JPH0256309B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0256309B2 JPH0256309B2 JP61038877A JP3887786A JPH0256309B2 JP H0256309 B2 JPH0256309 B2 JP H0256309B2 JP 61038877 A JP61038877 A JP 61038877A JP 3887786 A JP3887786 A JP 3887786A JP H0256309 B2 JPH0256309 B2 JP H0256309B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- boron
- sintered body
- sintering
- fine powder
- 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
Links
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 25
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 15
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 3
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 2
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical group O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 6
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N trimethyl(methylsilyl)silane Chemical compound C[SiH2][Si](C)(C)C VIPCDVWYAADTGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDMRQDKMCNPQQH-UHFFFAOYSA-N boranylidynetitanium Chemical compound [B].[Ti] QDMRQDKMCNPQQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000001272 pressureless sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
- C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
- C04B35/571—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained from Si-containing polymer precursors or organosilicon monomers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は炭化けい素焼結体、特には電気絶縁
性、熱伝導性にすぐれており、IC基板、電子材
料などとして有用とされる炭化けい素焼結体に関
するものである。 （従来の技術） 炭化けい素焼結体は耐熱性、耐摩耗性、強度、
耐蝕性にすぐれていることから種々の用途に利用
されているが、その中でも電気絶縁性、熱伝導性
のすぐれたものはIC基板、電子材料などに使用
されている。 しかし、この炭化けい素焼結体の抵抗率、熱伝
導率を向上させることは技術的に難しく、これに
は例えば酸化ベリリウムを添加する方法などが知
られているが、これには酸化ベリリウムが毒性の
強いものであることから製造工程における安全管
理などその取扱いに種々の問題があるし、酸化ベ
リリウムには焼結促進効果が小さいために良好な
焼結体を得るには常圧焼結を使用できず、ホツト
プレス焼結とする必要があり、さらにこれから
IC基板を作るにはこの焼結体をスライスしてか
ら研磨することも必要であるためコスト的な問題
があり、また酸化ベリリウムが世界的に生産量が
少なく供給に不安があり、高価格であるという不
利もある。 他方、このセラミツクIC基板については安価
であるということから酸化アルミニウムが広く用
いられているが、これは熱伝導率が20W／m.Kと
わるく、また熱膨張率が８×10-6／℃でシリコン
単結晶の熱膨張率3.5×10-6／℃と大きく異なる
ためにこれに代る高放熱材料の提供が求められて
おり、この高放熱性材料としては炭化けい素の他
に窒化アルミニウムも知られているが、窒化アル
ミニウムには熱伝導性が劣るという本質的な欠点
があると共に耐薬品性がわるく、その応用範囲に
大きな制約を受けるという不利がある。 （発明の構成） 本発明は上記したような不利を伴なう酸性ベリ
リウムを使用しない、電気絶縁性、熱伝導性のす
ぐれた炭化けい素焼結体の製造方法に関するもの
であり、これは炭化けい素微粉末に焼結助剤とし
てのほう素またはほう素化合物のほう素分0.1〜
５重量％を添加し、加圧下に成形した成型体を、
炭化けい素微粉末に窒化ほう素を0.01〜50重量％
添加した混合物またはこれを加圧下に成形した成
形体の共存下に焼結炉内で焼結させることを特徴
とするものである。 すなわち、本発明者らは電気絶縁性と熱伝導性
にすぐれており、したがつてIC基板、電子材料
などとして有用とされる炭化けい素焼結体の取得
について種々検討した結果、これには例えばシラ
ンの気相熱分解反応によつて得られた炭化けい素
微粉末をほう素と窒化ほう素との存在下で焼結さ
せると得られた焼結体が電気絶縁性と熱伝導性の
すぐれたものとなり、このものは例えば1012〜13
Ωcmの電気抵抗率と150〜220W／ｍ．Ｋの熱伝導
率を示すし、この焼結は常圧でよく製造工程に有
毒物質が添加されることもないので、これによれ
ば目的物を低コストで容易に大量生産することが
できることを見出し、ここに使用する添加剤の種
類、添加量、焼結方法などについての研究を進め
て本発明を完成させた。 本発明の方法において始発材とされる炭化けい
素粉末は粒径が大きすぎると焼結が難しくなるの
で平均粒径が0.01〜3μｍ程度の微粉末のものもの
とすることがよく、またこれはできるだけ高純度
のものとすることがよいということから予じめ蒸
留精製した式（CH3）a SibHc（こゝにｂは１〜３
の整数、2b＋１≧ａ、2b＋１≧ｃ≧１、ａ＋ｃ
＝2b＋２）で示されるメチルハイドロジエンシ
ラン、例えばテトラメチルジシランをキヤリヤー
ガス中において750〜1600℃で気相熱分解する方
法（特開昭60−46912号公報参照）によつて得ら
れるものとすればよい。なお、このメチルハイド
ロジエンシランの気相熱分解によつて得られる炭
化けい素は表面活性が大きく、結晶子が50Å以下
の微粒子の集合体であり、その平均粒子径が0.01
〜1μｍの球状の超微粒子状β型炭化けい素であ
ることから、このものはさらに微粒化するための
粉砕工程は不要であるし、始発材としてのメチル
ハイドロジエンシランが精留により高純度化され
たものであることから極めて純度の高いものとし
て取得される。 本発明の方法はこの炭化けい素微粉末に焼結助
剤としてのほう素またはほう素化合物を添加した
ものを、この炭化けい素微粉末に窒化ほう素を添
加した混合物またはこの成形物の存在下に焼結す
るのであるが、炭化けい素微粉末に添加されるほ
う素またはほう素化合物は炭化けい素の焼結助剤
として公知のものであり、したがつてこのほう素
化合物としては炭化ほう素、ほう化チタン、酸化
ほう素などが例示されるが、このほう素またほう
素化合物の添加量はほう素量として換算した量が
炭化けい素微粉末に対して0.1重量％以下では高
密度の焼結体が得られず、５重量％以上とすると
高密度の焼結体が得られるけれどもこの焼結体が
抵抗率の低いものとなるので、0.1〜５重量％の
範囲とする必要がある。 また、一方の炭化けい素に添加される窒化ほう
素は目的とする炭化けい素焼結体に電気絶縁性を
付与するためのものであり、これは六方晶、立方
晶のいずれであつてもよく、これらの間に有意差
はない。しかし、このものは炭化けい素焼結体の
高抵抗化を目的とするものであることから純度の
高いものとすることがよく、したがつて純度が99
％以上のものとすることが好ましい。なお、この
窒化ほう素の添加量は炭化けい素微粉末に対して
これが0.01重量％以下および50重量％以上では高
抵抗の炭化けい素焼結体が得られなくなるので
0.01〜50重量％の範囲とすることが必要とされ
る。この炭化けい素と窒化ほう素との混合物はそ
のまゝ使用しても、あるいは適宜の加圧下で成形
体としてもよい。 この発明の方法による炭化けい素焼結体の製造
は炭化けい素微粉末に焼結助剤としてのほう素ま
たはほう素化合物を添加した混合物を炭化けい素
微粉末に窒化ほう素を添加した混合物の存在下に
焼結するのであるが、この炭化けい素にほう素ま
たはほう素化合物を添加した混合物は加圧下に成
形して成形体とし、これを炭化けい素に窒化ほう
素を添加した混合物またはこの加圧成形体の存在
下で焼結すればよく、これによればその反応機構
は不明であるが、ほう素またはほう素化合物を含
有した炭化けい素成形体がその近傍に窒化ほう素
などの高抵抗化剤が存在することによつて高抵抗
化され、熱伝導性の改善された焼結体として取得
される。この焼結はすぐれた物性をもつ焼結体を
得るということから真空下または窒素、ヘリウ
ム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下とするこ
とがよいが、これは焼結助剤としてのほう素また
はほう素化合物が含有されているのでホツトプレ
スなどを使用する必要はなく、大気圧下で焼結す
ればよい。なお、この焼結温度は1800℃以下では
得られる焼結体が高密度のものとならず、2200℃
以上とすると炭化けい素の異常粒成長が起つて得
られる焼結体が電気抵抗値の低いものとなり、強
度も低いものとなるので1800〜2200℃の範囲とす
ることがよい。 本発明の方法で得られる炭化けい素焼結体は窒
化ほう素を含む炭化けい素の存在下で焼結された
ものであることから、このような処理をしない焼
結体が抵抗率104〜6Ωcmであるのに対して抵抗率
が1012〜13Ωcmと高抵抗のものとなるし、このも
のはその熱伝導率が150〜220W／m.Kとなるの
で、IC基板、その他の電子材料として有用とさ
れる。 つぎに本発明の実施例をあげるが、例中におけ
る熱伝導率はキセノンフラツシユ法を用いて測定
した結果を示したものである。 実施例 １ 内径50mm、長さ1000mmの石英製炉心管を備えた
縦型管状電気炉を1200℃に加熱し、ついでこゝに
テトラメチルジシラン〔（CH3）4Si2H2〕を５容量
％含む水素ガスを1000c.c.／分で導入して気相熱分
解させたところ、炭化けい素の超微粒子が得ら
れ、この粒子についてはＸ線写真から結晶子25Å
で、平均粒径が0.2μｍの集合体であり、37.3m2／
ｇの比表面積をもつものであることが確認され
た。 ついで、この炭化けい素微粉末15ｇに0.45ｇの
ほう素（0.3％）を添加し、この混合物を金型中
に入れ30mmφ×３mmの円板状に成形し、ラバープ
レスで1.5トン／cm2に加圧して５個の成形体Ａを
作つた。 また、これとは別に上記の炭化けい素微粉末15
ｇに窒化ほう素3.75ｇ（20％）を混合し、この混
合物を上記と同様に成形加圧して30mmφ×３mmの
円板状の成形体B5個を作つた。 つぎにこの成形体ＡとＢとを焼結用電気炉内に
交互に配置し、炉内をアルゴンガス雰囲気に置換
してから、これらを大気圧下に2000℃で30分間焼
結したところ、成形体Ｂは焼結しなかつたが成形
体Ａは焼結体となつたので、この焼結体の表面を
研磨したのちその密度、電気抵抗率、熱伝導率を
測定したところ、第１表に示したとおりの結果が
得られた。
性、熱伝導性にすぐれており、IC基板、電子材
料などとして有用とされる炭化けい素焼結体に関
するものである。 （従来の技術） 炭化けい素焼結体は耐熱性、耐摩耗性、強度、
耐蝕性にすぐれていることから種々の用途に利用
されているが、その中でも電気絶縁性、熱伝導性
のすぐれたものはIC基板、電子材料などに使用
されている。 しかし、この炭化けい素焼結体の抵抗率、熱伝
導率を向上させることは技術的に難しく、これに
は例えば酸化ベリリウムを添加する方法などが知
られているが、これには酸化ベリリウムが毒性の
強いものであることから製造工程における安全管
理などその取扱いに種々の問題があるし、酸化ベ
リリウムには焼結促進効果が小さいために良好な
焼結体を得るには常圧焼結を使用できず、ホツト
プレス焼結とする必要があり、さらにこれから
IC基板を作るにはこの焼結体をスライスしてか
ら研磨することも必要であるためコスト的な問題
があり、また酸化ベリリウムが世界的に生産量が
少なく供給に不安があり、高価格であるという不
利もある。 他方、このセラミツクIC基板については安価
であるということから酸化アルミニウムが広く用
いられているが、これは熱伝導率が20W／m.Kと
わるく、また熱膨張率が８×10-6／℃でシリコン
単結晶の熱膨張率3.5×10-6／℃と大きく異なる
ためにこれに代る高放熱材料の提供が求められて
おり、この高放熱性材料としては炭化けい素の他
に窒化アルミニウムも知られているが、窒化アル
ミニウムには熱伝導性が劣るという本質的な欠点
があると共に耐薬品性がわるく、その応用範囲に
大きな制約を受けるという不利がある。 （発明の構成） 本発明は上記したような不利を伴なう酸性ベリ
リウムを使用しない、電気絶縁性、熱伝導性のす
ぐれた炭化けい素焼結体の製造方法に関するもの
であり、これは炭化けい素微粉末に焼結助剤とし
てのほう素またはほう素化合物のほう素分0.1〜
５重量％を添加し、加圧下に成形した成型体を、
炭化けい素微粉末に窒化ほう素を0.01〜50重量％
添加した混合物またはこれを加圧下に成形した成
形体の共存下に焼結炉内で焼結させることを特徴
とするものである。 すなわち、本発明者らは電気絶縁性と熱伝導性
にすぐれており、したがつてIC基板、電子材料
などとして有用とされる炭化けい素焼結体の取得
について種々検討した結果、これには例えばシラ
ンの気相熱分解反応によつて得られた炭化けい素
微粉末をほう素と窒化ほう素との存在下で焼結さ
せると得られた焼結体が電気絶縁性と熱伝導性の
すぐれたものとなり、このものは例えば1012〜13
Ωcmの電気抵抗率と150〜220W／ｍ．Ｋの熱伝導
率を示すし、この焼結は常圧でよく製造工程に有
毒物質が添加されることもないので、これによれ
ば目的物を低コストで容易に大量生産することが
できることを見出し、ここに使用する添加剤の種
類、添加量、焼結方法などについての研究を進め
て本発明を完成させた。 本発明の方法において始発材とされる炭化けい
素粉末は粒径が大きすぎると焼結が難しくなるの
で平均粒径が0.01〜3μｍ程度の微粉末のものもの
とすることがよく、またこれはできるだけ高純度
のものとすることがよいということから予じめ蒸
留精製した式（CH3）a SibHc（こゝにｂは１〜３
の整数、2b＋１≧ａ、2b＋１≧ｃ≧１、ａ＋ｃ
＝2b＋２）で示されるメチルハイドロジエンシ
ラン、例えばテトラメチルジシランをキヤリヤー
ガス中において750〜1600℃で気相熱分解する方
法（特開昭60−46912号公報参照）によつて得ら
れるものとすればよい。なお、このメチルハイド
ロジエンシランの気相熱分解によつて得られる炭
化けい素は表面活性が大きく、結晶子が50Å以下
の微粒子の集合体であり、その平均粒子径が0.01
〜1μｍの球状の超微粒子状β型炭化けい素であ
ることから、このものはさらに微粒化するための
粉砕工程は不要であるし、始発材としてのメチル
ハイドロジエンシランが精留により高純度化され
たものであることから極めて純度の高いものとし
て取得される。 本発明の方法はこの炭化けい素微粉末に焼結助
剤としてのほう素またはほう素化合物を添加した
ものを、この炭化けい素微粉末に窒化ほう素を添
加した混合物またはこの成形物の存在下に焼結す
るのであるが、炭化けい素微粉末に添加されるほ
う素またはほう素化合物は炭化けい素の焼結助剤
として公知のものであり、したがつてこのほう素
化合物としては炭化ほう素、ほう化チタン、酸化
ほう素などが例示されるが、このほう素またほう
素化合物の添加量はほう素量として換算した量が
炭化けい素微粉末に対して0.1重量％以下では高
密度の焼結体が得られず、５重量％以上とすると
高密度の焼結体が得られるけれどもこの焼結体が
抵抗率の低いものとなるので、0.1〜５重量％の
範囲とする必要がある。 また、一方の炭化けい素に添加される窒化ほう
素は目的とする炭化けい素焼結体に電気絶縁性を
付与するためのものであり、これは六方晶、立方
晶のいずれであつてもよく、これらの間に有意差
はない。しかし、このものは炭化けい素焼結体の
高抵抗化を目的とするものであることから純度の
高いものとすることがよく、したがつて純度が99
％以上のものとすることが好ましい。なお、この
窒化ほう素の添加量は炭化けい素微粉末に対して
これが0.01重量％以下および50重量％以上では高
抵抗の炭化けい素焼結体が得られなくなるので
0.01〜50重量％の範囲とすることが必要とされ
る。この炭化けい素と窒化ほう素との混合物はそ
のまゝ使用しても、あるいは適宜の加圧下で成形
体としてもよい。 この発明の方法による炭化けい素焼結体の製造
は炭化けい素微粉末に焼結助剤としてのほう素ま
たはほう素化合物を添加した混合物を炭化けい素
微粉末に窒化ほう素を添加した混合物の存在下に
焼結するのであるが、この炭化けい素にほう素ま
たはほう素化合物を添加した混合物は加圧下に成
形して成形体とし、これを炭化けい素に窒化ほう
素を添加した混合物またはこの加圧成形体の存在
下で焼結すればよく、これによればその反応機構
は不明であるが、ほう素またはほう素化合物を含
有した炭化けい素成形体がその近傍に窒化ほう素
などの高抵抗化剤が存在することによつて高抵抗
化され、熱伝導性の改善された焼結体として取得
される。この焼結はすぐれた物性をもつ焼結体を
得るということから真空下または窒素、ヘリウ
ム、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気下とするこ
とがよいが、これは焼結助剤としてのほう素また
はほう素化合物が含有されているのでホツトプレ
スなどを使用する必要はなく、大気圧下で焼結す
ればよい。なお、この焼結温度は1800℃以下では
得られる焼結体が高密度のものとならず、2200℃
以上とすると炭化けい素の異常粒成長が起つて得
られる焼結体が電気抵抗値の低いものとなり、強
度も低いものとなるので1800〜2200℃の範囲とす
ることがよい。 本発明の方法で得られる炭化けい素焼結体は窒
化ほう素を含む炭化けい素の存在下で焼結された
ものであることから、このような処理をしない焼
結体が抵抗率104〜6Ωcmであるのに対して抵抗率
が1012〜13Ωcmと高抵抗のものとなるし、このも
のはその熱伝導率が150〜220W／m.Kとなるの
で、IC基板、その他の電子材料として有用とさ
れる。 つぎに本発明の実施例をあげるが、例中におけ
る熱伝導率はキセノンフラツシユ法を用いて測定
した結果を示したものである。 実施例 １ 内径50mm、長さ1000mmの石英製炉心管を備えた
縦型管状電気炉を1200℃に加熱し、ついでこゝに
テトラメチルジシラン〔（CH3）4Si2H2〕を５容量
％含む水素ガスを1000c.c.／分で導入して気相熱分
解させたところ、炭化けい素の超微粒子が得ら
れ、この粒子についてはＸ線写真から結晶子25Å
で、平均粒径が0.2μｍの集合体であり、37.3m2／
ｇの比表面積をもつものであることが確認され
た。 ついで、この炭化けい素微粉末15ｇに0.45ｇの
ほう素（0.3％）を添加し、この混合物を金型中
に入れ30mmφ×３mmの円板状に成形し、ラバープ
レスで1.5トン／cm2に加圧して５個の成形体Ａを
作つた。 また、これとは別に上記の炭化けい素微粉末15
ｇに窒化ほう素3.75ｇ（20％）を混合し、この混
合物を上記と同様に成形加圧して30mmφ×３mmの
円板状の成形体B5個を作つた。 つぎにこの成形体ＡとＢとを焼結用電気炉内に
交互に配置し、炉内をアルゴンガス雰囲気に置換
してから、これらを大気圧下に2000℃で30分間焼
結したところ、成形体Ｂは焼結しなかつたが成形
体Ａは焼結体となつたので、この焼結体の表面を
研磨したのちその密度、電気抵抗率、熱伝導率を
測定したところ、第１表に示したとおりの結果が
得られた。
【表】
実施例２〜５、比較例１
実施例１における窒化ほう素の添加量を第２表
に示した量としたほかは実施例１と同様に処理し
たところ、得られた焼結体の物性について第２表
に併記したとおりの結果が得られた。
に示した量としたほかは実施例１と同様に処理し
たところ、得られた焼結体の物性について第２表
に併記したとおりの結果が得られた。
【表】
実施例 ７〜13
実施例１における焼結助剤としてのほう素の添
加量を第３表に示した量とするか、このほう素を
第３表に示したほう素化合物としたほかは実施例
１と同様に処理したところ、得られた焼結体の物
性について第３表に併記したとおりの結果が得ら
れた。
加量を第３表に示した量とするか、このほう素を
第３表に示したほう素化合物としたほかは実施例
１と同様に処理したところ、得られた焼結体の物
性について第３表に併記したとおりの結果が得ら
れた。
【表】
実施例 14
実施例１における成形体Ａ、Ｂの配置を成形体
B1個を焼結炉の中央部に配置し、その周囲に成
形体A5個を配置して実施例１と同様に処理した
ところ、得られた焼結体の物性について第４表に
示したとおりの結果が得られた。
B1個を焼結炉の中央部に配置し、その周囲に成
形体A5個を配置して実施例１と同様に処理した
ところ、得られた焼結体の物性について第４表に
示したとおりの結果が得られた。
【表】
実施例 15
実施例１における焼結炉をグラフアイト製の焼
結台を備えたものとしてこの焼結台の下段に成形
体A5個を配置し、この焼結台の上段に成形体B5
個を配置したほかは実施例１と同様に処理したと
ころ、得られた焼結体について第５表に示したと
おりの結果が得られた。
結台を備えたものとしてこの焼結台の下段に成形
体A5個を配置し、この焼結台の上段に成形体B5
個を配置したほかは実施例１と同様に処理したと
ころ、得られた焼結体について第５表に示したと
おりの結果が得られた。
【表】
実施例 16〜17
炭化けい素微粉末として比表面積が16m2／ｇの
イビデン(株)製のβ型炭化けい素と比表面積が11
m2／ｇの昭和電工(株)製のα型炭化けい素を使用
し、これらの15ｇに焼結助剤としてのほう素と炭
素とを第６表に示した量で添加し、実施例１と同
様に処理して成形体Ｃ、Ｄを作り、これらを実施
例１と同様に成形体Ｂの存在下で焼結処理したと
ころ、得られた焼結体の物性について第６表に併
記したとおりの結果が得られた。
イビデン(株)製のβ型炭化けい素と比表面積が11
m2／ｇの昭和電工(株)製のα型炭化けい素を使用
し、これらの15ｇに焼結助剤としてのほう素と炭
素とを第６表に示した量で添加し、実施例１と同
様に処理して成形体Ｃ、Ｄを作り、これらを実施
例１と同様に成形体Ｂの存在下で焼結処理したと
ころ、得られた焼結体の物性について第６表に併
記したとおりの結果が得られた。
【表】
比較例 ２
実施例１において成形体Ａを成形体Ｂを共存さ
せない状態で実施例１と同じ方法で焼結したとこ
ろ、焼結体が得られたが、このものは密度が3.12
ｇ／ml、電気抵抗率4.5×105Ω・cm、熱伝導率
136W／m.Kの物性を示し、密度上昇は得られた
が、電気抵抗率は低いものであつた。 比較例 ３ 実施例16における成形体Ｃを成形体Ｂの共存な
しで実施例１と同じ方法で焼結したところ、得ら
れた焼結体は密度が3.11ｇ／mlであり、密度の上
昇は認められたが、電気抵抗率は3.5×103Ω・
cm、熱伝導率は120W／m.Kでいずれも実施例16
にくらべて低いものであつた。
せない状態で実施例１と同じ方法で焼結したとこ
ろ、焼結体が得られたが、このものは密度が3.12
ｇ／ml、電気抵抗率4.5×105Ω・cm、熱伝導率
136W／m.Kの物性を示し、密度上昇は得られた
が、電気抵抗率は低いものであつた。 比較例 ３ 実施例16における成形体Ｃを成形体Ｂの共存な
しで実施例１と同じ方法で焼結したところ、得ら
れた焼結体は密度が3.11ｇ／mlであり、密度の上
昇は認められたが、電気抵抗率は3.5×103Ω・
cm、熱伝導率は120W／m.Kでいずれも実施例16
にくらべて低いものであつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭化けい素微粉末に焼結助剤としてのほう素
またはほう素化合物のほう素分0.1〜５重量％を
添加し、加圧下に成形した成型体を、炭化けい素
微粉末に窒化ほう素を0.01〜50重量％添加した混
合物またはこれを加圧下に成形した成形体の共存
下に焼結炉内で焼結させることを特徴とする炭化
けい素焼結体の製造方法。 ２ 炭化けい素微粉末がメチルハイドロジエンシ
ラン化合物の気相熱分解法によつて得られたもの
である特許請求の範囲第１項記載の炭化けい素焼
結体の製造方法。 ３ ほう素化合物が炭化ほう素、ほう化チタン、
酸化ほう素である特許請求の範囲第１項記載の炭
化けい素焼結体の製造方法。 ４ 焼結が真空中または活性ガス雰囲気の大気圧
下において1800〜2200℃の温度で行なわれる特許
請求の範囲第１項記載の炭化けい素焼結体の製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038877A JPS62197353A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 炭化けい素焼結体の製造方法 |
| US07/017,818 US4762810A (en) | 1986-02-24 | 1987-02-24 | Method for the preparation of a sintered body of silicon carbide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61038877A JPS62197353A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 炭化けい素焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197353A JPS62197353A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0256309B2 true JPH0256309B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=12537447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61038877A Granted JPS62197353A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 炭化けい素焼結体の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4762810A (ja) |
| JP (1) | JPS62197353A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62260774A (ja) * | 1986-05-01 | 1987-11-13 | 新日本製鐵株式会社 | 炭化珪素系複合セラミックス焼結体 |
| US5034355A (en) * | 1987-10-28 | 1991-07-23 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Tough silicon carbide composite material containing fibrous boride |
| JPH0627036B2 (ja) * | 1988-06-22 | 1994-04-13 | 日本鋼管株式会社 | 高強度高靭性ＴｉＢ▲下２▼セラミックス |
| US4962069A (en) * | 1988-11-07 | 1990-10-09 | Dow Corning Corporation | Highly densified bodies from preceramic polysilazanes filled with silicon carbide powders |
| US5093039A (en) * | 1989-01-30 | 1992-03-03 | Kazunori Kijima | Highly pure sintered carbide with high electric conductivity and process of producing the same |
| US5094985A (en) * | 1989-01-30 | 1992-03-10 | Kazunori Kijima Kyoto | Sintered silicon carbide body with high thermal conductivity and process of producing the same |
| US5100844A (en) * | 1989-02-06 | 1992-03-31 | Ethyl Corporation | Preceramic compositions and ceramic products |
| US5139719A (en) * | 1989-08-10 | 1992-08-18 | The British Petroleum Company P.L.C. | Sintering process and novel ceramic material |
| US5201947A (en) * | 1989-09-29 | 1993-04-13 | Ethyl Corporation | Preceramic compositions and ceramic products |
| US5032550A (en) * | 1989-10-13 | 1991-07-16 | Aluminum Company Of America | High impact resistant ceramic composite |
| JPH06188461A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-07-08 | Orion Mach Co Ltd | ペルチェ素子モジュール |
| JP3175483B2 (ja) * | 1994-06-30 | 2001-06-11 | 日本鋼管株式会社 | 窒化ホウ素含有材料およびその製造方法 |
| JP5132034B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2013-01-30 | コバレントマテリアル株式会社 | 高比抵抗炭化ケイ素焼結体 |
| JP2008535769A (ja) | 2005-04-11 | 2008-09-04 | ジョージア・テック・リサーチ・コーポレーション | 炭化ホウ素構成材並びにその製造方法 |
| EP1832565A4 (en) * | 2005-08-03 | 2007-10-17 | Ibiden Co Ltd | TEMPLATE FOR COOKING SILICON CARBIDE AND PROCESS FOR PRODUCING POROUS SILICON CARBIDE BODY |
| US7989380B2 (en) * | 2008-11-26 | 2011-08-02 | Ceradyne, Inc. | High resistivity SiC material with B, N and O as the only additions |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4209474A (en) * | 1977-08-31 | 1980-06-24 | General Electric Company | Process for preparing semiconducting silicon carbide sintered body |
| US4179299A (en) * | 1978-05-01 | 1979-12-18 | The Carborundum Company | Sintered alpha silicon carbide ceramic body having equiaxed microstructure |
| US4649002A (en) * | 1985-04-01 | 1987-03-10 | Kennecott Corporation | System for preventing decomposition of silicon carbide articles during sintering |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61038877A patent/JPS62197353A/ja active Granted
-
1987
- 1987-02-24 US US07/017,818 patent/US4762810A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197353A (ja) | 1987-09-01 |
| US4762810A (en) | 1988-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0256309B2 (ja) | ||
| KR101178234B1 (ko) | 이트륨나이트레이트 및 그 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 탄화규소 세라믹스 제조용 조성물, 탄화규소 세라믹스 및 그 제조방법 | |
| JPH0329023B2 (ja) | ||
| US4372902A (en) | Preparation of dense ceramics | |
| JP4595153B2 (ja) | 炭化ケイ素体およびその製造方法 | |
| JP3150606B2 (ja) | 炭化珪素焼結体の比抵抗制御方法 | |
| JPH0583512B2 (ja) | ||
| JPH04128369A (ja) | 炭化珪素スパッタリング用ターゲット及びその製造方法 | |
| EP0064264B1 (en) | Silicon carbide powder mixture and process for producing sintered bodies therefrom | |
| JPS6324952B2 (ja) | ||
| JPH0551554B2 (ja) | ||
| JPS62256764A (ja) | 炭化けい素焼結体の製造方法 | |
| JP3900589B2 (ja) | 珪窒化マグネシウム粉末及びその製造方法 | |
| JPS5891065A (ja) | 炭化珪素質セラミツクス焼結体の製造法 | |
| JPH1179840A (ja) | 炭化ケイ素焼結体 | |
| JPS62275064A (ja) | 炭化けい素焼結体の製造方法 | |
| JPS638265A (ja) | 複合焼結体の製造方法 | |
| JPS62128913A (ja) | 炭化けい素粉末の製造方法 | |
| JPH04130061A (ja) | 炭化珪素電極及びその製造方法 | |
| TW550238B (en) | Graphite material for synthesizing semiconductor diamond and semiconductor diamond manufactured using the same | |
| JPS5848503B2 (ja) | シリコンカ−バイドシヨウケツセイケイタイノセイゾウホウホウ | |
| JPS62212264A (ja) | 高密度炭化けい素焼結体の製造方法 | |
| JPS616178A (ja) | 超微粒子状炭化けい素焼結体の製造方法 | |
| JPH0143684B2 (ja) | ||
| JPS5891060A (ja) | 炭化珪素質焼結体の製造法 |