热固性树脂组合物、导热性片材的制造方法及电源模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热固性树脂组合物、导热性片材的制造方法及电源模块，特别涉及在 从电气?电子设备的发热部件向散热部件传递热的导热性片材的制造中使用的热固性树脂 组合物、使用了该热固性树脂组合物的导热性片材的制造方法及电源模块。
【背景技术】
[0002] 使从电气?电子设备的发热部产生了的热传递到散热部件的部件，要求导热性及 电绝缘性优异。作为满足这样的要求的部件，广泛使用使无机填充材料分散于热固性树脂 的固化物中的导热性片材。作为在该导热性片材中使用的无机填充材料，可举出：氧化铝、 氮化硼、二氧化硅、氮化铝等，其中，氮化硼不仅导热性及电绝缘性、而且化学稳定性也优 异，而且由于其无毒性且较便宜，因此适合用于导热性片材。
[0003] 氮化硼具有与石墨同样的分子构造。另外，就一般市售的氮化硼而言，如图5中所 示具有鳞片状的结晶构造。该氮化硼具有a轴方向（面方向）的导热率高、c轴方向（厚 度方向）的导热率低这样的热的各向异性，可以说，结晶的a轴方向的导热率为c轴方向的 数倍至数十倍。另外，就氮化硼的结晶成长而言，与c轴方向相比，a轴方向优先，一次粒子 的形状为，与a轴方向平行的（002)面宽，与c轴方向平行的（100)面窄。因此，（002)面称 为层叠面，（1〇〇)面称为端面。进而，从图6中所示的氮化硼的分子构造可知，在氮化硼的粒 子表面存在羟基、氨基等的官能团，这些官能团主要与氮化硼的端面上的硼原子共价键合。 而且，由于该官能团的存在，具有与有机溶剂及树脂的亲和性变高这样的特征。
[0004]另外，就氮化硼等的无机填充材料而言，与树脂相比，导热性高，因此为了使导热 性片材的导热性提高，正在进行增大了无机填充材料的含量的导热性片材的开发。
[0005] 例如，在专利文献1中提案有：通过合计含有60体积％以上规定了平均粒径的球 状填料、和规定了平均长径及长宽比的非球状填料而使导热性提高了的导热性片材。
[0006]另外，在专利文献2中提案有：通过作为无机填充材料组合凝聚强度不同的2种氮 化硼的二次粒子、使无机填充材料的含量为40体积％~80体积％、同时使导热性及电绝缘 性提高了的导热性片材。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2009-144072号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2011-6586号公报
【发明内容】
[0011] 发明要解决的课题
[0012] 但是，就氮化硼而言，从一般被用作润滑剂的情况可知，是具有难粘接性质的物 质。因此，使用了氮化硼作为无机填充材料的以往的导热性片材存在氮化硼和树脂之间的 粘接性低这样的问题。特别是，如专利文献1及2那样，在为了使导热性片材的导热性提高 而使氮化硼的含量增加了的情况下，由于承担粘接性的树脂的比例变少，因此粘接性的降 低显著。其结果，导热性片材和其他的部件（例如，发热部件、散热部件等）的粘接性也降 低，有可能损害装有导热性片材的电气?电子设备的电绝缘性。
[0013] 本发明是为了解决如上所述问题而进行的，其目的在于提供无机填充材料的填充 性良好、可产生导热性、粘接性及电绝缘性优异的导热性片材的热固性树脂组合物。
[0014] 另外，本发明的目的在于提供无机填充材料的填充性良好、导热性、粘接性及电绝 缘性优异的导热性片材的制造方法。
[0015] 进而，本发明的目的在于提供热扩散性及电绝缘性优异的电源模块。
[0016] 用于解决课题的手段
[0017] 本发明人等为了解决如上述的问题而进行了专心研究，结果发现：在含有氮化硼 的二次粒子作为无机填充材料的热固性树脂组合物中，着眼于构成氮化硼的二次粒子的氮 化硼的一次粒子的长宽比与导热性片材的导热性及粘接性密切相关的方面，通过配合由长 宽比不同的一次粒子形成的2种二次粒子作为无机填充材料，可使导热性片材的导热性、 粘接性及电绝缘性的全部同时提高。
[0018] S卩，本发明为热固性树脂组合物，其特征在于，为含有热固性树脂及无机填充材料 的热固性树脂组合物，上述无机填充材料含有由具有10以上且20以下的长宽比的氮化硼 的一次粒子形成的二次粒子（A)、和由具有2以上且9以下的长宽比的氮化硼的一次粒子形 成的二次粒子（B)。
[0019] 另外，本发明为导热性片材的制造方法，其特征在于，包括：在脱模性基材上涂布 上述热固性树脂组合物而使其干燥的工序、将涂布干燥物一边以0. 5MPa以上且50MPa以下 的挤压力进行加压一边使其固化的工序。
[0020] 进而，本发明是电源模块，其特征在于，具备：搭载于一散热部件的电力半导体元 件、将在上述电力半导体元件产生的热向外部放出的另一散热部件、将在上述半导体元件 产生的热从上述一散热部件向上述另一散热部件进行传递的、通过上述导热性片材的制造 方法所制造了的导热性片材。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据本发明，可以提供无机填充材料的填充性良好、可产生导热性、粘接性及电绝 缘性优异的导热性片材的热固性树脂组合物。
[0023] 另外，根据本发明，可以提供无机填充材料的填充性良好、导热性、粘接性及电绝 缘性优异的导热性片材的制造方法。
[0024] 进而，根据本发明，可以提供热扩散性及电绝缘性优异的电源模块。
【附图说明】
[0025] 图1是二次粒子㈧的剖面示意图。
[0026] 图2是二次粒子⑶的剖面示意图。
[0027] 图3是导热性片材的剖面示意图。
[0028] 图4电源模块的剖面示意图。
[0029] 图5是氮化硼的结晶构造。
[0030] 图6是氮化硼的分子构造。
【具体实施方式】
[0031] 实施方式1.
[0032] 本实施方式的热固性树脂组合物含有热固性树脂及无机填充材料。
[0033] 无机填充材料含有由氮化硼的一次粒子形成的2种二次粒子（A)及（B)。在此，在 本说明书中所谓二次粒子，是指通过使氮化硼的一次粒子各向同性地凝聚、进行烧结而使 氮化硼的一次粒子彼此粘结了的粒子。就二次粒子而言，由于一次粒子朝向所有方向来凝 聚，因此具有各向同性的导热性。通过调节在制造二次粒子时的作为原料而使用的氮化硼 的一次粒子的长宽比及烧成条件，可以控制二次粒子（A)及（B)的比表面积及压缩强度。
[0034] 就二次粒子（A)及（B)而言，作为原料而使用的氮化硼的一次粒子的长宽比不同， 构成二次粒子（A)的氮化硼的一次粒子的长宽比比构成二次粒子（B)的氮化硼的一次粒子 的长宽比还大。
[0035] 在此，在本说明书中，所谓构成二次粒子的氮化硼的一次粒子的长宽比，是指：制 作将二次粒子埋封于环氧树脂的样品、将该样品的剖面进行研磨而拍摄数张用电子显微镜 放大至数千倍的照片后，任意测定100个构成二次粒子的一次粒子的长径及短径、算出长 径和短径之比（长径/短径）、求出平均值而由此所得的值。
[0036] 图1中表示二次粒子㈧的剖面示意图。如图1中所示，二次粒子（A) 1由长宽比 大的氮化硼的一次粒子2形成。具体而言，二次粒子（A) 1由具有10以上且20以下、优选 10. 2且以上18以下、更优选10. 3以上且16以下的长宽比的氮化硼的一次粒子2形成。就 具有这样的长宽比的氮化硼的一次粒子2而言，由于与导热率低的c轴方向（厚度方向）的 粒径相比，导热率高的a轴方向（面方向）的粒径大，因此可高效率地进行热传递。因此， 二次粒子（A)l主要作为使导热性片材的导热性提高的成分来起作用。如果氮化硼的一次 粒子2的长宽比低于10,在导热率低的c轴方向（厚度方向）的粒径变大，得不到具有希 望的导热性的导热性片材。另一方面，如果氮化硼的一次粒子2的长宽比超过20,则难以 形成二次粒子（A)l，并且二次粒子（A)l的凝聚强度降低，因此在导热性片材的制造时（例 如，挤压工序时）二次粒子（A)l损坏，得不到具有希望的导热性的导热性片材。
[0037] 二次粒子（A)l的形状没有特别限定，除球