JPH09124369A - 窒化アルミニウム焼結体 - Google Patents
窒化アルミニウム焼結体Info
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- JPH09124369A JPH09124369A JP6009341A JP934194A JPH09124369A JP H09124369 A JPH09124369 A JP H09124369A JP 6009341 A JP6009341 A JP 6009341A JP 934194 A JP934194 A JP 934194A JP H09124369 A JPH09124369 A JP H09124369A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】窒化アルミニウムを主体とし、Ｃａ及びＹを金
属酸化物として含有する窒化アルミニウム焼結体であっ
て、Ｃａ及びＹがそれぞれＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 に換算して
図１に示す点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ、望ましくは点Ａ、
Ｆ、Ｇ、ＨおよびＥを結ぶ線分で囲まれた範囲内にあ
り、粒界相が介在しているＡｌＮ結晶粒子間の２面角が
０°〜１２０°の範囲にある、熱伝導率が９０Ｗ／ｍ・
ｋ以上の焼結体を得る。 【効果】Ｃａ、Ｙの単独添加系に比較して熱伝導特性を
高めることができ、これにより特に半導体技術分野にお
ける基板などのニーズに十分対応しうる材料を提供する
ことができるのである。
属酸化物として含有する窒化アルミニウム焼結体であっ
て、Ｃａ及びＹがそれぞれＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 に換算して
図１に示す点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ、望ましくは点Ａ、
Ｆ、Ｇ、ＨおよびＥを結ぶ線分で囲まれた範囲内にあ
り、粒界相が介在しているＡｌＮ結晶粒子間の２面角が
０°〜１２０°の範囲にある、熱伝導率が９０Ｗ／ｍ・
ｋ以上の焼結体を得る。 【効果】Ｃａ、Ｙの単独添加系に比較して熱伝導特性を
高めることができ、これにより特に半導体技術分野にお
ける基板などのニーズに十分対応しうる材料を提供する
ことができるのである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱伝導性の高い窒化ア
ルミニウム焼結体に関する。
ルミニウム焼結体に関する。
【０００２】
【従来技術】窒化アルミニウム（以下、ＡｌＮという）
は安定で高温強度も高く、耐食性も優れているため各種
高温材料の中でも特に注目されているものの一つであ
る。
は安定で高温強度も高く、耐食性も優れているため各種
高温材料の中でも特に注目されているものの一つであ
る。
【０００３】近年、半導体素子の高集積度化が進むとと
もに基板の放熱性が重要視されてきているが、ＡｌＮを
主体とする焼結体は優れた熱伝導性と高い電気絶縁性を
有するため半導体素子用基板として脚光をあび、近時、
この焼結体の研究が盛んになってきている。
もに基板の放熱性が重要視されてきているが、ＡｌＮを
主体とする焼結体は優れた熱伝導性と高い電気絶縁性を
有するため半導体素子用基板として脚光をあび、近時、
この焼結体の研究が盛んになってきている。
【０００４】すなわち、ＡｌＮ粉末粒子は難焼結性であ
る単味では焼結し難いため、各種焼結助剤を添加する焼
結体の製造技術が検討されてきた。また、その原料粉末
となるＡｌＮは純度の高いものを調製することが困難で
あるが、その不純物が焼結性に影響するばかりか焼結体
の熱伝導率を低下させる原因となっていることが明らか
となってきており、特にその酸素含有率は焼結体の最終
密度に関係するものとされている。しかし、通常２重量
％以上の酸素含有量の粉末でないと理論密度近くまでは
緻密化しないとされ、ＡｌＮ本来の密度と熱伝導性及び
焼結性の良好な焼結体を得るには、純度の高いものを必
要とすると同時に不純物酸素をも必要とするという二律
背反の関係があった。このため、前述製造技術に見られ
る研究、開発の方向に対し、特殊の調製方法により酸素
含有量の少ないＡｌＮ粉末原料を調製し、これにアルカ
リ土類金属、Ｙ及びＬｎ族金属の化合物を配合すること
により純度の高いＡｌＮ粉末を使用する際の焼結性の低
下を補償すると共に、ＡｌＮの物性を損なわないものを
得るという高純度化焼結体を目指すものも発表されてい
る（例えば、前者の焼結助剤を添加するものについては
特開昭６０−１２７２６７号公報、後者の高純度化につ
いては特開昭６０−７１５７５号公報）。
る単味では焼結し難いため、各種焼結助剤を添加する焼
結体の製造技術が検討されてきた。また、その原料粉末
となるＡｌＮは純度の高いものを調製することが困難で
あるが、その不純物が焼結性に影響するばかりか焼結体
の熱伝導率を低下させる原因となっていることが明らか
となってきており、特にその酸素含有率は焼結体の最終
密度に関係するものとされている。しかし、通常２重量
％以上の酸素含有量の粉末でないと理論密度近くまでは
緻密化しないとされ、ＡｌＮ本来の密度と熱伝導性及び
焼結性の良好な焼結体を得るには、純度の高いものを必
要とすると同時に不純物酸素をも必要とするという二律
背反の関係があった。このため、前述製造技術に見られ
る研究、開発の方向に対し、特殊の調製方法により酸素
含有量の少ないＡｌＮ粉末原料を調製し、これにアルカ
リ土類金属、Ｙ及びＬｎ族金属の化合物を配合すること
により純度の高いＡｌＮ粉末を使用する際の焼結性の低
下を補償すると共に、ＡｌＮの物性を損なわないものを
得るという高純度化焼結体を目指すものも発表されてい
る（例えば、前者の焼結助剤を添加するものについては
特開昭６０−１２７２６７号公報、後者の高純度化につ
いては特開昭６０−７１５７５号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前者においては、その
焼結助剤として希土類元素成分を用いるものであり、こ
れはＡｌＮ結晶粒の粒界にＡｌＮ中の不純物酸素と希土
類元素成分とが反応して３Ｌｎ2 Ｏ3 ・５Ａｌ2 Ｏ
3 （Ｌｎ：希土類元素）の形で表せるガーネット構造化
合物やＬｎＡｌＯ3 の形で表せるペロブスカイト構造化
合物として存在し不純物酸素を固定するものであり、そ
の熱伝導率が従来の４０Ｗ／ｍ・ｋから８０Ｗ／ｍ・ｋ
程度まで高められているが、この程度の熱伝導率では高
集積度ＬＳＩや大口径、大容量Ｓｉウエハーの実装品で
発生するジュール熱を効果的に放熱するには未だ十分な
ものであるとは言い難い。そして、後者においては熱伝
導率は４２〜７９Ｗ／ｍ・ｋのものが示されているが前
者と同様十分ではない。
焼結助剤として希土類元素成分を用いるものであり、こ
れはＡｌＮ結晶粒の粒界にＡｌＮ中の不純物酸素と希土
類元素成分とが反応して３Ｌｎ2 Ｏ3 ・５Ａｌ2 Ｏ
3 （Ｌｎ：希土類元素）の形で表せるガーネット構造化
合物やＬｎＡｌＯ3 の形で表せるペロブスカイト構造化
合物として存在し不純物酸素を固定するものであり、そ
の熱伝導率が従来の４０Ｗ／ｍ・ｋから８０Ｗ／ｍ・ｋ
程度まで高められているが、この程度の熱伝導率では高
集積度ＬＳＩや大口径、大容量Ｓｉウエハーの実装品で
発生するジュール熱を効果的に放熱するには未だ十分な
ものであるとは言い難い。そして、後者においては熱伝
導率は４２〜７９Ｗ／ｍ・ｋのものが示されているが前
者と同様十分ではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
に鑑み鋭意研究とした結果、主成分のＡｌＮにＣａ酸化
物とＹ酸化物とを共に配合して得たＡｌＮ焼結体は該配
合成分の組成領域が特定の領域範囲にあるものはこれま
での焼結体に比して高い熱伝導性を有することを見出し
た。すなわち、ＡｌＮ焼結体において該配合両成分の含
有組成がそのＣａはＣａＯに換算し、且つ、ＹはＹ2 Ｏ
3 に換算して図１に示す２成分含有組成図において、 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｂ（ＣａＯ：３．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｃ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｄ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 で囲まれた範囲で含むものは高密度かつ９０Ｗ／ｍ・ｋ
以上の高い熱伝導特性を有すること、さらに上記点Ａ−
Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ａで囲まれた範囲内において、更に、 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｆ（ＣａＯ：１．８重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｇ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｈ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 で囲まれた範囲内のものは一層熱伝導特性に優れた１０
０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導性を有することを知見したも
のである。
に鑑み鋭意研究とした結果、主成分のＡｌＮにＣａ酸化
物とＹ酸化物とを共に配合して得たＡｌＮ焼結体は該配
合成分の組成領域が特定の領域範囲にあるものはこれま
での焼結体に比して高い熱伝導性を有することを見出し
た。すなわち、ＡｌＮ焼結体において該配合両成分の含
有組成がそのＣａはＣａＯに換算し、且つ、ＹはＹ2 Ｏ
3 に換算して図１に示す２成分含有組成図において、 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｂ（ＣａＯ：３．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｃ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｄ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 で囲まれた範囲で含むものは高密度かつ９０Ｗ／ｍ・ｋ
以上の高い熱伝導特性を有すること、さらに上記点Ａ−
Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ａで囲まれた範囲内において、更に、 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｆ（ＣａＯ：１．８重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｇ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｈ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 で囲まれた範囲内のものは一層熱伝導特性に優れた１０
０Ｗ／ｍ・ｋ以上の熱伝導性を有することを知見したも
のである。
【０００７】本発明者は高熱伝導化を考慮して種々の組
成範囲に亘り実験を繰り返しその物性を精査した結果、
上述組成範囲のものは従来のものに比し有効な特性のあ
ることを究明したものであるが、この結果、該Ｃａ化合
物、Ｙ化合物をＣａＯ、Ｙ2Ｏ3 に換算し（以下、該成
分は特に断らない限りＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 で表すことにす
る。）、その含有量はＡｌＮの焼結性と熱伝導性に影響
をおよぼすことが確認された。
成範囲に亘り実験を繰り返しその物性を精査した結果、
上述組成範囲のものは従来のものに比し有効な特性のあ
ることを究明したものであるが、この結果、該Ｃａ化合
物、Ｙ化合物をＣａＯ、Ｙ2Ｏ3 に換算し（以下、該成
分は特に断らない限りＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 で表すことにす
る。）、その含有量はＡｌＮの焼結性と熱伝導性に影響
をおよぼすことが確認された。
【０００８】すなわち、実験の結果、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3
の同時含有はその単体含有のものに比して、焼結性が良
く、また同時含有の場合でも既ねＣａＯは０．１重量％
以上、４重量％以下、Ｙ2 Ｏ3 は５重量％以上、１０重
量％以下の範囲が必要であることが分かった。その下限
値以下では焼結性が悪化し、焼結体においてＡｌＮ成分
の富なることにより期待される熱伝導性の向上を計るこ
とができない場合がある。また、上限値を越えるとこれ
らの成分は粒界相の量を増やすこになり、熱伝導性が阻
害されることも判明した。
の同時含有はその単体含有のものに比して、焼結性が良
く、また同時含有の場合でも既ねＣａＯは０．１重量％
以上、４重量％以下、Ｙ2 Ｏ3 は５重量％以上、１０重
量％以下の範囲が必要であることが分かった。その下限
値以下では焼結性が悪化し、焼結体においてＡｌＮ成分
の富なることにより期待される熱伝導性の向上を計るこ
とができない場合がある。また、上限値を越えるとこれ
らの成分は粒界相の量を増やすこになり、熱伝導性が阻
害されることも判明した。
【０００９】上述したように本発明のＡｌＮ焼結体は高
密度且つ高熱伝導率の優れた特性を有することが理解さ
れる。この結果について理論的解明は未だ十分にされて
いないが、本発明ＡｌＮ焼結体のＸＭＡ分析、ＳＥＭ写
真観察から一応次のように考察しうるものと考えられ
る。
密度且つ高熱伝導率の優れた特性を有することが理解さ
れる。この結果について理論的解明は未だ十分にされて
いないが、本発明ＡｌＮ焼結体のＸＭＡ分析、ＳＥＭ写
真観察から一応次のように考察しうるものと考えられ
る。
【００１０】即ち、本発明のＡｌＮ焼結体においては、
その粒界相が結晶内部に固溶したり、ＡｌＮ結晶粒子に
対して異成分（粒子）として取り込まれたりすることが
ないため、粒界相が結晶中に固溶あるいは取り込まれた
りした場合のＡｌＮ結晶内部におけるフォノンの平均自
由行路が短くなることにより生じる熱伝導率の低下が防
止されたと考えられる。
その粒界相が結晶内部に固溶したり、ＡｌＮ結晶粒子に
対して異成分（粒子）として取り込まれたりすることが
ないため、粒界相が結晶中に固溶あるいは取り込まれた
りした場合のＡｌＮ結晶内部におけるフォノンの平均自
由行路が短くなることにより生じる熱伝導率の低下が防
止されたと考えられる。
【００１１】また、本発明焼結体においては、そのＡｌ
Ｎ結晶間の接合界面が粒界相によってほど良い濡れが確
保されており、粒界相によって結晶粒子どうしが完全に
分離された状態や、粒界相がＡｌＮ結晶粒子どうしの交
差点に孤立した状態で存在し、換言すれば粒界相と結晶
粒子との濡れが十分でなく結晶粒子どうしの界面の接合
状態が十分に確保されていない状態を呈することなく、
ＡｌＮ結晶の粒界面に沿って粒界相が少しずつ浸透し、
ＡｌＮ結晶粒子と粒界相との濡れが良くなりその結果と
して粒子どうしの接合状態が緊密となったことが熱伝導
性を向上させたもう一つの原因であると考察される。
Ｎ結晶間の接合界面が粒界相によってほど良い濡れが確
保されており、粒界相によって結晶粒子どうしが完全に
分離された状態や、粒界相がＡｌＮ結晶粒子どうしの交
差点に孤立した状態で存在し、換言すれば粒界相と結晶
粒子との濡れが十分でなく結晶粒子どうしの界面の接合
状態が十分に確保されていない状態を呈することなく、
ＡｌＮ結晶の粒界面に沿って粒界相が少しずつ浸透し、
ＡｌＮ結晶粒子と粒界相との濡れが良くなりその結果と
して粒子どうしの接合状態が緊密となったことが熱伝導
性を向上させたもう一つの原因であると考察される。
【００１２】更に、前述考察に加えて焼結体の結晶粒子
と粒界相との界面エネルギーの平衡モデル理論に基づい
て考察すると、図２（ａ）の固ー液系の典型的にモデル
においては結晶粒子と粒子相との界面エネルギーは次式
と粒界相との界面エネルギーの平衡モデル理論に基づい
て考察すると、図２（ａ）の固ー液系の典型的にモデル
においては結晶粒子と粒子相との界面エネルギーは次式
【００１３】
【数１】
【００１４】で与えられる。
【００１５】これを図２（ｂ）に示す多結晶試料につい
ては、数１を基にして次式
ては、数１を基にして次式
【００１６】
【数２】
【００１７】で与えられる。ここでφは２面角であり、
２相系では２面角φは、次式
２相系では２面角φは、次式
【００１８】
【数３】
【００１９】で与えられ、２面角は角相間の界面エネル
ギーにより規定される。
ギーにより規定される。
【００２０】この数３の意義は、界面エネルギーγｓｌ
が結晶粒子間同士の接合面に働く界面エネルギーγｓｓ
より大きいとφは大となり、通常１２０°より大では粒
界相は図３（ｄ）、（ｅ）のように結晶粒子間の交差点
に孤立した状態を呈し、φが０では図３（ａ）のように
結晶粒子は粒界相の中に孤立して点在し、焼結体の緻密
さ、電気特性、熱伝導性等、諸特性は、２面角の大小に
よって影響される。
が結晶粒子間同士の接合面に働く界面エネルギーγｓｓ
より大きいとφは大となり、通常１２０°より大では粒
界相は図３（ｄ）、（ｅ）のように結晶粒子間の交差点
に孤立した状態を呈し、φが０では図３（ａ）のように
結晶粒子は粒界相の中に孤立して点在し、焼結体の緻密
さ、電気特性、熱伝導性等、諸特性は、２面角の大小に
よって影響される。
【００２１】そしてこのことから、多結晶粒子において
結晶粒子と粒界相とのなす２面角φが１２０°≧φ＞０
°において、粒界相の結晶粒子に対する濡れがほど好く
確保されるものと考えられており、本発明焼結体は上述
理論に基づく２面角が該範囲に一致しているものと推察
される。
結晶粒子と粒界相とのなす２面角φが１２０°≧φ＞０
°において、粒界相の結晶粒子に対する濡れがほど好く
確保されるものと考えられており、本発明焼結体は上述
理論に基づく２面角が該範囲に一致しているものと推察
される。
【００２２】上述するような考察は、ＸＭＡ分析、ＳＥ
Ｍ写真観察の結果と符合するもので、これらの観察結果
から本発明ＡｌＮ焼結体試料においてＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3
等は粒界相に存在することが認められたことに対し、Ａ
ｌＮ結晶内部に固溶したり、異成分（粒子）として取り
込まれているようなことは認められなかった。このよう
な理論はともかくとして、本発明によれば、用いるＡｌ
Ｎ原料粉末は高純度であることがよいが、高純度のもの
に限定することなく通常得られるものであっても高熱伝
導化が達成でき、また添加、配合するＣａ、Ｙ成分につ
いても容易に入手し易いものでその添加効果が顕著であ
り、製造コストの逓減、高熱伝導性の向上が達成され
る。
Ｍ写真観察の結果と符合するもので、これらの観察結果
から本発明ＡｌＮ焼結体試料においてＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3
等は粒界相に存在することが認められたことに対し、Ａ
ｌＮ結晶内部に固溶したり、異成分（粒子）として取り
込まれているようなことは認められなかった。このよう
な理論はともかくとして、本発明によれば、用いるＡｌ
Ｎ原料粉末は高純度であることがよいが、高純度のもの
に限定することなく通常得られるものであっても高熱伝
導化が達成でき、また添加、配合するＣａ、Ｙ成分につ
いても容易に入手し易いものでその添加効果が顕著であ
り、製造コストの逓減、高熱伝導性の向上が達成され
る。
【００２３】
【実施例】粒径分布２〜４０μｍのＡｌＮ粉末に、Ｃａ
ＣＯ3 粉末（特級試薬）及び粒径１μｍ純度９９．９％
Ｙ2 Ｏ3 粉末を後述の表１に示す組成範囲になるよう添
加、配合し、これをボールミルでエタノール中で充分湿
式混合し、これにパラフィンワックス、ステアリン酸若
干量のバインダーを加えて混合したものを成形圧１００
０Ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成形した。次に得られた成形体
を常法により３００℃２時間真空脱バインダー処理した
後、窒素中（１気圧）で１８６０℃、３０分間焼成して
窒化アルミニウム焼結体を得た。更に、上記と同様の窒
化アルミニウム粉末の主成分に表１に示す量比で添加、
混合し、上記本発明実施例の比較例とした。これらの焼
結体のカサ密度（絶対密度）をアルキメデス法で測定し
て理論密度に対する相対密度を算出し、熱伝導率をレー
ザフラッシュ法で測定し、その結果を表１に示した。な
お、前記表に記載の試料を図１に試料番号を付して図示
した。
ＣＯ3 粉末（特級試薬）及び粒径１μｍ純度９９．９％
Ｙ2 Ｏ3 粉末を後述の表１に示す組成範囲になるよう添
加、配合し、これをボールミルでエタノール中で充分湿
式混合し、これにパラフィンワックス、ステアリン酸若
干量のバインダーを加えて混合したものを成形圧１００
０Ｋｇ／ｃｍ2 でプレス成形した。次に得られた成形体
を常法により３００℃２時間真空脱バインダー処理した
後、窒素中（１気圧）で１８６０℃、３０分間焼成して
窒化アルミニウム焼結体を得た。更に、上記と同様の窒
化アルミニウム粉末の主成分に表１に示す量比で添加、
混合し、上記本発明実施例の比較例とした。これらの焼
結体のカサ密度（絶対密度）をアルキメデス法で測定し
て理論密度に対する相対密度を算出し、熱伝導率をレー
ザフラッシュ法で測定し、その結果を表１に示した。な
お、前記表に記載の試料を図１に試料番号を付して図示
した。
【００２４】
【表１】
【００２５】これらのデータにより図１の点Ａ−Ｂ−Ｃ
−Ｄ−Ｅ−Ａで囲まれる範囲内において焼結性も良好で
高密度且つ熱伝導率の向上が認められ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ
3 それぞれ単独含有の場合に比して、また該範囲外に比
して焼結性、熱伝導性、高密度の点で優れた物性を有し
ていることが認められた。そして、該範囲内で、さらに
点Ａ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｅ−Ａで囲まれる範囲においては一
層熱伝導率の向上が認められ、１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の
高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体を得ることができ
た。
−Ｄ−Ｅ−Ａで囲まれる範囲内において焼結性も良好で
高密度且つ熱伝導率の向上が認められ、ＣａＯ、Ｙ2 Ｏ
3 それぞれ単独含有の場合に比して、また該範囲外に比
して焼結性、熱伝導性、高密度の点で優れた物性を有し
ていることが認められた。そして、該範囲内で、さらに
点Ａ−Ｆ−Ｇ−Ｈ−Ｅ−Ａで囲まれる範囲においては一
層熱伝導率の向上が認められ、１００Ｗ／ｍ・ｋ以上の
高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体を得ることができ
た。
【００２６】以上の焼結体は常圧焼成法によったが、ホ
ットプレス法によっても同様の傾向の試験結果が得ら
れ、焼結体の密度が一層高められ熱伝導性も上昇するこ
とを確認した。なお、成形方法も、プレス成形のほか、
テープ成形、鋳込成形によっても行うことができる。
ットプレス法によっても同様の傾向の試験結果が得ら
れ、焼結体の密度が一層高められ熱伝導性も上昇するこ
とを確認した。なお、成形方法も、プレス成形のほか、
テープ成形、鋳込成形によっても行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
焼結助剤として、ＣａおよびＹを特定の範囲内で配合す
ることにより、Ｃａ化合物またはＹ化合物の単独添加系
に比較して熱伝導特性を高めることができ、これにより
特に半導体技術分野における基板などのニーズに十分対
応しうる材料を提供することができるのである。
焼結助剤として、ＣａおよびＹを特定の範囲内で配合す
ることにより、Ｃａ化合物またはＹ化合物の単独添加系
に比較して熱伝導特性を高めることができ、これにより
特に半導体技術分野における基板などのニーズに十分対
応しうる材料を提供することができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ＡｌＮ焼結体に含有されるＹ2 Ｏ3 とＣ
ａＯの量的範囲を示すものである。
ａＯの量的範囲を示すものである。
【図２】焼結体における界面エネルギーモデルの説明図
を示す図である。
を示す図である。
【図３】焼結体中の２面角の違いによる粒界相と結晶粒
子との関係を示すものである。
子との関係を示すものである。
Claims (4)
- 【請求項１】窒化アルミニウムを主体とし、ＣａとＹと
を金属酸化物として含有する窒化アルミニウム焼結体で
あって、ＣａおよびＹがそれぞれＣａＯ、Ｙ2Ｏ3 に換
算して図１に示す 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｂ（ＣａＯ：３．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｃ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｄ（ＣａＯ：４．０重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 を結ぶ線分で囲まれた範囲内であり、焼結体の熱伝導率
が９０Ｗ／ｍ・ｋ以上であることを特徴とする高熱伝導
性窒化アルミニウム焼結体。 - 【請求項２】ＣａとＹがＣａＯ、Ｙ2 Ｏ3 に換算して図
１に示す 点Ａ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｆ（ＣａＯ：１．８重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：１０重量％）、 点Ｇ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ７重量％）、 点Ｈ（ＣａＯ：２．７重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 点Ｅ（ＣａＯ：０．１重量％、Ｙ2 Ｏ3 ： ５重量％）、 を結ぶ線分で囲まれた範囲内であり、焼結体の熱伝導率
が１００Ｗ／ｍ・ｋ以上であることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の高熱伝導性窒化アルミニウム焼結
体。 - 【請求項３】焼結体中のＣａ及びＹの金属酸化物が主と
して粒界生成物として存在することを特徴とする特許請
求の範囲第１項又は第２項記載の窒化アルミニウム焼結
体。 - 【請求項４】焼結体中の微細構造は、粒界相が介在して
いるＡｌＮ結晶粒子間の２面角が０°〜１２０°の範囲
にあることを特徴とする特許請求の範囲第１乃至第３項
のいずれかに記載の窒化アルミニウム焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6009341A JP2673095B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 窒化アルミニウム焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP6009341A JP2673095B2 (ja) | 1994-01-31 | 1994-01-31 | 窒化アルミニウム焼結体 |
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-
1994
- 1994-01-31 JP JP6009341A patent/JP2673095B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109562029A (zh) * | 2016-06-02 | 2019-04-02 | 欧莱雅 | 用于分配美容品的系统 |
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