2013.11/19 ＳｉＣヒーター

炭化珪素（ＳｉＣ）は半導体に分類されるが、高純度ＳｉＣは絶縁体である。かつてセラミックスフィーバーの時にはベリリアを助剤にして高熱伝導性のＩＣパッケージも製造された。

ＳｉＣは共有結合性が８０％以上なので、助剤無しでは焼結しない。ＳｉＣを焼結するときには助剤が必要で、その結果できた焼結体は半導体になる。助剤を工夫すると体積固有抵抗を下げることが可能で、導電性をあげてセラミックスヒーターを設計することができる。

セラミックスフィーバーの時に反応焼結ＳｉＣで製造されたヒーターが販売されていた。１５００℃前後まで空気雰囲気下で使用する電気炉にはこのＳｉＣヒーターが使用されていた。

しかし、このヒーターの純度は低く高純度雰囲気が必要な電気炉には使用できない。そこで高純度のＳｉＣヒーターを開発した。ＳｉＣはホットプレスを用いれば、ほとんどの元素に助剤作用を見いだすことができる。高純度ＳｉＣの純度を活かした焼結には、高純度Ｓｉか高純度Ｃあるいは高純度のジメチルポリシランを助剤として用いることが可能である。

Ｃを助剤にして高純度ＳｉＣをホットプレスで緻密化する技術は、高純度ＳｉＣが開発されたときにその焼結性確認の手段として実現されていた。高純度ＳｉＣを合成するときにカーボンが１％前後過剰になるように前駆体を調整すると、カーボンとＳｉＣが均一に混合された状態で高純度ＳｉＣが得られ、これはそのままホットプレスで緻密化できる。

さらに合成時にアルミニウムイソプロポキシドを均一分散して得られた粉体は、焼結条件を工夫すれば常圧焼結も可能で、ＳｉＣヒ－ターを常圧焼結で製造できた。このＡｌ添加常圧焼結ＳｉＣヒーターの面白いところはＰＴＣ特性を示したことだ。ただ、その後の研究で中途半端なＰＴＣ特性であり、実用性がないことが示された。ゆえに高純度ＳｉＣヒーターはフェノール樹脂を助剤に用いてホットプレスで製造されたヒーターだけが実用化されている。この基本特許の権利も消滅した。

カテゴリー : 電気/電子材料