[发明专利]氮化铝烧结体、浆料、生坯及脱脂体

说明书

技术领域

本发明涉及氮化铝烧结体以及该氮化铝烧结体的制造中所用的氮化铝浆料、氮化铝生坯及氮化铝脱脂体。

背景技术

氮化铝的热导率高，绝缘性也良好，因此其烧结体被用于以半导体安装用基板为代表的基板、半导体制造装置的部件等各种用途。

其中，对于半导体安装用基板，随着安装的半导体元件的高功率化，半导体元件驱动时的发热增大，为了应对该发热，大多在基板上接合铜等的薄膜，或者在基板上接合金属制散热片等散热部件。因此，半导体安装基板用途中，与以往相比，基板材料还在可能承受各种应力的环境下使用，需要具有更高的破坏韧性的基板材料。

作为提高了破坏韧性的氮化铝烧结体，例如已知将粒度分布不同的两种氮化铝粉末作为原料的扩大了粒度分布的氮化铝烧结体(例如专利文献1和2)。此外，还已知使YAG(3Y₂O₃·5Al₂O₃)相的不均匀应变在特定值以上的氮化铝烧结体(例如专利文献3)。

专利文献1和2的方法中，使用平均粒径为0.5μm～3μm的氮化铝粉末和平均粒径为3μm～15μm的氮化铝粉末作为原料。但是，这两种氮化铝粉末中，平均粒径为3μm～15μm的氮化铝粉末一般通过烧结性差的直接氮化法制造，所以为了均匀地烧结，需要复杂的工艺和精密的烧结温度的控制。此外，通过这些方法得到的氮化铝烧结体的破坏韧性值、机械强度还存在进一步平衡地提高的空间。

此外，专利文献3的烧结体虽然强度高，但在平衡地提高破坏韧性值、热导率、机械强度方面仍存在改善的空间。

专利文献1：日本专利特开2001-2474号公报

专利文献2：日本专利特开2002-220283号公报

专利文献3：日本专利特开平10-203873号公报

发明的揭示

本发明的目的在于提供破坏韧性值高且平衡地提高了破坏韧性值、热导率、机械强度的氮化铝烧结体。此外，本发明的目的还在于提供作为上述氮化铝烧结体的原料的氮化铝浆料、生坯和脱脂体。

本发明者发现，通过在自烧结体表面100μm以内的区域中来源于烧结助剂的晶界相具有特定的结构且氮化铝粒子的平均粒径在特定的范围内，可以获得破坏韧性值高且平衡地提高了破坏韧性值、热导率、机械强度的氮化铝烧结体，该烧结体可以通过特定的氮化铝浆料、生坯和脱脂体制造，从而提出了本发明。

即，本发明是包含氮化铝晶粒和来源于烧结助剂的晶界相的氮化铝烧结体，在自上述烧结体表面100μm以内的区域的任意截面中，相对于上述晶界相的总面积，外接圆直径在1μm以下的晶界相的面积在50％以上，且氮化铝粒子的平均粒径在3.0μm～7.0μm的范围内。

另外，根据本发明，这样的烧结体可以通过将下述的氮化铝浆料作为原料获得，所述浆料包含平均粒径在1.0μm～3.0μm的范围内的氮化铝粉末、烧结助剂、粘结剂和有机溶剂，粒度分布曲线中的累计50％值(D50)在0.8μm～1.2μm的范围内，粒度分布曲线中的累计90％值和累计10％值的比值(D90/D10)在6.0～6.8的范围内。

此外，根据本发明，这样的烧结体可以通过下述的氮化铝生坯获得，所述生坯包含平均粒径在1.0μm～3.0μm的范围内的氮化铝粉末和粘结剂，水中密度在2.25g/cm³～2.45g/cm³的范围内。

另外，根据本发明，这样的烧结体可以通过下述的氮化铝脱脂体获得，所述脱脂体的以水银孔率计测定的细孔分布的最大峰位置在0.18μm～0.28μm的范围内。

本发明的氮化铝烧结体的破坏韧性值高，且平衡地提高了破坏韧性值、热导率、机械强度。该氮化铝烧结体可以容易地由本发明的氮化铝浆料、氮化铝生坯和氮化铝脱脂体制造。

附图的简单说明

图1图示了烧结体样品的形状为长方体时的自烧结体表面100μm的区域，截面图的自表面至虚线的部分为自烧结体表面100μm的区域。

图2图示了烧结体样品的形状为圆柱时的自烧结体表面100μm的区域，截面图的自表面至虚线的部分为自烧结体表面100μm的区域。

图3表示了实施例1中得到的氮化铝脱脂体的细孔分布。

实施发明的最佳方式

〔氮化铝烧结体〕

首先，对通过本发明得到的氮化铝烧结体的结构进行说明

<烧结体的晶界相>