JPS63218585A - 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体とその製造方法 - Google Patents
高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体とその製造方法Info
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- JPS63218585A JPS63218585A JP61260156A JP26015686A JPS63218585A JP S63218585 A JPS63218585 A JP S63218585A JP 61260156 A JP61260156 A JP 61260156A JP 26015686 A JP26015686 A JP 26015686A JP S63218585 A JPS63218585 A JP S63218585A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped 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
- C04B35/58—Shaped 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
- C04B35/581—Shaped 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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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。
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およびその製造方法に
係り、更に詳しくは、緻密質で熱伝導性、絶縁性、誘電
率などの実用上の諸物件に優れている窒化アルミニウム
焼結体の製造方法に関する。
係り、更に詳しくは、緻密質で熱伝導性、絶縁性、誘電
率などの実用上の諸物件に優れている窒化アルミニウム
焼結体の製造方法に関する。
従来の技術
最近のLSIの進歩はめざましく、集積度の向上が著し
い。これには、ICチップサイズの向上も寄与しており
、ICチップサイズの向上に伴ってパッケージ当りの発
熱量が増大している。このため基板材料の放熱性が重要
視されるようになっき′たgまた;従来IC基板として
用いられていたアルミナ焼結体の熱伝導率では放熱性が
不十分であり、ICチップの発熱量の増大に対応できな
くなりつつある。このためアルミナ基板に代わるものと
して、高熱伝導性のべIJ IJア基板が検討されてい
るが、べIJ IJアは毒性が強く取扱いが難しいとい
う欠点がある。
い。これには、ICチップサイズの向上も寄与しており
、ICチップサイズの向上に伴ってパッケージ当りの発
熱量が増大している。このため基板材料の放熱性が重要
視されるようになっき′たgまた;従来IC基板として
用いられていたアルミナ焼結体の熱伝導率では放熱性が
不十分であり、ICチップの発熱量の増大に対応できな
くなりつつある。このためアルミナ基板に代わるものと
して、高熱伝導性のべIJ IJア基板が検討されてい
るが、べIJ IJアは毒性が強く取扱いが難しいとい
う欠点がある。
窒化アルミニウム(AIN)は、本来、材質的に高熱伝
導性、高絶縁性を有し、毒性もないため、半導体工業に
おいて絶縁材料あるいはパッケージ材料として注目を集
めている。
導性、高絶縁性を有し、毒性もないため、半導体工業に
おいて絶縁材料あるいはパッケージ材料として注目を集
めている。
発明が解決しようとする問題点
上述のように窒化アルミニウムは理論的には単結晶とし
ては高熱伝導性、高絶縁性を有する材料である。しかし
ながら、窒化アルミニウム粉末から焼結体を製造する場
合、窒化アルミニウム粉末自体の焼結性が良くないため
、粉末成形後、焼結して得られる窒化アルミニウム焼結
体の相対密度(窒化アルミニウムの理論密度3.26
g / cdを基準どする)は;゛焼結条件にも依るが
、高々70〜80%しか示さず、多量の気孔を包含する
。
ては高熱伝導性、高絶縁性を有する材料である。しかし
ながら、窒化アルミニウム粉末から焼結体を製造する場
合、窒化アルミニウム粉末自体の焼結性が良くないため
、粉末成形後、焼結して得られる窒化アルミニウム焼結
体の相対密度(窒化アルミニウムの理論密度3.26
g / cdを基準どする)は;゛焼結条件にも依るが
、高々70〜80%しか示さず、多量の気孔を包含する
。
一方、窒化アルミニウム焼結体の如き絶縁性セラミック
スの熱伝導機構は、フォノン伝導を主体とするため気孔
、不純物等の欠陥はフォノン散乱を起し、熱伝導率は低
レベルのものしか得られない。
スの熱伝導機構は、フォノン伝導を主体とするため気孔
、不純物等の欠陥はフォノン散乱を起し、熱伝導率は低
レベルのものしか得られない。
緻密質で、良好な熱伝導性の窒化アルミニウム焼結体を
得るため窒化アルミニウム粉末に種々の焼結助剤を添加
し、ホットプレスあるいは常圧焼結することが試みられ
ており、かなり良質の焼結体が得られている。たとえば
、酸化カルシウム(Cab)、酸化バリウム(Bad)
、酸化ストロンチウム(SrO)などを窒化アルミニウ
ム粉末に添加して焼結する方法(特公昭58−4951
0号)がある。この方法によれば相対密度98%以上で
、熱伝導率0.10〜0.13Ca1/cm−5eC−
deg(42〜541!l/m−k)(室温)のものが
得られている。しかし、この程度の値の熱伝導率では今
後のIC5LSIの集積度向上による発熱量の増大に対
応するには十分とはいえない−0 一方、緻密質で高強度の窒化アルミニウム焼結体を得る
ことを目的として、窒化アルミニウム粉末にY2O3及
びSiO□等を添加する試みもなされており(特公昭5
6−9475号)、98%以上の相対密度を得ティるが
、熱伝導率は 0.07Ca1/Cm−8eC・deg
(29W/m −k)に満たない程の低レベルである。
得るため窒化アルミニウム粉末に種々の焼結助剤を添加
し、ホットプレスあるいは常圧焼結することが試みられ
ており、かなり良質の焼結体が得られている。たとえば
、酸化カルシウム(Cab)、酸化バリウム(Bad)
、酸化ストロンチウム(SrO)などを窒化アルミニウ
ム粉末に添加して焼結する方法(特公昭58−4951
0号)がある。この方法によれば相対密度98%以上で
、熱伝導率0.10〜0.13Ca1/cm−5eC−
deg(42〜541!l/m−k)(室温)のものが
得られている。しかし、この程度の値の熱伝導率では今
後のIC5LSIの集積度向上による発熱量の増大に対
応するには十分とはいえない−0 一方、緻密質で高強度の窒化アルミニウム焼結体を得る
ことを目的として、窒化アルミニウム粉末にY2O3及
びSiO□等を添加する試みもなされており(特公昭5
6−9475号)、98%以上の相対密度を得ティるが
、熱伝導率は 0.07Ca1/Cm−8eC・deg
(29W/m −k)に満たない程の低レベルである。
この事実は、熱伝導率の向上に必要な条件は、単に密度
のみならず結晶組織等も影響していることを示している
。特に上記の特公昭56−9475号に記載の従来技術
の場合、形成される繊維状組織は強度向上には寄与する
が熱伝導率向上には有害な結晶組織を有すると考えられ
る。
のみならず結晶組織等も影響していることを示している
。特に上記の特公昭56−9475号に記載の従来技術
の場合、形成される繊維状組織は強度向上には寄与する
が熱伝導率向上には有害な結晶組織を有すると考えられ
る。
従って、本発明の目的は、窒化アルミニウム焼結体の結
晶組織を改善することにより緻密質(95%以上の相対
密度)で且つ高熱伝導率(150W/m −k以上)の
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
ことにある。
晶組織を改善することにより緻密質(95%以上の相対
密度)で且つ高熱伝導率(150W/m −k以上)の
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
ことにある。
さらに詳細には本発明の目的は、今後の半導体用絶縁材
料あるいはパッケージ材料として好適に使用できるよう
な緻密質で且つ熱伝導性、絶縁性、誘電率などの実用上
の緒特性に優れている窒化アルミニウム焼結体とその製
造方法を提供することにある。
料あるいはパッケージ材料として好適に使用できるよう
な緻密質で且つ熱伝導性、絶縁性、誘電率などの実用上
の緒特性に優れている窒化アルミニウム焼結体とその製
造方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明者らは、150W/m −k以上の高い熱伝導率
を有する窒化アルミニウム焼結体の製造せんとして、原
料粉末純度、焼結助剤及び焼結体組成及びその結晶組織
等を詳細に検討した結果、窒化アルミニウム粉末への酸
化カドリニウムGd2O,の添加が窒化アルミニウムの
焼結性を大きく向上させ、焼結体の緻密質にし、且つ熱
伝導性の向上に有効であることを見出した。また、この
ようにして得られた窒化アルミニウム焼結体をX線回折
により組織の分析を行った結果、この焼結体にはGdA
10s、Gd2O3を主成分とする粒界相が存在し、こ
れが熱伝導率の向上に著しく有効であることを見い出し
たものである。
を有する窒化アルミニウム焼結体の製造せんとして、原
料粉末純度、焼結助剤及び焼結体組成及びその結晶組織
等を詳細に検討した結果、窒化アルミニウム粉末への酸
化カドリニウムGd2O,の添加が窒化アルミニウムの
焼結性を大きく向上させ、焼結体の緻密質にし、且つ熱
伝導性の向上に有効であることを見出した。また、この
ようにして得られた窒化アルミニウム焼結体をX線回折
により組織の分析を行った結果、この焼結体にはGdA
10s、Gd2O3を主成分とする粒界相が存在し、こ
れが熱伝導率の向上に著しく有効であることを見い出し
たものである。
すなわち本発明に従うと、酸化ガドリニウム1.0”T
5重量%を添加して焼結された窒化アルミニウム焼結体
であって、粒界相がGdA103 + Gd2O3から
主として形成され、95%以上の相対密度を有し、室温
における熱伝導率が150W/m −k以上であること
を特徴とする高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体が提供
される。
5重量%を添加して焼結された窒化アルミニウム焼結体
であって、粒界相がGdA103 + Gd2O3から
主として形成され、95%以上の相対密度を有し、室温
における熱伝導率が150W/m −k以上であること
を特徴とする高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体が提供
される。
さらに本発明に従うと、酸素含有量0.1〜2.0重量
%の窒化アルミニウム粉末85〜99.0重量%と、酸
化ガドリニウム粉末1.0〜15重量%とを混合・成形
し、次いで1800〜2200℃の温度で非酸化性雰囲
気中で焼結して、GdA103+ Gdz O3を主成
分とする粒界相を有する焼結体組織を得ることを特徴と
する高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法が提
供される。
%の窒化アルミニウム粉末85〜99.0重量%と、酸
化ガドリニウム粉末1.0〜15重量%とを混合・成形
し、次いで1800〜2200℃の温度で非酸化性雰囲
気中で焼結して、GdA103+ Gdz O3を主成
分とする粒界相を有する焼結体組織を得ることを特徴と
する高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法が提
供される。
本発明の方法で使用する窒化アルミニウム粉末の酸素含
有量は2.0%以下であり、このような窒化アルミニウ
ム粉末は、いわゆる「アルミナ還元法」で調製されるが
、本発明はこの方法による窒化アルミニウム粉末の使用
に限定されるものではない。
有量は2.0%以下であり、このような窒化アルミニウ
ム粉末は、いわゆる「アルミナ還元法」で調製されるが
、本発明はこの方法による窒化アルミニウム粉末の使用
に限定されるものではない。
°非酸化性雰囲気としては、真空、または窒素ガス、水
素ガス、一酸化炭素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス
の少なくとも1種のガスにより形成された雰囲気を用い
てよい。
素ガス、一酸化炭素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス
の少なくとも1種のガスにより形成された雰囲気を用い
てよい。
さらに本発明の好ましい態様に従うと、上記の成形した
混合粉末を、非酸化性雰囲気中50Kg/cr1以上の
圧力でホットプレスを用いて加圧焼結するのが特性改善
上好ましい。
混合粉末を、非酸化性雰囲気中50Kg/cr1以上の
圧力でホットプレスを用いて加圧焼結するのが特性改善
上好ましい。
作用
本発明は、窒化アルミニウムに酸化ガドリニウム(Gd
a○3)を添加することにより、酸化ガドリニウムと、
窒化アルミニウム及びそれに含有されている酸素とを反
応せしめて、焼結時にGdAlO3+Gd2O3を含む
液相を発生せしめ、液相焼結により焼結体の緻密化及び
高熱伝導化に成功したものである。従って、本発明の焼
結体の粒界はGdAlO3+Gd20aにより主として
形成されている。
a○3)を添加することにより、酸化ガドリニウムと、
窒化アルミニウム及びそれに含有されている酸素とを反
応せしめて、焼結時にGdAlO3+Gd2O3を含む
液相を発生せしめ、液相焼結により焼結体の緻密化及び
高熱伝導化に成功したものである。従って、本発明の焼
結体の粒界はGdAlO3+Gd20aにより主として
形成されている。
また、本発明の焼結体は、窒化アルミニウム85〜99
.0重量%と、酸化ガドリニウム1.0〜15重量%−
との混合粉末を焼結することにより形成されている。酸
化ガドリニウムの添加量が1.0重量%未満の場合は、
通常に用いられている窒化アルミニウム粉末中の酸素と
反応して液相焼結に充分な量のGdAl 03+Gd2
O3を形成するに足らず、相対密度および熱伝導率の高
い焼結体が得られない。一方、酸化ガドリニウムが15
重量%を超えて添加されている場合は、窒化アルミニウ
ム自体の優れた熱伝導性が損なわれ、また相対密度も低
下する。
.0重量%と、酸化ガドリニウム1.0〜15重量%−
との混合粉末を焼結することにより形成されている。酸
化ガドリニウムの添加量が1.0重量%未満の場合は、
通常に用いられている窒化アルミニウム粉末中の酸素と
反応して液相焼結に充分な量のGdAl 03+Gd2
O3を形成するに足らず、相対密度および熱伝導率の高
い焼結体が得られない。一方、酸化ガドリニウムが15
重量%を超えて添加されている場合は、窒化アルミニウ
ム自体の優れた熱伝導性が損なわれ、また相対密度も低
下する。
従って、酸化がトリニウムの添加量を1.0〜15重量
%とした。
%とした。
次に本発明の製造方法の条件限定理由を説明する。
窒化アルミニウム粉末の酸素含有量を0.1〜2.0重
量%としたのは、2.0重量%を超えると、酸化ガドリ
ニウムの添加量にかかわらず酸素の窒化アルミニウム焼
結体中への混入量が増大し、フォノン散乱を起こすため
、150W10r −k以上の熱伝導率が得られないた
めである。また、0.1重量%未満の酸素含有量の窒化
アルミニウム粉末の製造は現「の技術では経済的に実現
できないだめである。
量%としたのは、2.0重量%を超えると、酸化ガドリ
ニウムの添加量にかかわらず酸素の窒化アルミニウム焼
結体中への混入量が増大し、フォノン散乱を起こすため
、150W10r −k以上の熱伝導率が得られないた
めである。また、0.1重量%未満の酸素含有量の窒化
アルミニウム粉末の製造は現「の技術では経済的に実現
できないだめである。
また、酸化ガドリニウムの混合割合を1.0〜15重量
%としたのは、上述の通り、1.0重量%未満では、十
分に緻密且つ高熱伝導度の焼結体が得られず、また15
重量%超える場合、得られる焼結体の熱伝導率が低下す
る傾向を示すためである。
%としたのは、上述の通り、1.0重量%未満では、十
分に緻密且つ高熱伝導度の焼結体が得られず、また15
重量%超える場合、得られる焼結体の熱伝導率が低下す
る傾向を示すためである。
このように本発明に従い最適な酸素含有量の窒化アルミ
ニウム粉末と酸化ガドリニウムとの組み合せにより窒化
アルミニウム焼結体の緻密化及び高熱伝導化が達成され
る。さらに、本発明の範囲内の組成では、結晶組織の粒
状化も生じ、これも熱伝導率向上のために寄与している
と考えられる。
ニウム粉末と酸化ガドリニウムとの組み合せにより窒化
アルミニウム焼結体の緻密化及び高熱伝導化が達成され
る。さらに、本発明の範囲内の組成では、結晶組織の粒
状化も生じ、これも熱伝導率向上のために寄与している
と考えられる。
本発明の方法で焼結温度を1800〜2200℃の範囲
と限定したのは、1800℃未満の焼結温度では、十分
に焼結が進行しないためである。窒化アルミニウムの焼
結に関しては、焼結温度は高い方が望ましいが、220
0℃を超えると、窒化アルミニウムの分解反応が著しく
促進され、焼結体の重量減少が大きくなり経済的でない
。
と限定したのは、1800℃未満の焼結温度では、十分
に焼結が進行しないためである。窒化アルミニウムの焼
結に関しては、焼結温度は高い方が望ましいが、220
0℃を超えると、窒化アルミニウムの分解反応が著しく
促進され、焼結体の重量減少が大きくなり経済的でない
。
実°施例
以下、本発明を実施例により説明するが、これらの実施
例は本発明の範囲を何等制限するものではない。
例は本発明の範囲を何等制限するものではない。
実施例1 ′
窒化アルミニウム粉末(酸素含有量0.8重量%)に、
酸化ガドリニウム粉末を1.0〜15重量%の範囲の種
々の量で添加した混合粉末を、それぞれ2ton/ca
tの圧力で予備成形し、1800〜2200℃の範囲の
各種温度で3時間常圧焼結を行った。得られた焼結体の
相対密度及び熱伝導率を第1表の実施例の欄に示す。
酸化ガドリニウム粉末を1.0〜15重量%の範囲の種
々の量で添加した混合粉末を、それぞれ2ton/ca
tの圧力で予備成形し、1800〜2200℃の範囲の
各種温度で3時間常圧焼結を行った。得られた焼結体の
相対密度及び熱伝導率を第1表の実施例の欄に示す。
焼結はN2ガス(1気圧)雰囲気中で行った。また、窒
化アルミニウム粉末への酸化ガドリニウム粉末の混合は
、ボールミルを用いて12時間で行った。
化アルミニウム粉末への酸化ガドリニウム粉末の混合は
、ボールミルを用いて12時間で行った。
第1表に示す如く、本発明の範囲内の酸化ガドリニウム
の添加量、すなわち1.0〜15重量%の酸化ガドリニ
ウムを添加し、1800〜2200℃の温度で焼結して
得た窒化アルミニウム焼結体は、高密度で且つ150L
/m −k以上の良好な熱伝導率を示すことが判る。い
ずれの場合も、GdAlO3+ Gd2O3を主成分と
した粒界相の存在が確認された。
の添加量、すなわち1.0〜15重量%の酸化ガドリニ
ウムを添加し、1800〜2200℃の温度で焼結して
得た窒化アルミニウム焼結体は、高密度で且つ150L
/m −k以上の良好な熱伝導率を示すことが判る。い
ずれの場合も、GdAlO3+ Gd2O3を主成分と
した粒界相の存在が確認された。
比較例1
酸化ガドリニウム粉末添加量及び焼結温度について、本
発明の範囲外の条件とし、他は全て実施例1と同様の条
件にて各々焼結して得た焼結体の特性を第1表の比較例
の欄に示す。密度及び熱伝導率ともに良好とはいえない
。例えば、酸化ガドリニウムの添加量が低い場合(試料
番号1)、粒界にはGdAlO3のみが観察されるにす
ぎず、GdzO3は存在しなかった。このため本発明の
効果が達成されず、熱伝導率は著しく低い。一方、試料
番号7の如く酸化ガドリニウムの添加量が過剰な場合は
、焼結体中の酸化ガドリニウムの残留量が過剰となり、
これがフォノン散乱の原因となり、熱伝導率が低下する
と考えられる。
発明の範囲外の条件とし、他は全て実施例1と同様の条
件にて各々焼結して得た焼結体の特性を第1表の比較例
の欄に示す。密度及び熱伝導率ともに良好とはいえない
。例えば、酸化ガドリニウムの添加量が低い場合(試料
番号1)、粒界にはGdAlO3のみが観察されるにす
ぎず、GdzO3は存在しなかった。このため本発明の
効果が達成されず、熱伝導率は著しく低い。一方、試料
番号7の如く酸化ガドリニウムの添加量が過剰な場合は
、焼結体中の酸化ガドリニウムの残留量が過剰となり、
これがフォノン散乱の原因となり、熱伝導率が低下する
と考えられる。
さらに、試料番号8や16の如く、焼結温度が低い場合
は、焼結が十分に進行せず、相対密度、熱伝導率等の特
性が著しく低い。
は、焼結が十分に進行せず、相対密度、熱伝導率等の特
性が著しく低い。
実施例2
実施例1で示した窒化アルミニウムー酸化ガドリニウム
混合粉末を、実施例1と同様の方法で作成し、ホットプ
レス(圧力200にg/cd)を用いて、1800℃に
て2時間、加圧焼結を行った。得られた焼結体の相対密
度及び熱伝導率を第2表の実施側温に示す。−ホットプ
レスにより加圧焼結することにより、常圧焼結よりも安
定した特性の焼結体が得られた。
混合粉末を、実施例1と同様の方法で作成し、ホットプ
レス(圧力200にg/cd)を用いて、1800℃に
て2時間、加圧焼結を行った。得られた焼結体の相対密
度及び熱伝導率を第2表の実施側温に示す。−ホットプ
レスにより加圧焼結することにより、常圧焼結よりも安
定した特性の焼結体が得られた。
比較例2
窒化アルミニウムー酸化ガドリニウムの混合粉末の混合
比が、本発明の範囲外の代表的条件について実施例2と
同様の方法にてホットプレス焼結を行った結果を第2表
の比較側温に示す。
比が、本発明の範囲外の代表的条件について実施例2と
同様の方法にてホットプレス焼結を行った結果を第2表
の比較側温に示す。
第2表に示す結果から理解できるように、酸化ガドリニ
ウムの添加量が本発明の範囲外であると、ホットプレス
により加圧焼結を行っても熱伝導率は低い値に止まる。
ウムの添加量が本発明の範囲外であると、ホットプレス
により加圧焼結を行っても熱伝導率は低い値に止まる。
実施例3
酸素含有量の異なる窒化アルミニウム粉末と、5%の酸
化ガドリニウム粉末とを実施例1と同様の方法で混合し
、1900℃、3時間の条件で常圧焼結した結果を第3
表の実施側温に示す。1.5%以下で良好な特性が得ら
れることが判る。
化ガドリニウム粉末とを実施例1と同様の方法で混合し
、1900℃、3時間の条件で常圧焼結した結果を第3
表の実施側温に示す。1.5%以下で良好な特性が得ら
れることが判る。
−なお、第3表中、窒化アルミニウム量の後のカッコ内
は窒化アルミニウム粉末中の酸素量を示す。
は窒化アルミニウム粉末中の酸素量を示す。
比較例3
酸素含有量が本発明の方法の範囲外である窒化アルミニ
ウム粉末を用い、実施例3と同様の方法で混合・焼結し
た結果を第3表の比較測標に示す。
ウム粉末を用い、実施例3と同様の方法で混合・焼結し
た結果を第3表の比較測標に示す。
窒化アルミニウム粉末中の酸素量が2.0%を超えると
、得られた焼結体の相対密度は高くとも熱伝導率が著し
く低いことが判る。
、得られた焼結体の相対密度は高くとも熱伝導率が著し
く低いことが判る。
発明の効果
以上に説明の如く本発明は、酸化ガドリニウム1.0〜
15重量%を添加して焼結された窒化アルミニウム焼結
体であって、粒界相がGdA10a+Gd、03から主
として形成され、95%以上の相対密度を有し、室温に
おける熱伝導率が15H/m−に以上である−ことを特
徴とする高熱伝導性窒化アルミニウム □焼結体を提
供するものであり、このようなGdAlO3・+Gd2
0aを主成分とした粒界相を有した窒化アルミニウム焼
結体は、酸素含有量1.0〜2.0重量%の窒化アルミ
ニウム粉末と、0.1〜50重量%の酸化ガドリニウム
粉末を混合・成形し、次いで1800〜2200℃の温
度で、非酸化性雰囲気中で焼結することによりえられる
。
15重量%を添加して焼結された窒化アルミニウム焼結
体であって、粒界相がGdA10a+Gd、03から主
として形成され、95%以上の相対密度を有し、室温に
おける熱伝導率が15H/m−に以上である−ことを特
徴とする高熱伝導性窒化アルミニウム □焼結体を提
供するものであり、このようなGdAlO3・+Gd2
0aを主成分とした粒界相を有した窒化アルミニウム焼
結体は、酸素含有量1.0〜2.0重量%の窒化アルミ
ニウム粉末と、0.1〜50重量%の酸化ガドリニウム
粉末を混合・成形し、次いで1800〜2200℃の温
度で、非酸化性雰囲気中で焼結することによりえられる
。
本発明により得られた窒化アルミニウム焼結体は、緻密
質であり、そのため熱伝導性に優れ、半導体の放熱材料
、あるいはパッケージ材料として有用である。
質であり、そのため熱伝導性に優れ、半導体の放熱材料
、あるいはパッケージ材料として有用である。
本発明によって得られる窒化アルミニウム焼結体は、サ
ーディツプ用基板、サーバツク用基板、ハイブリッドI
C用基板等のIC基板のみならず、パワートランジスタ
、パワーダイオードおよびレーザダイオード用のヒート
シンクとして、更に、レーザ発振管、或はマイカ代替と
しての絶縁性薄反として好適に利用できる。
ーディツプ用基板、サーバツク用基板、ハイブリッドI
C用基板等のIC基板のみならず、パワートランジスタ
、パワーダイオードおよびレーザダイオード用のヒート
シンクとして、更に、レーザ発振管、或はマイカ代替と
しての絶縁性薄反として好適に利用できる。
命許出願人 住友電気工業株式会社
文理人弁理士新居正彦
Claims (4)
- (1)酸化ガドリニウム1.0〜15重量%を添加して
焼結された窒化アルミニウム焼結体であって、粒界相が
GdAlO_3+Gd_2O_3から主として形成され
、95%以上の相対密度を有し、室温における熱伝導率
が150W/m・k以上であることを特徴とする高熱伝
導性窒化アルミニウム焼結体。 - (2)酸素含有量0.1〜2.0重量%の窒化アルミニ
ウム粉末85〜99.0重量%と、酸化ガドリニウム粉
末1.0〜15重量%とを混合・成形し、次いで180
0〜2200℃の温度で非酸化性雰囲気中で焼結し、G
dAlO_3+Gd_2O_3を主成分とする粒界相を
有する焼結体組織を得ることを特徴とする高熱伝導性窒
化アルミニウム焼結体の製造方法。 - (3)上記非酸化性雰囲気は、真空または窒素ガス、水
素ガス、一酸化炭素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス
より成る群から選ばれた1種または2種以上のガスから
形成される雰囲気であることを特徴とする特許請求の範
囲第2項に記載の高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の
製造方法。 - (4)上記の成形した混合粉末を、非酸化性雰囲気中5
0Kg/cm^2以上の圧力で加圧焼結することを特徴
とする特許請求の範囲第2項または第3項に記載の高熱
伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61260156A JPH0641390B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体とその製造方法 |
KR1019870012080A KR960001429B1 (ko) | 1986-10-31 | 1987-10-30 | 고열전도성 질화알루미늄 소결체 및 이의 제조방법 |
EP87402457A EP0266277B1 (en) | 1986-10-31 | 1987-11-02 | A process for producing sintered bodies of aluminium nitride having a high thermal conductivity |
CA000550795A CA1277337C (en) | 1986-10-31 | 1987-11-02 | Sintered body of aluminum nitride having higher thermal conductivity and a process for producing the same |
DE87402457T DE3786142T2 (de) | 1986-10-31 | 1987-11-02 | Verfahren zur Herstellung von Aluminiumnitrid-Sinterkörper mit hoher Wärmeleitfähigkeit. |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61260156A JPH0641390B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63218585A true JPS63218585A (ja) | 1988-09-12 |
JPH0641390B2 JPH0641390B2 (ja) | 1994-06-01 |
Family
ID=17344091
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61260156A Expired - Lifetime JPH0641390B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体とその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0266277B1 (ja) |
JP (1) | JPH0641390B2 (ja) |
KR (1) | KR960001429B1 (ja) |
CA (1) | CA1277337C (ja) |
DE (1) | DE3786142T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01203270A (ja) * | 1988-02-08 | 1989-08-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体及びその製造法 |
US6017485A (en) * | 1996-03-28 | 2000-01-25 | Carborundum Corporation | Process for making a low electrical resistivity, high purity aluminum nitride electrostatic chuck |
WO2018143280A1 (ja) | 2017-02-01 | 2018-08-09 | 出光興産株式会社 | 非晶質酸化物半導体膜、酸化物焼結体、及び薄膜トランジスタ |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4659611A (en) * | 1984-02-27 | 1987-04-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Circuit substrate having high thermal conductivity |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP61260156A patent/JPH0641390B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1987
- 1987-10-30 KR KR1019870012080A patent/KR960001429B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1987-11-02 EP EP87402457A patent/EP0266277B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-02 DE DE87402457T patent/DE3786142T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-02 CA CA000550795A patent/CA1277337C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0266277A2 (en) | 1988-05-04 |
JPH0641390B2 (ja) | 1994-06-01 |
DE3786142T2 (de) | 1994-01-27 |
EP0266277B1 (en) | 1993-06-09 |
CA1277337C (en) | 1990-12-04 |
KR880005681A (ko) | 1988-06-30 |
EP0266277A3 (en) | 1989-09-27 |
DE3786142D1 (de) | 1993-07-15 |
KR960001429B1 (ko) | 1996-01-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |