特許ウォッチ

公開番号2025124399
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020423
出願日2024-02-14
発明の名称窒化ケイ素焼結体、及び回路基板
出願人デンカ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C04B 35/587 20060101AFI20250819BHJP(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】高い熱伝導率を有する窒化ケイ素焼結体を提供すること。
【解決手段】第1主面及び第2主面を含む表面を有する窒化ケイ素焼結体であって、第1主面及び第2主面に直交する方向に沿って切断して得られる切断面のうち、表面から10μm以上離れている内部領域において、互いに異なる100μm四方の複数の測定領域に含まれるボイドの面積の平均値が1.400μm²以下である、窒化ケイ素焼結体を提供する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
第１主面及び第２主面を含む表面を有する窒化ケイ素焼結体であって、
前記第１主面及び前記第２主面に直交する方向に沿って切断して得られる切断面のうち、前記表面から１０μｍ以上離れている内部領域において、互いに異なる１００μｍ四方の複数の測定領域に含まれるボイドの面積の平均値が１．４００μｍ
２
以下である、窒化ケイ素焼結体。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記複数の測定領域における前記ボイドの面積の分散が３．５０μｍ
２
以下である、請求項１に記載の窒化ケイ素焼結体。
【請求項３】
前記複数の測定領域が９個であるとき、前記ボイドの数が３０００個以下である、請求項１又は２に記載の窒化ケイ素焼結体。
【請求項４】
前記複数の測定領域のそれぞれで求めた前記ボイドの面積の比率の平均値が３．００％以下である、請求項１又は２に記載の窒化ケイ素焼結体。
【請求項５】
前記ボイドの面積の比率の標準偏差が０．２００％以下である、請求項４に記載の窒化ケイ素焼結体。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の窒化ケイ素焼結体と、
前記窒化ケイ素焼結体に接合された金属板と、を備える、回路基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化ケイ素焼結体、及び回路基板に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、モーター等の産業機器、及び電気自動車等の製品には、大電力制御用のパワーモジュールが用いられている。このようなパワーモジュールには、半導体素子から発生する熱を効率的に拡散するとともに、漏れ電流を抑制するため、セラミック板を備える回路基板等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。このようなセラミック板に用いられるセラミック焼結体は、通常、セラミック原料粉末を所定形状に成形してセラミック成形体とした後に、セラミック成形体を焼成することで製造される。
【０００３】
セラミック焼結体としては、窒化物、炭化物、硼化物、又は珪化物等で構成されるものが知られている。このようなセラミック焼結体を製造する際には、焼結を促進するため、焼結助剤が用いられる。例えば、特許文献２では、窒化ケイ素焼結基板を製造する際に、Ｓｉ粉末、ＭｇＯ粉末及びＹ
２
Ｏ
３
粉末を用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／０２２１３３号
国際公開第２０１７／１７０２４７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーモジュール等の電子部品において、放熱の効率を向上させるため、窒化ケイ素焼結体には高い熱伝導率を有することが求められる。窒化ケイ素を焼結させる際に使用する焼結助剤は、加熱により融解して焼結助剤相を形成する。焼結助剤相は窒化ケイ素粒子の表面を溶解し、表面張力によって収縮してその表面を覆うことで、窒化ケイ素を相転移及び粒成長させる。そのため、使用する焼結助剤の配合及び焼成温度等の焼成条件によって、窒化ケイ素焼結体の内部の構造を制御すれば、窒化ケイ素焼結体の熱伝導率を向上できる可能性がある。そこで、本開示は、高い熱伝導率を有する窒化ケイ素焼結体を提供する。また、高い熱伝導率を有する窒化ケイ素焼結体を備えた回路基板を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面は、以下の窒化ケイ素焼結体を提供する。
【０００７】
［１］第１主面及び第２主面を含む表面を有する窒化ケイ素焼結体であって、
前記第１主面及び前記第２主面に直交する方向に沿って切断して得られる切断面のうち、前記表面から１０μｍ以上離れている内部領域において、互いに異なる１００μｍ四方の複数の測定領域に含まれるボイドの面積の平均値が１．４００μｍ
２
以下である、窒化ケイ素焼結体。
【０００８】
上記［１］の窒化ケイ素焼結体は、切断面における内部領域において、複数の測定領域に含まれるボイドの面積の平均値が１．４００μｍ
２
以下である。このような窒化ケイ素焼結体は、内部領域においてボイドの面積のばらつきが少ない。そのため、窒化ケイ素焼結体の内部の均一性が向上する。このような窒化ケイ素焼結体は、高い熱伝導率を有する。
【０００９】
上記［１］の窒化ケイ素焼結体は、以下の［２］～［４］のいずれか一つであってもよい。
【００１０】
［２］前記複数の測定領域における前記ボイドの面積の分散が３．５０μｍ
２
以下である、［１］に記載の窒化ケイ素焼結体。
［３］前記複数の測定領域が９個であるとき、前記ボイドの総数が３０００個以下である、［１］又は［２］に記載の窒化ケイ素焼結体。
［４］前記複数の測定領域のそれぞれで求めた前記ボイドの面積の比率の平均値が３．００％以下である、［１］～［３］のいずれか一つに記載の窒化ケイ素焼結体。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許