JPS6222941B2 - - Google Patents
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- JPS6222941B2 JPS6222941B2 JP57097373A JP9737382A JPS6222941B2 JP S6222941 B2 JPS6222941 B2 JP S6222941B2 JP 57097373 A JP57097373 A JP 57097373A JP 9737382 A JP9737382 A JP 9737382A JP S6222941 B2 JPS6222941 B2 JP S6222941B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明は熱伝導率を顕著に改善し、しかも高絶
縁性を保持するセラミツクスの製造方法に関する
ものである。 例えば、高アルミナ磁器の薄板からなるプリン
ト配線基板は、近年電子回路の実装密度の上昇に
伴なつて発熱密度も大きくなつて来たため熱放散
の高い材料が強く要望されているが、比較的廉価
で高い熱伝導率を示す理由によつて般用される高
アルミナ磁器の場合も量産面から上限とされる
99.5％の高純度品においても0.07cal／cm・sec・
℃程度に止まり、上記の要望を満たすことができ
なかつた。 本発明は上記プリント配線基板を初め、各種セ
ラミツクスの絶縁抵抗をさして低下させることな
く、熱伝導率を顕著に改善した高熱伝導性セラミ
ツクスの製造法を確立したもので、以下実施例と
共にその詳細を説明する。 実施例 １ (イ) アルミナゾル（＃200、アルミナ含有率10
％、日産化学） 130ｇ CaCO3（市販品）平均粒径0.2μ 0.2ｇ MgCO3（市販品）平均粒径0.1μ 0.1ｇ 無水けい酸（市販品）平均粒径0.3μ
0.1ｇ からなるセラミツクス原料の微粉末（第１の原
料粉末）に 非イオン性界面活性剤（ノニオンＥ−230、
HLB価17.3、日本油脂） 4.5ｇ 水 2160c.c. を配合、マグネチツクスターラによつて混合し
て第１の分散液W1を作る。 (ロ) Fe2O3（市販品、平均粒径0.3μ）42ｇ MoO3（市販品、平均粒径0.5μ） 72ｇ からなる無機質材料の微粉末（第２の原料粉
末）に ポリエチレンオキサイド（水溶性粒子結合
剤） １ｇ 水 450c.c. を配合、同じくマグネチツクスターラによつて
混合して第２の分散液W2を作り、 (ハ) 四塩化エチレン（非水溶性の溶媒）
1460ｇ 非イオン性界面活性剤（OP−80R、HLB価
4.3、日本油脂） ９ｇ の両者を前と同様マグネチツクスターラによつ
て混合して非水溶媒Ｏを作り、 (ニ) 上記ＯとW2を撹拌し乍ら混合し、非イオン
性界面活性剤によつて第２の原料粉末を水に分
散させたものを非水溶媒中で乳化し、無数の
W2塊がＯ中に分散してなるW2−Ｏエマルジヨ
ンを作る。 (ホ) W2−Ｏエマルジヨンと上記W1を撹拌し乍ら
混合し、これらW2−Ｏエマルジヨンと第１の
分散液W1に配合されたHLB価の異なる非イオ
ン性界面活性剤によつてW2−Ｏ−W1複合エマ
ルジヨンを作る。 このW2−Ｏ−W1複合エマルジヨンは、第１
の分散液W1中に、非水溶媒Ｏによつて被覆さ
れた塊状の第２の分散液W2が分散している泥
漿状を呈した。 (ヘ) 上記泥漿状のW2−Ｏ−W1複合エマルジヨン
をドクターブレード法によつて成形した。 (ト) この成形品を露点20℃の水素雰囲気中におい
て1490℃、１時間保持して焼成し50mm×50mm×
0.6mmの焼結品を得た。 焼結品は粉末冶金状に焼結されたFeとMoの微
粒子からなる40〜60μの無数の塊状体が膜厚４〜
７μ前後の焼結されたアルミナの絶縁層によつて
強固に結合した緻密な断面形状を呈した。 このようにして得た焼結品の諸特性を測定した
結果を第１表に示す。
縁性を保持するセラミツクスの製造方法に関する
ものである。 例えば、高アルミナ磁器の薄板からなるプリン
ト配線基板は、近年電子回路の実装密度の上昇に
伴なつて発熱密度も大きくなつて来たため熱放散
の高い材料が強く要望されているが、比較的廉価
で高い熱伝導率を示す理由によつて般用される高
アルミナ磁器の場合も量産面から上限とされる
99.5％の高純度品においても0.07cal／cm・sec・
℃程度に止まり、上記の要望を満たすことができ
なかつた。 本発明は上記プリント配線基板を初め、各種セ
ラミツクスの絶縁抵抗をさして低下させることな
く、熱伝導率を顕著に改善した高熱伝導性セラミ
ツクスの製造法を確立したもので、以下実施例と
共にその詳細を説明する。 実施例 １ (イ) アルミナゾル（＃200、アルミナ含有率10
％、日産化学） 130ｇ CaCO3（市販品）平均粒径0.2μ 0.2ｇ MgCO3（市販品）平均粒径0.1μ 0.1ｇ 無水けい酸（市販品）平均粒径0.3μ
0.1ｇ からなるセラミツクス原料の微粉末（第１の原
料粉末）に 非イオン性界面活性剤（ノニオンＥ−230、
HLB価17.3、日本油脂） 4.5ｇ 水 2160c.c. を配合、マグネチツクスターラによつて混合し
て第１の分散液W1を作る。 (ロ) Fe2O3（市販品、平均粒径0.3μ）42ｇ MoO3（市販品、平均粒径0.5μ） 72ｇ からなる無機質材料の微粉末（第２の原料粉
末）に ポリエチレンオキサイド（水溶性粒子結合
剤） １ｇ 水 450c.c. を配合、同じくマグネチツクスターラによつて
混合して第２の分散液W2を作り、 (ハ) 四塩化エチレン（非水溶性の溶媒）
1460ｇ 非イオン性界面活性剤（OP−80R、HLB価
4.3、日本油脂） ９ｇ の両者を前と同様マグネチツクスターラによつ
て混合して非水溶媒Ｏを作り、 (ニ) 上記ＯとW2を撹拌し乍ら混合し、非イオン
性界面活性剤によつて第２の原料粉末を水に分
散させたものを非水溶媒中で乳化し、無数の
W2塊がＯ中に分散してなるW2−Ｏエマルジヨ
ンを作る。 (ホ) W2−Ｏエマルジヨンと上記W1を撹拌し乍ら
混合し、これらW2−Ｏエマルジヨンと第１の
分散液W1に配合されたHLB価の異なる非イオ
ン性界面活性剤によつてW2−Ｏ−W1複合エマ
ルジヨンを作る。 このW2−Ｏ−W1複合エマルジヨンは、第１
の分散液W1中に、非水溶媒Ｏによつて被覆さ
れた塊状の第２の分散液W2が分散している泥
漿状を呈した。 (ヘ) 上記泥漿状のW2−Ｏ−W1複合エマルジヨン
をドクターブレード法によつて成形した。 (ト) この成形品を露点20℃の水素雰囲気中におい
て1490℃、１時間保持して焼成し50mm×50mm×
0.6mmの焼結品を得た。 焼結品は粉末冶金状に焼結されたFeとMoの微
粒子からなる40〜60μの無数の塊状体が膜厚４〜
７μ前後の焼結されたアルミナの絶縁層によつて
強固に結合した緻密な断面形状を呈した。 このようにして得た焼結品の諸特性を測定した
結果を第１表に示す。
【表】
上表から、本発明の上記実施例によつて得られ
た焼結品は、従来の高純度（99.5％）アルミナ磁
器に比して、懸念された絶縁抵抗の低下を無視し
うる程度に止め、目的とする熱伝導率を格段と上
昇させ、特に高い熱放散性が要求される前に述べ
たプリント配線基板を対象とした場合、従来最も
優れたものとされる鉄板にガラスを焼付けたホー
ロー基板の熱伝導率0.1cal／cm・sec・℃に対し
て70％も高く、電子回路の実装密度を格段と高め
ることができる。 なお、上記実施例１においては第１の原料粉末
としてアルミナゾルに鉱化剤としてCaCO3、
MgCO3、SiO2の微量を配合したが、これらの一
部または全部をステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸マグネシウム、けい酸エチル等非水溶性有
機化合物に代えると共に非水溶媒Ｏに配合するこ
とによつて該非水溶媒の機能を高め、かつ焼成過
程においてCaO−MgO−SiO2系ガラスを生成し
て焼結されたFe、Moの微粉末と、これを被覆す
るアルミナの絶縁層の密着性を更に高めることが
でき、また第１の分散液W1にメチルセルロース
等水溶性の粒子結合剤の微量（水に対して0.5％
以下）を添加すること、上記非水溶媒Ｏに対して
同じく非水溶性の粒子結合剤としてエチルセルロ
ース等の微量を添加することも有効である。 実施例 ２ フオルステライト磁器（2MgO・SiO2）原料微粉
末平均粒径0.5μ 10ｇ 非イオン性界面活性剤（ノイゲンEA−170、
HLB価17、第一工業製薬） ４ｇ 水 2000c.c. の混合物からなる第１の分散液W1と、 Fe2O3（市販品、平均粒径0.3μ） 113ｇ ポリビニルアルコール（デンカＢ−05）（水溶性
粒子結合剤） １ｇ 水 400c.c. の混合物からなる第２の分散液W2と、 二塩化エチレン（非水溶性の溶媒） 990ｇ 非イオン性界面性性剤（ノイゲンEA−33、HLB
価４、第一工業製薬） ８ｇ の混合物からなる非水溶媒Ｏの３者によつて前例
と同様、泥漿状のW2−Ｏ−W1エマルジヨンを作
り、石膏型による鋳込成形を行つた後、露点25℃
の水素雰囲気中において1410℃、0.5時間保持の
条件で焼成して得た９mmφ×１mmｔの焼結品は、
金属鉄の微粒子の焼結体からなる50〜60μの無数
の塊状体が、５μ前後のフオルステライト磁器の
絶縁層によつて強固に結合した断面形状を呈し
た。 この焼結品は第２表の通り、フオルステライト
磁器の特性にさして悪影響をもたらすことなく熱
伝導率を大巾に改善する著効を示した。
た焼結品は、従来の高純度（99.5％）アルミナ磁
器に比して、懸念された絶縁抵抗の低下を無視し
うる程度に止め、目的とする熱伝導率を格段と上
昇させ、特に高い熱放散性が要求される前に述べ
たプリント配線基板を対象とした場合、従来最も
優れたものとされる鉄板にガラスを焼付けたホー
ロー基板の熱伝導率0.1cal／cm・sec・℃に対し
て70％も高く、電子回路の実装密度を格段と高め
ることができる。 なお、上記実施例１においては第１の原料粉末
としてアルミナゾルに鉱化剤としてCaCO3、
MgCO3、SiO2の微量を配合したが、これらの一
部または全部をステアリン酸カルシウム、ステア
リン酸マグネシウム、けい酸エチル等非水溶性有
機化合物に代えると共に非水溶媒Ｏに配合するこ
とによつて該非水溶媒の機能を高め、かつ焼成過
程においてCaO−MgO−SiO2系ガラスを生成し
て焼結されたFe、Moの微粉末と、これを被覆す
るアルミナの絶縁層の密着性を更に高めることが
でき、また第１の分散液W1にメチルセルロース
等水溶性の粒子結合剤の微量（水に対して0.5％
以下）を添加すること、上記非水溶媒Ｏに対して
同じく非水溶性の粒子結合剤としてエチルセルロ
ース等の微量を添加することも有効である。 実施例 ２ フオルステライト磁器（2MgO・SiO2）原料微粉
末平均粒径0.5μ 10ｇ 非イオン性界面活性剤（ノイゲンEA−170、
HLB価17、第一工業製薬） ４ｇ 水 2000c.c. の混合物からなる第１の分散液W1と、 Fe2O3（市販品、平均粒径0.3μ） 113ｇ ポリビニルアルコール（デンカＢ−05）（水溶性
粒子結合剤） １ｇ 水 400c.c. の混合物からなる第２の分散液W2と、 二塩化エチレン（非水溶性の溶媒） 990ｇ 非イオン性界面性性剤（ノイゲンEA−33、HLB
価４、第一工業製薬） ８ｇ の混合物からなる非水溶媒Ｏの３者によつて前例
と同様、泥漿状のW2−Ｏ−W1エマルジヨンを作
り、石膏型による鋳込成形を行つた後、露点25℃
の水素雰囲気中において1410℃、0.5時間保持の
条件で焼成して得た９mmφ×１mmｔの焼結品は、
金属鉄の微粒子の焼結体からなる50〜60μの無数
の塊状体が、５μ前後のフオルステライト磁器の
絶縁層によつて強固に結合した断面形状を呈し
た。 この焼結品は第２表の通り、フオルステライト
磁器の特性にさして悪影響をもたらすことなく熱
伝導率を大巾に改善する著効を示した。
【表】
上記実施例１および２は共にプリント配線基板
を対象としたが、本発明は実施例２の通り鋳込成
型をも可能とするから絶縁抵抗を初めセラミツク
スの諸特性と共に特に高い熱放散性を要求される
ICパツケージ等厚肉のセラミツクスを初め板状
体に限らず円筒棒等の製造に適用することができ
る。 また、高絶縁性の第１の原料微粉末として特に
高い熱伝導性をベリリアを採用することによつて
更に熱放散性を高めることが可能であり、高熱伝
導性の第２の原料微粉末としては実施例において
示したFe2O3、MoO3等焼成によつて金属化する
酸化物に限らず他の化合物、あるいは金属を直接
使用してもよく、また非酸化性雰囲気中において
安定なSiC、BN等の炭化物、窒化物類を使用でき
るが、これら第１と第２の原料微粉末は熱膨張係
数および焼結温度が近似する材料の組合せが好ま
しい。 しかして、上記第１の原料微粉末によつて形成
される絶縁層は２μ程度の極めて薄い膜厚におい
ても充分固有の特性を示し、厚くした場合も膜厚
に応じた熱放散性を示すのでこの面からは特に限
定されないが３〜８μ程度が好ましく、所望の膜
厚に応じて第１の原料微粉末及び第２の原料微粉
末の配合割合が定められる。 次に、満足すべきW2−Ｏ−W1エマルジヨンを
製造するため好ましい条件は、先ずW2とＯの合
量はW1に対して等量及至１／４容量比、以下同
様）、W2とＯの関係もW2がＯに対して等量及至
１／４であり、また第１及び第２の原料粉末はそ
れぞれ第１の分散液W1及び第２の分散液W2中
に、スラリー状として分散させるよう水に対する
配合割合が決定されるが、両者共全量中10〜40重
量％程度である。更に第１の分散液W1中の界面
活性剤は水に対して0.1〜0.5重量％の範囲であ
り、非水溶媒Ｏ中の界面活性剤は非水溶性の溶液
に対して0.2〜２重量％である。 なお、W1及びＯに配合する非イオン性界面活
性剤は、前に述べたようにそれらのHLB価によ
つて前者は水中に油を加えて乳化し、後者は油中
に水を加えて乳化するためのもので前者W1に配
合する非イオン性界面活性剤のHLB価は15以
上、後者Ｏに配合する非イオン性界面活性剤の
HLB価は５以下とすることがそれぞれ好まし
い。
を対象としたが、本発明は実施例２の通り鋳込成
型をも可能とするから絶縁抵抗を初めセラミツク
スの諸特性と共に特に高い熱放散性を要求される
ICパツケージ等厚肉のセラミツクスを初め板状
体に限らず円筒棒等の製造に適用することができ
る。 また、高絶縁性の第１の原料微粉末として特に
高い熱伝導性をベリリアを採用することによつて
更に熱放散性を高めることが可能であり、高熱伝
導性の第２の原料微粉末としては実施例において
示したFe2O3、MoO3等焼成によつて金属化する
酸化物に限らず他の化合物、あるいは金属を直接
使用してもよく、また非酸化性雰囲気中において
安定なSiC、BN等の炭化物、窒化物類を使用でき
るが、これら第１と第２の原料微粉末は熱膨張係
数および焼結温度が近似する材料の組合せが好ま
しい。 しかして、上記第１の原料微粉末によつて形成
される絶縁層は２μ程度の極めて薄い膜厚におい
ても充分固有の特性を示し、厚くした場合も膜厚
に応じた熱放散性を示すのでこの面からは特に限
定されないが３〜８μ程度が好ましく、所望の膜
厚に応じて第１の原料微粉末及び第２の原料微粉
末の配合割合が定められる。 次に、満足すべきW2−Ｏ−W1エマルジヨンを
製造するため好ましい条件は、先ずW2とＯの合
量はW1に対して等量及至１／４容量比、以下同
様）、W2とＯの関係もW2がＯに対して等量及至
１／４であり、また第１及び第２の原料粉末はそ
れぞれ第１の分散液W1及び第２の分散液W2中
に、スラリー状として分散させるよう水に対する
配合割合が決定されるが、両者共全量中10〜40重
量％程度である。更に第１の分散液W1中の界面
活性剤は水に対して0.1〜0.5重量％の範囲であ
り、非水溶媒Ｏ中の界面活性剤は非水溶性の溶液
に対して0.2〜２重量％である。 なお、W1及びＯに配合する非イオン性界面活
性剤は、前に述べたようにそれらのHLB価によ
つて前者は水中に油を加えて乳化し、後者は油中
に水を加えて乳化するためのもので前者W1に配
合する非イオン性界面活性剤のHLB価は15以
上、後者Ｏに配合する非イオン性界面活性剤の
HLB価は５以下とすることがそれぞれ好まし
い。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 高絶縁性を有するセラミツクス原料の微
粉末を第１の原料粉末とし、これに非イオン性
界面活性剤と水とを加えて混合して第１の分散
液W1を作る工程。 (ロ) 上記第１の原料粉末よりも高い熱伝導率を有
する、金属、焼成によつて金属化する金属の化
合物、炭化物、窒化物等無機質材料から選ばれ
た１種以上の微粉末を第２の原料粉末とし、こ
れに水溶性の粒子結合剤と水とを加えて混合し
て第２の分散液W2を作る工程。 (ハ) 非水溶性の溶剤と、(イ)の非イオン性界面活性
剤よりもHLB価の低い非イオン性界面活性剤
を混合して非水溶媒Ｏを作る工程。 (ニ) 上記W2をＯと混合、乳化してW2−Ｏエマル
ジヨンを作る工程。 (ホ) 上記W2−ＯエマルジヨンとW1を混合、W1中
にW2−Ｏを分散させた泥漿状の複合エマルジ
ヨンW2−Ｏ−W1を作る工程。 (ヘ) 上記泥漿状複合エマルジヨンW2−Ｏ−W1を
用いて所望の素体をドクターブレード法または
鋳込成型法によつて成形する工程。 (ト) 非酸化性雰囲気中において焼結する工程。 からなる高熱伝導性セラミツクスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097373A JPS58213671A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 高熱伝導性セラミツクスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57097373A JPS58213671A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 高熱伝導性セラミツクスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213671A JPS58213671A (ja) | 1983-12-12 |
| JPS6222941B2 true JPS6222941B2 (ja) | 1987-05-20 |
Family
ID=14190701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57097373A Granted JPS58213671A (ja) | 1982-06-07 | 1982-06-07 | 高熱伝導性セラミツクスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213671A (ja) |
-
1982
- 1982-06-07 JP JP57097373A patent/JPS58213671A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58213671A (ja) | 1983-12-12 |
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