径10μmの粉末とし、
また焼結助剤として酸化イットリウムを添加し、実施例
1と同様の方法によりホットプレス焼結を行った。
Example 2 A hexagonal boron nitride raw material was formed into a powder having an average particle size of 10 μm,
Further, yttrium oxide was added as a sintering aid, and hot press sintering was performed in the same manner as in Example 1.

得られた焼結体の嵩密度、熱伝導率の測定結果を第1
表に示す。いずれの組成においても、5MPa以上の圧力
で、一軸成形した焼結体とそれ以外の焼結体において、
実施例とほぼ同様の結果が得られており、高い方の熱伝
導率の値が20〜35W/m・K程度向上している。
The measurement results of the bulk density and thermal conductivity of the obtained sintered body
It is shown in the table. In any composition, at a pressure of 5 MPa or more, uniaxially formed sintered body and other sintered body,
Almost the same results as in the example were obtained, and the higher value of the thermal conductivity was improved by about 20 to 35 W / m · K.

発明の効果 以上述べた如く、本発明の窒化アルミニウム−窒化ほ
う素系複合セラミックス焼結体の製造方法は、ホットプ
レス法により焼結体を製造する際に、その前段階として
5MPa以上の圧力で一軸成形した後、成形時の圧力軸がホ
ットプレス焼結の圧力軸と一致する様に成形体をダイス
に充填し、ホットプレス焼結をする方法であり、これに
よりホットプレス圧力軸と垂直方向の熱伝導率を向上さ
せることができる。
Effect of the Invention As described above, the method for manufacturing an aluminum nitride-boron nitride-based composite ceramics sintered body of the present invention is used as a preceding step when a sintered body is manufactured by a hot press method.
After uniaxially molding at a pressure of 5 MPa or more, the compact is filled into a die so that the pressure axis during molding matches the pressure axis of hot press sintering, and hot press sintering is performed. The thermal conductivity in the direction perpendicular to the pressure axis can be improved.

したがってIC基板用、ICパッケ−ジ用材料として利用
が可能である高熱伝導率の窒化アルミニウム−窒化ほう
素系複合焼結体の製造方法として好適であり、産業上極
めて有用である。
Therefore, it is suitable as a method for producing an aluminum nitride-boron nitride-based composite sintered body having a high thermal conductivity which can be used as a material for IC substrates and IC packages, and is extremely useful in industry.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】窒化アルミニウム95〜5重量部、六方晶窒
化ほう素5〜95重量部、および焼結助剤0.2〜5重量部
よりなる混合粉末を、5MPa以上の圧力で一軸成形した
後、一軸成形の加圧軸方向がホットプレス焼結の加圧軸
方向と一致する様に成形体をダイスに充填し、ホットプ
レス焼結することを特徴とする窒化アルミニウム−六方
晶窒化ほう素系焼結体の製造方法。
A mixed powder comprising 95 to 5 parts by weight of aluminum nitride, 5 to 95 parts by weight of hexagonal boron nitride, and 0.2 to 5 parts by weight of a sintering aid is uniaxially formed at a pressure of 5 MPa or more. The aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintering is characterized in that the compact is filled into a die so that the pressure axis direction of the uniaxial molding coincides with the pressure axis direction of the hot press sintering, and hot press sintering is performed. The method of manufacturing the aggregate.
【請求項2】原料として用いる六方晶窒化ほう素粉末の
平均粒子径が1μm以上である請求項1記載の窒化アル
ミニウム−六方晶窒化ほう素系焼結体の製造方法。
2. The method for producing an aluminum nitride-hexagonal boron nitride-based sintered body according to claim 1, wherein the average particle diameter of the hexagonal boron nitride powder used as a raw material is 1 μm or more.
JP1008548A 1989-01-19 1989-01-19 Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body Expired - Lifetime JP2642184B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1008548A JP2642184B2 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1008548A JP2642184B2 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02192467A JPH02192467A (en) 1990-07-30
JP2642184B2 true JP2642184B2 (en) 1997-08-20

Family

ID=11696188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1008548A Expired - Lifetime JP2642184B2 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2642184B2 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0416563A (en) * 1990-05-11 1992-01-21 Nec Corp Ceramics composite material
JP2012049493A (en) 2010-01-29 2012-03-08 Nitto Denko Corp Imaging part
US8592844B2 (en) 2010-01-29 2013-11-26 Nitto Denko Corporation Light-emitting diode device
JP5759191B2 (en) * 2010-01-29 2015-08-05 日東電工株式会社 Power module
DE102010050900A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-10 Esk Ceramics Gmbh & Co. Kg Boron nitride agglomerates, process for their preparation and their use
CN113912400A (en) * 2021-08-30 2022-01-11 苏州氮科新材料有限公司 Method for preparing isotropic high-thermal-conductivity composite material based on boron nitride
CN114874019B (en) * 2022-06-21 2023-04-07 厦门理工学院 Cubic boron nitride phase-change enhanced aluminum nitride/boron nitride composite ceramic and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02192467A (en) 1990-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4960734A (en) Ceramic composite and process for preparation thereof
JPH0930866A (en) Siliceous nitride sintered compact having high thermal conductivity, its production and insulating base made of siliceous nitride sintered compact
US5773733A (en) Alumina-aluminum nitride-nickel composites
JP2642184B2 (en) Method for producing aluminum nitride-hexagonal boron nitride sintered body
JPH0617270B2 (en) Boron nitride atmospheric pressure sintered body
JP2628510B2 (en) Method for producing BN-AlN-based composite sintered body
JP2752227B2 (en) AlN-BN composite sintered body and method for producing the same
JP2778783B2 (en) Method for producing BN-AlN-based sintered body having anisotropy
JP3145519B2 (en) Aluminum nitride sintered body
CN101210292A (en) Method for preparing copper-base composite material containing beta-eucryptite
JPH01252584A (en) Sintered composite ceramic compact and production thereof
JP2003095747A (en) Sintered silicon nitride compact and circuit board obtained by using the same
JP3106160B2 (en) Aluminum nitride sintered body and method for producing the same
JP2002029851A (en) Silicon nitride composition, method for manufacturing sintered silicon nitride compact using the same and sintered silicon nitride compact
JP2742600B2 (en) Aluminum nitride sintered body and method for producing the same
JPH0442861A (en) Preparation of highly strong aluminum nitride sintered product
JPH0745344B2 (en) Anisotropic BN-A 1-N sintered body and method for producing the same
JP2778732B2 (en) Boron nitride-aluminum nitride based composite sintered body and method for producing the same
JP2876521B2 (en) Manufacturing method of aluminum nitride sintered body
JPH0995745A (en) Low thermal expansion-high thermal conductivity copper composite material and its production
JPH04292467A (en) Bn-aln-based compound sintered compact and its production
JP3106186B2 (en) Manufacturing method of aluminum nitride sintered body
KR20220031478A (en) Silicon nitride sintered body substrate and manufacturing method thereof
JP3784129B2 (en) High strength alumina sintered body
JPH1112039A (en) Production of aluminum nitride-based sintered material for high heat-irradiating lid