DE3534886A1 - Verfahren zum herstellen von aluminiumnitrid-keramik-platten - Google Patents

Verfahren zum herstellen von aluminiumnitrid-keramik-platten

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DE3534886A1 DE19853534886 DE3534886A DE3534886A1 DE 3534886 A1 DE3534886 A1 DE 3534886A1 DE 19853534886 DE19853534886 DE 19853534886 DE 3534886 A DE3534886 A DE 3534886A DE 3534886 A1 DE3534886 A1 DE 3534886A1
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Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramik-Platten, insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen einer dünnen Aluminiumnitrid-Keramik-Platte.
Aluminiuinnitrid-Keramiken sind Nichtoxid - Keramiken, die eine hohe elektrische Isolierfähigkeit sowie hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen. Es sind Untersuchungen im Gang, die sich auf die Verwendbarkeit von Aluminiumnitrid-Keramiken als Stoffe für verschiedene Teile beziehen, z.B. für Substrate von Leistungstransistor-Modulen.
Derzeit ist als Mittel zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramiken, z.B. Keramiken in Form dünner Platten zur Verwendung als Substrate, ein Verfahren im Einsatz, bei dem Aluminiumnitridpulver mit einem Sinterhilfsstoff und einem Bindemittel gemischt, das sich ergebende Gemisch in Plattenform von 0,3 bis 2,0 mm Dicke geformt, die geformten Platten aus dem Gemisch jeweils in eine von mehreren übereinanderliegenden Keramik-Unterlagen gebracht und gebrannt werden.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die geformten Platten sowie die Unterlagen aufgrund der Wärme- und Druckeinwirkung während des Brennvorgangs die Neigung haben, aneinander haften zu bleiben, so daß die gesinterten Platten Risse und Bruchstellen aufweisen können.
Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen Verfahrens ist darin zu sehen, daß der Raumausnutzungsfaktor schlecht ist, und zwar deshalb, weil die geformten Platten gebrannt werden, während sie jeweils auf einer Unterlage angeordnet sind. Die Handhabbarkeit ist nicht gut, weil die Unterlagen einen ziemlich großen Anteil am Gesamtgewicht besitzen.
WSPSCTID
353488
Der Warmewirkungsgrad ist schlecht, weil die zugeführte Hitze teilweise beim Erhöhen der Temperatur der Unterlagen verloren geht. Insbesondere haben die geformten Gemischteile, wenn sie nur eine geringe Dicke im Bereich von 0,3 bis 1,0 mm besitzen, wie es bei Substraten für Leistungstransistor-Modulen der Fall ist, die Eigenschaft, daß sie leicht wellig werden und sich verziehen. Deshalb ist man dazu übergegangen, mehrere gesinterte Platten nach dem Brennen übereinander zu legen und sie auf eine erhöhte Temperatur zu bringen, damit sie ihre verformte Gestalt durch ihr Eigengewicht oder durch ein separat aufgebrachtes Gewicht wieder verlieren.
Auch in diesen Fällen haben die gesinterten Teile die Neigung, bei den erhöhten Temperaturen häufig fest aneinander haften zu bleiben, so daß sie Risse und Bruchstellen aufweisen können. Speziell dann, wenn die gesinterten Teile die Form dünner Platten haben und deshalb leicht zu Riß- und Bruchbildungen neigen, ist das oben erwähnte Nachbesserungsverfahren unwirtschaftlich, da die gesinterten Teile einzeln nachgebessert werden müssen.
Werden dünne Plättchen aus gesintertem Aluminiumnitrid als Substrate eingesetzt, so kann auch dann, wenn Verziehungen und Welligkeiten beseitigt worden sind, noch die Möglichkeit bestehen, daß die dünnen Plättchen sehr rauhe Oberflächen besitzen, so daß diese rauhen Oberflächen ein nur unzureichendes Haftvermögen für dünne Metallschichten oder -folien besitzen, die auf der Substratoberfläche aufgebracht werden, um ein Leitermuster zu bilden. Die aufgebrachte Metallschicht oder -folie blättert teilweise ab und beeinträchtigt so die elektrischen Eigenschaften oder beeinträchtigt das feine Linienmuster des fertigen Bauteils.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
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Verfahren zum Herstellen von gesinterten Aluminiumnitrid-Platten zu schaffen, bei dem mehrere Platten aus Aluminiumnitrid-Keramiken ohne Verwendung besonderer Unterlagen übereinander gestapelt und gebrannt werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren soll es möglich sein, mehrere gesinterte Aluminiumnitrid-Platten übereinander zu legen, ohne daß die Platten aneinander haften und mühsam nachbehandelt werden müssen.
Die Erfindung schafft außerdem ein Verfahren zum Herstellen von gesinterten Aluminiumnitrid-Platten, bei dem das starke Haftvermögen einer Leiterfolie oder einer Leiterschicht an der Plattenoberfläche der als Substrate eingesetzten Platten verbessert wird, und hierzu werden die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten einer Oberflächenbehandlung unterzogen, die geeignet ist, die Oberflächenrauhigkeit in einen vorbestimmten Bereich abzusenken.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Erfindungsgemäß wird ein keramisches Pulver, das aus mindestens 95%, vorzugsweise 96-99%, Aluminiumnitrid-Pulver und nicht mehr als 5%, vorzugsweise 1-4%, eines Sinterhilf sstof fs besteht, mit einem Bindemittel, wie z.B. Paraffin und Allylharz und wahlweise mit einem organischen Lösungsmittel kombiniert. Das sich ergebende Gemisch wird zu Platten geformt, die nicht mehr als 2 mm dick sind, insbesondere 0,3 - 1 mm dick sind. Dies geschieht nach dem Pressformverfahren, nach dem Gleitgieß-Verfahren (slip casting), nach dem Rakel-Blatt-Verfahren oder nach irgendeinem anderen bekannten Formverfahren.
ORIGINAL
Beispiele für das oben erwähnte Sinterhilfsinittel sind Oxide von seltenen Erden wie z.B. Yttriumoxid, Oxide von Aluminium, Magnesium, Kalzium, Strontium und Barium.
Nicht mehr als 20 derartiger aus dem Gemisch geformter Platten werden auf einer Keramikunterlage ubereinandergelegt, wobei zwischen die Unterlage und die unterste Platte sowie zwischen die einzelnen Platten ein Keramikpulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 50 um gebracht wird.
Beispiele für das erwähnte Keramikpulver sind Bornitrid-Pulver, Aluminiumnitrid-Pulver und Aluminiumoxid-Pulver. Unter den anderen oben erwähnten Keramikpulvern erweist sich das Bornitrid-Pulver als besonders günstig. Damit das Keramikpulver seinen Zweck in vorteilhafter Weise erfüllen kann, soll dessen Korngröße im Bereich zwischen 1 und 50 um liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 1 und 20 μΐη. Dieses Keramikpulver kann auf die Oberfläche der Unterlage und auf die Oberfläche der einzelnen Gemisch-Platten dadurch aufgebracht werden, daß es in einem organischen Lösungsmittel wie z.B. Azeton, Alkohol oder dergleichen suspendiert wird, wobei die sich ergebende Suspension dann direkt auf die Oberfläche aufgebracht wird, z.B.
durch Sprühen, mit Hilfe einer Bürste oder einer Rolle oder dadurch, daß die Oberfläche in die Suspension eingetaucht wird. Man kann die Suspension auch auf die Oberflächen aufspritzen. Das Auftragen des Keramikpulvers auf die geformten Platten kann auf beide Seiten oder nur auf eine Seite erfolgen. Die auf die Plattenoberfläche aufgebrachte Keramikpulverschicht soll eine Dicke von nicht weniger als 1 ]im besitzen.
Mehrere aus dem Gemisch geformte Platten werden in eine Atmosphäre eingebracht, die aus einem oder mehreren nicht oxydierenden Gasen, wie z.B. N und Ar oder aus einer Va-
kuum-Atmosphäre besteht, und die Platten werden bei einer Temperatur im Bereich von 1.600° bis 1.850° C, vorzugsweise 1.700° bis 1.800° C in einer Zeitspanne von 1 bis 3 Stunden gebrannt, wobei entweder kein Druck aufgebracht wird, oder die Belastung nicht mehr als 400 kg/cm2 beträgt.
Die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten wiesen praktisch keine Risse oder Brüche auf, weil die übereinanderliegenden Gemisch-Platten wirksam an einem gegenseitigen Verschmelzen durch das während des Brennvorgangs dazwischenliegende Keramikpulver gehindert wurden.
Die in oben beschriebener Weise erhaltenen gesinterten Aluminiumnitrid-Platten erfahren zur Beseitigung von Verziehungen und Welligkeiten folgende Korrekturbehandlung:
Fünf bis zehn gesinterte Aluminiumnitrid-Platten werden auf einer Unterlage übereinandergelegt, wobei eine andere Unterlage als Gewicht auf die oberste Platte gelegt wird.
Wahlweise werden mehrere Sätze von übereinanderliegenden Platten gestapelt, und es wird ein Gewicht aufgelegt. Die übereinanderliegenden gesinterten Platten werden in eine Atmosphäre eingebracht, die aus einem oder mehreren nicht oxydierenden Gasen, wie z.B. N2 und Ar oder aus einer Vakuum-Atmosphäre besteht, und dort 10 Minuten bis 3 Stunden lang aufgeheizt, wobei entweder kein Druck aufgebracht wird oder eine Belastung von nicht mehr als 400 kg/cm2 herrscht. Um zu verhindern, daß die gesinterten Platten miteinander verschmelzen, und um die Körner an einem weiteren Wachstum zu hindern, soll die Aufheizung bei einer Temperatur erfolgen, die um 50 bis 100° C niedriger ist als die Temperatur, bei der die Platten aus Aluminiumoxidnitrid gebrannt wurden. Speziell soll die Temperatur in den Bereich von 1.500° bis 1.800° C fallen.
Das zum Separieren der gesinterten Platten verwendete Kera-
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mikpulver ist das gleich, wie es zum Separieren der geform·1· ten Platten verwendet wurde. Außerdem ist das Verfahren, nach dem das Keramikpulver zwischen die einander gegenüberliegenden Flächen der Platten gebracht wird, das gleiche wie bei den geformten Aluminiumnitrid-Platten. Damit das Keramikpulver seinen Zweck vorteilhaft erfüllen kann, soll es nicht weniger als 1 um dick sein.
Die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten werden mit Alundum-Teilchen (ein Schmirgelmaterial) einer Maschen-Korngröße von 100 bis 1.000 gehont oder mit Diamant-Teilchen einer Maschen-Korngröße von 100 bis 600 geschliffen, um das Keramikpulver zu beseitigen, welches an der Fläche haftet. Die Behandlung geschieht so lange, bis die Oberflächenrauhigkeit auf unterhalb von 10 um (ausgedrückt in der maximalen Höhe Rmax) herabgesetzt ist.
Die nach dem oben beschriebenen Verfahren behandelten gesinterten Aluminiumnitrid-Platten erhalten wahlweise eine oxydierte Oberfläche, die mit einer stabilen Tonerde-Schicht von 1 bis 10 um Dicke überzogen wird, damit die Haftfähigkeit einer Leiterfolie oder einer Leiterschicht an der Fläche verbessert wird. Die Tonerdeschicht kann dadurch gebildet werden, daß die Flache in Luft oder einer anderen oxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 1.000° bis 1.400° C 0,5 bis 10 Stunden lang erwärmt wird.
Die Oberflächenrauhigkeit, die die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten haben müssen, schwankt in Abhängigkeit davon, für welche Verwendung die Platten vorgesehen sind. Dementsprechend beträgt die Oberflächenrauhigkeit nicht mehr als 5 um, wenn die Platten Substrate für Dickschichten aus Au, Ag/Pd, Cu oder Glas oder für Wiederstände sind. Die Oberflächenrauhigkeit beträgt nicht mehr als 2 um, wenn die Platten Substrate für Dünnschichten aus Cu, Tl,
Ag und Au sind. Sie beträgt nicht mehr als 6 um, wenn die Platten Substrate sind, mit denen direkt Kupfermuster verbunden werden sollen. Die Oberflächenrauhigkeit beträgt nicht mehr als 10 um, wenn die Platten Substrate für Struktüren sind. Bei Substraten für Dickschichten soll die Oberflächenrauhigkeit nicht weniger als 2 um betragen, weil zu starke Glätte zu einer Beeinträchtigung des Haftungsvermögens von Schichten führt.
im folgenden werden Beispiele der Erfindung erläutert. Beispiel 1:
Es wurde ein Gemisch geschaffen durch Kombinieren von 3 Gew.-% Yttriumoxid enthaltendem Aluminiumnitrid-Pulver mit 7 Gew.-% Acrylharz als Bindemittel unter weiterer Zugabe eines organischen Lösungsmittels. Das Gemisch wurde nach dem Rakel-Blatt-Verfahren zu einer 1 mm dünnen Platte geformt. Aus dem dünnen Blatt wurden 80 χ 40 mm große rechtwinklige Stücke gestanzt und in einer Stickstoffatmosphäre eine Stunde lang bei 7 00° C entfettet. Getrennt davon wurden 10 g Bornitrid-Pulver mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 3 um in 100 cm2 Azeton suspendiert. Mit einer Bürste wurde die Suspension auf die Oberfläche einer aus Aluminiumnitrid bestehenden Unterlage und auf die Oberfläche der erwähnten rechteckigen Aluminiumnitrid-Stücke aufgetragen, um dort eine 15 um dicke Bornitrid-Pulver-Schicht zu bilden.
Dann wurden auf die Unterlage, auf die das Bornitrid-Pulver aufgetragen worden war, 10 zehn der rechteckigen Stücke des Aluminiumnitrid-Keramikgemisches übereinander gelegt, wobei das gleiche Bornitrid-Pulver zwischen die übereinander gelegten rechteckigen Stücke gebracht wurde. Die übereinanderliegenden rechteckigen Stücke wurden in einen aus Tonerde bestehenden Behälter gegeben und in einem unter
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atmosphärischem Druck stehenden N^-Gas zwei Stunden lang bei 1.800° C gebrannt.
Die dadurch erhaltenen gesinterten rechteckigen Stücke waren nicht mit der Unterlage oder miteinander verschmolzen, und das Bornitrid-Pulver ließ sich leicht von den gesinterten Stücken entfernen. Die Stücke besaßen eine gute Oberflächenform und zeigten keine erkennbaren Anzeichen von Rissen oder Verziehungen.
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Beispiel 2:
Ein Gemisch, welches durch Kombinieren von 3 Gew.-% Yttriumoxid enthaltendem Aluminiumnitrid-Pulver mit 7 Gew,-% Acrylharz als Bindemittel erhalten wurde, wurde wie im Beispiel 1 verarbeitet, um rechteckige Stücke mit den Abmessungen 80 mm χ 40 mm χ 0,8 mm zu erhalten. Diese rechteckigen Stücke wurden, ähnlich wie im Beispiel 1 entfettet, dann wurden 20 solche Stücke wie im Beispiel 1 übereinander gelegt und in einer Stickstoffgas-Atmosphäre zwei Stunden lang bei 1.800° C gebrannt. Ein Teil der gesinterten rechteckigen Stücke war in Längenrichtung bis zu maximal 2 mm verzogen. Die verzogenen Stücke wurden gesammelt. Separat wurden 10 g Bornitrid-Pulver mit einer Maschenkorngröße von 400 in 100 cm2 Azeton suspendiert.
Die Suspension wurde auf die Oberfläche der aus Aluminiumnitrid bestehenden Unterlagen und auf die Oberfläche der gesinterten rechteckigen Aluminiumnitrid-Stücke aufgetragen, um eine 1 - 10 μΐη dicke Schicht aus Bornitrid-Pulver zu bilden.
Dann wurden auf der Keramikunterlagen, auf der das Borpulver aufgetragen worden war, 10 gesinterte rechteckige Stücke aus Aluminiumnitrid übereinander gelegt, und zwar jeweils in einer Gesamtheit von fünf Sätzen, wobei in ähnlicher Weise wie oben Bornitrid-Pulver zwischen die
einander gegenüberliegenden Flächen gebracht wurde und an jedem der Sätze übereinanderliegender gesinterter Stücke Unterlagen angebracht wurden. Die übereinanderliegenden rechteckigen Stücke auf der Unterlage (etwa 0,5 kg) wurden in einem aus Tonerde bestehenden Behälter gebracht und in Stickstoffgas eine Stunde lang bei 1.700° C gewärmt, um die Verformung zu korrigieren. Die gesinterten rechteckigen Stücke hatten nach dieser Warmbehandlung eine ausgebesserte Verziehung mit einer Flachheit von nicht mehr als 80 um. Die korrigierten gesinterten Stücke waren nicht mit der Unterlage oder miteinander verschmolzen. Das Bornitrid-Pulver konnte von den gesinterten Stücken einfach entfernt werden.
Beispiel 3:
Eine Mischung, die erhalten wurde durch Kombinieren von einen Teilchendurchmesser von 1 - 2 um aufweisendem und 3% Yttriumoxid enthaltendem Aluminiumnitrid-Pulver mit 7% Acrylharz als Bindemittel unter Zugabe eines organischen Lösungsmittels, wurde zu einer Platte geformt, in Stickstoffgas bei etwa 700° C eine Stunde lang (wie in Beispiel 1) entfettet, unter atmosphärischen Druck gebrannt, gehont, um das Keramikpulver von der Oberfläche zu entfernen, und dann in Luft eine Stunde lang bei etwa 1.200° C warmbehandelt, um ein flaches Keramiksubstrat aus Aluminiumoxidnitrid zu erhalten, welches eine etwa 8 um starke stabilisierte Aluminiumoxidschicht auf der Oberfläche besaß und eine Oberflächenrauhigkeit von 5 um (Rmax) enthielt.
Auf das Substrat wurde eine dünne, 0,3 mm starke Kupferschicht aufgebracht und damit bei 1.065 - 1.080° C unter Zufuhr von Wärme verbunden, um das Substrat hinsichtlich des Haftvermögens der dünnen Kupferschicht an dem Substrat wie der elektrischen Eigenschaften zu testen. Als Haft-
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stärke für das Kupfermaterial ergab sich ein Wert von etwa 2,5 kg/mm2, und der elektrische Widerstand betrug etwa 2,0-il-cm.
Beispiel 4:
Ein dem Beispiel 1 entsprechendes Substrat wurde gebildet, wobei Aluminiumnitrid-Pulver mit Teilchendurchmessern von 2,5 bis 4 um und mit 3% Yttriumoxid verwendet wurde. Das erhaltene Substrat besaß eine Oberflächenrauhigkeit von 13 ]±m (Rmax) . Dieses Substrat wurde mit einem Abriebstoff einer Maschenkorngröße von 600 gehont, um die Oberflächenrauhigkeit auf 8 um (Rmax) herabzusetzen. Als mit diesem Substrat ein dünnes Kupferblatt wie im Beispiel 3 verbunden wurde, zeigten sich in ähnlicher Weise zufriedenstellende Ergebnisse.
Vergleichsbeispiel
Als ein dünnes Kupferblatt in ähnlicher Weise wie im Beispiel 3 mit dem (oxydierten) Substrat einer Oberflächenrauhigkeit von 13 um (Rmax) gemäß Beispiel 4 verbunden wurde, erfolgte die Verbindung nicht gleichmäßig über die gesamte Oberfläche. Das Kupferblatt blätterte teilweise von dem Substrat ab.
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Claims (16)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramiken, gekennzeichnet durch die Schritte: ein Keramikpulver, das aus nicht mehr als 5% eines Sinterhilfsstoffs und dem Restanteil von 100% Aluminiumnitridpulver besteht, wird zu Platten geformt, geformte Platten aus Aluminiumnitrid werden auf einer Unterlage übereinander gelegt, wobei zwischen der Unterlage und den geformten Platten aus Aluminiumnitrid sowie zwischen den übereinanderliegenden geformten Platten aus Aluminiumnitrid Keramikpulver liegt, und Brennen der übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten in nichtoxydierende Atmosphäre bei einer Temperatur im Bereich von 1.600° bis 1.850° C.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikpulver, das zwischen die Unterlage und die übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten sowie zwi-
    sehen den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten anzuordnen ist, einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 50 um besitzt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Unterlage und den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten liegende Keramikpulver ein Bornitrid-Pulver, Aluminiumnitrid-Pulver oder Aluminium-Oxid-Pulver ist.
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  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterhilfsstoff einer von mindestens zwei Stoffen aus der Gruppe Yttriumoxid, Kalziumoxid, Bariumoxid, Strontiumoxid und Kalziumfluorid ist.
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  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterhilfsstoff in einer Menge von 3 Gew.-% vorhanden ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Aluminiumnitrid-Platten als Substrate vorgesehene Keramikplatten sind.
  7. 7. Verfahren zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramiken, gekennzeichnet durch die Schritte: Stapeln mehrerer verzogener und gewellter Platten aus Aluminiumnitrid, die geformt sind aus nicht mehr als 5% eines Sinterhilfsstoffs und dem Restanteil auf 100 % aus Aluminiumnitrid-Pulver, auf einer Unterlage, wobei zwischen die Unterlage und die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten sowie zwischen die gesinterten Aluminiumnitrid-Platten Keramikpulver gebracht wird, und Aussetzen der übereinanderliegenden gesinterten Aluminiumnitrid-Platten einer Korrektur-Wärmebehandlung in einer nicht-oxydierenden Atmosphäre bei 1.500° bis 1.800° C bei einer Belastung von nicht mehr als 400 kg/cm2, um Verziehungen und Welligkeiten zu beseitigen.
    3534386
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikpulver, das zwischen die Unterlage und die übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten sowie zwischen den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten anzuordnen ist, einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 50 um besitzt.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Unterlage und den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten liegende Keramikpulver ein Bornitrid-Pulver, Aluminiumnitrid-Pulver oder Aluminium-Oxid-Pulver ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sinterhilfsstoff einer von mindestens zwei Stoffen aus der Gruppe Yttriumoxid, Kalziumoxid, Bariumoxid, Strontiumoxid und Kalziumfluorid ist. \
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterhilfsstoff in einer Menge von 3 Gew.-% vorhanden ist.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Aluminiumnitrid-Platten als Substrate vorgesehene Keramikplatten sind.
  13. 13. Verfahren zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramiken, dadurch gekennzeichnet, daß gesinterte Aluminiumnitrid-Platten, die aus nicht mehr als als 5% eines Sinterhilfsstoffes und dem Restanteil auf 100 % aus Aluminiumnitridpulver geformt sind, einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden, mit der die Oberflächenrauhigkeit der gesinterten Platten auf oder unter 10 um der Größe Rmax zu reduzieren.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramikpulver, das zwischen die Unterlage und die übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten sowie zwischen den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten anzuordnen ist, einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 1 bis 50 um besitzt.
    9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Unterlage und den übereinanderliegenden Aluminiumnitrid-Platten liegende Keramikpulver ein Bornitrid-Pulver, Aluminiumnitrid-Pulver oder Aluminium-Oxid-Pulver ist.
    10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Sinterhilfsstoff einer von mindestens zwei Stoffen aus der Gruppe Yttriumoxid, Kalziumoxid, Bariumoxid, Stron tiumoxid und Kalziumfluorid ist.
    11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterhilfsstoff in einer Menge von 3 Gew.-% vorhanden ist.
    12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Aluminiumnitrid-Platten als Substrate vorgesehene Keramikplatten sind.
    13. Verfahren zum Herstellen von Aluminiumnitrid-Keramiken, dadurch gekennzeichnet, daß gesinterte Aluminiumnitrid-Platten, die aus nicht mehr als als 5% eines Sinterhilfsstoffes und dem Restanteil auf 100 % aus Aluminiumnitridpulver geformt sind, einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden, mit der die Oberflächenrauhigkeit der gesinterten Platten auf oder unter 10 um der Größe Rmax zu reduzieren.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    OfHQINAL l^SPaC
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    1 daß der Sinterhilfsstoff Yttriumoxid ist.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterhilfsstoff in einer Menge von 3 Gew.-% vor-
    5 handen ist.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die geformten Aluminiumnitrid-Platten als Substrate vorgesehene Keramikplatten sind.
DE19853534886 1984-09-30 1985-09-30 Verfahren zum herstellen von aluminiumnitrid-keramik-platten Granted DE3534886A1 (de)

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JP59204709A JPS6184037A (ja) 1984-09-30 1984-09-30 窒化アルミニウム系セラミツクス基板
JP59235067A JPS61117161A (ja) 1984-11-09 1984-11-09 窒化アルミニウムセラミツクスの製造方法
JP59277702A JPS61158881A (ja) 1984-12-28 1984-12-28 窒化アルミニウムセラミツクスの矯正方法

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Publication Number Publication Date
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DE (1) DE3534886A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756959A (en) * 1986-02-20 1988-07-12 Ishizuka Garasu Kabushiki Kaisha Sheet for use in firing base plates
DE3790798T1 (de) * 1986-12-03 1988-12-08
DE3718488A1 (de) * 1987-06-02 1988-12-15 Siemens Ag Verfahren zum sintern von keramik-rohfolien
DE3718487A1 (de) * 1987-06-02 1988-12-15 Siemens Ag Traegerfolie fuer keramikrohfolie und verfahren zum sintern von keramikrohfolien
DE4204867A1 (de) * 1991-05-23 1992-11-26 Abb Patent Gmbh Verfahren zur herstellung duenner keramikscheiben
EP0517112A1 (de) * 1991-06-04 1992-12-09 Gec Alsthom Sa Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts für supraleitende Keramik
DE4444681A1 (de) * 1994-11-26 1996-05-30 Schulz Harder Juergen Keramik-Substrat sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE19603822C2 (de) * 1996-02-02 1998-10-29 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Substrat sowie Keramik-Substrat
DE102017124404A1 (de) 2017-10-19 2019-04-25 rtw RÖNTGEN-TECHNIK DR. WARRIKHOFF GmbH & Co. KG Yttrium-beschichtetes Aluminiumnitrid-Pulver, dessen Herstellung und Verwendung

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165981A (en) * 1987-03-20 1992-11-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ceramic substrate and preparation of the same
US5258218A (en) * 1988-09-13 1993-11-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Aluminum nitride substrate and method for producing same
JP2774560B2 (ja) * 1989-03-31 1998-07-09 株式会社東芝 窒化アルミニウムメタライズ基板
US5418002A (en) * 1990-12-24 1995-05-23 Harris Corporation Direct bonding of copper to aluminum nitride substrates
US6207288B1 (en) 1991-02-05 2001-03-27 Cts Corporation Copper ink for aluminum nitride
US5217589A (en) * 1991-10-03 1993-06-08 Motorola, Inc. Method of adherent metal coating for aluminum nitride surfaces
JP3604888B2 (ja) * 1997-01-30 2004-12-22 日本碍子株式会社 窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体、窒化アルミニウム質セラミックス基材の接合体の製造方法及び接合剤
CN1275267C (zh) * 2000-06-21 2006-09-13 株式会社新王磁材 分散液涂敷装置及稀土磁铁的制造方法
CN102249690B (zh) * 2011-04-26 2013-03-27 燕山大学 一种低温快速熔融的氮化铝陶瓷材料的成型方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435513A (en) * 1981-09-28 1984-03-06 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Sintered bodies of aluminum nitride
EP0114193A1 (de) * 1982-12-24 1984-08-01 W.C. Heraeus GmbH Keramischer Träger

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3179724A (en) * 1963-06-07 1965-04-20 Olean Tile Company Method of firing ceramic articles
US3287478A (en) * 1964-10-30 1966-11-22 Allis Chalmers Mfg Co Method of sintering aluminum nitride refractories
US3792139A (en) * 1972-08-09 1974-02-12 Us Army Process for flattening alumina substrates
US4283044A (en) * 1979-03-23 1981-08-11 Mckibbin John R Apparatus for guiding a tool along a curved path
US4340436A (en) * 1980-07-14 1982-07-20 International Business Machines Corporation Process for flattening glass-ceramic substrates
US4369154A (en) * 1980-11-03 1983-01-18 International Business Machines Corp. Process for producing smoother ceramic surfaces
JPS5996912A (ja) * 1982-11-26 1984-06-04 株式会社東芝 セラミツク製品の製造法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435513A (en) * 1981-09-28 1984-03-06 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Sintered bodies of aluminum nitride
EP0114193A1 (de) * 1982-12-24 1984-08-01 W.C. Heraeus GmbH Keramischer Träger

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Singer: Industrielle Keramik Bd.2, S. 635/636 *
Singer: Industrielle Keramik Bd.3, S.15-17 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4756959A (en) * 1986-02-20 1988-07-12 Ishizuka Garasu Kabushiki Kaisha Sheet for use in firing base plates
DE3790798T1 (de) * 1986-12-03 1988-12-08
DE3718488A1 (de) * 1987-06-02 1988-12-15 Siemens Ag Verfahren zum sintern von keramik-rohfolien
DE3718487A1 (de) * 1987-06-02 1988-12-15 Siemens Ag Traegerfolie fuer keramikrohfolie und verfahren zum sintern von keramikrohfolien
DE4204867A1 (de) * 1991-05-23 1992-11-26 Abb Patent Gmbh Verfahren zur herstellung duenner keramikscheiben
EP0517112A1 (de) * 1991-06-04 1992-12-09 Gec Alsthom Sa Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontakts für supraleitende Keramik
FR2677353A1 (fr) * 1991-06-04 1992-12-11 Alsthom Gec Procede de realisation d'un contact electrique pour ceramique supraconductrice.
US5290760A (en) * 1991-06-04 1994-03-01 Gec Alsthom Sa Method of manufacturing an electrical contact for a superconductive ceramic
DE4444681A1 (de) * 1994-11-26 1996-05-30 Schulz Harder Juergen Keramik-Substrat sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE4444681C2 (de) * 1994-11-26 1998-08-27 Schulz Harder Juergen Keramik-Substrat sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE19603822C2 (de) * 1996-02-02 1998-10-29 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Substrat sowie Keramik-Substrat
DE102017124404A1 (de) 2017-10-19 2019-04-25 rtw RÖNTGEN-TECHNIK DR. WARRIKHOFF GmbH & Co. KG Yttrium-beschichtetes Aluminiumnitrid-Pulver, dessen Herstellung und Verwendung

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DE3534886C2 (de) 1988-04-28
US4863658A (en) 1989-09-05

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