JPH03223170A - 窒化アルミニウム焼成用台板 - Google Patents

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、高平滑窒化アルミニウム焼結体を得るための
新規な焼成用台板に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、Ｌｓｒの発達に伴い、高集積回路、パワートラン
ジスタ、レーザーダイオードなどの発熱量の大きい素子
を実装するために熱伝導率の高い絶縁基板が必要とされ
てきている。そこで最近安全な高熱伝導性基板材料とし
て窒化アルミニウムが注目され、高熱伝導率を有する窒
化アルミニウム基板が得られている。

また、基板上に搭載する素子の高集積化、そして配線の
微細化に伴って、基板表面の平滑性の向上も要求されて
いる。そして特にコストの点より焼き上がりにおいて、
すなわち焼成後、研磨等の加工を施さない状態で高平滑
な面を有する窒化アルミニウム基板が望まれている。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、これまで焼き上がりで高平滑な面を有する窒化
アルミニウム基板を得るための開発は、はとんど見当た
らず、従って、そのような基板を焼成するための治具、
すなわち焼成用台板についての検討は全くなされていな
い。

本発明者らは、最近、焼き上りでの基板表面の中心線平
均粗さ（Ｒａ）が０．０３〜０．２０μ−というこれま
でにない高平滑面を有する窒化アルミニウム基板の製造
に関し、種々検討を行った結果、上記の如き平滑基板を
焼成するには、合板の選択が非常に重要であることを見
出した。すなわち合板によっては、基板と台板の間で部
分的に反応、焼付き等が起こったり、又は基板の合板と
の接触部分にこすり傷が入り、歩留まりが悪くなること
が明らかとなった。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明者らは、高平滑な窒化アルミニウム基板を焼成す
るために最も適した台板について検討した結果、本発明
を完成した。

即ち、本発明は、窒化アルミニウムを９０重量％以上含
有し、かつ、表面の中心線平均粗さＲａが０．２〜１，
５μｍである窒化アルミニウム焼成用台板である。

本発明の合板は、表面の中心線平均粗さＲａが０．２〜
１．５μｍであり、好ましくは０．３〜１．２μ糟、更
に好ましくは０．４〜０．８μｍである。中心線平均粗
さＲａが０．２μｍより小さく平滑な場合、焼成時に基
板と焼き付いてしまい、また、中心線平均粗さＲａが１
．５μｍより大きく粗い面の場合、窒化アルミニウム成
形体を合板に乗せる際、又は焼成時の収縮の際に窒化ア
ルミニウム台板とこすれ合い、基板表面に傷が入りきわ
めて好ましくない。また、合板の材質も非常に重要であ
り窒化アルミニウムの純度９０重量％以上、好ましくは
９５重量％以上、より好ましくは９８重量％以上を有す
る窒化アルミニウムが適している。特に、合板に含まれ
る酸化物相が１０重量％より多いと焼成時に基板が酸化
され、Ａｆｔ（ｈ又はＡ　ｆｆｉ　ＯＮ相が形成され、
基板の熱伝導が太き（低下し好ましくない。また、基板
と合板との焼き付きも起こり易い。従って合板中の酸化
物成分は少ない方が好ましい。

また、必要により合板の焼成の際に焼結助剤を添加する
ことができる。焼結助剤の種類は、焼結する窒化アルミ
ニウム基板に添加する助剤と同じものが好ましく添加量
は少ない程好ましい。窒化アルミニウム台板は非酸化性
雰囲気であれば、１８００″Ｃ程度の高温度でも化学的
、物理的に十分安定な材質であり、合板として繰り返し
使用が可能である。

本発明の合板は、中心線平均粗さＲａが０．２〜１．５
μｍの表面を有し、窒化アルミニウムの純度９０重量％
以上であり、窒化アルミニウム基板焼成用の合板として
極めて適したものである。なお台板の形状は表面が平坦
であればよく、焼成する窒化アルミニウム基板の形状に
合わせて、丸、四角、三角等の任意でよく厚みも焼成条
件に応じて適宜法めれば良い。また窒化アルミニウム台
板の嵩密度は、２．８ｇ／ｃ１ｉＩ以上が好ましい。

本発明の合板は例えば、次のような通常の方法で製造可
能である。原料窒化アルミニウム粉として、通常市販さ
れているもので窒化アルミニウム純度として９８重量％
以上のものを用い、必要であれば焼結助剤としてＣａＯ
又はＹ２Ｏ３等を１〜７重量％添加し、溶剤、バインダ
ー等を添加し十分に混合した後、押し出し成形法で成形
し脱脂後、窒素雰囲気中、１，７００〜１，８００°Ｃ
で２〜５時間焼成し緻密化させる。得られた焼結体表面
の中心線平均粗さＲａが０．２〜１．５μｍの範囲外で
ある場合、ラッピング、サンドブラスト等の通常の粗化
方法又は研磨処理により中心線平均粗さＲａが０．２〜
１．５μｍに調整することにより製造される。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明する。

なお、中心線平均粗さＲａは小板研究所■製、表面粗さ
測定器サーフコーダ５Ｅ−３０Ｃを用い、カットオフ値
λｃ＝０．０８ｍｍ、送り速さ０．０５ｍｍ／ｓｅｃ、
基準長さ２．５ｍｍの条件で測定した値である。また、
熱伝導率は、真空理工■製、光交流法熱定数測定装置Ｐ
ＩＴ−１型により測定した値である。

実施例 ＳＥＭ観察による１次粒子の平均径が１．１２μｍ、純
度９８重量％の市販の窒化アルミニウム粉に焼結助剤と
してＹ２Ｏ，を５重蓋％添加混合し、押出し成形法で厚
み３■の板状に成形した。これを脱脂後、窒素ガス雰囲
気中１．８００’Ｃ１３時間焼成した。得られた焼結体
は反り表面の凹凸が全く無い平坦なものであり、中心線
平均粗さＲａが０．６２μｍであった。また嵩密度は３
．１５ｇ／ｃｄｌであった。

ＳＥＭ観察による１次粒子の平均径が０．３μ蒙、純度
９９重量％の窒化アルミニウム粉に焼結助剤としてＹ２
Ｏ３を５重量％添加し、グリーンシート成形し、脱脂し
た。該成形体を上記の焼結体からなる合板の上に乗せ窒
素ガス中１　、８００°Ｃで２時間焼成した。得られた
窒化アルミニウム基板は合板との焼き付き、こすり傷が
全く無く、接触面の中心線平均粗さＲａが０．０８μｍ
と高平滑なものであった。

また基板には酸化物相は無く、熱伝導率は１８０Ｗ／ｍ
ｋであった。

比較例 実施例により得られた中心線平均粗さＲａが０．６２μ
ｍの窒化アルミニウム台板の表面を研磨し、中心線平均
粗さＲａが０．１１μｍの研磨面を有する窒化アルミニ
ウム台板を得た。

実施例と同様にしてグリーンシート成形した窒化アルミ
ニウム成形体をこの合板の上に乗せ、窒素ガス中１　、
８００″Ｃで２時間焼成した。焼成後室化アルミニウム
基板は白板と焼き付いており、無理に引き剥がそうとし
たところ、窒化アルミニウム基板が割れてしまった。窒
化アルミニウム基板の焼き付いた部分は光沢が消失して
おり非常に不均一なものであった。

〔発明の効果〕

本発明の窒化アルミニウム焼成用台板は、高平滑窒化ア
ルミニウム基板を焼成する際の成形体の合板として用い
ることにより、キズ、焼付き、反応等による表面欠陥の
無い高平滑で均一な窒化アルミニウム基板かえられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．窒化アルミニウムを９０重量％以上含有し、かつ、
   表面の中心線平均粗さＲａが０．２〜１．５μｍである
   ことを特徴とする窒化アルミニウム焼成用台板。