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公開番号2025069291
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025014532,2024537334
出願日2025-01-31,2023-08-29
発明の名称窒化アルミニウム焼結体および電子部品
出願人株式会社MARUWA
代理人弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所
主分類C04B 35/581 20060101AFI20250422BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】高い熱伝導特性および高い絶縁性能を併せ持つ窒化アルミニウム焼結体、及び前記焼結体を備える電子部品を提供する。
【解決手段】窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粒子と焼結助剤相とを含む。当該窒化アルミニウム焼結体において、厚さ2.5mmに換算した際の熱伝導率が240W/mK以上であり、焼結体中のY₂O₃含有量が0.1重量%以下であり、且つ、焼結体中の炭素含有量が0.05重量%以下である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
窒化アルミニウム粒子と焼結助剤相とを含む窒化アルミニウム焼結体であって、
厚さ２．５ｍｍに換算した際の熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上であり、
焼結体中のＹ
２
Ｏ
３
含有量が０．１重量％以下であり、且つ、焼結体中の炭素含有量が０．０５重量％以下であることを特徴とする窒化アルミニウム焼結体。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
焼結体中の炭素含有量が０．０３重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項３】
絶縁耐圧が２０ｋＶ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項４】
体積抵抗率が５．０×１０
１３
Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項５】
比誘電率が８．５以下であり、且つ、誘電正接が０．００１以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項６】
前記窒化アルミニウム焼結体の基板において、中心１点と角部４点とで測定された明度の平均値を示すＬ
＊
値が５７以上であることを特徴とする請求項１に記載の窒化アルミニウム焼結体。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の窒化アルミニウム焼結体と、前記窒化アルミニウム焼結体の表面に実装されたレーザーダイオードと、を備えたことを特徴とする電子部品。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化アルミニウム焼結体、その製造方法および電子部品に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化アルミニウム焼結体の製品は、高熱伝導性を有する絶縁材料からなり、高熱伝導基板用材料として注目されている。該窒化アルミニウム焼結体は、その優れた熱伝導特性により、高熱で動作が不安定となる半導体や電子機器において、例えば、パワートランジスタモジュール基板、発光ダイオード、ＩＣパッケージ、レーザーダイオードなどの電子部品の放熱基板として広く利用されている。近年、窒化アルミニウム焼結体基板は、モバイル用途の電子基板に多く用いられ、より高い放熱性が求められている。そこで、窒化アルミニウム焼結体の熱伝導率を改善すべく、種々の試みがなされている。
【０００３】
例えば、特許文献１は、窒化アルミニウム焼結体及びその製造方法を開示する。特許文献１の窒化アルミニウム焼結体は、粒界相の構成成分、含有割合等を特定すると共に、微構造、具体的には窒化アルミニウム結晶粒子の平均径、最小径、最大径、および粒子数を特定することで、２６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上といった高い熱伝導率を有する。この窒化アルミニウム焼結体の製造方法は、平均粒径が１．５μｍ以下の窒化アルミニウム粉末と、少なくともＹ化合物粉末を含む焼結助剤とを混合し、成形して成形体を得る成形工程と、この成形体を脱脂する脱脂工程と、この脱脂後の成形体を非酸化性雰囲気または減圧雰囲気中、１３００℃以上１５５０℃以下で熱処理して脱酸する脱酸工程と、この脱酸後の成形体を非酸化性雰囲気中、１８００℃以上１９５０℃以下で熱処理することにより熱伝導率が２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の一次焼結体を得る焼結工程と、この一次焼結体を弱還元性雰囲気中、１７５０℃以上１９００℃以下で熱処理することにより熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体を得る還元工程とを有することを特徴とする。特には、焼結工程では、脱酸後の成形体を非酸化性雰囲気中、１８００℃以上１９５０℃以下で熱処理することにより熱伝導率が２３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の一次焼結体が得られる。これに続く、還元工程では、一次焼結体を弱還元性雰囲気中、１７５０℃以上１９００℃以下で熱処理することにより熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の窒化アルミニウム焼結体（高熱伝導性窒化アルミニウム焼結体）が得られる。この還元工程では、熱伝導率の阻害要因である粒界相を表面に析出させて除去することで、最終的に熱伝導率が２６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の窒化アルミニウム焼結体が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－３７６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム焼結体を提供するものである。一方、近年、電子回路のさらなる微細化によって、窒化アルミニウム焼結体基板上の回路パターンにおける導電体間の距離がより一層小さくなり、窒化アルミニウム焼結体の絶縁体としての電気的特性もまた重要となっている。そこで、発明者らは、窒化アルミニウム焼結体の高熱伝導特性を維持しつつ、その絶縁性能を改善することを課題とした。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高い熱伝導特性および高い絶縁性能を併せ持つ窒化アルミニウム焼結体、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態の窒化アルミニウム焼結体は、窒化アルミニウム粒子と焼結助剤相とを含む窒化アルミニウム焼結体であって、
厚さ２．５ｍｍに換算した際の熱伝導率が２４０Ｗ／ｍＫ以上であり、且つ、絶縁耐圧が２０ｋＶ／ｍｍ以上であることを特徴とする。前記熱伝導率が、２６０Ｗ／ｍＫ以上であることがより好ましい。絶縁耐圧が２３ｋＶ／ｍｍ以上であることがより好ましく、２９ｋＶ／ｍｍ以上であることが更に好ましい。
【０００８】
本発明のさらなる形態の窒化アルミニウム焼結体は、より好適には、体積抵抗率が５．０×１０
１３
Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする。
【０００９】
本発明のさらなる形態の窒化アルミニウム焼結体は、より好適には、焼結体中のＹ
２
Ｏ
３
含有量が０．１重量％以下であり、且つ、焼結体中の炭素含有量が０．０５重量％以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明のさらなる形態の窒化アルミニウム焼結体は、より好適には、比誘電率が８．５以下であり、且つ、誘電正接が０．００１以下であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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