JPH0891960A

JPH0891960A - 回路基板用基材

Info

Publication number: JPH0891960A
Application number: JP6246812A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Kasori; 光男加曽利; Akihiro Horiguchi; 昭宏堀口; Katsuyoshi Oishi; 克嘉大石; Hiroyasu Sumino; 裕康角野; Fumio Ueno; 文雄上野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-09

Abstract

(57)【要約】【目的】高熱伝導性、低誘電率および高強度の回路基
板用基材を提供しようとするものである。【構成】主たる熱拡散の経路が熱拡散係数率０．３ｃ
ｍ²／ｓｅｃ以上、見掛け密度２．１０ｇ／ｃｍ³以
下、平均一次粒子径２．０μｍ以上、粒子間に平均直径
１．０μｍ以上のネックが形成された多孔質窒化アルミ
ニウム焼結体と前記焼結体の気孔に充填された有機物と
からなることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板に用いられる
基材に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路は、主にＩＣなどの素子、基
板、配線などで構成されている。近年、電子回路の高速
化、小型化、さらに大出力化が進み、素子の発熱量が無
視できない大きな値になっている。これに対応して、低
誘電率のガラスセラミックスや高熱伝導性の窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）からなる基材を備えた回路基板が開発
されている。

【０００３】回路基板に用いられる基材として要求され
る性能は多岐に亘っているが、特に重要ものは信号伝搬
速度を小さくするための低誘電率で、素子から発生する
熱を効率よく放散するための高熱伝導性、低電気抵抗の
配線材料を使用するための低温焼結性である。しかしな
がら、ＡｌＮ焼結体からなる基材は高熱伝導性ながらガ
ラスセラミックス製のものに比べて比誘電率が高く、焼
結温度が高くなる等の問題がある。

【０００４】ＡｌＮ焼結体からなる基材の低誘電率化の
手段としては、樹脂またはガラスなどの低誘電率材料に
ＡｌＮ粒子を分散させて高熱伝導性でかつ低誘電性を実
現することが試みられている。例えば、特開昭６１−２
８１０８８号公報や特開平３−３０３９２号公報には、
ポーラスなＡｌＮ焼結体と前記焼結体の気孔に充填され
た樹脂またはガラスとからなる低誘電率、高熱伝導率の
基材を備えた回路基板が開示されている。しかしなが
ら、前記基材は比誘電率を低減できるものの、ＡｌＮ粒
子間の接触だけでは熱の伝搬が不十分で熱伝導率が著し
く低下する。また、ＡｌＮ粒子の接触を十分にすると、
気孔率が小さくなるため、低誘電率化が実現できなくな
る。その結果、誘電率も熱伝導率も不十分で、特徴のな
い基材になってしまう。

【０００５】一方、Ｓ．Ｆ．Ｈｏｒｖａｔｈらの“Ａｄ
ｖａｎｃｅｄＩｎＣｅｒａｍｉｃｓ，Ｖｏｌ．２
６，Ｏｃｔ，１８−２１，１９８７”においては１ｗｔ
％の酸素を含むＡｌＮ粉末を１ｗｔ％のカーボンを添加
することによりＡｌＮの緻密化が起こらずに粒成長でき
ることが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多孔
質で高熱伝導率のＡｌＮ焼結体を熱拡散経路とし、かつ
有機物を前記ＡｌＮ焼結体の少なくとも表面の気孔に充
填した構造を有し、高熱伝導性、低誘電率および高強度
の回路基板用基材を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる回路基板
用基材は、主たる熱拡散の経路が熱拡散係数率０．３ｃ
ｍ²／ｓｅｃ以上、見掛け密度２．１０ｇ／ｃｍ³以
下、平均一次粒子径２．０μｍ以上、粒子間に平均直径
１．０μｍ以上のネックが形成された多孔質窒化アルミ
ニウム焼結体であり、前記焼結体の少なくとも表面の気
孔が有機物で充填されていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】前記多孔質焼結体の熱拡散係数を限定した
理由は、その値を０．３ｃｍ²／ｓｅｃ未満にすると高
熱伝導性の基材が得られなくなるからである。より好ま
しい前記多孔質焼結体の熱拡散係数は、０．３５ｃｍ²
／ｓｅｃ以上である。

【０００９】前記多孔質焼結体の見掛け密度を限定した
理由は、その値が２．１０ｇ／ｃｍ³を越えると、気孔
率か低下して前記有機物の充填量が相対的に低下して低
誘電率で高強度の基材を得ることができなくなる。より
好ましい前記多孔質焼結体の見掛け密度は２．００ｇ／
ｃｍ³以下である。

【００１０】前記多孔質焼結体の平均一次粒子径、粒子
間のネックの平均直径をそれぞれ２．０μｍ以上、１．
０μｍ以上に規定した理由は、これらの値未満にする
と、熱拡散率の高い基材が得られなくなるからである。
より好ましい前記多孔質焼結体の平均一次粒子径、粒子
間のネックの平均直径は、それぞれ２．５μｍ以上、
１．２μｍ以上である。

【００１１】前記有機物としては、特に制限されない
が、エポキシ系、ポリイミド系、ポリアミド系、アクリ
ル系、メタクリル系の樹脂等が適している。

【００１２】本発明に係わる回路基板用基材は、以下に
示す方法により製造される。

【００１３】よく知られているようにＡｌＮ焼結体の代
表的な製造方法としてはＡｌ₂Ｏ₃粉末と炭素粉末とを
混合し、窒素雰囲気中で焼成することによってＡｌ₂Ｏ
₃を還元窒化する方法がある。同様に本発明では、成形
体中に含まれる炭素が窒素雰囲気中での焼結途中にＡｌ
Ｎ原料中に不可避的に含まれる酸化アルミニウム不純物
を還元窒化してＡｌＮに変化させる。酸化アルミニウム
不純物が還元窒化されて消失すると、ＡｌＮは実質的に
緻密化しなくなる。この機構は明らかではないが、本発
明者らは焼結途中でのＡｌＮ中へのＡｌ₂Ｏ₃の固溶が
なくなることで、ＡｌＮ結晶粒中のＡｌ空孔濃度の増加
がなくなり、空孔を介しての拡散が起こり難くなり、そ
の結果として緻密化が進行しなくなるものと考えてい
る。このような条件では緻密化は起こらないものの、Ａ
ｌＮ結晶粒は粒子間の結合（ネック）が形成され、粒成
長が起こる。

【００１４】近年、得られるようになった微粉かつ低濃
度酸素のＡｌＮ粉末では、焼結助剤を添加せずに１８０
０℃以上の焼結でかなり緻密化し、理論密度の３．２６
ｇ／ｃｍ³に対して３．０ｇ／ｃｍ³以上に達する。本
発明者らの研究によれば、酸素不純物を含んだまま緻密
化させた焼結体は、緻密化しているものの、炭素添加し
て緻密化させずに焼結した場合よりも熱拡散率が低いこ
とを見出した。一般に、多孔質体の熱拡散率は見掛け密
度に比例して高くなる。すなわち、ＡｌＮの純度と形
状、さらにＡｌＮ粒間の結合が同じであれば、熱拡散率
は見掛け密度に比例して高くなる。本発明では、結晶途
中で熱拡散率に有害な酸素不純物を除去することにより
ＡｌＮ格子中への酸素固溶が起こらず、高純度なＡｌＮ
からなる焼結体を得ることができる。さらに焼結により
ＡｌＮ結晶粒間の結合（ネック）の形成が起こり、熱拡
散を容易にしていると考えられる。

【００１５】ＡｌＮ中への酸素固溶を図る手段の一つと
しては、ＡｌＮの格子定数の測定が挙げられる。発明者
らの研究によれば、酸素を例えば１．０ｗｔ％前後含有
しているＡｌＮ粉末を添加物なしで緻密化させると、Ａ
ｌＮの格子定数がＣ軸長が短くなり、Ａ軸長が僅かに長
くなった。これは、ＡｌＮ格子の窒素サイトに酸素が固
溶し、電荷のバランスを補償するためのＡｌ空孔が生成
するために、格子定数が変化するためであると考えられ
る。ＡｌＮの熱キャリアは、格子振動であり、ＡｌＮ空
孔は格子振動を散乱させ、熱拡散を妨げる。一方、炭素
を適量添加して焼結した場合は、格子定数の変化はな
く、ＡｌＮ格子中への酸素の固溶が殆ど起こっていない
と考えられる。したがって、本発明によれば酸素固溶量
の少ない、高熱拡散率の多孔質ＡｌＮ焼結体が得られ
る。

【００１６】上述した方法において、ＡｌＮを主成分と
し、炭素を含む成形体を収縮させることなく焼結し、一
方でＡｌＮ結晶粒の成長と結晶粒間の結合、つまりネッ
クの形成とを行うことにより熱伝導率の高い多孔質Ａｌ
Ｎ焼結体が得られる。このような多孔質ＡｌＮ焼結体の
少なくとも表面の気孔中に前述した樹脂のような有機物
を含浸（充填）させることで低誘電率化、機密性の付与
および強度の向上がなされたＡｌＮ−樹脂複合体（基
材）が製造される。この後、必要に応じて例えばドリル
などの穴あけ加工のような機械的、電気的および化学的
の各種後加工を行うことを許容する。

【００１７】前記ＡｌＮ粉末は、実質的にあらゆる入手
可能な粉末を用いることができるが、焼結性の観点から
不純物酸素量が０．２〜１．８重量％、平均一次粒子径
が３．５μｍ以下、より好ましくは０．１〜２．５μｍ
であることが望ましい。

【００１８】前記炭素は、炭素粉末を加えるか、または
有機物を添加し、非酸化性雰囲気中での焼成により炭化
させる方法で加えることができる。前記炭素粉末として
は、例えばカーボンブラック、グラファイト、無定形炭
素等を用いることができる。前記有機物としては、例え
ばアクリル系樹脂、パラフィン、セルロース、蔗糖、澱
粉などの粉体および／または液体を用いることができ
る。

【００１９】前記酸化アルミニウム不純物を還元窒化さ
せるに十分な炭素量とは、下記数１に示す反応式から計
算される炭素量の０．７５〜１．０２倍である。

【００２０】

【数１】前記反応式において、Ａｌ₂Ｏ₃はＡｌＮ粉末に含まれ
る酸素量をガス分析法により測定し、これをＡｌ₂Ｏ₃
に換算したものである。この範囲以下では、還元窒化が
十分に起こり得ず、ＡｌＮへの酸素の固溶やＡｌＮの緻
密化が起こる場合がある。一方、前記範囲を越えると、
炭素が焼結体に残存し、十分な電気絶縁性が得られない
場合が生じる。

【００２１】ＡｌＮと炭素を含む焼結体は、窒素雰囲気
中で１７００℃以上で焼結されるが、１７００℃では１
０時間以上、２０００℃では１０分間以上保持されるこ
とが好ましい。焼結工程は、単調に最高温度まで昇温す
ることができるが、Ａｌ₂Ｏ₃成分を効率よく還元窒化
するために、１５５０℃前後で１時間以上保持した後、
最高温度まで昇温することもできる。

【００２２】前記基材の製造において、通常のＡｌＮ焼
結助剤として使用されるＹ₂Ｏ₃などの希土類化合物、
ＣａＯなどのアルカリ土類化合物または遷移金属が添加
されることを許容する。ただし、これらの焼結助剤や遷
移金属を添加する場合には添加物自体が還元窒化されて
炭素を消費する場合があるため、それに応じて炭素量を
調節することが必要である。例えばＹ₂Ｏ₃を添加する
と、下記数２の反応式によりＹ₂Ｏ₃が還元窒化されて
ＹＮが生成される。

【００２３】

【数２】前記希土類化合物、アルカリ土類化合物または遷移金属
は、粉体または液体の形態で添加される。前記希土類化
合物としては、例えばＹ、Ｌａ、Ｃｅなどの酸化物、炭
化物、フッ化物、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、アルコ
キシド等が挙げられ、前記アルカリ土類化合物としては
例えばＣａ、Ｂａ、Ｓｒなどの酸化物、炭化物、フッ化
物、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、アルコキシド等が挙
げられる。また、希土類化合物、アルカリ土類化合物を
添加した後、希土類の硝酸塩をアルコールに溶解して添
加する等の種々の組み合わせが可能である。

【００２４】前記希土類化合物および／またはアルカリ
土類化合物は、ＡｌＮ粉末に対して０．５〜１０重量％
添加することが好ましい。

【００２５】

【作用】本発明によれば、ＡｌＮを主成分とし、緻密化
もしくは収縮させることなく焼結され、一方でＡｌＮ結
晶粒の成長と結晶粒間の結合であるネックの形成がなさ
れた、つまり主たる熱拡散の経路が熱拡散係数率０．３
ｃｍ²／ｓｅｃ以上、見掛け密度２．１０ｇ／ｃｍ³以
下、平均一次粒子径２．０μｍ以上、粒子間に平均直径
１．０μｍ以上のネックが形成された多孔質窒化アルミ
ニウム焼結体と前記焼結体の少なくとも表面の気孔に充
填された有機物とからなるため、熱拡散率が高く、かつ
低比誘電率（例えば７．０以下）で高強度（例えば１０
０ＭＰａ以上）である回路基板用基材を得ることができ
る。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００２７】（実施例１）まず、不純物酸素量０．９８
重量％、平均一次粒子径０．６μｍで格子定数がｃ軸４
９８．０５ｎｍ、ａ軸が３１１．３４ｎｍのＡｌＮ粉末
１００重量部に平均粒子径０．１μｍ、純度９９．９％
の炭素粉粉末０．７０重量部を加え、ボールミルを用い
て解砕、混合して原料粉末を調製した、つづいて、この
原料粉末にアクリル系バインダ５重量％を添加して造粒
した後、この造粒粉を５０ＭＰａの一軸加圧下で成形し
て圧粉体とした。この圧粉体を窒素ガス雰囲気中、７０
０℃まで加熱してアクリル系バインダを除去した。脱バ
インダ圧粉体はグリーン密度が１．８８ｇ／ｃｍ³であ
った。また、前記脱バインダ圧粉体の炭素量をガス分析
装置で測定した。その結果、０．８１重量％と増加して
いた。これは、バインダの一部が炭素として残留したた
めであると考えられる。

【００２８】次いで、前記脱バインダ圧粉体をｈ−ＢＮ
製の容器中にセットし、この容器をグラファイト炉内に
入れ、１気圧の窒素雰囲気中、１９００℃、１６時間焼
成することによりＡｌＮ焼結体を製造した。

【００２９】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が２．３％であった。

【００３０】前記焼結体の密度をアルキメデス法により
測定した。その結果、２．０２ｇ／ｃｍ³であり、焼結
前に比べて殆ど緻密化されていなかった。

【００３１】前記焼結体から直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ
の円板を切り出し、２１±２℃の室温下でＪＩＳ−Ｒ１
６１１に従ってレーザフラッシュ法により熱拡散率を測
定した。その結果、０．４４ｃｍ²／ｓｅｃであった。

【００３２】前記焼結体の一片を粉砕した後、Ｘ線回折
により構成相を調べた。その結果、ＡｌＮ以外の回折ピ
ークは見られなかった。また、焼結体のＡｌＮ格子定数
はｃ軸４９８．０６ｎｍ、ａ軸が３１１．１５ｎｍで原
料ＡｌＮ粉末と比べて殆ど変化していなかった。

【００３３】さらに、得られた焼結体の微細構造写真を
図１に示す。この図１から焼結体はＡｌＮ結晶粒が平均
約２〜５μｍまで成長しており、ＡｌＮ粒子間でネック
が形成され、ネックの直径は平均で約１．２μｍ以上で
あると見積もられた。

【００３４】次いで、前記ＡｌＮ焼結体を２液性エポキ
シ樹脂を減圧したで含浸させ、約１００℃、１時間硬化
させた。得られた複合材（回路基板用基材）をＪＩＳ−
Ｒ１６０１に従って４点曲げ強度を測定した。その結
果、平均強度は２３０ＭＰａであった。また、前記複合
材をＪＩＳ−Ｃ２１４１に従って１０ＭＨｚ、室温下で
の誘電率を測定した。その結果、５．６と通常のＡｌＮ
焼結体が８．５であるのに比べて十分に低い誘電率を有
することが確認された。

【００３５】（比較例１）実施例１と同様なＡｌＮ粉末
のみを用いた以外、同様な方法によりＡｌＮ焼結体を製
造した。なお、脱バインダ圧粉体はグリーン密度が１．
８８ｇ／ｃｍ³、残留炭素量が０．１２重量％であっ
た。

【００３６】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が１８．７％、密度が３．０１ｇ／ｃｍ³であった。

【００３７】前記焼結体から直径１０ｍｍ、厚さ３ｍｍ
の円板を切り出し、２１±２℃の室温下でＪＩＳ−Ｒ１
６１１に従ってレーザフラッシュ法により熱拡散率を測
定した。その結果、０．４０ｃｍ²／ｓｅｃであった。

【００３８】前記焼結体の一片を粉砕した後、Ｘ線回折
により構成相を調べた。その結果、ＡｌＮとグラファイ
トの回折ピークは見られた。また、焼結体のＡｌＮ格子
定数はｃ軸４９７．８７ｎｍ、ａ軸が３１１．１５ｎｍ
で原料ＡｌＮ粉末と比べてｃ軸長の変化が大きくかっ
た。これは、ＡｌＮ格子中への酸素固溶が原因であると
考えられる。

【００３９】（実施例２）実施例１と同様なＡｌＮ粉末
のみを用い、かつ焼結を２０００℃、１０分間行った以
外、同様な方法によりＡｌＮ焼結体を製造した。なお、
脱バインダ圧粉体はグリーン密度が１．８８ｇ／ｃ
ｍ³、残留炭素量が０．８１重量％であった。

【００４０】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が２．０％、密度が２．００ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．４２ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外の回折
ピークは見られなかった。

【００４１】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は１９０ＭＰａ、誘電率は５．６であるこ
とが確認された。

【００４２】（実施例３）実施例１と同様なＡｌＮ粉末
のみを用い、かつ焼結を１９００℃、１００時間間行っ
た以外、同様な方法によりＡｌＮ焼結体を製造した。な
お、脱バインダ圧粉体はグリーン密度が１．８８ｇ／ｃ
ｍ³、残留炭素量が０．８１重量％であった。

【００４３】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が２．８％、密度が２．０５ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．５６ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外の回折
ピークは見られなかった。

【００４４】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は２２０ＭＰａ、誘電率は５．３であるこ
とが確認された。

【００４５】（実施例４）実施例１と同様なＡｌＮ粉末
１００重量部に実施例１と同様な炭素粉末を１．１０重
量部および平均粒径０．１μｍで純度９９．９％のＹ₂
Ｏ₃を３重量部添加して原料粉末を調製した。この原料
粉末を実施例１と同様な方法により焼結することにより
ＡｌＮ焼結体を製造した。なお、脱バインダ圧粉体はグ
リーン密度が１．８９ｇ／ｃｍ³、残留炭素量が１．２
２重量％であった。

【００４６】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が２．２％、密度が２．０１ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．４０ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外に窒化
イッリウム（ＹＮ）の回折ピークは見られた。

【００４７】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は２０５ＭＰａ、誘電率は５．５であるこ
とが確認された。

【００４８】（実施例５）不純物酸素量０．４３重量
％、平均一次粒子径０．８μｍのＡｌＮ粉末１００重量
部に平均粒子径０．１μｍ、純度９９．９％の炭素粉粉
末０．２０重量部を加え、ボールミルを用いて解砕、混
合して原料粉末を調製した、つづいて、この原料粉末に
アクリル系バインダ５重量％を添加して造粒した後、こ
の造粒粉を５０ＭＰａの一軸加圧下で成形して圧粉体と
した。この圧粉体を窒素ガス雰囲気中、７００℃まで加
熱してアクリル系バインダを除去した。脱バインダ圧粉
体はグリーン密度が１．８５ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、前記脱バインダ圧粉体の炭素量をガス分析装置で測
定したところ、０．２９重量％と増加していた。これ
は、バインダの一部が炭素として残留したためであると
考えられる。次いで、前記脱バインダ圧粉体を実施例１
と同様に１気圧の窒素雰囲気中、１９００℃、１６時間
焼結することによりＡｌＮ焼結体を製造した。

【００４９】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が３．０％、密度が２．０３ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．４６ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮとクラファ
イトの回折ピークは見られた。

【００５０】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は１９５ＭＰａ、誘電率は５．４であるこ
とが確認された。

【００５１】（実施例６）不純物酸素量１．８０重量
％、平均一次粒子径０．６μｍのＡｌＮ粉末１００重量
部に平均粒子径０．１μｍ、純度９９．９％の炭素粉粉
末１．２５重量部を加え、ボールミルを用いて解砕、混
合して原料粉末を調製した、つづいて、この原料粉末に
パラフィン（バインダ）５重量％を添加して造粒した
後、この造粒粉を５０ＭＰａの一軸加圧下で成形して圧
粉体とした。この圧粉体を窒素ガス雰囲気中、７００℃
まで加熱してバインダを除去した。脱バインダ圧粉体は
グリーン密度が１．９０ｇ／ｃｍ³であった。また、前
記脱バインダ圧粉体の炭素量をガス分析装置で測定した
ところ、１．３５重量％と増加していた。次いで、前記
脱バインダ圧粉体を１気圧の窒素雰囲気中、１８００
℃、１６時間焼結することによりＡｌＮ焼結体を製造し
た。

【００５２】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が１．８％、密度が２．０１ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．３３ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外の回折
ピークは見られなかった。

【００５３】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は２１０ＭＰａ、誘電率は５．５であるこ
とが確認された。

【００５４】（実施例７）不純物酸素量１．２０重量
％、平均一次粒子径０．７μｍのＡｌＮ粉末１００重量
部に平均粒子径０．１μｍ、純度９９．９％のグラファ
イト炭素粉粉末０．８重量部を加え、ボールミルを用い
て解砕、混合して原料粉末を調製した、つづいて、この
原料粉末にパラフィン（バインダ）５重量％を添加して
造粒した後、この造粒粉を５０ＭＰａの一軸加圧下で成
形して圧粉体とした。この圧粉体を窒素ガス雰囲気中、
７００℃まで加熱してバインダを除去した。脱バインダ
圧粉体はグリーン密度が１．８８ｇ／ｃｍ³であった。
また、前記脱バインダ圧粉体の炭素量をガス分析装置で
測定したところ、０．９重量％と増加していた。次い
で、前記脱バインダ圧粉体を１気圧の窒素雰囲気中、１
９００℃、２４時間焼結することによりＡｌＮ焼結体を
製造した。

【００５５】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が２．５％、密度が２．０３ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．４９ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外の回折
ピークは見られなかった。

【００５６】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は２３５ＭＰａ、誘電率は５．７であるこ
とが確認された。

【００５７】（実施例８）実施例７と同様なＡｌＮ粉末
のみを用い、かつ焼結を１７００℃、１００時間行った
以外、同様な方法によりＡｌＮ焼結体を製造した。な
お、脱バインダ圧粉体はグリーン密度が１．８８ｇ／ｃ
ｍ³、残留炭素量が０．８１重量％であった。

【００５８】得られたＡｌＮ焼結体は白色を呈し、収縮
率が１．２％、密度が１．９５ｇ／ｃｍ³であった。ま
た、レーザフラッシュ法による熱拡散率は０．５６ｃｍ
²／ｓｅｃであった。前記焼結体の一片を粉砕した後、
Ｘ線回折により構成相を調べところ、ＡｌＮ以外の回折
ピークは見られなかった。

【００５９】また、得られたＡｌＮ焼結体に実施例１と
同様な方法により２液性エポキシ樹脂を含浸し、硬化さ
せて複合材（回路基板用基材）を作製し、この複合材を
ＪＩＳ−Ｒ１６０１に従う４点曲げ強度およびＪＩＳ−
Ｃ２１４１に従う誘電率をそれぞれ測定した。その結
果、平均強度は２１０ＭＰａ、誘電率は５．４であるこ
とが確認された。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば多
孔質で高熱伝導率のＡｌＮ焼結体を熱拡散経路とし、か
つ有機物を前記ＡｌＮ焼結体の気孔に充填した構造を有
し、高熱伝導性、低誘電率および高強度で高速、大出力
の回路基板に有用な基材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１で製造されたＡｌＮ焼結体の
微細粒子構造を示すＳＥＭ写真。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 1/03 ６１０Ｅ 7511−4Ｅ (72)発明者角野裕康神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者上野文雄神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主たる熱拡散の経路が熱拡散係数率０．
３ｃｍ²／ｓｅｃ以上、見掛け密度２．１０ｇ／ｃｍ³
以下、平均一次粒子径２．０μｍ以上、粒子間に平均直
径１．０μｍ以上のネックが形成された多孔質窒化アル
ミニウム焼結体であり、前記焼結体の少なくとも表面の
気孔が有機物で充填されていることを特徴とする回路基
板用基材。