JP2684728B2 - Manufacturing method of aluminum nitride sintered body - Google Patents

Manufacturing method of aluminum nitride sintered body

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JP2684728B2
JP2684728B2 JP63310495A JP31049588A JP2684728B2 JP 2684728 B2 JP2684728 B2 JP 2684728B2 JP 63310495 A JP63310495 A JP 63310495A JP 31049588 A JP31049588 A JP 31049588A JP 2684728 B2 JP2684728 B2 JP 2684728B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、窒化アルミニウム焼結体の製造方法に関す
るもので、より詳しくは高密度で良好な熱伝導度を有す
る窒化アルミニウム焼結体を従来よりもより低い温度で
焼結し得る方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an aluminum nitride sintered body, and more particularly to a conventional aluminum nitride sintered body having a high density and good thermal conductivity. The present invention relates to a method capable of sintering at a lower temperature than that.

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 ICパッケージ、基板材料には従来よりアルミナが用い
られているが、LSI等の高集積化、高速化、高出力化に
伴い、チップの発熱を効率よく系外に逃がす必要性が高
まり、アルミナよりも熱伝導性が良く、放熱性に優れた
材料が要望されている。
[Problems to be Solved by Conventional Techniques and Inventions] Alumina has been used for IC packages and substrate materials for the past, but heat generation from chips has increased with higher integration, higher speed, and higher output of LSIs. There is a growing need for efficient release to the outside of the system, and there is a demand for a material that has better thermal conductivity than alumina and excellent heat dissipation.

窒化アルミニウムは高い熱伝導性を有すると共に絶縁
抵抗、絶縁耐圧、誘電率等の電気的特性および強度等の
機械的特性に優れており、放熱性に優れたパッケージ、
基板材料として注目されている材料である。
Aluminum nitride has high thermal conductivity and excellent electrical properties such as insulation resistance, withstand voltage, dielectric constant and mechanical properties such as strength.
It is a material that has attracted attention as a substrate material.

熱伝導性に優れた窒化アルミニウム焼結体を得るに
は、窒化アルミニウム粉末を成形し、緻密に焼結するこ
とが必要である。
In order to obtain an aluminum nitride sintered body having excellent thermal conductivity, it is necessary to mold the aluminum nitride powder and sinter it densely.

窒化アルミニウムはそれ単独では常圧焼結し難いた
め、常圧焼結法では従来CaO、Y2O3等の酸化物を焼結助
剤として添加し、それら助剤と窒化アルミニウム表面層
のAl2O3との反応を利用して緻密化する方法が採られて
きた。
Since aluminum nitride is difficult to sinter under normal pressure by itself, conventional oxides such as CaO and Y 2 O 3 are added as sintering aids in the atmospheric pressure sintering method. The method of densification utilizing the reaction with 2 O 3 has been adopted.

例えば、特公昭47−18655号公報にはY2O3を添加して
焼結することにより緻密化する方法、特公昭58−49510
号公報にはCaO、BaO、SrO等を添加して焼結することに
より、相対密度98.5%以上の緻密な窒化アルミニウム焼
結体を得る方法が提案されている。
For example, JP-B-47-18655 discloses a method of densifying by adding Y 2 O 3 and sintering, JP-B-58-49510.
The publication discloses a method of obtaining a dense aluminum nitride sintered body having a relative density of 98.5% or more by adding CaO, BaO, SrO or the like and sintering.

しかし、常圧焼結で高熱伝導度の緻密な焼結体を得る
ためには、Y2O3を添加した場合は1800℃以上の高温を必
要とし、CaOを添加した場合でも通常1700℃以上の高温
の焼結が必要である。
However, in order to obtain a dense sintered body with high thermal conductivity by pressureless sintering, a high temperature of 1800 ° C or higher is required when Y 2 O 3 is added, and usually 1700 ° C or higher even when CaO is added. High temperature sintering is required.

現在ICパッケージ、基板材料に用いられているアルミ
ナは通常1500〜1600℃の温度で焼結、緻密化されてい
る。
Alumina, which is currently used for IC packages and substrate materials, is usually sintered and densified at a temperature of 1500 to 1600 ° C.

この温度に比べて上述のような焼結助剤を添加して窒
化アルミニウム焼結体を得る場合、その焼結温度は相当
高く、このことが窒化アルミニウムの焼結体コストを低
減出来ない理由の一つになっている。
When an aluminum nitride sintered body is obtained by adding a sintering aid as described above compared to this temperature, the sintering temperature is considerably high, which is the reason why the cost of the aluminum nitride sintered body cannot be reduced. It is one.

このため、特開昭61−209959号公報では希土類酸化物
あるいはフッ化物とアルカリ土類酸化物あるいはフッ化
物とを添加することにより、1600℃で緻密化出来る方法
を提案しているが、その熱伝導度は100W/mK程度であ
る。
Therefore, JP-A-61-209959 proposes a method capable of densification at 1600 ° C. by adding a rare earth oxide or fluoride and an alkaline earth oxide or fluoride. The conductivity is about 100 W / mK.

本発明は従来の焼結助剤では達成できなかった窒化ア
ルミニウム粉末の低温焼結の課題を解決しようとするも
のであり、その目的とするところは従来よりも低い温度
の焼結で緻密化した高い熱伝導度の窒化アルミニウム焼
結体の製造方法を提供することにある。
The present invention is intended to solve the problem of low temperature sintering of aluminum nitride powder, which could not be achieved by conventional sintering aids, and the object is to densify by sintering at a lower temperature than before. It is an object of the present invention to provide a method for producing an aluminum nitride sintered body having high thermal conductivity.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

すなわち、本発明は窒化アルミニウム粉末に焼結助剤
としてカルシウム、銅の化合物を窒化アルミニウムに対
して各々CaO,CuOに換算して0.01〜3重量%、CuO/CaO換
算モル比で1以下の範囲およびイットリウム化合物をY2
O3に換算して0.1〜10重量%の範囲で添加し、混合、成
形後、非酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とする窒
化アルミニウム焼結体の製造方法を提供するものであ
る。
That is, in the present invention, a compound of calcium and copper as a sintering aid in aluminum nitride powder is converted into CaO and CuO with respect to aluminum nitride, respectively, in the range of 0.01 to 3% by weight, and a molar ratio in terms of CuO / CaO of 1 or less. And yttrium compound Y 2
Provided is a method for producing an aluminum nitride sintered body, which comprises adding in the range of 0.1 to 10% by weight in terms of O 3 , mixing and molding, and then firing in a non-oxidizing atmosphere.

本発明によれば、従来に比べて低い焼結温度でも密度
が3.15g/cm3以上で熱伝導度の大きい窒化アルミニウム
焼結体を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered body having a density of 3.15 g / cm 3 or more and high thermal conductivity even at a lower sintering temperature than conventional ones.

本発明において窒化アルミニウム焼結体が低温から緻
密化し、高熱伝導を示す理由はまだ十分に解明されては
いないが現状では次の様に考えることが出来る。
In the present invention, the reason why the aluminum nitride sintered body is densified from a low temperature and exhibits high heat conduction has not been fully clarified yet, but in the present situation, it can be considered as follows.

すなわち、窒化アルミニウムの常圧焼結は液相を介し
て緻密化が進むと考えられている。従ってより低温で液
相を生成するような物質を焼結助剤として添加すれば、
より低温から窒化アルミニウムの緻密化が進むものと考
えられる。
That is, it is considered that the normal pressure sintering of aluminum nitride progresses the densification through the liquid phase. Therefore, if a substance that forms a liquid phase at a lower temperature is added as a sintering aid,
It is considered that the densification of aluminum nitride proceeds from a lower temperature.

カルシウムおよび銅の化合物を混合し、これにさらに
イットリウムの化合物を加えると、窒化アルミニウム粉
末の表面酸化層のAl2O3とより反応しやすくなり、Ca−C
u−Y−Al−O系の液相が生成して緻密化が低温から進
むものと考えられる。
When a compound of calcium and copper is mixed and a compound of yttrium is further added thereto, it becomes easier to react with Al 2 O 3 in the surface oxide layer of the aluminum nitride powder, and Ca-C
It is considered that the u-Y-Al-O system liquid phase is generated and the densification proceeds from a low temperature.

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

本発明において使用する窒化アルミニウム粉末は特に
製造法は限定されないが、純度の良い微粉末が好まし
い。
The manufacturing method of the aluminum nitride powder used in the present invention is not particularly limited, but fine powder having high purity is preferable.

粉末の粒径はその中心粒径が4.0μm以下の粉末を用
いることが好ましい。
Regarding the particle size of the powder, it is preferable to use a powder having a central particle size of 4.0 μm or less.

特に1600℃以下の低い温度から緻密化させるために
は、出来れば中心粒径2.0μm以下の微粉末を用いるこ
とが好ましい。
In particular, in order to densify from a low temperature of 1600 ° C. or less, it is preferable to use fine powder having a central particle diameter of 2.0 μm or less if possible.

焼結助剤として用いられるカルシウムおよび銅の化合
物としては酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸
塩、酢酸塩、蓚酸塩、ハロゲン化物、硫化物、高級脂肪
酸塩等を用いることができる。
As the calcium and copper compounds used as a sintering aid, oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, nitrates, acetates, oxalates, halides, sulfides, higher fatty acid salts and the like can be used. .

イットリウム化合物としては酸化物、硝酸塩、蓚酸
塩、ハロゲン化物等を用いることが出来る。
As the yttrium compound, oxides, nitrates, oxalates, halides and the like can be used.

さらにカルシウム、銅およびイットリウムのいずれか
2種以上の元素を含む複合化合物やこれらとアルミの複
合化合物を用いることが出来る。
Further, a composite compound containing any two or more elements of calcium, copper and yttrium and a composite compound of these and aluminum can be used.

カルシウム、銅およびイットリウムは化合物であれば
どのような物質でも良いが、結晶水を含まない化合物が
好ましい。
Calcium, copper and yttrium may be any compounds as long as they are compounds, but compounds containing no water of crystallization are preferable.

例えば、CaO、Ca(OH)、CaCO3、CaSO4・2H2O、Ca
(NO3、4H2O、Ca(CH3COO)、Ca(COO)・H
2O、CaF2、CaS、Ca(CH3(CH216COO)、CuO、Cu
2O、Cu(OH)、CuCO3・Cu(CH)・H2O、CuSO4、Cu
(NO3・3H2O、Cu(CH3COO)・H2O、Cu(CO
O)、CuF2、CuS、Cu(CH3(CH216COO)、Y2O3
Y(NO3・9H2O、Y(COO)・H2O、YF3・0.5H2O、
CuO・2CaO、Ca2AlO4、CaYAlO4等が使用される。
For example, CaO, Ca (OH) 2 , CaCO 3, CaSO 4 · 2H 2 O, Ca
(NO 3 ) 2 , 4H 2 O, Ca (CH 3 COO) 2 , Ca (COO) 2・ H
2 O, CaF 2 , CaS, Ca (CH 3 (CH 2 ) 16 COO) 2 , CuO, Cu
2 O, Cu (OH) 2 , CuCO 3 · Cu (CH) 2 · H 2 O, CuSO 4 , Cu
(NO 3) 2 · 3H 2 O, Cu (CH 3 COO) 2 · H 2 O, Cu (CO
O) 2 , CuF 2 , CuS, Cu (CH 3 (CH 2 ) 16 COO) 2 , Y 2 O 3 ,
Y (NO 3) 2 · 9H 2 O, Y (COO) 3 · H 2 O, YF 3 · 0.5H 2 O,
CuO · 2CaO, Ca 2 AlO 4 , CaYAlO 4, etc. are used.

また、これらの化合物の粒径は微細なものほど好まし
く、特に窒化アルミニウム粉末との混合の際に用いられ
る溶媒に溶解しないか、し難い化合物を用いる場合に
は、通常中心粒径5.0μm以下の微粉末を用いることが
好ましい。
In addition, the finer the particle size of these compounds, the more preferable, especially when using a compound that does not dissolve or is difficult to dissolve in the solvent used when mixing with the aluminum nitride powder, usually the central particle size is 5.0 μm or less. It is preferable to use fine powder.

また、これら化合物の添加量は窒化アルミニウム粉末
に対してカルシウム、銅の化合物は各々CaO,CuOに換算
して0.01〜3重量%、CuO/CaO換算モル比で1以下の範
囲、イットリウム化合物はY2O3に換算して0.1〜10重量
%の範囲であることが好ましい。
The addition amount of these compounds is 0.01 to 3% by weight in terms of CaO and CuO in terms of calcium and copper compounds, respectively, based on aluminum nitride powder, and the range of CuO / CaO conversion molar ratio is 1 or less. It is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight in terms of 2 O 3 .

各々の添加量がこの範囲を逸脱すると常圧焼結では緻
密な焼結体が得られにくいだけでなく、仮に緻密な焼結
体が得られたとしても十分高い熱伝導度が得られない。
If the amount of each additive deviates from this range, it is difficult to obtain a dense sintered body by pressureless sintering, and even if a dense sintered body is obtained, sufficiently high thermal conductivity cannot be obtained.

より好ましい添加量は窒化アルミニウムに対して、カ
ルシウム、銅の化合物は各々CaO,CuOに換算して0.05〜
2重量%、CuO/CaO換算モル比で1以下の範囲、イット
リウム化合物はY2O3に換算して0.5〜5重量%である。
More preferable addition amount is aluminum nitride, calcium, copper compounds are each converted to CaO, CuO 0.05 ~
2% by weight, the CuO / CaO conversion molar ratio is in the range of 1 or less, and the yttrium compound is 0.5 to 5% by weight in terms of Y 2 O 3 .

窒化アルミニウム粉末とカルシウム、銅およびイット
リウムの化合物の粉末との混合は、乾式混合またはアル
コール等の非水溶媒を用いた湿式混合を用いることが出
来るが、通常は非水溶媒を用いた湿式混合を用いること
が好ましい。
The aluminum nitride powder and the calcium, copper and yttrium compound powder can be mixed by dry mixing or wet mixing using a non-aqueous solvent such as alcohol, but usually, a wet mixing using a non-aqueous solvent is performed. It is preferable to use.

湿式混合の際には、次の成形工程を容易にするため、
ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコール、ポリア
クリル酸エステル等公知のバインダーが通常添加され
る。
During wet mixing, to facilitate the next molding step,
Known binders such as polyvinyl butyral, polyvinyl alcohol, and polyacrylic acid ester are usually added.

また、バインダーの他に各種の分散剤、可塑剤、湿潤
剤が通常添加される。これらの添加剤および添加量は次
に述べる成形方法に応じて適当に選択されて使用され
る。
In addition to the binder, various dispersants, plasticizers and wetting agents are usually added. These additives and the addition amounts are appropriately selected and used according to the molding method described below.

混合装置としてはボールミル、混練機等通常用いられ
る装置を使用することが出来る。さらに、該混合物は成
形方法に応じて乾燥、造粒された顆粒、はい土またはス
ラリー等の性状に調製される。
As the mixing device, a ball mill, a kneader, or the like which is normally used can be used. Further, the mixture is prepared in the form of dried, granulated granules, clay or slurry depending on the molding method.

成形方法は一軸プレス、ラバープレス等の乾式法、ド
クターブレード法、押し出し法等の湿式法等公知の方法
を用いることが出来る。
As a molding method, known methods such as a dry method such as a uniaxial press and a rubber press, a wet method such as a doctor blade method, an extrusion method and the like can be used.

また、成形と焼結を同時に行うホットプレス法を用い
ても何ら差支えはない。
Further, there is no problem even if a hot pressing method in which molding and sintering are simultaneously performed is used.

得られた成形体は通常匣鉢と呼ばれる容器に収納して
焼結される。その材質にはグラファイト、窒化ほう素、
窒化アルミニウム、アルミナ等を用いることが出来る
が、1700℃以上の高温の焼結でグラフィイト、窒化ほう
素、窒化アルミニウムからなる匣鉢を用いることが好ま
しい。また、成形体を窒化アルミニウムを主成分とする
粉末の中に埋め込んで焼結するパウダーベッド法を用い
ることも出来る。
The obtained molded body is usually housed in a container called a bowl and sintered. Its material is graphite, boron nitride,
Aluminum nitride, alumina, or the like can be used, but it is preferable to use a casket made of graphite, boron nitride, or aluminum nitride by sintering at a high temperature of 1700 ° C. or higher. Alternatively, a powder bed method in which a compact is embedded in a powder containing aluminum nitride as a main component and then sintered can be used.

焼結は焼結時の窒化アルミニウムの酸化を防ぐため
に、非酸化性雰囲気で行うことが必要である。
Sintering needs to be performed in a non-oxidizing atmosphere in order to prevent oxidation of aluminum nitride during sintering.

非酸化性雰囲気としては窒素、アルゴン、窒素と水素
の混合ガス、窒素とアルゴンの混合ガス雰囲気等が使用
できるが、窒素ガス雰囲気が製造コスト、装置の取り扱
い易さ等から最も好ましい。
As the non-oxidizing atmosphere, nitrogen, argon, a mixed gas atmosphere of nitrogen and hydrogen, a mixed gas atmosphere of nitrogen and argon and the like can be used, but a nitrogen gas atmosphere is most preferable from the viewpoint of manufacturing cost, handling of the apparatus and the like.

焼結温度は1500〜2000℃の範囲を適用することが出来
るが、実用上は1550〜1850℃の範囲が適用される。
The sintering temperature can be applied in the range of 1500 to 2000 ° C, but in practice, the range of 1550 to 1850 ° C is applied.

昇温速度は通常1〜5℃/min.の範囲で用いられる。 The heating rate is usually in the range of 1 to 5 ° C / min.

焼結温度における保持時間は2〜20時間の範囲内で、
窒化アルミニウム焼結体の密度が3.15g/cm3以上になる
ような保持時間が選ばれるが、好ましくは2〜8時間の
範囲で十分である。
The holding time at the sintering temperature is within the range of 2 to 20 hours,
The holding time is selected so that the density of the aluminum nitride sintered body becomes 3.15 g / cm 3 or more, but the range of 2 to 8 hours is preferable.

得られた窒化アルミニウム焼結体の密度は3.15g/cm3
以上であることが好ましい。
The density of the obtained aluminum nitride sintered body was 3.15 g / cm 3
It is preferable that it is above.

焼結体の密度が3.15g/cm3以下でも外観上は緻密化し
ているように見えるが、焼結体内に多くの気孔を含んで
おり、その結果高熱伝導の焼結体とならない。
Even if the density of the sintered body is 3.15 g / cm 3 or less, it appears to be densified in appearance, but the sintered body contains many pores, and as a result, it does not become a sintered body with high thermal conductivity.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが本発
明はこれらにより限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

なお、諸物性の測定は次の方法および装置で行った。 The various properties were measured by the following methods and devices.

(酸素含量) インパルス加熱−赤外線吸収法 装置:LECO社 TC−436型 (金属不純物) ICP発光分光法 装置:(株)島津製作所 カントレットGQM−75 (粒径分布) セデイグラフ 装置:Micromeritics社 SediGraph 5000ET (焼結体密度) アルキメデス法 装置:(株)島津製作所 固定比重測定装置 (熱伝導度) レーザーフラッシュ法 装置:真空理工(株) TC−7000型 実施例 1 窒化アルミニウム(AlN)粉末としてアルミナの還元
窒化法により得られた酸素含量1.3%、鉄、珪素、チタ
ンの含量が各々10、60、16ppm、中心粒径1.4μmの粉末
を使用した。
(Oxygen content) Impulse heating-infrared absorption method Device: LECO TC-436 type (Metallic impurities) ICP emission spectroscopy device: Shimadzu Corporation Cantlet GQM-75 (particle size distribution) Sedigraph device: Micromeritics SediGraph 5000ET (Sintered body density) Archimedes method Device: Shimadzu Corporation Fixed specific gravity measuring device (Thermal conductivity) Laser flash method Device: Vacuum Riko Co., Ltd. TC-7000 type Example 1 Aluminum nitride (AlN) powder of alumina A powder having an oxygen content of 1.3%, iron, silicon and titanium contents of 10, 60 and 16 ppm and a central particle size of 1.4 μm, which was obtained by the reduction nitriding method, was used.

カルシウム化合物として炭酸カルシウム(CaCO3
(白石カルシウム:白艶華CCR)、銅化合物として酸化
第二銅(CuO)(半井化学:試薬GRグレード)イットリ
ウム化合物として酸化イットリウム(信越化学製)を用
いた。
Calcium carbonate (CaCO 3 ) as a calcium compound
(Calcium shiraishi: Shirakanka CCR), cupric oxide (CuO) as a copper compound (Hanai Chemical: GR grade reagent), yttrium oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used as an yttrium compound.

上記AlN粉末18.9g、CaCO3粉末0.36gおよびCuO粉末0.1
4g、Y2O3粉末0.6gを250mlポリエチレン製ポットにとり
n−ブタノール25g、アクリル系バインダー(三洋化成:
CB−1)4.0gおよび分散剤(第一工業薬品:セラモD−
18)1.0gを加えて、15mmφ鉄心入りナイロンコーテイン
グボールを用いて、60rpmの回転速度で4時間湿式ボー
ルミルを行った。
AlN powder 18.9g, CaCO 3 powder 0.36g and CuO powder 0.1
4g, Y 2 O 3 takes a powder 0.6g into 250ml polyethylene pot n- butanol 25 g, acrylic binder (Sanyo Chemical:
CB-1) 4.0 g and dispersant (Daiichi Kogyo Chemical: Ceramo D-
18) 1.0 g was added and a nylon ball coated with a 15 mmφ iron core was used to perform a wet ball mill at a rotation speed of 60 rpm for 4 hours.

得られたスラリーを乾燥した後、メノウ製乳鉢で軽く
解砕して焼結用粉末を調製した。
After the obtained slurry was dried, it was lightly crushed in an agate mortar to prepare a powder for sintering.

この焼結用粉末を成形用金型に入れ300kg/cm2で一軸
プレスし、次いで1500kg/cm2でラバープレス成形して直
径13mm、厚さ10mmの成形体を得た。
This sintering powder was put into a molding die, uniaxially pressed at 300 kg / cm 2 , and then rubber press molded at 1500 kg / cm 2 , to obtain a molded body having a diameter of 13 mm and a thickness of 10 mm.

この成形体をグラファイト容器に入れ、窒化アルミニ
ウムと窒化ホウ素の混合粉末に埋めて、窒素雰囲気中で
1550、1600、1700、1800℃の各温度で5時間常圧焼結し
た。
This molded body was placed in a graphite container, embedded in a mixed powder of aluminum nitride and boron nitride, and placed in a nitrogen atmosphere.
Sintering was carried out at a temperature of 1550, 1600, 1700 and 1800 ° C for 5 hours under atmospheric pressure.

得られた焼結体の焼結体密度および熱伝導度を表1に
示す。
Table 1 shows the sintered body density and thermal conductivity of the obtained sintered body.

表−1 焼結温度 焼結体密度 熱伝導度 1550℃ 3.16g/cm3 118W/mK 1600 3.28 142 1700 3.28 163 1800 3.28 198 実施例 2 実施例1と同様の窒化アルミニウム粉末、炭酸カルシ
ウム、酸化第二銅および酸化イットリウム粉末を用い、
それぞれの添加量を表2のように変化させた以外は実施
例1と同様の方法で処理して焼結用粉末を作成した。
Table-1 Sintering temperature Sintered body density Thermal conductivity 1550 ° C. 3.16 g / cm 3 118 W / mK 1600 3.28 142 1700 3.28 163 1800 3.28 198 Example 2 Aluminum nitride powder, calcium carbonate, and oxide similar to Example 1 Using dicopper and yttrium oxide powder,
A powder for sintering was prepared by treating in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of each was changed as shown in Table 2.

これらの焼結用粉末を実施例1と同様の方法で成形
後、1600℃で5時間常圧焼結した。
These sintering powders were molded in the same manner as in Example 1, and then sintered under normal pressure at 1600 ° C. for 5 hours.

得られた焼結体の焼結体密度および熱伝導度を表2に
示す。
Table 2 shows the sintered body density and thermal conductivity of the obtained sintered body.

比較例 実施例1と同様のAlN粉末に実施例1で用いたY2O3
末のみを3重量%添加して得られた焼結用粉末を実施例
1と同様の方法で焼結体を作成した。
Comparative Example A sintering powder obtained by adding 3% by weight of only the Y 2 O 3 powder used in Example 1 to the same AlN powder as in Example 1 was processed into a sintered body in the same manner as in Example 1. Created.

その焼結体密度および熱伝導度を表3に示す。 Table 3 shows the density and thermal conductivity of the sintered body.

表−3 焼結温度 焼結体密度 熱伝導度 1550℃ 2.43g/cm3 38W/mK 1600 2.87 68 1700 2.97 87 1800 3.28 190 〔発明の効果〕 本発明によれば、カルシウム、銅およびイットリウム
の化合物を焼結助剤として用いると、1600℃までの温度
で窒化アルミニウム粉末を3.15g/cm3以上に緻密化出
来、高密度で熱伝導度に優れた窒化アルミニウム焼結体
が得られる。これは難焼結性の窒化アルミニウムをアル
ミナ並の温度で焼結出来るようしたものであり、該焼結
体の製造コストの大幅な低減が期待できるものであり、
工業的に非常に重要な効果を持つものである。
Table-3 Sintering temperature Sintered body density Thermal conductivity 1550 ° C. 2.43 g / cm 3 38 W / mK 1600 2.87 68 1700 2.97 87 1800 3.28 190 [Effect of the invention] According to the present invention, compounds of calcium, copper and yttrium When used as a sintering aid, the aluminum nitride powder can be densified to 3.15 g / cm 3 or more at temperatures up to 1600 ° C., and an aluminum nitride sintered body having high density and excellent thermal conductivity can be obtained. This is intended to allow the sintering of refractory aluminum nitride at a temperature comparable to that of alumina, and it is expected that the manufacturing cost of the sintered body will be greatly reduced.
It has a very important industrial effect.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】窒化アルミニウム粉末に焼結助剤としてカ
ルシウム、銅の化合物を窒化アルミニウムに対して各々
CaO,CuOに換算して0.01〜3重量%、CuO/CaO換算モル比
で1以下の範囲、およびイットリウム化合物をY2O3に換
算して0.1〜10重量%の範囲で添加し、混合、成形後、
非酸化性雰囲気中で焼成することを特徴とする窒化アル
ミニウム焼結体の製造方法。
1. A compound of calcium and copper as a sintering aid in aluminum nitride powder, to aluminum nitride, respectively.
0.01 to 3 wt% in terms of CaO and CuO, a range of 1 or less in terms of CuO / CaO conversion, and a yttrium compound in the range of 0.1 to 10 wt% in terms of Y 2 O 3 , and mixed, After molding,
A method for manufacturing an aluminum nitride sintered body, which comprises firing in a non-oxidizing atmosphere.
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