JPS63319266A - 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Info
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- JPS63319266A JPS63319266A JP62154324A JP15432487A JPS63319266A JP S63319266 A JPS63319266 A JP S63319266A JP 62154324 A JP62154324 A JP 62154324A JP 15432487 A JP15432487 A JP 15432487A JP S63319266 A JPS63319266 A JP S63319266A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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]
本発明は高熱伝導性の窒化アルミニウム焼結体の製造方
法に関する。
法に関する。
[従来の技術]
エレクトロニクスの分野における急激な技術の発達は、
半導体デバイスの小型化ばかりでなく、高出力化、高集
積度化をも同時に可能なものとしてきている。また、単
一の基板上に、半導体デバイスの高密度な実装方法も研
究されている。例えばパワーダイオード、パワートラン
ジスタ、半導体レーザー、LSIさらにはVLSIなと
でおる。
半導体デバイスの小型化ばかりでなく、高出力化、高集
積度化をも同時に可能なものとしてきている。また、単
一の基板上に、半導体デバイスの高密度な実装方法も研
究されている。例えばパワーダイオード、パワートラン
ジスタ、半導体レーザー、LSIさらにはVLSIなと
でおる。
高出力化、高集積度化あるいは高密度実装化する半導体
デバイスは、単位面積、単位体積当りの発熱量が大きく
なるという問題がある。現在のところ、半導体デバイス
から発生する熱は、熱伝導率の良いダイヤモンド、立方
晶窒化ホウ素、酸化ベリリウム、絶縁性炭化ケイ素など
を、ヒートシンクやパッケージ材料の一部として用いて
散逸させる方法がとられている。しかし、上記の良熱伝
導性材料には安全性、製造に要するコスト、生産の絶対
値などの観点から見た場合、必ずしも十分とは言えない
。
デバイスは、単位面積、単位体積当りの発熱量が大きく
なるという問題がある。現在のところ、半導体デバイス
から発生する熱は、熱伝導率の良いダイヤモンド、立方
晶窒化ホウ素、酸化ベリリウム、絶縁性炭化ケイ素など
を、ヒートシンクやパッケージ材料の一部として用いて
散逸させる方法がとられている。しかし、上記の良熱伝
導性材料には安全性、製造に要するコスト、生産の絶対
値などの観点から見た場合、必ずしも十分とは言えない
。
発熱量の大きい半導体デバイスの実用化に対して低コス
トで供給量の大きな高熱伝導性材料が必要となってきて
いる。
トで供給量の大きな高熱伝導性材料が必要となってきて
いる。
[発明が解決しようとする問題点]
そこで、本発明者らは低コストで供給量の大きな高熱伝
導性材料として窒化アルミニウムに着目した。
導性材料として窒化アルミニウムに着目した。
素材としての窒化アルミニウムは、その結晶構造から、
サファイヤの8倍近くの熱伝導率を有するものと考えら
れていたが、測定値は50W/mk程度のものであった
。窒化アルミニウムの焼結体の熱伝導率が、理論値(3
20W/mk)の176程度の値を示す。この原因とし
ては、結晶粒界や不純物あるいは格子欠陥が影響するた
めと考えられている。特に窒化アルミニウム結晶粒中の
酸素の存在が、熱伝導率の低下に大きな影響を与えてい
る。この問題を解決する一つの方法として、各種の化合
物例えばKa族元素の酸化物、フッ化物等を添加し、焼
結を行い、主に粉末表面に存在する酸素を添加剤により
トラップする方法(特開昭58−55377号公報参照
)が行われている。しかしこの方法においても未だ不十
分てあり、熱伝導率が100M畦程度0焼結体しか得ら
れていないのが現状である。
サファイヤの8倍近くの熱伝導率を有するものと考えら
れていたが、測定値は50W/mk程度のものであった
。窒化アルミニウムの焼結体の熱伝導率が、理論値(3
20W/mk)の176程度の値を示す。この原因とし
ては、結晶粒界や不純物あるいは格子欠陥が影響するた
めと考えられている。特に窒化アルミニウム結晶粒中の
酸素の存在が、熱伝導率の低下に大きな影響を与えてい
る。この問題を解決する一つの方法として、各種の化合
物例えばKa族元素の酸化物、フッ化物等を添加し、焼
結を行い、主に粉末表面に存在する酸素を添加剤により
トラップする方法(特開昭58−55377号公報参照
)が行われている。しかしこの方法においても未だ不十
分てあり、熱伝導率が100M畦程度0焼結体しか得ら
れていないのが現状である。
本発明は熱伝導率が100W/mkを超える窒化アルミ
ニウム焼結体を得ることを目的とするものである。
ニウム焼結体を得ることを目的とするものである。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、より高伝導性の窒化アルミニウムを安価に生
産すべく検討した結果なされたもので、周期律表■a族
元素のアルコキシド化合物を酸化物換算で0.01〜2
0重量パーセント添加した窒化アルミニウム粉を、15
00℃〜2200℃の非酸化雰囲気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である。
産すべく検討した結果なされたもので、周期律表■a族
元素のアルコキシド化合物を酸化物換算で0.01〜2
0重量パーセント添加した窒化アルミニウム粉を、15
00℃〜2200℃の非酸化雰囲気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である。
ここでIIa族元素はBe、MCI、Ca、Sr、Ba
、 Raの中の少くとも1つである。
、 Raの中の少くとも1つである。
本発明で用いる窒化アルミニウム粉末は、できるだけ高
純度の微粒であることが望ましく、たとえば金属不純物
0.5重量パーセン1〜以下、酸素含有M1.5重量パ
ーセント以下、比表面積1m2/gの粉末を用いる。好
ましくはざらに高純度の、金属不純物0.2重量パーセ
ント以下、酸素含有量0.7重量パーセント以下のもの
を用いる。特に1600℃以上の窒素ガス下で加熱処理
した高純度AIN粉が望ましい。
純度の微粒であることが望ましく、たとえば金属不純物
0.5重量パーセン1〜以下、酸素含有M1.5重量パ
ーセント以下、比表面積1m2/gの粉末を用いる。好
ましくはざらに高純度の、金属不純物0.2重量パーセ
ント以下、酸素含有量0.7重量パーセント以下のもの
を用いる。特に1600℃以上の窒素ガス下で加熱処理
した高純度AIN粉が望ましい。
添加物としてのIIa族アルコキシド化合物は、M (
OR>。であられされ、ここでMはIIa族元素、Rは
アルキル基である。アルコキシド化合物はアルコールに
溶解あるいは粉末状態で用いる。アルコキシド添加量は
、I[a族酸化物に換算して、0.01〜20重量パー
セントとする。
OR>。であられされ、ここでMはIIa族元素、Rは
アルキル基である。アルコキシド化合物はアルコールに
溶解あるいは粉末状態で用いる。アルコキシド添加量は
、I[a族酸化物に換算して、0.01〜20重量パー
セントとする。
0.01重量パーセント未満では緻密な焼結体が得難く
、20重量パーセントを越えるとAINの熱伝導率の低
下が著しいからである。ここで公知のIIa族元素の酸
化物、フッ化物等を添加する場合とアルコキシド化合物
として添加する場合との差異は、理由は明らかではない
が、アルコキシド化合物が均一に分散し、少量で焼結助
剤として作用し、ざらにAINの酸素を効果的に吸着す
ること、またアルコキシド中の炭素が脱酸に作用するこ
とも考えられる。
、20重量パーセントを越えるとAINの熱伝導率の低
下が著しいからである。ここで公知のIIa族元素の酸
化物、フッ化物等を添加する場合とアルコキシド化合物
として添加する場合との差異は、理由は明らかではない
が、アルコキシド化合物が均一に分散し、少量で焼結助
剤として作用し、ざらにAINの酸素を効果的に吸着す
ること、またアルコキシド中の炭素が脱酸に作用するこ
とも考えられる。
なお、得られた混合物は乾式プレス、ドクターブレード
、押出し等の常法により成形したのち、非酸化性雰囲気
で1500〜2200℃で焼結、緻密化される。
、押出し等の常法により成形したのち、非酸化性雰囲気
で1500〜2200℃で焼結、緻密化される。
[実施例]
5 一
実施例1
酸素含量が1.0重量パーセントの高純度窒化アルミニ
ウム粉末(比表面積4m2/a)に、酸化物換算で30
重量パーセント以下のCaエトキシドを表1に示す各割
合で添加し、エタノール中に10時間ボールミルにて混
合したのち、加水分解し、乾燥の後、1900℃で窒素
気流中で焼結した。得られた焼結体の相対密度と熱伝導
率を1表1に示す。なお表1中NO,8〜10は比較例
である。
ウム粉末(比表面積4m2/a)に、酸化物換算で30
重量パーセント以下のCaエトキシドを表1に示す各割
合で添加し、エタノール中に10時間ボールミルにて混
合したのち、加水分解し、乾燥の後、1900℃で窒素
気流中で焼結した。得られた焼結体の相対密度と熱伝導
率を1表1に示す。なお表1中NO,8〜10は比較例
である。
表1
実施例2
酸素含量か0.5重量パーセントの高純度窒化アルミニ
ウム粉末(比表面積2m2/g)に酸化物換算で2重量
パーセントのMO,Ba、Srエトキシドをそれぞれ添
加し、実施例1と同様の焼結体を得た。焼結体はいずれ
も相対密度98%以上、熱伝導率150に/mk以上を
得た。
ウム粉末(比表面積2m2/g)に酸化物換算で2重量
パーセントのMO,Ba、Srエトキシドをそれぞれ添
加し、実施例1と同様の焼結体を得た。焼結体はいずれ
も相対密度98%以上、熱伝導率150に/mk以上を
得た。
実施例3
酸素含量が0.5重量パーセントの高純度窒化アルミニ
ウム粉末(比表面積2m2/1ll)に、酸化物換算で
2重量パーセントのCaOに相当するCaメトキシド、
Caブトキシドをそれぞれ添加し、実施例1と同様の条
件で焼結体を得た。
ウム粉末(比表面積2m2/1ll)に、酸化物換算で
2重量パーセントのCaOに相当するCaメトキシド、
Caブトキシドをそれぞれ添加し、実施例1と同様の条
件で焼結体を得た。
焼結体はいずれも相対密度97%以上、熱伝導率150
W/mk以上を示した。
W/mk以上を示した。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明は高純度の窒化アルミニウ
ム粉末に、周期律表I[a族のアルコキシド化合物を添
加し、焼結することによって、高熱伝導性の窒化アルミ
ニウム焼結体が得られる。この窒化アルミニウム焼結体
は、IC基板、放熱板、構造材料等に秀れた性能をもち
、実用性の高いものである。
ム粉末に、周期律表I[a族のアルコキシド化合物を添
加し、焼結することによって、高熱伝導性の窒化アルミ
ニウム焼結体が得られる。この窒化アルミニウム焼結体
は、IC基板、放熱板、構造材料等に秀れた性能をもち
、実用性の高いものである。
Claims (1)
- 周期律表IIa族元素のアルコキシド化合物を酸化物換算
で0.01〜20重量パーセント添加した窒化アルミニ
ウム粉を、1500℃〜2200℃の非酸化雰囲気で焼
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62154324A JPS63319266A (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62154324A JPS63319266A (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63319266A true JPS63319266A (ja) | 1988-12-27 |
JPH0587468B2 JPH0587468B2 (ja) | 1993-12-16 |
Family
ID=15581651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62154324A Granted JPS63319266A (ja) | 1987-06-23 | 1987-06-23 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63319266A (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5023411A (ja) * | 1973-06-30 | 1975-03-13 | ||
JPS6221764A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-30 | 住友電気工業株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
JPS63242972A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-07 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
-
1987
- 1987-06-23 JP JP62154324A patent/JPS63319266A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5023411A (ja) * | 1973-06-30 | 1975-03-13 | ||
JPS6221764A (ja) * | 1985-07-18 | 1987-01-30 | 住友電気工業株式会社 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
JPS63242972A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-07 | 株式会社東芝 | 窒化アルミニウム焼結体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0587468B2 (ja) | 1993-12-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
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