JPH10265267A - Aluminum nitride sintered body and its production - Google Patents

Aluminum nitride sintered body and its production

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JPH10265267A
JPH10265267A JP9068760A JP6876097A JPH10265267A JP H10265267 A JPH10265267 A JP H10265267A JP 9068760 A JP9068760 A JP 9068760A JP 6876097 A JP6876097 A JP 6876097A JP H10265267 A JPH10265267 A JP H10265267A
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JP
Japan
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aluminum nitride
sintered body
nitride sintered
sintering aid
additive
Prior art date
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Application number
JP9068760A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuo Kuwabara
光雄 桑原
Mitsuhiro Funaki
光弘 船木
Kazuhito Hiraga
一仁 平賀
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure high heat conductivity and superior light shielding property by using high purity single crystals as aluminum nitride grains forming a skeleton part and accumulating components of a sintering aid and an additive at specified points of grain boundaries. SOLUTION: High purity aluminum nitride, a sintering aid such as Y2 O3 powder and an additive such as basic calcium carbonate powder are added to an org. solvent and they are mixed, press-molded and temporarily fired at 1,000-1,400 deg.C. A soln. of a metallic salt such as nickel nitrate, neodymium acetate or molybdenum heterotungstate is impregnated into the resultant temporarily fired body and this body is subjected to concluding firing at 1,600-1,950 deg.C in an atmosphere of gaseous N2 . The resultant sintered body is heat-treated at 1,000-1,400 deg.C and rapidly cooled at >=100 deg.C/min rate to obtain the objective aluminum nitride sintered body contg. aluminum nitride grains as high purity single crystals and components of the sintering aid and the additive accumulated at specified points of the grain boundaries and having 190-210 W/mK heat conductivity, 4.4×10<-6> -4.6×10<-6> /K coefft. of thermal expansion and a dielectric constant of 8.9-9.2 at 25 deg.C and 1 MHz.

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、窒化アルミニウム
を主成分とするセラミックスを用いて焼成された窒化ア
ルミニウム焼結体およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum nitride sintered body fired using a ceramic containing aluminum nitride as a main component and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的に、窒化アルミニウムを用いた焼
結体が半導体回路の高放熱用基板として広く採用されて
いる。その際、半導体回路では、高集積化、高機能化、
スイッチング電流の高電流化および高周波数化が要請さ
れており、この種の半導体回路の高放熱用基板として
は、高熱伝導性が要求されている。
2. Description of the Related Art Generally, a sintered body using aluminum nitride is widely used as a substrate for high heat radiation of a semiconductor circuit. At that time, in semiconductor circuits, high integration, high functionality,
Higher current and higher frequency of switching current are required, and high thermal conductivity is required for a high heat dissipation substrate of this type of semiconductor circuit.

【0003】さらに、高放熱用基板としては、前記の高
熱伝導性の他に、半導体に近似した熱膨張係数を有する
とともに、遮光性、低誘電性および高絶縁性等の特性が
要求されている。
[0003] Further, in addition to the above-mentioned high thermal conductivity, a high heat dissipation substrate is required to have a thermal expansion coefficient close to that of a semiconductor and to have characteristics such as light shielding properties, low dielectric properties, and high insulating properties. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、通常製造さ
れている窒化アルミニウム焼結体は、原料内不純物、焼
結助剤および成形用バインダ等の不純物が結晶内にも存
在しており、粒界に厚く分散されている。このため、前
記不純物が障害となって伝熱性が低下してしまい、高熱
伝導率を得ることができないという問題が指摘されてい
る。
However, in the normally manufactured aluminum nitride sintered body, impurities such as impurities in the raw material, sintering aid, and molding binder also exist in the crystal, and the grain boundary is reduced. Is thickly dispersed. For this reason, it has been pointed out that the impurities impede the heat conductivity and decrease the heat conductivity, making it impossible to obtain a high thermal conductivity.

【0005】そこで、高熱伝導率を達成すべく、原料内
不純物を可及的に削減する高純度化、粒界の障壁を低く
する高緻密化、および低添加量の焼結助剤の探索等、種
々の工夫がなされている。しかしながら、高純度化を図
ろうとすると、遮光性が低下する等の不具合が生じてし
まうとともに、製造コストが相当に高騰するという問題
が顕在化してしまう。
[0005] Therefore, in order to achieve a high thermal conductivity, high purity to reduce impurities in the raw material as much as possible, high densification to reduce barriers at grain boundaries, and search for a sintering aid with a low addition amount, etc. Various ideas have been devised. However, when trying to achieve high purity, problems such as a decrease in light-shielding properties occur, and the problem that the manufacturing cost rises considerably becomes apparent.

【0006】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、所望の特性を確保するとともに、簡単かつ効率的
に製造することが可能な窒化アルミニウム焼結体および
その製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves this kind of problem, and provides an aluminum nitride sintered body which can secure desired characteristics and can be easily and efficiently manufactured, and a method for manufacturing the same. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る窒化アルミ
ニウム焼結体では、その骨格部分を構成する窒化アルミ
ニウム粒子が高純度単結晶を有するとともに、焼結助剤
成分および添加剤成分が粒界の特定点に集積しているた
め、熱伝達の障害が削減され、熱伝達性が向上する。こ
れにより、窒化アルミニウム焼結体は、所望の高熱伝導
率、例えば170W/mK以上を確保するとともに、所
望の遮光性等を確実に維持することができる。
In the aluminum nitride sintered body according to the present invention, the aluminum nitride particles constituting the skeleton have a high-purity single crystal, and the sintering aid component and the additive component have a grain boundary. , Heat transfer disturbances are reduced and heat transfer is improved. Thereby, the aluminum nitride sintered body can secure a desired high thermal conductivity, for example, 170 W / mK or more, and can reliably maintain a desired light-shielding property and the like.

【0008】さらに、本発明に係る窒化アルミニウム焼
結体の製造方法では、先ず、窒化アルミニウムを主成分
とするセラミックスを用いて成形体が成形される(図1
中、ステップS1)。その際、窒化アルミニウムには、
酸素やカーボン等の不純物が含まれるとともに、焼結助
剤である緻密化添加剤が混合されている。
Further, in the method for manufacturing an aluminum nitride sintered body according to the present invention, first, a formed body is formed using a ceramic containing aluminum nitride as a main component (FIG. 1).
Middle, step S1). At that time, aluminum nitride
In addition to containing impurities such as oxygen and carbon, a densification additive as a sintering aid is mixed.

【0009】焼結助剤成分としては、通常、窒化アルミ
ニウムの焼結の際に添加されるC、ランタン系元素を含
む第III族元素または第II族元素から選択される。
焼結助剤成分は、後工程で仮焼成体に金属塩溶液が含浸
される際にこの溶液と反応しないことが求められてお
り、この要請に基づいて前記焼結助剤成分が選択され
る。
[0009] The sintering aid component is usually selected from C and a Group III element or a Group II element containing a lanthanum element added during sintering of aluminum nitride.
The sintering aid component is required not to react with the metal salt solution when the calcined body is impregnated with the metal salt solution in a later step, and the sintering aid component is selected based on this request. .

【0010】成形体は、1000℃〜1400℃の温度
範囲で仮焼成されることにより、仮焼成体が得られる
(ステップS2)。次いで、仮焼成体には、原料内不純
物や焼結助剤成分等と反応する金属塩が添加される。こ
こで、仮焼成体は、40〜50%程度の連続した空隙を
有しており、溶液が浸透圧によりこの仮焼成体の内部ま
で含浸する(ステップS3)。
[0010] The molded body is preliminarily fired in a temperature range of 1000 ° C to 1400 ° C to obtain a preliminarily fired body (step S2). Next, a metal salt that reacts with impurities in the raw material, sintering aid components, and the like is added to the calcined body. Here, the calcined body has continuous voids of about 40 to 50%, and the solution impregnates the inside of the calcined body by osmotic pressure (step S3).

【0011】添加物である金属塩は、窒化アルミニウム
の熱伝導率を低下させる傾向にあり、可及的に少量で大
きな効果を有することが要求される。このため、最小の
大きさでかつ最少の量での添加を達成すべく、原子単位
でかつ溶液の形態による添加を行うことが望ましい。溶
液形態としては、焼結体の緻密化や物性を阻害すること
がないように、硝酸塩、酢酸塩または塩化物の形態がよ
く、また、有機エステルであってもよい。さらに、タン
グステンやモリブデンのヘトロポリ酸は、液体であるた
めに使用し易く、しかも物性を阻害したり、緻密化を阻
害したりすることがなく、好適である。
The metal salt, which is an additive, tends to lower the thermal conductivity of aluminum nitride, and is required to have a large effect with as little as possible. For this reason, it is desirable to perform the addition in atomic units and in the form of a solution in order to achieve the addition in the smallest size and in the smallest amount. The solution may be in the form of a nitrate, an acetate or a chloride, or may be an organic ester so as not to hinder the densification and physical properties of the sintered body. Further, tungsten or molybdenum hetropolyacid is suitable because it is a liquid and is easy to use and does not impair physical properties or hinder densification.

【0012】金属塩溶液の含浸および乾燥処理後の仮焼
成体は、1600℃〜1950℃の温度範囲で本焼成さ
れて焼成体が得られる(ステップS4)。そして、この
焼成体は、1000℃〜1400℃の温度範囲で熱処理
が施される(ステップS5)。これにより、原料内不純
物や結晶助剤成分等が添加物(金属塩)と反応して固定
化し、粒界の特定点に析出集積される。従って、窒化ア
ルミニウム粒子の高純度単結晶化が図られるとともに、
不純物等の粒界特定点への析出集積がなされて熱伝導の
阻害要因が除去されるため、高熱伝導性の他、析出物に
よる遮光性の確保が可能になる。
[0012] The calcined body after the impregnation with the metal salt solution and the drying treatment is fully calcined in a temperature range of 1600 ° C to 1950 ° C to obtain a calcined body (step S4). Then, the fired body is subjected to a heat treatment in a temperature range of 1000C to 1400C (step S5). As a result, impurities in the raw material, crystallization aid components, and the like react with the additive (metal salt) and are fixed, and are deposited and accumulated at a specific point on the grain boundary. Therefore, high-purity single crystallization of the aluminum nitride particles is achieved,
Since impurities and the like are deposited and accumulated at a specific point on the grain boundary to remove a factor that hinders heat conduction, it is possible to secure light shielding properties by the precipitates in addition to high thermal conductivity.

【0013】熱処理後に焼成体は、100℃/min以
上の冷却速度で冷却処理される(ステップS6)。この
ため、集積した不純物等が再びその周辺に拡散すること
を阻止することができる。
After the heat treatment, the fired body is cooled at a cooling rate of 100 ° C./min or more (step S6). For this reason, it is possible to prevent the accumulated impurities and the like from diffusing again to the periphery.

【0014】金属塩溶液は、Ni、Co、Nd、Sm、
Ce、Cr、Mn、Mo、V、Ti、ZrまたはYから
選択される少なくとも1種以上の硝酸塩、酢酸塩または
塩化物、あるいはヘテロタングステン酸およびそのM
o、VまたはCr塩である。
The metal salt solution is composed of Ni, Co, Nd, Sm,
At least one or more nitrates, acetates or chlorides selected from Ce, Cr, Mn, Mo, V, Ti, Zr or Y, or heterotungstic acid and M
o, V or Cr salts.

【0015】Ni、Co元素は、窒化アルミニウム内不
純物の酸素と結合する。これらは、高温度下および低温
度下で酸化物となるが、N2 中では、1000℃〜14
00℃の温度領域において金属化する。従って、焼成体
がこの温度範囲で熱処理されることにより、金属化しな
がら粒界ガラス層や他の不純物と反応してスピネル化等
をなし、特定点に析出および集積される。
The Ni and Co elements combine with oxygen as an impurity in aluminum nitride. These become oxides at high and low temperatures, but in N 2 , 1000 ° C. to 14 ° C.
Metallization in the temperature range of 00 ° C. Therefore, when the fired body is heat-treated in this temperature range, it reacts with the grain boundary glass layer and other impurities while being metallized to form spinel, etc., and is deposited and accumulated at a specific point.

【0016】Nd、Sm、Ce、YおよびLa元素は、
活性度が強く、酸素と強く結合すると考えられている
が、アルカリ土類金属が入ると、ペロブスカイトを構成
して酸素量が化学量論比からずれるようになり、酸素の
キャリア的な働きをなす。これらの元素は、酸素分圧や
温度の影響を受け易く、逆に他の酸化物を金属化した
り、酸化したりすることができ、窒化アルミニウムの緻
密化剤としての効果を有する。このため、反応させるも
のとして、例えば、Ni、Co、Crあるいは原料内不
純物等を選択し、特定温度下かつ特定分圧下で制御する
ことにより、特定点に反応析出させることが可能にな
る。
Nd, Sm, Ce, Y and La elements are
It is considered to have strong activity and strongly bond with oxygen.However, when alkaline earth metal enters, it forms perovskite and the amount of oxygen deviates from the stoichiometric ratio, and acts as a carrier for oxygen. . These elements are easily affected by the oxygen partial pressure and the temperature, and conversely can metallize or oxidize other oxides, and have an effect as a densifying agent for aluminum nitride. Therefore, for example, Ni, Co, Cr, impurities in the raw material, etc. are selected as the components to be reacted and controlled at a specific temperature and a specific partial pressure, whereby it is possible to react and precipitate at a specific point.

【0017】Cr、Mn、MoおよびV元素はWを含め
て酸素と反応し、スピネル化する。一方、これらの元素
は、炭化物や窒化物にも比較的なり易く、粒界が酸化物
化して熱伝導率が低下することを有効に抑制する機能を
有する。また、酸化物は、焼結体を透光性化し易くなる
が、炭化物や窒化物として析出させることにより、有効
な遮光性を有することができる。
The Cr, Mn, Mo and V elements, including W, react with oxygen to form spinels. On the other hand, these elements are relatively easily turned into carbides and nitrides, and have a function of effectively suppressing the oxidization of the grain boundaries to lower the thermal conductivity. In addition, the oxide can easily make the sintered body light-transmitting, but by precipitating it as carbide or nitride, it can have an effective light-shielding property.

【0018】TiおよびZr元素は、他の添加剤と反応
したり、原料内不純物の酸素等と反応する機能を有す
る。これらは、酸素と安定な酸化物を形成するが、ペロ
ブスカイト構造にもなり、部分的な窒化および炭化を生
じさせることが可能である。従って、温度や雰囲気を制
御することにより、特定点に窒化物や炭化物を析出させ
ることができる。
The Ti and Zr elements have a function of reacting with other additives or reacting with impurities such as oxygen in the raw material. These form stable oxides with oxygen, but also have a perovskite structure, which can cause partial nitridation and carbonization. Therefore, by controlling the temperature and the atmosphere, nitrides and carbides can be precipitated at specific points.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】純度が99.0%の窒化アルミニ
ウム粉(平均粒径が1.8μm)には、不純物として酸
素が0.9%、カーボンが0.06%およびその他、カ
ルシウム、シリコン、鉄およびニッケルが数十ppm含
まれている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Aluminum nitride powder having a purity of 99.0% (average particle size of 1.8 μm) contains 0.9% of oxygen and 0.06% of carbon as impurities and calcium, silicon and the like. , Several tens of ppm of iron and nickel.

【0020】そこで、前記窒化アルミニウム粉を97w
t%と、平均粒径が1.0μmの酸化イットリウムを
1.0wt%と、平均粒径が1.5μmの塩基性炭酸カ
ルシウムを2.0wt%とを、有機溶媒中で十分に混合
した。なお、酸化イットリウムおよび炭酸カルシウムの
純度は、それぞれ99.9%および99.2%であっ
た。この混合比では、従来の製造方法によって焼結体を
製造すれば、ガラス層が〜4%ほど発生することにな
る。
Therefore, the aluminum nitride powder is mixed with 97 w
t%, 1.0 wt% of yttrium oxide having an average particle size of 1.0 μm, and 2.0 wt% of basic calcium carbonate having an average particle size of 1.5 μm were sufficiently mixed in an organic solvent. The purity of yttrium oxide and calcium carbonate was 99.9% and 99.2%, respectively. At this mixing ratio, if a sintered body is manufactured by a conventional manufacturing method, about 4% of a glass layer will be generated.

【0021】前記混合後、液分を体積率で17%に調整
した後、金型内静水圧加圧成形法にて、61×61×7
mmの成形体を成形した。この成形体は、乾燥処理が施
された後、窒素ガス流通下で10℃/minの昇温速度
により昇温され、650℃で30分間保持され、さら
に、1000℃未満〜1410℃まで昇温されて1時間
保持され、仮焼成体が得られた。
After the mixing, the liquid content was adjusted to 17% in volume ratio, and then 61 × 61 × 7 by hydrostatic pressure molding in a mold.
mm was molded. After being subjected to a drying treatment, the molded body is heated at a heating rate of 10 ° C./min under nitrogen gas flow, kept at 650 ° C. for 30 minutes, and further heated to a temperature of less than 1000 ° C. to 1410 ° C. The resultant was held for 1 hour to obtain a calcined body.

【0022】仮焼成体には、金属塩溶液として25%の
硝酸ニッケル溶液、10%の酢酸ネオジウム溶液および
ヘテロタングステン酸モリブデン溶液を含浸させた。そ
の際、仮焼成温度が1000℃未満の仮焼成体では、金
属塩溶液の含浸時の液体浸透によって30%以上に割れ
やクラックが生じた。この現象は、温度の上昇とともに
減少しており、1000℃では10%まで、1450℃
を越える温度では含浸時の目視による欠陥の発生はなく
なった。
The calcined body was impregnated with a 25% nickel nitrate solution, a 10% neodymium acetate solution and a molybdenum heterotungstate solution as a metal salt solution. At that time, in the calcined body having a calcining temperature of less than 1000 ° C., cracks and cracks occurred to 30% or more due to liquid penetration during impregnation with the metal salt solution. This phenomenon decreases with increasing temperature, up to 10% at 1000 ° C., up to 1450 ° C.
At a temperature exceeding, no defects were visually observed during the impregnation.

【0023】金属塩溶液を含浸した仮焼成体は、乾燥処
理された後、窒素ガス雰囲気下で本焼成処理が施され
た。この本焼成温度範囲は、1550℃〜2050℃で
任意に選択し、各温度範囲毎に90分間ずつ保持した。
その際、本焼成温度が1600℃未満では、相対密度が
95%以下となって高緻密化が達成されなかった。ま
た、本焼成温度が1600℃以上では、相対密度が98
%のものが存在するようになり、1700℃〜1850
℃の温度範囲では、相対密度が全て98%以上となり、
さらに1730℃〜1800℃の温度範囲では、相対密
度が略全て100%となった。
The calcined body impregnated with the metal salt solution was subjected to a drying treatment, followed by a main calcination treatment in a nitrogen gas atmosphere. The main firing temperature range was arbitrarily selected from 1550 ° C. to 2050 ° C., and was maintained for 90 minutes in each temperature range.
At that time, when the main firing temperature was lower than 1600 ° C., the relative density was 95% or less, and high densification was not achieved. When the firing temperature is 1600 ° C. or higher, the relative density is 98%.
% From 1700 <0> C to 1850
In the temperature range of ° C., the relative densities are all 98% or more,
Further, in the temperature range of 1730 ° C. to 1800 ° C., the relative density was almost all 100%.

【0024】ところが、仮焼成温度が1400℃を越え
る仮焼成体を用いて上記の本焼成処理を行ったところ、
添加剤である金属塩が中央部まで含浸していないことが
判った。従って、仮焼成温度は、1000℃〜1400
℃の温度範囲であり、本焼成温度は、1600℃〜19
50℃の温度範囲、より好ましくは1730℃〜180
0℃の温度範囲に設定するとよい。
However, when the above-mentioned sintering process was performed using a sintering body having a sintering temperature exceeding 1400 ° C.,
It was found that the metal salt as an additive was not impregnated to the center. Therefore, the calcination temperature is 1000 ° C. to 1400 ° C.
° C, and the final firing temperature is 1600 ° C to 19 ° C.
50 ° C temperature range, more preferably 1730 ° C to 180 ° C
It is preferable to set the temperature to 0 ° C.

【0025】次いで、1730℃〜1800℃の温度範
囲で本焼成された焼成体は、0.5bar〜3.5ba
rまで一挙に昇圧され、900℃〜1500℃の温度範
囲で2時間保持されることにより、熱処理が施された。
ここで、熱処理温度が1400℃以上になると、原料内
不純物や焼結助剤成分の反応析出が発生せず、一方、1
000℃未満では、反応が緩やかすぎて集積が進行しな
かった。従って、熱処理の温度範囲は、1000℃〜1
400℃に設定された。次に、熱処理後の焼成体は、1
00℃/min以上の速度で急冷された。これにより、
粒界に析出した反応物が再固溶することを確実に阻止す
ることができる。
Next, the fired body fired at a temperature of 1730 ° C. to 1800 ° C. has a pressure of 0.5 bar to 3.5 ba.
r, and heat treatment was performed by maintaining the temperature in a temperature range of 900 ° C. to 1500 ° C. for 2 hours.
Here, when the heat treatment temperature is 1400 ° C. or higher, the reaction precipitation of impurities in the raw material and the sintering aid component does not occur.
If the temperature was lower than 000 ° C., the reaction was too slow and the accumulation did not proceed. Therefore, the temperature range of the heat treatment is 1000 ° C. to 1 ° C.
The temperature was set to 400 ° C. Next, the fired body after the heat treatment is 1
It was quenched at a rate of 00 ° C./min or more. This allows
It is possible to reliably prevent the reactant precipitated at the grain boundary from dissolving again.

【0026】このようにして得られた焼成体は、190
〜210W/mKの熱伝導率を示すとともに、熱膨張係
数および誘電率がそれぞれ4.4×10-6/k〜4.6
×10-6/k、8.9〜9.2(25℃、1MHz)と
なった。また、粒界の特定点に反応析出物が分布してい
るため、焼成体が灰色を帯びている。さらに、タングス
テン等の重金属が存在するために、X線や紫外線等によ
る遮光作用を有する熱伝導性の高い高性能電子回路用基
板が製造された。
The fired body thus obtained is 190
210210 W / mK and a thermal expansion coefficient and a dielectric constant of 4.4 × 10 −6 / k to 4.6, respectively.
× 10 −6 / k, 8.9 to 9.2 (25 ° C., 1 MHz). Further, since the reaction precipitate is distributed at a specific point on the grain boundary, the fired body is grayish. In addition, due to the presence of heavy metals such as tungsten, high-performance electronic circuit substrates having high heat conductivity and having a light-shielding effect with X-rays and ultraviolet rays have been manufactured.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る窒化アルミ
ニウム焼結体およびその製造方法では、窒化アルミニウ
ム粒子が高純度単結晶を構成して高い熱伝導性を有する
とともに、焼結助剤成分や添加剤成分が粒界の特定点に
集積して所望の遮光性を有する。これにより、簡単な工
程で、所望の熱伝導率や遮光性等の特性を確保する高性
能電子回路用基板等に好適に適用可能な窒化アルミニウ
ム焼結体を得ることができる。
As described above, in the aluminum nitride sintered body and the method for producing the same according to the present invention, the aluminum nitride particles constitute a high-purity single crystal, have high thermal conductivity, and have a sintering aid component. And additive components accumulate at specific points in the grain boundaries to have desired light-shielding properties. Thus, it is possible to obtain an aluminum nitride sintered body that can be suitably applied to a substrate for a high-performance electronic circuit or the like that secures desired properties such as thermal conductivity and light-shielding properties with a simple process.

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

【図1】本発明の実施形態に係る窒化アルミニウム焼結
体の製造方法を説明するフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an aluminum nitride sintered body according to an embodiment of the present invention.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クスを用いて焼成された窒化アルミニウム焼結体であっ
て、 骨格部分を構成する窒化アルミニウム粒子が高純度単結
晶であるとともに、 焼結助剤成分および添加剤成分が粒界の特定点に集積し
ていることを特徴とする窒化アルミニウム焼結体。
An aluminum nitride sintered body fired using ceramics containing aluminum nitride as a main component, wherein the aluminum nitride particles constituting a skeleton portion are high-purity single crystals, and a sintering aid component And a sintered body of aluminum nitride, wherein an additive component is accumulated at a specific point of a grain boundary.
【請求項2】請求項1記載の窒化アルミニウム焼結体に
おいて、前記窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率が、1
70W/mK以上であることを特徴とする窒化アルミニ
ウム焼結体。
2. The aluminum nitride sintered body according to claim 1, wherein said aluminum nitride sintered body has a thermal conductivity of 1
An aluminum nitride sintered body characterized by being at least 70 W / mK.
【請求項3】窒化アルミニウムを主成分とするセラミッ
クスを用いて成形体を得る工程と、 前記成形体を1000℃〜1400℃の温度範囲で仮焼
成する工程と、 前記仮焼成により得られた仮焼成体に金属塩溶液を含浸
させた後、前記仮焼成体を乾燥する工程と、 前記乾燥処理後の仮焼成体を1600℃〜1950℃の
温度範囲で本焼成する工程と、 前記本焼成により得られた焼成体を1000℃〜140
0℃の温度範囲で熱処理する工程と、 前記熱処理後の焼成体を100℃/min以上の冷却速
度で冷却処理する工程と、 を有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。
3. A step of obtaining a molded body using ceramics containing aluminum nitride as a main component; a step of temporarily firing the molded body in a temperature range of 1000 ° C. to 1400 ° C .; A step of drying the calcined body after impregnating the calcined body with the metal salt solution; a step of main-baking the calcined body after the drying treatment in a temperature range of 1600 ° C. to 1950 ° C .; The obtained fired body is heated at 1000 ° C to 140 ° C.
A method for producing an aluminum nitride sintered body, comprising: a heat treatment in a temperature range of 0 ° C .; and a cooling treatment of the fired body after the heat treatment at a cooling rate of 100 ° C./min or more.
【請求項4】請求項3記載の製造方法において、前記金
属塩溶液は、Ni、Co、Nd、Sm、Ce、Cr、M
n、Mo、V、Ti、ZrまたはYから選択される少な
くとも1種以上の硝酸塩、酢酸塩または塩化物であるこ
とを特徴とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
4. The production method according to claim 3, wherein said metal salt solution comprises Ni, Co, Nd, Sm, Ce, Cr, M
A method for producing an aluminum nitride sintered body, comprising at least one of a nitrate, an acetate and a chloride selected from n, Mo, V, Ti, Zr and Y.
【請求項5】請求項3記載の製造方法において、前記金
属塩溶液は、ヘテロタングステン酸およびそのMo、V
またはCr塩であ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。
5. The production method according to claim 3, wherein said metal salt solution comprises heterotungstic acid and its Mo, V
Or a method for producing an aluminum nitride sintered body, which is a Cr salt.
【請求項6】請求項3記載の製造方法において、前記成
形体を得る際に焼結助剤を添加するとともに、前記焼結
助剤成分は、Cおよびランタン系元素を含む第III族
元素または第II族元素から選択される少なくとも1種
以上の酸化物、水酸化物または炭酸塩であることを特徴
とする窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
6. The method according to claim 3, wherein a sintering aid is added when the molded body is obtained, and the sintering aid component is a group III element containing C and a lanthanum element or A method for producing an aluminum nitride sintered body, comprising at least one oxide, hydroxide or carbonate selected from Group II elements.
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