JPH01197355A

JPH01197355A - 無機焼結体及びその製造法

Info

Publication number: JPH01197355A
Application number: JP63024706A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nagai; 裕二永井; Takashi Yamamoto; 隆嗣山本
Original assignee: Toyo Aluminum KK
Current assignee: Toyo Aluminum KK
Priority date: 1988-02-03
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-09

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】産業上の利用分野本発明は、無機焼結体及びその製造法に関する。

本発明の無機焼結体は、熱伝導性及び絶縁性に優れてい
るので、電子部品用の回路基板、ヒートシンクなどとし
て、有用である。

従来技術とその問題点従来、電子部品用の回路基板材料としては、樹脂及びセ
ラミックスが使用されている。しかしながら、樹脂製回
路基板には、熱伝導性が低（、透湿性に起因する配線の
腐蝕という問題点がある。

さらに、公知のセラミックス製回路基板には、熱伝導性
が低く、また焼結温度が高いため、低融点の卑金属ペー
ストとの同時焼成が困難であるという問題点がある。

問題点を解決するための、手段本発明者は、上記の如き従来技術の現状に鑑みて、種々
研究を重ねた結果、アルミニウム粉末と低融点ガラスと
の混合物を成形し、焼結する場合には、従来技術の問題
点を大巾に軽減し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、以下の無機焼結体及びその製造法
を提供するものである： ■アルミニウム粉末５０〜９７重世％と低融点ガラス５
０〜３重量％とからなる無機焼結体；及゛び ■アルミニウム粉末５０〜９７重量％と低融点ガラス５
０〜３重量％との混合物を成形した後、焼結することを
特徴とする無機焼結体の製造法。

本発明で使用するアルミニウム粉末は、任意の方法で製
造したものを使用することが出来る。通常は、５０％粒
度中央値が３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下
の粒度を有するものを使用する。アルミニウム粉末の粒
径は、回路基板の表面の平滑性を高めるために、出来る
だけ小さいことが好ましい。５０％粒度中央値が３０μ
ｍを上回る場合には、回路基板表面の平滑性が著しく損
なわれる様になる。　アルミニウム粉の組成は特に限定
されず、高純度アルミニウム粉、高ケイ素アルミニウム
合釡粉末などが使用される。また、アルミニウム粉の形
態も特に限定されず、アトマイジング法により得られる
球状乃至涙滴状粉等が例示される。

本発明で使用する低融点ガラスとしては、公知の電子部
品の封着用低融点ガラスが使用可能であり、具体的には
、ｐｂｏ系、Ｂ２Ｏ３系、ＺｎＯ系、ＰｂＯ−Ｂ２Ｏ３
系、Ｐｂ０−Ｂ２Ｏ３−８ｉ０２系、ＺｎＯＡＲ２０ａ
系などが例示される。低融点ガラスは、通常軟化点１０
０〜・６６０℃程度、より好ましくは軟化点２００〜６
００℃程度のものを使用する。ガラスの軟化点が１００
℃未満の場合には、焼結体の耐熱性が不十分となり、一
方６６０℃を上回る場合には、焼結温度を高くすること
が必要となるため、焼結体製造時にアルミニウム粉末が
溶融流動し始める。低融点ガラスの粒度、形状などは、
特に限定されないが、取扱いの容易さ、アルミニウム粉
末との均一混合性などの観点からは、粒径１〜１０μｍ
程度の粉末の形態で使用することが好ましい。

アルミニウム粉末と低融点ガラスとの配合割合は、重量
比で、通常５０〜９７　：　５０〜３の範囲内、より好
ましくは８０〜９５　：　２０〜５の範囲とする。混合
物中のアルミニウム粉末の量が５０％を下回る場合には
、焼結体の熱伝導性が低下するのに対し、９７％を超え
る場合には、成形物の焼結が困難乃至不可能となる。

本発明の無機焼結体は、アルミニウム粉末と低融点ガラ
スとの混合粉体１００重量部に常法にしたがって少量の
バインダー、分散剤、有機溶媒などを添加し、混練して
スラリー化し、所定形状に成形した後、使用する低融点
ガラスの融点に応じて１００〜６６０℃の範囲内の温度
で１〜１０時間程時間化雰囲気中で焼結する。アルミニ
ウム粉末と低融点ガラス以外の材料としては、公知のも
のが全て使用可能であり、例えば、バインダーとしては
、ステアリン酸、ポリビニルアルコールなど、分散剤と
しては、界面活性剤など、有機溶媒としては、アセトン
、メチルエチルケトン、低級アルコールなどが例示され
る。酸化雰囲気中での焼成により、焼結体の表面が酸化
されるので、本発明焼結体を電子部品用の回路基板（単
板）として使用する場合にも、短絡現象は生じない。

本発明においては、成形体焼成時の温度が低いので、必
要ならば、回路形成用卑金属導電ペースト層を同時に焼
成し、回路を形成することが出来る。

発明の効果本発明によれば、以下のような顕著な効果が達成される
。

（１）本発明無機焼結体は、内部に存在するアルミニウ
ムの高熱伝導性により、熱伝導性に優れているので、電
子部品用基板としての放熱性が著しく改善される。

（２）基板形成に際し、低温焼成が可能なので、低電気
抵抗の卑金属導電ペースト層を同時に焼結させることが
出来る。

（３）その結果、ＭＯｌＷなどの導電ペースト層からな
る回路を基板材料との高温同時焼成により形成させる場
合に比して、発熱量の低い同時焼成基板を得ることが出
来る。

実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明らかにする。以下において、“％′及び“部”と
あるのは、それぞれ“重合％”及び“重量部”を意味す
る。

実施例１アトマイズドアルミニウム粉（酸素含有量０６３０％、
５０％粒度中央値２０μｍ＝以下単にアルミ粉とする）
と半導体封着用低融点ガラス粉（ＰｂＯＢ２０ａ　　Ｓ
ｉＯ２系：軟化点３９７℃、５０％粒度中央値４．７μ
ｍ：以下単にガラス粉とする）とを使用して、第１表に
示す配合割合の混合物Ｎｏ、　１〜５を得た。

第１表次いで、混合物Ｎｏ、　１〜５のそれぞれ１００部にス
テアリン酸１０部、ノニオン系界面活性剤１部及びアセ
トン４０部を加え、ポリエチレンでライニングしたボー
ルミル内でアルミナボールを使用して、２４時間混練し
、スラリー化した。

得られたスラリーを８０℃で３時間乾燥し、冷間プレス
で直径１０關×高さ２．５ｍｍのペレットに成形し、５
００℃で３時間焼成して、焼結体重１〜５を得た。

得られた焼結体の熱伝導率をレーザーフラッシュ法によ
り測定し、また表面抵抗を求めた。結果を第２表に示す
。

第２表焼結体　　熱伝導率　　　　表面抵抗Ｎｏ、　　　　　（Ｗ／ｍｋ）　　　　　　（Ω／口）
１　　（注１）　　　　　　（注１）２　　　２００　　　６．３ｘｌＯ９３１７５２，２ｘｌＯ１０４１６０４，７ｘｌＯ” ５　　　　８０　　　８．９ｘｌＯ’ （注１）：成形体が焼結不十分なため測定不能実施例２アルミニウム粉末の５０％粒度中央値をそれぞれ５．ｃ
ｚｍ（Ｎｏ、６）及び３０．ｕｍ（Ｎａ７）とする以外
は実施例１と同様にして焼結体を得た。

得られた焼結体の熱伝導率及び表面抵抗を第３表に示す
。なお、第３表には、使用したアルミニウム粉末の５０
％粒度中央値が２０μｍである実施例１の焼結体Ｎｏ、
２の結果を併せて示す。

第３表焼結体　　熱伝導率　　　　表面抵抗陽、　　　　　（Ｗ／ｍｋ）　　　　　　（Ω／口）・
　　６　　　２０５　　　７．８Ｘ１０９２　　　２０
０　　　６．３Ｘ１０９７　　　１９０　　　１．８Ｘ１０１０実施例３実施例１の混合物Ｎｏ、２．３及び４とそれぞれ同一組
成の混合物１００部にポリビニルブチラール（数平均分
子ｆｆ１５５０００）１０部、ジブチルフタレート４部
、ノニオン系界面活性剤２部、メチルエチルケトン３２
部、メタノール２２部及びｎ−ブタノール８部を加え、
実施例１と同様にしてスラリー化し、スラリー粘度を１
５０００ｃｐｓに調整した。得られたスラリーをドクタ
ーブレード方式の成形機を使用して厚さ１ｍｍのシート
に成形し、５００℃で３時間焼成した。

得られた焼結体Ｎｏ、’８．９及び１０の熱伝導率と表
面抵抗を第４表に示す。

第４表焼結体　　熱伝導率　　　　表面抵抗Ｎｏ、、　　　　　（Ｗ／＋ｋ）　　　　　　（Ω／口
）８　　　１９０　　　７、ｌＸｌ０９９　　　１７０　　　４．５Ｘ１０” １０　　　１５５　　　６、０ｘｌＯ１１（以上）代理人　弁理士　三　枝　英　二

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルミニウム粉末５０〜９７重量％と低融点ガラ
ス５０〜３重量％とからなる無機焼結体。
（２）アルミニウム粉末５０〜９７重量％と低融点ガラ
ス５０〜３重量％との混合物を成形した後、焼結するこ
とを特徴とする無機焼結体の製造法。