JPS61256658A - 電気絶縁性基板材料の製造方法 - Google Patents
電気絶縁性基板材料の製造方法Info
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- JPS61256658A JPS61256658A JP60097596A JP9759685A JPS61256658A JP S61256658 A JPS61256658 A JP S61256658A JP 60097596 A JP60097596 A JP 60097596A JP 9759685 A JP9759685 A JP 9759685A JP S61256658 A JPS61256658 A JP S61256658A
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Classifications
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ＩＣ，ＬＳＩ等に使用される基板材料に関し
、特に高い電気絶縁性と低い誘電率を有し、且つ高い熱
伝導率を有するセラミックス電気絶縁性基板材料に関す
る。
、特に高い電気絶縁性と低い誘電率を有し、且つ高い熱
伝導率を有するセラミックス電気絶縁性基板材料に関す
る。
従来、電気絶縁性基板にはアルミナ（ＡＱ□０□）が広
く用いられており、また、特に熱放散性を重視する場合
には、酸化ベリリウム（Ｂａｄ）系セラミックスが使用
されている。しかし、集積回路用基板は集積度が高まる
につれて、高い放熱性が要求され、アルミナ系基板は、
かかる要求を満たすことができないので、大規模集積回
路の基板としては使用し得ない。また、 ＢａＯ系基板
は、その有害性が問題となっており、安全性の面から、
その使用は著しく制限されている。
く用いられており、また、特に熱放散性を重視する場合
には、酸化ベリリウム（Ｂａｄ）系セラミックスが使用
されている。しかし、集積回路用基板は集積度が高まる
につれて、高い放熱性が要求され、アルミナ系基板は、
かかる要求を満たすことができないので、大規模集積回
路の基板としては使用し得ない。また、 ＢａＯ系基板
は、その有害性が問題となっており、安全性の面から、
その使用は著しく制限されている。
一般に、セラミックスは高い電気抵抗と低い誘電率を有
するが、熱伝導率が小さく、そのため、特に、最近、当
該技術分野において強く要望されているＬＳＩや超ＬＳ
Ｉ等の基板としては不適切である。大規模集積回路用基
板は、前述の如く、高い電気絶縁性と大きな熱伝導率及
び可及的低い誘電率が要求され、これらをすべて満たし
うる材料の開発が急がれている。
するが、熱伝導率が小さく、そのため、特に、最近、当
該技術分野において強く要望されているＬＳＩや超ＬＳ
Ｉ等の基板としては不適切である。大規模集積回路用基
板は、前述の如く、高い電気絶縁性と大きな熱伝導率及
び可及的低い誘電率が要求され、これらをすべて満たし
うる材料の開発が急がれている。
従って１本発明の目的は、セラミックスの優れた特性を
利用し、その欠点、特に熱伝導率を顕著に向上させたＬ
ＳＩ等に使用しうる上記性質を満たした絶縁基板を提供
するにある。また、他の目的は、ポピユラーな原料を用
いて安価に提供でき。
利用し、その欠点、特に熱伝導率を顕著に向上させたＬ
ＳＩ等に使用しうる上記性質を満たした絶縁基板を提供
するにある。また、他の目的は、ポピユラーな原料を用
いて安価に提供でき。
製造及び使用において安全性がそこなわれることのない
ＬＳＩ等用セラミックス基板を提供することにある。
ＬＳＩ等用セラミックス基板を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成すべく、多くの試作研究
を行った結果、高い電気抵抗性と低い誘電性を有し、し
かも高い熱伝導率をもった実用性の優れた新規セラミッ
クスを見出した。
を行った結果、高い電気抵抗性と低い誘電性を有し、し
かも高い熱伝導率をもった実用性の優れた新規セラミッ
クスを見出した。
すなわち１本発明は、炭化けい素粉末２〜８５重量％と
窒化アルミニウム粉末１５〜９８重量％との混合物を焼
結して成る電気絶縁性基板材料を提供する。
窒化アルミニウム粉末１５〜９８重量％との混合物を焼
結して成る電気絶縁性基板材料を提供する。
本発明の基板材料の形成に用いられる原料は、入手が容
易な炭化けい素及び窒化アルミニウムであって、可及的
高純度のものが使用される。
易な炭化けい素及び窒化アルミニウムであって、可及的
高純度のものが使用される。
本発明の基板材料は、炭化けい素ＳｉＣ粉末２〜８５重
量％と窒化アルミニウムＡＱＮ粉末９８〜１５重量％と
の均質混合物を成形、焼結してつくられるが、できるだ
け微細な粉末混合物が有利に用いられる。その好ましい
平均粒径は、ＡＱＮ粉末が１０ｎｍ以下で、 ＳｉＣ粉
末は１１００ｎ以下である。
量％と窒化アルミニウムＡＱＮ粉末９８〜１５重量％と
の均質混合物を成形、焼結してつくられるが、できるだ
け微細な粉末混合物が有利に用いられる。その好ましい
平均粒径は、ＡＱＮ粉末が１０ｎｍ以下で、 ＳｉＣ粉
末は１１００ｎ以下である。
炭化けい素粉末が８５重量％を超えると、誘電率が１０
０以上となり、また２重量％未満では、炭化けい素の特
長である熱伝導率が有効に作用しないので好ましくない
、炭化けい素と窒化アルミニウムの好ましい混合範囲割
合は７０〜８０重量％対２０〜３０重量％である。
０以上となり、また２重量％未満では、炭化けい素の特
長である熱伝導率が有効に作用しないので好ましくない
、炭化けい素と窒化アルミニウムの好ましい混合範囲割
合は７０〜８０重量％対２０〜３０重量％である。
微粉状物質混合物は１次いで１例えば２０００℃以上の
高温条件で焼結される。このような高温焼結は、いわゆ
る常圧焼結のような方法を用いてもいいが、ホットプレ
スなどが有利に採用できる。焼結温度が、例えば１９０
０℃以下の低い温度では、焼結体の電気絶縁性が極度に
低下するので好ましくない。
高温条件で焼結される。このような高温焼結は、いわゆ
る常圧焼結のような方法を用いてもいいが、ホットプレ
スなどが有利に採用できる。焼結温度が、例えば１９０
０℃以下の低い温度では、焼結体の電気絶縁性が極度に
低下するので好ましくない。
また、この焼結は、焼結時の加圧条件には実質的に関係
がなく、本発明者らの研究によれば１例えば、焼結温度
を一定にして、圧力を常圧ないし２００気圧の各種加圧
条件で焼結した焼結体の電気抵抗値は、圧力の大きさと
は関係がなく、はぼ一定であった。
がなく、本発明者らの研究によれば１例えば、焼結温度
を一定にして、圧力を常圧ないし２００気圧の各種加圧
条件で焼結した焼結体の電気抵抗値は、圧力の大きさと
は関係がなく、はぼ一定であった。
本発明の電気絶縁性基板材料は、炭化けい素粉末と窒化
アルミニウム粉末混合物に、バインダーその他の添加物
を全く加えることなく、焼結によって容易に焼結体を製
造することができる。また。
アルミニウム粉末混合物に、バインダーその他の添加物
を全く加えることなく、焼結によって容易に焼結体を製
造することができる。また。
本発明の材料は、例えば印加電圧１０Ｖでは、 １０”
〜１０１６Ω・ｌオーダーの高い電気絶縁性、周波数Ｉ
ＭＨｚで１０〜１２程度の低い誘電率及び０．１５Ｃａ
Ｑ／（Ｍ’ｓ・℃程度以上の高い熱伝導度を有し、大規
模集積回路等の絶縁基板として好適に使用できるもので
ある。絶縁基板には、社会的要求に沿って半導体チップ
等の回路構成要素が、ますます高密度に形成されるよう
になってきたが、本発明の基板材料は、そのような要求
にも対応しうる実用性の優れたＳｉＣ／ＡＱＮ系複合セ
ラミックス材料である。
〜１０１６Ω・ｌオーダーの高い電気絶縁性、周波数Ｉ
ＭＨｚで１０〜１２程度の低い誘電率及び０．１５Ｃａ
Ｑ／（Ｍ’ｓ・℃程度以上の高い熱伝導度を有し、大規
模集積回路等の絶縁基板として好適に使用できるもので
ある。絶縁基板には、社会的要求に沿って半導体チップ
等の回路構成要素が、ますます高密度に形成されるよう
になってきたが、本発明の基板材料は、そのような要求
にも対応しうる実用性の優れたＳｉＣ／ＡＱＮ系複合セ
ラミックス材料である。
次に、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
信越化学社製の炭化けい素（純度９９．９９９％ただし
、ガス不純物は除く）微粉末２４重量％と市販の窒化ア
ルミニウム粉末７６重量％をボールミルを用いて２時間
混合した。得られた均質混合粉末をホットプレスにより
、２００ｋｇ／ａｔの圧力及び２３００℃の温度で１時
間焼結させ、ＳｉＣ／Ａ Ｑ Ｎ系複合焼結体を得た。
、ガス不純物は除く）微粉末２４重量％と市販の窒化ア
ルミニウム粉末７６重量％をボールミルを用いて２時間
混合した。得られた均質混合粉末をホットプレスにより
、２００ｋｇ／ａｔの圧力及び２３００℃の温度で１時
間焼結させ、ＳｉＣ／Ａ Ｑ Ｎ系複合焼結体を得た。
得られた焼結体は、 ３．１２ｇ／ｃｃの密度を有し。
印加電圧１０Ｖで測定した電気抵抗は、１．ＯＸ １０
”Ω・ａｍ、ＩＭＨｚで測定した誘電率は１２．０、熱
伝導度は０．１５ＣａＱ／ｃｓ・Ｓ・℃で、大規模集積
回路用基板として好適に使用できるものである。
”Ω・ａｍ、ＩＭＨｚで測定した誘電率は１２．０、熱
伝導度は０．１５ＣａＱ／ｃｓ・Ｓ・℃で、大規模集積
回路用基板として好適に使用できるものである。
上記焼結体のＸ線回折によれば、その回折パターンは窒
化アルミニウム粉末と酷似し、その組織は、はぼ−相か
ら成っていて、ＳＩＣとＡＱＮとの固溶体が形成されて
いることが観察され、このような焼結状態のゆえに、焼
結体はＡＱＮの構造をとりながら、 ＳｉＣの高い熱伝
導率特性が保持されているものと理解される。
化アルミニウム粉末と酷似し、その組織は、はぼ−相か
ら成っていて、ＳＩＣとＡＱＮとの固溶体が形成されて
いることが観察され、このような焼結状態のゆえに、焼
結体はＡＱＮの構造をとりながら、 ＳｉＣの高い熱伝
導率特性が保持されているものと理解される。
実施例２
実施例 １の炭化けい素及び窒化アルミニウムを用い、
それらの配合割合を種々変化させた各種粉末混合物を調
製して、それぞれを２３００℃の温度で常圧焼結し、各
焼結体の誘電率（ＩＭＨｚ）及び熱伝導率を測定した。
それらの配合割合を種々変化させた各種粉末混合物を調
製して、それぞれを２３００℃の温度で常圧焼結し、各
焼結体の誘電率（ＩＭＨｚ）及び熱伝導率を測定した。
その結果を原料粉末組成と共に下掲第１表にまとめて示
す。
す。
また、それら各焼結体試料の電気抵抗をＩＯＶの印加電
圧で測定した。それらの結果を添付図面第１図にグラフ
で示した。
圧で測定した。それらの結果を添付図面第１図にグラフ
で示した。
本発明の基板材料は、上記具体例における各種測定値か
ら明らかなように、ＬＳＩや超ＬＳＩに要求される諸性
能を兼備し、特に望ましい熱伝導性を有するので、その
実用的価値は極めて高く、優れた産業上の利用性を有す
る。
ら明らかなように、ＬＳＩや超ＬＳＩに要求される諸性
能を兼備し、特に望ましい熱伝導性を有するので、その
実用的価値は極めて高く、優れた産業上の利用性を有す
る。
第 １ 表
試料 ＡΩＮ含有誘電率 熱伝導度
Ｎｏ、 率（重量％） （ＩＭＨｚ） （Ｃａｌ／ｃ
Ｉａ−ｓ ・”Ｃ）１ ０．１２ ５１０
０．１９２ ０．５２ ３６０ ０．１９３
１５．２ １２０ ０．１７４ ４６
．０ ４０ ０．１６５ ６１．０
２０ ０．１５６ ７０．０ １２
０．１５７ ７６．２ １２ ０．１５８
８０．０ １０ ０．１４９ ９８
．０ １１ ０．１３１０ １００
８ ０．１０
Ｉａ−ｓ ・”Ｃ）１ ０．１２ ５１０
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１５．２ １２０ ０．１７４ ４６
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８０．０ １０ ０．１４９ ９８
．０ １１ ０．１３１０ １００
８ ０．１０
第１図は、５ｉＣ−ＡΩＮ系焼結体のＩＮ含量（重量％
）と電気抵抗（Ω・３）との関係を示すグラフである。
）と電気抵抗（Ω・３）との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化けい素粉末２〜８５重量％と窒化アルミニウム
粉末１５〜９８重量％との混合物を焼結して成る電気絶
縁性基板材料。 ２、焼結温度が２０００〜２４００℃である特許請求の
範囲第１項記載の基板材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097596A JPS61256658A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電気絶縁性基板材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097596A JPS61256658A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電気絶縁性基板材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61256658A true JPS61256658A (ja) | 1986-11-14 |
| JPH0482059B2 JPH0482059B2 (ja) | 1992-12-25 |
Family
ID=14196615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60097596A Granted JPS61256658A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電気絶縁性基板材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61256658A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327424A (ja) * | 1999-05-12 | 2000-11-28 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 窒化アルミニウム基焼結体とその製造方法及びそれを用いたサセプター |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111978A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-28 | 株式会社東芝 | 電気絶縁性放熱基板材料 |
| JPS605551A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-12 | Shinko Electric Ind Co Ltd | リ−ドフレ−ムの製造方法 |
| JPS6027653A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | セラミツク抵抗材料 |
| JPS6036376A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | 株式会社日立製作所 | 炭化ケイ素系抵抗材料及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP60097596A patent/JPS61256658A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59111978A (ja) * | 1982-12-16 | 1984-06-28 | 株式会社東芝 | 電気絶縁性放熱基板材料 |
| JPS605551A (ja) * | 1983-06-23 | 1985-01-12 | Shinko Electric Ind Co Ltd | リ−ドフレ−ムの製造方法 |
| JPS6027653A (ja) * | 1983-07-21 | 1985-02-12 | 株式会社日立製作所 | セラミツク抵抗材料 |
| JPS6036376A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | 株式会社日立製作所 | 炭化ケイ素系抵抗材料及びその製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327424A (ja) * | 1999-05-12 | 2000-11-28 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 窒化アルミニウム基焼結体とその製造方法及びそれを用いたサセプター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0482059B2 (ja) | 1992-12-25 |
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