JPH08259329A - ＡｌＮ連続焼成炉 - Google Patents
ＡｌＮ連続焼成炉Info
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- JPH08259329A JPH08259329A JP7062448A JP6244895A JPH08259329A JP H08259329 A JPH08259329 A JP H08259329A JP 7062448 A JP7062448 A JP 7062448A JP 6244895 A JP6244895 A JP 6244895A JP H08259329 A JPH08259329 A JP H08259329A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＡｌＮ粉末を主成分とする成形体、又はその
表面及び／又は内部にＷを含む導体層が形成された前記
成形体の焼成を行うためのＡｌＮ連続焼成炉１００であ
って、脱バインダ処理を行う脱バインダゾーン１１と焼
成を行う焼成ゾーン１２とが連続的に配置され、その内
壁材２０の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％
以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下で、残部
がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避成分からなるアルミナ
耐火物が用いられているＡｌＮ連続焼成炉１００。 【効果】 ＡｌＮ焼結体自身に変色が無く、ＡｌＮ焼結
体内部または表面に形成された金属配線にも酸化や変色
の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に製造することが
できる。
表面及び／又は内部にＷを含む導体層が形成された前記
成形体の焼成を行うためのＡｌＮ連続焼成炉１００であ
って、脱バインダ処理を行う脱バインダゾーン１１と焼
成を行う焼成ゾーン１２とが連続的に配置され、その内
壁材２０の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％
以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下で、残部
がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避成分からなるアルミナ
耐火物が用いられているＡｌＮ連続焼成炉１００。 【効果】 ＡｌＮ焼結体自身に変色が無く、ＡｌＮ焼結
体内部または表面に形成された金属配線にも酸化や変色
の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に製造することが
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＡｌＮ連続焼成炉に関
し、より詳細には熱伝導性に優れ、絶縁基板、ヒートシ
ンク及び半導体用のパッケージの形成などに使用される
ＡｌＮ成形体を連続的に焼成する焼成炉に関する。
し、より詳細には熱伝導性に優れ、絶縁基板、ヒートシ
ンク及び半導体用のパッケージの形成などに使用される
ＡｌＮ成形体を連続的に焼成する焼成炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の高速化、高性能化及び
小型化が進む中で、半導体素子から発生する熱の拡散が
重要な技術課題となってきている。特に、例えばＩＣ、
ＬＳＩ、マイクロ波通信または光通信用のパワートラン
ジスタ、レーザダイオードなどの発熱量が多い素子が搭
載される基板においては、素子からの発熱により素子自
身及びその周辺の電子部品の温度が上昇することを防止
するため、高熱伝導性を有する基板の開発が必須の課題
となっている。
小型化が進む中で、半導体素子から発生する熱の拡散が
重要な技術課題となってきている。特に、例えばＩＣ、
ＬＳＩ、マイクロ波通信または光通信用のパワートラン
ジスタ、レーザダイオードなどの発熱量が多い素子が搭
載される基板においては、素子からの発熱により素子自
身及びその周辺の電子部品の温度が上昇することを防止
するため、高熱伝導性を有する基板の開発が必須の課題
となっている。
【０００３】従来から、絶縁基板材料には一般にアルミ
ナ焼結体が多く用いられてきたが、最近の絶縁基板材料
においては、前記した理由から、さらに良好な放熱特性
を有するものが要求されてきており、新たな高熱伝導性
基板材料の開発が望まれている。
ナ焼結体が多く用いられてきたが、最近の絶縁基板材料
においては、前記した理由から、さらに良好な放熱特性
を有するものが要求されてきており、新たな高熱伝導性
基板材料の開発が望まれている。
【０００４】最近、このような要求を満たし得る高熱伝
導性材料の一つとしてＡｌＮが注目されている。このＡ
ｌＮはアルミナの約１０倍という優れた熱伝導性を有す
るほか、基板材料に要求される諸特性、例えば電気抵抗
率、絶縁耐圧、比誘電率、機械強度及び熱膨張係数のＳ
ｉとのマッチングなどにおいてもアルミナ焼結体の諸特
性と同等以上であるため、基板、ヒートシンク、または
半導体パッケージなどの素材として積極的な研究開発が
進められている。
導性材料の一つとしてＡｌＮが注目されている。このＡ
ｌＮはアルミナの約１０倍という優れた熱伝導性を有す
るほか、基板材料に要求される諸特性、例えば電気抵抗
率、絶縁耐圧、比誘電率、機械強度及び熱膨張係数のＳ
ｉとのマッチングなどにおいてもアルミナ焼結体の諸特
性と同等以上であるため、基板、ヒートシンク、または
半導体パッケージなどの素材として積極的な研究開発が
進められている。
【０００５】前記ＡｌＮを主原料として半導体パッケー
ジを製造するには、まずＡｌＮの主原料粉末に焼結助剤
とバインダなどを添加して混合しスラリーを形成し、得
られたスラリーを用いてドクターブレード法などにより
グリーンシートを形成する。次に、形成されたグリーン
シートにＷやＭｏなどの導電性金属による配線パターン
を印刷し、これを必要に応じて積層することにより多層
の成形体を形成する。次に、この成形体中に含まれる前
記バインダなどの有機物を分解、消失させるために脱バ
インダ処理を行い、その後焼成することにより焼結体を
製造する。
ジを製造するには、まずＡｌＮの主原料粉末に焼結助剤
とバインダなどを添加して混合しスラリーを形成し、得
られたスラリーを用いてドクターブレード法などにより
グリーンシートを形成する。次に、形成されたグリーン
シートにＷやＭｏなどの導電性金属による配線パターン
を印刷し、これを必要に応じて積層することにより多層
の成形体を形成する。次に、この成形体中に含まれる前
記バインダなどの有機物を分解、消失させるために脱バ
インダ処理を行い、その後焼成することにより焼結体を
製造する。
【０００６】また、前記スラリーをスプレードライヤー
などを用いて乾燥、造粒した後に成形を行い、所定形状
の成形体を作製し、脱バインダ、焼成した後、焼結体表
面に配線を形成する方法もある。
などを用いて乾燥、造粒した後に成形を行い、所定形状
の成形体を作製し、脱バインダ、焼成した後、焼結体表
面に配線を形成する方法もある。
【０００７】焼成後の配線パターン上には、通常半導体
チップと基板上の配線とをワイヤボンディングなどの方
法により電気的に接続するために、さらにＡｕなどのメ
ッキ処理を施す。ヒートシンクや基板の製造において
は、上記工程のうち、配線等の導電性被膜の形成工程を
必要としない場合もある。
チップと基板上の配線とをワイヤボンディングなどの方
法により電気的に接続するために、さらにＡｕなどのメ
ッキ処理を施す。ヒートシンクや基板の製造において
は、上記工程のうち、配線等の導電性被膜の形成工程を
必要としない場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に、ＡｌＮ焼結体
の製造には１６００〜１８００℃における高温焼成が必
要であり、またＡｌＮは酸素を構成元素に含まない非酸
化物系セラミックスであるので、酸化性雰囲気で焼成を
行った場合、ＡｌＮ自身やＡｌＮ焼結体内部または表面
に形成された金属配線が酸化される虞があるため、非酸
化性雰囲気下で焼成する必要がある。そのため、ＡｌＮ
焼成に用いる焼成炉として通常は高温の非酸化性雰囲気
下で使用可能なカーボン炉や金属炉などが使用されてき
た。しかし、カーボン炉においてＡｌＮを焼成する場合
は炉の内壁やヒーターに使用されているカーボン材によ
りＡｌＮ内部または表面に形成された金属配線が炭化さ
れ、電気抵抗が増加するため、例えば特開平２−１６７
８６３号公報に提案されているようにＢＮの容器内にＡ
ｌＮを封入する方法などが必要になり、また炉内がカー
ボン雰囲気のため脱バインダが困難であることから大量
生産に不向きという問題があった。また、金属炉は熱膨
張、収縮が激しく、大型の炉や連続焼成炉を製造するこ
とが困難であるため、大量生産用の大型炉を構成するに
は不向きという課題があった。また、いずれの炉も高価
でエネルギー効率が悪く、また脱バインダと焼成の連続
処理が困難であるという課題があった。
の製造には１６００〜１８００℃における高温焼成が必
要であり、またＡｌＮは酸素を構成元素に含まない非酸
化物系セラミックスであるので、酸化性雰囲気で焼成を
行った場合、ＡｌＮ自身やＡｌＮ焼結体内部または表面
に形成された金属配線が酸化される虞があるため、非酸
化性雰囲気下で焼成する必要がある。そのため、ＡｌＮ
焼成に用いる焼成炉として通常は高温の非酸化性雰囲気
下で使用可能なカーボン炉や金属炉などが使用されてき
た。しかし、カーボン炉においてＡｌＮを焼成する場合
は炉の内壁やヒーターに使用されているカーボン材によ
りＡｌＮ内部または表面に形成された金属配線が炭化さ
れ、電気抵抗が増加するため、例えば特開平２−１６７
８６３号公報に提案されているようにＢＮの容器内にＡ
ｌＮを封入する方法などが必要になり、また炉内がカー
ボン雰囲気のため脱バインダが困難であることから大量
生産に不向きという問題があった。また、金属炉は熱膨
張、収縮が激しく、大型の炉や連続焼成炉を製造するこ
とが困難であるため、大量生産用の大型炉を構成するに
は不向きという課題があった。また、いずれの炉も高価
でエネルギー効率が悪く、また脱バインダと焼成の連続
処理が困難であるという課題があった。
【０００９】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、ＡｌＮ焼結体自身に変色や反りを生じさせず、また
前記ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成されたＷ金属配
線に酸化や変色を生じさせず、大量かつ安価に脱バイン
ダ処理、焼成を連続的に行うことが可能なＡｌＮ連続焼
成炉を提供することを目的としている。
り、ＡｌＮ焼結体自身に変色や反りを生じさせず、また
前記ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成されたＷ金属配
線に酸化や変色を生じさせず、大量かつ安価に脱バイン
ダ処理、焼成を連続的に行うことが可能なＡｌＮ連続焼
成炉を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るＡｌＮ連続焼成炉は、ＡｌＮ粉末を主成
分とする成形体、又はその表面及び／又は内部にＷを含
む導体層が形成された前記成形体の焼成を行うためのＡ
ｌＮ連続焼成炉において、脱バインダ処理を行う脱バイ
ンダゾーンと焼成を行う焼成ゾーンとが連続的に配置さ
れ、その内壁材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５
重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下
で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避的成分からな
るアルミナ耐火物が用いられていることを特徴としてい
る。
に本発明に係るＡｌＮ連続焼成炉は、ＡｌＮ粉末を主成
分とする成形体、又はその表面及び／又は内部にＷを含
む導体層が形成された前記成形体の焼成を行うためのＡ
ｌＮ連続焼成炉において、脱バインダ処理を行う脱バイ
ンダゾーンと焼成を行う焼成ゾーンとが連続的に配置さ
れ、その内壁材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５
重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下
で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避的成分からな
るアルミナ耐火物が用いられていることを特徴としてい
る。
【００１１】
【作用】炉壁、台板などの材料については、前記問題点
からカーボンや金属の使用が困難であるため、セラミッ
クスの連続焼成炉に用いられる材料として一般的である
セラミックス耐火物のうち、ＡｌＮを焼成する際の温
度、雰囲気などの諸条件を考慮した上で、本発明者らは
アルミナ耐火物について検討を行った。アルミナ耐火物
に含まれる化学成分としては、主成分のＡｌ2 Ｏ3 の他
にＳｉＯ2 、Ｆｅ2Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏな
どがある。ＡｌＮの焼結温度域である１６００℃以上に
おける上記化学成分の蒸気圧は、主成分のＡｌ2 Ｏ3 が
１０-20 ａｔｍ程度であるのに対し、それ以外のＳｉＯ
2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏは１０-2〜
１０-10 ａｔｍとかなり高い。
からカーボンや金属の使用が困難であるため、セラミッ
クスの連続焼成炉に用いられる材料として一般的である
セラミックス耐火物のうち、ＡｌＮを焼成する際の温
度、雰囲気などの諸条件を考慮した上で、本発明者らは
アルミナ耐火物について検討を行った。アルミナ耐火物
に含まれる化学成分としては、主成分のＡｌ2 Ｏ3 の他
にＳｉＯ2 、Ｆｅ2Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏな
どがある。ＡｌＮの焼結温度域である１６００℃以上に
おける上記化学成分の蒸気圧は、主成分のＡｌ2 Ｏ3 が
１０-20 ａｔｍ程度であるのに対し、それ以外のＳｉＯ
2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏは１０-2〜
１０-10 ａｔｍとかなり高い。
【００１２】そこで本発明者らが、前記焼成温度域にお
いてＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏ
より発生する蒸気とＡｌＮまたは配線材料として一般的
なＷ、Ｍｏとの反応性について調査を行ったところ、上
記化学成分は蒸発した後ＡｌＮ表面に堆積したり、Ａｌ
Ｎまたはその内部の焼結助剤と反応してＣａＡｌ4 Ｏ
7 、ＣａＡｌ12Ｏ19、Ａｌ5 Ｙ3 Ｏ12、ＭｇＡｌ2 Ｏ
4 、（Ａｌ，Ｓｉ）5 Ｙ3Ｏ12、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎな
どのアルミニウム複合酸化物を形成し、これらの結果、
ＡｌＮ焼結体表面を変色させたり、あるいは焼結体に反
りを発生させることが判明した。また、Ｆｅ2 Ｏ3 が存
在すると配線表面にＦｅ7 Ｗ6 などの化合物が生成し、
そのために配線の変色や電気抵抗の増加が起こることが
判明した。一般にＡｌ2 Ｏ3 耐火物中には不純物として
主としてＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 が存在する。従って、焼
成炉に用いる耐火物、特に焼成炉の内部において１００
０℃以上になる高温部にはＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 が一定
量以下であるＡｌ2 Ｏ3 耐火物を用いる必要がある。
いてＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ2 Ｏ
より発生する蒸気とＡｌＮまたは配線材料として一般的
なＷ、Ｍｏとの反応性について調査を行ったところ、上
記化学成分は蒸発した後ＡｌＮ表面に堆積したり、Ａｌ
Ｎまたはその内部の焼結助剤と反応してＣａＡｌ4 Ｏ
7 、ＣａＡｌ12Ｏ19、Ａｌ5 Ｙ3 Ｏ12、ＭｇＡｌ2 Ｏ
4 、（Ａｌ，Ｓｉ）5 Ｙ3Ｏ12、Ｓｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎな
どのアルミニウム複合酸化物を形成し、これらの結果、
ＡｌＮ焼結体表面を変色させたり、あるいは焼結体に反
りを発生させることが判明した。また、Ｆｅ2 Ｏ3 が存
在すると配線表面にＦｅ7 Ｗ6 などの化合物が生成し、
そのために配線の変色や電気抵抗の増加が起こることが
判明した。一般にＡｌ2 Ｏ3 耐火物中には不純物として
主としてＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 が存在する。従って、焼
成炉に用いる耐火物、特に焼成炉の内部において１００
０℃以上になる高温部にはＳｉＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 が一定
量以下であるＡｌ2 Ｏ3 耐火物を用いる必要がある。
【００１３】ヒーターの材質については、非酸化性雰囲
気において１７００℃程度まで使用可能であり、ＡｌＮ
や配線金属に影響しなければよく、例えばＷ、Ｍｏ、ま
たはこれらの合金が使用可能である。また、１３００℃
程度までの低温度領域ではヒーターの材質としてＳｉＣ
などが使用可能である。
気において１７００℃程度まで使用可能であり、ＡｌＮ
や配線金属に影響しなければよく、例えばＷ、Ｍｏ、ま
たはこれらの合金が使用可能である。また、１３００℃
程度までの低温度領域ではヒーターの材質としてＳｉＣ
などが使用可能である。
【００１４】本発明のＡｌＮ連続焼成炉によれば、焼成
炉の内壁、台板、レールなど焼成炉の内部に使用する耐
火物にはＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、Ｆｅ2
Ｏ3の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3
及びその他の不可避的成分からなるアルミナ耐火物が使
用されているので、ＡｌＮ焼結体自身に変色が無く、ま
たＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金属配線に
酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に製造
することが可能となる。
炉の内壁、台板、レールなど焼成炉の内部に使用する耐
火物にはＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、Ｆｅ2
Ｏ3の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3
及びその他の不可避的成分からなるアルミナ耐火物が使
用されているので、ＡｌＮ焼結体自身に変色が無く、ま
たＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金属配線に
酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に製造
することが可能となる。
【００１５】また、前記脱バインダゾーンと前記焼成ゾ
ーンが連続的に配置されており、脱バインダ処理と焼成
とを連続的に行うことが可能となっている。
ーンが連続的に配置されており、脱バインダ処理と焼成
とを連続的に行うことが可能となっている。
【００１６】
【実施例及び比較例】図１は、本発明の実施例に係るＡ
ｌＮ連続焼成炉１００を示した模式的断面図である。Ａ
ｌＮ連続焼成炉１００においては脱バインダゾーン１１
と焼成ゾーン１２とが連続的に配置されており、焼成ゾ
ーン１２には雰囲気ガスを導入するガス導入管３と雰囲
気ガスを排出するガス排出管４とが接続され、脱バイン
ダゾーン１１には雰囲気ガスを導入するガス導入管１と
雰囲気ガスを排出するガス排出管２とが接続されてい
る。脱バインダゾーン１１と焼成ゾーン１２との間には
雰囲気遮断機構９が構成されており、それぞれの雰囲気
が混ざり合わないよう、例えばＭｏ等の高融点金属や高
純度のアルミナ耐火物等を材料にして形成されたシャッ
ターや、Ｎ2 等の不活性ガスを上部から導入し、該不活
性ガスをガス排出管４から排出することにより機能する
ガスカーテン等により仕切られている。また、試料５が
脱バインダゾーン１１に搬入される入口８や試料５が焼
成ゾーン１２から搬出される出口１０にも同じくシャッ
ターやガスカーテン等からなる雰囲気遮断機構が配設さ
れている。
ｌＮ連続焼成炉１００を示した模式的断面図である。Ａ
ｌＮ連続焼成炉１００においては脱バインダゾーン１１
と焼成ゾーン１２とが連続的に配置されており、焼成ゾ
ーン１２には雰囲気ガスを導入するガス導入管３と雰囲
気ガスを排出するガス排出管４とが接続され、脱バイン
ダゾーン１１には雰囲気ガスを導入するガス導入管１と
雰囲気ガスを排出するガス排出管２とが接続されてい
る。脱バインダゾーン１１と焼成ゾーン１２との間には
雰囲気遮断機構９が構成されており、それぞれの雰囲気
が混ざり合わないよう、例えばＭｏ等の高融点金属や高
純度のアルミナ耐火物等を材料にして形成されたシャッ
ターや、Ｎ2 等の不活性ガスを上部から導入し、該不活
性ガスをガス排出管４から排出することにより機能する
ガスカーテン等により仕切られている。また、試料５が
脱バインダゾーン１１に搬入される入口８や試料５が焼
成ゾーン１２から搬出される出口１０にも同じくシャッ
ターやガスカーテン等からなる雰囲気遮断機構が配設さ
れている。
【００１７】そして内壁材２０のうち特に高温となる内
壁２１を下記の表１に示した化学成分からなるアルミナ
耐火物により構成した。
壁２１を下記の表１に示した化学成分からなるアルミナ
耐火物により構成した。
【００１８】このように構成されたＡｌＮ連続焼成炉１
００により試料５の脱バインダ及び焼成を行うには、ま
ずガス導入管１、３からそれぞれ所要のガスを導入し、
ガス排出管２、４から不要になったガスを排出し、脱バ
インダゾーン１１、焼成ゾーン１２をそれぞれの用途に
適した雰囲気にする。その後、台板搬送用レール７上に
配置された台板６に試料５を設置し、図中矢印方向に移
動させる。試料５は入口８に設けられたガスカーテン等
を通過し、脱バインダゾーン１１に入り、脱バインダ処
理がなされて雰囲気遮断機構９を構成するガスカーテン
等を通過し、焼成ゾーン１２に入って焼成処理がなさ
れ、出口１０に設けられたガスカーテン等を通過し、搬
出される。
００により試料５の脱バインダ及び焼成を行うには、ま
ずガス導入管１、３からそれぞれ所要のガスを導入し、
ガス排出管２、４から不要になったガスを排出し、脱バ
インダゾーン１１、焼成ゾーン１２をそれぞれの用途に
適した雰囲気にする。その後、台板搬送用レール７上に
配置された台板６に試料５を設置し、図中矢印方向に移
動させる。試料５は入口８に設けられたガスカーテン等
を通過し、脱バインダゾーン１１に入り、脱バインダ処
理がなされて雰囲気遮断機構９を構成するガスカーテン
等を通過し、焼成ゾーン１２に入って焼成処理がなさ
れ、出口１０に設けられたガスカーテン等を通過し、搬
出される。
【００１９】脱バインダゾーン１１及び焼成ゾーン１２
中には常に図中矢印Ａ方向とほぼ逆方向に雰囲気ガスが
流れており、脱バインダゾーン１１において試料５から
揮発したガスが焼成ゾーン１２に流出することはない。
中には常に図中矢印Ａ方向とほぼ逆方向に雰囲気ガスが
流れており、脱バインダゾーン１１において試料５から
揮発したガスが焼成ゾーン１２に流出することはない。
【００２０】脱バインダゾーン１１と焼成ゾーン１２の
雰囲気が同一の場合にはガス排出管４及びガス導入管１
が不要な場合もあり、その場合、雰囲気遮断機構９も必
要とされない。試料５及び台板６の搬送には例えばプッ
シャー方式やウォーキングビーム方式などを利用するこ
とにより、連続した搬送が可能となる。
雰囲気が同一の場合にはガス排出管４及びガス導入管１
が不要な場合もあり、その場合、雰囲気遮断機構９も必
要とされない。試料５及び台板６の搬送には例えばプッ
シャー方式やウォーキングビーム方式などを利用するこ
とにより、連続した搬送が可能となる。
【００２１】次に、このように構成されたＡｌＮ連続焼
成炉１００を用いてＡｌＮ焼結体を形成した結果につい
て説明する。
成炉１００を用いてＡｌＮ焼結体を形成した結果につい
て説明する。
【００２２】はじめにＡｌＮ原料粉（平均粒径２．９μ
ｍ、酸素含有量０．８５重量％）に焼結助剤として酸化
イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）を１．５重量％、炭酸カルシ
ウム（ＣａＣＯ3 ）を３重量％添加し、さらにバインダ
としてポリビニールブチラール（ＰＶＢ）を１２重量
％、溶剤としてトルエンを６０重量％添加して、ボール
ミル中で混合し、スラリーを調整した。次に、このスラ
リーを用い、ドクターブレード法によりグリーンシート
を作製し、さらに前記グリーンシートを積層、切断する
ことにより縦が３０ｍｍ、横が３０ｍｍ、厚さが５ｍｍ
のＡｌＮ成形体を作製した。次いで、メタライズ用Ｗペ
ーストをこの成形体上にスクリーン印刷によって所定の
パターン形状になるよう印刷した。この成形体を下記の
表１に示すアルミナ耐火物で構成された炉にて、Ｎ2 雰
囲気中７００℃で２時間保持し、バインダを除去した。
次いでＮ2 雰囲気中１６５０℃で４時間保持し、ＡｌＮ
焼結体を得た。
ｍ、酸素含有量０．８５重量％）に焼結助剤として酸化
イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）を１．５重量％、炭酸カルシ
ウム（ＣａＣＯ3 ）を３重量％添加し、さらにバインダ
としてポリビニールブチラール（ＰＶＢ）を１２重量
％、溶剤としてトルエンを６０重量％添加して、ボール
ミル中で混合し、スラリーを調整した。次に、このスラ
リーを用い、ドクターブレード法によりグリーンシート
を作製し、さらに前記グリーンシートを積層、切断する
ことにより縦が３０ｍｍ、横が３０ｍｍ、厚さが５ｍｍ
のＡｌＮ成形体を作製した。次いで、メタライズ用Ｗペ
ーストをこの成形体上にスクリーン印刷によって所定の
パターン形状になるよう印刷した。この成形体を下記の
表１に示すアルミナ耐火物で構成された炉にて、Ｎ2 雰
囲気中７００℃で２時間保持し、バインダを除去した。
次いでＮ2 雰囲気中１６５０℃で４時間保持し、ＡｌＮ
焼結体を得た。
【００２３】次に、製造されたＡｌＮ焼結体の密度及び
反りの状態を測定し、また該ＡｌＮ焼結体及びその表面
に形成された配線の外観を観察した。前記外観観察につ
いては、目視により変色が生じているか否かを判断し
た。前記反り状態の測定については、製造されたＡｌＮ
焼結体の対角線上に定規を置き、へこみ面の場合は前記
ＡｌＮ焼結体と定規との最大隙間寸法を、ふくれ面の場
合は両端隙間寸法を等しくした場合の隙間寸法を測定
し、対角線長さとの比率を求め、前記比率が０．０１以
上のものを反りが発生していると判断した。得られた焼
結体についての密度と外観と反り及びＷ配線の外観につ
いての結果を表１に示す。
反りの状態を測定し、また該ＡｌＮ焼結体及びその表面
に形成された配線の外観を観察した。前記外観観察につ
いては、目視により変色が生じているか否かを判断し
た。前記反り状態の測定については、製造されたＡｌＮ
焼結体の対角線上に定規を置き、へこみ面の場合は前記
ＡｌＮ焼結体と定規との最大隙間寸法を、ふくれ面の場
合は両端隙間寸法を等しくした場合の隙間寸法を測定
し、対角線長さとの比率を求め、前記比率が０．０１以
上のものを反りが発生していると判断した。得られた焼
結体についての密度と外観と反り及びＷ配線の外観につ
いての結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１から明らかなように、内壁材の主要部
に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3
の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及び
その他の不可避的成分からなるアルミナ耐火物が用いら
れているＡｌＮ連続焼成炉１００により得られたＡｌＮ
焼結体（実施例１〜４）は、緻密化されて密度が大きく
なっており、ＡｌＮ焼結体やＷ配線の外観についても表
面に変色がなく、反りの発生もなかった。
に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3
の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及び
その他の不可避的成分からなるアルミナ耐火物が用いら
れているＡｌＮ連続焼成炉１００により得られたＡｌＮ
焼結体（実施例１〜４）は、緻密化されて密度が大きく
なっており、ＡｌＮ焼結体やＷ配線の外観についても表
面に変色がなく、反りの発生もなかった。
【００２６】他方、比較例１に係るＡｌＮ連続焼成炉に
より得られたＡｌＮ焼結体では、耐火物中のＳｉＯ2 含
有量が０．５重量％を超えているためにＡｌＮ表面に変
色が生じたが、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量が０．５重量％以内で
あるため金属配線の変色は観察されなかった。また、比
較例２に係るＡｌＮ連続焼成炉により得られたＡｌＮ焼
結体では、耐火物中のＳｉＯ2 含有量が０．５重量％以
内であるためにＡｌＮ表面に変色は観察されなかった
が、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量が０．５重量％を超えているため
金属配線の変色が観察された。また、比較例３に係るＡ
ｌＮ連続焼成炉により得られたＡｌＮ焼結体では、Ｓｉ
Ｏ2 含有量及びＦｅ2 Ｏ3 含有量が共に０．５重量％を
超えているためにＡｌＮ表面の変色と金属配線の変色が
観察され、また反りが観察された。
より得られたＡｌＮ焼結体では、耐火物中のＳｉＯ2 含
有量が０．５重量％を超えているためにＡｌＮ表面に変
色が生じたが、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量が０．５重量％以内で
あるため金属配線の変色は観察されなかった。また、比
較例２に係るＡｌＮ連続焼成炉により得られたＡｌＮ焼
結体では、耐火物中のＳｉＯ2 含有量が０．５重量％以
内であるためにＡｌＮ表面に変色は観察されなかった
が、Ｆｅ2 Ｏ3 含有量が０．５重量％を超えているため
金属配線の変色が観察された。また、比較例３に係るＡ
ｌＮ連続焼成炉により得られたＡｌＮ焼結体では、Ｓｉ
Ｏ2 含有量及びＦｅ2 Ｏ3 含有量が共に０．５重量％を
超えているためにＡｌＮ表面の変色と金属配線の変色が
観察され、また反りが観察された。
【００２７】以上説明したように実施例に係るＡｌＮ連
続焼成炉１００にあっては、脱バインダ処理を行う脱バ
インダゾーン１１と焼成を行う焼成ゾーン１２とが連続
的に配置され、その内壁材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有
量が０．５重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重
量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避的成
分からなるアルミナ耐火物が用いられているので、容易
にしかも安く大型炉を構成することができ、また脱バイ
ンダ処理、焼成を連続的に行い、ＡｌＮ焼結体自身に変
色が無く、ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金
属配線にも酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ
安価に製造することができた。
続焼成炉１００にあっては、脱バインダ処理を行う脱バ
インダゾーン１１と焼成を行う焼成ゾーン１２とが連続
的に配置され、その内壁材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有
量が０．５重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重
量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及びその他の不可避的成
分からなるアルミナ耐火物が用いられているので、容易
にしかも安く大型炉を構成することができ、また脱バイ
ンダ処理、焼成を連続的に行い、ＡｌＮ焼結体自身に変
色が無く、ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金
属配線にも酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ
安価に製造することができた。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るＡｌＮ
連続焼成炉にあっては、ＡｌＮ粉末を主成分とする成形
体、又はその表面及び／又は内部にＷを含む導体層が形
成された前記成形体の焼成を行うためのＡｌＮ連続焼成
炉において、脱バインダ処理を行う脱バインダゾーンと
焼成を行う焼成ゾーンとが連続的に配置され、その内壁
材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、
Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ
2 Ｏ3 及びその他の不可避成分からなるアルミナ耐火物
が用いられているので、ＡｌＮ焼結体自身に変色が無
く、ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金属配線
にも酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に
製造することができる。
連続焼成炉にあっては、ＡｌＮ粉末を主成分とする成形
体、又はその表面及び／又は内部にＷを含む導体層が形
成された前記成形体の焼成を行うためのＡｌＮ連続焼成
炉において、脱バインダ処理を行う脱バインダゾーンと
焼成を行う焼成ゾーンとが連続的に配置され、その内壁
材の主要部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、
Ｆｅ2 Ｏ3 の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ
2 Ｏ3 及びその他の不可避成分からなるアルミナ耐火物
が用いられているので、ＡｌＮ焼結体自身に変色が無
く、ＡｌＮ焼結体内部または表面に形成された金属配線
にも酸化や変色の無いＡｌＮ焼結体を、大量かつ安価に
製造することができる。
【図１】本発明の実施例に係るＡｌＮ連続焼成炉を示し
た模式図である。
た模式図である。
【符号の説明】 ３ （焼成ゾーン雰囲気）ガス導入孔 ４ （焼成ゾーン雰囲気）ガス排出孔 １ （脱バインダゾーン雰囲気）ガス導入孔 ２ （脱バインダゾーン雰囲気）ガス排出孔 ５ 試料 ６ 台板 ７ 台板搬送用レール ８ 入口 ９ 雰囲気遮断機構 １０ 出口 １１ 脱バインダゾーン １２ 焼成ゾーン
Claims (1)
- 【請求項１】 ＡｌＮ粉末を主成分とする成形体、又は
その表面及び／又は内部にＷを含む導体層が形成された
前記成形体の焼成を行うためのＡｌＮ連続焼成炉におい
て、脱バインダ処理を行う脱バインダゾーンと焼成を行
う焼成ゾーンとが連続的に配置され、その内壁材の主要
部に、ＳｉＯ2 の含有量が０．５重量％以下、Ｆｅ2 Ｏ
3 の含有量が０．５重量％以下で、残部がＡｌ2 Ｏ3 及
びその他の不可避的成分からなるアルミナ耐火物が用い
られていることを特徴とするＡｌＮ連続焼成炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7062448A JPH08259329A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ＡｌＮ連続焼成炉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7062448A JPH08259329A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ＡｌＮ連続焼成炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259329A true JPH08259329A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=13200511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7062448A Pending JPH08259329A (ja) | 1995-03-22 | 1995-03-22 | ＡｌＮ連続焼成炉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08259329A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008110893A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Denso Corp | ハニカム構造体の焼成方法及び焼成装置 |
| CN102167595A (zh) * | 2010-12-04 | 2011-08-31 | 大埔县特陶科技有限公司 | 氧化铝陶瓷真空管壳壁厚超15mm产品脱蜡工艺的控制方法 |
-
1995
- 1995-03-22 JP JP7062448A patent/JPH08259329A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008110893A (ja) * | 2006-10-31 | 2008-05-15 | Denso Corp | ハニカム構造体の焼成方法及び焼成装置 |
| JP4661766B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2011-03-30 | 株式会社デンソー | ハニカム構造体の焼成方法及び焼成装置 |
| CN102167595A (zh) * | 2010-12-04 | 2011-08-31 | 大埔县特陶科技有限公司 | 氧化铝陶瓷真空管壳壁厚超15mm产品脱蜡工艺的控制方法 |
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