JPH10182235A - Aluminum nitride member - Google Patents

Aluminum nitride member

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JPH10182235A
JPH10182235A JP8340223A JP34022396A JPH10182235A JP H10182235 A JPH10182235 A JP H10182235A JP 8340223 A JP8340223 A JP 8340223A JP 34022396 A JP34022396 A JP 34022396A JP H10182235 A JPH10182235 A JP H10182235A
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aluminum nitride
joint
paste
thermal conductivity
green body
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Tetsuo Wakamatsu
哲夫 若松
Hitofumi Taniguchi
人文 谷口
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Tokuyama Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an AlN member less liable to the reduction of heat conductivity at the joined part, having high bonding strength and suitable for use as a heat radiating member for a semiconductor device. SOLUTION: This AlN member consists of AlN sintered compacts joined to each other and the heat conductivity measured through the joined part 3 is >=95% of that of the sintered compacts. This member has an internal cavity for circulating a refrigerant and the cavity communicates with the outside through two or more openings 2 acting as refrigerant feeding and discharging holes. This member has a recess 4 for mounting a semiconductor device in the surface and may have a metallic layer on the bottom of the recess 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、接合部における熱
伝導性の低下が殆ど無く、且つ高い接合強度を有し、半
導体素子の放熱部材として好適な窒化アルミニウム部材
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum nitride member which has almost no decrease in thermal conductivity at a bonding portion and has a high bonding strength and is suitable as a heat radiating member for a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】窒化アルミニウム焼結体は、高い熱伝導
性及び電気絶縁性を有するため、種々の装置、機器の放
熱部材として使用されている。ところが、上記放熱部材
として使用される窒化アルミニウム焼結体の形状は、板
状、柱状等の単純な形状のみではなく、中空体や入り入
り組んだ面を有する立体等の複雑な形状を要求される場
合がある。
2. Description of the Related Art Sintered aluminum nitride has high thermal conductivity and electrical insulation, and is therefore used as a heat dissipating member for various devices and equipment. However, the shape of the aluminum nitride sintered body used as the heat dissipating member is not limited to a simple shape such as a plate or a column, but also requires a complicated shape such as a hollow body or a three-dimensional body having a complicated surface. There are cases.

【0003】特に、内部に空洞を有する中空の放熱部材
を一体成形品として製造することは困難である。仮に、
一体成形により製造しようとする場合は、先ず、窒化ア
ルミニウム焼結体の塊状物を製造し、その内部を削り出
すことによって得る方法が考えられるが、かかる方法
は、生産効率が悪い上に歩留まりが低く、製造コストが
高くなるという問題を有する。
In particular, it is difficult to manufacture a hollow heat radiating member having a cavity therein as an integrally molded product. what if,
When manufacturing by integral molding, first, a method of manufacturing a block of aluminum nitride sintered body and shaving the inside of the block can be considered, but such a method is inferior in production efficiency and yield. However, there is a problem that the manufacturing cost is high.

【0004】そこで、複雑な形状の窒化アルミニウム焼
結体よりなる構造体を製造する方法としては、接合する
ことによって内部に空洞を形成可能な形状のパーツをそ
れぞれ別個に製造し、これらを接合して上記構造体とす
る方法が考えられる。
Therefore, as a method of manufacturing a structure made of an aluminum nitride sintered body having a complicated shape, parts each having a shape capable of forming a cavity therein by joining are separately manufactured, and these are joined together. The above-mentioned structure can be considered.

【0005】上記の接合方法として、従来より、次のよ
うな方法が提案されている。
As the above-mentioned joining method, the following method has been conventionally proposed.

【0006】1.窒化アルミニウム焼結体を鉛ガラス等
のガラス材を用いて接合する方法(特開平2−8847
1号公報) 2.窒化アルミニウム焼結体を、チタニウムを含有する
銀ロウ等のロウ材及びシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等
の樹脂を使用して接合する方法 3.窒化アルミニウム焼結体の接合面同士を密着させて
加熱し、窒化アルミニウム粒界相成分の拡散により接合
する拡散接合により接合する方法(特開平2−1247
78号公報) 4.接合しようとするセラミックグリーン体の接合面
に、該セラミックグリーン体と同組成の粉末とバインダ
ーを含有するペーストを塗布し、該グリーン体を接合面
で密着せしめて乾燥した後、冷間静水等方加圧プレス処
理に付し、次いで焼成処理する方法(特開平5−254
947号公報)
[0006] 1. A method of joining an aluminum nitride sintered body using a glass material such as lead glass (JP-A-2-8847)
No. 1) 2. 2. A method of joining an aluminum nitride sintered body using a brazing material such as silver brazing containing titanium and a resin such as a silicone resin or an epoxy resin. A method in which the bonding surfaces of aluminum nitride sintered bodies are brought into close contact with each other and heated, and bonded by diffusion bonding in which aluminum nitride grain boundary phase components are bonded by diffusion (Japanese Patent Laid-Open No. 2-1247).
No. 78) 4. A paste containing a powder and a binder having the same composition as the ceramic green body is applied to the joining surface of the ceramic green body to be joined, and the green body is brought into close contact with the joining surface and dried, and then subjected to cold isostatic pressing. A method of subjecting to a pressure press treatment and then to a baking treatment (JP-A-5-254)
No. 947)

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記1
に記載した、窒化アルミニウム焼結体同士の接合材とし
てガラス材を用いる方法によって得られる接合構造体
は、かかるガラス材の熱伝導率が窒化アルミニウム焼結
体よりも低いため、該窒化アルミニウム焼結体の重要な
特性の熱伝導率が接合部において損なわれるという問題
を有する。かかる接合部における熱伝導率の低下は、前
記放熱部材への用途においては致命的である。即ち、前
記中空体よりなる放熱部材においては、該中空体内部の
冷媒と該中空体外部平面に接触する半導体素子等の固体
物質との熱の授受が中空体の壁を介して行われるが、こ
の場合、中空体外部に接触する固体物質の温度が上昇す
ると、該中空体の壁を通じて熱が拡散して内部の冷媒と
熱交換が行われる。その際、該中空体を構成する壁の途
中に熱伝導率の低い接合部が存在すると、上記接合部分
において熱の拡散が阻害されるため、放熱部材の性能が
低下するという問題を有する。
SUMMARY OF THE INVENTION However, the above 1)
The bonding structure obtained by the method of using a glass material as a bonding material between the aluminum nitride sintered bodies described in the above, since the thermal conductivity of such a glass material is lower than that of the aluminum nitride sintered body, An important property of the body has the problem that the thermal conductivity is impaired at the joint. Such a decrease in the thermal conductivity at the joint is fatal when used for the heat dissipation member. That is, in the heat radiating member made of the hollow body, transfer of heat between the refrigerant inside the hollow body and a solid substance such as a semiconductor element in contact with the outer plane of the hollow body is performed through the wall of the hollow body. In this case, when the temperature of the solid substance coming into contact with the outside of the hollow body rises, heat is diffused through the wall of the hollow body and heat exchange is performed with the internal refrigerant. At this time, if there is a joint having low thermal conductivity in the middle of the wall constituting the hollow body, diffusion of heat at the joint is hindered, so that there is a problem that the performance of the heat radiating member is reduced.

【0008】また、上記2に記載した、窒化アルミニウ
ム焼結体同士の接合材としてロウ材を用いる方法によっ
て得られる接合構造体は、該ロウ材の導電性により、接
合部において窒化アルミニウム焼結体の電気絶縁性が損
なわれるばかりでなく、窒化アルミニウムとロウ材の熱
膨張率差によって、耐熱衝撃性が劣る。一方、窒化アル
ミニウム焼結体同士の接合材として樹脂を用いる方法に
よって得られる接合構造体は、熱伝導率が接合部におい
て損なわれる。また、接合部の強度及び耐熱性が接合部
以外の窒化アルミニウム焼結体部分(以下「母材部
分」)に比較して劣るという問題をも有している。
[0008] In addition, the joining structure obtained by the method of using a brazing material as a joining material for the aluminum nitride sintered bodies described in the above item 2 is an aluminum nitride sintered body at a joining portion due to the conductivity of the brazing material. In addition to the impaired electrical insulation, the thermal shock resistance is poor due to the difference in the coefficient of thermal expansion between aluminum nitride and the brazing material. On the other hand, in a bonded structure obtained by a method using a resin as a bonding material between aluminum nitride sintered bodies, the thermal conductivity is impaired at a bonded portion. In addition, there is also a problem that the strength and heat resistance of the joint are inferior to those of the aluminum nitride sintered body other than the joint (hereinafter, “base material portion”).

【0009】更に、上記3に記載した、拡散による接合
方法は、接合前に窒化アルミニウム焼結体の接合面同士
の密着性を確保するために接合面を高精度で加工した
り、接合のための熱処理等を必要とし、接合部におい
て、満足される熱伝導性、接着強度を確保するまで上記
処理を行うことが困難である。
[0009] Further, the bonding method by diffusion described in the above 3 is that the bonding surface is processed with high precision in order to ensure the adhesion between the bonding surfaces of the aluminum nitride sintered body before bonding, or the bonding method is used for bonding. Heat treatment and the like, and it is difficult to perform the above-mentioned treatment until a satisfactory thermal conductivity and adhesive strength are secured at the joint.

【0010】更にまた、上記4に記載した、接合面に接
合されるセラミックグリーン体間に、該グリーン体と同
組成の粉末とバインダーを含有するペーストを介してプ
レス処理により加圧した後、焼成する方法によって得ら
れる接合構造体は、接合部の強度については十分満足で
きるが、該接合部における熱伝導性は十分でなく、未だ
改良の余地があった。
[0010] Furthermore, after pressing between the ceramic green bodies to be bonded to the bonding surface described above in 4 through a paste containing a powder and a binder having the same composition as the green bodies, pressurization is performed, followed by firing. Although the joint structure obtained by the above method can sufficiently satisfy the strength of the joint, the thermal conductivity at the joint is not sufficient, and there is still room for improvement.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、2以上の
窒化アルミニウムのグリーン体の少なくとも一方の接合
面に、該グリーン体と同一組成のペーストを塗布し、脱
泡処理を行った後、該グリーン体を接合面で密着せし
め、乾燥、脱脂及び焼成することにより、接合部におけ
る熱伝導率が極めて高い窒化アルミニウム部材を得るこ
とに成功し、本発明を提案するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied to solve the above problems. As a result, a paste having the same composition as the green body is applied to at least one bonding surface of the green body of two or more aluminum nitrides, and after performing defoaming treatment, the green body is brought into close contact with the bonding surface and dried. By performing degreasing and firing, an aluminum nitride member having an extremely high thermal conductivity at the joint was successfully obtained, and the present invention was proposed.

【0012】即ち、本発明は、窒化アルミニウム焼結体
よりなる母材間の接合部が窒化アルミニウム焼結体より
なり、該接合部を介して測定される熱伝導率が母材の熱
伝導率の95%以上であり、内部に空洞を有し、該空洞
は2つ以上の開口部により外部とつながっており、且
つ、表面に凹部を有することを特徴とする窒化アルミニ
ウム部材である。
That is, according to the present invention, the joint between the base materials made of the aluminum nitride sintered body is made of the aluminum nitride sintered body, and the thermal conductivity measured through the joint is the thermal conductivity of the base material. 95% or more of the aluminum nitride member, having a cavity inside, the cavity being connected to the outside by two or more openings, and having a concave portion on the surface.

【0013】尚、本発明において、熱伝導率は、JIS
R 1611(一次元のレーザーフラッシュ法)によっ
て測定した値である。
In the present invention, the thermal conductivity is determined according to JIS.
R 1611 (one-dimensional laser flash method).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明において、窒化アルミニウ
ム部材の形状は特に制限されない。例えば、図1に示す
ような直方体であってもよく、その他、立方体、多角柱
状、円柱状等の任意の形状であってよい。図1に示す窒
化アルミニウム部材1は、図2に示すような1−A及び
1−Bの2つの部品が接合部3において接合されて構成
されている。そして、内部には図2に示すように空洞6
を有しており、該空洞6は開口部2および2′により外
部とつながっている。この開口部は、本発明の窒化アル
ミニウム部材を放熱部材として使用する場合に、熱交換
のための冷媒を窒化アルミニウム部材の内部の空洞に供
給または外部に排出するための供給口および排出口とな
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the shape of an aluminum nitride member is not particularly limited. For example, it may be a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 1, or may be an arbitrary shape such as a cube, a polygonal column, or a column. The aluminum nitride member 1 shown in FIG. 1 is configured by joining two parts 1-A and 1-B as shown in FIG. And, as shown in FIG.
The cavity 6 is connected to the outside by openings 2 and 2 '. The opening serves as a supply port and a discharge port for supplying or discharging a refrigerant for heat exchange to a cavity inside the aluminum nitride member when the aluminum nitride member of the present invention is used as a heat dissipation member. .

【0015】本発明においては、空洞6は、窒化アルミ
ニウム部材の内部を満遍無く冷媒が流れるように形成さ
れていればよい。したがって、図2に示すように、窒化
アルミニウム部材の内部に広がる一つの大きな空洞6を
形成させてもよく、また、図4に示すように断面積の比
較的小さな空洞を窒化アルミニウム部材の内部に折返し
て蛇行させて形成させることもできる。空洞6の数は一
つに制限されることはなく、窒化アルミニウム部材の内
部にそれぞれ独立した複数個の空洞が設けられていても
よい。
In the present invention, it is sufficient that the cavity 6 is formed so that the refrigerant flows evenly inside the aluminum nitride member. Therefore, as shown in FIG. 2, one large cavity 6 extending inside the aluminum nitride member may be formed, and a cavity having a relatively small cross-sectional area may be formed inside the aluminum nitride member as shown in FIG. It can also be formed by folding and meandering. The number of the cavities 6 is not limited to one, and a plurality of independent cavities may be provided inside the aluminum nitride member.

【0016】窒化アルミニウム部材の内部の空洞6と外
部とをつなげる開口部2および2′は、一つの空洞につ
き冷媒の供給口と排出口の少なくとも2個設けられる。
複数個の空洞がそれぞれ独立している場合は、それぞれ
の空洞について開口部が2個以上設けられる。
The openings 2 and 2 'connecting the cavity 6 inside the aluminum nitride member to the outside are provided with at least two coolant supply ports and discharge ports per cavity.
When a plurality of cavities are independent of each other, two or more openings are provided for each of the cavities.

【0017】本発明の窒化アルミニウム部材は表面に凹
部4を有する。この凹部4には半導体素子等の放熱対象
物が搭載される。放熱対象物を凹部4の中に埋没させる
必要がある場合、さらに、放熱対象物を搭載した凹部4
を基板等で覆う場合には、凹部の深さは搭載する放熱対
象物の高さよりも深くすればよい。凹部は、通常は図1
に示すように窒化アルミニウム部材の上面に設けられる
が、下面に設けることもできる。また、上下両面に設け
ることもできる。凹部の数は特に制限されず、搭載する
放熱対象物の数、大きさ、種類、電気的絶縁性の必要性
等により適宜決定すればよい。
The aluminum nitride member of the present invention has a recess 4 on the surface. An object to be radiated such as a semiconductor element is mounted in the recess 4. When it is necessary to bury the heat radiating object in the concave portion 4,
Is covered with a substrate or the like, the depth of the concave portion may be greater than the height of the object to be mounted. The recesses are usually
Is provided on the upper surface of the aluminum nitride member as shown in FIG. Also, it can be provided on both upper and lower surfaces. The number of the concave portions is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the number, size, type, and necessity of electrical insulation of the heat radiation target to be mounted.

【0018】さらに、本発明の窒化アルミニウム部材の
凹部4には、必要により放熱対象物と接触する凹部の底
面や外周突部5に金属層が設けられる。この金属層は、
ハンダ付け等の方法による放熱対象物の搭載のために、
また、放熱対象物を搭載した凹部4を基板等で覆う場合
の基板との接合のために利用される。
Further, in the concave portion 4 of the aluminum nitride member of the present invention, a metal layer is provided on the bottom surface of the concave portion or the outer peripheral projection 5 which comes into contact with the heat radiation target as necessary. This metal layer
In order to mount the object to be radiated by a method such as soldering,
Further, it is used for bonding with the substrate when the concave portion 4 on which the heat radiation target is mounted is covered with a substrate or the like.

【0019】金属層を形成する金属の種類は、窒化アル
ミニウムのメタライズに使用される公知の金属を用いる
ことができる。例えば、チタニウムやジルコニウムを窒
化アルミニウムとの接合層とした金属薄膜の積層体、具
体的には、チタニウム/白金/金、チタニウム/ニッケ
ル/金、ジルコニウム/白金/金、ジルコニウム/ニッ
ケル/金等の組み合わせの金属薄膜の積層体を使用する
ことができる。さらに、その上に金・スズ、鉛・スズ、
金・ゲルマニウム等の各種のハンダ組成の合金膜を形成
したものも使用可能である。
As the kind of metal forming the metal layer, a known metal used for metallizing aluminum nitride can be used. For example, a laminate of a metal thin film using titanium or zirconium as a bonding layer with aluminum nitride, specifically, titanium / platinum / gold, titanium / nickel / gold, zirconium / platinum / gold, zirconium / nickel / gold, etc. A laminate of a combination of metal thin films can be used. In addition, gold and tin, lead and tin,
Those formed with alloy films of various solder compositions such as gold and germanium can also be used.

【0020】本発明の窒化アルミニウム部材は、上記接
合部を介して測定される熱伝導率が、窒化アルミニウム
焼結体よりなる母材の熱伝導率の95%以上と極めて高
い。従来より提案されている接合方法によって得られる
窒化アルミニウム接合構造体において、接合部を介して
測定される熱伝導率がこのように高い値を示す事例の報
告はなく、後記する製造方法によって初めて達成された
ものである。
The aluminum nitride member of the present invention has an extremely high thermal conductivity of 95% or more of the thermal conductivity of the base material made of the aluminum nitride sintered body measured through the above-mentioned joint. There has been no report of a case where the thermal conductivity measured through the joint shows such a high value in the aluminum nitride joined structure obtained by the conventionally proposed joining method, and this was first achieved by the manufacturing method described later. It was done.

【0021】また、接合部においてかかる高い熱伝導性
を示す本発明の窒化アルミニウム部材は、接合強度にお
いても優れており、該接合部を中心として測定される3
点曲げ強度において20kg/mm2以上の強度を有す
る。
Further, the aluminum nitride member of the present invention, which exhibits such high thermal conductivity at the joint, is also excellent in joint strength, and is measured with the joint as the center.
It has a point bending strength of 20 kg / mm 2 or more.

【0022】但し、上記曲げ強度と本発明の特徴である
熱伝導率とは、必ずしも相関性はなく、例えば、後記の
比較例に示すように、本発明の製造方法に依らない公知
の方法により得られた窒化アルミニウム焼結体の接合構
造体は、該接合部の曲げ強度が母材と同等の強度に達し
た場合でも、接合部の熱伝導率は低く、本発明の目的を
達成することができない。
However, the bending strength and the thermal conductivity which is a feature of the present invention are not necessarily correlated. For example, as shown in a comparative example described later, a known method not depending on the production method of the present invention is used. The joining structure of the obtained aluminum nitride sintered body has a low thermal conductivity of the joining portion even when the bending strength of the joining portion reaches the same strength as the base material, thereby achieving the object of the present invention. Can not.

【0023】また、本発明の窒化アルミニウム部材の接
合部の界面は、走査型顕微鏡によって観察した結果、接
合界面は完全に消失し判別出来ない程度に均質化されて
いる。
The interface of the joint of the aluminum nitride member of the present invention is observed by a scanning microscope, and as a result, the joint interface is completely disappeared and homogenized to the extent that it cannot be determined.

【0024】本発明の窒化アルミニウム部材は、以下の
方法によって製造することができる。即ち、接合するこ
とにより内部に空洞が形成される2以上の窒化アルミニ
ウムのグリーン体であって、上面および/または下面に
位置するグリーン体の他のグリーン体との接合面とは反
対側の表面に凹部が形成されてなり、さらに、内部の空
洞と外部とをつなげる開口部を形成されたグリーン体の
少なくとも一方の接合面に、該窒化アルミニウム粉末を
主成分として含有するペーストを塗布し、脱泡処理を行
った後、該グリーン体を接合面で密着せしめ、乾燥、脱
脂及び焼成する方法である。
The aluminum nitride member of the present invention can be manufactured by the following method. That is, two or more aluminum nitride green bodies in which cavities are formed inside by joining, and a surface of the green body located on the upper surface and / or the lower surface opposite to a bonding surface with another green body. A paste containing the aluminum nitride powder as a main component is applied to at least one bonding surface of the green body in which an opening connecting the internal cavity and the outside is formed. After foaming, the green body is brought into close contact with the joint surface, and dried, degreased and fired.

【0025】上記方法に用いる窒化アルミニウムグリー
ン体は、目的とする窒化アルミニウム部材を構成するた
めのパーツ毎に成形される。例えば、図1の窒化アルミ
ニウム部材を得る場合は、図2に示すような、1−A、
1−Bの形状のパーツにそれぞれ成形され、また、図3
の窒化アルミニウム部材を得る場合は、図4に示すよう
な、1−A、1−Bおよび1−Cの形状のパーツにそれ
ぞれ成形される。
The aluminum nitride green body used in the above method is formed for each part for constituting the target aluminum nitride member. For example, when obtaining the aluminum nitride member of FIG. 1, 1-A, as shown in FIG.
1-B, respectively.
In order to obtain the aluminum nitride member of the above, the aluminum nitride member is formed into parts having shapes of 1-A, 1-B and 1-C as shown in FIG.

【0026】上記グリーン体の組成は、窒化アルミニウ
ム粉末及び有機バインダーよりなり、必要に応じて焼結
助剤、可塑剤等を配合した組成が一般に採用される。上
記有機バインダーとしては、ポリビニルブチラール、ポ
リメチルメタクリレート、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、
ポリエチレンオキサイド、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ア
クリル樹脂、エチルセルロース、ワックス類等の公知の
ものが挙げられる。
The composition of the green body is composed of aluminum nitride powder and an organic binder, and a composition in which a sintering aid, a plasticizer, and the like are blended as necessary is generally employed. As the organic binder, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol,
Known materials such as polyethylene oxide, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polystyrene, acrylic resin, ethylcellulose, waxes and the like can be mentioned.

【0027】また、焼結助剤としては、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム等のアルカリ
土類金属化合物、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸
化エルビウム、酸化イッテルビウム、酸化ホルミウム、
酸化ジスプロシウム、酸化ガドリニウム等の希土類元素
化合物、アルミン酸カルシウム等の複合酸化物の一種又
は二種以上が一般に使用される。更に、可塑剤として
は、フタール酸系、グリコール系等の可塑剤が挙げられ
る。
Examples of the sintering aid include alkaline earth metal compounds such as magnesium oxide, calcium oxide and strontium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, erbium oxide, ytterbium oxide, holmium oxide, and the like.
One or two or more rare earth element compounds such as dysprosium oxide and gadolinium oxide and complex oxides such as calcium aluminate are generally used. Further, examples of the plasticizer include phthalic acid-based and glycol-based plasticizers.

【0028】上記グリーン体中における有機バインダー
の配合割合は、グリーン体の強度を維持するに十分な量
であればよいが、後の接合の際にグリーン体の接合面に
塗布される、窒化アルミニウム粉末を主成分として含有
するペースト中のビヒクルがグリーン体に吸収されるこ
とによる乾燥を抑制し、脱泡処理の時間を確保するため
に、少なくとも1重量%以上、望ましくは4重量%以上
含有されることが好ましく、かかる範囲内で前記成形方
法に応じてその配合割合を適宜選択すればよい。但し、
脱脂時の残存炭素の影響を避けるために該有機バインダ
ーの割合は20重量%以下、特に6重量%以下とするこ
とが望ましい。
The mixing ratio of the organic binder in the green body may be an amount sufficient to maintain the strength of the green body, but aluminum nitride applied to the bonding surface of the green body at the time of subsequent bonding In order to suppress drying due to absorption of the vehicle in the paste containing powder as a main component into the green body and to secure time for the defoaming treatment, the paste is contained at least 1% by weight or more, preferably 4% by weight or more. It is preferable that the mixing ratio be appropriately selected within such a range according to the molding method. However,
In order to avoid the influence of residual carbon at the time of degreasing, the ratio of the organic binder is desirably 20% by weight or less, particularly preferably 6% by weight or less.

【0029】また、上記グリーン体中への焼結助剤の配
合割合は、0〜10重量%、特に、2〜7重量%が好ま
しい。可塑剤は、前記有機バインダーに対して0〜80
重量%、特に、10〜50重量%が適当である。
The mixing ratio of the sintering aid in the green body is preferably 0 to 10% by weight, particularly preferably 2 to 7% by weight. The plasticizer is used in an amount of 0 to 80 with respect to the organic binder.
% By weight, especially 10 to 50% by weight, is suitable.

【0030】上記グリーン体の成形方法は特に制限され
ず、公知の成形方法が採用される。例えば、成形方法と
しては、油圧プレス成形、冷間静水圧等方加圧成形、押
し出し成形、射出成形及び鋳込み成形等、公知の成形方
法が採用される。
The method for molding the green body is not particularly limited, and a known molding method is employed. For example, as a molding method, a known molding method such as hydraulic press molding, cold isostatic pressing, extrusion molding, injection molding, and casting is employed.

【0031】かかる成形方法において使用される成形材
料の形態は、前記組成にビヒクルを添加して湿潤化した
粉体の形態、前記組成にビヒクルを添加してペースト
状、或いは粘土状に調製された形態、ビヒクルを使用し
ない単なる粉体混合物としての形態等が挙げられ、上記
成形方法に応じて好適な形態を選択して使用すればよ
い。上記ビヒクルとしては、窒化アルミニウムと反応せ
ず、且つ蒸発し易い有機溶剤が好適に使用される。一般
に、沸点が150℃未満、好ましくは120℃以下、特
に、40〜120℃のものが好適である。上記ビヒクル
を具体的に例示すれば、トルエン、エチルアルコール、
イソプロピルアルコール等が挙げられる。
The form of the molding material used in such a molding method is prepared into a powder form wetted by adding a vehicle to the above-mentioned composition, or a paste-like or clay-like form obtained by adding a vehicle to the above-mentioned composition. Examples include a form and a form as a mere powder mixture without using a vehicle. A suitable form may be selected and used according to the molding method. As the above-mentioned vehicle, an organic solvent which does not react with aluminum nitride and is easily evaporated is preferably used. Generally, those having a boiling point of less than 150 ° C, preferably 120 ° C or less, particularly preferably 40 to 120 ° C, are suitable. Specific examples of the vehicle include toluene, ethyl alcohol,
Isopropyl alcohol and the like.

【0032】本発明の窒化アルミニウム部材の製造方法
において、窒化アルミニウムのグリーン体の接合面に塗
布されるペーストの組成は、窒化アルミニウム粉末を主
成分として含有し、これにビヒクルを添加してペースト
状としたものが特に制限なく使用されるが、有機バイン
ダー等の有機化合物成分を除いた固形分に関して、グリ
ーン体と同一組成の固形分を含有する組成、例えば、窒
化アルミニウムに対する焼結助剤の配合割合が同一であ
る組成とすることが好ましい。
In the method for manufacturing an aluminum nitride member of the present invention, the composition of the paste applied to the bonding surface of the green body of aluminum nitride contains aluminum nitride powder as a main component, and a vehicle is added thereto to form a paste. Is used without any particular limitation, but with respect to the solid content excluding organic compound components such as an organic binder, a composition containing the same solid content as the green body, for example, a sintering aid for aluminum nitride It is preferable that the compositions have the same ratio.

【0033】上記ペーストを構成するビヒクルとして
は、窒化アルミニウムと反応しない有機溶剤が一般に使
用される。特に好ましくは、後記の脱泡処理において、
脱泡のための放置時間内にビヒクルが乾燥しないよう
に、室温での蒸気圧が低く乾燥し難いもの、一般に、沸
点が150℃以上、好ましくは、180℃以上、特に1
80〜300℃のものが好適である。上記ビヒクルを具
体的に例示すれば、テルピネオール、n−ブチルカルビ
トールアセテート等が挙げられる。
As a vehicle constituting the paste, an organic solvent which does not react with aluminum nitride is generally used. Particularly preferably, in the defoaming treatment described below,
Those which have a low vapor pressure at room temperature and are difficult to dry so that the vehicle does not dry within the standing time for defoaming, generally have a boiling point of 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, especially 1 ° C.
Those having a temperature of 80 to 300 ° C are preferred. Specific examples of the vehicle include terpineol, n-butyl carbitol acetate, and the like.

【0034】該ペーストの固形分濃度は、グリーン体へ
のペーストの塗布方法によって一概に規定できないが、
40〜85重量%程度が好ましい。また、上記固形分濃
度において、ペーストの好適な粘度は、10000〜1
50000センチポイズ、特に、20000〜5000
0センチポイズである。即ち、該粘度が10000セン
チポイズ未満の場合、一回の塗布では接合面への塗布厚
みを十分確保することが困難となる傾向がある。また、
ペーストの粘度が150000センチポイズを越える
と、後記の脱泡処理において、脱泡に長時間を要した
り、場合によっては脱泡が不完全となる傾向がある。
The solid content concentration of the paste cannot be specified unconditionally depending on the method of applying the paste to the green body.
About 40 to 85% by weight is preferable. Further, at the above solid content concentration, a suitable viscosity of the paste is 10,000 to 1
50,000 centipoise, especially 20000-5000
It is 0 centipoise. That is, when the viscosity is less than 10,000 centipoise, it tends to be difficult to secure a sufficient coating thickness on the joint surface by one coating. Also,
If the viscosity of the paste exceeds 150,000 centipoise, a long time is required for defoaming in the defoaming treatment described later, and in some cases, the defoaming tends to be incomplete.

【0035】また、本発明において接合面に塗布される
ペーストは、後記の脱泡処理を効率よく行い、得られる
窒化アルミニウム部材の接合部における欠陥を低減する
ため、塗布前にも脱泡処理を行うことが好ましい。
In the present invention, the paste applied to the joint surface is subjected to the defoaming process described later efficiently, and the defoaming process is performed before the application in order to reduce defects in the joint portion of the obtained aluminum nitride member. It is preferred to do so.

【0036】本発明の窒化アルミニウム部材の製造方法
では、グリーン体の接合面に上記ペーストを塗布する操
作が行われる。かかる接合面にペーストを塗布する態様
は、少なくとも一方の接合面にペーストを塗布すればよ
いが、接合する両方の面に塗布する方がより望ましい。
In the method for manufacturing an aluminum nitride member according to the present invention, an operation of applying the paste to the bonding surface of the green body is performed. In a mode in which the paste is applied to such a joint surface, the paste may be applied to at least one of the joint surfaces, but it is more preferable to apply the paste to both surfaces to be joined.

【0037】グリーン体へのペーストの塗布方法として
は、刷毛塗り法、ローラー塗り法、浸漬法、噴霧法、印
刷法、スピンコート法等の公知の方法によって行える。
望ましくは、均一な塗布厚みが得られるローラー塗り法
及び浸漬法が好ましい。更に望ましくは、印刷法による
塗布方法を採用することがペーストの厚みを均一にする
ためにより好ましい。
The paste can be applied to the green body by a known method such as brush coating, roller coating, dipping, spraying, printing, and spin coating.
Desirably, a roller coating method and a dipping method that can obtain a uniform coating thickness are preferable. More preferably, it is more preferable to adopt a coating method by a printing method in order to make the thickness of the paste uniform.

【0038】上記グリーン体表面に塗布するペーストの
厚みは特に制限されないが、塗布後1分間以上、好まし
くは、3分間以上湿潤状態を維持し得る厚みとすること
が、後記の脱泡処理において、該ペースト中の気泡の除
去及び表面の平滑化を図ることが出来、接合部を介して
測定される熱伝導率が、母材部分の熱伝導率の95%以
上の窒化アルミニウム部材を再現性良く得るために好ま
しい。
The thickness of the paste applied to the surface of the green body is not particularly limited. However, in the defoaming treatment described below, it is preferable that the thickness is such that the wet state can be maintained for 1 minute or more, preferably 3 minutes or more after application. It is possible to remove air bubbles in the paste and to smooth the surface, and it is possible to reproduce an aluminum nitride member having a thermal conductivity measured through a joint portion of 95% or more of the thermal conductivity of the base material portion with good reproducibility. Preferred to obtain.

【0039】かかる厚みは、ペーストを構成するビヒク
ルの沸点により一概に限定することができないが、一般
には、20〜500μm、好ましくは50〜300μm
である。即ち、塗布されたペーストの乾燥は、ビヒクル
の蒸発による乾燥よりも、ビヒクルのグリーン体への吸
収による乾燥が支配的である。よって、塗布されたペー
スト表面の乾燥を抑制するためには、ペーストの厚みを
ある程度厚くすることが好ましい。
Although the thickness cannot be unconditionally limited by the boiling point of the vehicle constituting the paste, it is generally 20 to 500 μm, preferably 50 to 300 μm.
It is. That is, the drying of the applied paste is more predominant in drying by absorption of the vehicle into the green body than in drying by evaporation of the vehicle. Therefore, in order to suppress drying of the surface of the applied paste, it is preferable to increase the thickness of the paste to some extent.

【0040】本発明の製造方法において、脱泡処理は、
グリーンシート表面に塗布したペースト中に含まれる気
泡を除去する方法が特に制限なく採用される。一般に
は、常圧の場合、ペーストを塗布後、2分間以上、好ま
しくは3分間以上、更に好ましくは5分間以上静置する
ことが好ましい。尚、減圧下で静置する場合は、上記時
間を短縮することができる。上記脱泡を減圧下に行う場
合、圧力は5×104〜105Paの減圧で行うことが好
適である。また、脱泡処理における温度は、室温付近の
温度が一般に採用されるが、0〜50℃、好ましくは、
10〜25℃の範囲が適当である。
In the production method of the present invention, the defoaming treatment
A method for removing air bubbles contained in the paste applied to the surface of the green sheet is employed without particular limitation. Generally, in the case of normal pressure, it is preferable that the paste is allowed to stand for at least 2 minutes, preferably at least 3 minutes, more preferably at least 5 minutes after application of the paste. In the case where the apparatus is allowed to stand under reduced pressure, the above time can be reduced. When the defoaming is performed under reduced pressure, it is preferable to perform the depressurization at a reduced pressure of 5 × 10 4 to 10 5 Pa. As the temperature in the defoaming treatment, a temperature around room temperature is generally adopted, but 0 to 50 ° C., preferably,
A range of 10 to 25C is appropriate.

【0041】上記脱泡処理を行った後、グリーン体に塗
布されたペーストが乾燥する前、即ち、ペーストにより
グリーン体表面が湿潤している状態で、グリーン体の各
々の接合面を密着させる。かかる密着の圧力は、グリー
ン体が破損しない範囲が採用される。一般には、10〜
1000g/cm2、特に、15〜200g/cm2が適
当である。
After the defoaming process is performed, before the paste applied to the green body is dried, that is, in a state where the surface of the green body is wet by the paste, the bonding surfaces of the green bodies are brought into close contact with each other. As the pressure for such close contact, a range in which the green body is not damaged is employed. Generally, 10
1000 g / cm 2, in particular, 15~200g / cm 2 are suitable.

【0042】次に、接合面を密着したグリーン体は、乾
燥、脱脂、焼成の操作を順次実施される。上記乾燥、脱
脂、焼成の条件は公知の条件が特に制限なく採用され
る。例えば、乾燥は、室温から使用したビヒクルの沸点
未満の温度範囲で実施することが好ましい。また、脱脂
は、一般に、窒素等の不活性雰囲気中または空気中で行
うことが望ましく、その際の脱脂温度は上記の雰囲気に
応じて300〜1000℃の範囲より選択して実施すれ
ばよい。更に、焼結は、窒素等の非酸化雰囲気中、17
00〜1950℃の範囲より選ばれた任意の温度で実施
するのが一般的である。
Next, the operations of drying, degreasing, and firing the green body having the bonding surfaces adhered thereto are sequentially performed. Known conditions for the drying, degreasing, and baking are employed without particular limitation. For example, drying is preferably performed in a temperature range from room temperature to a temperature lower than the boiling point of the vehicle used. Generally, it is desirable to perform degreasing in an inert atmosphere such as nitrogen or in air, and the degreasing temperature at that time may be selected from the range of 300 to 1000 ° C. according to the above atmosphere. Further, sintering is performed in a non-oxidizing atmosphere
It is common to carry out at an arbitrary temperature selected from the range of 00 to 1950 ° C.

【0043】このようにして作成した窒化アルミニウム
部材は、母材部分に比較してほとんど変わらない熱伝導
率及び強度を有する接合部を有している。
The aluminum nitride member produced in this way has a joint having substantially the same thermal conductivity and strength as the base material.

【0044】以上の方法によって製造された本発明の窒
化アルミニウム部材の接合部の界面は、走査型顕微鏡に
よって観察した結果、接合界面は完全に消失し判別出来
ない程度に均質化されている。
The interface at the joint of the aluminum nitride member of the present invention produced by the above method is observed by a scanning microscope, and as a result, the joint interface is completely disappeared and homogenized to the extent that it cannot be discriminated.

【0045】上記の結果は、グリーン体の構成粉末と同
一組成の構成紛末と有機バインダーを含有するペースト
をグリーン体表面に塗布したとき、ペーストがグリーン
体表面の微細な凹凸部を満たし、さらにはグリーン体表
面より内部に浸透することによりペーストとグリーン体
との接合界面が消失し、あたかも一体成形されたかのよ
うになるものと推定している。また、接合部を形成する
ペーストの脱泡処理を行うことにより接合部の欠陥をな
くすことが出来、高熱伝導性及び高強度の接合部を有す
る窒化アルミニウム部材を得ることが出来る。
The above results show that when a paste containing the composition powder and the organic binder having the same composition as the constituent powder of the green body was applied to the surface of the green body, the paste filled the fine irregularities on the surface of the green body. Presumes that the bonding interface between the paste and the green body disappears by infiltrating from the surface of the green body to the inside, and it is as if the molded body was integrally formed. In addition, by performing a defoaming treatment on the paste forming the joint, defects in the joint can be eliminated, and an aluminum nitride member having a joint having high thermal conductivity and high strength can be obtained.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の窒化アルミニウム部材は、母材の窒化アルミニウム
焼結体に対して、接合部における熱伝導性の低下が極め
て少なく、しかも、高い接合強度を有するものである。
さらに、本発明の窒化アルミニウム部材は、凹部に高出
力の半導体素子を搭載したときに、高出力の半導体素子
の作動時に発生する熱を、窒化アルミニウム焼結体を通
して空洞を流れる冷媒に効率よく熱伝導することができ
る。したがって、本発明の窒化アルミニウム部材は、半
導体素子の放熱部材として好適に使用することができ
る。
As will be understood from the above description, the aluminum nitride member of the present invention has a very small decrease in the thermal conductivity at the joint with respect to the aluminum nitride sintered body as the base material, and has a high thermal conductivity. It has bonding strength.
Furthermore, the aluminum nitride member of the present invention efficiently transfers heat generated during operation of the high-power semiconductor element to the refrigerant flowing through the cavity through the aluminum nitride sintered body when the high-power semiconductor element is mounted in the recess. Can conduct. Therefore, the aluminum nitride member of the present invention can be suitably used as a heat dissipation member of a semiconductor element.

【0047】[0047]

【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
EXAMPLES The present invention will be described below in more detail with reference to Examples, but it should be understood that the present invention is by no means restricted to such specific Examples.

【0048】なお、実施例において、窒化アルミニウム
焼結体の熱伝導率の測定は一次元のレーザーフラッシュ
法を用い、LF/TCM FA8510B(理学電気株
式会社)により行った。また、3点曲げ強さの測定は、
JIS R1601に従って行った。
In the examples, the thermal conductivity of the aluminum nitride sintered body was measured by LF / TCM FA8510B (Rigaku Denki Co., Ltd.) using a one-dimensional laser flash method. Also, the measurement of the three-point bending strength
The measurement was performed according to JIS R1601.

【0049】実施例1 図1に示す構造の窒化アルミニウム部材を以下の方法に
よって製造した。窒化アルミニウム粉末((株)トクヤ
マ製、Hグレード)100重量部、焼結助剤として酸化
イットリウム微粉末5重量部及び有機バインダーとして
アクリル酸メチルエステル4重量部より成る組成物を成
形型に充填し、圧力1000kg/cm2でプレス成形
することにより、図2に示すような空洞6を形成するた
めの空部と上面に凹部4を有するグリーン体と、空部の
みを有するグリーン体を成形した。次いで、後者のグリ
ーン体の側面にパイプ取り付け用の開口部2および2′
を加工して設けた。
Example 1 An aluminum nitride member having the structure shown in FIG. 1 was manufactured by the following method. A mold comprising 100 parts by weight of aluminum nitride powder (H grade, manufactured by Tokuyama Corporation), 5 parts by weight of yttrium oxide fine powder as a sintering aid and 4 parts by weight of methyl acrylate as an organic binder was filled in a mold. By pressing at a pressure of 1000 kg / cm 2 , a green body having a cavity 4 for forming the cavity 6 as shown in FIG. 2 and the concave portion 4 on the upper surface, and a green body having only the cavity were formed. Next, openings 2 and 2 'for pipe attachment are provided on the side surfaces of the latter green body.
Was provided.

【0050】一方、ペーストは、窒化アルミニウム10
0重量部、焼結助剤として酸化イットリウム微粉末5重
量部、有機バインダーとしてエチルセルロース(グレー
ド4センチポイズ)3重量部及びビヒクルとしてテルピ
ネオール50重量部を混合して調製した。得られたペー
ストの粘度は、20000センチポイズであった。上記
方法により得られたペーストを80メッシュのスクリー
ンを用いて、前記グリーン体のそれぞれの接合面に約7
0μmの厚さで印刷した。ペースト印刷後、9.33×
104Paの減圧下に2分間静置して脱泡処理を行うこ
とにより、印刷されたペースト中の気泡の除去及びペー
スト表面の平滑化を図った。その後に、30g/cm2
の圧力でグリーン体の接合面を密着させた。密着せしめ
たグリーン体を一昼夜室温で乾燥し、大気中600℃の
条件で脱脂し、窒素雰囲気中1830℃の条件で焼成し
て、60mm×60mm×40mmで上面に50mm×
50mm×15mm(深さ)の凹部を有する窒化アルミ
ニウム部材を得た。
On the other hand, the paste is made of aluminum nitride 10
It was prepared by mixing 0 parts by weight, 5 parts by weight of yttrium oxide fine powder as a sintering aid, 3 parts by weight of ethyl cellulose (grade 4 centipoise) as an organic binder, and 50 parts by weight of terpineol as a vehicle. The viscosity of the obtained paste was 20,000 centipoise. The paste obtained by the above method was applied to each bonding surface of the green body by using a screen of 80 mesh for about 7 minutes.
Printing was performed at a thickness of 0 μm. 9.33x after paste printing
By removing the bubbles from the printed paste and smoothing the surface of the paste by performing a defoaming treatment by allowing the paste to stand for 2 minutes under a reduced pressure of 10 4 Pa. After that, 30 g / cm 2
The bonding surfaces of the green bodies were brought into close contact with each other at the pressure described below. The adhered green body was dried at room temperature for 24 hours, degreased in air at 600 ° C., baked in nitrogen atmosphere at 1830 ° C., and 60 mm × 60 mm × 40 mm and 50 mm ×
An aluminum nitride member having a recess of 50 mm × 15 mm (depth) was obtained.

【0051】得られた窒化アルミニウム部材の熱伝導率
の測定は一次元法で行った。測定用のサンプルの大きさ
は、φ10×t4mmであり、このサンプルは、上記方
法により得られた窒化アルミニウム部材から接合部を含
み、且つ該接合部がサンプルの厚みの中央となるように
切り出した。該接合部を含まない母材部分よりなる同サ
イズのサンプルも作成して、熱伝導率を測定した。
The thermal conductivity of the obtained aluminum nitride member was measured by a one-dimensional method. The size of the sample for measurement was φ10 × t4 mm, and this sample was cut out from the aluminum nitride member obtained by the above method so as to include a joint and the joint became the center of the thickness of the sample. . A sample of the same size consisting of a base material portion not including the joint was also prepared, and the thermal conductivity was measured.

【0052】また、接合部の曲げ強度の測定は、接合部
が中央に来るようにサンプルを作成し、3点曲げ法で行
った。その結果を表1に示した。接合部の熱伝導率は母
材部分の100%、曲げ強さは母材部分の99%であっ
た。
The bending strength of the joint was measured by a three-point bending method by preparing a sample so that the joint was at the center. The results are shown in Table 1. The thermal conductivity of the joint was 100% of that of the base material, and the flexural strength was 99% of that of the base material.

【0053】さらに、窒化アルミニウム部材の凹部が形
成された上面全体にチタン(0.2μm)、ニッケル
(2μm)、金(0.3μm)をスパッタリングにより
順次成膜し、次いで、凹部の底の部分にのみ金属層が残
るように湿式エッチング法によりエッチングした。次い
で、金属層の上に120Wのヒーターをハンダ付けし
た。窒化アルミニウム部材の2個の開口部には、樹脂製
のパイプをエポキシ樹脂で接着し、冷却水の供給口およ
び排出口とした。
Further, titanium (0.2 μm), nickel (2 μm) and gold (0.3 μm) are sequentially formed on the entire upper surface of the aluminum nitride member where the concave portion is formed by sputtering, and then the bottom portion of the concave portion is formed. Etching was performed by a wet etching method so that only the metal layer remained. Next, a 120 W heater was soldered on the metal layer. Resin pipes were adhered to the two openings of the aluminum nitride member with an epoxy resin to provide cooling water supply and discharge ports.

【0054】20℃の水を150cc/minの流量で
冷却水の供給口に供給し、ヒーターに通電した。定常状
態になった後のヒーター温度は70℃であり、排出口か
ら出る水の温度は29℃であった。
Water at 20 ° C. was supplied to the cooling water supply port at a flow rate of 150 cc / min, and electricity was supplied to the heater. After the steady state, the heater temperature was 70 ° C., and the temperature of the water exiting the outlet was 29 ° C.

【0055】比較例 実施例1において、グリーン体の接合面にペーストを印
刷後、脱気処理を行うことなく、直ちに2個のグリーン
体のそれぞれの接合面を、30g/cm2の圧力で密着
させた。以下、実施例1と同様な方法により、乾燥、脱
脂、及び焼成して窒化アルミニウム部材を得た。得られ
た窒化アルミニウム部材について、実施例1と同様にし
て、熱伝導率、曲げ強度の測定を行った。その結果を表
1に示した。接合部の熱伝導率は母材部分の90%、曲
げ強さは母材部分の46%であった。
Comparative Example In Example 1, after the paste was printed on the bonding surface of the green body, the respective bonding surfaces of the two green bodies were immediately adhered to each other with a pressure of 30 g / cm 2 without degassing. I let it. Thereafter, drying, degreasing, and firing were performed in the same manner as in Example 1 to obtain an aluminum nitride member. About the obtained aluminum nitride member, the thermal conductivity and the bending strength were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. The thermal conductivity of the joint was 90% of that of the base material, and the bending strength was 46% of that of the base material.

【0056】実施例2 実施例1において、グリーン体の接合面にペーストを塗
布後、脱泡処理の時間を3分間に代え、且つ減圧を行わ
ずに常圧で行った以外は、同様にして窒化アルミニウム
部材を得た。得られた窒化アルミニウム部材について、
実施例1と同様にして接合部の熱伝導率、曲げ強さを測
定した。その結果を表1に示した。接合部の熱伝導率は
母材部分と同等、曲げ強さは母材部分の87%であっ
た。
Example 2 Example 1 was repeated in the same manner as in Example 1 except that the time of the defoaming treatment was changed to 3 minutes after the paste was applied to the bonding surface of the green body, and the pressure was reduced to normal pressure. An aluminum nitride member was obtained. About the obtained aluminum nitride member,
The thermal conductivity and bending strength of the joint were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. The thermal conductivity of the joint was equal to that of the base material portion, and the bending strength was 87% of that of the base material portion.

【0057】実施例3 実施例1において、グリーン体の接合面にペーストを塗
布後、脱泡処理の時間を7分間に代え、且つ減圧を行わ
ずに常圧で行った以外は、同様にして窒化アルミニウム
部材を得た。得られた窒化アルミニウム部材について、
実施例1と同様にして接合部の熱伝導率、曲げ強さを測
定した。その結果を表1に示した。接合部の熱伝導率は
母材部分と同等、曲げ強さは母材部分の94%であっ
た。
Example 3 Example 1 was repeated in the same manner as in Example 1 except that the time of the defoaming treatment was changed to 7 minutes after the paste was applied to the bonding surface of the green body, and the pressure was reduced to normal pressure. An aluminum nitride member was obtained. About the obtained aluminum nitride member,
The thermal conductivity and bending strength of the joint were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. The thermal conductivity of the joint was equal to that of the base material, and the bending strength was 94% of that of the base material.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の窒化アルミニウム部材の代表的な態様
を示す斜視図
FIG. 1 is a perspective view showing a typical embodiment of an aluminum nitride member of the present invention.

【図2】図1の窒化アルミニウム部材の接合前の状態を
示す斜視図
FIG. 2 is a perspective view showing a state before joining the aluminum nitride member of FIG. 1;

【図3】本発明の窒化アルミニウム部材の他の代表的な
態様を示す斜視図
FIG. 3 is a perspective view showing another typical embodiment of the aluminum nitride member of the present invention.

【図4】図3の窒化アルミニウム部材の接合前の状態を
示す斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing a state before joining of the aluminum nitride member of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 窒化アルミニウム部材 1−A、1−B、1−C 窒化アルミニウム部材のパー
ツ 2、2′ 開口部 3 接合部 4 凹部 5 凹部の外周突部 6 空洞
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Aluminum nitride member 1-A, 1-B, 1-C Parts of aluminum nitride member 2, 2 'Opening part 3 Joining part 4 Concave part 5 Outer peripheral protrusion of concave part 6 Cavity

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒化アルミニウム焼結体よりなる母材間の
接合部が窒化アルミニウム焼結体よりなり、該接合部を
介して測定される熱伝導率が母材の熱伝導率の95%以
上であり、内部に空洞を有し、該空洞は2つ以上の開口
部により外部とつながっており、且つ、表面に凹部を有
することを特徴とする窒化アルミニウム部材。
A joint between base materials made of an aluminum nitride sintered body is made of an aluminum nitride sintered body, and the thermal conductivity measured through the joint is 95% or more of the thermal conductivity of the base material. An aluminum nitride member having a cavity inside, the cavity being connected to the outside by two or more openings, and having a concave portion on the surface.
【請求項2】凹部の底部に金属層を有する請求項1記載
の窒化アルミニウム部材。
2. The aluminum nitride member according to claim 1, wherein a metal layer is provided at the bottom of the concave portion.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002254420A (en) * 2001-02-27 2002-09-11 Kyocera Corp Method for manufacturing cemented body and cemented body manufactured by using it
JP2016518722A (en) * 2013-05-08 2016-06-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Mounting layer for cooling structure

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5885555A (en) * 1981-11-17 1983-05-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic heat sink
JPS61175004A (en) * 1985-01-31 1986-08-06 三井東圧化学株式会社 Molding processing method of ceramics
JPS6397292U (en) * 1986-12-12 1988-06-23
JPH035381A (en) * 1989-05-31 1991-01-11 Ibiden Co Ltd Adhesive for ceramic blank
JPH04310580A (en) * 1991-04-04 1992-11-02 Toshiba Ceramics Co Ltd Bonding of formed silicon carbide
JPH05254947A (en) * 1992-03-13 1993-10-05 Kubota Corp Method for bonding ceramic
JPH0632687A (en) * 1992-07-17 1994-02-08 Hitachi Metals Ltd Aluminum nitride sintered compact substrate having metallized film
JPH06116071A (en) * 1992-09-29 1994-04-26 Hitachi Metals Ltd Production of aluminum nitride substrate
JPH0873280A (en) * 1994-09-01 1996-03-19 Ngk Insulators Ltd Joined body and its production
JPH08290969A (en) * 1995-04-17 1996-11-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Aluminum nitride sintered compact and its production and aluminum nitride circuit board

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5885555A (en) * 1981-11-17 1983-05-21 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic heat sink
JPS61175004A (en) * 1985-01-31 1986-08-06 三井東圧化学株式会社 Molding processing method of ceramics
JPS6397292U (en) * 1986-12-12 1988-06-23
JPH035381A (en) * 1989-05-31 1991-01-11 Ibiden Co Ltd Adhesive for ceramic blank
JPH04310580A (en) * 1991-04-04 1992-11-02 Toshiba Ceramics Co Ltd Bonding of formed silicon carbide
JPH05254947A (en) * 1992-03-13 1993-10-05 Kubota Corp Method for bonding ceramic
JPH0632687A (en) * 1992-07-17 1994-02-08 Hitachi Metals Ltd Aluminum nitride sintered compact substrate having metallized film
JPH06116071A (en) * 1992-09-29 1994-04-26 Hitachi Metals Ltd Production of aluminum nitride substrate
JPH0873280A (en) * 1994-09-01 1996-03-19 Ngk Insulators Ltd Joined body and its production
JPH08290969A (en) * 1995-04-17 1996-11-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Aluminum nitride sintered compact and its production and aluminum nitride circuit board

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002254420A (en) * 2001-02-27 2002-09-11 Kyocera Corp Method for manufacturing cemented body and cemented body manufactured by using it
JP2016518722A (en) * 2013-05-08 2016-06-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Mounting layer for cooling structure

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