A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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SILICON NITRIDE SUBSTRATE PRODUCTION METHOD AND SILICON NITRIDE SUBSTRATE
This silicon nitride substrate production method comprises laminating a plurality of green sheets containing a silicon nitride powder and a sintering aid with a separation material interposed therebetween, sintering the laminate then separating the laminate into a plurality of silicon nitride sintered bodies, and forming silicon nitride substrates from the silicon nitride sintered bodies, and is characterized in that the separation material contains the silicon nitride powder. Since no boron nitride power is present on the surfaces of the silicon nitride substrates obtained, the silicon nitride substrates exhibit excellent heat cycle properties when bonded to copper. The separation material has a specific surface area measured by a BET method of 1 m2/g to 20 m2/g, a 50% particle size D50 measured by a laser diffraction/scattering method of 20 µm or less on a volume basis, and an oxygen amount of 0.3 wt% or more and less than 2 wt%. By applying the separation material in an amount of 0.1 mg/cm2 to 3 mg/cm2 to the surfaces of green sheets, silicon nitride substrates having a thermal conductivity at room temperature of 80 W/(m·K) or more and a 4-point-bending strength at room temperature of 800 MPa or more can be produced.
L'invention concerne un procédé de production d'un substrat en nitrure de silicium, comprenant la stratification d'une pluralité de feuilles crues contenant une poudre de nitrure de silicium et un auxiliaire de frittage, un matériau de séparation étant interposé entre celles-ci, le frittage du stratifié puis la séparation du stratifié en une pluralité de corps frittés en nitrure de silicium et la formation de substrats en nitrure de silicium à partir des corps frittés en nitrure de silicium et il est caractérisé en ce que le matériau de séparation contient la poudre de nitrure de silicium. Étant donné qu'aucune poudre de nitrure de bore n'est présente sur les surfaces des substrats en nitrure de silicium obtenus, les substrats en nitrure de silicium présentent d'excellentes propriétés de cycle thermique lorsqu'ils sont assemblés à du cuivre. Le matériau de séparation présente une surface spécifique mesurée par un procédé BET de 1 m2/g à 20 m2/g, une grosseur de particule à 50 % D50, mesurée par un procédé de diffraction/diffusion laser, de 20 µm ou moins sur une base de volume et une quantité d'oxygène de 0,3 % en poids ou plus et inférieure à 2 % en poids. Par l'application du matériau de séparation en une quantité de 0,1 mg/cm2 à 3 mg/cm2 sur les surfaces de feuilles crues, des substrats en nitrure de silicium présentant une conductivité thermique à température ambiante de 80 W/(m·K) ou plus et une résistance à la flexion à 4 points à température ambiante de 800 MPa ou plus peuvent être produits.
窒化ケイ素粉末および焼結助剤を含む複数枚のグリーンシートをそれらの間に分離材を介在させて積層し、焼結した後に、分離することによって複数枚の窒化ケイ素焼結体を得て、窒化ケイ素焼結体から窒化ケイ素基板を得る、窒化ケイ素基板の製造方法であって、分離材が窒化ケイ素粉を含むことを特徴とする。得られる窒化ケイ素基板は表面に窒化ホウ素粉を含まないので、銅と接合した際のヒートサイクル性に優れる。分離材は、ＢＥＴ法により測定される比表面積が１ｍ２／ｇ以上２０ｍ２／ｇ以下であり、レーザ回折散乱法により測定される体積基準の５０％粒子径Ｄ５０が２０μｍ以下であり、かつ、酸素量が０．３重量％以上２重量％未満であり、分離材を０．１ｍｇ／ｃｍ２以上３ｍｇ／ｃｍ２以下の塗布量でグリーンシート表面に塗布することで、熱伝導率が室温において８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、４点曲げ強度が室温において８００ＭＰa以上である窒化ケイ素基板を得ることができる。
SILICON NITRIDE SUBSTRATE PRODUCTION METHOD AND SILICON NITRIDE SUBSTRATE
This silicon nitride substrate production method comprises laminating a plurality of green sheets containing a silicon nitride powder and a sintering aid with a separation material interposed therebetween, sintering the laminate then separating the laminate into a plurality of silicon nitride sintered bodies, and forming silicon nitride substrates from the silicon nitride sintered bodies, and is characterized in that the separation material contains the silicon nitride powder. Since no boron nitride power is present on the surfaces of the silicon nitride substrates obtained, the silicon nitride substrates exhibit excellent heat cycle properties when bonded to copper. The separation material has a specific surface area measured by a BET method of 1 m2/g to 20 m2/g, a 50% particle size D50 measured by a laser diffraction/scattering method of 20 µm or less on a volume basis, and an oxygen amount of 0.3 wt% or more and less than 2 wt%. By applying the separation material in an amount of 0.1 mg/cm2 to 3 mg/cm2 to the surfaces of green sheets, silicon nitride substrates having a thermal conductivity at room temperature of 80 W/(m·K) or more and a 4-point-bending strength at room temperature of 800 MPa or more can be produced.
L'invention concerne un procédé de production d'un substrat en nitrure de silicium, comprenant la stratification d'une pluralité de feuilles crues contenant une poudre de nitrure de silicium et un auxiliaire de frittage, un matériau de séparation étant interposé entre celles-ci, le frittage du stratifié puis la séparation du stratifié en une pluralité de corps frittés en nitrure de silicium et la formation de substrats en nitrure de silicium à partir des corps frittés en nitrure de silicium et il est caractérisé en ce que le matériau de séparation contient la poudre de nitrure de silicium. Étant donné qu'aucune poudre de nitrure de bore n'est présente sur les surfaces des substrats en nitrure de silicium obtenus, les substrats en nitrure de silicium présentent d'excellentes propriétés de cycle thermique lorsqu'ils sont assemblés à du cuivre. Le matériau de séparation présente une surface spécifique mesurée par un procédé BET de 1 m2/g à 20 m2/g, une grosseur de particule à 50 % D50, mesurée par un procédé de diffraction/diffusion laser, de 20 µm ou moins sur une base de volume et une quantité d'oxygène de 0,3 % en poids ou plus et inférieure à 2 % en poids. Par l'application du matériau de séparation en une quantité de 0,1 mg/cm2 à 3 mg/cm2 sur les surfaces de feuilles crues, des substrats en nitrure de silicium présentant une conductivité thermique à température ambiante de 80 W/(m·K) ou plus et une résistance à la flexion à 4 points à température ambiante de 800 MPa ou plus peuvent être produits.
窒化ケイ素粉末および焼結助剤を含む複数枚のグリーンシートをそれらの間に分離材を介在させて積層し、焼結した後に、分離することによって複数枚の窒化ケイ素焼結体を得て、窒化ケイ素焼結体から窒化ケイ素基板を得る、窒化ケイ素基板の製造方法であって、分離材が窒化ケイ素粉を含むことを特徴とする。得られる窒化ケイ素基板は表面に窒化ホウ素粉を含まないので、銅と接合した際のヒートサイクル性に優れる。分離材は、ＢＥＴ法により測定される比表面積が１ｍ２／ｇ以上２０ｍ２／ｇ以下であり、レーザ回折散乱法により測定される体積基準の５０％粒子径Ｄ５０が２０μｍ以下であり、かつ、酸素量が０．３重量％以上２重量％未満であり、分離材を０．１ｍｇ／ｃｍ２以上３ｍｇ／ｃｍ２以下の塗布量でグリーンシート表面に塗布することで、熱伝導率が室温において８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、４点曲げ強度が室温において８００ＭＰa以上である窒化ケイ素基板を得ることができる。
SILICON NITRIDE SUBSTRATE PRODUCTION METHOD AND SILICON NITRIDE SUBSTRATE
PROCÉDÉ DE PRODUCTION D'UN SUBSTRAT EN NITRURE DE SILICIUM ET SUBSTRAT EN NITRURE DE SILICIUM
窒化ケイ素基板の製造方法および窒化ケイ素基板
HONDA MICHIO (author) / FUJINAGA MASATAKA (author) / OHMARU TAKUJI (author) / SHIBATA KOJI (author) / YAMADA TETSUO (author)
2020-05-07
Patent
Electronic Resource
Japanese
| European Patent Office | 2020
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Silicon nitride substrate and silicon nitride circuit substrate
| European Patent Office | 2024