氮化硼粉末及含有该氮化硼粉末的树脂组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种氮化硼粉末及含有其的树脂组合物。详细而言，本发明适合作为 用于将功率器件等放热性电子部件的热传导至散热构件的树脂组合物来使用。尤其是本发 明涉及一种填充于印刷线路板的绝缘层及热界面材料的树脂组合物的、显现出高导热系数 的氮化硼粉末及含有其的树脂组合物。
【背景技术】
[0002] 在功率器件、晶体管、闸流晶体管、CPU等放热性电子部件中，如何有效地将使用时 产生的热进行散热成为重要课题。一直以来，作为这样的散热对策，通常进行：（1)对安装 放热性电子部件的印刷线路板的绝缘层进行高导热化；（2)将放热性电子部件或安装有放 热性电子部件的印刷线路板借助电绝缘性热界面材料（Thermal Interface Materials)安 装在散热片等散热构件上。作为印刷线路板的绝缘层及热界面材料的树脂组合物，使用使 导热系数高的陶瓷粉末填充在有机硅树脂、环氧树脂中而成的组合物。
[0003] 近年来，由于伴随电子设备的轻薄短小化的高密度安装技术的快速发展，推进了 放热性电子部件内的电路的高速?高集成化、及放热性电子部件在印刷线路板上的安装密 度的增加。因此，电子设备内部的放热密度逐年增加，要求显现出比以往导热性高的陶瓷粉 末。
[0004] 根据如上所述的背景，具有（1)高导热系数、（2)高绝缘性、（3)低相对介电常数 等作为电绝缘材料的优异性质的六方氮化硼（hexagonal Boron Nitride)粉末受到关注。 然而，六方氮化硼颗粒的面内方向（a轴方向）的导热系数为400WAm*K)，而其厚度方向 (c轴方向）的导热系数为2WAm · K)，源于晶体结构和鳞片形状的导热系数的各向异性大 (非专利文献1)。进而，在将六方氮化硼粉末填充于树脂中时，颗粒彼此一致取向于同一方 向。因此，例如，在制造热界面材料时，六方氮化硼颗粒的面内方向（a轴方向）与热界面材 料的厚度方向呈垂直，不能充分有效利用六方氮化硼颗粒的面内方向（a轴方向）的高导热 系数。
[0005] 为了解决这样的问题，在专利文献1中，提出了使六方氮化硼颗粒的面内方向（a 轴方向）沿高导热片取向的厚度方向的技术。根据专利文献1提出的技术，能够有效利用六 方氮化硼颗粒的面内方向（a轴方向）的高导热系数。然而，在专利文献1提出的技术中， 存在如下问题：（1)需要在下一工序层叠已取向的片，制造工序容易变复杂；(2)在层叠?固 化后需要薄薄地切成片状，难以确保片厚度的尺寸精度。另外，在专利文献1提出的技术 中，由于六方氮化硼颗粒的形状为鳞片形状，因此，在树脂中填充时粘度增加，流动性变差， 因此难以进行高填充。为了改善这些情况，提出了抑制六方氮化硼颗粒的导热系数的各向 异性的各种形状的氮化硼粉末。
[0006] 例如，在专利文献2及3中，提出了使用一次颗粒的六方氮化硼颗粒在未沿同一方 向取向的情况下凝聚而成的氮化硼粉末。根据专利文献2及3提出的技术，可以抑制导热 系数的各向异性。然而，在专利文献2及3提出的技术中，由于经凝聚的氮化硼粉末的形状 为松塔状（例如，参见专利文献2的段落[0020]图6)、块状（例如，参见专利文献3的段落
[0037]图3~5)，平均球形度小，因此，在树脂中填充时有限度，在提高导热系数方面有限 度。
[0007] 另外，在专利文献4中，提出了使用通过六方氮化硼颗粒包覆硼酸盐颗粒而得到 的平均球形度高的氮化硼粉末。根据专利文献4提出的技术，在抑制导热系数的各向异性 和提高在树脂中的填充性方面可以得到一定的效果。然而，在专利文献4提出的技术中，由 于导热系数低的硼酸盐颗粒的含有率高（例如，参见段落[0020]、[0028])，因此，存在不能 充分有效利用六方氮化硼颗粒的高导热系数之类的问题。
[0008] 进而，已知环氧树脂、有机硅树脂的导热系数大大低于六方氮化硼颗粒的面内方 向（a轴方向）的导热系数。因此，将抑制了导热系数的各向异性的氮化硼颗粒填充于树脂 中而得到的树脂组合物的导热系数深受氮化硼颗粒和树脂界面的接触热电阻的影响。即， 为了得到导热系数高的树脂组合物，需要抑制氮化硼颗粒的导热系数的各向异性、减小树 脂与氮化硼颗粒界面的接触热电阻。
[0009] 作为减小树脂与氮化硼颗粒界面的接触热电阻的方法，可举出：（1)增大氮化硼 颗粒的平均粒径（减少氮化硼颗粒与树脂界面的总数）、（2)通过添加硅烷偶联剂来提高树 脂与氮化硼颗粒的相容、（3)使氮化硼颗粒彼此面接触，（3)的效果最大。
[0010] 例如，在专利文献5及6中，提出了六方氮化硼的一次颗粒各向同性地凝聚而成的 氮化硼颗粒、将其分散在热固性树脂中而成的导热性片。根据专利文献5及6提出的技术， 在抑制导热系数的各向异性和提高在树脂中的填充性方面可以得到一定的效果。然而，在 专利文献5及6提出的技术中，未考虑由氮化硼颗粒彼此的面接触导致的接触热电阻降低， 因此，存在不能充分有效利用六方氮化硼颗粒的高导热系数之类的问题。
[0011] 另外，在专利文献7中，提出了一种导热性片，其特征在于，由氮化硼的一次颗粒 构成的二次颗粒呈面接触。根据专利文献7提出的技术，在抑制导热系数的各向异性、提高 在树脂中的填充性及减小接触热电阻方面可以得到一定的效果。然而，在专利文献7中，未 示出配混一次颗粒的六方氮化硼的结合所需的烧结助剂（例如，段落[0017])，并且，对于 专利文献7提出的技术而言，由于孔隙率小至50体积％以下（例如，段落[0014])，因此，难 以兼顾提高二次颗粒的强度和变形容易性（低弹性模量）。其结果，专利文献7提出的技术 在通过减小接触热电阻来提高导热系数方面有限度，期待更进一步的技术开发。
[0012] 现有技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1 :日本特开2000-154265号公报
[0015] 专利文献2 :日本特开平9-202663号公报
[0016] 专利文献3 :日本特开2011-98882号公报
[0017] 专利文献4 :日本特开2001-122615号公报
[0018] 专利文献5 :日本特开2010-157563号公报
[0019] 专利文献6 :日本特开2012-171842号公报
[0020] 专利文献7 :国际公开第2012/070289号小册子
[0021] 非专利文献
[0022] 非专利文献 I :R. F. Hill, P. H. Supancic, J. Am. Ceram. Soc.，85, 851 (2002)
【发明内容】
[0023] 发明要解决的问题
[0024] 鉴于上述现有技术，本发明的课题在于，提供一种氮化硼粉末及含有其的树脂组 合物，所述氮化硼粉末适合作为用于将功率器件等放热性电子部件的热传导至散热构件的 树脂组合物来使用，尤其是填充于印刷线路板的绝缘层及热界面材料的树脂组合物中，通 过抑制导热系数的各向异性和降低接触热电阻而显现出高导热系数。
[0025] 用于解决问题的方案
[0026] 为了解决上述课题，在本发明中，采用以下方法。
[0027] (1) -种氮化硼粉末，其特征在于，含有六方氮化硼的一次颗粒结合而得到的氮化 硼颗粒，对于作为前述氮化硼颗粒的聚集体的氮化硼粉末，其平均球形度为0. 70以上、平 均粒径为20~100 μ m、孔隙率为50~80 %、平均孔径为0. 10~2. 0 μ m、最大孔径为10 μ m 以下、及含钙率为500~5000ppm。
[0028] (2)根据前述（1)所述的氮化硼粉末，其特征在于，通过粉末X射线衍射法测定的 石墨化指数为1.6~4.0,（002)面与（100)面的峰强度比1(002)/1(100)为9.0以下。
[0029] (3)根据前述⑴所述的氮化硼粉末，其特征在于，使用平均粒径为2~6 μπι的无 定形氮化硼和平均粒径为8~16 μ m的前述六方氮化硼作为原料，并且，以质量基准计，将 这它们的配混比设为前述无定形氮化硼：前述六方氮化硼为60 :40~90 :10。
[0030] (4) -种树脂组合物，其特征在于，含有前述⑴~⑶中任一项所述的氮化硼粉 末和树脂。
[0031] (5)根据前述（4)所述的树脂组合物，其特征在于，前述氮化硼颗粒的弹性模量为 5~35MPa，前述氮化硼颗粒彼此呈面接触。
[0032] 发明的效果
[0033] 本发明的氮化硼粉末可提高并兼顾氮化硼颗粒的颗粒强度及颗粒的变形容易性 (低弹性模量）。因此，本发明