JPH04214068A - Green compact of aluminum nitride powder, binder used for the green compact, and production of sintered body of aluminum nitride - Google Patents

Green compact of aluminum nitride powder, binder used for the green compact, and production of sintered body of aluminum nitride

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JPH04214068A
JPH04214068A JP3026304A JP2630491A JPH04214068A JP H04214068 A JPH04214068 A JP H04214068A JP 3026304 A JP3026304 A JP 3026304A JP 2630491 A JP2630491 A JP 2630491A JP H04214068 A JPH04214068 A JP H04214068A
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JP
Japan
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aluminum nitride
binder
nitride powder
sintered body
compact
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Jun Monma
旬 門馬
Mitsuhiro Okamoto
光弘 岡本
Takeshi Hayashi
剛 林
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To offer a sintered aluminum nitride compact manufacturing method, which is capable of producing a sintered body of aluminum nitride with high dimensional accuracy by uniformly dispersing a powdered raw material of aluminum nitride in a solvent and improving the density of the resulting green compact and also producing a high quality sintered body of aluminum nitride excellent in volatility and minimal in residual carbon content when heat-treated in a nonoxidizing atmosphere, so as to offer a sintered body of aluminum nitride powder used in the above-mentioned manufacturing method and a binder used for this green compact. CONSTITUTION:The green compact of aluminum nitride powder is characterized by incorporating, as a binder, an acrylic copolymerization high polymer or a mixture of acrylic copolymerization high polymer and polybutylmethacrylate. Further, the binder consists of a copolymer of 1-5 mole% monomer containing carboxyl group and 99-55 mole% of at least one monomer of acrylic alkylester and acrylic alkoxyester.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明は、窒化アルミニウム焼結
体の製造方法および窒化アルミニウム粉末成形体に係り
、特に緻密で寸法精度が高く高強度の窒化アルミニウム
焼結体を容易に製造することを可能にする窒化アルミニ
ウム焼結体の製造方法およびその製法で使用する窒化ア
ルミニウム粉末成形体に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing an aluminum nitride sintered body and an aluminum nitride powder compact, and in particular, to an easy production method of an aluminum nitride sintered body that is dense, has high dimensional accuracy, and has high strength. The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride sintered body and an aluminum nitride powder compact used in the manufacturing method.

【0003】また本発明は窒化アルミニウムセラミック
スの焼成前の成形体を形成するために使用される窒化ア
ルミニウム粉末成形用バインダに係り、特に窒化アルミ
ニウム原料粉末を均一に分散することが可能であり、成
形体の脱脂時において残留炭素をほとんど生ずることな
く、高品質の焼結体を形成することが可能な窒化アルミ
ニウム粉末成形用バインダに関する。
The present invention also relates to a binder for molding aluminum nitride powder used to form a molded body of aluminum nitride ceramics before firing, and in particular, it is capable of uniformly dispersing raw aluminum nitride powder, and is capable of uniformly dispersing aluminum nitride raw material powder, The present invention relates to a binder for aluminum nitride powder molding, which is capable of forming a high quality sintered body with almost no residual carbon during degreasing of the body.

【0004】0004

【従来の技術】窒化物、炭化物、ほう化物、けい化物等
の原料粉末を所定形状に成形した後に焼結して調製した
セラミックスは、一般に硬度、絶縁性、耐摩耗性、耐熱
性、耐腐食性等の諸特性が従来の金属材と比較して優れ
ているため、近年広い分野において実用化されている。
[Prior Art] Ceramics prepared by molding raw material powders such as nitrides, carbides, borides, and silicides into a predetermined shape and then sintering them generally have good hardness, insulation, abrasion resistance, heat resistance, and corrosion resistance. It has been put into practical use in a wide range of fields in recent years because it has superior properties such as elasticity compared to conventional metal materials.

【0005】例えば、半導体、集積回路の絶縁基板材料
としては、従来アルミナ(Al2 O3 )製の焼結体
が、一般に使用されていた。しかしながらアルミナ焼結
体製の基板では、熱伝導率が低く、また熱膨張率がシリ
コンと比較して大きいため、大型のシリコンチップの基
板に対する接着性が悪く、シリコンチップが剥離し易い
上に、放熱特性も低いという欠点があった。
For example, a sintered body made of alumina (Al2O3) has conventionally been generally used as an insulating substrate material for semiconductors and integrated circuits. However, since the substrate made of alumina sintered body has low thermal conductivity and a high coefficient of thermal expansion compared to silicon, the adhesion of large silicon chips to the substrate is poor, and the silicon chips are easy to peel off. It also had the disadvantage of poor heat dissipation characteristics.

【0006】そこで熱伝導性および電気的絶縁性が格段
に高く、熱膨張率もシリコンに近似している窒化アルミ
ニウム(AlN)焼結体が電子回路基板用材料として有
望視されている。
[0006] Therefore, sintered aluminum nitride (AlN), which has extremely high thermal conductivity and electrical insulation, and has a coefficient of thermal expansion close to that of silicon, is viewed as a promising material for electronic circuit boards.

【0007】従来、AlN焼結体は、微細なAlN原料
粉末に焼結助剤、分散剤、バインダー、可塑剤および溶
剤を添加して均一なスラリーを調製し、得られたスラリ
ーを所定形状に成形してAlN粉末成形体とし、さらに
得られたAlN粉末成形体を1700〜2000℃の温
度範囲にて加熱焼結して製造される。
Conventionally, AlN sintered bodies are produced by adding a sintering aid, a dispersant, a binder, a plasticizer, and a solvent to fine AlN raw material powder to prepare a uniform slurry, and shaping the resulting slurry into a predetermined shape. It is manufactured by molding to obtain an AlN powder compact, and then heating and sintering the obtained AlN powder compact at a temperature range of 1700 to 2000°C.

【0008】ところで、AlN粉末は焼結性が良好でな
いため、酸化イットリウム(Y2 O3 )や酸化カル
シウム(CaO)やアルカリ土類、金属酸化物等が焼結
助剤として添加される。その結果、常圧下において比較
的に緻密で高強度を有する窒化アルミニウム焼結体が得
られる。
By the way, since AlN powder does not have good sinterability, yttrium oxide (Y2O3), calcium oxide (CaO), alkaline earth metals, metal oxides, and the like are added as sintering aids. As a result, an aluminum nitride sintered body that is relatively dense and has high strength under normal pressure is obtained.

【0009】また分散剤はAlN原料粉末の溶剤に対す
る濡れ性を改善し、原料粉末を溶剤中に均一に分散せし
めるために添加するものであり、従来、アミン系界面活
性剤や脂肪酸エステル系界面活性剤が使用されている。
[0009] Dispersants are added to improve the wettability of the AlN raw powder to solvents and to uniformly disperse the raw material powder in the solvent. agent is used.

【0010】またバインダーは原料粉末同士を相互に結
合して一定の形状を保持するために添加されるものであ
り、特に粉末成形体を所定形状に保持して形状精度を高
くするとともに、その取扱性を向上させるために添加す
るものである。このバインダとしては、従来アクリル樹
脂やPVB(ポリビニルブチラール)樹脂、セルロース
系樹脂などの有機高分子化合物が一般的に使用されてい
る。
[0010] Furthermore, a binder is added to bind the raw material powders together and hold them in a certain shape. In particular, the binder is used to hold the powder compact in a predetermined shape to improve shape accuracy, and also to improve its handling. It is added to improve properties. Conventionally, organic polymer compounds such as acrylic resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, and cellulose resin are generally used as this binder.

【0011】一方、窒化アルミニウムの熱伝導率を向上
させるためには、窒化アルミニウム粉末内への酸素の固
溶を阻止し、酸化を防止する必要がある。そのため従来
脱脂、焼結等の製造工程においては窒化アルミニウム自
体を酸化させないように、成形体は、非酸化性雰囲気内
において処理されていた。
On the other hand, in order to improve the thermal conductivity of aluminum nitride, it is necessary to prevent solid solution of oxygen into the aluminum nitride powder and prevent oxidation. Therefore, conventionally, in manufacturing processes such as degreasing and sintering, the molded body has been treated in a non-oxidizing atmosphere so as not to oxidize the aluminum nitride itself.

【0012】0012

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バイン
ダーとして添加されるPVB樹脂などの樹脂材は、脱脂
性が極めて悪く、窒化アルミニウム粉末を、上記のよう
な非酸化性雰囲気中において完全に揮散させることは困
難であり、脱脂操作後においても成形体に若干の炭素が
残留して窒化アルミニウムの焼結を阻害してしまう欠点
があった。そのため、脱脂工程における窒化アルミニウ
ムのある程度の劣化を犠牲にしても、酸化性雰囲気にお
いて充分に脱脂して高強度の窒化アルミニウム焼結体を
形成する方式も採用されていた。
[Problem to be solved by the invention] However, resin materials such as PVB resin added as a binder have extremely poor degreasing properties, and it is difficult to completely volatilize aluminum nitride powder in a non-oxidizing atmosphere such as the above. However, even after the degreasing operation, some carbon remains in the molded body, which inhibits the sintering of the aluminum nitride. Therefore, a method has also been adopted in which a high-strength aluminum nitride sintered body is formed by sufficiently degreasing in an oxidizing atmosphere, even at the expense of some degree of deterioration of aluminum nitride in the degreasing process.

【0013】しかしながら、この場合窒化アルミニウム
の高い熱伝導性が損われる傾向があった。この傾向は、
窒化アルミニウム成形体表面上に予め金属ペーストによ
って回路配線パターンを形成した後に成形体とともに同
時に焼結して製造する電子用AlN同時焼結基板におい
て、特に顕著であった。
However, in this case, the high thermal conductivity of aluminum nitride tended to be impaired. This trend is
This problem was particularly noticeable in electronic AlN co-sintered substrates, which are produced by forming a circuit wiring pattern on the surface of an aluminum nitride molded body using a metal paste and then sintering the same together with the molded body.

【0014】また上記の残留炭素は、セラミック多層基
板で導体として使用される金属タングステンと反応し高
抵抗のタングステン炭化物(WC)を形成し易い。その
結果、焼成後の窒化アルミニウム多層基板の配線抵抗を
上昇させてしまう問題点があった。
[0014] Further, the above residual carbon easily reacts with metal tungsten used as a conductor in the ceramic multilayer substrate to form high-resistance tungsten carbide (WC). As a result, there was a problem in that the wiring resistance of the aluminum nitride multilayer substrate after firing increased.

【0015】上記問題点を解消するために揮散性が優れ
たアクリル樹脂をバインダーとして使用する方法も実施
されたが、この場合窒化アルミニウム原料粉末を溶媒ス
ラリー中で充分に分散させることが困難であり、低密度
の成形体しか得られず、結果として焼成前後における成
形体の収縮量が大きくなり、焼結体の寸法誤差が大きく
なるという欠点があった。
[0015] In order to solve the above problems, a method of using an acrylic resin with excellent volatility as a binder has been implemented, but in this case, it is difficult to sufficiently disperse the aluminum nitride raw material powder in the solvent slurry. However, this method has the disadvantage that only a low-density molded body can be obtained, and as a result, the amount of shrinkage of the molded body before and after firing increases, and the dimensional error of the sintered body increases.

【0016】一方、分散化力の大きなバインダーを少量
のみ使用し、残留炭素量を可及的に減少させようとする
と、成形体の積層接着力の著しい低下を招く。特に窒化
アルミニウムのグリーンシートを多層化してセラミック
多層基板を形成する場合には、グリーンシート相互の接
着力が不充分となるため、基板中の配線の短絡、導通不
良、絶縁不良等を生じ易く、電子製品の歩留りが大幅に
低下する原因となっていた。
On the other hand, if an attempt is made to reduce the amount of residual carbon as much as possible by using only a small amount of a binder with a large dispersing power, the lamination adhesive strength of the molded article will be significantly reduced. In particular, when forming a ceramic multilayer board by layering aluminum nitride green sheets, the adhesion between the green sheets is insufficient, which tends to cause short circuits, poor continuity, poor insulation, etc. of the wiring in the board. This caused a significant drop in the yield of electronic products.

【0017】一方、従来からセラミック粉末の分散剤と
しては種々の界面活性剤が使用されてきたが、基板成形
用の窒化アルミニウム粉末に適した界面活性剤の具体例
について詳細に研究された例は少なかった。
On the other hand, various surfactants have been used as dispersants for ceramic powders, but there have been no detailed studies on specific examples of surfactants suitable for aluminum nitride powders for substrate molding. There weren't many.

【0018】各セラミック粉末を充分に溶媒中に分散さ
せるためには粉末表面の溶媒に対する濡れ性を改善し、
粉末表面のζ電位(ゼータ電位)を増加させ、粉末同士
の反発力を高めて再凝集を防止できる界面活性剤を使用
することが望ましい。このような界面活性剤はセラミッ
クス粉末の種類別に決定されるが、従来は各種の界面活
性剤が試行的に使用されている場合が多い。
In order to sufficiently disperse each ceramic powder in a solvent, it is necessary to improve the wettability of the powder surface to the solvent.
It is desirable to use a surfactant that can increase the ζ potential (zeta potential) on the powder surface, increase the repulsive force between the powders, and prevent reagglomeration. Such surfactants are determined depending on the type of ceramic powder, but in the past, various surfactants have often been used on a trial basis.

【0019】そのため、溶媒に溶けにくい界面活性剤が
誤って使用される場合もある。この場合、窒化アルミニ
ウム粉末が逆に凝集し溶媒中における窒化アルミニウム
粉末の分散が阻害されてしまう。このように分散が阻害
され、凝集を生じると、多層基板の原料であるグリーン
シートの成形が困難になる。また、ある程度まで成形可
能となっても、成形体の密度が小さく、また密度のばら
つきが大きくなるため、高い寸法精度が要求される電子
用基板を得ることが困難になる。
[0019] Therefore, surfactants that are difficult to dissolve in solvents may be used incorrectly. In this case, the aluminum nitride powder conversely aggregates and dispersion of the aluminum nitride powder in the solvent is inhibited. If dispersion is inhibited and aggregation occurs in this way, it becomes difficult to mold green sheets, which are raw materials for multilayer substrates. Further, even if molding is possible to a certain extent, the density of the molded product is low and the variation in density becomes large, making it difficult to obtain an electronic substrate that requires high dimensional accuracy.

【0020】またNa+ などの金属イオンを含む界面
活性剤では、この金属イオンが汚染物質となり基板の品
質および熱伝導率の低下を招くおそれがある。
[0020] Furthermore, in the case of a surfactant containing metal ions such as Na+, the metal ions may become contaminants and cause a decrease in the quality and thermal conductivity of the substrate.

【0021】また近年、電子部品の高速運転化に伴い、
基板の導電抵抗を低減する要請が高まる一方、電子部品
の小型化、高集積化に伴って、焼成後における基板の寸
法精度の劣化が少ない基板材料が希求されている。特に
伝熱特性に優れた特性を生かせる窒化アルミニウムにつ
いても、原料粉末の分散性が良好で緻密な成形体を形成
することができ、導体抵抗を小さくでき、高品質の焼結
体を形成することができる窒化アルミニウム焼結体の製
造方法が求められている。
[0021] Also, in recent years, with the increase in high-speed operation of electronic components,
BACKGROUND ART While there is an increasing demand for reducing the conductive resistance of a substrate, and as electronic components become smaller and more highly integrated, there is a demand for a substrate material that causes less deterioration in the dimensional accuracy of the substrate after firing. In particular, aluminum nitride, which has excellent heat transfer properties, has good dispersibility of the raw material powder and can form dense compacts, reduces conductor resistance, and forms high-quality sintered compacts. There is a need for a method for producing an aluminum nitride sintered body that can achieve this.

【0022】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、窒化アルミニウム原料粉末を溶媒ス
ラリー中に均一に分散させて成形体の密度を向上させて
高い寸法精度の窒化アルミニウム焼結体か得られるとと
もに、揮散性が優れ非酸化性雰囲気中で熱処理した場合
においても残留炭素量が少なく、高品質の窒化アルミニ
ウム焼結体を製造することを可能とする窒化アルミニウ
ム焼結体の製造方法およびその製造方法において使用さ
れる窒化アルミニウム粉末成形体およびその成形体に使
用されるバインダを提供することを目的とする。 〔発明の構成〕
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to uniformly disperse aluminum nitride raw material powder in a solvent slurry to improve the density of a compact and produce aluminum nitride sintered products with high dimensional accuracy. The aluminum nitride sintered body has excellent volatility and has low residual carbon even when heat treated in a non-oxidizing atmosphere, making it possible to produce a high-quality aluminum nitride sintered body. The object of the present invention is to provide a manufacturing method, an aluminum nitride powder molded body used in the manufacturing method, and a binder used in the molded body. [Structure of the invention]

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本願発明者らは、窒化アルミニウム粉末成形体を製造
する際に添加するバインダーや分散剤としての界面活性
剤および溶媒の種類および添加量を種々変えて、溶媒に
対する原料粉末の分散性、粉末成形体の成形性、接着性
および脱脂性、さらに、その粉末成形体を焼成して得た
窒化アルミニウム焼結体の強度特性等を比較調査するた
めに実験を繰り返して実施した。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the inventors of the present application have proposed the types and amounts of surfactants and solvents used as binders and dispersants to be added when producing aluminum nitride powder compacts. Comparative investigation was carried out on the dispersibility of the raw material powder in the solvent, the formability, adhesion and degreasing properties of the powder compact, and the strength characteristics of the aluminum nitride sintered body obtained by firing the powder compact, using various methods. The experiment was repeated to find out.

【0024】その結果、バインダーとしてカルボキシル
基またはエステル基を含有する単量体と、アクリル酸ア
ルキルエステルおよびアクリル酸アルコキシルエステル
の少なくとも一方の単量体とを所定比率で共重合させて
形成した共重合体、または上記アクリル系共重合高分子
とポリブチルメタクリレートとの混合物を使用したとき
に、脱脂性が優れ、高密度で接着力が高い粉末成形体が
得られるととともに、残留炭素が少なく電気抵抗が小さ
い窒化アルミニウム焼結体が得られるという知見を得た
As a result, a copolymer formed by copolymerizing a monomer containing a carboxyl group or an ester group as a binder and at least one monomer of an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxyl ester in a predetermined ratio. When combining or using a mixture of the above acrylic copolymer and polybutyl methacrylate, a powder compact with excellent degreasing properties, high density, and high adhesive strength can be obtained, as well as low residual carbon and electrical resistance. It was found that an aluminum nitride sintered body with a small

【0025】また分散剤としてアルキルエーテルリン酸
系界面活性剤およびアルキルエーテル酢酸系界面活性剤
の少なくとも一方を使用したときに、窒化アルミニウム
原料粉末の分散性が極めて良好になり、高い密度を有す
る粉末成形体が得られ、さらにその粉末成形体を焼成し
た場合に収縮が少なく、高い寸法精度を有する窒化アル
ミニウム焼結体が得られるという知見を得た。
Furthermore, when at least one of an alkyl ether phosphate surfactant and an alkyl ether acetate surfactant is used as a dispersant, the dispersibility of the aluminum nitride raw material powder becomes extremely good, resulting in a powder having a high density. It has been found that when a compact is obtained and the powder compact is fired, an aluminum nitride sintered body with little shrinkage and high dimensional accuracy can be obtained.

【0026】本発明は上記知見に基づいて完成されたも
のである。
The present invention has been completed based on the above findings.

【0027】すなわち、本発明に係る窒化アルミニウム
粉末成形体は、窒化アルミニウム粉末にバインダー、分
散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた混
合体を所定形状に成形してなる窒化アルミニウム粉末成
形体において、上記バインダーとしてアクリル系共重合
高分子、またはアクリル系共重合高分子とポリブチルメ
タクリレートとの混合物を含有させたことを特徴とする
。また上記アクリル系共重合高分子は、アクリル酸アル
キルエステルおよびアクリル酸アルコキシエステルの少
なくとも一方の単量体と、カルボキシル基またはエステ
ル基を含有する単量体との共重合体から構成するとよい
That is, the aluminum nitride powder compact according to the present invention is a nitride powder obtained by adding and mixing a binder, a dispersant, a plasticizer, and a solvent to aluminum nitride powder, and molding the resulting mixture into a predetermined shape. The aluminum powder compact is characterized in that the binder contains an acrylic copolymer or a mixture of an acrylic copolymer and polybutyl methacrylate. The acrylic copolymer polymer may be composed of a copolymer of at least one monomer of an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxy ester, and a monomer containing a carboxyl group or an ester group.

【0028】特にカルボキシル基を含有する単量体1〜
5モル%と、アクリル酸アルキルエステルおよびアクリ
ル酸アルコキシエステルの少なくとも一方の単量体99
〜95モル%との共重合体から成る窒化アルミニウム粉
末成形用バインダを使用するとよい。
In particular, monomers 1 to 1 containing carboxyl groups
5 mol% and at least one monomer of acrylic acid alkyl ester and acrylic acid alkoxy ester 99
An aluminum nitride powder molding binder comprising a copolymer with ~95 mol % of aluminum nitride may be used.

【0029】さらに上記分散剤としてアルキルエーテル
リン酸系界面活性剤およびアルキルエーテル酢酸系界面
活性剤の少なくとも一方から成る界面活性剤を含有させ
たことを特徴とする。
The present invention is further characterized in that the dispersant contains at least one of an alkyl ether phosphate surfactant and an alkyl ether acetic acid surfactant.

【0030】一方、本発明に係る窒化アルミニウム焼結
体の製造方法は、窒化アルミニウム粉末にバインダー、
分散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた
混合体を所定形状に成形して窒化アルミニウム粉末成形
体を形成した後に、得られた成形体を加熱焼結して成る
窒化アルミニウム焼結体の製造方法において、上記バイ
ンダーとしてアクリル系共重合高分子、またはアクリル
系共重合高分子とポリブチルメタクリレートとの混合物
を使用することを特徴とする。また上記分散剤としてア
ルキルエーテルリン酸系界面活性剤およびアルキルエー
テル酢酸系界面活性剤の少なくとも一方の界面活性剤を
使用することを特徴とする。
On the other hand, in the method for producing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, a binder and a binder are added to aluminum nitride powder.
Aluminum nitride is produced by adding and mixing a dispersant, plasticizer, and solvent, molding the resulting mixture into a predetermined shape to form an aluminum nitride powder compact, and then heating and sintering the resulting compact. The method for producing a sintered body is characterized in that an acrylic copolymer polymer or a mixture of an acrylic copolymer polymer and polybutyl methacrylate is used as the binder. Further, the present invention is characterized in that at least one of an alkyl ether phosphate surfactant and an alkyl ether acetic acid surfactant is used as the dispersant.

【0031】[0031]

【作用】アクリル系共重合高分子は、窒化アルミニウム
粉末へ分散性を付与するために、分子構造内に極性基で
あるアクリル酸基またはメタクリル酸基を有し、窒化ア
ルミニウム粉末の凝集を破壊する解膠剤として働くと同
時に、溶剤中への粉末の分散を促進する作用を有する。
[Action] Acrylic copolymer has polar acrylic acid or methacrylic acid groups in its molecular structure in order to impart dispersibility to aluminum nitride powder, and destroys agglomeration of aluminum nitride powder. It acts as a deflocculant and at the same time has the effect of promoting the dispersion of powder into a solvent.

【0032】しかしながらアクリル系共重合高分子内の
カルボキシル基、あるいは水酸基等の極性基は脱脂工程
において重合反応を起こし易い性質を有する。そのため
アクリル系共重合高分子は、窒化アルミニウムおよび導
体金属が酸化しない雰囲気中においては揮散しにくくな
り、成形体中に炭素分を残留させ易い欠点がある。この
残留炭素分は、その後の焼成工程で導体金属と反応して
高抵抗の化合物を形成するため、最終製品の導体抵抗を
増大させる場合もある。
However, polar groups such as carboxyl groups or hydroxyl groups in the acrylic copolymer have the property of easily causing a polymerization reaction during the degreasing process. Therefore, acrylic copolymer polymers have the disadvantage that they are difficult to volatilize in an atmosphere where aluminum nitride and conductive metals do not oxidize, and carbon content tends to remain in the molded product. This residual carbon reacts with the conductor metal in the subsequent firing process to form a high-resistance compound, which may increase the conductor resistance of the final product.

【0033】そこで非酸化雰囲気におけるバインダ成分
の熱分解性を良好に維持するために、アクリル系共重合
高分子内の極性基の含有量は5モル%以下に設定するこ
とが必要である。しかしながら、極性基を全く含有しな
いアクリル系共重合高分子は窒化アルミニウム粉末の分
散化力が極めて少なくなり、ある程度の分散化力を発揮
させるためには、少なくとも1モル%の極性基が必要で
ある。すなわち原料粉末の分散化も促進し、かつ非酸化
雰囲気中での熱分解性をも発揮させるためには、アクリ
ル系共重合高分子中に含有される極性基量は1〜5モル
%の範囲内に設定することが必要である。
[0033] Therefore, in order to maintain good thermal decomposition properties of the binder component in a non-oxidizing atmosphere, it is necessary to set the content of polar groups in the acrylic copolymer to 5 mol% or less. However, acrylic copolymer polymers that do not contain any polar groups have extremely low dispersing power for aluminum nitride powder, and at least 1 mol% of polar groups is required in order to exhibit a certain degree of dispersing power. . In other words, in order to promote the dispersion of the raw material powder and also exhibit thermal decomposition properties in a non-oxidizing atmosphere, the amount of polar groups contained in the acrylic copolymer polymer should be in the range of 1 to 5 mol%. It is necessary to set it within

【0034】上記アクリル系共重合高分子をバインダと
して単独に使用した場合に、原料粉末の高い分散性と、
バインダの高い熱分解性とが得られるが、より熱分解性
が優れたポリブチルメタクリレートと上記アクリル系共
重合高分子との混合物をバインダとして使用することに
より、残留炭素量をより低減でき、高品質の窒化アルミ
ニウム焼結体を製造することができる。
When the above acrylic copolymer polymer is used alone as a binder, high dispersibility of the raw material powder and
Although high thermal decomposability of the binder can be obtained, by using a mixture of polybutyl methacrylate, which has better thermal decomposition properties, and the above acrylic copolymer polymer as the binder, the amount of residual carbon can be further reduced, and the high thermal decomposability can be obtained. It is possible to produce high quality aluminum nitride sintered bodies.

【0035】ここで、ポリブチルメタクリレートは脱脂
時にほぼ完全に熱分解が進行し、残留炭素量が極めて少
ない利点があるものの、その含有量を増大させると、成
形体の密度比が低下し、焼結体とした場合の収縮量が増
大し寸法誤差が大きくなる欠点がある。
Here, although polybutyl methacrylate has the advantage that thermal decomposition proceeds almost completely during degreasing and the amount of residual carbon is extremely low, when its content is increased, the density ratio of the molded product decreases and sintering There is a drawback that the amount of shrinkage increases when it is made into a solid body, resulting in large dimensional errors.

【0036】そこでアクリル系共重合高分子とポリブチ
ルメタクリレートとの配合割合は、成形体に要求される
密度比および残留炭素量を勘案して決定される。すなわ
ちアクリル系共重合高分子97〜1モル%に対してポリ
ブチルメタクリレート3〜99モル%の範囲で決定され
る。
Therefore, the blending ratio of the acrylic copolymer and polybutyl methacrylate is determined by taking into consideration the density ratio and residual carbon content required for the molded article. That is, it is determined in the range of 3 to 99 mol% of polybutyl methacrylate to 97 to 1 mol% of the acrylic copolymer polymer.

【0037】またバインダとしてのアクリル系共重合高
分子は、アクリル酸アルキルエステルおよびアクリル酸
アルコキシエステルの少なくとも一方の単量体30〜9
9モル%と、カルボキシル基を含有する単量体70〜1
モル%とを共重合させて調製して共重合体から構成する
とよい。
The acrylic copolymer as a binder contains at least one monomer of acrylic acid alkyl ester and acrylic acid alkoxy ester.
9 mol% and 70 to 1 monomer containing carboxyl group
It is preferable to prepare a copolymer by copolymerizing mol % of mol%.

【0038】特に窒化アルミニウム粉末に対する分散化
力を保持するともに、非酸化雰囲気における良好な熱分
解性を有する窒化アルミニウム成形用バインダとして、
カルボキシル基を含有する単量体1〜5モル%と、アク
リル酸アルキルエステルおよびアクリル酸アルコキシエ
ステルの少なくとも一方の単量体99〜95モル%の共
重合体から成るバインダが有用である。
In particular, as a binder for aluminum nitride molding, it maintains dispersion power for aluminum nitride powder and has good thermal decomposition properties in a non-oxidizing atmosphere.
A binder comprising a copolymer of 1 to 5 mol % of a monomer containing a carboxyl group and 99 to 95 mol % of at least one of an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxy ester is useful.

【0039】上記アクリル系共重合高分子とポリブチル
メタクリレートとの混合物をバインダとして使用すると
、窒化アルミニウム粉末の非水系溶剤への分散性を低下
させずに高密度の成形体を形成することが可能であり、
また揮発性が優れているため、脱脂工程後の残留炭素量
が少ない成形体が得られる。
[0039] When the mixture of the acrylic copolymer and polybutyl methacrylate is used as a binder, it is possible to form a high-density compact without reducing the dispersibility of aluminum nitride powder in a non-aqueous solvent. and
Moreover, since it has excellent volatility, a molded article with a small amount of residual carbon after the degreasing process can be obtained.

【0040】特にアクリル系共重合高分子の割合をポリ
ブチルメタクリレートより相対的に低減することにより
、成形体密度および接着力の低下を招くことがなくなり
、多層基板の強度をより高めることができるとともに、
残留炭素量の低減により基板中の導体抵抗をより減少さ
せることができる。
In particular, by reducing the proportion of the acrylic copolymer polymer relative to that of polybutyl methacrylate, the density and adhesive strength of the molded product do not decrease, and the strength of the multilayer substrate can be further increased. ,
By reducing the amount of residual carbon, the conductor resistance in the substrate can be further reduced.

【0041】一方、分散剤として使用されるアルキルエ
ーテルリン酸系界面活性剤あるいはアルキルエーテル酢
酸系界面活性剤は、原料となる窒化アルミニウム粉末1
00重量部当り0.1〜2重量部程度の割合で添加され
る。これらの界面活性剤は、その固有の極性基により窒
化アルミニウム粉末表面に効果的に吸着し、その結果、
原料の窒化アルミニウム粉末は非水系の溶媒中に均一に
分散する。したがってこれらの界面活性剤を使用するこ
とにより、原料粉末が均一に分散したスラリーを得るこ
とができ、このスラリーを成形、乾燥することによって
高い密度を有する窒化アルミニウム粉末成形体が製造で
きるようになった。
On the other hand, the alkyl ether phosphate surfactant or alkyl ether acetate surfactant used as a dispersant is made from aluminum nitride powder 1, which is the raw material.
It is added at a ratio of about 0.1 to 2 parts by weight per 00 parts by weight. These surfactants effectively adsorb onto the aluminum nitride powder surface due to their inherent polar groups, resulting in
The raw material aluminum nitride powder is uniformly dispersed in a non-aqueous solvent. Therefore, by using these surfactants, it is possible to obtain a slurry in which the raw material powder is uniformly dispersed, and by molding and drying this slurry, it has become possible to manufacture aluminum nitride powder compacts with high density. Ta.

【0042】さらに高密度の窒化アルミニウム粉末成形
体を焼成して焼結する際に、焼成前後における寸法収縮
の割合が小さくなるため、寸法設計精度が高い窒化アル
ミニウム焼結体を得ることが可能となり、高品質のセラ
ミック基板を製造することができる。
Furthermore, when firing and sintering a high-density aluminum nitride powder compact, the proportion of dimensional shrinkage before and after firing becomes smaller, making it possible to obtain an aluminum nitride sintered body with high dimensional design accuracy. , high quality ceramic substrates can be manufactured.

【0043】[0043]

【実施例】次に本発明の実施例について添付図面を参照
してより具体的により具体的に説明する。
Embodiments Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

【0044】実施例として平均粒径1.5μmの窒化ア
ルミニウム粉末100重量部に対して、分散剤0.5重
量部、溶媒としてのトルエンアルコール混合液を100
重量部、可塑剤としてのフタル酸ジブチル5重量部を添
加し、さらにバインダーとしてのアクリル系共重合高分
子とポリブチルメタクリレートとの混合物を12重量部
添加した。アクリル系共重合高分子とポリブチルメタク
リレートとの混合比は80:20〜20:80まで変化
させた。上記組成の混合体をそれぞれボールミルで充分
に混合し、各スラリーを調製した。スラリー中に含まれ
る微小な気泡は減圧下で攪拌することにより完全に除去
した。こうして得られたスラリーを通常のテープキャス
ティング法により成形し、テープ状の窒化アルミニウム
粉末成形体(グリーンシート)を得た。次に得られたグ
リーンシートにタングステンペーストを印刷し、多層に
重ねて熱圧着した後に切断して多層基板成形体とし、得
られた成形体を窒素ガス雰囲気中で脱脂処理を行なった
。そして得られた各脱脂成形体について炭素量分析装置
を使用して残留炭素量を分析測定した。
As an example, 0.5 parts by weight of a dispersant and 100 parts by weight of a toluene alcohol mixture as a solvent were added to 100 parts by weight of aluminum nitride powder with an average particle size of 1.5 μm.
parts by weight, 5 parts by weight of dibutyl phthalate as a plasticizer, and further 12 parts by weight of a mixture of an acrylic copolymer and polybutyl methacrylate as a binder. The mixing ratio of the acrylic copolymer and polybutyl methacrylate was varied from 80:20 to 20:80. Each of the mixtures having the above compositions was sufficiently mixed in a ball mill to prepare each slurry. Fine air bubbles contained in the slurry were completely removed by stirring under reduced pressure. The slurry thus obtained was molded by a conventional tape casting method to obtain a tape-shaped aluminum nitride powder compact (green sheet). Next, a tungsten paste was printed on the obtained green sheet, and the green sheet was stacked in multiple layers and bonded under heat and pressure, and then cut into a multilayer substrate molded body.The obtained molded body was subjected to a degreasing treatment in a nitrogen gas atmosphere. Then, the amount of residual carbon was analyzed and measured for each of the obtained degreased molded bodies using a carbon amount analyzer.

【0045】また各脱脂成形体を1800℃で3時間焼
結し、得られた焼結体の密度に対する脱脂成形体の密度
の比(成形体密度比)を測定した。
Each degreased molded body was sintered at 1800° C. for 3 hours, and the ratio of the density of the degreased molded body to the density of the obtained sintered body (molded body density ratio) was measured.

【0046】一方比較例としてアクリル系共重合高分子
のみを12重量部添加した窒化アルミニウム粉末成形体
を同一工程で調製し、さらに実施例と同一条件で脱脂処
理して得られた脱脂成形体について同様に残留炭素量お
よび成形体密度比を測定した。
On the other hand, as a comparative example, an aluminum nitride powder compact to which only 12 parts by weight of acrylic copolymer was added was prepared in the same process, and further degreased under the same conditions as in the example. Similarly, the amount of residual carbon and the density ratio of the compact were measured.

【0047】以上の結果を図1および図2に示す。The above results are shown in FIGS. 1 and 2.

【0048】図1はバインダーの混合組成と成形体密度
比との関係を示すグラフであり、図2はバインダーの混
合組成と残留炭素量との関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the binder mixture composition and the compact density ratio, and FIG. 2 is a graph showing the relationship between the binder mixture composition and the amount of residual carbon.

【0049】図1から明らかなようにバインダーとして
のポリブチルメタクリレートの添加量を増加させると成
形体の密度比がやや低下する傾向が表われる。しかしポ
リブチルメタクリレートの混合比を80%程度と高めた
場合においても密度比は60%以上に保持されるため、
焼結後における収縮量は少なく、寸法精度が大きく低下
するおそれはない。
As is clear from FIG. 1, as the amount of polybutyl methacrylate added as a binder increases, the density ratio of the molded article tends to decrease somewhat. However, even when the mixing ratio of polybutyl methacrylate is increased to about 80%, the density ratio remains at 60% or more, so
The amount of shrinkage after sintering is small, and there is no risk of significant reduction in dimensional accuracy.

【0050】一方、図2から明らかなようにバインダー
としてのポリブチルメタクリレートの添加量を増大させ
ると、残留炭素量の低減効果が著しくなり、導体抵抗が
少ない基板を得ることができる。
On the other hand, as is clear from FIG. 2, when the amount of polybutyl methacrylate added as a binder is increased, the effect of reducing the amount of residual carbon becomes remarkable, and a substrate with low conductor resistance can be obtained.

【0051】したがって焼成後の寸法精度の要求水準の
高低および導体抵抗の要求度合に応じてバインダーの混
合組成を最適値に設定することにより、成形体の密度比
を損うことなく残留炭素量を効果的に低減することがで
きる。
Therefore, by setting the binder mixture composition to an optimum value depending on the required level of dimensional accuracy after firing and the required degree of conductor resistance, the amount of residual carbon can be reduced without impairing the density ratio of the compact. can be effectively reduced.

【0052】なおアクリル系共重合高分子2重量部およ
びポリブチルメタクリレート10重量部をバインダーと
して添加し成形した窒化アルミニウム粉末成形体を前記
条件で脱脂、焼成して多層基板を製造し、X線回折にて
配線導体の分析を行なった結果、導体金属と炭素との化
合物は検出されず、導体抵抗が小さい高品質の多層基板
が得られていることが確認された。
[0052] An aluminum nitride powder compact formed by adding 2 parts by weight of an acrylic copolymer polymer and 10 parts by weight of polybutyl methacrylate as a binder was degreased and fired under the above conditions to produce a multilayer substrate, which was then subjected to X-ray diffraction analysis. As a result of analyzing the wiring conductor, no compound of conductor metal and carbon was detected, confirming that a high-quality multilayer board with low conductor resistance was obtained.

【0053】ここで本発明に係る窒化アルミニウム粉末
成形用バインダを構成するアクリル系共重合高分子の熱
分解性を確認するために実施した実験の結果を説明する
Here, the results of an experiment conducted to confirm the thermal decomposition properties of the acrylic copolymer constituting the binder for molding aluminum nitride powder according to the present invention will be explained.

【0054】すなわちカルボキシル基などの極性基を有
する単量体の割合をそれぞれ10,8,5,2,0モル
%とする一方、メタアクリル酸アルキルエステルの割合
を90,92,95,98,100モル%とした共重合
体から成る試料1〜5のバインダをそれぞれ調製した。 次に各バインダを所定量ずつ蒸発皿に分取して窒素を流
通させた加熱炉内に収容し、温度800℃で2時間加熱
処理して熱分解を起こさせ、各蒸発皿に残留した炭化物
の残留割合を測定して図3に示す結果を得た。
That is, the proportions of monomers having polar groups such as carboxyl groups are 10, 8, 5, 2, and 0 mol%, respectively, while the proportions of alkyl methacrylate are 90, 92, 95, 98, Samples 1 to 5 of binders each consisting of a copolymer with a concentration of 100 mol % were prepared. Next, a predetermined amount of each binder was placed in an evaporating dish, placed in a heating furnace through which nitrogen was passed, and heat-treated at a temperature of 800°C for 2 hours to cause thermal decomposition. The residual proportion of was measured and the results shown in FIG. 3 were obtained.

【0055】図3に示す結果から明らかなように、8〜
10モル%と多量の極性基を含有する試料1〜2のバイ
ンダは、炭化物の残留量が極めて多くなり、高品質の焼
結体を得ることが困難になる。一方、極性基の含有量が
5〜0モル%である試料3〜5のバインダは残留炭素量
が少ない。極性基を全く含有しない試料5のバインダが
最も残留炭化物量が少なく、2モル%の極性基を含有す
る試料4のバインダとほぼ同等であった。
As is clear from the results shown in FIG.
The binders of Samples 1 and 2 containing a large amount of polar groups (10 mol %) have an extremely large amount of residual carbide, making it difficult to obtain a high-quality sintered body. On the other hand, the binders of samples 3 to 5 in which the content of polar groups is 5 to 0 mol % have a small amount of residual carbon. The binder of sample 5, which does not contain any polar groups, had the smallest amount of residual carbide, and was almost equivalent to the binder of sample 4, which contained 2 mol % of polar groups.

【0056】しかしながら極性基を持たない試料5のバ
インダは、窒化アルミニウム粉末の分散化力をほとんど
有しておらず、窒化アルミニウム粉末成形用バインダと
しては不適当であった。したがって窒化アルミニウム粉
末の分散化を促進することが可能であり、なおかつ非酸
化性雰囲気中で優れた熱分解性を発揮させるためには、
バインダに含有させる極性基の量は1〜5モル%の範囲
に設定する必要性が確認された。
However, the binder of sample 5, which does not have a polar group, had almost no dispersing power for aluminum nitride powder, and was unsuitable as a binder for molding aluminum nitride powder. Therefore, in order to promote the dispersion of aluminum nitride powder and exhibit excellent thermal decomposition properties in a non-oxidizing atmosphere,
It was confirmed that the amount of polar groups contained in the binder needs to be set in the range of 1 to 5 mol%.

【0057】次に分散剤の効果について以下に従来の分
散剤を使用した場合と比較して説明する。
Next, the effect of the dispersant will be explained in comparison with the case where a conventional dispersant is used.

【0058】窒化アルミニウム粉末100重量部に対し
て、各種の界面活性剤をそれぞれ0.5重量部、および
有機溶媒800重量部を配合し、得られた混合液lにつ
いて沈降試験を実施し、窒化アルミニウム粉末の分散性
を調査した。
0.5 parts by weight of various surfactants and 800 parts by weight of an organic solvent were mixed with 100 parts by weight of aluminum nitride powder, and a sedimentation test was conducted on the resulting mixed solution l. The dispersibility of aluminum powder was investigated.

【0059】ここで沈降試験は図4に示すように断面積
Sが一定なメスシリンダ1に上記混合液lを満たして行
なう。メスシリンダ1内の上層部で殆ど原料粉末の分散
がない清澄な領域X1 と、メスシリンダ1内の中層部
で原料粉末の沈降が進み半濁状になった領域X2 と、
メスシリンダ1内の下層部で原料粉末の沈降圧密が進行
した領域X3 が形成され、領域X1 と領域X2 と
の境界となる沈降面α1 および領域X2 と領域X3
 との境界となる沈積面α2 は時間tとともに変化す
る。そして沈降面α1 、沈積面α2 のそれぞれの高
さHの静置時間tに対する変化曲線を得て、その傾きの
大小によって分散性の良否を判断するものである。沈降
面α1 の沈下速度が小さく、変化曲線の傾きが小さい
場合および沈積面α2 の増加速度が小さい場合に窒化
アルミニウム粉末の分散性が優れると判断できる。
Here, the sedimentation test is carried out by filling a graduated cylinder 1 with a constant cross-sectional area S with the above-mentioned mixed liquid 1, as shown in FIG. A clear region X1 in the upper layer of the measuring cylinder 1 where the raw material powder is hardly dispersed, and a region X2 in the middle layer of the measuring cylinder 1 where the raw material powder has settled and become semi-turbid.
In the lower part of the measuring cylinder 1, a region X3 is formed where the sedimentation and consolidation of the raw material powder has proceeded, and a sedimentation surface α1, which forms the boundary between the region X1 and the region X2, and the region X2 and the region X3 are formed.
The deposition surface α2, which is the boundary between the two changes with time t. Then, a change curve of the height H of each of the sedimentation surface α1 and the sedimentation surface α2 with respect to the standing time t is obtained, and the quality of the dispersibility is judged based on the magnitude of the slope. It can be determined that the dispersibility of the aluminum nitride powder is excellent when the sinking rate of the settling surface α1 is small, the slope of the change curve is small, and the increasing rate of the settling surface α2 is small.

【0060】そしてアルキルエーテルリン酸系界面活性
剤としてのジオキシエチレンアルキルエーテルリン酸を
添加したもの(実施例2)、アルキルエーテル酢酸系界
面活性剤としてのポリオキシエチレンアルキルエーテル
酢酸を添加したもの(実施例3)について混合液を調製
し、それぞれ沈降試験に供し図5および図6に示す結果
を得た。
[0060] And one to which dioxyethylene alkyl ether phosphoric acid was added as an alkyl ether phosphate surfactant (Example 2), and one to which polyoxyethylene alkyl ether acetic acid was added as an alkyl ether acetic acid surfactant. Mixed liquids were prepared for (Example 3) and subjected to a sedimentation test, and the results shown in FIGS. 5 and 6 were obtained.

【0061】一方比較のため、従来使用されていたアミ
ン系界面活性剤としてのポリオキシエチレンオレイルア
ミンを添加したもの(比較例2)、ソルビタン脂肪酸エ
ステル系のソルビタンセスキオレエートを添加したもの
(比較例3)、同じくポリオキシエチレンソルビタンモ
ノオレエートを添加したもの(比較例4)について混合
液を調製し、実施例2,3と同様に沈降試験を実施して
それぞれ図7〜図9に示す結果を得た。
On the other hand, for comparison, a sample containing polyoxyethylene oleylamine as a conventionally used amine surfactant (Comparative Example 2) and a sample containing sorbitan sesquioleate, which is a sorbitan fatty acid ester, were prepared (Comparative Example 2). 3) A mixed solution was prepared with the addition of polyoxyethylene sorbitan monooleate (Comparative Example 4), and a sedimentation test was conducted in the same manner as in Examples 2 and 3, with the results shown in Figures 7 to 9, respectively. I got it.

【0062】図5に示す通り分散剤としてジオキシエチ
レンアルキルエーテルリン酸を使用したときに沈降曲線
の傾きが最も小さく、原料粉末の沈降速度が遅く、粒子
の分散性が最も優れることがわかる。
As shown in FIG. 5, it can be seen that when dioxyethylene alkyl ether phosphoric acid is used as a dispersant, the slope of the sedimentation curve is the smallest, the sedimentation rate of the raw material powder is slow, and the dispersibility of the particles is the best.

【0063】また図6に示す通り、分散剤としてポリオ
キシエチレンアルキルエーテル酢酸を使用した場合につ
いても窒化アルミニウム粉末の溶媒への分散性が良好に
なることがわかる。
Further, as shown in FIG. 6, it can be seen that the dispersibility of the aluminum nitride powder in the solvent is also improved when polyoxyethylene alkyl ether acetic acid is used as the dispersant.

【0064】一方、図7〜図9に示すように分散剤とし
てアミン系やソルビタン脂肪酸エステル系界面活性剤を
使用した場合には沈降曲線の傾きが大きく、窒化アルミ
ニウム粉末の沈降速度が大であり、分散性が低いことが
判明する。
On the other hand, as shown in FIGS. 7 to 9, when an amine type or sorbitan fatty acid ester type surfactant is used as a dispersant, the slope of the sedimentation curve is large, and the sedimentation rate of the aluminum nitride powder is high. , it turns out that the dispersibility is low.

【0065】そして図5および図6に示すジオキシエチ
レンアルキルエーテルリン酸およびポリオキシエチレン
アルキルエーテル酢酸を窒化アルミニウム粉末に添加し
、溶媒中に均一に分散させた混合液を成形し、その密度
比を測定したところ、いずれも60%を超えていた。 そして、この成形体を焼成して焼成前後の収縮率のばら
つきを測定したところ、従来の1/2程度に低減するこ
とが可能となった。したがって、高精度な電子用セラミ
ックス基板の設計および製造が飛躍的に容易になり、電
子部品の小型化、高集積化に充分対応することができる
Then, the dioxyethylene alkyl ether phosphoric acid and polyoxyethylene alkyl ether acetic acid shown in FIGS. 5 and 6 were added to the aluminum nitride powder, and a mixed solution was formed by uniformly dispersing it in a solvent. When measured, they all exceeded 60%. Then, when this molded body was fired and the variation in shrinkage rate before and after firing was measured, it became possible to reduce it to about 1/2 of the conventional value. Therefore, the design and manufacture of high-precision electronic ceramic substrates becomes dramatically easier, and it is possible to sufficiently respond to miniaturization and high integration of electronic components.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る窒化アル
ミニウム焼結体の製造方法およびその製造方法において
使用される窒化アルミニウム粉末成形体、さらに粉末成
形体に使用されるバインダによれば、バインダーとして
成形体の強度を高めるアクリル系共重合高分子や揮散性
が優れたポリブチルメタクリレートと上記アクリル系共
重合高分子との混合物を用いているため、成形体の密度
を著しく低下させることなく、脱脂後において残留炭素
量が非常に少ない窒化アルミニウム粉末成形体を得るこ
とができる。
As explained above, according to the method for producing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, the aluminum nitride powder compact used in the production method, and the binder used in the powder compact, the binder Because we use a mixture of the acrylic copolymer polymer that increases the strength of the molded product and polybutyl methacrylate that has excellent volatility, and the above acrylic copolymer polymer, it does not significantly reduce the density of the molded product. It is possible to obtain an aluminum nitride powder compact having a very small amount of residual carbon after degreasing.

【0067】またこの窒化アルミニウム粉末成形体を使
用することにより、寸法精度が高く、導体抵抗が充分に
小さい高品質の多層基板を得ることができる。
Furthermore, by using this aluminum nitride powder compact, a high-quality multilayer substrate with high dimensional accuracy and sufficiently low conductor resistance can be obtained.

【0068】さらに分散剤としてアルキルエーテルリン
酸系界面活性剤やアルキルエーテル酢酸系界面活性剤を
使用しているため溶媒中における窒化アルミニウム粉末
の分散性が極めて優れ、高密度の窒化アルミニウム粉末
成形体を得ることが可能となり、またこの成形体を焼成
して焼結体とした場合には、収縮率が小さくなるため、
高い寸法精度を有する窒化アルミニウム焼結体が得られ
る。したがって高精度な設計が可能な電子用基板が容易
に得られる。
Furthermore, since an alkyl ether phosphate surfactant or an alkyl ether acetate surfactant is used as a dispersant, the dispersibility of the aluminum nitride powder in the solvent is extremely excellent, resulting in a high-density aluminum nitride powder compact. It is now possible to obtain
An aluminum nitride sintered body with high dimensional accuracy is obtained. Therefore, an electronic board that can be designed with high precision can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】バインダーの混合組成と成形体密度比との関係
を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between binder mixture composition and molded body density ratio.

【図2】バインダーの混合組成と残留炭素量との関係を
示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the binder mixture composition and the amount of residual carbon.

【図3】極性基量比と炭化物残留率との関係を示すグラ
フ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between polar group weight ratio and carbide residual rate.

【図4】沈降試験の実施方法を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of conducting a sedimentation test.

【図5】分散剤としてジオキシエチレンエーテルリン酸
を使用して調製した混合液について沈降試験を実施した
場合の沈降面高さおよび沈積面高さの経時変化を示すグ
ラフ。
FIG. 5 is a graph showing the height of the sedimentation surface and the change over time in the height of the sedimentation surface when a sedimentation test was performed on a mixed solution prepared using dioxyethylene ether phosphoric acid as a dispersant.

【図6】分散剤としてポリオキシエチレンアルキルエー
テル酢酸を使用して調製した混合液について沈降試験を
実施した場合の沈降面高さおよび沈積面高さの経時変化
を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the height of the sedimentation surface and the change over time in the height of the sedimentation surface when a sedimentation test was performed on a mixed solution prepared using polyoxyethylene alkyl ether acetic acid as a dispersant.

【図7】分散剤としてポリオキシエチレンオレイルアミ
ンを使用して調製した混合液について沈降試験を実施し
た場合の沈降面高さおよび沈積面高さの経時変化を示す
グラフ。
FIG. 7 is a graph showing the height of the sedimentation surface and the change over time in the height of the sedimentation surface when a sedimentation test is performed on a mixed liquid prepared using polyoxyethylene oleylamine as a dispersant.

【図8】分散剤としてソルビタンセスキオレエートを使
用して調製した混合液について沈降試験を実施した場合
の沈降面高さおよび沈積面高さの経時変化を示すグラフ
FIG. 8 is a graph showing the height of the sedimentation surface and the change over time in the height of the sedimentation surface when a sedimentation test was performed on a mixed liquid prepared using sorbitan sesquioleate as a dispersant.

【図9】分散剤としてポリオキシエチレンソルビタンモ
ノオレエートを使用して調製した混合液について沈降試
験を実施した場合の沈降面高さおよび沈積面高さの経時
変化を示すグラフ。
FIG. 9 is a graph showing the height of the sedimentation surface and the change over time in the height of the sedimentation surface when a sedimentation test was performed on a mixed liquid prepared using polyoxyethylene sorbitan monooleate as a dispersant.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  メスシリンダ l  混合液 α1   沈降面 α2   沈積面 1 Female cylinder l Mixed liquid α1 Sedimentation surface α2 Deposition surface

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  窒化アルミニウム粉末にバインダー、
分散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた
混合体を所定形状に成形してなる窒化アルミニウム粉末
成形体において、上記バインダーとしてアクリル系共重
合高分子、またはアクリル系共重合高分子とポリブチル
メタクリレートとの混合物を含有させたことを特徴とす
る窒化アルミニウム粉末成形体。
[Claim 1] A binder in aluminum nitride powder,
In an aluminum nitride powder compact formed by adding and mixing a dispersant, a plasticizer, and a solvent and molding the resulting mixture into a predetermined shape, an acrylic copolymer or an acrylic copolymer is used as the binder. An aluminum nitride powder compact containing a mixture of molecules and polybutyl methacrylate.
【請求項2】  アクリル系共重合高分子は、アクリル
酸アルキルエステルおよびアクリル酸アルコキシエステ
ルの少なくとも一方の単量体と、カルボキシル基を含有
する単量体との共重合体から成る請求項1記載の窒化ア
ルミニウム粉末成形体。
2. The acrylic copolymer polymer comprises a copolymer of at least one monomer of an acrylic acid alkyl ester and an acrylic acid alkoxy ester, and a monomer containing a carboxyl group. aluminum nitride powder compact.
【請求項3】  カルボキシル基を含有する単量体1〜
5モル%と、アクリル酸アルキルエステルおよびアクリ
ル酸アルコキシエステルの少なくとも一方の単量体99
〜95モル%との共重合体から成るアルミニウム粉末成
形用バインダ。
[Claim 3] Carboxyl group-containing monomers 1-
5 mol% and at least one monomer of acrylic acid alkyl ester and acrylic acid alkoxy ester 99
A binder for molding aluminum powder comprising a copolymer with ~95 mol%.
【請求項4】  窒化アルミニウム粉末にバインダー、
分散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた
混合体を所定形状に成形してなる窒化アルミニウム粉末
成形体において、上記分散剤としてアルキルエーテルリ
ン酸系界面活性剤およびアルキルエーテル酢酸系界面活
性剤の少なくとも一方から成る界面活性剤を含有させた
ことを特徴とする窒化アルミニウム粉末成形体。
[Claim 4] Aluminum nitride powder with a binder;
In an aluminum nitride powder compact obtained by adding and mixing a dispersant, a plasticizer, and a solvent and molding the resulting mixture into a predetermined shape, an alkyl ether phosphate surfactant and an alkyl ether acetic acid surfactant are used as the dispersant. 1. An aluminum nitride powder compact containing a surfactant consisting of at least one of a series of surfactants.
【請求項5】  窒化アルミニウム粉末にバインダー、
分散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた
混合体を所定形状に成形して窒化アルミニウム粉末成形
体を形成した後に、得られた成形体を加熱焼結して成る
窒化アルミニウム焼結体の製造方法において、上記バイ
ンダーとしてアクリル系共重合高分子、またはアクリル
系共重合高分子とポリブチルメタクリレートとの混合物
を使用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。
[Claim 5] A binder in aluminum nitride powder,
Aluminum nitride is produced by adding and mixing a dispersant, plasticizer, and solvent, molding the resulting mixture into a predetermined shape to form an aluminum nitride powder compact, and then heating and sintering the resulting compact. A method for producing an aluminum nitride sintered body, characterized in that the binder used is an acrylic copolymer polymer or a mixture of an acrylic copolymer polymer and polybutyl methacrylate.
【請求項6】  窒化アルミニウム粉末にバインダー、
分散剤、可塑材および溶剤を添加して混合し、得られた
混合体を所定形状に成形して窒化アルミニウム粉末成形
体を形成した後に、得られた成形体を加熱焼結して成る
窒化アルミニウム焼結体の製造方法において、上記分散
剤としてアルキルエーテルリン酸系界面活性剤およびア
ルキルエーテル酢酸系界面活性剤の少なくとも一方の界
面活性剤を使用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。
[Claim 6] A binder in aluminum nitride powder,
Aluminum nitride is produced by adding and mixing a dispersant, plasticizer, and solvent, molding the resulting mixture into a predetermined shape to form an aluminum nitride powder compact, and then heating and sintering the resulting compact. Production of an aluminum nitride sintered body, characterized in that the method for producing a sintered body uses at least one of an alkyl ether phosphate surfactant and an alkyl ether acetic acid surfactant as the dispersant. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000080320A (en) * 1998-09-07 2000-03-21 Kao Corp Paste resin composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180954A (en) * 1984-02-27 1985-09-14 株式会社東芝 Manufacture of aluminum nitirde green sheet
JPS6227368A (en) * 1985-07-24 1987-02-05 株式会社東芝 Non-oxide ceramic green sheet and manufacture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60180954A (en) * 1984-02-27 1985-09-14 株式会社東芝 Manufacture of aluminum nitirde green sheet
JPS6227368A (en) * 1985-07-24 1987-02-05 株式会社東芝 Non-oxide ceramic green sheet and manufacture

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000080320A (en) * 1998-09-07 2000-03-21 Kao Corp Paste resin composition

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