JPS62187171A - 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 - Google Patents

窒化アルミニウム焼結体の製造方法

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JPS62187171A
JPS62187171A JP61025794A JP2579486A JPS62187171A JP S62187171 A JPS62187171 A JP S62187171A JP 61025794 A JP61025794 A JP 61025794A JP 2579486 A JP2579486 A JP 2579486A JP S62187171 A JPS62187171 A JP S62187171A
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aluminum nitride
sintered body
weight
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nitride sintered
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三和 幸彦
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Onoda Cement Co Ltd
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Onoda Cement Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/58Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides
    • C04B35/581Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on borides, nitrides, i.e. nitrides, oxynitrides, carbonitrides or oxycarbonitrides or silicides based on aluminium nitride

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  • Materials Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は窒化アルミニウム焼結体、特に熱伝導性の良好
な窒化アルミニウム焼結体の製造方法に関する。
[従来の技術] 近年、電子機器の高速・高性能化、小形・軽量化が進む
中で、半導体素子から発生する熱の放熱は重要な問題で
ある。特に、高密度実装置C1LSI、マイクロ波通信
及び光通信用のマイクロウェーブ用トランジスタ、レー
ザーダイオード等では熱伝導性の高い基板材料の要求が
強い。
従来、絶縁性基板材料には一般にアルミナ焼結体が多く
用いられていたが、最近の絶縁性基板材料の用途におい
ては熱放散性が満足なものとは言えず、このために、更
に、熱伝導性の良好な絶縁性基板材料の開発が要求され
ている。
熱伝導性の高い基板材料として有望視されている窒化ア
ルミニウムは絶縁性基板材料に要求されている諸特性例
えば電気抵抗、絶縁耐圧、誘電率、曲げ強度及び熱膨張
係数等がアルミナ焼結体の諸特性と同等もしくはそれ以
上であるため、鋭意研究開発がなされている。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、窒化アルミニウムは難焼結性であり、単
体では常圧焼結が困難である。そのため、ホットプレス
法による焼結体の製造法や各種酸化物を助剤として添加
した常圧焼結による焼結体の製造法が検討されている。
これらの製造法の内で、常圧焼結法が大量生産に向いて
いるので望ましい焼結体の製造方法である。
しかし、常圧焼結法で得られる窒化アルミニウム焼結体
の熱伝導率は50〜60W/mK、と低く、更に高い熱
伝導性を有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法が探
求されている。
従つそ、本発明の目的は常圧焼結法による高熱伝導性を
有する窒化アルミニウム焼結体の製造方法を提供するに
ある。
[問題点を解決するための手段] すなわち、本発明は窒化アルミニウム粉末にカルシウム
シアナミド(CaCN 2)またはシアン化カルシウム
[Ca(CN hlまたはそれらの混合物を添加量きし
、得られた混合物を成形後、非酸化性雰囲気中で焼結す
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
を提供するにある。
[作 用] 以下、本発明方法を具体的に説明する。
窒化アルミニウム粉末に添加する添加剤はカルシウムシ
アナミドまたはシアン化カルシウムまたはそれらの混合
物である。この添加剤は原料すなわち窒化アルミニウム
粉末中の酸素を除去する。
これは焼結後の焼結体中の酸素量が原料中の酸素量より
も少なくなることからも明らかであろう。
添加剤の添加配合量は窒化アルミニウム粉末100重量
部当り0.1〜7重量部添加するのが好ましい、添加剤
の添加配合量が0.1重量部未満であると、その添加効
果が明瞭でないために好ましくなく、また7重量部を超
えると、急激に焼結体の密度が下がり、熱伝導率が低下
するために好ましくない、添加剤が多くなり過ぎると反
応に寄与しないカーボンが窒化アルミニウムの粒間に残
存し、焼結を阻害するものと思われる。
本発明に使用する添加剤は空気中の水分と反応し、徐々
に酸化物に変化するが、非水溶媒中では安定であり、添
加剤添加後の混合・粉砕操作は非水溶媒中で行なうこと
が好ましい。
窒化アルミニウム粉末に添加剤を添加し、数十時間混合
・粉砕する。この際、上述の理由からアルコール等の非
水溶媒を添加することが好適である。非水溶媒を使用す
る場合には、混合・粉砕後、非水溶媒を真空乾燥等の方
法で除去する。得られた混合粉体を室温で、加圧プレス
して所定の形状に成形し、最後に窒素ガス、水素ガス、
−酸化炭素ガスまたは真空雰囲気のような非酸化性雰囲
気中で高温焼結を行なう、焼結は1500〜1900℃
の範囲のi度で行なうことができるが、1550〜18
50℃の範囲の焼結温度を使用することが好適である。
[実 施 例] 以下に実施例(以下、特記しない限り単に「例」と記載
する)を挙げ、本発明を更に説明する。
乱−り 窒化アルミニウム粉末100重量部に添加剤として以下
の第1表に示す添加量のカルシウムシアナミドを添加し
、混合・粉砕後、室温で1000に#/am’の圧力を
加えて所定の形状に成形し、得られな成形体を窒素ガス
雰囲気中で1800°Cで2時間焼結して窒化アルミニ
ウム焼結体を得た。
得られた窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を第1表に
併記する。なお、熱伝導率の測定はレーザーフラッシュ
法を用い、得られる比熱と熱拡散率より算出した。
1    0.1     97     702  
 0.5  ”  98    903    2.5
     99    1104    4.0   
  98.5    805    7.0     
98     706   10.0     95 
    407    0.02    96    
 50上述の第1表において、実験番号1−5の焼結体
は本発明品であり、0.1〜7重量部の添加剤の添加に
より熱伝導率が70W、/mK以上の窒化アルミニウム
焼結体を得ることができた。また、実験番号6及び7の
焼結体は添加剤添加量がそれぞれ10.0重量部及び0
.02重量部である比較品であり、これらの熱伝導率は
50W/mK以下であり、満足すべき熱伝導率を得るこ
とはできなかっな。
医−」工 窒化アルミニウム粉末100重量部にシアン化カルシウ
ムとカルシウムシアナミドを重量比1/1として2重量
部添加し、混合・粉砕後、所定の形状に成形し、得られ
た成形体を1750℃で2時間焼結した。この窒化アル
ミニウム焼結体の熱伝導率は100W/mKであった。
Lj− 窒化アルミニウム粉末100重量部にシアン化カルシウ
ム1.5重量部を添加し、混合・粉砕後、所定の形状に
成形し、得られた成形体を1750℃で2時間焼結した
。この窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率は90W/m
Kであった。
[発明の効果] 本発明方法では添加剤として酸素含有化合物を使用しな
いために、酸素含有量の少ない特殊な窒化アルミニウム
粉末のみならず汎用の窒化アルミニウム粉末をも使用し
て熱伝導率の高い焼結体を得ることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、窒化アルミニウム粉末にカルシウムシアナミドまた
    はシアン化カルシウムまたはそれらの混合物を添加混合
    し、得られた混合物を成形後、非酸化性雰囲気中で焼結
    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。 2、窒化アルミニウム粉末100重量部にカルシウムシ
    アナミドまたはシアン化カルシウムまたはそれらの混合
    物を0.1〜7重量部添加混合する、特許請求の範囲第
    1項記載の窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
JP61025794A 1986-02-10 1986-02-10 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 Granted JPS62187171A (ja)

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