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      氮化硼凝集顆粒、氮化硼凝集顆粒的制造方法、含該氮化硼凝集顆粒的樹(shù)脂組合物、成型...的制作方法

      文檔序號(hào):10662700閱讀:421來(lái)源:國(guó)知局
      氮化硼凝集顆粒、氮化硼凝集顆粒的制造方法、含該氮化硼凝集顆粒的樹(shù)脂組合物、成型 ...的制作方法
      【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種氮化硼凝集顆粒,其作為功率半導(dǎo)體器件的散熱片的導(dǎo)熱性填料是合適的,該氮化硼凝集顆粒的導(dǎo)熱的各向同性、耐崩解性、與樹(shù)脂的混煉性優(yōu)異。該氮化硼凝集顆粒(下文中稱為“BN凝集顆粒”)是氮化硼一次顆粒(下文中稱為“BN一次顆?!?凝集而成的,其特征在于,對(duì)利用10mmφ的粉末壓片成型機(jī)以0.85ton/cm2的成型壓力進(jìn)行成型而得到的壓片狀試樣進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定,所得到的BN一次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))為0.25以上,并且,按照表面平滑的方式將該BN凝集顆粒填充至深度0.2mm的載玻片并進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定,所得到的由BN一次顆粒的(002)面峰求出的BN一次顆粒的平均微晶直徑為以上,通過(guò)該BN凝集顆??山鉀Q本發(fā)明的課題。
      【專利說(shuō)明】
      氮化棚凝集顆粒、氮化棚凝集顆粒的制造方法、含該氮化棚凝 集顆粒的樹(shù)脂組合物、成型體、和片
      技術(shù)領(lǐng)域
      [0001] 本發(fā)明設(shè)及氮化棚凝集顆粒(下文中稱為"BN凝集顆粒")、該顆粒的制造方法,詳 細(xì)而言,設(shè)及氮化棚一次顆粒(下文中稱為"BN-次顆粒")凝集而成的BN凝集顆粒及其制造 方法。
      [0002] 另外,本發(fā)明設(shè)及含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物,該組合物含有該BN凝集顆粒,W及 設(shè)及將該含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物成型而成的成型體。
      [0003] 另外,本發(fā)明設(shè)及W特定狀態(tài)包含特定的BN-次顆粒的片。
      【背景技術(shù)】
      [0004] 氮化棚(下文中稱為"BN")為絕緣性的陶瓷,已知具有金剛石結(jié)構(gòu)的C-BN、具有石 墨結(jié)構(gòu)的h-BN、具有亂層結(jié)構(gòu)的α-ΒΝ、β-ΒΝ等各種各樣的晶型。
      [0005] 運(yùn)些之中,h-BN與石墨具有相同的層狀結(jié)構(gòu),具有比較容易合成且導(dǎo)熱性、固體潤(rùn) 滑性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐熱性優(yōu)異的特征,因而被廣泛用于電氣電子材料領(lǐng)域。
      [0006] 近年來(lái),特別是在電氣電子領(lǐng)域中,伴隨著集成電路的高密度化而產(chǎn)生的發(fā)熱成 為了較大問(wèn)題,如何散熱成為了當(dāng)務(wù)之急。h-BN盡管為絕緣性,但利用其具有高導(dǎo)熱性的特 征,作為運(yùn)樣的散熱構(gòu)件用導(dǎo)熱性填料而備受矚目。
      [0007]但是,h-BN的顆粒形狀為板狀,雖然在其板面方向(ab面內(nèi)或(002)面內(nèi))顯不出局 導(dǎo)熱性(通常導(dǎo)熱系數(shù)為400W/mK左右),但在板厚方向(C軸方向)僅顯示出低導(dǎo)熱性(通常 導(dǎo)熱系數(shù)為2~3W/mK左右),因而,若將其混配到樹(shù)脂中制成含BN顆粒的樹(shù)脂組合物,并成 型為例如板狀成型體的情況下,板狀h-BN在成型時(shí)在含BN顆粒的樹(shù)脂組合物的流動(dòng)方向、 即成型體的板面方向取向,所得到的成型體存在下述問(wèn)題:雖然在板面方向?qū)嵯禂?shù)優(yōu)異, 但在厚度方向僅顯示出低導(dǎo)熱系數(shù)。
      [000引因此,為了改善運(yùn)樣的h-BN的導(dǎo)熱性的各向異性,研究了即使在成型出成型體的 情況下上述取向也少、具有鱗片狀W外的形狀的、h-BN凝集而成的凝集顆粒。作為運(yùn)樣的h- BN凝集顆粒,包括通過(guò)噴霧干燥等造粒的h-BN凝集顆粒、對(duì)h-BN進(jìn)行燒結(jié)并粉碎燒結(jié)體而 制造的h-BN凝集顆粒等(專利文獻(xiàn)1、2)。另外,還提出了由棚酸和Ξ聚氯胺的混合物制造的 h-BN凝集顆粒,其為一次顆粒未取向而凝集得到的松果狀的h-BN凝集顆粒(專利文獻(xiàn)3)。
      [0009] 換言之,在現(xiàn)有的h-BN凝集顆粒中,研究了通過(guò)制作大的凝集顆粒來(lái)降低凝集顆 粒間的接觸阻力。另外,為了通過(guò)減少構(gòu)成h-BN凝集顆粒的h-BN-次顆粒間的晶界從而實(shí) 現(xiàn)高導(dǎo)熱性,使用了粒徑比較大(幾皿~幾百皿的程度)、結(jié)晶性高的h-BN-次顆粒(專利文 獻(xiàn)1、2、3)。
      [0010] 作為運(yùn)種現(xiàn)有的BN凝集顆粒的用途,已知用于功率半導(dǎo)體器件等中所需要的散熱 片中。但是,為了降低BN凝集顆粒間的接觸阻力,需要在一定壓力下成型,因此BN凝集顆粒 會(huì)因該壓力而崩解,一次顆粒在成型面方向會(huì)發(fā)生取向,結(jié)果與成型面垂直的方向的導(dǎo)熱 低,現(xiàn)狀是無(wú)法達(dá)到實(shí)用化水平。即,期待一種即便在一定壓力下也能夠?qū)ι崞怪狈较?賦予高導(dǎo)熱性的BN凝集顆粒,進(jìn)而期待開(kāi)發(fā)出BN凝集顆粒自身具有高導(dǎo)熱性的凝集顆粒。 [00川另外,專利文獻(xiàn)4中記載了一種比表面積為lOmVgW上、總細(xì)孔容積為2.15cmVgW 下、且該氮化棚凝集顆粒的表面由平均粒徑為0.05ymW上lymW下的氮化棚一次顆粒構(gòu)成 的氮化棚凝集顆粒,公開(kāi)了一種具有卡屋結(jié)構(gòu)的h-BN凝集顆粒。專利文獻(xiàn)4中記載的氮化棚 凝集顆粒雖然耐崩解性提高,但是凝集顆粒的粒徑小,而且在導(dǎo)熱和耐電壓的方面要求進(jìn) 一步進(jìn)行改善。
      [0012] 另外,除了運(yùn)樣提高BN凝集顆粒的顆粒中的性能W外,例如專利文獻(xiàn)5中公開(kāi)了下 述組合物,其W特定的比例含有一次顆粒的平均長(zhǎng)徑不同的巧巾二次凝集體,其結(jié)果,含有 大的二次凝集體和小的二次凝集體的無(wú)機(jī)填充材料。另外,專利文獻(xiàn)6中公開(kāi)了扁平狀填充 劑與顆粒狀填充劑的組合物。但是,專利文獻(xiàn)5和6中,顆粒自身的強(qiáng)度不足,現(xiàn)狀是導(dǎo)熱和 耐電壓尚未達(dá)到實(shí)用化水平。
      [0013] 作為運(yùn)種現(xiàn)有的BN凝集顆粒的用途,廣泛已知用于功率半導(dǎo)體器件等中所需要的 散熱片中,適用含有BN凝集顆粒的組合物或利用該組合物得到的成型體。從上述用途的方 面考慮,期待上述組合物或成型體具有高導(dǎo)熱系數(shù)、且具有高耐電壓性能。為了實(shí)現(xiàn)運(yùn)些性 能,需要降低BN凝集顆粒間的空隙及接觸阻力。但是,為了降低BN凝集顆粒間的接觸阻力, 需要在一定壓力下成型,因此BN凝集顆粒會(huì)因該壓力而崩解,一次顆粒在成型面方向取向, 結(jié)果與成型面垂直的方向的導(dǎo)熱低,現(xiàn)狀是無(wú)法達(dá)到實(shí)用化水平。即,期待一種即便在一定 壓力下也能夠?qū)ι崞怪狈较蛸x予高導(dǎo)熱性的BN凝集顆粒,進(jìn)而期待開(kāi)發(fā)出BN凝集顆粒 自身具有高導(dǎo)熱性的凝集顆粒。
      [0014] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [00巧]專利文獻(xiàn)
      [0016] 專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-257392號(hào)公報(bào)
      [0017] 專利文獻(xiàn)2:日本特表2008-510878號(hào)公報(bào) [001引專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)平9-202663號(hào)公報(bào)
      [0019] 專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2013-241321號(hào)公報(bào)
      [0020] 專利文獻(xiàn)5:日本特開(kāi)2011-6586號(hào)公報(bào)
      [0021] 專利文獻(xiàn)6:日本特開(kāi)2005-232313號(hào)公報(bào)

      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0022] 發(fā)明要解決的課題
      [0023] 根據(jù)本發(fā)明人的研究可知,在現(xiàn)有的BN凝集顆粒中,構(gòu)成BN凝集顆粒的一次顆粒 間的界面和一次顆粒的低結(jié)晶性是使BN凝集顆粒的導(dǎo)熱降低的原因之一。即,認(rèn)為其原因 是由于,在一次顆粒界面和一次顆粒中的晶界,作為導(dǎo)熱的承擔(dān)者的聲子被散射。
      [0024] 另外可知,在樹(shù)脂中填充了現(xiàn)有的BN凝集顆粒的情況下,雖然也能夠W某種程度 降低由增大BN凝集顆粒導(dǎo)致的凝集顆粒間的接觸阻力,但構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的 取向會(huì)增加 BN凝集顆粒彼此的接觸阻力,成為降低導(dǎo)熱性的原因。即,為了提高作為成型體 的導(dǎo)熱性,認(rèn)為下述方式是有效的:控制構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的取向,降低BN凝集 顆粒彼此的接觸阻力,同時(shí)提高構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的結(jié)晶性,進(jìn)而降低構(gòu)成BN 凝集顆粒的BN-次顆粒中的晶界。
      [0025] 本發(fā)明的課題在于解決上述現(xiàn)有的問(wèn)題,制造構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的導(dǎo) 熱性高、且BN凝集顆粒彼此的接觸阻力也降低的BN凝集顆粒,提供在各種成型體中的適用 性優(yōu)異的BN凝集顆粒及其制造方法。另外,本發(fā)明的課題在于提供含有該BN凝集顆粒和樹(shù) 脂的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物、W及將該含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物成型而成的成型 體。
      [0026] 另外,使上述技術(shù)思想進(jìn)一步發(fā)展,本發(fā)明的課題在于提供一種具有高導(dǎo)熱性、且 具有高耐電壓性的片。
      [0027] 用于解決課題的方案
      [0028] 本發(fā)明人進(jìn)行了反復(fù)深入的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)使制作BN凝集顆粒時(shí)的原料漿 料粘度為特定范圍,構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒中的平均微晶直徑變大。通過(guò)平均微晶 直徑變大,一次顆粒中的微晶間的晶界減少,結(jié)果成功地提高了 BN凝集顆粒的導(dǎo)熱性。更令 人驚訝地發(fā)現(xiàn):如此制作的BN凝集顆粒中,構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的特定結(jié)晶面發(fā) 生取向,因此在利用該BN凝集顆粒制成成型體時(shí),與現(xiàn)有的BN凝集顆粒相比能夠制作導(dǎo)熱 性更高的成型體,由此完成了本發(fā)明。
      [0029] 旨P,本發(fā)明的第1要點(diǎn)為W下的(a-1)~(a-13)。
      [0030] (a-1)-種氮化棚凝集顆粒(下文中稱為"BN凝集顆粒"),其是氮化棚一次顆粒(下 文中稱為"BN-次顆粒")凝集而成的,該BN凝集顆粒的特征在于,對(duì)利用ΙΟπιπιΦ的粉末壓片 成型機(jī)W0.85ton/cm2的成型壓力進(jìn)行成型而得到的壓片狀試樣進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定, 所得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))為0.25W上,并 且,按照表面平滑的方式將該BN凝集顆粒填充至深度0.2mm的載玻片并進(jìn)行粉末X射線衍射 測(cè)定,所得到的由BN-次顆粒的(002)面峰求出的BN-次顆粒的平均微晶直徑為375AW 上。
      [0031] (a-2)如(a-1)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒的平均粒徑Dso為26皿W上。
      [0032] (a-3)如(a-1)或(a-2)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒的比表面積為8mVg W下。
      [0033] (a-4)如(a-1)~(a-3)中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒為球狀。
      [0034] (a-5)如(a-1)~(a-4)中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒具有卡屋結(jié) 構(gòu)。
      [0035] (a-6)-種BN凝集顆粒組合物,其為(a-1)~(a-5)中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒與 其它填料的混合物。
      [0036] (a-7)-種含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物,其包含樹(shù)脂和(a-1)~(a-5)中任一項(xiàng)所 述的BN凝集顆粒。
      [0037] (a-8)-種成型體,其包含(a-1)~(a-5)中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒。
      [003引(a-9)-種BN凝集顆粒的制造方法,其為包括下述步驟的制造 BN凝集顆粒的方法: 對(duì)原料氮化棚粉末的漿料(下文中稱為"BN漿料")進(jìn)行造粒的步驟;和進(jìn)行加熱處理的步 驟,該制造方法的特征在于,
      [0039] 在上述造粒步驟中,該BN漿料的粘度為200mPa · sW上5000mPa · sW下,在上述加 熱步驟中,在1800°CW上2300°CW下進(jìn)行加熱處理。
      [0040] (a-10)如(a-9)所述的BN凝集顆粒的制造方法,其中,原料氮化棚粉末中的氧濃度 為1質(zhì)量%^上1〇質(zhì)量下。
      [0041] (a-11)-種BN凝集顆粒,其是通過(guò)(a-9)或(a-10)所述的制造方法得到的。
      [0042] (a-12)-種片,其為含有氮化棚凝集顆粒(下文中稱為"BN凝集顆粒")的片,該片 的特征在于,
      [0043] 對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的該片中的氮化棚一次顆粒(下文中稱為"BN- 次顆粒")的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為1.0W上,并且,
      [0044] 對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的由該片中的BN-次顆粒的(002)面峰求出的 BN-次顆粒的平均微晶直徑為375A W上。
      [0045] (a-13)如(a-12)所述的片,其中,對(duì)上述片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的、該片中 的氮化棚一次顆粒(下文中稱為"BN-次顆粒")的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比 ((100)/(004))為 0.6W 上。
      [0046] 另外,本發(fā)明的第二要點(diǎn)為W下的(b-1)~(b-10)。
      [0047] (b-1)-種含氮化棚凝集顆粒的組合物,其為包含氮化棚一次顆粒凝集而成的氮 化棚凝集顆粒(A)和無(wú)機(jī)顆粒(B)的組合物,該組合物的特征在于,至少氮化棚凝集顆粒(A) 具有卡屋結(jié)構(gòu),氮化棚凝集顆粒(A)的體積平均粒徑(Dso)為25皿W上,且氮化棚凝集顆粒 (A)的體積平均粒徑(Dso)〉無(wú)機(jī)顆粒(B)的體積平均粒徑化50)。
      [0048] 該組合物中,氮化棚凝集顆粒(A)具有卡屋結(jié)構(gòu),氮化棚凝集顆粒(A)與無(wú)機(jī)顆粒 的體積平均粒徑(Dso)滿足上述的關(guān)系,從而可W減少在構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒中的 晶界產(chǎn)生的聲子散射,其結(jié)果,顯示出高導(dǎo)熱性。
      [0049] (b-2)-種含氮化棚凝集顆粒的組合物,其為包含氮化棚一次顆粒凝集而成的氮 化棚凝集顆粒(A)和無(wú)機(jī)顆粒(B)的組合物,該組合物的特征在于,對(duì)氮化棚凝集顆粒(A)進(jìn) 行粉末X射線衍射測(cè)定而得到的氮化棚一次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/ (004))為3W上,并且,由氮化棚一次顆粒的(002)面峰求出的氮化棚一次顆粒的平均微晶 直徑為375AW上。
      [0050] 該組合物中,在保持了BN-次顆粒的特定結(jié)晶面的取向的同時(shí),即基于粉末X射線 衍射測(cè)定的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))保持為3W上,并且平均微晶直徑 大,因此可W產(chǎn)生下述效果:除了顯示出作為凝集顆粒的高導(dǎo)熱性W外,在與樹(shù)脂復(fù)合化時(shí) 的成型體中也顯示出高導(dǎo)熱性。
      [0051] (b-3)如(b-2)所述的含氮化棚凝集顆粒的組合物,其特征在于,氮化棚凝集顆粒 (A)的體積平均粒徑(Dso)為上,且氮化棚凝集顆粒(A)的體積平均粒徑(Dso)〉無(wú)機(jī)顆 粒(B)的體積平均粒徑(Dso)。
      [0052] (b-4)如(b-1)~(b-3)中任一項(xiàng)所述的含氮化棚凝集顆粒的組合物,其中,氮化棚 凝集顆粒(A)和無(wú)機(jī)顆粒(B)為球狀。
      [0053] (b-5)如(b-1)~(b-4)中任一項(xiàng)所述的含氮化棚凝集顆粒的組合物,其中,相對(duì)于 氮化棚凝集顆粒(A)與無(wú)機(jī)顆粒(B)的合計(jì),氮化棚凝集顆粒(A)的含有比例為30質(zhì)量%~ 95質(zhì)量%。
      [0054] (b-6)如(b-1)~(b-5)中任一項(xiàng)所述的含氮化棚凝集顆粒的組合物,其中,無(wú)機(jī)顆 粒(B)為選自由氮化棚、氮化侶、氧化侶、氧化鋒、氧化儀、氧化被和二氧化鐵組成的組中的 一種W上。
      [0055] (b-7)-種涂布液,其包含(b-1)~(b-6)中任一項(xiàng)所述的含氮化棚凝集顆粒的組 合物。
      [0056] (b-8)-種成型體,其是將(b-1)~(b-6)中任一項(xiàng)所述的含氮化棚凝集顆粒的組 合物成型而成的。
      [0057] (b-9)-種片,其為含有氮化棚凝集顆粒(A)的片,該片的特征在于,對(duì)該片進(jìn)行X 射線衍射測(cè)定而得到的氮化棚一次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為 1.0W上、和/或峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))為0.6 W上。
      [0058] (b-10)-種片,其特征在于,進(jìn)一步對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的由該片中 的BN-次顆粒的(002)面峰求出的氮化棚凝集顆粒的平均微晶直徑為300AW上。
      [0059] 發(fā)明的效果
      [0060] 關(guān)于本發(fā)明的BN凝集顆粒,通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定得到的構(gòu)成BN凝集顆粒的BN 一次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為3W上,因此構(gòu)成BN凝集顆粒的 BN-次顆粒的特定結(jié)晶面發(fā)生取向,并且,由在BN凝集顆粒的粉末X射線衍射測(cè)定中的上述 BN-次顆粒的(002)面峰求出的上述BN-次顆粒的平均微晶直徑為巧5AW上,因而可W減 小在構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒中的晶界產(chǎn)生的聲子散射,其結(jié)果,顯示出高導(dǎo)熱性。此 夕h即便在特定的壓力范圍進(jìn)行成型的情況下,BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積 強(qiáng)度比((100)/(004))也為0.25 W上,因而,將含有本發(fā)明的BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物成型 而得到的成型體在成型后也可保持構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的特定結(jié)晶面的取向。因 此,在與成型面垂直的方向(成型體厚度方向)顯示出高導(dǎo)熱性,優(yōu)選對(duì)功率半導(dǎo)體器件等 中所需要的散熱片非常有用。
      【附圖說(shuō)明】
      [0061] 圖1是本發(fā)明的BN凝集顆粒的倍率20萬(wàn)倍的掃描型電子顯微鏡(下文中稱為 "SEM")照片。
      [0062] 圖2是本發(fā)明的BN凝集顆粒的倍率100萬(wàn)倍的SEM照片。
      [0063] 圖3是卡屋結(jié)構(gòu)的示意圖。
      [0064] 圖4是實(shí)施例中得到的絕緣電路基板的圖案的照片。
      [0065] 圖5是實(shí)施例中得到的含BN凝集顆粒的片的的截面SEM照片。
      [0066] 圖6是使用了實(shí)施例中得到的絕緣電路基板的半導(dǎo)體器件的形狀的照片。
      【具體實(shí)施方式】
      [0067] 下面,詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式,但本發(fā)明并不限于W下的實(shí)施方式,可W在其 要點(diǎn)的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形而實(shí)施。
      [0068] [BN凝集顆粒]
      [0069] 本發(fā)明的BN凝集顆粒是BN-次顆粒凝集而形成的,在不損害本申請(qǐng)發(fā)明的效果的 范圍內(nèi),也可W含有上述BN-次顆粒W外的成分。作為BN-次顆粒W外的成分,可W舉出在 后述[BN凝集顆粒的制造方法]中說(shuō)明的可W添加至漿料中的粘結(jié)劑、表面活性劑、溶劑來(lái) 源的成分。
      [0070] 本發(fā)明的BN凝集顆粒的形態(tài)沒(méi)有特別限制,優(yōu)選特征在于圖1所示的球狀形態(tài),并 且,BN凝集顆粒的形態(tài)可W通過(guò)SEM進(jìn)行確認(rèn)。
      [0071] 此處,"球狀"是指長(zhǎng)厚比(長(zhǎng)徑與短徑之比)為1W上2W下、優(yōu)選為1W上1.5W下。 本發(fā)明的BN凝集顆粒的長(zhǎng)厚比如下決定:從利用沈Μ拍攝的圖像中任意選擇200個(gè)W上的顆 粒,求出各自的長(zhǎng)徑與短徑之比,計(jì)算出平均值,由此確定長(zhǎng)厚比。
      [0072] 另外,ΒΝ凝集顆粒優(yōu)選為下述形態(tài):在ΒΝ凝集顆粒表面,ΒΝ-次顆粒的結(jié)晶從ΒΝ凝 集顆粒的中屯、側(cè)向表面?zhèn)萕放射狀生長(zhǎng)的海膽樣的形態(tài);ΒΝ-次顆粒為小板且它們燒結(jié)凝 集而形成的海膽樣的球狀形態(tài)。另外,ΒΝ凝集顆粒優(yōu)選具有卡屋結(jié)構(gòu)。關(guān)于卡屋結(jié)構(gòu),例如 如陶瓷43ΝΟ.2(2008年日本陶瓷協(xié)會(huì)發(fā)行)中記載的那樣,是指板狀顆粒未取向而復(fù)雜地層 積而成的結(jié)構(gòu)。更具體地說(shuō),具有卡屋結(jié)構(gòu)的ΒΝ凝集顆粒是ΒΝ-次顆粒的集合體,是具有一 次顆粒的平面部與端面部相接觸的結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖3)的ΒΝ凝集顆粒,優(yōu)選為球狀。另外,卡屋 結(jié)構(gòu)優(yōu)選在顆粒內(nèi)部也為同樣的結(jié)構(gòu)。運(yùn)些ΒΝ凝集顆粒的凝集形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)可W利用掃 描型電子顯微鏡(SEM)來(lái)確認(rèn)。
      [0073] 本發(fā)明的ΒΝ凝集顆粒中,構(gòu)成ΒΝ凝集顆粒的ΒΝ-次顆粒具有特定的物性,下面進(jìn) 行詳細(xì)說(shuō)明。需要說(shuō)明的是,供本說(shuō)明書中規(guī)定的物性測(cè)定的試樣(粉體)可W是成型為成 型體前的ΒΝ凝集顆粒粉體,也可W是含有ΒΝ凝集顆粒的成型體或者從成型體中取出的ΒΝ凝 集顆粒粉體。優(yōu)選成型為成型體前的ΒΝ凝集顆粒粉體。
      [0074] (ΒΝ凝集顆粒的特性)
      [00巧]?一次顆粒的尺寸
      [0076] 構(gòu)成ΒΝ凝集顆粒的ΒΝ-次顆粒的長(zhǎng)軸通常為0.5皿W上、優(yōu)選為0.6皿W上、更優(yōu) 選為O.SymW上、進(jìn)一步優(yōu)選為1 .OymW上、特別優(yōu)選為1. lymW上。并且通常為lOymW下、優(yōu) 選為如m W下、更優(yōu)選為3μπι W下。
      [0077] 需要說(shuō)明的是,上述長(zhǎng)軸是指,對(duì)由SEM測(cè)定得到的1粒ΒΝ凝集顆粒進(jìn)行放大,對(duì)于 構(gòu)成1粒ΒΝ凝集顆粒的ΒΝ-次顆粒,對(duì)圖像上可觀察的ΒΝ-次顆粒的最大長(zhǎng)度進(jìn)行平均,所 得到的值為長(zhǎng)軸。
      [007引 ?構(gòu)成ΒΝ凝集顆粒的ΒΝ-次顆粒的晶體結(jié)構(gòu)
      [0079] ΒΝ-次顆粒的晶體結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限定,從合成容易性和導(dǎo)熱性的方面考慮,優(yōu)選 包含六方晶系的h-BN作為主要成分。另外,包含BNW外的無(wú)機(jī)成分作為粘結(jié)劑的情況下,它 們?cè)跓崽幚淼倪^(guò)程中發(fā)生結(jié)晶化,但只要包含BN作為主要成分即可。需要說(shuō)明的是,上述BN 一次顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)可W通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定來(lái)確認(rèn)。
      [0080] . BN-次顆粒的平均微晶直徑
      [0081] 對(duì)BN凝集顆粒進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定而得到的由BN-次顆粒的(002)面峰求出 的BN-次顆粒的平均微晶直徑?jīng)]有特別限制,從導(dǎo)熱系數(shù)的方面考慮,優(yōu)選平均微晶直徑 大。例如,通常為300A W上、優(yōu)選為320A W上、更優(yōu)選為3巧Λ W上、進(jìn)一步優(yōu)選為380A W 上、更進(jìn)一步優(yōu)選為390AW上、特別優(yōu)選為4a〇AW上,通常為5000AW下、優(yōu)選為2000AW 下、進(jìn)一步優(yōu)選為1000AW下。上述平均微晶直徑過(guò)大時(shí),BN-次顆粒過(guò)于生長(zhǎng),因此BN凝 集顆粒內(nèi)的間隙變多,制成成型體時(shí)的成型性變差,并且因間隙變多而具有導(dǎo)熱性無(wú)法提 高的傾向。上述平均微晶直徑過(guò)小時(shí),BN-次顆粒內(nèi)的晶界增加,因此在晶界產(chǎn)生聲子散 射,具有導(dǎo)熱變低的傾向。
      [0082] 需要說(shuō)明的是,關(guān)于粉末X射線衍射測(cè)定,按照表面平滑的方式將BN凝集顆粒填充 至深度ο. 2mm的載玻片中,進(jìn)行測(cè)定。
      [0083] 需要說(shuō)明的是,此處,"平均微晶直徑"是指,如后述實(shí)施例中記載的那樣,利用謝 樂(lè)(Scherrer)公式由通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(002)面峰求出的微晶 直徑。
      [0084] · BN-次顆粒的峰強(qiáng)度比
      [0085] 按照表面平滑的方式將成型為片等成型體前的粉末的BN凝集顆粒填充至深度 0.2mm的載玻片中并進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定,所得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的 峰強(qiáng)度比((100)/(004))為3W上。
      [0086] BN凝集顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比通常為3W上、優(yōu)選為3.2W上、更優(yōu) 選為3.4W上、進(jìn)一步優(yōu)選為3.5W上,通常為10W下、優(yōu)選為8W下、進(jìn)一步優(yōu)選為7W下。大 于上述上限時(shí),在制成成型體時(shí)具有顆粒容易崩解的傾向,小于上述下限時(shí),具有厚度方向 的導(dǎo)熱性無(wú)法提高的傾向。
      [0087] 需要說(shuō)明的是,峰強(qiáng)度比可W由通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定所測(cè)定的對(duì)應(yīng)的峰強(qiáng)度 的強(qiáng)度比進(jìn)行計(jì)算。
      [0088] · BN-次顆粒的峰面積強(qiáng)度比
      [0089] 利用ΙΟπιπιΦ的粉末壓片成型機(jī)W〇.85ton/cm2的成型壓力對(duì)BN凝集顆粒進(jìn)行成 型,得到壓片狀試樣,對(duì)該壓片狀試樣進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定而得到的BN-次顆粒的 (100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))即使為0.25W上,也可W表現(xiàn)。該峰面積 強(qiáng)度比((100)/(004))優(yōu)選為0.3W上、優(yōu)選為0.5W上、更優(yōu)選為0.7W上、進(jìn)一步優(yōu)選為 0.81 W上、特別優(yōu)選為0.85 W上、尤其優(yōu)選為0.91 W上。并且上限沒(méi)有特別限制,通常為 10.0W下、優(yōu)選為5.0W下、更優(yōu)選為4.0W下、進(jìn)一步優(yōu)選為2.0W下、特別優(yōu)選為1.6W下。
      [0090] 另外,作為其它表現(xiàn),利用ΙΟπιπιΦ的粉末壓片成型機(jī)^0.85扣11/畑12^上2.5扣〇11/ cm2W下的成型壓力對(duì)ΒΝ凝集顆粒進(jìn)行成型,得到壓片狀試樣,該壓片狀試樣中的構(gòu)成ΒΝ凝 集顆粒的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))通常為0.25W 上、優(yōu)選為0.30 W上、更優(yōu)選為0.35 W上、進(jìn)一步優(yōu)選為0.40 W上,通常為2.0 W下、優(yōu)選為 1.5W下、進(jìn)一步優(yōu)選為1.2W下。該峰面積強(qiáng)度比過(guò)大時(shí),制成成型體時(shí)具有BN凝集顆粒間 的接觸阻力變大的傾向;該峰面積強(qiáng)度比過(guò)小時(shí),BN凝集顆粒發(fā)生崩解,具有厚度方向的導(dǎo) 熱性無(wú)法提高的傾向。
      [0091] 通常,在散熱片等中,最佳的壓制壓力條件根據(jù)散熱片的種類而不同。分散于樹(shù)脂 基體中的BN凝集顆粒暴露于與用途對(duì)應(yīng)的壓力條件下,通常,BN顆粒具有ab面在相對(duì)于壓 力方向直行的方向發(fā)生取向的傾向。即使在使用BN凝集顆粒的情況下,對(duì)于成型壓力也會(huì) 產(chǎn)生顆粒變形,其結(jié)果,具有ab面在與壓力方向直行的方向發(fā)生取向的傾向。
      [0092] 例如,對(duì)樹(shù)脂制的高散熱基板來(lái)說(shuō),為了降低樹(shù)脂制基板內(nèi)部的空隙及使分散的 BN凝集顆粒彼此完全接觸,認(rèn)為在0.85ton/cm2 W上2.54ton/cm2 W下的比較高的壓力下進(jìn) 行成型。因此,即使在上述壓力范圍內(nèi)BN-次顆粒的取向變化也少的BN凝集顆粒對(duì)于提高 導(dǎo)熱性是必要的。
      [0093] 本發(fā)明中,滿足本說(shuō)明書中規(guī)定的物性的BN凝集顆粒、優(yōu)選構(gòu)成BN凝集顆粒的BN 一次顆粒具有卡屋結(jié)構(gòu),即具有BN-次顆粒彼此在一次顆粒平面部和端面部發(fā)生接觸所形 成的相互增強(qiáng)結(jié)構(gòu),因而能夠在較寬的成型壓力范圍內(nèi)抑制BN凝集顆粒的變形。根據(jù)用途 的不同,最佳壓力范圍是不同的,為了在成型體的厚度方向進(jìn)行高導(dǎo)熱化,優(yōu)選在〇.85ton/ cm2W上2.54ton/cm2的范圍內(nèi)達(dá)到可保持至少一定W上的一次顆粒取向的狀態(tài)。
      [0094] -定W上的一次顆粒取向例如由一次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比 ((100)/(004))來(lái)表現(xiàn),運(yùn)表現(xiàn)出(004)面、即ab面在相對(duì)于壓力方向直行的方向發(fā)生取向 的比例多么少。因此,上述的峰面積強(qiáng)度比越大,則成型壓力導(dǎo)致的BN凝集顆粒的變形越 少。為了達(dá)到高導(dǎo)熱性,認(rèn)為需要峰面積強(qiáng)度比至少為0.25W上。峰面積強(qiáng)度比的下限、上 限如前所述。
      [00M]需要說(shuō)明的是,關(guān)于0.85ton/cm2W上2.54ton/cm2的范圍的峰面積強(qiáng)度比,只要在 上述壓力范圍內(nèi)有一點(diǎn)滿足規(guī)定的數(shù)值就沒(méi)有問(wèn)題,不需要在本發(fā)明的全部壓力范圍達(dá) 至Ij。另夕h優(yōu)選在0.85ton/cm2、1.6化on/cm2、2.54ton/cm2運(yùn)3點(diǎn)滿足規(guī)定的數(shù)值。
      [0096] 需要說(shuō)明的是,關(guān)于上述峰面積強(qiáng)度比,在壓片成型機(jī)(10mm Φ )中填充約0.2g的 粉末,利用手動(dòng)油壓式累(理研精機(jī)社制造 P-1B-041),W各種壓制壓力進(jìn)行壓片成型,將所 得到的試樣供于測(cè)定(例如0.85ton/cm2、1.69ton/cm2、2.54ton/cm 2等)。測(cè)定中,利用荷蘭 PANalytical社制造的X'化dPro MH)粉末X射線衍射裝置來(lái)進(jìn)行,由此可W計(jì)算對(duì)應(yīng)的峰 面積的強(qiáng)度比。
      [0097] · BN凝集顆粒的平均粒徑(Dso)
      [009引 BN凝集顆粒的平均粒徑(Dso)通常為扣mW上、優(yōu)選為lOymW上、更優(yōu)選為25皿W 上、進(jìn)一步優(yōu)選為上、特別優(yōu)選為30ymW上、最優(yōu)選為40ymW上、也可W優(yōu)選為45μηι W上、還可W優(yōu)選為50ymW上。另外,通常為20化mW下、優(yōu)選為150ymW下、進(jìn)一步優(yōu)選為 lOOymW下。若過(guò)大,則在制成成型體時(shí)由于表面的平滑性變差、BN凝集顆粒間的間隙變多 等,具有導(dǎo)熱性無(wú)法提高的傾向;若過(guò)小,則在制成成型體時(shí)BN凝集顆粒間的接觸阻力變 大,具有BN凝集顆粒本身的導(dǎo)熱性降低等傾向。
      [0099] 需要說(shuō)明的是,Dso是指在將供測(cè)定的粉體的體積設(shè)為100%而描繪累積曲線時(shí)正 好累積體積達(dá)到50%時(shí)的粒徑,關(guān)于其測(cè)定方法,作為濕式測(cè)定法,可W在含有六偏憐酸鋼 作為分散穩(wěn)定劑的純水介質(zhì)中分散BN凝集顆粒,對(duì)于所得到的試樣,利用激光衍射/散射式 粒度分布測(cè)定裝置等進(jìn)行測(cè)定;作為干式測(cè)定法,可W利用Malvern社制造的"Mo巧hologi" 進(jìn)行測(cè)定。
      [0100] ?破壞強(qiáng)度
      [0101 ] BN凝集顆粒的破壞強(qiáng)度通常為2.5MPa W上、優(yōu)選為3 . OMPa W上、更優(yōu)選為3.5MPa W上、進(jìn)一步優(yōu)選為4. OMPa W上,通常為20MPa W下、優(yōu)選為15MPa W下、進(jìn)一步優(yōu)選為1 OMPa W下。若過(guò)大,則顆粒強(qiáng)度過(guò)強(qiáng),因而在制成成型體時(shí)表面平滑性變差,具有導(dǎo)熱性降低的 傾向;若過(guò)小,則顆粒容易因制作成型體時(shí)的壓力而變形,具有導(dǎo)熱性無(wú)法提高的傾向。
      [0102] 需要說(shuō)明的是,關(guān)于破壞強(qiáng)度,根據(jù)JIS R 1639-5對(duì)1個(gè)顆粒進(jìn)行壓縮試驗(yàn),可W 由下式計(jì)算出破壞強(qiáng)度。通常,對(duì)顆粒測(cè)定5點(diǎn)W上,采用其平均值。
      [0103] 式:Cs = 2.48PAid2
      [0104] Cs:破壞強(qiáng)度(MPa)
      [0105] P:破壞試驗(yàn)力(N)
      [0106] d:粒徑(mm)
      [0107] ?總細(xì)孔容積
      [0108] BN凝集顆粒的總細(xì)孔容積通常為2.2cmVgW下。總細(xì)孔容積小的情況下,BN凝集 顆粒內(nèi)變密,因此能夠減少抑制導(dǎo)熱的邊界面,可形成導(dǎo)熱性更高的BN凝集顆粒。若BN凝集 顆粒的總細(xì)孔容積過(guò)大,在作為組合物中的填料使用的情況下,樹(shù)脂進(jìn)入細(xì)孔中,表觀粘度 有時(shí)會(huì)上升,組合物的成型加工或涂布液的涂布有可能變得困難。
      [0109] BN凝集顆粒的總細(xì)孔容積的下限值沒(méi)有特別限制,通常為O.OlcmVg。本發(fā)明的總 細(xì)孔容積優(yōu)選為O.OlcmVgW上、更優(yōu)選為0.02cmVgW上、優(yōu)選為2cmVgW下、更優(yōu)選為 1.5cm3/gW下。
      [0110] 凝集BN粉末的總細(xì)孔容積可W利用氮吸附法和水銀壓入法進(jìn)行測(cè)定。
      [01川 ?比表面積
      [0112] BN凝集顆粒的比表面積通常為ImVgW上、優(yōu)選為3mVgW上50mVgW下、更優(yōu)選為 5mVgW上40mVgW下。并且,還優(yōu)選為8mVgW下、還優(yōu)選為7.25mVgW下。若BN凝集顆粒的 比表面積在該范圍,在與樹(shù)脂進(jìn)行復(fù)合化時(shí),具有BN凝集顆粒彼此的接觸阻力降低的傾向, 還可W抑制含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的粘度上升,因而優(yōu)選。比表面積可W利用BET單點(diǎn) 法(吸附氣體:氮)進(jìn)行測(cè)定。
      [011引 ?堆積密度
      [0114] 將BN凝集顆粒作為填料使用的情況下,為了使樹(shù)脂的進(jìn)入為最小限度,BN凝集顆 粒的堆積密度大較好,通常優(yōu)選為〇.3g/cm3W上、更優(yōu)選為0.35g/cm3W上、進(jìn)一步優(yōu)選為 0.4g/cm3W上。BN凝集顆粒的堆積密度過(guò)小時(shí),表觀體積變大,相對(duì)于含BN凝集顆粒的樹(shù)脂 組合物中的樹(shù)脂,所添加的BN凝集顆粒的體積增多,同時(shí)樹(shù)脂的進(jìn)入變大,而且具有BN凝集 顆粒的處理性顯著變差的傾向。BN凝集顆粒的堆積密度的上限沒(méi)有特別限制,通常為 0.95g/cm3W下、優(yōu)選為0.9g/cm3W下、更優(yōu)選為0.85g/cm3W下。BN凝集顆粒的堆積密度若 過(guò)大,則在含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物中凝集BN的分散會(huì)產(chǎn)生不平衡,具有容易沉降的傾 向。
      [0115] 需要說(shuō)明的是,BN凝集顆粒的堆積密度可W利用測(cè)定粉體堆積密度的通常的裝置 和方法來(lái)求出。
      [0116] [BN凝集顆粒的制造方法]
      [0117] 本發(fā)明的BN凝集顆粒優(yōu)選可W如下制造:利用粘度為200~5000m化· S的包含原 料BN粉末的漿料(下文中有時(shí)稱為"BN漿料")對(duì)顆粒進(jìn)行造粒,并對(duì)該造粒顆粒進(jìn)行加熱處 理,從而在保持該造粒顆粒的尺寸的情況下使構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的微晶生長(zhǎng), 由此可W制造 BN凝集顆粒。BN漿料的粘度優(yōu)選為300m化· sW上、更優(yōu)選為500m化· sW上、 進(jìn)一步優(yōu)選為7〇〇mPa · sW上、特別優(yōu)選為lOOOmPa · sW上,優(yōu)選為4000mPa · sW下、更優(yōu) 選為3000mh · sW下。
      [0118] 上述BN漿料的粘度會(huì)對(duì)生成的BN凝集顆粒的體積基準(zhǔn)的平均粒徑化0和構(gòu)成BN凝 集顆粒的BN-次顆粒的平均微晶直徑產(chǎn)生較大影響,通過(guò)使該粘度為200mPa · sW上,可W 增大BN-次顆粒的平均微晶直徑和BN凝集顆粒的體積基準(zhǔn)的平均粒徑化0。
      [0119] 另一方面,通過(guò)使BN漿料的粘度為5000mPa · sW下,可W使造粒容易。BN漿料的粘 度的調(diào)整方法如后所述。
      [0120] 需要說(shuō)明的是,本發(fā)明中的BN漿料的粘度是指利用FUNGILAB社的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) "VISC0 BASIC Plus護(hù)、^葉片轉(zhuǎn)速100巧m所測(cè)定的粘度。
      [0121 ]此外,在將本發(fā)明的BN凝集顆粒作為填料而制作含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的情 況下,即使在相同填充量的條件下,與其它BN顆粒相比也可W戲劇性地改善所得到的成型 體的導(dǎo)熱系數(shù)。推測(cè)其原因是由于,在本發(fā)明的BN凝集顆粒的情況下,由于構(gòu)成BN凝集顆粒 的BN-次顆粒的平均結(jié)晶粒徑增大,BN -次顆粒中的晶界減少,構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次 顆粒的特定面發(fā)生取向;優(yōu)選認(rèn)為,由于凝集顆粒的體積基準(zhǔn)的平均粒徑化0大,因而B(niǎo)N凝集 顆粒間的接觸阻力降低也會(huì)產(chǎn)生影響。
      [0122] 本發(fā)明的BN凝集顆粒不僅BN凝集顆粒本身的導(dǎo)熱性高,而且與樹(shù)脂復(fù)合化而制作 的成型體的導(dǎo)熱性也升高。
      [0123] 目P,根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明,本領(lǐng)域技術(shù)人員將通常未假定進(jìn)行控制的漿料粘度控制為 特定的范圍,從而發(fā)現(xiàn)了能夠增大構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的平均微晶直徑的制造方 法。
      [0124] 此外,根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)將上述漿料粘度控制為特定的范圍,發(fā)現(xiàn)了制造本發(fā)明中 規(guī)定的BN凝集顆粒的方法。
      [0125] 需要說(shuō)明的是,上述峰強(qiáng)度比和微晶直徑也可W通過(guò)對(duì)由BN漿料制造的造粒顆粒 進(jìn)行加熱處理時(shí)的燒制溫度、存在于原料BN粉末中的氧濃度來(lái)控制。具體地說(shuō),如后所述, 通過(guò)使對(duì)由BN漿料制造的造粒顆粒進(jìn)行加熱處理時(shí)的燒制溫度范圍為1800°C W上2300°C W下,可W使峰強(qiáng)度比為3W上,通過(guò)使用存在于原料BN粉末中的氧濃度為1.0重量% ^上 的原料,可W將微晶直徑控制為所期望的范圍。即,通過(guò)使用適當(dāng)燒制溫度范圍和適當(dāng)氧濃 度的原料BN粉末,可W同時(shí)控制上述峰強(qiáng)度比和上述平均微晶直徑。
      [0126] 由此,可W制作出下述導(dǎo)熱性高的BN凝集顆粒,對(duì)于該BN凝集顆粒來(lái)說(shuō),將BN凝集 顆粒制成含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物時(shí)的BN凝集顆粒間的接觸阻力降低W及構(gòu)成BN凝集 顆粒的BN-次顆粒中的晶界減少,構(gòu)成該BN凝集顆粒的BN-次顆粒的特定結(jié)晶面發(fā)生取 向。
      [0127] 由本發(fā)明得到的BN凝集顆粒可W在維持高導(dǎo)熱性的同時(shí)設(shè)計(jì)成各種尺寸,因而可 W作為成型體而適用于廣泛的用途。
      [012引{漿料的制備}
      [0129] <原料BN粉末〉
      [0130] ?原料BN粉末的種類
      [01作為本發(fā)明中使用的原料BN粉末,市售的h-BN、市售的α-ΒΝ和0-ΒΝ、通過(guò)棚化合物 和氨的還原氮化法所制作的ΒΝ、由棚化合物和Ξ聚氯胺等含氮化合物所合成的ΒΝ等均可無(wú) 限制地使用,從進(jìn)一步發(fā)揮出本發(fā)明的效果的方面出發(fā),特別優(yōu)選使用h-BN。
      [0132] .原料BN粉末的結(jié)晶性
      [0133] 作為本發(fā)明中使用的原料BN粉末的形態(tài),通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定得到的峰的半 峰寬寬、結(jié)晶性低的粉末狀的BN顆粒是合適的。作為結(jié)晶性的基準(zhǔn),由粉末X射線衍射測(cè)定 得到的(002)面的峰半峰寬W2目的角度計(jì)通常為0.4° W上、優(yōu)選為0.45° W上、更優(yōu)選為 0.5° W上。并且,通常為2.0° W下、優(yōu)選為1.5° W下、進(jìn)一步優(yōu)選為1° W下。若大于上述上 限,則微晶無(wú)法充分增大,為了使其增大需要長(zhǎng)時(shí)間,因此具有生產(chǎn)率變差的傾向。若小于 上述下限,則結(jié)晶性過(guò)高,無(wú)法預(yù)計(jì)充分的結(jié)晶生長(zhǎng),而且具有漿料制作時(shí)的分散穩(wěn)定性變 差的傾向。需要說(shuō)明的是,粉末X射線衍射測(cè)定方法記載于后述實(shí)施例的項(xiàng)中。
      [0134] .原料BN粉末中的氧原子濃度
      [0135] 從BN結(jié)晶生長(zhǎng)的方面出發(fā),優(yōu)選在原料BN粉末中W某種程度存在氧原子,本發(fā)明 中,原料BN粉末中的總氧濃度通常為1質(zhì)量% W上、優(yōu)選為2質(zhì)量% W上、更優(yōu)選為3質(zhì)量% W上、進(jìn)一步優(yōu)選為4質(zhì)量%^上。并且,通常為10質(zhì)量%^下、進(jìn)一步優(yōu)選為9質(zhì)量% W下。 若大于上述上限,則在熱處理后氧也容易殘存,因此具有導(dǎo)熱性的改善效果減小的傾向。若 小于上述下限,則結(jié)晶性過(guò)高,無(wú)法預(yù)計(jì)結(jié)晶生長(zhǎng),具有可由粉末X射線衍射測(cè)定確認(rèn)的峰 強(qiáng)度比在所期望的范圍外的傾向。
      [0136] 本發(fā)明中,即便使用存在于原料BN粉末中的氧濃度為1.0重量%^上的原料,也可 W將構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的平均微晶直徑控制在所期望的范圍。
      [0137] 需要說(shuō)明的是,作為將原料BN粉末的總氧濃度調(diào)整為上述范圍的方法,例如可W 舉出:使BN合成時(shí)的合成溫度為1500°C W下的低溫而進(jìn)行合成的方法;在500°C~900°C的 低溫的氧化氣氛中對(duì)原料BN粉末進(jìn)行熱處理的方法;等等。
      [0138] 需要說(shuō)明的是,原料BN粉末的總氧濃度可W通過(guò)惰性氣體烙解-紅外線吸收法、利 用株式會(huì)社堀場(chǎng)制作所制造的氧·氮分析儀進(jìn)行測(cè)定。
      [0139] ?原料BN粉末的總細(xì)孔容積和比表面積
      [0140] 原料BN粉末的總細(xì)孔容積通常為l.OcmVgW下、優(yōu)選為0.3cmVgW上l.OcmVgW 下、更優(yōu)選為〇.5cm3/gW上l.OcmVgW下。通過(guò)使總細(xì)孔容積為l.OcmVgW下,原料BN粉末 變密,因而能夠進(jìn)行球形度高的造粒。
      [0141] 原料BN粉末的比表面積通常為50m2/gW上、優(yōu)選為60m2/gW上、更優(yōu)選為70m 2/gW 上。通常為lOOOmVgW下、優(yōu)選為500m2/gW下、更優(yōu)選為300m2/gW下。通過(guò)使原料BN粉末的 比表面積為50m2/gW上,可W減小在通過(guò)造粒進(jìn)行球形化時(shí)使用的BN漿料中的分散粒徑, 因而優(yōu)選。另外,通過(guò)為lOOOmVgW下,可W抑制漿料粘度的增加,因而優(yōu)選。
      [0142] 需要說(shuō)明的是,原料BN粉末的總細(xì)孔容積可W利用氮吸附法和水銀壓入法進(jìn)行測(cè) 定,比表面積可W利用BET單點(diǎn)法(吸附氣體:氮)進(jìn)行測(cè)定。原料BN粉末的總細(xì)孔容積和比 表面積的具體測(cè)定方法記載于后述實(shí)施例的項(xiàng)中。
      [0143] < 介質(zhì)〉
      [0144] 作為在BN漿料的制備中使用的介質(zhì),沒(méi)有特別限制,可W使用水和/或各種有機(jī)溶 劑,從噴霧干燥的容易性、裝置的簡(jiǎn)化等方面出發(fā),優(yōu)選使用水,更優(yōu)選純水。
      [0145] 關(guān)于BN漿料制備中使用的介質(zhì)的用量,優(yōu)選加入使BN漿料的粘度達(dá)到200~ SOOOmPa · S的量。
      [0146] 具體地說(shuō),BN漿料制備中使用的介質(zhì)的用量通常為10質(zhì)量% ^上、優(yōu)選為20質(zhì) 量% ^上、更優(yōu)選為30質(zhì)量%^上,通常為70質(zhì)量% ^下、優(yōu)選為65質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為 60質(zhì)量% ^下。若介質(zhì)的用量大于上述上限,則漿料粘度變得過(guò)低,因而會(huì)因沉降等導(dǎo)致BN 漿料的均勻性受損,具有構(gòu)成所得到的BN凝集顆粒的BN-次顆粒的微晶直徑在所期望的范 圍外的傾向。若小于下限,則漿料粘度過(guò)高,因而具有造粒變得困難的傾向。即,若上述介質(zhì) 的用量在上述范圍外,則難W同時(shí)滿足BN凝集顆粒的尺寸和構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒 的結(jié)晶性與BN-次顆粒中的晶界的降低。
      [0147] <表面活性劑〉
      [0148] 在BN漿料中,在調(diào)節(jié)漿料粘度的同時(shí),從漿料中的原料BN粉末的分散穩(wěn)定性(抑制 凝集)的方面出發(fā),優(yōu)選添加各種表面活性劑。
      [0149] 作為表面活性劑,可W使用陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、非離子型 表面活性劑等,它們可W單獨(dú)使用1種,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0150] 通常,表面活性劑可W使?jié){料粘度發(fā)生變化。因此,在BN漿料中添加表面活性劑的 情況下,將其量調(diào)整為使BN漿料的粘度達(dá)到200~5000mPa · S的量。例如,作為原料BN,使用 由粉末X射線衍射測(cè)定得到的(002)面峰的半峰寬2Θ為0.67°、氧濃度為7.5質(zhì)量%的BN,并 制備固體成分為50質(zhì)量%的漿料的情況下,通常,作為陰離子型表面活性劑的有效成分,相 對(duì)于漿料總量通常添加0.01質(zhì)量% ^上、優(yōu)選添加0.05質(zhì)量% ^上、更優(yōu)選添加0.1質(zhì)量% W上,通常添加10質(zhì)量% ^下、優(yōu)選添加7質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選添加5質(zhì)量% ^下、進(jìn)一步優(yōu) 選添加3質(zhì)量% ^下。若大于上述上限,則漿料粘度過(guò)度降低,同時(shí)具有表面活性劑來(lái)源的 碳成分容易殘留于所生成的BN凝集顆粒中的傾向。若小于上述下限,則漿料粘度變得過(guò)高, 具有造粒本身變得困難的傾向。
      [0151] <粘結(jié)劑〉
      [0152] 為了將原料BN粉末有效地造粒成顆粒狀,BN漿料也可W包含粘結(jié)劑。粘結(jié)劑起到 使BN-次顆粒牢固地結(jié)合、使造粒顆粒穩(wěn)定化的作用。
      [0153] 作為BN漿料中使用的粘結(jié)劑,只要可W提高BN顆粒彼此的粘接性即可,本發(fā)明中, 造粒顆粒在顆?;筮M(jìn)行加熱處理,因而優(yōu)選對(duì)該加熱處理工序中的高溫條件具有耐熱 性。
      [0154] 作為運(yùn)樣的粘結(jié)劑,優(yōu)選使用氧化侶、氧化儀、氧化錠、氧化巧、氧化娃、氧化棚、氧 化姉、氧化錯(cuò)、二氧化鐵等金屬氧化物等。運(yùn)些之中,從作為氧化物的導(dǎo)熱性和耐熱性、將BN 顆粒彼此結(jié)合的結(jié)合力等方面出發(fā),氧化侶、氧化錠是合適的。需要說(shuō)明的是,粘結(jié)劑可W 使用氧化侶溶膠之類的液態(tài)粘結(jié)劑,也可W為在加熱處理中發(fā)生反應(yīng)而轉(zhuǎn)換成其它無(wú)機(jī)成 分的物質(zhì)。運(yùn)些粘結(jié)劑可W單獨(dú)使用1種,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0155] 關(guān)于粘結(jié)劑的用量(在液態(tài)粘結(jié)劑的情況下,是作為固體成分的用量),相對(duì)于BN 漿料中的原料BN粉末,通常為0質(zhì)量% ^上30質(zhì)量% ^下、優(yōu)選為0質(zhì)量% ^上20質(zhì)量% W 下、更優(yōu)選為0質(zhì)量% ^上15質(zhì)量%^下。若超過(guò)上述上限,則造粒顆粒中的原料BN粉末的 含量減少,不僅會(huì)對(duì)結(jié)晶生長(zhǎng)產(chǎn)生影響,而且在作為導(dǎo)熱性的填料使用的情況下導(dǎo)熱性改 善效果也減小。
      [0156] <漿料制備方法〉
      [0157] 關(guān)于漿料制備方法,只要原料BN粉末和介質(zhì)、進(jìn)而根據(jù)需要的粘結(jié)劑、表面活性劑 均勻分散并可調(diào)整為所期望的粘度范圍就沒(méi)有特別限定,在使用原料BN粉末和介質(zhì)、進(jìn)而 根據(jù)需要的粘結(jié)劑、表面活性劑的情況下,優(yōu)選如下制備。
      [0158] 在樹(shù)脂制的瓶中計(jì)量規(guī)定量的原料B N粉末,接下來(lái)添加規(guī)定量的粘結(jié)劑。進(jìn)一步 添加規(guī)定量的表面活性劑后,加入氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)攬拌0.5~化 左右直至達(dá)到所期望的粘度。
      [0159] 添加順序沒(méi)有特別限制,在將大量的原料BN粉末漿料化的情況下,由于容易形成 團(tuán)狀物等凝集物,因而可W在水中加入表面活性劑和粘結(jié)劑而制作水溶液后,少量多次地 添加規(guī)定量的原料BN粉末,向其中加入氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行分 散、漿料化。
      [0160] 另外,在分散時(shí),除了罐式球磨機(jī)W外,還可W使用珠磨機(jī)、行星式混合機(jī)等分散 裝置。在漿料化時(shí),在10°c W上6(TC W下的漿料溫度下進(jìn)行。若低于下限,則漿料粘度上升, 具有脫離所期望的粘度范圍的傾向;若高于上限,則原料BN粉末在水溶液中容易分解成氨。 通常為1 〇°C W上60°C W下、優(yōu)選為15 °C W上50°C W下、更優(yōu)選為15 °C W上40°C W下、進(jìn)一步 優(yōu)選為15°CW上35°CW下。
      [0161] 雌粒}
      [0162] 為了由BN漿料得到造粒顆粒,可W使用噴霧干燥法、滾動(dòng)法、流化床法、W及攬拌 法等一般性的造粒方法,其中優(yōu)選噴霧干燥法。
      [0163] 在噴霧干燥法中,根據(jù)作為原料的漿料的濃度、導(dǎo)入裝置的單位時(shí)間的送液量W 及對(duì)所輸送的漿料進(jìn)行噴霧時(shí)的壓縮空氣壓力和壓縮空氣量,可W制造所期望的尺寸的造 粒顆粒,也可W得到球狀的造粒顆粒。所使用的噴霧干燥裝置沒(méi)有限制,為了制成更大的球 狀的造粒顆粒,利用轉(zhuǎn)盤是最佳的。作為運(yùn)樣的裝置,可W舉出大川原化工機(jī)社制造的噴霧 干燥機(jī)F系列、藤崎電機(jī)社制造的噴霧干燥機(jī)"MDL-050M"等。
      [0164] 關(guān)于由造粒得到的造粒顆粒的平均粒徑,在使本發(fā)明的BN凝集顆粒的體積基準(zhǔn)的 平均粒徑的范圍優(yōu)選為扣mW上200ymW下的情況下,體積基準(zhǔn)的平均粒徑化0通常為 上、優(yōu)選為扣mW上、更優(yōu)選為lOymW上、進(jìn)一步優(yōu)選為15皿W上、更進(jìn)一步優(yōu)選為20皿W 上、特別優(yōu)選為上、更特別優(yōu)選為上、也可W優(yōu)選為上、也可W優(yōu)選為 30皿W上、還可W優(yōu)選為35皿W上。并且,優(yōu)選為150皿W下、更優(yōu)選為100皿W下。此處,關(guān) 于造粒顆粒的體積基準(zhǔn)的平均粒徑化0,例如在濕式的情況下可W利用堀場(chǎng)制作所制造的 "LA920"進(jìn)行測(cè)定,在干式的情況下可W利用Malvern社制造的"Mor地orogi"等進(jìn)行測(cè)定。 [01化]{加熱處理}
      [0166] 上述的BN造粒顆??蒞通過(guò)進(jìn)一步在非氧化性氣體氣氛下進(jìn)行加熱處理來(lái)制造 BN凝集顆粒。
      [0167] 此處,非氧化性氣體氣氛是指氮?dú)?、氮?dú)?、氣氣、氨氣、氨氣、甲燒氣體、丙烷氣體、 一氧化碳?xì)怏w等氣氛。根據(jù)此處所用的氣氛氣體的種類的不同,凝集BN顆粒的結(jié)晶化速度 有所不同,為了在短時(shí)間進(jìn)行結(jié)晶化,特別優(yōu)選使用氮?dú)?、或者合用了氮?dú)馀c其它氣體的混 合氣體。
      [0168] 加熱處理溫度通常為1800°CW上2300°CW下,優(yōu)選為1900°CW上、并且優(yōu)選為 2200°CW下。若加熱處理溫度過(guò)低,則BN的平均微晶的生長(zhǎng)變得不充分,BN凝集顆粒和成型 體的導(dǎo)熱系數(shù)有時(shí)會(huì)變小。若加熱處理溫度過(guò)高,則有可能發(fā)生BN的分解等。
      [0169] 通過(guò)使上述加熱處理溫度為1800°CW上2300°CW下,可W使BN-次顆粒的(100) 面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為所期望的值。
      [0170] 加熱處理時(shí)間通常為3小時(shí)W上、優(yōu)選為4小時(shí)W上、更優(yōu)選為5小時(shí)W上、并且通 常為20小時(shí)W下、優(yōu)選為15小時(shí)W下。加熱處理時(shí)間小于上述下限時(shí),結(jié)晶生長(zhǎng)變得不充 分,若超過(guò)上述上限,則BN有可能發(fā)生部分分解。
      [0171] 加熱處理在非氧化性氣體氣氛下進(jìn)行,因而,優(yōu)選通常在利用真空累對(duì)燒制爐內(nèi) 進(jìn)行排氣后一邊導(dǎo)入非氧化性氣體一邊加熱升溫至所期望的溫度,在燒制爐內(nèi)可W充分被 非氧化性氣體置換的情況下,也可W在常壓下一邊導(dǎo)入非氧化性氣體一邊加熱升溫。作為 燒制爐,可W舉出馬佛爐、管狀爐、氣氛爐等分批式爐及回轉(zhuǎn)害、螺旋式輸送爐、隧道爐、帶 式爐、推送式爐、立式連續(xù)爐等連續(xù)爐,可根據(jù)目的分別使用。
      [0172]通常,為了減小燒制時(shí)組成的不均勻性,進(jìn)行加熱處理的造粒顆粒放入圓形的石 墨制帶蓋相鍋中進(jìn)行加熱燒制。此時(shí),除了降低組成的不均勻性W外,還W抑制燒制導(dǎo)致的 BN凝集顆粒彼此的燒結(jié)為目的,也可W放入石墨制的間隔物。關(guān)于間隔物產(chǎn)生的分隔數(shù),只 要可抑制燒結(jié)就沒(méi)有特別限制,通常為2分割W上16分割W下。分割數(shù)多于上述上限時(shí),雖 然可W抑制燒結(jié),但具有BN-次顆粒的結(jié)晶無(wú)法充分生長(zhǎng)的傾向;分割數(shù)少于上述下限時(shí), 燒結(jié)有時(shí)會(huì)進(jìn)行。
      [017;3] {分級(jí)}
      [0174] 為了減小粒徑分布、抑制混配于含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物中時(shí)的粘度上升,上 述加熱處理后的BN凝集顆粒優(yōu)選進(jìn)行分級(jí)處理。該分級(jí)通常在造粒顆粒的加熱處理后進(jìn) 行,也可W對(duì)加熱處理前的造粒顆粒進(jìn)行,之后再供于加熱處理。
      [0175] 分級(jí)可W為濕式、干式中的任一種,從抑制BN分解的方面考慮,優(yōu)選干式分級(jí)。特 別是在粘結(jié)劑具有水溶性的情況下,特別優(yōu)選使用干式分級(jí)。
      [0176] 在干式分級(jí)中,除了利用篩的分級(jí)W外,還有利用離屯、力和流體阻力之差進(jìn)行分 級(jí)的風(fēng)力分級(jí)等,可W使用旋轉(zhuǎn)氣流式分級(jí)機(jī)、強(qiáng)制滿流離屯、式分級(jí)機(jī)、半自由滿流離屯、式 分級(jí)機(jī)等分級(jí)機(jī)。運(yùn)些之中,只要根據(jù)所要分級(jí)的顆粒的粒徑適當(dāng)分開(kāi)使用即可,為了分級(jí) 亞微米至單級(jí)微米區(qū)域的小微粒,使用旋轉(zhuǎn)氣流式分級(jí)機(jī),為了分級(jí)其W上的比較大的顆 粒,使用半自由滿流離屯、式分級(jí)機(jī)等。
      [0177] [含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物]
      [0178] 本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物至少含有本發(fā)明的BN凝集顆粒和樹(shù)脂。需要 說(shuō)明的是,本發(fā)明的BN凝集顆粒由于其形狀方面的特征,因而適合用作含BN凝集顆粒的樹(shù) 脂組合物的填料。
      [0179] 關(guān)于含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物中的BN凝集顆粒的含有比例(下文中有時(shí)稱為 "填料填充量"),將BN凝集顆粒與樹(shù)脂的合計(jì)設(shè)為100質(zhì)量%,通常為5質(zhì)量% ^上、優(yōu)選為 30質(zhì)量% ^上、更優(yōu)選為50質(zhì)量% ^上,通常為95質(zhì)量% ^下、優(yōu)選為90質(zhì)量% ^下。若大 于上述上限,則粘度變得過(guò)高,無(wú)法確保成型加工性,同時(shí)BN凝集顆粒的密集填充被抑制, 因此具有導(dǎo)熱性降低的傾向;若小于上述下限,雖然可W確保成型加工性,但BN凝集顆粒過(guò) 少,具有導(dǎo)熱性無(wú)法提高的傾向。
      [0180] 另外,本發(fā)明的另一方式(第二要點(diǎn))的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物至少含有具有 上述特定物性的BN凝集顆粒(A)、和與該BN凝集顆粒不同的無(wú)機(jī)顆粒(B)。
      [0181] 作為與具有上述特定物性的BN凝集顆粒(A)不同的無(wú)機(jī)顆粒(B)的種類,沒(méi)有特別 限定,可W使用任何種類。其中,可W舉出氮化棚、氮化侶、氧化侶、氧化鋒、氧化儀、氧化被、 二氧化鐵等,優(yōu)選為選自由運(yùn)些組成的組中的一種W上,其中從降低熱阻的方面考慮,優(yōu)選 氮化棚。
      [0182] 所使用的BN凝集顆粒(A)和無(wú)機(jī)顆粒(B)優(yōu)選滿足BN凝集顆粒(A)的體積平均粒徑 (化〇)〉無(wú)機(jī)顆粒(B)的體積平均粒徑(〇5〇)。不滿足上述條件的情況下,無(wú)法最密填充顆粒, 導(dǎo)熱系數(shù)降低。無(wú)機(jī)顆粒(B)的Dso優(yōu)選為BN凝集顆粒(A)的Dso的0.95倍W下、更優(yōu)選為0.8 倍W下、特別優(yōu)選為0.5倍W下。通過(guò)為該范圍,能夠沒(méi)有間隙地填充在具有上述特定物性 的BN凝集顆粒間存在的空隙,能夠充分降低熱阻、組合物內(nèi)的缺陷,由包含運(yùn)些顆粒的組合 物得到的成型體具有高導(dǎo)熱系數(shù)和耐電壓性。
      [0183] 需要說(shuō)明的是,關(guān)于無(wú)機(jī)顆粒(B)的體積平均粒徑相對(duì)于BN凝集顆粒(A)的體積平 均粒徑之比的下限,只要滿足上述條件就沒(méi)有特別限定,從無(wú)機(jī)顆粒(B)的處理性的方面出 發(fā),W及由于具有熱阻、組合物內(nèi)的缺陷降低效果不會(huì)大幅變化的傾向,因而通常為0.01倍 W上、優(yōu)選為0.05倍W上。
      [0184] 另外,無(wú)機(jī)顆粒(B)的體積平均粒徑通常為lOOymW下、優(yōu)選為60ymW下;另一方面 為0.5ymW上、優(yōu)選為lymW上、進(jìn)一步優(yōu)選為上。通過(guò)為該范圍,能夠高效地填充顆粒 間的空隙,從而具有耐電壓性能高、導(dǎo)熱系數(shù)高的傾向。
      [0185] 需要說(shuō)明的是,只要滿足BN凝集顆粒(A)的體積平均粒徑(Dso)〉無(wú)機(jī)顆粒(B)的體 積平均粒徑(Dso),則無(wú)機(jī)顆粒(B)也可W為凝集顆粒。
      [0186] (含BN凝集顆粒的組合物的成分比例)
      [0187] 關(guān)于含BN凝集顆粒的組合物中的BN凝集顆粒(A)的含有比例,相對(duì)于BN凝集顆粒 (A)與無(wú)機(jī)顆粒(B)的合計(jì),通常為30質(zhì)量% ^上、優(yōu)選為50質(zhì)量% ^上,并且通常為95重 量%^下、優(yōu)選為90質(zhì)量% ^下。通過(guò)為該范圍,會(huì)因凝集顆粒而產(chǎn)生滲流,具有導(dǎo)熱系數(shù) 變高的傾向。
      [0188] 關(guān)于含BN凝集顆粒的組合物中的BN凝集顆粒(A)與無(wú)機(jī)顆粒(B)的合計(jì)的含有比 例(下文中有時(shí)稱為"填料填充量"),將BN凝集顆粒(A)與無(wú)機(jī)顆粒(B)和樹(shù)脂的合計(jì)設(shè)為 100質(zhì)量%,通常為5質(zhì)量% ^上、優(yōu)選為30質(zhì)量% ^上、更優(yōu)選為50質(zhì)量% ^上,并且通常 為95質(zhì)量%^下、優(yōu)選為90質(zhì)量%^下。通過(guò)為上述范圍,可W確保利用該組合物制造成型 體時(shí)的成型性,并且具有所得到的成型體的導(dǎo)熱性變好的傾向。
      [0189] < 樹(shù)脂〉
      [0190] 作為用于含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的樹(shù)脂,沒(méi)有特別限制,優(yōu)選為固化性樹(shù)脂 和/或熱塑性樹(shù)脂。例如,作為固化性樹(shù)脂,可W舉出熱固化性、光固化性、電子射線固化性 等,從耐熱性、吸水性、尺寸穩(wěn)定性等方面考慮,優(yōu)選熱固化性樹(shù)脂和/或熱塑性樹(shù)脂,運(yùn)些 之中更優(yōu)選環(huán)氧樹(shù)脂。運(yùn)些樹(shù)脂可W將巧巾W上組合使用。
      [0191] 環(huán)氧樹(shù)脂可W僅為具有一種結(jié)構(gòu)單元的環(huán)氧樹(shù)脂,也可W將結(jié)構(gòu)單元不同的兩種 W上的環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行組合。另外,環(huán)氧樹(shù)脂可根據(jù)需要與環(huán)氧樹(shù)脂用固化劑、固化促進(jìn)劑一 同使用。
      [0192] 在使用環(huán)氧樹(shù)脂的情況下,其Tg沒(méi)有特別限定,通常為(TCW上、優(yōu)選為10°CW上、 更優(yōu)選為25 °C W上,并且通常為350°C W下、優(yōu)選為300°C W下、更優(yōu)選為250°C W下。
      [0193] 此處,除了涂膜性或成膜性、粘接性W外,為了降低固化物中的空隙而得到高導(dǎo)熱 的固化物,優(yōu)選至少包含后述的苯氧基樹(shù)脂(下文中有時(shí)稱為"環(huán)氧樹(shù)脂(ΑΓ)作為環(huán)氧樹(shù) 月旨。環(huán)氧樹(shù)脂(A)相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂總量的質(zhì)量比例沒(méi)有特別限制,優(yōu)選為5質(zhì)量%^上、更優(yōu) 選為10質(zhì)量% ^上、進(jìn)一步優(yōu)選為15質(zhì)量% ^上、特別優(yōu)選為16.0質(zhì)量% ^上、特別優(yōu)選為 18.0質(zhì)量% ^上,優(yōu)選為95質(zhì)量% ^下、更優(yōu)選為90質(zhì)量% ^下、進(jìn)一步優(yōu)選為80質(zhì)量% W 下的范圍。
      [0194] 苯氧基樹(shù)脂通常是指使環(huán)氧面丙烷與二元酪化合物反應(yīng)而得到的樹(shù)脂、或使2價(jià) 的環(huán)氧化合物與二元酪化合物反應(yīng)而得到的樹(shù)脂,本發(fā)明中,在運(yùn)些樹(shù)脂中,將重均分子量 為10000 W上的高分子量的苯氧基樹(shù)脂作為環(huán)氧樹(shù)脂(A)。
      [01M]此處,重均分子量是指利用凝膠色譜法測(cè)定的聚苯乙締換算的值。
      [0196] 作為環(huán)氧樹(shù)脂(A),優(yōu)選具有選自由糞骨架、巧骨架、聯(lián)苯骨架、蔥骨架、巧骨架、咕 噸骨架、金剛燒骨架和雙環(huán)戊二締骨架組成的組中的至少1種骨架的苯氧基樹(shù)脂、雙酪A型 苯氧基樹(shù)脂、雙酪F型苯氧基樹(shù)脂、糞型苯氧基樹(shù)脂、苯酪酪醒清漆型苯氧基樹(shù)脂、甲酪酪醒 清漆型苯氧基樹(shù)脂、苯酪芳烷基型苯氧基樹(shù)脂、聯(lián)苯型苯氧基樹(shù)脂、Ξ苯甲燒型苯氧基樹(shù) 月旨、雙環(huán)戊二締型苯氧基樹(shù)脂、縮水甘油醋型苯氧基樹(shù)脂、縮水甘油基胺型苯氧基樹(shù)脂。其 中,由于可進(jìn)一步提高耐熱性、密合性,因而特別優(yōu)選具有巧骨架和/或聯(lián)苯骨架的苯氧基 樹(shù)脂、雙酪A型苯氧基樹(shù)脂、雙酪F型苯氧基樹(shù)脂。
      [0197] 它們可W單獨(dú)使用巧巾,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0198] 除了上述環(huán)氧樹(shù)脂(A)W外,本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選含有分子內(nèi)具有2個(gè)W上環(huán)氧 基的環(huán)氧樹(shù)脂(下文中有時(shí)稱為"環(huán)氧樹(shù)脂(ΒΓ)。作為上述環(huán)氧樹(shù)脂(B),例如可W舉出雙 酪A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酪F型環(huán)氧樹(shù)脂、糞型環(huán)氧樹(shù)脂、苯酪酪醒清漆型環(huán)氧樹(shù)脂、甲酪酪醒清 漆環(huán)氧樹(shù)脂、苯酪芳烷基型環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹(shù)脂、Ξ苯甲燒型環(huán)氧樹(shù)脂、雙環(huán)戊二締 型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油醋型環(huán)氧樹(shù)脂、縮水甘油基胺型環(huán)氧樹(shù)脂、多官能苯酪型環(huán)氧樹(shù)脂等 各種環(huán)氧樹(shù)脂。其中,從提高耐熱性、密合性的方面考慮,優(yōu)選雙酪A型環(huán)氧樹(shù)脂、雙酪F型環(huán) 氧樹(shù)脂、縮水甘油基胺型環(huán)氧樹(shù)脂、多官能苯酪型環(huán)氧樹(shù)脂。
      [0199] 它們可W單獨(dú)使用巧巾,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0200] 從控制烙融粘度的方面出發(fā),上述環(huán)氧樹(shù)脂(B)的重均分子量?jī)?yōu)選為100~5000、 更優(yōu)選為200~2000。重均分子量低于100時(shí),具有耐熱性差的傾向;高于5000時(shí),環(huán)氧樹(shù)脂 的烙點(diǎn)升高,具有作業(yè)性降低的傾向。
      [0201] 另外,對(duì)本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂來(lái)說(shuō),在不損害其目的的范圍內(nèi),也可W包含環(huán)氧樹(shù)脂 (A)和環(huán)氧樹(shù)脂(B)W外的環(huán)氧樹(shù)脂(下文中有時(shí)稱為"其它環(huán)氧樹(shù)脂")。其它環(huán)氧樹(shù)脂的含 量相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂(A)與環(huán)氧樹(shù)脂(B)的合計(jì)通常為50質(zhì)量%^下、優(yōu)選為30質(zhì)量% W下。
      [0202] 環(huán)氧樹(shù)脂用固化劑可根據(jù)所使用的樹(shù)脂的種類適當(dāng)選擇。例如可W舉出酸酢系固 化劑、胺系固化劑。作為酸酢系固化劑,例如可W舉出四氨鄰苯二甲酸酢、甲基四氨鄰苯二 甲酸酢、六氨鄰苯二甲酸酢W及二苯甲酬四簇酸酢。作為胺系固化劑,例如可W舉出乙二 胺、二亞乙基Ξ胺、Ξ亞乙基四胺等脂肪族多元胺、二氨基二苯諷、二氨基二苯基甲燒、二氨 基二苯基酸、間苯二胺等芳香族多元胺和雙氯胺等。它們可W單獨(dú)使用巧巾,也可W將巧中W 上混合使用。對(duì)于運(yùn)些環(huán)氧樹(shù)脂用固化劑來(lái)說(shuō),通常,相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂W當(dāng)量比計(jì)在0.3 W 上1.5W下的范圍進(jìn)行混配。
      [0203] 固化促進(jìn)劑可根據(jù)所使用的樹(shù)脂、固化劑的種類適當(dāng)選擇。例如,作為上述酸酢系 固化劑用的固化促進(jìn)劑,例如可W舉出Ξ氣化棚單乙胺、2-乙基-4-甲基咪挫、1-異下基-2- 甲基咪挫、2-苯基-4-甲基咪挫。它們可W單獨(dú)使用1種,也可W將巧巾W上混合使用。對(duì)于運(yùn) 些固化促進(jìn)劑來(lái)說(shuō),通常,相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂100質(zhì)量份在0.1質(zhì)量份W上30質(zhì)量份W下的范 圍使用。
      [0204] 另外,本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的樹(shù)脂也可W為熱塑性樹(shù)脂。作為熱 塑性樹(shù)脂,例如可W舉出聚乙締樹(shù)脂、聚丙締樹(shù)脂、乙締-乙酸乙締醋共聚物樹(shù)脂等聚締控 樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇醋樹(shù)脂、聚對(duì)苯二甲酸下二醇醋樹(shù)脂、液晶聚醋樹(shù)脂等聚醋樹(shù) 月旨、聚氯乙締樹(shù)脂、苯氧基樹(shù)脂、丙締酸類樹(shù)脂、聚碳酸醋樹(shù)脂、聚苯硫酸樹(shù)脂、聚苯酸樹(shù)脂、 聚酷胺樹(shù)脂、聚酷胺酷亞胺樹(shù)脂、聚酷亞胺樹(shù)脂、聚酸酷胺酷亞胺樹(shù)脂、聚酸酷胺樹(shù)脂和聚 酸酷亞胺樹(shù)脂等。并且,還包括它們的嵌段共聚物、接枝共聚物等共聚物。它們可W單獨(dú)使 用1種,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0205] 另外,本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的樹(shù)脂也可W含有橡膠成分,作為橡 膠成分,例如可W舉出天然橡膠、聚異戊二締橡膠、苯乙締-下二締共聚物橡膠、聚下二締橡 膠、乙締-丙締共聚物橡膠、乙締-丙締-二締共聚物橡膠、下二締-丙締臘共聚物橡膠、異下 締-異戊二締共聚物橡膠、氯下橡膠、娃橡膠、氣橡膠、氯橫化聚乙締、聚氨醋橡膠等。它們可 W單獨(dú)使用1種,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0206] <其它成分〉
      [0207] 在可得到本發(fā)明的效果的范圍內(nèi),本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物也可W含 有進(jìn)一步的成分。作為運(yùn)種進(jìn)一步的成分,例如除了上述樹(shù)脂W外,還可W舉出作為無(wú)機(jī)填 料的氮化侶、氮化娃、纖維狀、板狀、顆粒狀凝集BN等氮化物顆粒;氧化侶、纖維狀氧化侶、氧 化鋒、氧化儀、氧化被、二氧化鐵等絕緣性金屬氧化物;金剛石、富勒締、氨氧化侶、氨氧化儀 等無(wú)機(jī)填料;用于改善無(wú)機(jī)填料與基體樹(shù)脂的界面粘接強(qiáng)度的硅烷偶聯(lián)劑等表面處理劑; 還原劑等絕緣性碳成分;樹(shù)脂固化劑、樹(shù)脂固化促進(jìn)劑、粘度調(diào)整劑、分散劑。其中,由于可 提高導(dǎo)熱系數(shù)、提高耐電壓,優(yōu)選氮化物顆粒,更優(yōu)選顆粒狀凝集BN。
      [0208] 需要說(shuō)明的是,在使用本發(fā)明的漿料的情況下,從提高成膜性的方面出發(fā),優(yōu)選使 用分散劑。
      [0209] 另外,從降低含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的粘度的方面考慮,本發(fā)明的含BN凝集 顆粒的樹(shù)脂組合物中可W使用溶劑。關(guān)于溶劑,從公知的溶劑中使用可溶解樹(shù)脂的溶劑。作 為運(yùn)樣的溶劑,例如有機(jī)溶劑可W舉出甲基乙基酬、丙酬、環(huán)己酬、甲苯、二甲苯、單氯苯、二 氯苯、Ξ氯苯、苯酪W及六氣異丙醇。
      [0210] 它種河從單獨(dú)使用1種,也可W將巧巾W上混合使用。
      [0211] 相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂等的樹(shù)脂100質(zhì)量份,溶劑通常在0~10,000質(zhì)量份的范圍使用。
      [0212] [含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的制造方法]
      [0213] 本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物可W通過(guò)攬拌或混煉將本發(fā)明的BN凝集顆 粒、根據(jù)情況的無(wú)機(jī)顆粒、樹(shù)脂W及根據(jù)需要添加的其它成分均勻混合而得到。其混合例如 可W使用混合器、捏合機(jī)、單螺桿或雙螺桿混煉機(jī)等常用的混煉裝置,在混合時(shí)可W根據(jù)需 要進(jìn)行加熱。
      [0214] 需要說(shuō)明的是,包含溶劑的體系或樹(shù)脂為液體狀態(tài)、本發(fā)明的含BN凝集顆粒的組 合物為具有流動(dòng)性的漿料狀態(tài)(本說(shuō)明書中也稱為涂布用漿料)的情況下,制成漿料時(shí)的制 備方法沒(méi)有特別限定,可W利用現(xiàn)有公知的方法。需要說(shuō)明的是,此時(shí)為了提高涂布液的均 勻性、和進(jìn)行脫泡等,優(yōu)選使用涂料攬拌器、珠磨機(jī)、行星式攬拌機(jī)、攬拌型分散機(jī)、自轉(zhuǎn)公 轉(zhuǎn)攬拌混合機(jī)、Ξ漉機(jī)、捏合機(jī)、單螺桿或雙螺桿混煉機(jī)等常用的混煉裝置等進(jìn)行混合和攬 拌。
      [0215] 關(guān)于各混配成分的混合順序,也是只要沒(méi)有產(chǎn)生反應(yīng)或沉淀物等特別的問(wèn)題就是 任意的,例如可W舉出下述方法:將樹(shù)脂混合、溶解于有機(jī)溶劑(例如甲基乙基酬中而制作 樹(shù)脂溶液,在所得到的樹(shù)脂溶液中加入充分混合了 BN凝集顆粒和后述其它成分而成的物質(zhì) 并進(jìn)行混合,之后作為粘度調(diào)節(jié)用而進(jìn)一步加入有機(jī)溶劑并混合,之后進(jìn)一步加入樹(shù)脂固 化劑、固化促進(jìn)劑、或分散劑等添加劑并混合。
      [0216] [BN凝集顆粒的成型體]
      [0217]本發(fā)明的成型體是使用了本發(fā)明的BN凝集顆粒的成型體,優(yōu)選為將含BN凝集顆粒 的樹(shù)脂組合物成型而成的成型體。成型體的成型方法可W使用通常所用的方法。
      [0218] 例如,本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物具有可塑性及流動(dòng)性的情況下,可W 將該含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物W所望的形狀、例如W容納于模具中的狀態(tài)進(jìn)行固化而成 型。
      [0219] 在運(yùn)種成型體的制造中,可W利用注射成型、注射擠壓成型、擠出成型、擠壓成型 和真空擠壓成型。
      [0220] 上述漿料包含溶劑的情況下,可W利用加熱板、熱風(fēng)爐、IR加熱爐、真空干燥機(jī)、高 頻加熱機(jī)等公知的加熱方法除去溶劑。
      [0221] 另外,本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物為環(huán)氧樹(shù)脂或有機(jī)娃樹(shù)脂等熱固化性 樹(shù)脂組合物的情況下,成型體的成型、即固化可W在各自的固化溫度條件下進(jìn)行。
      [0222] 另外,本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物為熱塑性樹(shù)脂組合物的情況下,成型 體的成型可W在熱塑性樹(shù)脂的烙融溫度W上的溫度和規(guī)定的成型速度及壓力的條件下進(jìn) 行。
      [0223] 另外,本發(fā)明的成型體也可W通過(guò)將本發(fā)明的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的固化 物切削成所期望的形狀而得到。
      [0224] 作為本發(fā)明的BN凝集顆粒的用途,在成型體中優(yōu)選散熱片(本說(shuō)明書中,也簡(jiǎn)稱為 片)。散熱片的制造方法沒(méi)有特別限制,可W利用現(xiàn)有技術(shù)的散熱片的制造方法進(jìn)行制造。
      [0225] 下面,具體說(shuō)明利用含BN凝集顆粒的漿料(包含BN凝集顆粒)來(lái)制造散熱片的方 法。關(guān)于片的制造方法,除了制備上述漿料的工序W外,至少還具有:后述的將該漿料涂布 至基材上(涂布工序)并進(jìn)行干燥的工序(干燥工序);對(duì)該涂布干燥物進(jìn)行加壓并成型的工 序(片化工序);W及將該成型物熱固化的工序(熱固化工序)。
      [0226] <涂布工序〉
      [0227] 首先,利用含BN凝集顆粒的漿料在基板的表面形成涂膜。
      [0228] 目P,使用漿料,利用浸潰法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、其它任意方法形成涂膜。在組 合物涂布液的涂布時(shí),通過(guò)使用旋涂機(jī)、狹縫涂布機(jī)、模涂機(jī)、刮刀涂布機(jī)、逗號(hào)涂布機(jī)、絲 網(wǎng)印刷、刮刀、涂布器、噴霧涂布等涂布裝置,可W在基板上均勻地形成規(guī)定膜厚的涂膜,優(yōu) 選能夠調(diào)整間隙的刮刀涂布機(jī)。
      [0229] 本發(fā)明的片也可W作為自支撐膜使用,進(jìn)而可W在金屬錐或板(銅、侶、銀、金)、 陽(yáng)T、PEN等樹(shù)脂膜、玻璃等公知的基材上制膜。需要說(shuō)明的是,對(duì)于運(yùn)些基板來(lái)說(shuō),根據(jù)使用 形態(tài)的不同,也可W剝下使用,還可W如基板/散熱片/基板運(yùn)樣制成層積結(jié)構(gòu)。
      [0230] 需要說(shuō)明的是,作為基板,通常使用后述厚度的銅錐,但完全不限定于銅基板。另 夕h基板的表面可W有凹凸,或者可W進(jìn)行了表面處理。
      [0231] <干燥工序〉
      [0232] 接著,使涂布于基板上的含BN凝集顆粒的漿料干燥,得到涂布干燥物。干燥溫度通 常為15 °C W上、優(yōu)選為20°C W上、更優(yōu)選為23 °C W上,通常為100°C W下、優(yōu)選為90°C W下、 更優(yōu)選為80°C W下、進(jìn)一步優(yōu)選為70°C W下。
      [0233] 該干燥的加熱溫度過(guò)低或加熱時(shí)間過(guò)短時(shí),無(wú)法充分除去涂膜中的有機(jī)溶劑,有 機(jī)溶劑會(huì)殘留于所得到的干燥膜中,殘留的有機(jī)溶劑在隨后的片化工序中的高溫加壓處理 中發(fā)生蒸發(fā),殘留溶劑的蒸發(fā)痕跡形成空隙,無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物 理強(qiáng)度等的片。相反地,干燥的加熱溫度過(guò)高或加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí),樹(shù)脂的固化推進(jìn),無(wú)法形 成良好的干燥膜。
      [0234] 另外,干燥時(shí)間通常為1小時(shí)W上、優(yōu)選為2小時(shí)W上、更優(yōu)選為3小時(shí)W上、進(jìn)一步 優(yōu)選為4小時(shí)W上,通常為168小時(shí)W下、優(yōu)選為144小時(shí)W下、更優(yōu)選為120小時(shí)W下、進(jìn)一 步優(yōu)選為96小時(shí)W下。
      [0235] 該干燥時(shí)間小于下限時(shí),無(wú)法充分除去涂膜中的有機(jī)溶劑,有機(jī)溶劑會(huì)殘留于所 得到的干燥膜中,殘留的有機(jī)溶劑在隨后的片化工序中的高溫加壓處理中發(fā)生蒸發(fā),殘留 溶劑的蒸發(fā)痕跡形成空隙,無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物理強(qiáng)度等的片。相 反地,干燥時(shí)間超過(guò)上限時(shí),樹(shù)脂過(guò)度干燥,不僅無(wú)法得到強(qiáng)度良好的涂布膜,而且由于片 化工序中的樹(shù)脂的可塑化,也無(wú)法得到充分的流動(dòng)性,樹(shù)脂無(wú)法充分滲透至存在于片內(nèi)的 空隙,具有無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物理強(qiáng)度等的片的傾向。
      [0236] 干燥前的片的膜厚通常為lOOymW上、優(yōu)選為150ymW上、更優(yōu)選為200ymW上、進(jìn) 一步優(yōu)選為300ymW上,通常為SOOymW下、優(yōu)選為700ymW下、更優(yōu)選為600ymW下、進(jìn)一步 優(yōu)選為500ymW下。膜厚超過(guò)上述上限時(shí),在膜內(nèi)部難W控制有機(jī)溶劑的蒸發(fā)速度,殘存有 機(jī)溶劑量增多,在片化工序中的高溫加壓處理中發(fā)生蒸發(fā),殘留溶劑的蒸發(fā)痕跡形成空隙, 無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物理強(qiáng)度等的片。相反地,在小于上述下限的情 況下,在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生有機(jī)溶劑蒸發(fā),因此樹(shù)脂過(guò)度干燥,不僅無(wú)法得到強(qiáng)度良好的涂布 膜,而且由于片化工序中的樹(shù)脂的可塑化,也無(wú)法得到充分的流動(dòng)性,樹(shù)脂無(wú)法充分滲透至 存在于片內(nèi)的空隙,具有無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物理強(qiáng)度等的片的傾 向。
      [0237] 此時(shí),可W在一定溫度下進(jìn)行加熱處理,但為了順利地進(jìn)行涂布液中的有機(jī)溶劑 等揮發(fā)成分的除去,也可W在減壓條件下進(jìn)行加熱處理。另外,還可W在樹(shù)脂固化不進(jìn)行的 范圍內(nèi)通過(guò)階段性的升溫來(lái)進(jìn)行加熱處理。例如,可W首先在25~40°C (例如在30°C)、隨后 在40~90°C(例如在50°C)實(shí)施各30分鐘~60分鐘左右的加熱處理。
      [0238] 該干燥工序中得到的涂布干燥物中的具有150°CW上的有機(jī)化合物量超過(guò)化pm、 優(yōu)選為O.OOlppmW上、更優(yōu)選為0.1 ppmW上、進(jìn)一步優(yōu)選為IppmW上,為ISOOppmW下、優(yōu)選 為1500ppmW下、更優(yōu)選為1300ppmW下。若為該范圍內(nèi),則利用本制造方法得到的片顯示出 高導(dǎo)熱性和耐電壓值。
      [0239] 另外,涂布干燥物中的沸點(diǎn)為100°CW下的有機(jī)化合物量通常超過(guò)Oppm、優(yōu)選為 O.OlppmW上、更優(yōu)選為IppmW上、進(jìn)一步優(yōu)選為5ppmW上、特別優(yōu)選為7ppmW上,通常為 5化pmW下、優(yōu)選為30ppmW下、更優(yōu)選為19ppmW下、進(jìn)一步優(yōu)選為ISppmW下。若為上述范 圍,能夠更有效地發(fā)揮出本發(fā)明的效果。需要說(shuō)明的是,涂布干燥物中的上述有機(jī)化合物的 含量可W利用頂空氣相色譜法進(jìn)行測(cè)定。
      [0240] <片化工序〉
      [0241] 在干燥工序后,進(jìn)行對(duì)涂布干燥物加壓、成型的工序(片化工序)。在片化工序中, 通常將涂布至銅基板上并干燥的涂布干燥物切割成規(guī)定尺寸。
      [0242] 進(jìn)行片化時(shí)的加熱溫度(壓制溫度)通常為80°CW上、優(yōu)選為90°CW上、更優(yōu)選為 100°C W上、進(jìn)一步優(yōu)選為11(TC W上,通常為300°C W下、優(yōu)選為250°C W下、更優(yōu)選為200°C W下。
      [0243] 該加熱溫度小于上述下限時(shí),熱固化反應(yīng)無(wú)法充分進(jìn)行,BN凝集顆粒彼此的接觸 及BN凝集顆粒與樹(shù)脂界面的接觸也不充分,因此無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的 物理強(qiáng)度等的片。相反地,在超過(guò)上述范圍的上限時(shí),容易發(fā)生樹(shù)脂的分解,由于該分解導(dǎo) 致的空隙及分子量的降低,具有無(wú)法形成具有高導(dǎo)熱性、高絕緣性、規(guī)定的物理強(qiáng)度等的片 的傾向。
      [0244] 為了促進(jìn)在上述銅基板上的粘接而進(jìn)行的加壓工序(也稱為壓制處理)中的壓制 方法可W采用公知的技術(shù)進(jìn)行,例如可W采用靜水壓壓制、真空壓制、帶壓制、加熱壓制、伺 服壓制、壓延漉等公知的方法進(jìn)行成型。
      [0245] 關(guān)于壓制壓力,對(duì)于銅基板上的干燥膜,通常加壓10kgf/cm2W上、優(yōu)選加壓 150k奸/cm2 W上、更優(yōu)選加壓200k奸/cm2 W上、進(jìn)一步優(yōu)選加壓250kgf/cm2 W上,通常加壓 2000kgf/cm2W下、優(yōu)選加壓1000kgf/cm2W下、更優(yōu)選加壓900kgf/cm 2W下、進(jìn)一步優(yōu)選加 壓800kgf/cm2W下。通過(guò)使該加壓時(shí)的負(fù)荷為上述上限W下,BN凝集顆粒不會(huì)破壞,可W得 到片中沒(méi)有空隙等的具有高導(dǎo)熱性的片。另外,通過(guò)使負(fù)荷為上述下限W上,BN凝集顆粒間 的接觸變得良好,容易形成熱傳導(dǎo)路徑,因此可W得到具有高導(dǎo)熱性的片。
      [0246] 特別是在經(jīng)過(guò)熱固化工序的片化工序中,優(yōu)選施加上述范圍的負(fù)荷來(lái)進(jìn)行加壓、 固化。
      [0247] 在熱固化工序中進(jìn)行下述加壓工序和固化工序,在加壓工序中,對(duì)于涂布至銅基 板上并干燥的組合物膜,通常在80°C W上、優(yōu)選在100°C W上(例如100~200°C的溫度)下, 施加規(guī)定的負(fù)荷并加壓1~30分鐘左右,由此在降低涂布干燥膜中的樹(shù)脂的烙融粘度的同 時(shí),W某種程度進(jìn)行固化反應(yīng),促進(jìn)在銅基板上的粘接;之后,在固化工序中,為了使樹(shù)脂膜 完全固化,在所期望的固化溫度(例如15(TCW上)下用烘箱等加熱2~4小時(shí)左右,由此進(jìn)行 固化反應(yīng),制作片。關(guān)于固化工序中完全固化時(shí)的加熱溫度的上限,為所使用的樹(shù)脂不發(fā)生 分解、變質(zhì)的溫度,由樹(shù)脂的種類、等級(jí)而適當(dāng)決定,通常在300°CW下進(jìn)行。
      [0248] 另外,關(guān)于具有對(duì)利用BN凝集顆粒所成型的本發(fā)明的片用銅貼合了兩面的散熱片 的電路基板,正因?yàn)槭褂帽景l(fā)明的BN凝集填料,通過(guò)W往未有的高導(dǎo)熱性所產(chǎn)生的散熱效 果,基于高可靠性而能夠進(jìn)行器件的高輸出、高密度化,因此適合作為功率半導(dǎo)體器件裝置 的散熱基板及散熱片。在功率半導(dǎo)體器件裝置中,本發(fā)明的散熱片W外的侶配線、密封材 料、包裝材料、散熱器、熱膠、焊錫等部件可W適當(dāng)采用現(xiàn)有公知的部件。
      [0249] 基本上,電路基板為在本發(fā)明的散熱片的兩面粘結(jié)有銅或侶(優(yōu)選銅)的形狀,在 單側(cè)將電路圖案化。關(guān)于層積方法,如上所述也可W通過(guò)制膜壓制成型來(lái)制造。
      [0250] 電路基板圖案化的方法沒(méi)有特別限定,例如可W通過(guò)日本特開(kāi)2014-209608號(hào)公 報(bào)的文獻(xiàn)中記載的已知的方法進(jìn)行制造。另外,制成電路基板時(shí)的層厚也沒(méi)有特別限定,通 常為lOymW上、優(yōu)選為lOOymW上、更優(yōu)選為300ymW上、進(jìn)一步優(yōu)選為500ymW上、特別優(yōu)選 為lOOOymW上。并且通常為5000ymW下。
      [0251] 散熱片部分的層厚也沒(méi)有特別限定,通常為80ymW上、優(yōu)選為lOOymW上、進(jìn)一步 優(yōu)選為200ymW上。并且通常為lOOOymW下。
      [0252]另外,作為散熱部的銅部分的層厚也沒(méi)有特別限定,通常為lOymW上、優(yōu)選為10化 mW上、進(jìn)一步優(yōu)選為300皿W上、特別優(yōu)選為500皿W上、尤其更優(yōu)選為1000皿W上。并且通 常為5000ymW下。
      [0巧3] ?片的物性
      [0254] 另外,本發(fā)明的片為含有氮化棚凝集顆粒(下文中稱為"BN凝集顆粒")的片,該片 的特征在于,對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的該片中的氮化棚一次顆粒(下文中稱為 巧N-次顆粒')的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比[(100)/(004)]為1.0W上,并且,對(duì)該片進(jìn) 行X射線衍射測(cè)定而得到的由該片中的BN-次顆粒的(002)面峰求出的BN -次顆粒的平均 微晶直徑為375AW上。
      [0255] 本發(fā)明的片通過(guò)滿足運(yùn)種物性,從而成為具有高導(dǎo)熱系數(shù)、耐電壓性能優(yōu)異的片, 可W適合用作散熱部件。成為可發(fā)揮出運(yùn)種優(yōu)異性能的片的理由是由于,通過(guò)[(100)/ (004)]的強(qiáng)度比為上述W上,一次顆粒的ab面在片的垂直方向取向的比例高,可W作為片 發(fā)揮出BN所具有的高導(dǎo)熱系數(shù),而且通過(guò)使一次顆粒的尺寸為巧5AW上,可W減小一次顆 粒間的界面,妨礙界面間成為熱阻。
      [0256] -種至少含有氮化棚凝集顆粒的片,對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的、該片中 的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為1.0W上。該峰強(qiáng)度比 ((100)/(004))優(yōu)選為1.5W上、更優(yōu)選為2.0W上、進(jìn)一步優(yōu)選為2.5W上、特別優(yōu)選為3.0 W上。上限沒(méi)有特別限制,通常為10.0W下、優(yōu)選為7.0W下、更優(yōu)選為5.0W下。
      [0257] 該數(shù)值過(guò)大時(shí),BN-次顆粒朝向相對(duì)于片面為垂直方向的比例變得過(guò)高,在進(jìn)行 壓制等成型工序時(shí),片內(nèi)容易產(chǎn)生微小的裂紋。運(yùn)樣的裂紋具有耐電壓等電氣特性降低的 傾向。另外,數(shù)值過(guò)小時(shí),BN-次顆粒朝向相對(duì)于片面為垂直方向的比例降低,具有導(dǎo)熱系 數(shù)降低的傾向。
      [0258] 此外,對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的由該片中的BN-次顆粒的(002)面峰求 出的BN-次顆粒平均微晶直徑?jīng)]有特別限制,優(yōu)選通常為300AW上、優(yōu)選為320AW上、更 優(yōu)選為巧5AW上、進(jìn)一步優(yōu)選為380AW上、更進(jìn)一步優(yōu)選為巧0AW上、特別優(yōu)選為400某 W上、通常為50肋)A W下、優(yōu)選為2000λ W下、進(jìn)一步優(yōu)選為lOOOA W下的片。
      [0259] 該數(shù)值過(guò)大時(shí),在壓制工序等片成型時(shí),凝集顆粒內(nèi)的卡屋結(jié)構(gòu)被破壞,BN-次顆 粒的ab面朝向相對(duì)于片面為垂直方向的比例減小,具有導(dǎo)熱系數(shù)降低的傾向。另外,數(shù)值過(guò) 小時(shí),BN-次顆粒界面增加,因而成為傳熱阻力,具有導(dǎo)熱系數(shù)降低的傾向。
      [0260] 本發(fā)明的片為至少含有氮化棚凝集顆粒的片,對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到 的該片中的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))沒(méi)有特別限 審IJ,通常為0.6W上、優(yōu)選為0.65W上、優(yōu)選為0.7W上、更優(yōu)選為0.75W上、進(jìn)一步優(yōu)選為 0.8W上、特別優(yōu)選為0.85W上。并且,上限沒(méi)有特別限制,通常為10.0W下、優(yōu)選為5.0W 下、更優(yōu)選為4.0W下。
      [0261] 該數(shù)值過(guò)大時(shí),凝集顆粒內(nèi)的卡屋結(jié)構(gòu)被破壞,BN-次顆粒的ab面朝向相對(duì)于片 面為垂直方向的比例減小,具有導(dǎo)熱系數(shù)降低的傾向。另外,數(shù)值過(guò)小時(shí),BN-次顆粒界面 增加,因而成為傳熱阻力,具有導(dǎo)熱系數(shù)降低的傾向。
      [0262] 另外,散熱片的導(dǎo)熱系數(shù)(W/mK)沒(méi)有特別限制,通常為5W/mKW上、優(yōu)選為lOW/mK W上、進(jìn)一步優(yōu)選為13W/mK、特別優(yōu)選為15W/mK W上、尤其優(yōu)選為17W/mK W上。 惦創(chuàng)耐電壓性能通常為lOkV/mmW上、優(yōu)選為1化V/mmW上、特別優(yōu)選為20kV/mmW上。 另外,本發(fā)明的片的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常為l〇〇°CW上、優(yōu)選為13(TCW上、特別優(yōu)選為175 〇CW 上。
      [0264] 另外,散熱片的粘接強(qiáng)度(N/cm)沒(méi)有特別限制,通常為0.5N/cmW上、優(yōu)選為IN/cm W上、進(jìn)一步優(yōu)選為2N/cm、特別優(yōu)選為3N/cm W上、尤其優(yōu)選為5N/cm W上。
      [0265] 實(shí)施例
      [0266] 下面,通過(guò)實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明,但只要不超出其要點(diǎn)則本發(fā)明不限定 于W下的實(shí)施例。需要說(shuō)明的是,與本發(fā)明的實(shí)施方式中的優(yōu)選范圍同樣地,下述實(shí)施例中 的各種條件和評(píng)價(jià)結(jié)果的值表示本發(fā)明的優(yōu)選范圍,本發(fā)明的優(yōu)選范圍可W考慮由上述實(shí) 施方式中的優(yōu)選范圍與下述實(shí)施例的值或?qū)嵤├舜说闹档慕M合所表示的范圍來(lái)決定。
      [0267] {測(cè)定條件}
      [0268] 本發(fā)明中的特性利用W下所記載的方法進(jìn)行測(cè)定。
      [0269] .粘度;
      [0270] 利用FUNGILAB社的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)"VISC0 BASIC Plus護(hù),W葉片轉(zhuǎn)速100巧m進(jìn)行測(cè) 定。
      [0271 ] · BN凝集顆粒的平均粒徑(Dso):
      [0272] 利用Malvern社制造的"Mo巧hologi",對(duì)BN凝集顆粒的化〇(皿)進(jìn)行測(cè)定。
      [0273] -BN-次顆粒的平均微晶直徑:
      [0274] 利用謝樂(lè)(Scherrer)公式,由通過(guò)粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(002) 面來(lái)源的峰求出平均微晶直徑。粉末X射線衍射測(cè)定使用了 PANalytical社制造的X射線衍 射裝置^'Pert Pro MP護(hù)。謝樂(lè)公式是指下式。
      [0275] D=化· λ)/(β · cos白)
      [0的6] 此處,D:微晶直徑,K:謝樂(lè)常數(shù),λ:X射線(CuKai)波長(zhǎng),β:峰半峰寬,Θ : CuKa冰源的 布拉格角。另外,β利用下述校正式求出。
      [0^7] 0=(βη2-βι2)〇'5
      [027引此處,扣為由標(biāo)準(zhǔn)Si預(yù)先求出的裝置來(lái)源的半峰寬,β。為h-BN的(002)面來(lái)源的峰 半峰寬。各常數(shù)的值使用W下值。
      [0279] Κ = 0.9、糾.5 磬)A
      [0280] · BN凝集顆粒的峰強(qiáng)度比
      [0281] 計(jì)算出BN凝集顆粒的由粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面和(004) 面的峰強(qiáng)度的比((100)/(004)),由此評(píng)價(jià)BN凝集顆粒的峰強(qiáng)度比。粉末X射線衍射測(cè)定使 用了PANalytical社制造的X射線衍射裝置氣'化的Pro MP護(hù)。
      [0282] 需要說(shuō)明的是,在上述粉末X射線衍射測(cè)定中,將BN凝集顆粒填充至深度0.2mm的 載玻片中,按照表面平滑的方式制備測(cè)定面,使用所制備的試樣來(lái)實(shí)施測(cè)定。 陶]BN凝集顆粒的峰面積強(qiáng)度比
      [0284]在壓片成型機(jī)(ΙΟπιπιΦ )中填充約0.2g的BN凝集顆粒,利用手動(dòng)油壓式累(理研精 機(jī)社制造 P-lB-〇41),W〇.85ton/cm2的壓制壓力進(jìn)行壓片成型。對(duì)于所得到的試樣,利用與 粉末X射線衍射測(cè)定同樣的裝置,求出BN-次顆粒的(100)面和(004)面的峰面積強(qiáng)度比 ((100)/(004))。結(jié)果列于表 1。
      [0285].成型體的厚度方向?qū)嵯禂?shù)
      [0巧6] 利用ai-Phase Co. ,Ltd.制造的熱擴(kuò)散率測(cè)定裝置"ai-F*hase Mobile lu"測(cè)定成 型體的厚度方向的熱擴(kuò)散率,如下求出。
      [0287]成型體的厚度方向?qū)嵯禂?shù)=成型體的厚度方向的熱擴(kuò)散率X成型體的比重X 成型體的比熱
      [02則 BN凝集顆粒、含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物和成型體的制造
      [0289] (實(shí)施例1)
      [0290] <由BN漿料制作BN凝集顆?!?br>[0291] [BN漿料(漿料A)的制備]
      [0292] (原料)
      [0293] 原料h-BN粉末(由粉末X射線衍射測(cè)定得到的(002)面峰的半峰寬為2θ = 〇.67°、氧 濃度為7.5質(zhì)量% ): lOOOOg粘結(jié)劑(多木化學(xué)株式會(huì)社制造叮akiceram Μ1601;'、固體成分 濃度21質(zhì)量% ): 11496g表面活性劑(花王株式會(huì)社制造表面活性劑"月桂基硫酸錠":固體 成分濃度14質(zhì)量%):250g
      [0294] (漿料的制備)
      [0295] 在樹(shù)脂制的瓶中計(jì)量規(guī)定量的原料h-BN粉末,接下來(lái)添加規(guī)定量的粘結(jié)劑。進(jìn)一 步添加規(guī)定量的表面活性劑后,添加氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)攬拌1小 時(shí)。
      [0296] 漿料的粘度為SlOmPa · S。
      [0297] [造粒]
      [0298] 關(guān)于由BN漿料的造粒,利用大河原化工機(jī)株式會(huì)社制造的F0C-20,在盤轉(zhuǎn)速20000 ~2300化pm、干燥溫度80°C的條件下實(shí)施,得到球狀的BN凝集顆粒。
      [0299] [ BN凝集顆粒(BN-A凝集顆粒)的制作]
      [0300] 對(duì)于上述BN造粒顆粒,在室溫下抽真空后,導(dǎo)入氮?dú)舛謴?fù)壓力,一邊W該狀態(tài)導(dǎo) 入氮?dú)庖贿匴83°C/小時(shí)升溫至2000°C,達(dá)到2000°C后,一邊W該狀態(tài)導(dǎo)入氮?dú)庖贿叡3? 小時(shí)。之后,冷卻至室溫,得到具有卡屋結(jié)構(gòu)的球狀的BN-A凝集顆粒。
      [0301][分級(jí)]
      [0302] 進(jìn)而,利用研鉢和研棒將上述加熱處理后的BN-A凝集顆粒進(jìn)行輕粉碎,之后利用 網(wǎng)孔為90μπι的篩進(jìn)行分級(jí)。分級(jí)后,現(xiàn)憶構(gòu)成BN-A凝集顆粒的BN-次顆粒的平均微晶直徑、 該ΒΝ-次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/(004))、ΒΝ-Α凝集顆粒的Dsq。測(cè)定結(jié) 果列于表1。
      [0303] <成型體片的制造〉
      [0304] 將上述得到的BN-A凝集顆粒用作填料,制備出由填料和樹(shù)脂組合物形成的含BN凝 集顆粒的樹(shù)脂組合物。
      [030引[樹(shù)脂組合物]
      [0306] 將Ξ菱化學(xué)株式會(huì)社制造的環(huán)氧樹(shù)脂"157S70"、"82洲S"、"4275"和四國(guó)化成工業(yè) 株式會(huì)社制造的固化劑乂 11Z-CN"按照"157S70" : "82洲S" : "4275" : "C11Z-CN" =1:0.25: 0.25:0.11 (質(zhì)量比)的比例混合,得到樹(shù)脂組合物。
      [0307] [含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的制備]
      [0308] 將BN-A(BN凝集顆粒)和上述樹(shù)脂組合物按照BN-A凝集顆粒的填充量(相對(duì)于樹(shù)脂 組合物與BN-A凝集顆粒的合計(jì)的BN-凝集顆粒的含有比例)為80質(zhì)量%的方式進(jìn)行混配。
      [0309] 將所制備的樹(shù)脂組合物/BN-A凝集顆?;旌衔?00質(zhì)量份和甲基乙基酬50質(zhì)量份 放入聚丙締制的帶蓋杯中,進(jìn)而,相對(duì)于樹(shù)脂組合物成分100質(zhì)量份加入6質(zhì)量份的1-氯基 乙基-2-十一烷基咪挫(固化劑),利用自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)攬拌機(jī)(Thinky社制造的"泡取^錬太郎AR- 250"))進(jìn)行混合,制備出含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物涂布液。
      [0310] [涂布]
      [0311] 利用間隙間距為400皿的刮條涂布機(jī)(TESTER SANGY0株式會(huì)社制造的"自動(dòng)膜涂 布器"),將所得到的含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物涂布液涂布至厚度100ym、10cmX20cm的銅 基板上。之后,在5(TC進(jìn)行30分鐘真空干燥,在銅基板上形成涂布膜。
      [0312] [成型體的制造]
      [0313] 將形成有所得到的涂布膜的銅版切割成4cm見(jiàn)方。放入模具中,Wl30°C、500kg/ cm2進(jìn)行3分鐘熱壓,進(jìn)而在烘箱中于16(TC固化2小時(shí),由此得到導(dǎo)熱系數(shù)評(píng)價(jià)用的成型體 (4cm X 4cm)。測(cè)定結(jié)果列于表1。
      [0314] (實(shí)施例2)
      [0315] 在實(shí)施例1中,使?jié){料A為如下變更了原料的混配比的BN漿料(漿料B),除此W外與 實(shí)施例1同樣地進(jìn)行,制作出具有卡屋結(jié)構(gòu)的球狀的BN凝集顆粒(凝集BN-B)和含BN凝集顆 粒的樹(shù)脂組合物、成型體。測(cè)定結(jié)果列于表1。
      [0316] [BN 漿料(漿料 B)]
      [0317] (原料)
      [0318] 原料 h-BN 粉末 aOOOOg
      [0319] 純水:7500g
      [0320] 粘結(jié)劑:5750g
      [0321] 表面活性劑:250g
      [0322]
      [0323] 在樹(shù)脂制的瓶中計(jì)量規(guī)定量的原料h-BN粉末,接著按照純水、粘結(jié)劑的順序添加 規(guī)定量。進(jìn)一步添加規(guī)定量的表面活性劑后,加入氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn) 臺(tái)攬拌1小時(shí)。漿料的粘度為2200mPa · S。
      [0324] (實(shí)施例3)
      [0325] 在實(shí)施例1中,使?jié){料A為如下變更了原料的混配比的BN漿料(漿料C),除此W外與 實(shí)施例1同樣地進(jìn)行,制作出具有卡屋結(jié)構(gòu)的球狀的BN凝集顆粒(凝集BN-C)和含BN凝集顆 粒的樹(shù)脂組合物、成型體。測(cè)定結(jié)果列于表1。
      [0326] [BN 漿料(漿料 C)]
      [0327] (原料)
      [032引原料h-BN粉末:lOOOOg
      [0329] 粘結(jié)劑:11496g
      [0330] 表面活性劑:250g [0;3川(漿料制備)
      [0332]在樹(shù)脂制的瓶中計(jì)量規(guī)定量的原料h-BN粉末,接著添加規(guī)定量的粘結(jié)劑。進(jìn)一步 添加規(guī)定量的表面活性劑后,加入氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)攬拌1小時(shí)。 漿料的粘度為leOOmPa · S。
      [0333] (比較例1)
      [0334] 使實(shí)施例2中的漿料B為變更了原料混配比的W下所示的漿料D,除此W外與實(shí)施 例2同樣地進(jìn)行,制作出具有BN凝集顆粒(BN-D凝集顆粒)和含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物、成 型體。漿料的粘度為155mPa · S。測(cè)定結(jié)果列于表1。
      [0335] 化姆《料(漿料0)]
      [0336] 漿料的昆配 [0;337](原料)
      [0338] 原料 h-BN 粉末:2400g
      [0339] 純水:2199g
      [0340] 粘結(jié)劑:1380g
      [0341] 表面活性劑:60g [0;342](比較例 2)
      [0343] 與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行漿料的制備和造粒,使BN凝集顆粒制作時(shí)的燒制溫度為 1300°C、保持時(shí)間為2地,除此W外與實(shí)施例1同樣地制作出BN凝集顆粒(凝集BN-E)。使用該 BN凝集顆粒,利用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的制作、成型體的 制造。結(jié)果列于表1。
      [0344] (比較例3)
      [0345] 變更成實(shí)施例1的BN-A凝集顆粒,使用Momentive社制造的PTX60,除此W外與實(shí)施 例1同樣地進(jìn)行含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物和成型體的制造。結(jié)果列于表1。
      [0;346](比較例 4) 惦47] 變更成實(shí)施例1的BN-A凝集顆粒,使用Momentive社制造的PTX25,除此W外與實(shí)施 例1同樣地進(jìn)行。結(jié)果列于表1。
      [0;34引(比較例5)
      [0349]變更成實(shí)施例1的BN-A凝集顆粒,使用電氣化學(xué)工業(yè)社制造的SGPS,除此W外與實(shí) 施例1同樣地進(jìn)行含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物和成型體的制造。結(jié)果列于表1。
      [0;350](比較例 6)
      [0巧1] 變更成實(shí)施例1的BN-A凝集顆粒,使用Saint-Gobain社制造的CTS7M,除此W外與 實(shí)施例1同樣地進(jìn)行含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組成物和成型體的制造。結(jié)果列于表1。
      [0;352](比較例 7)
      [0353]與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行漿料的制備和造粒,使BN凝集顆粒制作時(shí)的燒制溫度為 1600°C、保持時(shí)間為2地,除此W外與實(shí)施例1同樣地制作出BN凝集顆粒(凝集BN-F)。使用該 BN凝集顆粒,利用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物的制作、成型體的 制造。結(jié)果列于表1。
      [0354](比較例8)
      [0355] 在實(shí)施例2中,制成如下變更了漿料B的原料混配比的BN漿料(漿料E),除此W外與 實(shí)施例1同樣地進(jìn)行。
      [0356] [BN 漿料(漿料 E)]
      [0357] (原料)
      [0358] 原料h-BN粉末:lOOOOg
      [0359] 純水:7750g
      [0360] 粘結(jié)劑:5750g [036。(漿料制備)
      [0362] 在樹(shù)脂制的瓶中計(jì)量規(guī)定量的原料h-BN粉末,接著按照純水、粘結(jié)劑的順序添加 規(guī)定量。進(jìn)一步添加氧化錯(cuò)性的陶瓷球,利用罐式球磨機(jī)旋轉(zhuǎn)臺(tái)攬拌1小時(shí)。漿料的粘度為 SOOOmPa · s〇
      [0363]
      [0364] BN凝集顆粒成型擠壓成型體中的BN-次顆粒的(100)/(004)面的峰面積強(qiáng)度比的 評(píng)價(jià)
      [03化]實(shí)施例4
      [0366] 在壓片成型機(jī)αΟπιπιΦ)中填充約0.2g的實(shí)施例1中制作的BN-A凝集顆粒,利用手 動(dòng)油壓式累(理研精機(jī)社制造 P-1B-041),W表2中記載的各種壓制壓力進(jìn)行壓片成型。對(duì)于 所得到的試樣,利用與粉末X射線衍射測(cè)定同樣的裝置,求出BN-次顆粒的(100)面和(004) 面的峰面積強(qiáng)度比((1〇〇)/(〇〇4))。結(jié)果列于表2。
      [0367] 實(shí)施例5
      [036引在壓片成型機(jī)(ΙΟ??Π?Φ)中使用約0.2g的作為BN凝集顆粒的實(shí)施例帥制作的BN-B 凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求出BN-次顆粒的(100)面和(004)面的峰面積強(qiáng)度 比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0369] 比較例9
      [0370] 使用BN-E凝集顆粒作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求出BN-次顆粒 的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0371] 比較例10
      [0372] 使用Momentive社制造的PTX60凝集顆粒作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同 樣地求出BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0373] 比較例11
      [0374] 使用Momentive社制造的PTX25作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求出 BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0375] 比較例12
      [0376] 使用電氣化學(xué)工業(yè)社制造的SGPS作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求 出BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0377] 比較例13
      [0378] 使用Saint-Gobain社制造的CTS7M作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求 出BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0379] 比較例14
      [0380] 使用BN-F凝集顆粒作為BN凝集顆粒,除此W外與實(shí)施例4同樣地求出BN-次顆粒 的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))。結(jié)果列于表2。
      [0381] 【表2】
      [0382] 表 2
      [0383]
      [0384] 由表1可知,通過(guò)使用本發(fā)明的BN凝集顆粒,作為成型體顯示出高導(dǎo)熱性。在平均 微晶直徑小于375A的比較例1、2中,雖然導(dǎo)熱性低、平均微晶直徑超過(guò)巧5A,但BN凝集顆粒 的由粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度比((100)/ (004))小于3的比較例4也無(wú)法實(shí)現(xiàn)高導(dǎo)熱系數(shù)。因此,構(gòu)成BN凝集顆粒的BN-次顆粒的平 均微晶直徑為巧5AW上、且由粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面 的峰強(qiáng)度比((100)/(004))為3W上的本發(fā)明的BN凝集顆粒作為導(dǎo)熱性填料可發(fā)揮出W往 未有的性能,可W廣泛適用于熱問(wèn)題多的電氣電子領(lǐng)域等各種用途中。
      [0385] 此外,由表1的結(jié)果和表2可知,通過(guò)使用即使在特定壓力W上的條件下BN-次顆 粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比((100)/(004))也為0.25 W上、BN-次顆粒的平均 微晶直徑大于3751的凝集顆粒,可W得到在厚度方向表現(xiàn)出高導(dǎo)熱性的片。
      [0386] 下面,對(duì)本發(fā)明的另一方式(第二要點(diǎn))的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。下面,記載實(shí)施例中的 測(cè)定條件,除了下述記載W外,使用之前說(shuō)明的測(cè)定條件。
      [0387] BN-次顆粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:
      [03則計(jì)算BN凝集顆粒的由粉末X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面 的峰強(qiáng)度之比((100)/(004)),由此求出。
      [0389] BN-次顆粒的(100)/(004)峰面積強(qiáng)度比:
      [0390] 在壓片成型機(jī)(ΙΟπιπιΦ)中填充約0.2g的粉末,利用手動(dòng)油壓式累(理研精機(jī)社制 造 P-1B-041),W壓制壓力0.85ton/cm2進(jìn)行壓片成型,將所得到的試樣供于測(cè)定。測(cè)定中, 利用荷蘭PANal^ical社制造的X'化dPro MH)粉末X射線衍射裝置來(lái)進(jìn)行,由此可W計(jì)算 對(duì)應(yīng)的峰面積的強(qiáng)度比。
      [0391] 散熱片的X射線衍射測(cè)定:
      [0392] 使用PA化lytical社制造的X射線衍射裝置(X'Pert Pro MPD)。需要說(shuō)明的是,關(guān) 于試樣樣品,利用壓制成型的散熱片來(lái)實(shí)施。
      [0393] 測(cè)定條件如下所示。
      [0394] 試樣架:無(wú)反射試樣板、祀材:CuKa、輸出:40kV,30mA
      [03巧]測(cè)定范圍:5-100。、步進(jìn)角:0.016。、掃描速度:0.05。/秒、可變狹縫10mm 除]散熱片的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:
      [0397]計(jì)算散熱片的由X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰強(qiáng)度 之比((100)/(004)),由此求出。
      [0巧引散熱片的(100)/(004)峰面積強(qiáng)度比:
      [0399] 計(jì)算散熱片的由X射線衍射測(cè)定得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積 強(qiáng)度之比((100)/(004)),由此求出。
      [0400] 散熱片的BN-次顆粒的平均微晶直徑:
      [0401 ]根據(jù)上述BN-次顆粒的平均微晶直徑的測(cè)定方法。
      [040。密合性試驗(yàn):
      [0403] 將涂布于基材上而得到的散熱片切割成25mmX60mm的尺寸,通過(guò)加熱壓制與25mm X 110mm的基材貼合并粘接,將所得到的測(cè)定樣品固定于樹(shù)脂板后,實(shí)施90°剝離試驗(yàn),從而 求出。試驗(yàn)使用0RIENTEC社制造的STA-1225來(lái)進(jìn)行。
      [0404] 實(shí)施例6
      [040引將具有卡屋結(jié)構(gòu)的BN凝集顆粒BN-A 4.7g、為非卡屋結(jié)構(gòu)的氮化棚PTX25 (Momentive株式會(huì)社制造、D日Q: 19.祉m、BN-次顆粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:1.4、BN-次 顆粒的平均微晶直徑:537A) 1.6gW及相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂總量含有包含雙酪A型苯氧基樹(shù)脂 的苯氧基樹(shù)脂16.7質(zhì)量%的環(huán)氧樹(shù)脂巧邑:190°(:)2.12邑、溶劑(環(huán)己酬/甲基乙基酬)6.2邑、 分散劑(商品名:8¥1(-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造)0.41邑、1-氯基乙基-2-^烷基 咪挫(商品名:C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.13g混合,制備散熱片用漿料。
      [0406] 利用刮刀法將所制備的散熱片用漿料涂布至基材上,進(jìn)行加熱干燥,之后進(jìn)行壓 審IJ,得到片厚為約200μπι的散熱片。
      [0407] 實(shí)施例7
      [040引將具有卡屋結(jié)構(gòu)的ΒΝ凝集顆粒ΒΝ-Α 4.7g、為非卡屋結(jié)構(gòu)的氮化棚ΡΤΧ25 (Momentive株式會(huì)社制造、D日0:19.祉m、BN-次顆粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:1.4、1^'1 一次 顆粒的平均微晶直徑:537A) 1.6g W及相對(duì)于環(huán)氧樹(shù)脂總量含有包含雙酪F型苯氧基樹(shù)脂 的苯氧基樹(shù)脂20質(zhì)量%的環(huán)氧樹(shù)脂(Tg:3rC)2.12g、溶劑(環(huán)己酬/甲基乙基酬)6.2g、分散 劑(商品名:BYK-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造)0.41邑、1 -氯基乙基-2-^烷基咪挫 (商品名:C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.13g混合,制備散熱片用漿料。
      [0409] 利用刮刀法將所制備的散熱片用漿料涂布至基材上,進(jìn)行加熱干燥,之后進(jìn)行壓 審IJ,得到片厚為約200μπι的散熱片。
      [0410] 實(shí)施例8
      [0411] 將具有卡屋結(jié)構(gòu)的ΒΝ凝集顆粒BN-A(D50: 50μπι)5.5g、具有卡屋結(jié)構(gòu)的ΒΝ凝集顆粒 BN-D(D50:14皿)1.8gW及環(huán)氧樹(shù)脂(Tg:190°C)1.0g、溶劑(環(huán)己酬/甲基乙基酬)6.2g、分散 劑(商品名:BYK-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造)0.40g、1 -氯基乙基-2-^烷基咪挫 (商品名:C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.06g混合,制備散熱片用漿料。
      [0412] 利用刮刀法將所制備的散熱片用漿料涂布至基材上,進(jìn)行加熱干燥,之后進(jìn)行壓 審IJ,得到片厚為約200WI1的散熱片。使用所制備的散熱片用漿料,與實(shí)施例6同樣地得到片厚 約200WI1的散熱片。進(jìn)行所得到的散熱片的導(dǎo)熱系數(shù)、耐電壓、X射線衍射測(cè)定。此時(shí)的片壓 審IJ壓力為300kg重/cm2,圖5為片截面沈Μ照片。運(yùn)樣,認(rèn)為:本發(fā)明的BN凝集顆粒即使W上述 壓制壓力進(jìn)行壓制也可保持壓制前的粉末形狀是起到本發(fā)明的效果的理由之一。更具體地 說(shuō),如圖5所示,在300kg重/cm2的片壓制壓力下,是ΒΝ凝集顆粒能夠W凝集顆粒的形式觀察 的片,特別是也能夠觀察到卡屋結(jié)構(gòu)的片。
      [0413] 比較例15
      [0414] 將為非卡屋結(jié)構(gòu)的氮化棚PTX60(Momentive株式會(huì)社制造、D5q:55.祉m、BN-次顆 粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:2.8、BN-次顆粒的平均微晶直徑:37〇A)4.6g、為非卡屋結(jié) 構(gòu)的氮化棚PTX25(Momentive株式會(huì)社制造、D日日:19.祉m、BN-次顆粒的(100 )/(004)面峰強(qiáng) 度比:1.4、BN-次顆粒的平均微晶直徑:537A)1.5gW及環(huán)氧樹(shù)脂(Tg:190°C)2.1g、溶劑 (環(huán)己酬/甲基乙基酬)7.2g、分散劑(商品名:BYK-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造) 0.40旨、1-氯基乙基-2-^烷基咪挫(商品名:C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.13g 混合,制備散熱片用漿料。
      [0415] 使用所制備的散熱片用漿料,與實(shí)施例6同樣地利用刮刀法涂布至基材上,進(jìn)行加 熱干燥后進(jìn)行壓制,得到片厚約200WI1的散熱片。進(jìn)行所得到的散熱片的導(dǎo)熱系數(shù)、耐電壓、 X射線衍射測(cè)定。
      [0416] 比較例16
      [0417] 將為非卡屋結(jié)構(gòu)的氮化棚PTX60 5.5g(Momentive株式會(huì)社制造、D日日:55.祉m、BN- 次顆粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比:2.8、BN-次顆粒的平均微晶直徑:370A)、具有卡屋結(jié) 構(gòu)的BN凝集顆粒BN-D (Dso: 14皿)1.8g W及環(huán)氧樹(shù)脂(Tg: 190°C) 1. Og、溶劑(環(huán)己酬/甲基乙 基酬)6.1邑、分散劑(商品名:8¥1(-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造)0.40邑、1-氯基乙基- 2H^一烷基咪挫(商品名:C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.06g混合,制備散熱片用 漿料。
      [0418] 使用所制備的散熱片用漿料,與實(shí)施例6同樣地得到片厚約200皿的散熱片。進(jìn)行 所得到的散熱片的導(dǎo)熱系數(shù)、耐電壓、X射線衍射測(cè)定。
      [0419] 將上述實(shí)施例2、6、7、8和比較例1、3、15、16的測(cè)定結(jié)果列于表3。
      [0420]
      [0421] 由表3可知,通過(guò)形成將本發(fā)明中規(guī)定的BN凝集顆粒制成片狀的成型體,或?qū)M足 體積平均粒徑的BN凝集顆粒與例如具有比其更小的化0的無(wú)機(jī)顆粒組合而成的組合物制成 成型體,從而包含它們的成型體具有高導(dǎo)熱系數(shù)和高耐電壓性,因此可得到具有高散熱性 能和高耐電壓性能的成型片。同樣可知,在包含BN凝集顆粒和無(wú)機(jī)顆粒,該BN凝集顆粒的BN 一次顆粒的(100)/(004)面峰強(qiáng)度比和BN-次顆粒的平均微晶直徑滿足本發(fā)明的規(guī)定的情 況下,包含它們的成型體具有高導(dǎo)熱系數(shù)和高耐電壓性,因此可得到具有更高的散熱性能 和更高的耐電壓性能的成型片。
      [0422] 詳細(xì)機(jī)理尚未獲知,但例如關(guān)于高散熱性能,認(rèn)為是由于:通過(guò)使用BN凝集顆粒, BN-次顆粒、BN凝集顆粒的化0變大,因而可W降低一次顆粒彼此、凝集顆粒彼此的界面電 阻。進(jìn)而,通過(guò)合用比BN凝集顆粒小的無(wú)機(jī)顆粒,可W有效降低大顆粒間的空隙,耐電壓性 能得到進(jìn)一步的改善。
      [0423] 絕緣電路基板的制作例
      [0424] 將具有卡屋結(jié)構(gòu)的BN凝集顆粒(A)-l 22.2g、為卡屋結(jié)構(gòu)的氮化棚凝集顆粒(A)- 2)7.3gW及環(huán)氧樹(shù)脂(Tg:190°C)6.7g、溶劑(環(huán)己酬/甲基乙基酬)21.3g、分散劑(商品名: 6¥1(-2155、畢克化學(xué)(日本)株式會(huì)社制造)2.3邑、1-氯基乙基-2-^烷基咪挫(商品名: C11Z-CN、四國(guó)化成工業(yè)株式會(huì)社制造)0.24g混合,制備散熱片用漿料。
      [0425] 將所制備的絕緣散熱片用漿料涂布至銅錐(10扣m)上。之后,在進(jìn)行了加熱干燥 后,將涂布面彼此粘結(jié),進(jìn)行壓制,得到兩面貼銅錐的絕緣散熱片。絕緣散熱片部分的膜厚 為約 300μηι。
      [0426] 通過(guò)蝕刻使該絕緣散熱片的單面?zhèn)葓D案化,得到圖4所示的絕緣電路基板。
      [0427] 進(jìn)一步進(jìn)行忍片焊接、引線接合,制作出器件。其結(jié)果示于圖6。
      [0428] 工業(yè)實(shí)用性
      [0429] 通過(guò)使用本發(fā)明的ΒΝ凝集顆粒,可W形成例如功率半導(dǎo)體器件中所需要的導(dǎo)熱性 高的、高品質(zhì)的散熱片。另外,通過(guò)使用本發(fā)明的含ΒΝ凝集顆粒的組合物,可W形成例如功 率半導(dǎo)體器件中所需要的導(dǎo)熱性高的、高品質(zhì)的散熱片。
      [0430] 具有該散熱片的功率半導(dǎo)體器件對(duì)于使用了下一代的SiC、GaN等能夠高溫工作的 高效率基板的功率半導(dǎo)體器件的制作是有用的。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1. 一種氮化硼凝集顆粒,下文中將其稱為"BN凝集顆粒",其是氮化硼一次顆粒凝集而 成的,下文中將該氮化硼一次顆粒稱為"BN-次顆粒",該BN凝集顆粒的特征在于, 對(duì)利用ΙΟπιπιΦ的粉末壓片成型機(jī)以0.85ton/cm2的成型壓力進(jìn)行成型而得到的壓片狀 試樣進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定,所得到的BN-次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比 (100)/(004)為0.25以上,并且,按照表面平滑的方式將該BN凝集顆粒填充至深度0.2mm的 載玻片中進(jìn)行粉末X射線衍射測(cè)定,所得到的由BN-次顆粒的(002)面峰求出的BN-次顆粒 的平均微晶直徑為375A以上。2. 如權(quán)利要求1所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒的平均粒徑D5q為26μπι以上。3. 如權(quán)利要求1或2所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒的比表面積為8m2/g以下。4. 如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒為球狀。5. 如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒,其中,BN凝集顆粒具有卡屋結(jié)構(gòu)。6. -種BN凝集顆粒組合物,其為權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒與其它填料 的混合物。7. -種含BN凝集顆粒的樹(shù)脂組合物,其包含樹(shù)脂和權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的BN凝 集顆粒。8. -種成型體,其包含權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述的BN凝集顆粒。9. 一種BN凝集顆粒的制造方法,其為包括下述步驟的制造BN凝集顆粒的方法:對(duì)原料 氮化硼粉末的漿料進(jìn)行造粒的步驟;和進(jìn)行加熱處理的步驟,下文中將該原料氮化硼粉末 的漿料稱為"BN衆(zhòng)料",該制造方法的特征在于, 在所述造粒步驟中,該BN衆(zhòng)料的粘度為200mPa · s以上5000mPa · s以下,在所述加熱步 驟中,在1800°C以上2300°C以下進(jìn)行加熱處理。10. 如權(quán)利要求9所述的BN凝集顆粒的制造方法,其中,原料氮化硼粉末中的氧濃度為1 質(zhì)量%以上10質(zhì)量%以下。11. 一種BN凝集顆粒,其是通過(guò)權(quán)利要求9或10所述的制造方法得到的。12. -種片,其為含有氮化硼凝集顆粒的片,下文中將該氮化硼凝集顆粒稱為"BN凝集 顆粒",該片的特征在于, 對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的該片中的氮化硼一次顆粒的(100)面與(004)面的 峰強(qiáng)度比(100)/(004)為1.0以上,下文中將該氮化硼一次顆粒稱為"BN-次顆粒",并且, 對(duì)該片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的由該片中的BN-次顆粒的(002)面峰求出的BN- 次顆粒的平均微晶直徑為375A以上。13. 如權(quán)利要求12所述的片,其中,對(duì)所述片進(jìn)行X射線衍射測(cè)定而得到的該片中的氮 化硼一次顆粒的(100)面與(004)面的峰面積強(qiáng)度比(100)/(004)為0.6以上,下文中將該氮 化硼一次顆粒稱為"BN-次顆粒"。14. 一種器件,其具有權(quán)利要求12或13所述的片作為構(gòu)件的一部分。
      【文檔編號(hào)】C04B35/626GK106029561SQ201580007267
      【公開(kāi)日】2016年10月12日
      【申請(qǐng)日】2015年2月5日
      【發(fā)明人】池宮桂, 山崎正典, 鈴木拓也, 武田樹(shù), 武田一樹(shù), 澤村敏行, 平松沙和, 五十島健史
      【申請(qǐng)人】三菱化學(xué)株式會(huì)社
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