WO2005123627A1 - 窒化物焼結体、及びその製造方法 - Google Patents

窒化物焼結体、及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2005123627A1
WO2005123627A1 PCT/JP2005/011281 JP2005011281W WO2005123627A1 WO 2005123627 A1 WO2005123627 A1 WO 2005123627A1 JP 2005011281 W JP2005011281 W JP 2005011281W WO 2005123627 A1 WO2005123627 A1 WO 2005123627A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sintered body
container
nitride
atmosphere
nitride sintered
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/011281
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuyuki Yamamoto
Yukihiro Kanechika
Masakatsu Maeda
Original Assignee
Tokuyama Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corporation filed Critical Tokuyama Corporation
Priority to EP05751393A priority Critical patent/EP1777204A4/en
Priority to US11/630,630 priority patent/US7876053B2/en
Priority to CN2005800205405A priority patent/CN1972883B/zh
Priority to JP2006514822A priority patent/JP4937738B2/ja
Priority to KR1020067025748A priority patent/KR100912641B1/ko
Publication of WO2005123627A1 publication Critical patent/WO2005123627A1/ja
Priority to US12/767,254 priority patent/US7973481B2/en

Links

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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • 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
    • 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
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/62625—Wet mixtures
    • C04B35/6264—Mixing media, e.g. organic solvents
    • 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
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303—Inorganic additives
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
    • C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54—Particle size related information
    • C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/652—Reduction treatment
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
    • C04B2235/85—Intergranular or grain boundary phases
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient
    • 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
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
    • C04B2235/9646—Optical properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/268—Monolayer with structurally defined element

Definitions

  • the present invention relates to a nitride sintered body having both a high thermal conductivity and a high visible light loss, and a reflectance, and a method for producing the same.
  • LEDs light-emitting diodes
  • single-color LEDs emitting light in colors such as red, green, blue, etc. have been commercialized.
  • Applications of the light emitting element used are expanding.
  • a blue-emitting LED using a GaN-based compound semiconductor generally has an insulating substrate as a substrate, and p-side and n-side electrodes are formed on the surface side of the composite semiconductor laminated on this substrate. They are surface-mounted on these electrode surfaces, and are used as light emitting elements of the so-called flip chip type.
  • the sapphire of the substrate is light transmissive, the sapphire substrate is mounted on the substrate with the light emission direction side, and the surface of the sapphire substrate is used as the main light extraction surface.
  • a compound light emitting element mounted on a submount element for the purpose of electrostatic protection by a Zener diode is used as an effective light source.
  • Such a composite light emitting element has a structure in which a blue light emitting flip chip type light emitting element is conductively mounted on a submount which is conductively mounted on a mounting substrate incorporated in an electronic device or the like.
  • a silicon substrate was used as a submount. The silicon substrate absorbs light of wavelengths 450 nm (blue) to 560 nm (green) emitted by the LED laser, so the brightness of the composite light emitting element decreases. There was a problem that.
  • Patent Document 1 proposes such a compound light emitting element in which the mounting surface of the light emitting element is formed of a white-based insulator such as alumina without such a problem.
  • the amount of heat generation from the LED has been increased along with the increase in the brightness of the LED, and there is a problem that the element temperature rises.
  • the emission wavelength shifts to the long wavelength side, Since the half width of the wavelength is increased, the saturation is lowered and the luminance is lowered, and the device characteristics are lowered.
  • the alumina substrate conventionally used as the submount material in Patent Document 1 has a thermal conductivity of about 20 WZm. 'K and low heat can not be dissipated effectively, and problems have occurred.
  • Such problems may be solved by constructing the submount with an insulating material having a high thermal conductivity and a large light reflectance, and an insulating material satisfying such a requirement is known until now. It is not done.
  • a white ceramic other than alumina SiO-AIO-MgO-ZrO-CaO ceramics having a specific composition are known (see Patent Document 2).
  • the main component (96. 25 wt%) of the ceramic is Al 2 O
  • thermal conductivity is low.
  • a boron nitride sintered body also exhibits a white color
  • the thermal conductivity of a generally available boron nitride sintered body is about 20 (WZm'K), which is almost the same as that of alumina. It is equivalent.
  • a nitride sintered body containing an aluminum nitride sintered body or a silicon nitride sintered body is known as an insulating material having high thermal conductivity.
  • the aluminum nitride sintered body has a light-grayed gray color (see Comparative Example 6 of the present application), and silicon nitride is gray or black.
  • Patent Document 2 relates to an aluminum nitride (A1N) crystalline substance, and since the reflectance of light having a wavelength of 400 to 700 nm is 80% or more, the content of ErO is aluminum nitride.
  • A1N aluminum nitride
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-60243
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2004-152952
  • the present invention provides a novel insulating material having a high thermal conductivity and a large light reflectance, and the same It is an object of the present invention to provide a manufacturing method, and thus to provide a submount and a composite light emitting device which do not have the problems as described above.
  • the inventors of the present invention conducted intensive studies, thinking that the above problems could be solved by whitening the nitride sintered body.
  • a specific sintering aid and control the atmosphere during firing or to apply a nitride on a heat resistant base substrate. It has been found that a sintered body of high thermal conductivity having a white appearance can be obtained by firing under conditions that leave voids in the sintered body, and the present invention has been completed.
  • the nitride sintered body having a thermal conductivity of 50 (WZm'K) or more and having a reflectance of 50% or more to light in a wavelength region of 350 nm to 800 nm.
  • the nitride sintered body is characterized in that the reflectance to light of a wavelength of 700 nm is 60% or more.
  • the nitride sintered body having high thermal conductivity is generally gray or black.
  • the nitride sintered body of the present invention is characterized in that it is white and has a high light reflectance.
  • the intrinsic properties of nitrides are much higher and have a thermal conductivity compared to alumina, which is conventionally known as a white-based insulator !.
  • the aluminum nitride sintered body having a thermal conductivity of 140 (WZm′K) or more and a density of 3.10 gZcm 3 or more is also obtained. Is preferred.
  • nitride sintered body according to the first aspect of the present invention it is preferable that a nitride sintered body having a void having a diameter of 0.1 m or more at grain boundaries is also obtained.
  • the reflectance to light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm is 70% or more, and the reflectance to light of a wavelength of 700 nm Is preferably 75% or more.
  • a molded article obtained by molding a composition containing 100 parts by mass of aluminum nitride powder and 0.5 to 10 parts by mass of a compound containing an alkaline earth metal.
  • the carbon plate having a surface area of 0.024 to 24 mm 2 per 1 cm 3 of the volume of the container is housed inside a container having means for keeping the atmosphere substantially equal, and the atmosphere in the container is an inert gas and Z
  • the container and the carbon plate in the container are placed at 1650 ° C. to 1950 ° with the atmosphere outside the container being the same inert gas and Z or hydrogen gas atmosphere as described above with the lid closed.
  • the atmosphere in the said container in the state heated to C.
  • a third aspect of the present invention is a method of producing the nitride sintered body according to the first aspect, the third aspect or the fourth aspect, wherein the heat resistant base substrate is provided. Coating the nitride paste on the substrate, and firing the base substrate coated with the nitride paste in an atmosphere containing a reducing gas, and obtaining a sintered body having a diameter of at least 0.
  • the method is characterized in that the firing is performed under the condition that a void remains.
  • heat resistance of “having heat resistance” refers to the heat resistance to the extent that the nitride paste layer applied on the base substrate can be held by the above-mentioned firing step.
  • a nitride ceramic substrate of the same type as the nitride contained in the above paste can be mentioned.
  • a light emitting device comprising: a mounting surface for mounting a light emitting device having an electrode; and an insulating substrate having an electrode electrically connected to the electrode of the light emitting device on the surface.
  • the submount for mounting an optical element the submount is characterized in that the insulating substrate is made of the nitride sintered body of the present invention, and the fifth aspect of the present invention relates to a light emitting element mounted on the submount. It is a composite light emitting element joined. Effect of the invention
  • the nitride sintered body of the present invention Since the nitride sintered body of the present invention has a high light reflectance, in the composite light emitting element of the present invention using the sintered body, the light traveling from the light emitting element to the submount element side is the main light extraction surface Since the light is efficiently reflected to the side, high luminance can be realized. In particular, since the reflectance to light with a wavelength of 700 nm is high, it can be suitably used as a submount for a white LED. In addition, since the nitride sintered body of the present invention has a thermal conductivity of 50 (W / mK) or more, the composite light emitting device using the nitride sintered body has a high ability to dissipate heat generated by the LED. It is characterized by high durability and reliability.
  • the nitride sintered body of the present invention includes: 1) a sintered body of aluminum nitride sintered body having a sufficiently high sintering density and a very high thermal conductivity and a high mechanical strength; Although the density is not high, the light reflectance is very high, including two aspects. Therefore, the composite light emitting device of the present invention using the aluminum nitride sintered body according to the aspect 1) is characterized in that the durability and the reliability are particularly high to enhance the dissipation of the heat generated in the LED. In addition, the composite light emitting device of the present invention using the nitride sintered body of the aspect 2) is characterized in that the effect of increasing the luminance is particularly high.
  • the nitride sintered body of the present invention is a nitride sintered body having a thermal conductivity of 50 (W / mK) or more, and has a reflectance of 50% or more to light in a wavelength range of 350 nm to 800 nm. It has a feature that the reflectance to light of a 7 OO nm wavelength is 60% or more.
  • the nitride sintered body according to the first embodiment of the present invention has a thermal conductivity of 140 (WZ m'K) or more and an aluminum nitride sintered body having a density of 3.10 g Zcm 3 or more. It has the feature of becoming a cohesive force.
  • the nitride sintered body to be used in the second embodiment of the present invention is characterized in that the nitride sintered body also has a void having a diameter of 0.1 ⁇ m or more at the grain boundary. is there. In addition, this sintered compact is 350 ⁇ ! It is also characterized in that the reflectance to light in the wavelength region of ⁇ 800 nm is 70% or more, and the reflectance to light in the wavelength of 700 nm is 75% or more
  • the nitride sintered body of the present invention has a reflectance of 65% or more for light in the wavelength range of 350 nm to 800 nm and a reflectance for light of a wavelength of 700 nm. It is preferable that it is 75% or more.
  • the thermal conductivity is 144 (WZm'K) or more, and the density is 3.lOgZcm 3 or more from the viewpoint of heat dissipation when configured as a submount of a composite light emitting element.
  • An aluminum nitride sintered body is preferred.
  • the theoretical density of aluminum nitride is 3.26 gZ cm 3 , and the density of 3 lOg Z cm 3 corresponds to about 95% of the theoretical density of aluminum nitride.
  • nitride sintered body having a void having a diameter of 0.1 ⁇ m or more at grain boundaries is selected.
  • the nitride sintered body of the second embodiment has a reflectance of 70% or more to light in a wavelength region of 350 nm to 800 nm and a reflectance of 75% or more to light of a wavelength of 70 O nm. If no void with a diameter of 0.1 ⁇ m or more exists in the sintered body, the light reflectance decreases.
  • Optical Reflectance Point Force In the sintered body, it is preferable that an aperture of at least 0.
  • the ratio of the void volume to the total volume of the sintered body is preferably 1 to 80%, and more preferably 10 to 70%. Is most preferred. Further, it is particularly preferable that the reflectance to light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm is 75% or more and the reflectance to light of a wavelength of 700 nm is 80% or more.
  • the term “nitride sintered body” refers to a sintered body which also has nitride power or a sintered body containing nitride as a main component.
  • the nitride includes aluminum nitride and silicon nitride.
  • the content of the nitride is preferably 95% by mass or more, particularly preferably 97% or more from the viewpoint of the thermal conductivity.
  • components other than nitride in this case for example, components of a sintering aid such as alkaline earth metal oxides, rare earth metal oxides and the like, and other ceramic components such as alumina and the like can be mentioned.
  • the nitride sintered body of the present invention may be any of a single crystal, a polycrystal, an amorphous, and a mixture of amorphous and crystalline, but polycrystal is preferred because of ease of production. It is preferable that it is a body.
  • the size and the shape thereof are not particularly limited, and even a powder may be a molded body molded into any shape such as a plate, a tube, a rod, or an irregular shape.
  • the thermal conductivity of the nitride sintered body of the present invention, and the reflectance and density for light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm can be measured by the following methods. That is, the thermal conductivity can be measured by measuring by a laser flash method using a thermal constant measuring device. At this time, thickness correction may be performed by creating a calibration curve.
  • the reflectance for light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm can be measured by an integrating sphere method using a spectrophotometer.
  • the density can be measured by Alchemedus method using an automatic densimeter and an electronic balance with an upper plate.
  • the presence or absence of voids in the sintered body can be confirmed, and the bore diameter of the void when there is a void can be measured based on a scanning electron microscope (SEM) photograph of the cross section of the sintered body.
  • the porosity can be determined by measurement of density or measurement using a porosimeter.
  • the nitride sintered body which is effective in the first embodiment of the present invention is a method for producing the present invention in which the use of a specific sintering aid is combined with specific sintering conditions when firing the aluminum nitride powder.
  • a method of manufacturing a nitride sintered body, which is effective in the first embodiment, will be described.
  • a composition containing 100 parts by mass of aluminum nitride powder and 0.5 to 10 parts by mass of a compound containing an alkaline earth metal is used.
  • the aluminum nitride powder those conventionally used to obtain an aluminum nitride sintered body can be used without any limitation.
  • a powder having an oxygen concentration of not more than 1.0% by mass from the viewpoint that a sintered body can be obtained.
  • the alkaline earth The compounds contained function as sintering aids.
  • a compound other than such a compound is used as a sintering aid, it is difficult to obtain a nitride sintered body which is effective in the first embodiment.
  • a compound containing an alkaline earth metal a compound containing calcium is preferable from the viewpoint of its effectiveness.
  • suitable compounds include calcium sulfate, calcium fluoride, calcium nitrate, calcium carbonate, calcium phosphate, 3CaO * Al 2 O etc.
  • 3CaO'Al 2 O from the viewpoint of obtaining high thermal conductivity and high light reflectance! It also contains alkaline earth metals
  • the content of the compound is preferably 1 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aluminum nitride powder for the same reason.
  • the compound containing alkaline earth it is preferable to use a fine powder having a purity of 99.9% or more because an aluminum nitride sintered body of higher quality can be obtained.
  • 3CaO 2 -Al 2 O 3 may be added as it is, or a predetermined amount of 3CaOAl 2 O 3 may be obtained during sintering.
  • CaO and Al 2 O 3 may be added at a molar ratio of 3: 1.
  • a sintering aid such as yttrium oxide
  • aluminum nitride and its impurities such as oxygen and yttrium oxide react at the time of firing, and the melting point is lower than the firing temperature to form a composite composite, and It is known that the phase affects the densification of the sintered body and the improvement of the characteristics of the sintered body (in this case, the improvement of the thermal conductivity).
  • the compound In the case where a compound containing an alkaline earth is used, the compound is converted to a complex acid product having a melting point lower than that which would otherwise exist in the sintered body as it is. In some cases, it is thought that the phenomenon of volatilization reacting with the carbon contained in the atmosphere during sintering occurs.
  • a molded body made of a composition containing 100 parts by mass of aluminum nitride powder and 0.5 to 10 parts by mass of a compound containing an alkaline earth metal is a predetermined amount of aluminum nitride powder and Alkali earth metal powder is dry mixed and formed by uniaxial press method or isostatic press (CIP) method, etc.
  • a predetermined amount of aluminum nitride powder and alkaline earth metal powder are mixed with an organic solvent such as ethanol in a ball mill.
  • Wet mixing The powder obtained by drying the mixture obtained by the mixing method etc. is subjected to the same method as above.
  • the above green body is, similarly to the case of producing a general sintered body of aluminum nitride, a powder of aluminum nitride powder, a powder of a compound containing an alkaline earth metal, an organic solvent such as alcohol or toluene, an organic solvent It can be obtained by mixing a binder, a plasticizer such as a glycerin compound, and the like by a wet mixing method using a ball mill or the like to prepare a slurry or paste, and molding these. Alternatively, granules may be prepared by drying the above-mentioned slurry by a spray drying method, and the granules may be shaped.
  • organic binder publicly known ones generally used in the preparation of a green body such as polybutyl butyral, ethyl cellulose, and acrylic resin can be used without limitation. It is preferable to use poly n-butyl methacrylate or polyvinyl butyral because of the good moldability of the green body.
  • the amount of the organic binder used is 2 to 15 parts by mass per 100 parts by weight of aluminum nitride when obtaining a press-formed product, and 5 to 15 parts by mass when obtaining a sheet body. It is suitable.
  • a forming method a method of forming a slurry by entanglement, a method of forming a paste-like material into a sheet by a doctor blade method, a method of forming a granule by a mold press, and the like can be adopted.
  • the degreasing of the green body is carried out by mixing an oxidizing gas such as oxygen or air, a reducing gas such as hydrogen, an inert gas such as argon or nitrogen, carbon dioxide dioxide, and a mixed gas of these or steam. It is carried out by heat-treating the green body in the humidified gas atmosphere.
  • the degreasing may be appropriately selected from the range of temperature: 250 ° C. to 1200 ° C., retention time: 1 minute to 1000 minutes, depending on the type and amount of the organic component contained in the green body.
  • the thermal conductivity of the aluminum nitride sintered body according to the present invention can be easily made 140 WZm'K or more.
  • the degreased compact (degreased body) contains carbon components as the residue of the organic binder, the amount (concentration) of the carbon component is preferably 5000 ppm or less. It is further preferable to make it 500 ppm or less. When the concentration of the carbon component exceeds 5000 ppm, the densification of the aluminum nitride sintered body is remarkably suppressed at the time of firing, and it becomes difficult to obtain a sintered body having a high thermal conductivity.
  • the formed body prepared by the above-described method is sintered in the specific weak reducing atmosphere while maintaining the formed body in the specific weak reducing atmosphere.
  • a compound not containing a rare earth metal such as yttria
  • the sintering atmosphere is reducing (including carbon)
  • the sinterability is lowered, and it is difficult to obtain a good sintered body.
  • an aluminum nitride sintered body having a high thermal conductivity of 230 W Zm 'K class when using an alkaline earth metal-based sintering aid such as calcium oxide, etc.
  • the thermal conductivity is not high up to 230 W Zm'K, it maintains a sufficiently practical level, and it has sinterability that is not inferior in terms of mechanical properties (this sinterability is , The density is sufficiently high, supported by the above), and the force is also found by obtaining a sintered body which exhibits excellent light reflectance which can not be found in the conventional aluminum nitride sintered body. It is. In the nitride sintered body which is effective in the first embodiment, it is considered that the light reflectance is increased due to the influence of the sintering aid slightly retained in the aluminum nitride sintered body or the compound derived therefrom. Be
  • the specific weakly reducing atmosphere is defined as “a container having a removable lid, at least the inner wall of which is made of boron nitride, and the pressure and volume inside the container are closed when the lid is closed.
  • a carbon plate having a surface area of 0.024 to 24 mm 2 per 1 cm 3 of volume of the container is housed inside the container having means for keeping the pressure substantially equal to the pressure outside the container, and
  • the atmosphere is replaced with an inert gas and Z or hydrogen gas, and with the lid closed, the external atmosphere of the vessel is the same inert gas and Z or hydrogen gas atmosphere as described above, and the carbon plate in the vessel and the vessel C. to 1950.degree. C., preferably 1700 to 1900.degree. C.
  • the carbon plate force state in which the carbon plate itself remains even if carbon is volatilized. As defined in "atmosphere in the container", it means inert gas containing a small specific amount of carbon vapor and Z or hydrogen gas. It is substantially impossible to measure the concentration of carbon gas contained in a very high temperature gas such as 1650 ° C. to 1950 ° C. by current analytical techniques. For this reason, in the manufacturing method of the present embodiment, the atmosphere is specified according to the specific method for controlling a specific weak reducing atmosphere described later.
  • fine communication holes or systems may be added. The lid may be opened slightly when pressure is applied, and may be closed when the pressure in the system becomes almost equal to the external pressure.
  • a carbon furnace may be used.
  • a carbon furnace is used, the control of the sintering atmosphere becomes difficult due to the influence of the sublimation of the furnace carbon.
  • a special container as described above ie, a heat resistant material such as boron nitride, is used as the inner surface of the formed body to be sintered. It is placed in a container to be heated and sintered.
  • the atmosphere at the time of sintering can be controlled to an appropriate reducing atmosphere by controlling the surface area of the carbon plate placed in the container, and the first embodiment
  • the nitride sintered body (aluminum nitride sintered body) can be obtained.
  • the heat-resistant material means a material which does not melt, decompose or sublime at the sintering temperature, and aluminum nitride or the like can be used as the heat-resistant material in addition to boron nitride.
  • the method of sintering the formed body such as the degreased body is the conventional nitriding except that the atmosphere is controlled to a specific weak reducing atmosphere.
  • Sintering can be performed under the same furnace and temperature raising conditions as the method for obtaining an aluminum sintered body, but the firing temperature is preferably in the range of 1650 ° C to 1950 ° C. When the firing temperature is lower than 1650 ° C., a dense sintered body can not be obtained, and as a result, the strength of the sintered body is reduced.
  • the firing temperature is higher than 1950 ° C.
  • liquid phases that generate force such as impurity oxygen in aluminum nitride and a rare earth compound are exuded to the outside of the sintered body at the time of firing
  • a dense sintered body can be obtained.
  • the sintering time is not particularly limited, but the temperature may usually be maintained at a temperature of 1800 to 1900 ° C. or more for 1 to 10 hours. Note that the firing temperature and the sintering time Check the densification curve (shrinkage curve) for each type of material to be sintered from the above temperature range, and obtain sufficient densification (3 lOgZ cm 3 or more in density, preferably).
  • the container in order to sinter the material to be sintered under a specific weak reducing atmosphere, the container is a sealable container, and at least The inside of the container is composed of a heat-resistant material and has means for keeping the pressure inside the container and the pressure outside the reaction container substantially equal, the volume of the molding and the container per cm 3 of the container
  • the atmosphere in the container is made an inert gas and Z or hydrogen gas atmosphere, and then the atmosphere outside the container is
  • the container and the compact and carbon plate contained in the container may be heated to the sintering temperature under the same inert gas and Z or hydrogen gas atmosphere. It is of course possible to adopt any other method as long as the firing atmosphere can be controlled to a specific weak reducibility, but this is also the reason that atmosphere control can be easily performed even using a carbon furnace. It is preferred to adopt the method.
  • the container used in the above method is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements.
  • a container used in the definition of a specific weak reducing atmosphere can be used.
  • “sealable” means that the container is airtight enough to keep the atmosphere inside the container different from the atmosphere outside the container, and does not block the movement of gas inside or outside the container at all.
  • the container is made of at least the inner surface of a heat resistant material such as boron nitride or aluminum nitride, for example, a container in which the inner surface of a carbon container is lined with such a heat resistant material can be suitably used.
  • nitrogen, argon, helium, hydrogen single gas or mixed gas can be used as the inert gas and Z or hydrogen gas, and nitrogen is also preferably used from the viewpoint of cost and operability.
  • a so-called bed powder may be interposed between the two in order to prevent fusion between the container and the body to be sintered.
  • the bed powder for example, boron nitride powder can be used.
  • the carbon plate a graphite plate or sheet can be suitably used.
  • the thickness of the graphite plate is not particularly limited, but it is preferable to use one having a thickness of 0.1 to 5 mm.
  • the size of the carbon plate used, from the viewpoint of the effect, the surface area of the volume lcm 3 per coal workpiece container is 0. 05 ⁇ :. L0mm 2, in particular from 1.0 to 5 preferably in the range of 0 mm 2 It is.
  • the base substrate on which the nitride paste is applied is subjected to an atmosphere containing a reducing gas.
  • a void having a diameter of 0.1 ⁇ m or more remains in the sintered body.
  • the nitride sintered body according to the second embodiment is formed into a layer on the heat resistant base substrate by the above-mentioned firing.
  • the green body When the nitride paste is formed as it is without being applied to the base substrate and fired as a so-called green body (or green sheet), the green body can be shrunk three-dimensionally at the time of firing. The grain growth occurs while taking in nearby nitride particles, resulting in a dense sintered body in which large crystal grains are in close contact with each other.
  • the nitride paste is fired in a state of being applied to the base substrate, the shrinkage in the planar direction is limited, and sufficient grain growth can not be performed and voids are formed at grain boundaries. It will remain.
  • a substrate having a known ceramic strength can be used without particular limitation.
  • ceramics that are constituent materials of ceramic substrates for example,
  • Acid-based ceramics such as acid-based aluminum-based ceramics, acid-based calcium-based ceramics, acid-based calcium-based ceramics, and acid-based magnesium-based ceramics
  • Nitride-based ceramics such as aluminum nitride-based ceramics, silicon nitride-based ceramics, and boron nitride-based ceramics
  • a substrate having the same ceramic power as the nitride contained in the nitride paste can be preferably used.
  • a sintered ceramic substrate As the base substrate having heat resistance used in the method for producing a nitride sintered body according to the second embodiment, it is possible to easily obtain one having a desired shape and a desired shape. It is also preferable to use a sintered ceramic substrate as a reason.
  • a sintered ceramic substrate can be obtained by firing a green sheet which has an average particle diameter of 0.1 to 15 ⁇ m, preferably 0.5 to 5 ⁇ m, and also has a ceramic raw material power. it can.
  • the green sheet may contain a sintering aid, an organic binder, and the like.
  • a sintering aid commonly used sintering aids can be used without particular limitation according to the type of ceramic raw material powder.
  • polybutyl butyral, ethylcellulose or acrylic resin are used as the organic binder, and the reason that the green sheet formability is improved.
  • Poly n-butyl metatarylate, polybuty butyral It is particularly preferably used.
  • a green sheet for nitride ceramics formed by using a nitride ceramic powder containing a sintering aid as a ceramic raw material powder, in particular a sintering aid (
  • a sintering aid for example, when the nitride is aluminum nitride, it is preferable to use a green sheet for nitride using a nitride powder containing yttrium oxide or calcium oxide as a raw material powder.
  • the shape of the heat-resistant base substrate (sometimes referred to simply as “base substrate” below) used in the present invention has a surface on which a nitride paste can be applied. It is not particularly limited as long as it has.
  • the plate-like material can be used as a part of the plate-like material subjected to cutting processing or drilling force, or a substrate having a curved surface, but a plate-like material is usually used.
  • the thickness of the base substrate is not particularly limited, but from the viewpoint of easiness of removal when cutting or polishing and removing the base substrate after firing, it is preferably 0.1 to 2 mm, particularly 0.2 to 2 mm. L mm is preferable. Moreover, even if the paste is applied thickly, the sintered body of the present invention which is good in quality The thickness of the base substrate is preferably thick, from the viewpoint of (a) (Thin, when the paste is thickly applied to the substrate and baked, the shrinkage in the surface direction is sufficiently suppressed. Inability to do so may lead to inhomogenization or exfoliation of the sintered body.) O
  • a nitride paste is applied on a base substrate, dried if necessary, and nitrided on the base substrate. It is carried out by forming a paste layer.
  • a known ceramic paste which can also be used as a nitride powder, a sintering aid, an organic binder, an organic solvent, a dispersant, a plasticizer and the like can be used without particular limitation.
  • nitride sintered body having a thermal conductivity of 50 (W / mK) or more as the nitride powder used as a raw material of the nitride paste aluminum nitride powder or nitride is preferable. It is most preferred to use an aluminum nitride powder which is preferred to use silicon powder. In addition, it is preferable to use one having an average particle diameter of 0.5 to 20 m (more preferably 1 to 15 ⁇ m) because it is easy to obtain and a sintered body having high light reflectance can be obtained.
  • a sintering aid contained in the nitride paste one commonly used as a sintering aid can be used depending on the type of nitride used.
  • a rare earth element oxide such as yttrium oxide, or an alkaline earth metal oxide such as calcium oxide can be used.
  • organic binder contained in the nitride paste known ones can be used without particular limitation.
  • acrylic resin such as polyacrylic acid ester and polymethacrylic acid ester
  • cellulose acid fat such as methinoresenoresulose, hydroxymethinoresenollose, nitrosenorelose, cenolellose acetate butyrate, etc. polybule butyral, polybutyl alcohol, poly
  • a burl group-containing resin such as polyvinyl chloride, a hydrocarbon resin such as polyolefin, an oxygen-containing resin such as polyethylene oxide, and the like.
  • acrylic-based and cellulose-based resins are preferred because they are easily soluble in solvents.
  • organic solvent contained in the nitride paste known organic solvents can be used without particular limitation.
  • organic solvents can be used without particular limitation.
  • toluene, ethyl acetate, terpineol, butyl carbitol acetate, texanol and the like can be used.
  • dispersant contained in the nitride paste known dispersants can be used without particular limitation.
  • dispersants such as phosphate esters and polycarboxylic acids can be used.
  • plasticizer contained in the nitride paste known ones can be used without particular limitation.
  • dioctyl phthalate, dibutyl phthalate, diisonoyl phthalate, diisodecyl phthalate, diooctyl adipate and the like can be used.
  • the compounding ratio of the raw material components in the nitride paste there are no particular limitations on the compounding ratio of the raw material components in the nitride paste, but 0.1 to 15 parts by mass of a sintering aid and 6 to 20 parts by mass of an organic binder are used with respect to 100 parts by mass of nitride powder. It is preferable that at least one selected from the group consisting of an organic solvent, a plasticizer and a dispersant is 10 to 60 parts by mass. 1 to 10 parts by mass of a sintering aid, 6 to 15 parts by mass of an organic binder, 100 parts by mass of nitride powder, at least one selected from the group consisting of an organic solvent, a plasticizer and a dispersant Particularly preferred is 50 parts by weight.
  • the method for preparing the nitride paste is not particularly limited as long as it is a method capable of mixing various components and obtaining a paste having a uniform composition, and for example, known kneading methods such as a three roll mill and a planetary mixer can be adopted.
  • the nitride paste thus prepared is applied to a predetermined location on the surface of the base substrate.
  • the shape and size of the nitride paste applied at this time are not particularly limited.
  • Such application of the nitride paste can be performed by a known method such as screen printing, calendar printing, or node printing.
  • the thickness of the nitride paste layer to be formed depends on the thickness of the base substrate, and the thickness of the base substrate is 0.1 to 2 mm, preferably 0.2 to 30 ⁇ m in the case of L mm. It is preferable to set m to 2 mm, particularly 50 / ⁇ to 1 mm. If the nitride paste layer is too thin, the desired light reflectance can not be obtained. If it is too thick, exfoliation may occur during sintering or non-uniform shrinkage may occur, resulting in good nitride baking. I can not get a body. When a thick base substrate is used, the thickness of the paste to be applied can be increased.
  • the nitride paste layer formed on the base substrate before firing. Dry the substrate in air at 40-150 ° C It can be suitably carried out by holding at a temperature of about 1 to 30 minutes.
  • the nitride sintered body which is a product in the present invention is produced.
  • the body is obtained in layers on a ceramic substrate. If necessary, degreasing may be carried out before firing.
  • Degreasing is carried out in an atmosphere of humidified gas in which oxidizing gas such as oxygen and air, reducing gas such as hydrogen, inert gas such as argon and nitrogen, carbon dioxide and mixed gas or steam of these are mixed. It is carried out by heat treating the substrate precursor.
  • the heat treatment conditions may be appropriately selected from the range of temperature: 250 ° C. to 1200 ° C., retention time: 1 minute to 1000 minutes, depending on the type and amount of the organic component contained in the ceramic substrate precursor.
  • the firing which is subsequently performed to the degreasing treatment needs to be performed under such a condition that a void having a diameter of 0.1 ⁇ m or more remains in the obtained sintered body.
  • the firing is carried out in an atmosphere containing a reducing gas, and the firing temperature at that time is carried out at the time of firing to obtain a dense sintered body. If it is lower than the firing temperature!
  • shrinkage in the two-dimensional direction is limited, the void remains even when sintering is performed at a temperature at which the void (void) disappears in the firing of the darian body It will survive.
  • the firing temperature is 1600 to 1780 ° C., preferably 1650 to 1780 ° C., more preferably 1700 to 700 ° C.
  • the temperature may be 1750 ° C.
  • the firing time is not particularly limited, and may be fired for 1 to 20 hours, preferably for 2 to 10 hours. If the temperature is less than 1600 ° C., sintering of nitrided aluminum particles is insufficient and the strength of the sintered body becomes low. In addition, when firing is performed at a temperature exceeding 1780 ° C., voids at grain boundaries disappear and high light reflectance can not be obtained.
  • the firing needs to be performed in an atmosphere containing a reducing gas, preferably an inert gas atmosphere containing carbon vapor as the reducing gas.
  • a material having a low light reflectance may be obtained.
  • concentration of reducing gas in the atmosphere depends on the type of sintering aid contained in the aluminum nitride paste, but the sintering aid When is a compound containing an alkaline earth metal, it is preferable that the above-mentioned specific weak reducing atmosphere is used. In the case where the sintering aid is a rare earth element oxide such as yttrium oxide, it is preferable to use a specific weak reducing atmosphere or an atmosphere having a carbon vapor concentration lower than that.
  • the void in the grain boundary is decreased when the sintering is performed in an atmosphere not containing any reducing gas at all. And the light transmittance may decrease.
  • a substrate having a “layer of nitride sintered body” on the surface is produced.
  • this “layer of nitride sintered body” suppresses shrinkage in the direction horizontal to the surface of the base substrate during sintering, sufficient grain growth can not be performed.
  • the average particle diameter of the nitride particles constituting the layer is 1 in comparison with the nitride particles constituting the sintered body obtained by firing the daryne body using the same raw material powder. 0 to 80%, especially 20 to 75% / J, it is fresh.
  • the average diameter D m) of the ceramic (aluminum nitride) particles constituting the densely sintered sintered body can be determined by the cord method as follows. That is, first, a scanning electron micrograph of the cross section of the ceramic sintered body is taken. The magnification ratio at this time is shown in the photograph in the direction perpendicular to the thickness direction of the ceramic sintered body (in the direction parallel to the main surface when the ceramic sintered body is a plate-like body), When a straight line of arbitrary length L (mm) ⁇ usually the same length as the width of the picture ⁇ is drawn, the number of intersections between the straight line and the grain boundaries of ceramic particles is 10 to 50. The magnification is usually ⁇ 1000 to 5000 times ⁇ .
  • the length U (mm) on the photograph corresponding to the actual length 1 ( ⁇ m) is obtained.
  • n straight lines of length L parallel to the above straight lines are drawn at a predetermined distance (usually 3 to 7 mm, especially 5 mm) in the photograph.
  • the number n of straight lines is such that the sum ⁇ of the number of points of intersection with the grain boundaries of the ceramic particles in all straight lines is 100 to 300.
  • D can be obtained based on the following equation.
  • the nitrided aluminum particles are not sintered precisely, but voids exist at grain boundaries.
  • Code method is empty It is not appropriate to apply the code method to measure the average particle size of such sintered bodies, as the presence of gaps is not planned. Therefore, in the present invention, the average particle diameter of the sintered body having voids at grain boundaries like the aluminum nitride sintered body according to the second embodiment and the diameter of the void are determined as follows based on the SEM photograph of the cross section of the sintered body. Decide like.
  • an arbitrary region is specified for one sintered compact SEM image arbitrarily taken, and the particle diameter of 100 arbitrary particles clearly recognized as particles is measured for the visual field, and the average Determine the particle size. Then, perform the same operation on 9 pieces of SEM photographs of the same sample taken in different fields of view! Make the average particle diameter of the 10 pieces of SEM photographs the average particle diameter of the sintered body. Also, for the air gap, it is sufficient to measure the diameter of the air gap recognized in the visual field.
  • the term "diameter" as used herein means the maximum diameter.
  • the porosity regarding the nitride sintered body of the second form (that is, the nitride sintered body obtained by the above method) Furthermore, the density can be measured only in the portion of the “layer of nitride sintered body” excluding the portion of the base substrate, and the porosity relative to the theoretical density can also be determined. In addition, in the case where many of the existing voids form communication holes, the porosity can also be determined by measurement using a porosimeter. Furthermore, it can be determined from the area of the part occupied by the sintered body and the area of the part occupied by the void in the SEM photograph of the cross section although it lacks quantitativeness.
  • a method of producing a single layer of a nitride sintered body on a base substrate by applying and firing a nitride paste on a heat resistant base substrate is described.
  • the above-described application and baking steps are repeated, and the layers of the nitride fired body are sequentially laminated to form a layer of the nitride fired body having a larger thickness. It is included.
  • the nitride sintered body according to the first embodiment and the second embodiment obtained by the method as described above has a high thermal conductivity and a high light reflectance, so that it is possible to use a submount for mounting an LED. It can be suitably used as a material.
  • the submount for mounting the LED generally has a mounting surface for mounting the LED having an electrode, and the mounting surface is provided with an electrode electrically connected to the electrode of the LED, and further, A wiring pattern, a via hole or the like for electrically connecting the electrode to an external power supply or the like is formed on the surface or inside of the submount.
  • a pattern of a metal layer to be an electrode or metal wiring may be formed on a plate-like body (substrate) made of a sintered body of the material.
  • a method of forming the pattern a method of forming a high melting point metal such as tungsten on a substrate after pattern printing and baking it, and applying nickel, silver and gold plating thereon; a metal thin film by a sputtering method on a substrate
  • the existing pattern forming method such as a method of forming a pattern can be adopted without particular limitation. At this time, by forming through holes or via holes in the substrate, it is possible to make electrical connection on the upper and lower surfaces of the substrate.
  • the submount for mounting an LED using the aluminum nitride sintered body according to the present invention is a conventional submount other than using the aluminum nitride sintered body according to the present invention as a substrate material for the submount.
  • the submount for the composite light emitting device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 Since the nitride sintered body of the present invention is used as a substrate material while being forced, it has a feature of high heat dissipation and a high light utilization factor.
  • the mixed powder obtained by mixing and drying using a roll mill was subjected to CIP molding to form a compact having a diameter of 40 mm and a thickness of 5 mm, and thereafter degreased under an oxidizing atmosphere in air.
  • the carbon plate is a standard carbon plate of D40 mm (meaning 4 O mm ⁇ 40 mm square), thickness 3 mm, weight 18 g. It is 10mm x 10mm x 3mmt cut to the size of 1 Z4.
  • a carbon-covered container with an inner volume of 84 cm 3 and consisting of boron nitride was placed.
  • the thermal conductivity of the obtained sintered body, the reflectance to light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm (also simply referred to as “light reflectance”), and the density were measured.
  • the results are shown in Table 1 and Figure 2.
  • the thermal conductivity of the sintered body was measured by a laser flash method using a thermal constant measuring apparatus PS-7 manufactured by Rigaku Corporation. At this time, thickness correction was performed using a calibration curve.
  • the reflectance to light in the wavelength region of 350 nm to 800 nm was measured by the integrating sphere method using a spectrophotometer manufactured by Hitachi, Ltd. Table 1 shows the lowest light reflectance in the above wavelength range and the reflectance at a wavelength of 700 nm. Further, the density was measured by the Archimedes method using an automatic densimeter made by Toyo Seiki Co., Ltd. and an electronic balance with an upper plate.
  • Example 1 The standard carbon plates are divided into the proportions shown in Table 1 and placed in the container (Example 2 and Comparative Example 2), etc., or the carbon plate is not placed in the container (Comparative Example 1) Others are the same as Example 1 The sintered body was obtained. Physical properties of the obtained sintered body are shown in Table 1.
  • Example 1 sintering was carried out in the same manner as in Example 1 except that the degreased body was not placed in a covered container and placed in a carbon matful. As a result, a black sintered body was obtained.
  • the above aluminum nitride paste is formed to a thickness of 300 ⁇ m on the surface of a base substrate comprising an aluminum nitride powder having an average particle diameter of 1.5 m and a sintered aluminum nitride substrate obtained by adding and sintering yttrium oxide as a sintering aid. Screen printing was performed to obtain m, and drying was performed at 80 ° C. for 5 minutes. The substrate thus obtained is fired in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature and the firing time are changed as shown in Table 2, and the base substrate is removed by polishing and removing. An aluminum sintered body was obtained.
  • FIGS. 3 and 4 The microscope (SEM) photographs of the fractured surfaces of the sintered bodies obtained in Examples 3 and 4 are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. As shown in FIGS. 3A and 3B, it was confirmed that voids having a diameter of at least 0. 6 were present in the sintered body (in FIG. 3, many voids having a diameter of more than 1 ⁇ m were observed. Although the number is small, a void with a diameter of 0.5 m or more is clearly distinguished from the absence of particles.) 0 In addition, when the porosity is determined based on these SEM photographs, it is about 50% in Example 3. In Example 4, it was about 10% (However, since the contrast of the photograph changes depending on the photographing conditions and the developing conditions, the porosity is a standard only).
  • a sintered body was obtained in the same manner as in Example 3 except that the firing temperature was set to 1850 ° C.
  • the physical properties of the obtained sintered body are collectively shown in Table 2.
  • An aluminum nitride sintered body was obtained in the same manner as in the above except that the above was substituted. When the obtained sintered body was visually observed, it was gray with a slight transparency. The light reflectance of this sintered body was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Figure 2. The light reflectance was 40% or less in any wavelength region of 350 to 700 nm. Further, an SEM photograph of the fractured tooth cross section of the obtained sintered body is shown in FIG. It can be seen from FIG. 5 that no void remains in the sintered body.
  • FIG. 1 A scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of the aluminum nitride sintered body (Example 1) according to the first embodiment.
  • FIG. 2 Aluminum Nitride Sintered Body according to First Embodiment (Example 1), Aluminum Nitride Sintered Body according to Second Embodiment (Example 3), Light of Comparative Example 5 and Comparative Example 6 It is a graph which shows the wavelength dependency of reflectance.
  • FIG. 3 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of the aluminum nitride sintered body (Example 3) according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing a cross section of the aluminum nitride sintered body (Example 4) according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a SEM photograph of the cross section of the aluminum nitride sintered body obtained in Comparative Example 6.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

　熱伝導率が高く光反射率の大きな新規な絶縁材料を提供し、延いてはＬＥＤ素子を搭載するためのサブマウントであって、光の有効利用率を高くでき、しかも素子から発生した熱を速やかに放散できる放熱性の高いサブマウントを提供する。   例えば、窒化アルミニウム粉末１００質量部に対して３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３等のアルカリ土類金属を含む化合物０．５～１０質量部を含有する組成物からなる成形体を、特定量の炭素蒸気を含む不活性ガス雰囲気中で焼結することにより得られ、あるいは、耐熱性を有するベース基板上に窒化物ペーストを塗布したものを所定温度で焼成することにより得られる、３５０ｎｍ～８００ｎｍの波長領域の光に対する反射率が５０％以上であり、７００ｎｍの波長の光に対する反射率が６０％以上であることを特徴とする窒化物焼結体をサブマウントの基板材料として用いる。

Description

窒化物焼結体、及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、高 、熱伝導率と可視光城で高!、反射率とを併せ有する窒化物焼結体、 及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 発光ダイオード (以下、 LEDと 、う）にお 、ては、それぞれ赤、緑、青等の色に発光 する単色 LEDば力りでなぐ白色 LEDが製品化されるに至り、 LEDを用いた発光素 子の用途が広がっている。
[0003] 例えば GaN系化合物半導体を利用した青色発光の LEDは、一般に絶縁性のサフ アイァを基板とし、この基板に積層したィ匕合物半導体の表面側に p側及び n側の電極 を形成し、これらの電極面に表面実装する 、わゆるフリップチップ型の発光素子とし て用いられる。このようなフリップチップ型の発光素子は、基板のサファイアが光透過 性であるため、サファイア基板を発光方向側に向けて基板に実装し、該サファイア基 板の表面を主光取り出し面とすることができる。そして、近来では、発光素子のチップ を機器の基板に実装搭載するのに加えて、例えばツエナーダイオードによる静電気 保護を目的としたサブマウント素子に搭載した複合発光素子が有効な発光源として 利用されている。
[0004] このような複合発光素子は、電子機器等に内蔵された実装基板に導通搭載される サブマウント上に青色発光のフリップチップ型の発光素子を導通搭載した構造となつ ている。従来、サブマウントとしてはシリコン基板が用いられていた力 シリコン基板は LEDカゝら発光される波長 450nm (青）〜560nm (緑)の光を吸収するため、複合発 光素子の輝度が低下するという問題があった。
[0005] 特許文献 1には、このような問題のな!、複合発光素子として、発光素子の搭載面を アルミナ等の白色系絶縁体で構成したものが提案されている。ところが、近年、 LED の高輝度化に伴い LEDからの発熱量が増大し、素子温度が上昇する問題が発生し ている。素子温度が上昇し許容値を越えると、発光波長が長波長側にシフトしたり、 波長の半値幅が広がるため彩度が低下したり、輝度の低下を引き起こし、素子の特 性が低下する。このような素子の温度上昇を防ぐためにはサブマウントを通して放熱 部材に熱を放散させる必要があるが、前記特許文献 1においてサブマウント材料とし て従来使用されているアルミナ基板は熱伝導率が約 20WZm'Kと低く熱を有効に 放熱できな 、と 、う問題が発生して ヽた。
[0006] このような問題は、熱伝導率が高く光反射率の大きな絶縁材料でサブマウントを構 成することにより解決できると考えられる力 このような要求を満足する絶縁材料はこ れまで知られていない。例えば、アルミナ以外の白色セラミックとしては、特定組成の SiO— AI O -MgO-ZrO—CaO系セラミックスが知られている（特許文献 2参照
2 2 3 2
) oしかし、該セラミックスはその主成分（96. 25wt%)が Al Oであることから、やはり
2 3
その熱伝導率は低い。また、窒化ホウ素焼結体も白色を呈することが知られているが 、一般的に入手可能な窒化ホウ素焼結体の熱伝導率は約 20 (WZm'K)程度であ り、アルミナとほぼ同等である。一方、熱伝導性の高い絶縁材料としては窒化アルミ ニゥム焼結体ゃ窒化珪素焼結体を含む窒化物焼結体が知られているが、従来知ら れている窒化物焼結体は光反射率の点で問題があった。例えば、窒化アルミニウム 焼結体は、その色調は透光感のある灰色であり（本願比較例 6参照）、窒化珪素は灰 色又は黒色である。
[0007] なお、特許文献 2には、窒化アルミニウム (A1N)質結晶体に関し、波長 400〜700 nmの光の反射率が 80%以上であるために、 Er Oの含有量が窒化アルミニウム質
2 3
焼結体の総重量に対して 1〜： L0重量％であることが好ましいとの記載がある。しかし 、力かる記載に対応する実施例の開示はなぐ実際に窒化アルミニウム質焼結体の 総重量に対して Er Oの含有量を 1〜10重量％にして焼結しても、白色の焼結体を
2 3
得ることはできな 、ことが確認されて 、る（本願比較例 5参照)。
特許文献 1：特開 2003— 60243号公報
特許文献 2 :特開 2004— 152952号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] そこで、本発明は、熱伝導率が高く光反射率の大きな新規な絶縁材料、及びその 製造方法を提供し、延いては上記のような問題のないサブマウント、及び複合発光素 子を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明者らは、窒化物焼結体を白色化することにより上記課題を解決しうると考え、 鋭意研究を行った。その結果、窒化アルミニウム焼結体を製造する場合において特 定の焼結助剤を用いるとともに焼成時の雰囲気を制御すること、又は、耐熱性を有す るベース基板上に窒化物を塗布し、焼結体中に空隙を残すような条件で焼成するこ とにより外観が白色である高熱伝導率の窒化物焼結体を得ることを見出し、本発明を 完成するに至った。
[0010] 即ち、第一の本発明は、熱伝導率が 50 (WZm'K)以上である窒化物焼結体であ つて、 350nm〜800nmの波長領域の光に対する反射率が 50%以上であるとともに 、 700nmの波長の光に対する反射率が 60%以上であることを特徴とする窒化物焼 結体である。
[0011] 前記したように、高熱伝導率を有する窒化物焼結体は一般に灰色若しくは黒色で ある。これに対し本発明の窒化物焼結体は、白色で光反射率が高いという特徴を有 する。さらに、窒化物の本来的な性質として、従来白色系絶縁体として知られていた アルミナに比較してはるかに高 、熱伝導率を有して!/、る。
[0012] 上記第一の本発明にかかる窒化物焼結体において、熱伝導率が 140 (WZm'K) 以上であるとともに、密度が 3. lOgZcm3以上である窒化アルミニウム焼結体力もな ることが好ましい。
[0013] 力かる構成をとることにより、白色で光反射率が高いにもかかわらず、熱伝導率や 密度も従来の窒化アルミニウム焼結体と比べて同等であるという特徴を有することが 可會 になる。
[0014] また、上記第一の本発明に力かる窒化物焼結体において、粒界に口径 0. 1 m以 上の空隙を有する窒化物焼結体力もなることが好ましい。
[0015] さらに、上記第一の本発明に力かる窒化物焼結体において、 350nm〜800nmの 波長領域の光に対する反射率が 70%以上であるとともに、 700nmの波長の光に対 する反射率が 75%以上であることも好ましい。 [0016] 力かる反射率を有することにより、本発明の窒化物焼結体を使用した複合発光素 子の輝度をさらに高めることが可能となる。
[0017] また、第二の本発明は、窒化アルミニウム粉末 100質量部及びアルカリ土類金属を 含む化合物 0. 5〜 10質量部を含有する組成物を成形してなる成形体を準備するェ 程、該工程で準備した成形体を、以下に定義される特定弱還元性雰囲気下で焼結 する工程を含むことを特徴とする請求項 2に記載の窒化物焼結体の製造方法である
[0018] 特定弱還元性雰囲気： 取り外し可能な蓋を有する容器であって、少なくともその内 壁が窒化ホウ素で構成され、該蓋を閉めた状態で容器の内部の圧力と容器の外部 の圧力とを実質的に同等に保っための手段を有する容器の内部に、該容器の容積 lcm3当たり 0. 024〜24mm2の表面積を有する炭素板を収納し、容器内の雰囲気 を不活性ガス及び Z又は水素ガスに置換し、前記蓋を閉めた状態で該容器の外部 雰囲気を前記と同じ不活性ガス及び Z又は水素ガス雰囲気として該容器及び該容 器内の炭素板を 1650°C〜1950°Cに加熱した状態における当該容器内の雰囲気。
[0019] 第三の本発明は、前記請求の範囲第 1項、第 3項、又は第 4項に記載された窒化物 焼結体を製造する方法であって、耐熱性を有するベース基板上に窒化物ペーストを 塗布する工程と、該窒化物ペーストを塗布したベース基板を、還元性ガスを含む雰 囲気中で焼成する工程とを含み、且つ得られる焼結体中に口径 0. 以上の空 隙が残存するような条件で前記焼成を行うことを特徴とする方法である。
[0020] ここに、「耐熱性を有する」の「耐熱性」とは、上記焼成工程にお!ヽて、ベース基板 上に塗布された窒化物ペースト層を保持しうる程度の耐熱性である。カゝかる耐熱性を 有するベース基板の例として、上記ペーストに含まれる窒化物と同種の窒化物セラミ ックス基板が挙げられる。
[0021] さらに第四の本発明は、電極を有する発光素子を載置するための載置面、その表 面に前記発光素子の電極と電気的に接続される電極を有する絶縁基板からなる発 光素子搭載用サブマウントにおいて、前記絶縁基板が本発明の窒化物焼結体で構 成されることを特徴とするサブマウントであり、第五の本発明は、上記サブマウント上 に発光素子を接合した複合発光素子である。 発明の効果
[0022] 本発明の窒化物焼結体は光反射率が高いので、該焼結体を用いた本発明の複合 発光素子においては、発光素子からサブマウント素子側へ向かう光を主光取り出し 面側へ効率よく反射するので高輝度化が実現できる。特に波長 700nmの光に対す る反射率が高いため白色 LED用サブマウントとして好適に使用できる。また、本発明 の窒化物焼結体は、熱伝導率が 50 (W/m-K)以上であるので該窒化物焼結体を 用いた複合発光素子は、 LEDで発生した熱の放散性が高ぐ耐久性及び信頼性が 高いという特徴を有する。
[0023] 本発明の窒化物焼結体は、 1)焼結が十分になされ密度が高ぐ熱伝導率や機械 的強度が非常に高い窒化アルミニウム焼結体力 なるものと、 2)焼結の緻密性は高 くないが、光反射率が非常に高いものの 2つの態様を含む。したがって、 1)の態様の 窒化アルミニウム焼結体を用いた本発明の複合発光素子は、 LEDで発生した熱の 放散性が高ぐ耐久性及び信頼性が特に高いという特徴を有する。また、 2)の態様 の窒化物焼結体を用いた本発明の複合発光素子は、高輝度化効果が特に高いとい う特徴を有する。
発明を実施するための最良の形態
[0024] 本発明の窒化物焼結体は、熱伝導率が 50 (W/m-K)以上である窒化物焼結体 であって、 350nm〜800nmの波長領域の光に対する反射率が 50%以上であり、 7 OOnmの波長の光に対する反射率が 60%以上であるという特徴を有する。
[0025] さらに、本発明の第一実施形態に力かる窒化物焼結体は、熱伝導率が 140 (WZ m'K)以上であるとともに、密度が 3. lOgZcm3以上である窒化アルミニウム焼結体 力 なるという特徴を有する。
[0026] 本発明の第二実施形態に力かる窒化物焼結体は、粒界に口径が 0. 1 μ m以上で ある空隙を有する窒化物焼結体力もなることを特徴とするものである。また、この窒ィ匕 物焼結体は、 350ηπ！〜 800nmの波長領域の光に対する反射率が 70%以上である とともに、 700nmの波長の光に対する反射率が 75%以上であることも特徴としている
[0027] このような特徴を有することにより、例えば複合発光素子のサブマウントとして使用し たときに光の取り出し効率を高くし、放熱性を高くすることができる。従来、このような 物性を全て満足する窒化物焼結体は知られておらず、本発明の窒化物焼結体は、 後述する本発明の製造方法を採用することにより初めて得られるものである。上記サ ブマウントとして使用したときの効果の観点から、本発明の窒化物焼結体は、 350nm 〜800nmの波長領域の光に対する反射率が 65%以上であり、 700nmの波長の光 に対する反射率が 75%以上であるのが好適である。
[0028] さらに、複合発光素子のサブマウントとして構成した場合の放熱性の観点からは、 熱伝導率は 144 (WZm'K)以上、密度が 3. lOgZcm3以上である第一実施形態 にかかる窒化アルミニウム焼結体が好適である。なお、窒化アルミニウムの理論密度 は、 3. 26gZcm3であり、 3. lOgZcm3という密度は窒化アルミニウムの理論密度の 約 95%に相当する。
[0029] また、複合発光素子のサブマウントとして構成した場合、該発光素子の輝度を高め る観点からは、粒界に口径が 0. 1 μ m以上である空隙を有する窒化物焼結体力 な り、 350nm〜800nmの波長領域の光に対する反射率が 70%以上であるとともに 70 Onmの波長の光に対する反射率が 75%以上である第二実施形態の窒化物焼結体 が好適である。焼結体中に口径 0. 1 μ m以上の空隙が存在しない場合には光反射 率が低下する。光反射率の観点力 焼結体には口径が 0. 以上、特に 以 上の空隙が存在するのが好ましい。ただし、強度及び熱伝導率の観点力 焼結体全 体積に占める空隙の体積の割合 (空隙率）は 1〜80%、特に 10〜70%であるのが 好ましぐ 20〜60%であるのが最も好ましい。また、 350nm〜800nmの波長領域の 光に対する反射率が 75%以上であるとともに 700nmの波長の光に対する反射率が 80%以上であるのが特に好適である。
[0030] 本発明にお 、て窒化物焼結体とは、窒化物力もなる焼結体又は窒化物を主成分と する焼結体を意味する。ここで、窒化物は窒化アルミニウム及び窒化珪素を含む。な お、窒化物を主成分とする場合、熱伝導率の観点から窒化物の含有量は 95質量％ 以上、特に 97%以上であるのが好適である。また、この場合における窒化物以外の 成分としては、例えば、アルカリ土類金属酸ィ匕物、希土類金属酸化物等の焼結助剤 成分、アルミナ等の他のセラミックス成分を挙げることができる。 [0031] 本発明の窒化物焼結体は、単結晶体、多結晶体、非晶質、非晶質と結晶質が混在 するもののいずれであってもよいが、製造の容易さから多結晶体であるのが好適であ る。また、その大きさや形状は特に限定されず、粉末であってもよぐ板状、管状、棒 状、異形等の任意の形状に成型された成型体であってもよ ヽ。
[0032] 本発明の窒化物焼結体の熱伝導率、 350nm〜800nmの波長領域の光に対する 反射率及び密度はそれぞれ次のような方法で測定することができる。即ち、熱伝導 率は熱定数測定装置を使用してレーザーフラッシュ法により測定することにより測定 することができる。このとき、厚み補正は検量線を作成して行えばよい。また、 350nm 〜800nmの波長領域の光に対する反射率は、分光光度計を使用して積分球法によ り測定することができる。また、密度は、自動比重計と上皿電子天秤を使用して、アル キメデス法により測定することができる。さらに焼結体中に空隙が存在する力否かの 確認及び空隙が存在する場合における当該空隙の口径は、焼結体断面の走査型電 子顕微鏡 (SEM)写真に基づいて測定することができる。また、空隙率は、密度の測 定ゃポロシメーターを用いた測定により求めることができる。
[0033] (1)第一実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法
本発明の第一実施形態に力かる窒化物焼結体は、窒化アルミニウム粉末を焼成す るに際し、特定の焼結助剤の使用と特定の焼結条件とを組み合わせた本発明の製 造方法によって初めて得ることができたものである。以下、第一実施形態に力かる窒 化物焼結体の製造方法にっ 、て説明する。
[0034] 第一実施形態に力かる窒化物焼結体の製造方法では、先ず、窒化アルミニウム粉 末 100質量部及びアルカリ土類金属を含む化合物 0. 5〜 10質量部を含有する組成 物を成形してなる成形体を準備する (成形体準備工程)。窒化アルミニウム粉末とし ては、従来窒化アルミニウム焼結体を得るのに使用されているものが何ら制限なく使 用できる。ただし、緻密な焼結体が得られるという観点から平均粒子径が 0. 5〜5 m、特に 0. 5〜3 mの粉末を使用するのが好適であり、また、高い熱伝導率を有す る焼結体を得ることができるという観点力 酸素濃度が 1. 0質量％以下である粉末を 使用するのが好ましい。
[0035] 第一実施形態に力かる窒化物焼結体の製造方法において、前記のアルカリ土類を 含む化合物は焼結助剤として機能する。焼結助剤としてこのような化合物以外のもの を使用した場合には第一実施形態に力かる窒化物焼結体を得るのが困難である。ァ ルカリ土類金属を含む化合物としては効果の高さから、カルシウムを含む化合物であ るのが好適である。好適な化合物を具体的に例示すれば、酸ィ匕カルシウム、フッ化力 ルシゥム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、 3CaO*Al O等を挙
2 3 げることができる。これらの中でも熱伝導率及び光反射率の高 、ものが得られると!、う 観点から 3CaO'Al Oを使用するのが最も好適である。また、アルカリ土類金属を含
2 3
む化合物の含有量は、同様の理由から窒化アルミニウム粉末 100質量部に対して 1 〜7質量部であるのが好適である。なお、アルカリ土類を含む化合物としては、より高 品質な窒化アルミニウム焼結体が得られるという理由から、純度が 99. 9%以上の微 粉末を使用するのが好適である。
[0036] ところで、アルカリ土類金属を含む化合物として 3CaO'Al Oを使用する場合には
2 3
、 3CaO -Al Oをそのまま添カ卩してもよいし、焼結時に所定量の 3CaOAl Oとなる
2 3 2 3 ように CaOと Al Oをモル比 3 : 1で添カ卩してもよい。なお、一般に、窒化アルミニウム
2 3
に酸化イットリウムなどの焼結助剤を加えた時には、焼成時に窒化アルミニウムやそ の不純物酸素及び酸化イットリウムなどが反応し、融点が焼成温度よりも低 、複合ィ匕 合物を生成し、その液相が焼結体の緻密化や、焼結体特性の向上 (この場合は熱伝 導率の向上）に影響を与えることが知られている。焼結助剤として 3CaO 'Al O等の
2 3 アル力リ土類を含む化合物を用 、た場合にぉ 、てもこれら化合物は、焼結体中にお いてそのままの形で存在するのではなぐ融点の低い複合酸ィ匕物に転ィ匕したり、場 合によっては焼結時に雰囲気中に含まれる炭素と反応して揮散したりするという現象 が起こっていると考えられる。
[0037] 成形体準備工程において、窒化アルミニウム粉末 100質量部及びアルカリ土類金 属を含む化合物 0. 5〜 10質量部を含有する組成物からなる成形体は、所定量の窒 化アルミニウム粉末及びアルカリ土類金属粉末を乾式混合し、一軸プレス法や等方 静水圧プレス (CIP)法等により成形する方法、所定量の窒化アルミニウム粉末及び アルカリ土類金属粉末をエタノール等の有機溶媒と共にボールミルを用いた湿式混 合法等により混合して得た混合物を乾燥させて得られた粉体を上記と同様の方法に より成形する方法、又は所定量の窒化アルミニウム粉末及びアルカリ土類金属粉末 を含む化合物を含むグリーン体を用いて所定の形状に成形した後に脱脂することに より好適に得ることができる。
[0038] 上記グリーン体は、一般的な窒化アルミニウム焼結体を製造する場合と同様に、窒 化アルミニウム粉末、アルカリ土類金属を含む化合物の粉末、アルコール類やトルェ ン等の有機溶媒、有機バインダー及びグリセリンィ匕合物等の可塑剤等を、ボールミル を用いた湿式混合法等により混合してスラリー若しくはペースト状物を調製し、これら を成形することにより得ることができる。なお、上記スラリーをスプレイドライ法により乾 燥させることにより顆粒を調製し、これを成形してもよい。
[0039] なお、有機バインダーとしては、ポリビュルプチラール、ェチルセルロース類ゃァク リル榭脂類などグリーン体を調製する際に一般的に使用される公知のものが制限なく 使用できるが、グリーン体の成形性が良好であるという理由から、ポリ n—プチルメタク リレート又はポリビニルプチラールを使用するのが好適である。なお、有機ノ インダー の使用量は、プレス成形体を得る場合には、窒化アルミニウム 100質重量部当たり 2 〜 15質量部、シート体を得る場合には、同じく 5〜 15質量部とするのが好適である。 また、成形法としては、スラリーを铸込み成形する方法、ペースト状物をドクターブレ ード法によりシートに成形する方法、顆粒を金型プレスにより成形する方法等が採用 できる。
[0040] グリーン体の脱脂は、酸素や空気などの酸化性ガス、あるいは水素などの還元性ガ ス、アルゴンや窒素などの不活性ガス、二酸ィ匕炭素及びこれらの混合ガスあるいは 水蒸気を混合した加湿ガス雰囲気中でグリーン体を熱処理することにより行われる。 脱脂は、グリーン体に含まれる有機成分の種類や量に応じて温度： 250°C〜1200°C 、保持時間： 1分〜 1000分の範囲から適宜選択すればよい。その際、雰囲気、温度 、保持時間を調節することにより、脱脂体全体の酸素量から焼結助剤の酸素量を差 し引いた酸素量を 1. 5質量％以下にすることが好ましぐそれにより、本発明におけ る窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を 140WZm'K以上にすることが容易になる 。また、脱脂処理後の成形体 (脱脂体）には、有機バインダーの残分としての炭素成 分が含まれるが、該炭素成分の量 (濃度）は、 5000ppm以下にすることが好ましぐ 3 500ppm以下にすることがさらに好ま 、。炭素成分の濃度が 5000ppmを超える場 合には、焼成時に窒化アルミニウム焼結体の緻密化が著しく抑制され、高い熱伝導 率を有する焼結体を得るのが困難になる。
[0041] 第一実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法では、前記したような方法により 準備した成形体を、前記特定弱還元性雰囲気に保って該成形体を焼結する。焼結 助剤としてイットリア等の希土類金属を含まない化合物を用いた場合、焼結雰囲気が 還元性 (炭素を含む)であると焼結性が低下し、良好な焼結体は得られにくい。これと は逆に、酸ィ匕カルシウム等のアルカリ土類金属系の焼結助剤を用いた場合に 230W Zm'Kクラスの高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体を得ようとする場合に は比較的強い還元性雰囲気で焼結助剤を揮散等により消失させながら焼結する必 要がある（例えば特開 2004— 315329号公報参照)。第一実施形態に力かる窒化 物焼結体の製造方法は、後者の系において、雰囲気の還元性を通常より低く制御し た場合には、焼結助剤が揮散等により完全には消失しないため熱伝導率は 230W Zm'Kまでは高くはならないものの十分に実用的なレベルを維持し、しかも機械的 物性の点でも遜色のな 、焼結性を有し (この焼結性の良さは、密度が十分に高 、こと からも支持される。）、し力も従来の窒化アルミニウム焼結体では見られない優れた光 反射率を示す焼結体が得られることを見出すことによりなされたものである。第一実 施形態に力かる窒化物焼結体においては、窒化アルミニウム焼結体中に僅かに残 留した焼結助剤若しくはそれに由来する化合物の影響により光反射率が高くなつた ものと考えられる。
[0042] なお、特定弱還元性雰囲気とは、「取り外し可能な蓋を有する容器であって、少なく ともその内壁が窒化ホウ素で構成され、該蓋を閉めた状態で容器の内部の圧力と容 器の外部の圧力とを実質的に同等に保っための手段を有する容器の内部に、該容 器の容積 lcm3当たり 0. 024〜24mm2の表面積を有する炭素板を収納し、容器内 の雰囲気を不活性ガス及び Z又は水素ガスに置換し、前記蓋を閉めた状態で該容 器の外部雰囲気を前記と同じ不活性ガス及び Z又は水素ガス雰囲気として該容器 及び該容器内の炭素板を 1650°C〜1950°C、好適には 1700〜1900°Cに加熱した 状態 (ただし、炭素板力 炭素が揮発しても炭素板自体は残っている状態）における 当該容器内の雰囲気」で定義されるものであり、僅かな特定量の炭素蒸気を含む不 活性ガス及び Z又は水素ガスを意味する。現在の分析技術では 1650°C〜1950°C といった非常に高温なガスについてそのガス内に含まれる炭素ガスの濃度を測定す ることは実質的に不可能である。このため、本実施形態の製造方法においては、後 述する特定弱還元性雰囲気を制御するための具体的方法に準じて、雰囲気を特定 している。なお、上記容器における「該蓋を閉めた状態で容器の内部の圧力と容器 の外部の圧力とを実質的に同等に保っための手段」としては、微細な連通孔あるい は系内が加圧状態になった場合に蓋が僅かに開き、系内圧力が外圧とほぼ同等に なったときに閉じる手段等を挙げることができる。
[0043] 窒化アルミニウムの焼結には高温を要するため、カーボン炉が使用されることがあ る。カーボン炉を用いる場合には、炉材カーボンの昇華の影響により焼結雰囲気の 制御が困難となる。本実施形態の製造方法では、この炉材の影響を排除するために 、被焼結物である成形体を前記したような特殊な容器、即ち、その内面が窒化ホウ素 等の耐熱性材料で構成される容器内に入れて加熱し、焼結を行っている。このような 方法で焼結を行った場合には、容器内に入れる炭素板の表面積を制御することによ り焼結時の雰囲気を適度な還元雰囲気に制御することができ、第一実施形態の窒化 物焼結体 (窒化アルミニウム焼結体)を得ることができる。なお、耐熱性材料とは、焼 結温度において融解、分解、昇華をしない材料を意味し、当該耐熱材料としては窒 化ホウ素以外に窒化アルミニウム等も使用できる。
[0044] 第一実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法において、脱脂体等の前記成形 体を焼結する方法は、その雰囲気を特定弱還元性雰囲気に制御する以外は、従来 の窒化アルミニウム焼結体を得る方法と同様な炉、昇温条件により焼結を行うことが できるが、焼成温度は 1650°C〜1950°Cの範囲とするのが好適である。焼成温度が 1650°Cより低いと緻密な焼結体が得られず、結果として焼結体の強度が低下する。 また、焼成温度が 1950°Cより高い場合には、窒化アルミニウム中の不純物酸素と希 土類ィ匕合物など力 生成する液相が焼成時に焼結体の外側に染み出してしま 、、緻 密な焼結体が得られに《なる。焼結時間は特に限定されないが、通常 1800〜190 0°C以上の温度に 1〜10時間保持すればよい。なお、焼成温度及び焼結時間につ いては、上記温度範囲の中から、被焼結体の種類に毎にあら力じめ緻密化曲線 (収 縮曲線)を調べておき、十分な緻密度 (密度で 3. lOgZcm3以上、好ましくは 3. 15g Zcm3以上）が得られる条件を決定しておくのが好適である。また、焼成方法としては 、常圧焼成 (非加圧焼成）、ホットプレス焼成、 HIP焼成（高温ァイソスタティックプレス 焼成)などが採用可能であるが、雰囲気制御の容易さの観点から常圧焼成するのが 好適である。
[0045] 第一実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法においては、特定弱還元性雰囲 気下で被焼結物を焼結するためには、密封可能な容器であって、少なくとも内面が 耐熱性材料で構成され、容器の内部の圧力と反応容器の外部の圧力とを実質的に 同等に保っための手段を有する容器の内部に、該成形体及び該容器の容積 lcm3 当たり 0. 024〜24mm2の表面積を有する炭素板を両者が接触しないように収容し た後に該容器内の雰囲気を不活性ガス及び Z又は水素ガス雰囲気とし、次いで該 容器の外部の雰囲気を前記と同じ不活性ガス及び Z又は水素ガス雰囲気として、該 容器及び当該容器内に収容されている成形体及び炭素板を焼結温度に加熱すれ ばよい。焼成雰囲気を特定弱還元性に制御できる方法であれば、これ以外の方法を 採用することも勿論可能であるが、カーボン炉を用いても容易に雰囲気制御を行うこ とができるという理由力もこの方法を採用するのが好適である。
[0046] 上記方法で使用する容器は、上記の要件を満足するものであれば特に限定されず 、例えば特定弱還元性雰囲気の定義で使用される容器が使用できる。なお、ここで 密封可能とは容器内の雰囲気を容器外の雰囲気と異なる状態で保持できる程度の 気密性があるという意味であり、容器内外の気体の移動が一切遮断されるものではな い。また、該容器は少なくとも内面が窒化ホウ素ゃ窒化アルミニウム等の耐熱性材料 で構成されていればよぐ例えばカーボン製容器の内面をこれら耐熱性材料で内張 りしたもの等も好適に使用できる。また、不活性ガス及び Z又は水素ガスとしては窒 素、アルゴン、ヘリウム、水素の単独ガスあるいは混合ガスが使用できる力 コストや 操作性の観点力も窒素を使用するのが好適である。なお、焼成に際しては、容器と 被焼結体との融着を防ぐため、両者間に所謂敷粉を介在させてもよい。敷粉としては 、例えば窒化ホウ素粉末などが使用できる。 [0047] さらに、カーボン板としてはグラフアイト板又はシートが好適に使用できる。グラファ イト板の厚さは特に限定されないが 0. 1〜 5mmのものを使用するのが好適である。 なお、使用するカーボン板の大きさは、効果の観点から、容器の容積 lcm3当たり炭 素板の表面積が 0. 05〜： L0mm2、特に 1. 0〜5. 0mm2であるのが好適である。
[0048] (2)第二実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法
本発明の第二実施形態に力かる窒化物焼結体は、耐熱性を有するベース基板上 に窒化物ペーストを塗布した後、該窒化物ペーストを塗布したベース基板を、還元性 ガスを含む雰囲気中で、焼結体中に口径 0. 1 μ m以上の空隙が残存するような条件 下で焼成することによって初めて得ることができるものである。なお、第二実施形態に かかる窒化物焼結体は、上記焼成により耐熱性を有するベース基板上に層状に形 成される。
[0049] 窒化物ペーストをベース基板に塗布することなくそのまま成形し、所謂グリーン体（ またはグリーンシート）として焼成した場合には、焼成時にグリーン体は三次元的に収 縮できるため、窒化物粒子は近傍の窒化物粒子を取り込みながら粒成長し、大きな 結晶粒が互いに密接した緻密な焼結体となる。これに対し、上記製造方法では、窒 化物ペーストはベース基板に塗布された状態で焼成されるため、平面方向の収縮が 制限され、十分な粒成長をすることができず粒界には空隙が残存するようになる。こ のため、該方法で得られる窒化物焼結体では光の乱反射が起こりやすくなり、高い光 反射率を示すようになつたものと考えられる。このような白色化の原理から、粒界に空 隙を導入できればペーストに含まれる窒化物の種類によらず白色化が可能であると 考えられる。
以下、第二実施形態に力かる窒化物焼結体の製造方法について詳細を説明する
[0050] 第二実施形態にかかる窒化物焼結体の製造方法で使用する耐熱性を有するベー ス基板としては、公知のセラミックス力もなる基板が特に制限なく使用可能である。セ ラミックス基板の構成材料であるセラミックスとしては、例えば
(i)酸ィ匕アルミニウム系セラミックス、酸ィ匕ケィ素系セラミックス、酸ィ匕カルシウム 系セラミックス、酸ィ匕マグネシウム系セラミックスなどの酸ィ匕物系セラミックス； (ii)窒化アルミニウム系セラミックス、窒化ケィ素系セラミックス、窒化ホウ素系セラミ ックスなどの窒化物系セラミックス；
(iii)酸ィ匕ベリリウム、炭化ケィ素、ムライト、ホウケィ酸ガラス等
を使用することができる。中でも、窒化物ペーストに含まれる窒化物と同種のセラミツ タス力 なる基板が好ましく使用することができる。
[0051] 第二実施形態に力かる窒化物焼結体の製造方法においてで使用する耐熱性を有 するベース基板としては、入手の容易さや所望の形状のものを容易に得ることができ るといった理由力もセラミックス焼結体基板を使用するのが好適である。なお、このよ うなセラミックス焼結体基板は、平均粒子径が 0. 1〜15 μ m、好適には 0. 5〜5 μ m のセラミックス原料粉末力もなるグリーンシートを焼成することにより得ることができる。
[0052] 当該グリーンシートには焼結助剤、有機バインダー等が含まれていてもよい。焼結 助剤としてはセラミックス原料粉末の種類に応じて常用される焼結助剤が特に制限な く使用できる。さらに、有機バインダーとしては、ポリビュルブチラール、ェチルセル口 一ス類ゃアクリル榭脂類が使用され、グリーンシートの成形性が良好になるという理 由力 ポリ n—ブチルメタタリレート、ポリビュルブチラールが特に好適に使用される。
[0053] 得られる焼結体の熱伝導性の観点から、焼結助剤を含む窒化物セラミックス粉末を セラミックス原料粉末として使用して形成した窒化物セラミックス用グリーンシート、特 に焼結助剤（例えば窒化物が窒化アルにミゥムである場合には、酸化イットリウムや酸 化カルシウム)を含む窒化物粉末を原料粉末として用いた窒化物用グリーンシートを 使用するのが好適である。
[0054] 本発明で使用する耐熱性を有するベース基板 (以下において単に「ベース基板」と いうことがある。）の形状は、その上に窒化物スペーストを塗布することができるような 表面を有するものであれば特に限定されな 、。板状体ある ヽは板状体の一部に切削 加工や穿孔力卩ェを施したものあるいは曲面を有する基板でも使用することができるが 、通常は板状体が使用される。
[0055] ベース基板の厚さは、特に限定されないが、焼成後にベース基板を切削、あるいは 研磨して除去する場合における除去の容易さの観点からは、 0. l〜2mm、特に 0. 2 〜： Lmmとするのが好ましい。また、ペーストを厚く塗布しても良質な本発明の焼結体 を得ることができると 、う観点からは、ベース基板の厚さは厚 、方が好まし 、（薄 、基 板にペーストを厚く塗布して焼成すると面方向の収縮を十分に抑制することができず 、不均一化が起こったり、焼結体の剥離が起こったりすることがある。 ) o
[0056] 本実施形態の窒化物焼結体の製造方法におけるペーストを塗布する工程は、ベー ス基板上に窒化物スペーストを塗布し、必要に応じて乾燥して、ベース基板上に窒 化物ペースト層を形成することで行われる。窒化物ペーストとしては、窒化物粉末、焼 結助剤、有機ノ インダー、有機溶媒、分散剤、可塑剤などの成分力もなる公知のセラ ミックスペーストが特に制限なく使用可能である。
[0057] 窒化物ペーストの原料となる窒化物粉末としては、熱伝導率が 50 (W/m-K)以上 である窒化物焼結体が得られやす 、と 、う観点から、窒化アルミニウム粉末又は窒化 珪素粉末を使用するのが好ましぐ窒化アルミニウム粉末を使用するのが最も好まし い。また、入手が容易で高い光反射率の焼結体が得られるという理由から、平均粒子 径が 0. 5〜20 m (より好適には 1〜15 μ m)のものを用いるのが好ましい。
[0058] 窒化物ペーストに含まれる焼結助剤としては、用いる窒化物の種類に応じて焼結助 剤として通常使用されるものが使用できる。例えば窒化物が窒化アルニムニゥムであ る場合には酸化イットリウム等の希土類元素酸ィ匕物、酸ィ匕カルシウム等のアルカリ土 類金属酸ィ匕物などを使用することができる。
[0059] 窒化物ペーストに含まれる有機バインダーとしては、公知のものが特に制限なく使 用可能である。例えばポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル等のアクリル 榭脂、メチノレセノレロース、ヒドロキシメチノレセノレロース、ニトロセノレロース、セノレロース アセテートブチレート等のセルロース系榭脂、ポリビュルブチラール、ポリビュルアル コール、ポリ塩ィ匕ビュル等のビュル基含有榭脂、ポリオレフイン等の炭化水素榭脂、 ポリエチレンオキサイド等の含酸素榭脂などを一種又は二種以上混合して使用する ことができる。この中でもアクリル系榭脂ゃセルロース系榭脂は、溶媒に溶けやすい ため好適である。
[0060] 窒化物ペーストに含まれる有機溶媒としては、公知のものが特に制限なく使用可能 である。例えば、トルエン、酢酸ェチル、テルピネオール、ブチルカルビトールァセテ ート、テキサノールなどを使用することができる。 [0061] 窒化物ペーストに含まれる分散剤としては、公知のものが特に制限なく使用可能で ある。例えば、リン酸エステル系、ポリカルボン酸系などの分散剤を使用することがで きる。
[0062] 窒化物ペーストに含まれる可塑剤としては、公知のものが特に制限なく使用可能で ある。例えばフタル酸ジォクチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソノエル、フタル 酸ジイソデシル、アジピン酸ジォクチルなどを使用することができる。
[0063] 窒化物ペーストにおける原料成分の配合比については特に限定されないが、窒化 物粉末 100質量部に対して焼結助剤が 0. 1〜15質量部、有機バインダーが 6〜20 質量部、有機溶媒、可塑剤及び分散剤からなる群より選ばれる少なくとも 1種が 10〜 60質量部であるのが好適である。窒化物粉末 100質量部に対して焼結助剤が 1〜 1 0質量部、有機バインダーが 6〜15質量部、有機溶媒、可塑剤及び分散剤からなる 群より選ばれる少なくとも 1種が 15〜50質量部であるのが特に好適である。
[0064] 窒化物ペーストの調製方法は各種成分を混合し、均一組成のペーストを得ることが できる方法であれば特に限定されず、例えば三本ロールミル、プラネタリミキサー等 公知の混練方法が採用できる。
[0065] 本実施形態の窒化物焼結体の製造方法では、このようにして調製された窒化物べ 一ストをベース基板の表面の所定個所に塗布する。このとき塗布される窒化物ペース トの形状及び大きさは、特に限定されない。このような窒化物ペーストの塗布は、例え ばスクリーン印刷やカレンダー印刷、ノ ッド印刷などの公知の手法により行うことがで きる。
[0066] 形成される窒化物ペースト層の厚さは、ベース基板の厚さにもよる力 ベース基板 の厚さが 0. l〜2mm、好ましくは 0. 2〜： Lmmの場合は、 30 μ m~2mm,特に 50 /ζ πι〜 lmmとするのが好ましい。窒化物ペースト層が薄すぎると、所期の光反射率 を得ることができず、逆に厚すぎると焼結時に剥離が起こったり、不均一な収縮が起 こったりして良好な窒化物焼結体を得ることができない。なお、ベース基板として厚い ものを使用した場合には、塗布するペーストの厚さをより厚くすることができる。
[0067] 本実施形態の窒化物焼結体の製造方法では、焼成前にベース基板上に形成され た窒化物ペースト層を乾燥するのが好ましい。乾燥は、空気中で基板を 40〜150°C の温度で 1〜30分程度保持することにより好適に行うことができる。
[0068] 上記のようにして作製された、窒化物ペースト層を有するセラミックス基板 (以後、「 セラミックス基板前駆体」とも 、う。 )を焼成することで本発明における製造物である窒 化物焼結体がセラミック基板上に層状に得られる。なお必要に応じて、焼成の前には 脱脂を行っても何ら差し支えはな 、。
[0069] 脱脂は、酸素や空気などの酸化性ガス、あるいは水素などの還元性ガス、アルゴン や窒素などの不活性ガス、二酸化炭素及びこれらの混合ガスあるいは水蒸気を混合 した加湿ガス雰囲気中でセラミックス基板前駆体を熱処理することにより行われる。ま た、熱処理条件は、セラミックス基板前駆体に含まれる有機成分の種類や量に応じて 温度： 250°C〜1200°C、保持時間： 1分〜 1000分の範囲から適宜選択すればよい
[0070] 脱脂処理に引き続き行われる焼成は、得られる焼結体中に口径が 0. 1 μ m以上の 空隙が残存するような条件下で行う必要がある。焼結体中に空隙 (気孔)を残存させ るためには、還元性ガスを含む雰囲気中で焼成を行うとともに、そのときの焼成温度 を緻密な焼結体を得るために行う焼成の際の焼成温度より低くすればよ!、。本形態 の窒化物焼結体の製造方法においては、 2次元方向の収縮が制限されるため、ダリ ーン体の焼成では空隙 (気孔）が消滅するような温度で焼結しても空隙が残存するよ うになる。例えば窒化物が窒化アルミニウムである第二の形態の本発明の焼結体を 得るためには、焼成温度を 1600〜1780°C、好ましくは、 1650〜1780°C、さらに好 ましくは 1700〜1750°Cとすればよい。焼成時間は特に限定されないが、 1時間〜 2 0時間、好ましくは、 2〜10時間の時間焼成すればよい。 1600°C未満では窒化アル ミミゥム粒子の焼結が不十分で焼結体の強度が低いものとなる。また、 1780°Cを超 える温度で焼成した場合には、粒界の空隙が消滅し、高い光反射率を得ることがで きない。
[0071] 上記焼成は、還元性ガスを含む雰囲気、好ましくは還元性ガスとしてカーボン蒸気 を含む不活性ガス雰囲気で行う必要がある。還元性ガスを含まな ヽ雰囲気中で焼成 した場合には光反射率が低いものが得られることがある。雰囲気中の還元性ガスの 濃度は、窒化アルミニウムペーストに含まれる焼結助剤の種類にもよるが、焼結助剤 がアルカリ土類金属を含む化合物である場合には、前記した特定弱還元性雰囲気 であるのが好適である。また、焼結助剤が酸化イットリウム等の希土類元素酸ィ匕物で ある場合には、特定弱還元性雰囲気若しくはそれより炭素蒸気濃度の低い雰囲気で あるのが好まし 、。焼結助剤として酸化イツトリゥム等の希土類元素酸ィ匕物を用 、た 場合には、焼成温度にもよるが、還元性ガスを全く含まない雰囲気で焼成した場合 には粒界の空隙が減少し、光透過率が低下する場合がある。
[0072] このような条件で焼結することによって、表面に「窒化物焼結体の層」を有する基板 が作製される。この「窒化物焼結体の層」は、前記したように焼結時にベース基板面 に対して水平な方向の収縮が抑制されるため、十分な粒成長をすることができない。 このため、該層を構成する窒化物粒子の平均粒径は、同じ原料粉末を用いたダリー ン体を焼成して得られる焼結体を構成する窒化物粒子と比べてその平均粒子径が 1 0〜80%、特に 20〜75%と/ J、さくなつている。
[0073] 一般に、緻密に焼結された焼結体を構成するセラミックス（窒化アルミニウム)粒子 の平均径 D m)は、コード法により次のようにして求めることができる。即ち、先ず、 セラミックス焼結体の断面について、走査型電子顕微鏡写真を撮影する。このときの 倍率は、写真にセラミックス焼結体の厚さ方向に対して垂直な方向（セラミックス焼結 体が板状体である場合には、その主表面に対して平行となる方向）に、任意の特定 の長さ L (mm) {通常は、写真の幅と同じ長さ }の直線を引いたときに、該直線とセラミ ックス粒子の粒界との交点の数が 10〜50となるような倍率 {通常は 1000〜5000倍 } とする。そして、倍率から実際の長さ 1 ( μ m)に対応する写真上の長さ U (mm)を求 める。次に、写真に所定の間隔 (通常 3〜7mm、特に 5mm)で上記直線と平行な長 さ Lの直線を n本引く。このとき直線の数 nは、全ての直線におけるセラミックス粒子の 粒界との交点の数の合計 εが 100〜300となるようにする。 η本の直線を引いたら、 各直線と粒界との交点に印をつけ、その印の総数 εを求める。そして、下記式に基 づき Dを求めることができる。
[0074] D= ( 1. 57 X L X n) / (U X ε )
[0075] し力しながら、第二実施形態に係る窒化アルミニウム焼結体においては、窒化アル ミニゥム粒子は緻密に焼結しておらず、粒界には空隙が存在する。コード法では、空 隙の存在は予定していないため、このような焼結体の平均粒子径を測定するのにコ 一ド法を適用することは適切ではない。そこで、本発明では、第二実施形態にかかる 窒化アルミニウム焼結体のような粒界に空隙を有する焼結体の平均粒子径及び空隙 の口径は、焼結体断面の SEM写真に基づき、次のように決定する。即ち、平均粒子 径については任意に撮影した焼結体 SEM写真 1枚について、任意の領域を特定し 、該視野について明らかに粒子と認められる任意の粒子 100個の粒子径を測定し、 その平均粒子径を求める。次に同一試料について異なる視野で撮影した SEM写真 9枚につ!、て同様の操作を行! \ 10枚の SEM写真の平均粒子径を焼結体の平均 粒子径とする。また、空隙については視野中に認められる空隙についてその口径を 測定すればよい。なお、ここでいう口径とは最大口径を意味する。さらに空隙率につ いては、第二の形態の窒化物焼結体について (即ち、前記方法で得られた窒化物焼
Figure imgf000021_0001
、てはベース基板の部分を除く「窒化物焼結体の層」の部分のみにつ!、て )密度を測定し、理論密度との比較力も空隙率を求めることができる。また、存在する 空隙の多くが連通孔を形成する場合にはポロシメーターを用いた測定により空隙率 を決定することもできる。さらにまた、定量性には欠けるが断面の SEM写真において 焼結体が占める部分の面積と空隙が占める部分の面積から求めることもできる。
[0076] なお、以上の説明では、耐熱性を有するベース基板上に窒化物ペーストを塗布し て焼成することにより、ベース基板上に一層の窒化物焼結体の層を作製する方法に ついて説明したが、本発明はこれに加えて上記塗布、焼成の工程を繰り返し行い、 窒化物焼成体の層を順次積層して、より大きな厚みを有する窒化物焼成体の層を形 成する方法をも含むものである。
[0077] 上記のような方法で得られる第一実施形態、及び第二実施形態にかかる窒化物焼 結体は、高い熱伝導率及び高い光反射率を有するので、 LED搭載用のサブマウン トの素材として好適に使用できる。 LED搭載用のサブマウントは、一般に電極を有す る LEDを載置するための載置面を有し、該載置面には LEDの電極と電気的に接続 される電極が形成され、さらにサブマウントの表面や内部には該電極を外部の電源 等に電気的に接続するための配線パターンやビアホール等が形成されている。本発 明の窒化物焼結体を LED用のサブマウントとして使用する場合には、本発明の窒化 物焼結体からなる板状体 (基板）に電極や金属配線となる金属層のパターンを形成 すればよい。該パターンの形成方法としては、基板上にタングステンなどの高融点金 属をパターン印刷後焼成して形成し、その上にニッケル、銀、金メッキを施す方法;基 板上にスパッタ法にて金属薄膜パターンを形成する方法等、既存のパターン形成法 が特に限定なく採用できる。このとき、基板にスルーホールやビアホールを形成する ことで、基板の上下面での電気的な接続をとることもできる。本発明の窒化アルミ-ゥ ム焼結体を用いた LED搭載用のサブマウント (本発明のサブマウント）は、サブマウン トの基板材料として本発明の窒化アルミニウム焼結体を用いる他は従来のサブマウン ト、例えば前記特許文献 1に開示されている複合発光素子用のサブマウントと特に変 わる点はない。し力しながら、基板材料として本発明の窒化物焼結体を用いているの で、放熱性が高く光利用率も高いという特徴を有する。
実施例
[0078] 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に 限定されるものではない。
[0079] <第一実施例 >
(実施例 1)
平均粒子径が 1. 5 /ζ πι、酸素濃度 0. 8質量％の窒化アルミニウム粉末 100質量部 と、 3CaO-Al O粉末 5質量部を混合した。次いで、エタノールを溶媒としてカ卩え、ボ
2 3
ールミルを用いて混合、乾燥して得られた混合粉末を CIP成形し、直径 40mm、厚 み 5mmの成形体とした後に空気中酸化雰囲気下で脱脂を行った。次に、得られた 成形体 (脱脂体)及び表面積 320mm2のカーボン板 {該カーボン板は、 D40mm(4 Omm X 40mmの正方形を意味する。）、厚さ 3mm、重量 18gの標準カーボン板を 1 Z4の大きさに切断した 10mm X 10mm X 3mmtものである。 }を両者が接触しない ようにして内容積が 84cm3の内壁が窒化ホウ素で構成される炭素製の有蓋容器に入 れた。なお、該容器においては加熱により容器内が加圧状態となった場合には、そ の圧力により蓋が僅かに持ち上がり容器本体と蓋との間に隙間ができて容器内の圧 力は外気圧とほぼ同等保たれるようになつている。その後、該容器をカーボン炉内に 搬入し、窒素雰囲気中、温度 1860°Cで保持時間 15時間の常圧焼成を行い、焼結 体を得た。得られた焼結体の破断面の顕微鏡 (SEM)写真を図 1に示す。図 1に示さ れるように焼結体中に空隙は見られな力つた。得られた焼結体の熱伝導率、 350nm 〜800nmの波長領域の光に対する反射率 (単に「光反射率」ともいう。）、及び密度 を測定した。結果を表 1及び図 2に示す。なお、焼結体の熱伝導率は、（株)リガク製 の熱定数測定装置 PS— 7を使用して、レーザーフラッシュ法により測定した。このとき 、厚み補正は検量線により行った。また、 350nm〜800nmの波長領域の光に対す る反射率は、日立製作所製の分光光度計を使用して積分球法により測定した。表 1 には上記波長範囲における最低の光反射率及び波長 700nmにおける反射率を示 した。さらに、密度は、東洋精機製自動比重計と上皿電子天秤を使用してアルキメデ ス法にて測定した。
[0080] [表 1] 1
Figure imgf000023_0001
色むらが発生し、密度が低くなつたものと思われる。
(実施例 2及び比較例 1〜2)
標準カーボン板をそれぞれ表 1に示す割合で分割して容器に内入れる（実施例 2 及び比較例 2)他、あるいは容器内にカーボン板を入れない（比較例 1)他は実施例 1 と同様にして焼結体を得た。得られた焼結体の物性を表 1に示す。
[0081] (比較例 3)
実施例 1にお 、て、脱脂体を有蓋容器に入れな 、でカーボン製のマツフルの中に 配置した以外は同じにして、焼結を行った。その結果、黒色の焼結体が得られた。
[0082] <第二実施例 >
(実施例 3及び 4)
平均粒径 1. 5 mの窒化アルミニウム粉末 (酸素濃度 0. 8質量％) 100質量部、平 均粒径 0. 5 mの酸化イットリウム（Y O )粉末 5質量部とェチルセルロース 9質量部 、テルビネオール 40質量部を混練し 25°Cにおける粘度を 3500cPに調整した窒化 アルミニウムペーストを調製した。平均粒径 1. 5 mの窒化アルミニウム粉末及び焼 結助剤として酸化イットリウムを添加し焼結して得た窒化アルミニウム焼結体基板から なるベース基板の表面に上記窒化アルミニウムペーストを厚さ 300 μ mとなるようにス クリーン印刷し、 80°Cで 5分乾燥を行った。このようにして得られた基板を、焼成温度 及び焼成時間を表 2に示すように変えた他は実施例 1と同様にして焼成を行い、ベ ース基板を研磨して除去することにより窒化アルミニウム焼結体を得た。
実施例 3及び 4にお ヽて得られた焼結体の破断面の顕微鏡 (SEM)写真をそれぞ れ図 3及び図 4に示す。これら図 3に示されるように焼結体中には口径 0. 以上 の空隙が存在することが確認された（図 3では口径 1 μ mを越える空隙が多く見られる 。また、図 4では、数は少ないものの、粒子の欠落とは明らかに区別される口径 0. 5 m以上の空隙が見られる。 )0また、これら SEM写真に基づき空隙率を求めたとこ ろ実施例 3では約 50%、実施例 4では約 10%であった (ただし、写真のコントラストは 撮影条件や現像条件によって変わるので該空隙率はあくまでも目安である)。
さらに、得られた焼結体の熱伝導率、 350ηπ！〜 800nmの波長領域の光に対する反 射率 (単に光反射率ともいう）を実施例 1と同様にして測定した。結果を表 2及び図 2 ( 実施例 3のみ）に示す。
[0083] (比較例 4)
焼成温度を 1850°Cとする他は実施例 3と同様にして焼結体を得た。得られた焼結 体の物性を合わせて表 2に示す。
[0084] [表 2]
Figure imgf000024_0001
(比較例 5)
平均粒径 1. 5 mの窒化アルミニウム粉末 (酸素濃度 0. 8質量％) 100質量部に 対して焼結助剤として酸化エルビウム (Er O )粉末を添加した原料粉末を用いてダリ ーンシートを作製し、得られたグリーンシートを脱脂した後に焼成して窒化アルミ-ゥ ム焼結体を得た。なお、焼成は実施例 1で用いた容器内に脱脂体 (脱脂したグリーン シート)を導入し、カーボン板を導入することなく雰囲気を窒素に置換し、焼成温度 1 850°Cで 4時間焼成することにより行った。得られた焼結体を目視で観察したところ、 薄 、ピンク色をして 、た。この焼結体につ 、て実施例 1と同様にして光反射率を測定 した。その結果を図 2に示す。 350〜700nmのどの波長領域においても光反射率は 40%以下であった。
[0085] (比較例 6)
比較例 5において、焼結助剤として酸ィ匕エルビウムに代えて酸化イットリウム (Y O
2 3
)に代えた他は同様にして窒化アルミニウム焼結体を得た。得られた焼結体を目視で 観察したところ、僅かに透明性を有する灰色をしていた。この焼結体について実施例 1と同様にして光反射率を測定した。その結果を図 2に示す。 350〜700nmのどの 波長領域においても光反射率は 40%以下であった。また、得られた焼結体の破歯 断面の SEM写真を図 5に示す。図 5から、焼結体には空隙が残存していないことが 分かる。
図面の簡単な説明
[0086] [図 1]第一実施形態にかかる窒化アルミニウム焼結体 (実施例 1)の断面を示す走査 型電子顕微鏡 (SEM)写真である。
[図 2]第一実施形態に力かる窒化アルミニウム焼結体 (実施例 1)、第二実施形態に 力かる窒化アルミニウム焼結体 (実施例 3)、比較例 5、及び比較例 6の光反射率の波 長依存性を示すグラフである。
[図 3]第二実施形態にかかる窒化アルミニウム焼結体 (実施例 3)の断面を示す走査 型電子顕微鏡 (SEM)写真である。
[図 4]第二実施形態にかかる窒化アルミニウム焼結体 (実施例 4)の断面を示す走査 型電子顕微鏡 (SEM)写真である。
[図 5]比較例 6で得られた窒化アルミニウム焼結体の断面の SEM写真である。

Claims

請求の範囲
[1] 熱伝導率が 50 (WZm'K)以上である窒化物焼結体であって、 350ηπ！〜 800nmの 波長領域の光に対する反射率が 50%以上であるとともに、 700nmの波長の光に対 する反射率が 60%以上であることを特徴とする窒化物焼結体。
[2] 熱伝導率が 140 (WZm'K)以上であるとともに、密度が 3. lOgZcm3以上である窒 化アルミニウム焼結体力 なることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の窒化物焼 結体。
[3] 粒界に口径が 0. 1 μ m以上である空隙を有する窒化物焼結体力 なることを特徴と する請求の範囲第 1項に記載の窒化物焼結体。
[4] 350nm〜800nmの波長領域の光に対する反射率が 70%以上であるとともに、 700 nmの波長の光に対する反射率が 75%以上であることを特徴とする請求の範囲第 3 項に記載の窒化物焼結体。
[5] 窒化アルミニウム粉末 100質量部及びアルカリ土類金属を含む化合物 0. 5〜： L0質 量部を含有する組成物を成形してなる成形体を準備する工程、該工程で準備した成 形体を、以下に定義される特定弱還元性雰囲気下で焼結する工程を含むことを特徴 とする請求の範囲第第 2項に記載の窒化物焼結体の製造方法。
特定弱還元性雰囲気： 取り外し可能な蓋を有する容器であって、少なくともその内 壁が窒化ホウ素で構成され、該蓋を閉めた状態で容器の内部の圧力と容器の外部 の圧力とを実質的に同等に保っための手段を有する容器の内部に、該容器の容積 lcm3当たり 0. 024〜24mm2の表面積を有する炭素板を収納し、容器内の雰囲気 を不活性ガス及び Z又は水素ガスに置換し、前記蓋を閉めた状態で該容器の外部 雰囲気を前記と同じ不活性ガス及び Z又は水素ガス雰囲気として該容器及び該容 器内の炭素板を 1650°C〜1950°Cに加熱した状態における当該容器内の雰囲気
[6] 前記成形体を特定弱還元性雰囲気下で焼結する方法が、密封可能な容器であって 、少なくとも内面が耐熱性材料で構成され、容器の内部の圧力と容器の外部の圧力 とを実質的に同等に保っための手段を有する容器の内部に、前記成形体及び該容 器の容積 lcm3当たり 0. 024〜24mm2の表面積を有する炭素板を当該炭素板が前 記成形体と接触しな!ヽように収容した後に該容器内の雰囲気を不活性ガス及び Z又 は水素ガス雰囲気とし、次いで該容器の外部雰囲気を前記と同じ不活性ガス及び Z 又は水素ガス雰囲気として該容器、当該容器内に収容されている成形体及び炭素 板を加熱する方法である請求の範囲第 5項に記載の窒化アルミニウム焼結体の製造 方法。
[7] 前記請求の範囲第 1項、第 3項、又は第 4項に記載された窒化物焼結体を製造する 方法であって、耐熱性を有するベース基板上に窒化物ペーストを塗布する工程と、 該窒化物ペーストを塗布したベース基板を、還元性ガスを含む雰囲気中で焼成する 工程とを含み、且つ得られる焼結体中に口径 0. 1 m以上の空隙が残存するような 条件で前記焼成を行うことを特徴とする方法。
[8] 電極を有する発光素子を載置するための載置面、その表面に前記発光素子の電極 と電気的に接続される電極を有する絶縁基板からなる発光素子搭載用サブマウント において、前記絶縁基板が請求の範囲第 1〜4項のいずれかに記載の窒化物焼結 体で構成されることを特徴とするサブマウント。
[9] 電極を有する発光素子を載置するための載置面、その表面に前記発光素子の電極 と電気的に接続される電極を有する絶縁基板からなる発光素子搭載用サブマウント にお 1、て、前記絶縁基板の少なくとも前記載置面側の表面が請求の範囲第 2項に記 載の窒化物焼結体で構成されることを特徴とするサブマウント。
[10] 請求の範囲第 8項は又は第 9項に記載のサブマウント上に発光素子を接合した複合 発光素子。
PCT/JP2005/011281 2004-06-21 2005-06-20 窒化物焼結体、及びその製造方法 WO2005123627A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05751393A EP1777204A4 (en) 2004-06-21 2005-06-20 NITRIDE INTERCODES AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US11/630,630 US7876053B2 (en) 2004-06-21 2005-06-20 Nitride sintered body and method for manufacturing thereof
CN2005800205405A CN1972883B (zh) 2004-06-21 2005-06-20 氮化物烧结体及其制造方法、支架以及复合发光元件
JP2006514822A JP4937738B2 (ja) 2004-06-21 2005-06-20 窒化物焼結体、及びその製造方法
KR1020067025748A KR100912641B1 (ko) 2004-06-21 2005-06-20 질화물 소결체 및 그 제조 방법
US12/767,254 US7973481B2 (en) 2004-06-21 2010-04-26 Nitride sintered body and method for manufacturing thereof

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004182354 2004-06-21
JP2004-182354 2004-06-21
JP2004-363004 2004-12-15
JP2004363004 2004-12-15

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US11/630,630 A-371-Of-International US7876053B2 (en) 2004-06-21 2005-06-20 Nitride sintered body and method for manufacturing thereof
US12/767,254 Division US7973481B2 (en) 2004-06-21 2010-04-26 Nitride sintered body and method for manufacturing thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2005123627A1 true WO2005123627A1 (ja) 2005-12-29

Family

ID=35509585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/011281 WO2005123627A1 (ja) 2004-06-21 2005-06-20 窒化物焼結体、及びその製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7876053B2 (ja)
EP (2) EP1777204A4 (ja)
JP (2) JP4937738B2 (ja)
KR (2) KR100912641B1 (ja)
CN (1) CN1972883B (ja)
WO (1) WO2005123627A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007031250A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム焼結体
JP2007317701A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Koha Co Ltd 光源用基板及びこれを用いた照明装置
US7876053B2 (en) 2004-06-21 2011-01-25 Tokuyama Corporation Nitride sintered body and method for manufacturing thereof
JP2011023767A (ja) * 2006-01-30 2011-02-03 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
US11807528B2 (en) 2018-12-20 2023-11-07 Nichia Corporation Silicon-containing aluminum nitride particles, method for producing same, and light emitting device

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1796179A4 (en) * 2004-08-03 2011-08-10 Tokuyama Corp CAPSULE FOR LOCATING A LIGHT-EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A CAPSULE TO SUBMIT A LIGHT-EMITTING ELEMENT
US8580593B2 (en) * 2009-09-10 2013-11-12 Micron Technology, Inc. Epitaxial formation structures and associated methods of manufacturing solid state lighting devices
US9221192B2 (en) 2010-11-30 2015-12-29 Corning Incorporated Ceramic processing firing
CN103517885B (zh) * 2012-01-06 2016-09-28 康宁股份有限公司 陶瓷加工烧制
US20140042675A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Bureau Of Energy Ministry Of Economic Affairs Method for manufacturing an aluminum nitride particle and application thereof
CN106145068B (zh) * 2015-04-08 2018-03-06 深圳市光峰光电技术有限公司 一种高反射率氮化铝粉体的制备方法及氮化铝粉体
CN104926314B8 (zh) * 2015-06-17 2017-02-22 甘肃荣宝科技股份有限公司 一种led用陶瓷基板
TWI596077B (zh) * 2015-11-13 2017-08-21 High reflectivity thin aluminum nitride substrate and method of making the same
JP7389334B2 (ja) * 2018-12-20 2023-11-30 日亜化学工業株式会社 ケイ素含有窒化アルミニウム粒子、その製造方法及び発光装置
CN109928764A (zh) * 2019-02-27 2019-06-25 郑海东 一种led灯用陶瓷材料及其制备方法
CN112573926A (zh) * 2020-12-28 2021-03-30 无锡海古德新技术有限公司 氮化铝导体材料及氮化铝全陶瓷加热结构器件
JP7203290B2 (ja) * 2021-01-26 2023-01-12 デンカ株式会社 シート状の六方晶窒化ホウ素焼結体、及びその製造方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63277570A (ja) * 1987-05-08 1988-11-15 Toshiba Corp 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH01230481A (ja) * 1988-03-11 1989-09-13 Asahi Glass Co Ltd 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH0450172A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Kawasaki Steel Corp 高熱伝導性ＡｌＮ焼結体の製造方法
JPH0465367A (ja) * 1990-07-06 1992-03-02 Toshiba Corp 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH06116039A (ja) * 1992-09-29 1994-04-26 Kyocera Corp 窒化アルミニウム質焼結体
WO1995021139A1 (fr) * 1994-02-03 1995-08-10 Ngk Insulators, Ltd. Agglomere de nitrure d'aluminium et methode de production
JPH08109069A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Toshiba Corp 窒化アルミニウム焼結体
JPH1192229A (ja) * 1987-05-08 1999-04-06 Toshiba Corp 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JP2003040675A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化アルミニウム焼結体、その製造方法及びその焼結体を用いた回路基板
JP2004152952A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2004172577A (ja) * 2002-10-30 2004-06-17 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4847221A (en) * 1987-01-13 1989-07-11 Kabushiki Kaisha Toshiba AlN sintered body having high thermal conductivity and a method of fabricating the same
US5529852A (en) * 1987-01-26 1996-06-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Aluminum nitride sintered body having a metallized coating layer on its surface
JP3593707B2 (ja) * 1993-03-19 2004-11-24 住友電気工業株式会社 窒化アルミニウムセラミックスとその製造方法
JP3697277B2 (ja) * 1994-10-25 2005-09-21 株式会社東芝 セラミックス基板およびその製造方法
JPH09221375A (ja) * 1996-02-14 1997-08-26 Sumitomo Metal Ind Ltd セラミックス基板及びその製造方法
FI104143B (fi) * 1997-07-31 1999-11-15 Nokia Networks Oy Menetelmä tietoliikenneresurssien kontrolloimiseksi
JPH11349390A (ja) * 1998-04-10 1999-12-21 Taiheiyo Cement Corp メタライズ層及びその形成方法
EP0970932A1 (en) * 1998-07-10 2000-01-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ceramic base material
JP2000138428A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Kyocera Corp 配線基板
JP2003048780A (ja) * 2001-08-01 2003-02-21 Katsutoshi Yoneya 多孔質窒化アルミニウム
JP2003060243A (ja) 2001-08-17 2003-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合発光素子
JP2003114631A (ja) 2001-10-04 2003-04-18 Konica Corp 蛍光画像表示システム
JP2003152952A (ja) 2001-11-13 2003-05-23 Rohm Co Ltd イメージセンサヘッドおよびこれを備えた画像読み取り装置
JP3951704B2 (ja) * 2001-12-21 2007-08-01 凸版印刷株式会社 ハーフトーン型位相シフトマスクおよびそのブランク並びにそれらの製造方法
JPWO2004005216A1 (ja) * 2002-07-09 2005-11-04 宮原　健一郎 薄膜形成用基板、薄膜基板、光導波路、発光素子、及び発光素子搭載用基板
US6953761B2 (en) * 2002-12-27 2005-10-11 Hitachi, Ltd. Aluminum nitride sintered body and substrate for electronic devices
JP4331585B2 (ja) * 2003-12-24 2009-09-16 株式会社住友金属エレクトロデバイス 発光素子収納用パッケージ及びその製造方法
US7503825B2 (en) * 2004-05-21 2009-03-17 Osram Sylvania Inc. Aluminum nitride arc discharge vessel having high total transmittance and method of making same
CN1972883B (zh) 2004-06-21 2011-07-20 株式会社德山 氮化物烧结体及其制造方法、支架以及复合发光元件
EP1796179A4 (en) * 2004-08-03 2011-08-10 Tokuyama Corp CAPSULE FOR LOCATING A LIGHT-EMITTING ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING A CAPSULE TO SUBMIT A LIGHT-EMITTING ELEMENT
MY144425A (en) * 2004-08-18 2011-09-15 Tokuyama Corp A ceramic substrate for mounting a light emitting element and method for manufacturing the same
JP4731976B2 (ja) * 2004-12-15 2011-07-27 株式会社トクヤマ メタライズドセラミック基板の製造方法
JP5073179B2 (ja) * 2005-06-09 2012-11-14 株式会社住友金属エレクトロデバイス 発光素子収納用窒化アルミニウム焼結体
US20080076658A1 (en) * 2006-09-26 2008-03-27 Tokuyama Corporation Aluminum nitride sintered body
JP4753904B2 (ja) * 2007-03-15 2011-08-24 シャープ株式会社 発光装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63277570A (ja) * 1987-05-08 1988-11-15 Toshiba Corp 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH1192229A (ja) * 1987-05-08 1999-04-06 Toshiba Corp 高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH01230481A (ja) * 1988-03-11 1989-09-13 Asahi Glass Co Ltd 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH0450172A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Kawasaki Steel Corp 高熱伝導性ＡｌＮ焼結体の製造方法
JPH0465367A (ja) * 1990-07-06 1992-03-02 Toshiba Corp 窒化アルミニウム焼結体の製造方法
JPH06116039A (ja) * 1992-09-29 1994-04-26 Kyocera Corp 窒化アルミニウム質焼結体
WO1995021139A1 (fr) * 1994-02-03 1995-08-10 Ngk Insulators, Ltd. Agglomere de nitrure d'aluminium et methode de production
JPH08109069A (ja) * 1994-10-11 1996-04-30 Toshiba Corp 窒化アルミニウム焼結体
JP2003040675A (ja) * 2001-07-31 2003-02-13 Denki Kagaku Kogyo Kk 窒化アルミニウム焼結体、その製造方法及びその焼結体を用いた回路基板
JP2004152952A (ja) * 2002-10-30 2004-05-27 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置
JP2004172577A (ja) * 2002-10-30 2004-06-17 Kyocera Corp 発光素子収納用パッケージおよび発光装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1777204A4 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7876053B2 (en) 2004-06-21 2011-01-25 Tokuyama Corporation Nitride sintered body and method for manufacturing thereof
US7973481B2 (en) 2004-06-21 2011-07-05 Tokuyama Corporation Nitride sintered body and method for manufacturing thereof
JP2007031250A (ja) * 2005-07-29 2007-02-08 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム焼結体
JP2011023767A (ja) * 2006-01-30 2011-02-03 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
JP2012212926A (ja) * 2006-01-30 2012-11-01 Kyocera Corp 発光装置
JP2012212925A (ja) * 2006-01-30 2012-11-01 Kyocera Corp 発光装置
JP2007317701A (ja) * 2006-05-23 2007-12-06 Koha Co Ltd 光源用基板及びこれを用いた照明装置
US11807528B2 (en) 2018-12-20 2023-11-07 Nichia Corporation Silicon-containing aluminum nitride particles, method for producing same, and light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
CN1972883A (zh) 2007-05-30
KR20070030820A (ko) 2007-03-16
CN1972883B (zh) 2011-07-20
JP4937738B2 (ja) 2012-05-23
EP1777204A4 (en) 2010-12-01
EP2420482A2 (en) 2012-02-22
JP2012025660A (ja) 2012-02-09
US20100259160A1 (en) 2010-10-14
EP1777204A1 (en) 2007-04-25
JPWO2005123627A1 (ja) 2008-04-10
KR20080091401A (ko) 2008-10-10
EP2420482A3 (en) 2012-08-01
US7973481B2 (en) 2011-07-05
US20080284309A1 (en) 2008-11-20
JP5404724B2 (ja) 2014-02-05
KR100912641B1 (ko) 2009-08-17
US7876053B2 (en) 2011-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005123627A1 (ja) 窒化物焼結体、及びその製造方法
JP5094118B2 (ja) 発光素子収納用パッケージおよび発光素子収納用パッケージの製造方法
JP5140275B2 (ja) 発光素子搭載用セラミックス基板およびその製造方法
TWI621691B (zh) 發光裝置用的石榴石基磷光體陶瓷片
TWI441348B (zh) 光反射用材料、發光元件收納用封裝體、發光裝置及發光元件收納用封裝體之製造方法
JP5073179B2 (ja) 発光素子収納用窒化アルミニウム焼結体
JP2005035864A (ja) 発光素子搭載用基板
KR20130121032A (ko) 알루미나 소결체, 이것을 구비하는 부재 및 반도체 제조장치
CN109863224B (zh) 氮化物荧光体粒子分散型赛隆陶瓷及其制造方法、和荧光部件
JP3593707B2 (ja) 窒化アルミニウムセラミックスとその製造方法
JP2005175039A (ja) 発光素子搭載用基板及び発光素子
KR20060031629A (ko) 발광소자 탑재용 기판 및 발광소자
JP2019014636A (ja) 炭化珪素焼結体基板およびそれを備えた電子部品焼結治具
JP2016040209A (ja) セラミック基板
JP2013033798A (ja) 透光性配線基板
JP2007302503A (ja) セラミックグリーンシート積層体並びに配線基板の製造方法及び配線基板
JP2006024595A (ja) 発光素子収納用パッケージ
JP2004296910A (ja) エキシマレーザ装置
JP2001019576A (ja) 基板およびその製造方法
JPH07307539A (ja) 回路基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006514822

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020067025748

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 11630630

Country of ref document: US

Ref document number: 200580020540.5

Country of ref document: CN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005751393

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020067025748

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2005751393

Country of ref document: EP