热传导性聚合物组合物和热传导性成型体制造技术

本发明专利技术提供一种包含具有特定粒度分布的氮化铝粒子和聚合物的热传导性聚合物组合物，作为用氮化铝粒子高度填充但可以得到在其中含有气泡的可能性低的热传导性成型体的聚合物组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热传导性聚合物组合物和通过对所述热传导性聚合物组合物进行成型而得到的热传导性成型体，所述热传导性聚合物组合物含有氮化铝粒子和聚合物。
技术介绍
近年来，关于电子器件等，对于节约安装场所的空间和轻量化的要求正在不断增加。另外，随着控制机构的本地化或云利用的增加，对电子装置的小型化和高性能化的要求正在不断增加。因此，由器件产生的热量增加，增大了需要优异热传导性的可能性。例如，在用于例如高亮度LED、个人计算机、汽车发动机控制机制或利用转换和控制电力的电力电子技术的器件的半导体器件的
等，强烈要求发挥优异的热传导性。在上述领域中用于散热的热传导性优异的成型体通常用于电子部件周边，因此除了高的热传导性之外，还需要具有高的绝缘性能。用于这种用途的热传导性成型体在许多情况下由含有无机填料而赋予了优异的热传导性的聚合物组合物形成。在这种热传导性聚合物组合物中，通过将无机填料分散在环氧树脂中制备的环氧树脂组合物使其成型体能够不仅在热传导性方面而且在胶粘性、电绝缘性、强度等方面都发挥优异的特性，因此被广泛使用。具体地，环氧树脂组合物被广泛用于例如半导体器件的封装材料或用于将半导体装置与散热器胶粘的预浸料片。通常，无机填料含量比率越高、含有的无机填料的热传导性越高，则聚合物组合物发挥越优异的热传导性。在这种背景下，尝试使聚合物组合物以高比例含有在无机填料中显示特别高的热传导性的氮化硼粒子或氮化铝粒子。例如，在专利文献1中，尝试通过调节粒度分布或控制界面实现氮化铝粒子的高体积填充。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平6-24715号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题填充有高体积氮化铝粒子的聚合物组合物使得由所述聚合物组合物形成的热传导性成型体可以发挥优异的热传导性。另一方面，当聚合物组合物填充有高体积的氮化铝粒子时，例如在呈现加热融化状态以制造成型体的情况下，聚合物组合物不能发挥足够的流动性，且在成型体中有可能残留气泡。即使通过有机溶剂将聚合物组合物形成为清漆的情况下，当以低填充密度填充高体积的氮化铝粒子时，在除去有机溶剂之后也易于在内部形成气泡。因此，在所有情况下，气泡都有可能混合在热传导性成型体中。气泡的存在造成热传导性下降且具有在热传导性成型体的强度或电绝缘性质方面产生问题的可能性。考虑到这些问题而完成了本专利技术，本专利技术的目的是提供虽填充有高体积的氮化铝粒子但在热传导性成型体中混入气泡的可能性低的聚合物组合物，并且进而提供在热传导性等方面发挥优异特性的热传导性成型体。解决技术问题的技术手段为了实现这种目的，本专利技术的热传导性聚合物组合物为一种含有氮化铝粒子和聚合物的热传导性聚合物组合物，其中所述氮化铝粒子含有作为必要成分的第一粒子并且含有作为可选成分的第二粒子，所述第一粒子在20μm～200μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第二粒子在0.1μm～10μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第一粒子的含量为40质量％～100质量％，所述第二粒子的含量为60质量％以下；且在所述第一粒子中，当将在所述最大峰值处的粒径表示为Dm(μm)并将在所述最大峰值处的所述粒度分布曲线的半宽度表示为ΔD0.5(μm)时，在所述最大峰值处的所述半宽度与所述粒径之比Dis(ΔD0.5/Dm)为1.7以下。专利技术的有益效果在本专利技术中，热传导性聚合物组合物中含有的氮化铝粒子具有预定的粒度分布，因此氮化铝粒子的填充性得以改善。因此，例如在形成热传导性成型体时使聚合物组合物呈现加热融化状态的情况下，所述聚合物组合物可以发挥优异的流动性。即，根据本专利技术，可以提供虽填充有高体积的氮化铝粒子但在热传导性成型体中混入气泡的可能性低的聚合物组合物。附图说明[图1]图1为示意地显示一种氮化铝粒子的粒度分布曲线的图。[图2]图2为示意地显示另一种氮化铝粒子的粒度分布曲线的图。[图3]图3为示意地显示用于制造片状成型体的压制套件(プレスセット)的图。具体实施方式下面对本专利技术的实施方案进行说明。本实施方案的聚合物组合物含有氮化铝粒子和聚合物。作为氮化铝粒子，可以使本实施方案的聚合物组合物中含有通过常规已知方法得到的氮化铝粒子。更具体地，氮化铝粒子的实例包括通过诸如如下方法得到的粒子：在高温氮气氛中将金属铝粒子氮化的直接氮化法；在高温氮气氛中将氧化铝粒子和碳粉的混合物粉末还原/氮化的还原氮化法；以及使有机铝气体和含氮气体(例如氨气)进行气相反应的气相反应法。另外，还可以将通过将氮化铝块破碎而得到的粒子用作氮化铝粒子。所述氮化铝粒子可以为多晶粒子或单晶粒子。所述氮化铝粒子还可以为烧结体。因此，除了氮化铝之外，氮化铝粒子还可以含有源自烧结助剂等的杂质。杂质元素包括Y元素、B元素、Fe元素、Si元素、Ca元素、Mg元素、Ti元素、Cr元素、Cu元素、Ni元素、Na元素、Cl元素和C元素。杂质元素还包括除了构成氮化铝以外还构成Al2O3、Al(OH)3等的Al元素、O元素和H元素。在根据本实施方案的氮化铝粒子中，如上所述作为杂质含有的各种元素的含量各自优选为0.1质量％以下。所述氮化铝粒子还可以为在其表面上含有氮化铝的水合物或氧化物的氮化铝粒子。此外，氮化铝粒子可以为未处理的粒子或经过表面处理的粒子，且特别地，由于氮化铝具有低的耐水性并且有时在接触水时造成水解，所以优选使氮化铝粒子经受表面处理以增强耐水性。更具体地，在氮化铝粒子中，例如，优选在氮化铝粒子上形成有机材料或除氮化铝之外的无机材料的涂膜。优选通过化学键合将所述涂膜附着到氮化铝粒子表面的氮化铝粒子，而不优选将涂膜物理地附着到氮化铝粒子表面的粒子。关于氮化铝粒子的形态，可以列举球状(包括正球状)、多面体粒状、针状、不定形状、板状等，但不限于此。从使得易于增加氮化铝在后述的热传导性成型体中的填充率的观点考虑，氮化铝粒子的形态优选为球状或多面体粒状。从使得后述的热传导性成型体发挥优异的热传导性的观点考虑，氮化铝粒子的形态优选为板状。可以通过图像分析法确认氮化铝粒子的形态，例如可以使用粒子图像分析仪Morphologi G3(由Malvern制造)来确认。为了抑制热传导性成型体中混入气泡，重要的是本实施方案的聚合物组合物以提供预定的粒度分布的方式含有氮化铝粒子。更具体地，在本实施方案的聚合物组合物中，重要的是氮化铝粒子含有作为必要成分的第一粒子，所述第一粒子在20μm～200μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，且重要的是所述第一粒子的含量为40质量％～100质量％。在本实施方案的聚合物组合物中，所述氮化铝粒子可以含有作为可选成分的第二粒子，所述第二粒子在0.1μm～10μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，且第二粒子的含量可以为60质量％以下。在本说明书中，氮化铝粒子的粒度分布曲线是指体积基准的粒度分布曲线。第一粒子的最大峰值优选为20μm～200μm，更优选为30μm～150μm，进一步优选为33μm～120μm，特别优选为35μm～110μm，尤其优选为40μm～90μm。第一粒子在聚合物组合物中的含量优选为60质量％～100质量％，更优选为60质量％～80质量％，进一步优选为60质量％～70质量％。由此，第二粒子在聚合物组合物中的含量优选为40质量％以下，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氮化铝粒子和聚合物的热传导性聚合物组合物，其中所述氮化铝粒子含有作为必要成分的第一粒子并且含有作为可选成分的第二粒子，所述第一粒子在20μm～200μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第二粒子在0.1μm～10μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第一粒子的含量为40质量％～100质量％，所述第二粒子的含量为60质量％以下，并且在所述第一粒子中，当将在所述最大峰值处的粒径表示为Dm(μm)并将在所述最大峰值处的粒度分布曲线的半宽度表示为ΔD0.5(μm)时，在所述最大峰值处的所述半宽度与所述粒径之比Dis(ΔD0.5/Dm)为1.7以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.10 JP 2014-0461191.一种含有氮化铝粒子和聚合物的热传导性聚合物组合物，其中所述氮化铝粒子含有作为必要成分的第一粒子并且含有作为可选成分的第二粒子，所述第一粒子在20μm～200μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第二粒子在0.1μm～10μm的范围内具有粒度分布曲线的最大峰值，所述第一粒子的含量为40质量％～100质量％，所述第二粒子的含量为60质量％以下，并且在所述第一粒子中，当将在所述最大峰值处的粒径表示为Dm(μm)并将在所述最大峰值处的粒度分布曲线的半宽度表示为ΔD0.5(μm)时，在所述最大峰值处的所述半宽度与所述粒径之比Dis(ΔD0.5/Dm)为1.7以下。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：畠山义治，藤川宪一，山口美穂，大桥章浩，山岸裕儿，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，日东新兴株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP