專利名稱：導(dǎo)熱性片材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導(dǎo)熱性片材，詳細(xì)而言，涉及在電力電子(Power Electronics)技術(shù)中使用的導(dǎo)熱性片材。
背景技術(shù)：
近年來，在混合器件、高亮度LED器件、電磁感應(yīng)加熱器件等中采用通過半導(dǎo)體元件對(duì)電力進(jìn)行轉(zhuǎn)換、控制的電力電子技術(shù)。在電力電子技術(shù)中，將大電流轉(zhuǎn)換成熱等，因而配置于半導(dǎo)體元件附近的材料需要高的散熱性(高導(dǎo)熱性)。例如提出了含有片狀的氮化硼粉末和丙烯酸酯共聚樹脂的導(dǎo)熱片材(例如參照日本特開2008-280496號(hào)公報(bào)。)。在日本特開2008-280496號(hào)公報(bào)的導(dǎo)熱片材中，氮化硼粉末的長(zhǎng)軸方向(與氮化硼粉末的片厚正交的方向)以沿片材的厚度方向的方式進(jìn)行取向，由此提高了導(dǎo)熱性片材的厚度方向的導(dǎo)熱性。

發(fā)明內(nèi)容
然而，根據(jù)用途和目的，有時(shí)需要導(dǎo)熱性片材具有與厚度方向正交的正交方向 (面方向)的高導(dǎo)熱性。此時(shí)，日本特開2008-280496號(hào)公報(bào)的導(dǎo)熱片材的氮化硼粉末的長(zhǎng)軸方向與面方向正交(交叉)，因此具有所述面方向的導(dǎo)熱性不充分的缺點(diǎn)。另外，由于被使用高電力的電力電子技術(shù)所采用，因此導(dǎo)熱性片材也需要具有優(yōu)異的耐絕緣擊穿性(抗電弧徑跡性)。本發(fā)明的目的在于提供面方向的導(dǎo)熱性優(yōu)異、同時(shí)耐絕緣擊穿性也優(yōu)異的導(dǎo)熱性片材。本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材，其特征在于，其含有片狀的氮化硼顆粒，前述導(dǎo)熱性片材的與厚度方向正交的方向的導(dǎo)熱率為4W/m · K以上，前述導(dǎo)熱性片材的、依據(jù)JIS C 211(K2010 年版)測(cè)定的絕緣擊穿電壓(dielectric breakdown voltage)為 10kV/mm 以上。本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材的與厚度方向正交的面方向的導(dǎo)熱性優(yōu)異，同時(shí)耐絕緣擊穿性也優(yōu)異。因此，通過本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材來被覆電力電子技術(shù)中使用的電子部件和/或用于安裝它們的安裝基板時(shí)，能夠防止導(dǎo)熱性片材的絕緣擊穿，同時(shí)能夠通過所述導(dǎo)熱性片材來使電子部件和/或安裝基板的熱沿面方向發(fā)散。


圖1為本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖。圖2為用于說明圖1所示的導(dǎo)熱性片材的制造方法的工序圖，(a)示出對(duì)混合物或?qū)盈B片材進(jìn)行熱壓的工序，
(b)示出將壓制片材(press sheet)分割成多個(gè)的工序，(c)示出將分割片材層疊的工序。圖3為耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置(耐彎曲性試驗(yàn)前)的立體圖。圖4為耐彎曲性試驗(yàn)的類型I的試驗(yàn)裝置(耐彎曲性試驗(yàn)中)的立體圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材含有氮化硼顆粒。具體而言，導(dǎo)熱性片材含有氮化硼(BN)顆粒作為必要成分，進(jìn)而，例如含有樹脂成分。氮化硼顆粒形成為片狀(或鱗片狀)，在導(dǎo)熱性片材中以沿規(guī)定方向(后述)取向的形式被分散。氮化硼顆粒的縱向方向長(zhǎng)度(片的與厚度方向正交的方向的最大長(zhǎng)度)的平均值例如為1 ΙΟΟμπι，優(yōu)選為3 90μπι。另外，氮化硼顆粒的縱向方向長(zhǎng)度的平均值為 5 μ m以上，優(yōu)選為10 μ m以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20 μ m以上，尤其優(yōu)選為30 μ m以上，最優(yōu)選為 40 μ m以上，通常，例如為100 μ m以下，優(yōu)選為90 μ m以下。另外，氮化硼顆粒的厚度(片的厚度方向長(zhǎng)度、即顆粒的橫向方向長(zhǎng)度)的平均值例如為0. 01 20 μ m，優(yōu)選為0. 1 15 μ m。另外，氮化硼顆粒的縱橫比(縱向方向長(zhǎng)度/厚度)例如為2 10000，優(yōu)選為 10 5000。而且，氮化硼顆粒的通過光散射法測(cè)定的平均粒徑例如為5μπι以上，優(yōu)選為 10 μ m以上，進(jìn)一步優(yōu)選為20 μ m以上，尤其優(yōu)選為30 μ m以上，最優(yōu)選為40 μ m以上，通常為100 μ m以下。另外，通過光散射法測(cè)定的平均粒徑為用動(dòng)態(tài)光散射式粒度分布測(cè)定裝置測(cè)定的體積平均粒徑。氮化硼顆粒的通過光散射法測(cè)定的平均粒徑不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)導(dǎo)熱性片材會(huì)變脆，處理性會(huì)降低。另外，氮化硼顆粒的體積密度(JIS K 5101，表觀密度)例如為0. 3 1. 5g/cm3, 優(yōu)選為0. 5 1. Og/cm3。另外，氮化硼顆粒可以使用市售產(chǎn)品或?qū)⑵浼庸ざ玫降募庸て?。作為氮化硼顆粒的市售產(chǎn)品，例如可列舉出MomentivePerformance Materials Japan LLC制造的“PT” 系列(例如“ΡΤ-110”等)，昭和電工公司制造的“SHOBN UHP”系列(例如“SHOBN UHP-1"
寸J寸°樹脂成分為可分散氮化硼顆粒的物質(zhì)，即，用于分散氮化硼顆粒的分散介質(zhì)(基體)，例如可列舉出熱固性樹脂成分、熱塑性樹脂成分等樹脂成分。作為熱固性樹脂成分，例如可列舉出環(huán)氧樹脂、熱固性聚酰亞胺、酚醛樹脂、尿素樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、熱固性聚氨酯樹脂等。作為熱塑性樹脂成分，例如可列舉出聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物等)、丙烯酸類樹脂(例如聚甲基丙烯酸甲酯等)、聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚碳酸酯、聚縮醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、 聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚烯丙基砜(polyallyl sulfone)、熱塑性聚酰亞胺、熱塑性聚氨酯樹脂、聚氨基雙馬來酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚醚酰亞胺、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂、聚甲基戊烯、氟化樹脂、液晶聚合物、烯烴-乙烯醇共聚物、離聚物、聚芳酯、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物等。這些樹脂成分可以單獨(dú)使用或者組合使用兩種以上。在熱固性樹脂成分中，優(yōu)選舉出環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂在常溫下為液態(tài)、半固態(tài)和固態(tài)中的任一形態(tài)。具體而言，作為環(huán)氧樹脂，可列舉出例如雙酚型環(huán)氧樹脂(例如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、二聚酸改性雙酚型環(huán)氧樹脂等)、酚醛清漆(novolac)型環(huán)氧樹脂(例如苯酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂等)、萘型環(huán)氧樹脂、芴型環(huán)氧樹脂(例如雙芳基芴型環(huán)氧樹脂等)、三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂(例如三羥基苯基甲烷型環(huán)氧樹脂等)等芳香族系環(huán)氧樹脂，例如三環(huán)氧丙基異氰脲酸酯(三縮水甘油基異氰脲酸酯)、乙內(nèi)酰脲環(huán)氧樹脂等含氮環(huán)環(huán)氧樹脂，例如脂肪族型環(huán)氧樹脂，例如脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂(例如雙環(huán)型環(huán)氧樹脂等)，例如縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂，例如縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂等。這些環(huán)氧樹脂可以單獨(dú)使用或者組合使用兩種以上。優(yōu)選舉出液態(tài)的環(huán)氧樹脂與固態(tài)的環(huán)氧樹脂的組合，進(jìn)一步優(yōu)選舉出液態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹脂與固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹脂的組合。作為這樣的組合，具體而言，可列舉出液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂與固態(tài)的三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂的組合、液態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂與固態(tài)的雙酚型環(huán)氧樹脂的組合。另外，作為環(huán)氧樹脂，優(yōu)選舉出單獨(dú)使用半固態(tài)的環(huán)氧樹脂，進(jìn)一步優(yōu)選舉出單獨(dú)使用半固態(tài)的芳香族系環(huán)氧樹脂。作為這樣的環(huán)氧樹脂，更具體而言，可舉出半固態(tài)的芴型環(huán)氧樹脂。如果為液態(tài)的環(huán)氧樹脂與固態(tài)的環(huán)氧樹脂的組合、半固態(tài)的環(huán)氧樹脂，則能夠提高導(dǎo)熱性片材的高度差追隨性(后述)。另外，環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量例如為100 lOOOg/eqiv.，優(yōu)選為160 700g/ eqiv.，軟化溫度(環(huán)球法)例如為80°C以下(具體為20 80°C )，優(yōu)選為70°C以下(具體為25 70°C )。另外，環(huán)氧樹脂在80°C下的熔融粘度例如為10 20000mPa · s，優(yōu)選為50 15000mPa *s。在組合使用2種以上的環(huán)氧樹脂時(shí)，將作為它們的混合物的熔融粘度設(shè)定在上述范圍內(nèi)。另外，在組合使用常溫下為固態(tài)的環(huán)氧樹脂和常溫下為液態(tài)的環(huán)氧樹脂時(shí)，組合使用軟化溫度例如為小于45°C、優(yōu)選為35°C以下的第1環(huán)氧樹脂、和軟化溫度例如為45°C 以上、優(yōu)選為以上的第2環(huán)氧樹脂。由此，能夠?qū)渲煞?混合物)的運(yùn)動(dòng)粘度(依據(jù)JIS K 7233、后述)設(shè)定于期望的范圍，另外，能夠提高導(dǎo)熱性片材的高度差追隨性。另外，例如可以使環(huán)氧樹脂中含有固化劑和固化促進(jìn)劑來制備成環(huán)氧樹脂組合物。固化劑為能夠通過加熱來使環(huán)氧樹脂固化的潛在性固化劑(環(huán)氧樹脂固化劑)，例如可列舉出咪唑化合物、胺化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰胼化合物、咪唑啉化合物等。另外，除了上述以外，還可列舉出酚類化合物、尿素化合物、聚硫醚化合物等。作為咪唑化合物，例如可列舉出2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、 2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑等。作為胺化合物，可列舉出例如乙二胺、丙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺等脂肪族多元胺，例如間苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜等芳香族多元胺等。作為酸酐化合物，例如可列舉出鄰苯二甲酸酐(phthalicanhydride)、馬來酸酐、 四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、4-甲基-六氫鄰苯二甲酸酐、甲基納迪克酸酐 (methyl nadicanhydride)、均苯四酸酐、十二烯基琥珀酸酐、二氯琥珀酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、氯菌酸酐(chlorendic anhydride)等。作為酰胺化合物，例如可列舉出雙氰胺、聚酰胺等。作為酰胼化合物，例如可列舉出己二酸二酰胼等。作為咪唑啉化合物，例如可列舉出甲基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、乙基咪唑啉、異丙基咪唑啉、2，4-二甲基咪唑啉、苯基咪唑啉、i^一烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、 2-苯基-4-甲基咪唑啉等。這些固化劑可以單獨(dú)使用或者組合使用兩種以上。作為固化劑，優(yōu)選舉出咪唑化合物。作為固化促進(jìn)劑，可列舉出例如三亞乙基二胺、三-2，4，6_ 二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物，例如三苯基膦、四苯基硼酸四苯基鱗、o，o- 二乙基二硫代磷酸四-正丁基鱗等磷化合物，例如季銨鹽化合物，例如有機(jī)金屬鹽化合物，例如它們的衍生物等。這些固化促進(jìn)劑可以單獨(dú)使用或者組合使用兩種以上。相對(duì)于100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂組合物中的固化劑的配合比例例如為 0. 5 50質(zhì)量份，優(yōu)選為1 10質(zhì)量份，固化促進(jìn)劑的配合比例例如為0. 1 10質(zhì)量份， 優(yōu)選為0.2 5質(zhì)量份。上述固化劑和/或固化促進(jìn)劑根據(jù)需要，可以制備成用溶劑溶解和/或分散而成的溶劑溶液和/或溶劑分散液來使用。作為溶劑，可列舉出例如丙酮、甲乙酮等酮類，例如醋酸乙酯等酯類，例如N，N-二甲基甲酰胺等酰胺類等有機(jī)溶劑等。另外，作為溶劑，也可列舉出例如水，例如甲醇、乙醇、 丙醇、異丙醇等醇類等水系溶劑。作為溶劑，優(yōu)選為有機(jī)溶劑，進(jìn)一步優(yōu)選舉出酮類、酰胺類。在熱塑性樹脂成分中，優(yōu)選舉出聚烯烴。作為聚烯烴，優(yōu)選列舉出聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物。作為聚乙烯，例如可列舉出低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。作為乙烯-丙烯共聚物，例如可舉出乙烯與丙烯的無規(guī)共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物等。這些聚烯烴可以單獨(dú)使用或者組合使用兩種以上。另外，聚烯烴的重均分子量和/或數(shù)均分子量例如為1000 10000。另外，聚烯烴可以單獨(dú)使用或者組合使用多種。另外，樹脂成分的通過依據(jù)JIS K 7233(氣泡粘度計(jì)法)的運(yùn)動(dòng)粘度試驗(yàn)(溫度25°C 士0.5°C，溶劑丁基卡必醇，樹脂成分(固體成分)濃度40質(zhì)量％)來測(cè)定的運(yùn)動(dòng)粘度例如為 0. 22 X KT4 2. 00 X l(T4m7s，優(yōu)選為 0. 3 X IO"4 1. 9 X 10V/s,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 4X10_4 1. 8X10_4m2/s。另外，上述運(yùn)動(dòng)粘度例如可以設(shè)定為0. 22X10_4 1. 00\10^12/8，優(yōu)選為0. 3\10-4 0.9\10^12/8，進(jìn)一步優(yōu)選為0. 4X 1(Γ4 0. 8 X l(T4m2/
So在樹脂成分的運(yùn)動(dòng)粘度超出上述范圍時(shí)，有時(shí)無法賦予導(dǎo)熱性片材以優(yōu)異的柔軟性和高度差追隨性(后述)。另一方面，在樹脂成分的運(yùn)動(dòng)粘度不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)無法使氮化硼顆粒沿規(guī)定方向取向。另外，在依據(jù)JIS K 7233(氣泡粘度計(jì)法)的運(yùn)動(dòng)粘度試驗(yàn)中，將樹脂成分樣品的氣泡的上升速度與標(biāo)準(zhǔn)樣品(運(yùn)動(dòng)粘度已知)的氣泡的上升速度相比較，將與其上升速度一致的標(biāo)準(zhǔn)樣品的運(yùn)動(dòng)粘度判定為樹脂成分的運(yùn)動(dòng)粘度，由此來測(cè)定樹脂成分的運(yùn)動(dòng)粘度。而且，在導(dǎo)熱性片材中，氮化硼顆粒的基于體積基準(zhǔn)的含有比例(固體成分、即氮化硼顆粒相對(duì)于樹脂成分和氮化硼顆粒的總體積的體積百分率)例如為35體積％以上，優(yōu)選為60體積％以上，優(yōu)選為65體積％以上，通常，例如為95體積％以下，優(yōu)選為90體積％ 以下。在氮化硼顆粒的基于體積基準(zhǔn)的含有比例不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)無法使氮化硼顆粒在導(dǎo)熱性片材中沿規(guī)定方向取向。另一方面，在氮化硼顆粒的基于體積基準(zhǔn)的含有比例超出上述范圍時(shí)，有時(shí)導(dǎo)熱性片材會(huì)變脆、處理性和高度差追隨性會(huì)降低。另外，相對(duì)于形成導(dǎo)熱性片材的各成分(氮化硼顆粒和樹脂成分)的總量(固體成分總量)100質(zhì)量份，氮化硼顆粒的基于質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例例如為40 95質(zhì)量份，優(yōu)選為65 90質(zhì)量份，相對(duì)于形成導(dǎo)熱性片材的各成分的總量100質(zhì)量份，樹脂成分的基于質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例例如為5 60質(zhì)量份，優(yōu)選為10 35質(zhì)量份。另外，相對(duì)于100質(zhì)量份樹脂成分，氮化硼顆粒的基于質(zhì)量基準(zhǔn)的配合比例例如為60 1900質(zhì)量份，優(yōu)選為 185 900質(zhì)量份。另外，在組合使用2種環(huán)氧樹脂(第1環(huán)氧樹脂和第2環(huán)氧樹脂)時(shí)，第1環(huán)氧樹脂與第2環(huán)氧樹脂的質(zhì)量比例(第1環(huán)氧樹脂的質(zhì)量/第2環(huán)氧樹脂的質(zhì)量)可以根據(jù)各環(huán)氧樹脂(第1環(huán)氧樹脂和第2環(huán)氧樹脂)的軟化溫度等來適當(dāng)設(shè)定，例如為1/99 99/1， 優(yōu)選為10/90 90/10。另外，在樹脂成分中，除了上述各成分(聚合物)之外，例如還包含聚合物前體 (例如包含低聚物的低分子量聚合物等)和/或單體。圖1為本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材的一個(gè)實(shí)施方式的立體圖，圖2為用于說明圖1所示的導(dǎo)熱性片材的制造方法的工序圖。接著，參照?qǐng)D1和圖2來說明制造本發(fā)明的導(dǎo)熱性片材的一個(gè)實(shí)施方式的方法。在該方法中，首先將上述各成分以上述配合比例進(jìn)行配合，并進(jìn)行攪拌混合，由此來制備混合物。在攪拌混合中，為了將各成分有效地混合，例如可以將溶劑與上述各成分一起配合，或者例如可以通過加熱來使樹脂成分(優(yōu)選為熱塑性樹脂成分)熔融。作為溶劑，可舉出與上述同樣的有機(jī)溶劑。另外，在上述固化劑和/或固化促進(jìn)劑被制備成溶劑溶液和/或溶劑分散液時(shí)，可以在攪拌混合中不追加溶劑，直接將溶劑溶液和/或溶劑分散液的溶劑用作攪拌混合的混合溶劑?；蛘撸部梢栽跀嚢杌旌现羞M(jìn)一步追加溶劑作為混合溶劑。在使用溶劑進(jìn)行攪拌混合時(shí)，攪拌混合后除去溶劑。對(duì)于溶劑的除去，例如在室溫下放置1 48小時(shí)，或例如在40 100°C下加熱 0. 5 3小時(shí)，或者例如在0. 001 50kPa的減壓氣氛下、20 60°C下加熱0. 5 3小時(shí)。在通過加熱來使樹脂成分熔融時(shí)，加熱溫度例如為接近樹脂成分的軟化溫度或超過其的溫度，具體而言，為40 150°C，優(yōu)選為70 140°C。接著，該方法對(duì)所得混合物進(jìn)行熱壓。具體而言，如圖2(a)所示，例如根據(jù)需要通過隔著2片脫模薄膜(mold release film) 4對(duì)混合物進(jìn)行熱壓來得到壓制片材1A。熱壓的條件為溫度例如為50 150°C、優(yōu)選為60 140°C，壓力例如為1 lOOMPa、優(yōu)選為5 50MPa,時(shí)間例如為0. 1 100分鐘、 優(yōu)選為1 30分鐘。進(jìn)一步優(yōu)選對(duì)混合物進(jìn)行真空熱壓。真空熱壓的真空度例如為1 lOOPa，優(yōu)選為 5 501 ，溫度、壓力和時(shí)間與上述熱壓的相同。熱壓的溫度、壓力和/或時(shí)間在上述范圍外時(shí)，有時(shí)無法將導(dǎo)熱性片材1的孔隙率 P (后述)調(diào)整為期望的值。通過熱壓得到的壓制片材IA的厚度例如為50 1000 μ m，優(yōu)選為100 800 μ m。接著，在該方法中，如圖2(b)所示，將壓制片材IA分割成多個(gè)(例如4個(gè))，得到分割片材IB (分割工序)。在壓制片材IA的分割中，沿壓制片材IA的厚度方向?qū)⑵淝懈睿?使得其在沿厚度方向投影時(shí)斷開成多個(gè)。另外，壓制片材IA以使得各分割片材IB在沿厚度方向投影時(shí)成相同的形狀的方式進(jìn)行切割。接著，在該方法中，如圖2 (C)所示，將各分割片材IB沿厚度方向?qū)盈B，得到層疊片材IC(層疊工序)。此后，在該方法中，如圖2(a)所示，對(duì)層疊片材IC進(jìn)行熱壓(優(yōu)選為真空熱壓) (熱壓工序)。熱壓的條件與上述混合物的熱壓的條件相同。熱壓后的層疊片材IC的厚度例如為Imm以下，優(yōu)選為0. 8mm以下，通常，例如為 0. 05匪以上，優(yōu)選為0. 1匪以上。此后，為了在導(dǎo)熱性片材1中使氮化硼顆粒2在樹脂成分3中有效地沿規(guī)定方向取向而反復(fù)實(shí)施上述分割工序(圖2(b))、層疊工序(圖2(c))和熱壓工序(圖2(a))這一系列工序。反復(fù)次數(shù)沒有特別限定，可以根據(jù)氮化硼顆粒的填充狀態(tài)來適當(dāng)設(shè)定，例如為 1 10次，優(yōu)選為2 7次。另外，在上述熱壓工序(圖2(a))中，例如可以通過多個(gè)壓延輥等來對(duì)混合物及層疊片材IC進(jìn)行壓延。由此，可以得到導(dǎo)熱性片材1。所得導(dǎo)熱性片材1的厚度例如為Imm以下，優(yōu)選為0.8mm以下，通常，例如為 0. 05匪以上，優(yōu)選為0. 1匪以上。另外，導(dǎo)熱性片材1中的氮化硼顆粒的基于體積基準(zhǔn)的含有比例(固體成分、即氮化硼顆粒相對(duì)于樹脂成分以及氮化硼顆粒的總體積的體積百分率)如上所述，例如為35體積％以上(優(yōu)選為60體積％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為75體積％以上)，通常為95體積％以下 (優(yōu)選為90體積％以下)。在氮化硼顆粒的含有比例不滿足上述范圍時(shí)，有時(shí)無法使氮化硼顆粒2在導(dǎo)熱性片材1中沿規(guī)定方向取向。另外，在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，例如在未固化狀態(tài)下反復(fù)實(shí)施上述分割工序(圖2 (b))、層疊工序(圖2 (c))和熱壓工序(圖2 (a))這一系列工序來直接得到未固化狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材1。另外，在未固化狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材1被覆后述電子部件和/或安裝基板后使其熱固化。在使未固化狀態(tài)的導(dǎo)熱性片材1熱固化時(shí)，可以使用上述熱壓或干燥機(jī)。優(yōu)選使用干燥機(jī)。所述熱固化的條件為加熱溫度例如為60 250°C、優(yōu)選為80 200°C，加熱時(shí)間例如為10 200分鐘、優(yōu)選為60 150分鐘。接著，在這樣得到的導(dǎo)熱性片材1中，如圖1及其局部放大示意圖所示，氮化硼顆粒2的縱向方向LD沿導(dǎo)熱性片材1的與厚度方向TD交叉(正交)的面方向SD取向。另外，氮化硼顆粒2的縱向方向LD與導(dǎo)熱性片材1的面方向SD所成角度的算術(shù)平均值(氮化硼顆粒2的相對(duì)于導(dǎo)熱性片材1的取向角度α )例如為25度以下，優(yōu)選為20 度以下，通常為0度以上。另外，氮化硼顆粒2的相對(duì)于導(dǎo)熱性片材1的取向角度α如下算出利用截面拋光儀(CP)將導(dǎo)熱性片材1沿厚度方向進(jìn)行切割加工，對(duì)于由此出現(xiàn)的截面，用掃描電鏡 (SEM)以能夠觀察到200個(gè)以上氮化硼顆粒2的視野的倍率拍攝照片，由所得SEM照片獲得氮化硼顆粒2的縱向方向LD的、相對(duì)于導(dǎo)熱性片材1的面方向SD(與厚度方向TD正交的方向)的傾斜角α，算出其平均值。由此，導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱率為4W/m*K以上，優(yōu)選為5W/m*K以上， 更優(yōu)選為10W/m · K以上，進(jìn)一步優(yōu)選為15W/m · K以上，尤其優(yōu)選為25W/m · K以上，通常為 200ff/m · K 以下。另外，在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱率在熱固化前后基本相同。導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱率不滿足上述范圍時(shí)，面方向SD的導(dǎo)熱性不充分，因此有時(shí)無法用于需要這種面方向SD的導(dǎo)熱性的散熱用途。另外，通過脈沖加熱法來測(cè)定導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱率。脈沖加熱法中使用氙閃光燈分析儀(xenon f lashanalyser) “LFA-447型”(NETZSCH公司制造)。另外，導(dǎo)熱性片材1的厚度方向TD的導(dǎo)熱率例如為0. 5 15W/m · K，優(yōu)選為1 10ff/m · K。另外，導(dǎo)熱性片材1的厚度方向TD的導(dǎo)熱率可以通過脈沖加熱法、激光閃光 (laser flash)法或TWA法來進(jìn)行測(cè)定。脈沖加熱法中使用與上述同樣的儀器，激光閃光法中使用 “TC-9000” (ULVAC-RIKO, Inc.制造)，TWA 法中使用 “ai-Phase mobile” (ai-Phase Co.，Ltd.制造)。由此，導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱率與導(dǎo)熱性片材1的厚度方向TD的導(dǎo)熱率之比(面方向SD的導(dǎo)熱率/厚度方向TD的導(dǎo)熱率)例如為1.5以上，優(yōu)選為3以上，進(jìn)一步優(yōu)選為4以上，通常為20以下。另外，在導(dǎo)熱性片材1中，圖1中未圖示，例如形成有孔隙(間隙)。導(dǎo)熱性片材1的孔隙的比例、即孔隙率P可以通過氮化硼顆粒2的含有比例(體積基準(zhǔn))、還有氮化硼顆粒2與樹脂成分3的混合物的熱壓(圖2 (a))的溫度、壓力和/或時(shí)間來進(jìn)行調(diào)整，具體而言，可以通過將上述熱壓(圖2(a))的溫度、壓力和/或時(shí)間設(shè)定在上述范圍內(nèi)來進(jìn)行調(diào)整。導(dǎo)熱性片材1中的孔隙率P例如為30體積％以下，優(yōu)選為10體積％以下。上述孔隙率P例如可以如下來測(cè)定首先，利用截面拋光儀(CP)將導(dǎo)熱性片材1 沿厚度方向進(jìn)行切割加工，用掃描電鏡(SEM)以200倍觀察由此出現(xiàn)的截面，獲得圖像，由所得圖像，對(duì)孔隙部分和除其以外的部分進(jìn)行二值化處理，接著算出孔隙部分相對(duì)于導(dǎo)熱片材1整體截面積的面積比，由此來測(cè)定。另外，在導(dǎo)熱性片材1中，固化后的孔隙率P2相對(duì)于固化前的孔隙率Pl例如為 100%以下，優(yōu)選為50%以下。在孔隙率P(Pl)的測(cè)定中，在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，使用熱固化前的導(dǎo)熱性片材1。導(dǎo)熱性片材1的孔隙率P在上述范圍內(nèi)時(shí)，能夠提高導(dǎo)熱性片材1的高度差追隨性(后述)。另外，導(dǎo)熱性片材1的、依據(jù)JIS C 2110(2010年版)測(cè)定的絕緣擊穿電壓為 10kV/mm以上。在導(dǎo)熱性片材1的絕緣擊穿電壓不滿足10kV/mm時(shí)，無法確保優(yōu)異的耐絕緣擊穿性(抗電弧徑跡性)。另外，上述絕緣擊穿電壓依據(jù)JIS C 2110-2 (2010年版)的“固體電絕緣材料-絕緣擊穿的強(qiáng)度的試驗(yàn)方法-第2部基于施加直流電壓的試驗(yàn)”的記載來測(cè)定。詳細(xì)而言， 通過升壓速度為lOOOV/s的短時(shí)間(急速升壓)試驗(yàn)來測(cè)定使導(dǎo)熱性片材1發(fā)生絕緣擊穿的電壓作為絕緣擊穿電壓。另外，導(dǎo)熱性片材1的絕緣擊穿電壓優(yōu)選為15kV/mm以上，通常為100kV/mm以下。在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，導(dǎo)熱性片材1的絕緣擊穿電壓在導(dǎo)熱性片材 1的熱固化前后基本相同。另外，導(dǎo)熱性片材1在依據(jù)JIS K 5600-5-1的圓筒形心軸法的耐彎曲性試驗(yàn)中， 在下述試驗(yàn)條件下進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，優(yōu)選觀察不到斷裂。試驗(yàn)條件試驗(yàn)裝置類型I心軸直徑IOmm彎曲角度90度以上導(dǎo)熱性片材1的厚度0. 3mm另外，圖3和圖4示出類型I的試驗(yàn)裝置的立體圖，下面，說明類型I的試驗(yàn)裝置。在圖3和圖4中，類型I的試驗(yàn)裝置10包括第一平板11 ；第二平板12，其與第一平板11并列配置；以及心軸(旋轉(zhuǎn)軸)13，其是為了使第一平板11與第二平板12相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而設(shè)置的。第一平板11形成為大致矩形平板狀。另外，在第一平板11的一端部(可動(dòng)端部)上設(shè)置有止擋件14。止擋件14以沿第一平板11的一端部延伸的方式形成在第一平板11 的表面上。第二平板12呈大致矩形平板狀，是以其一邊與第一平板11的一邊(與設(shè)有止擋件14的一端部相反的一側(cè)的另一端部(基端部)的一邊)相鄰的方式配置的。心軸13是以沿第一平板11和第二平板12彼此相鄰的一邊延伸的方式形成的。如圖3所示，在開始耐彎曲性試驗(yàn)之前，使該類型I的試驗(yàn)裝置10的第一平板11 的表面與第二平板12的表面處于同一平面。并且，在實(shí)施耐彎曲性試驗(yàn)時(shí)，將導(dǎo)熱性片材1載置在第一平板11的表面和第二平板12的表面上。此外，導(dǎo)熱性片材1是以其一邊與止擋件14抵接的方式載置的。接著，如圖4所示，使第一平板11與第二平板12相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。具體地說，使第一平板 11的可動(dòng)端部和第二平板12的可動(dòng)端部以心軸13為中心轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定角度。詳細(xì)地說，使第一平板11和第二平板12以第一平板11與第二平板12的可動(dòng)端部的表面相接近(相對(duì)) 的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，導(dǎo)熱性片材1在追隨第一平板11和第二平板12的轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)以心軸13為中心彎曲。進(jìn)一步優(yōu)選的是，導(dǎo)熱性片材1在上述試驗(yàn)條件中，即使在將彎曲角度設(shè)定為180 度時(shí)，也觀察不到斷裂。另外，在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，供于彎曲性試驗(yàn)的導(dǎo)熱性片材1為半固化(B階狀態(tài))的導(dǎo)熱性片材1 (即、熱固化前的導(dǎo)熱性片材1)。在上述彎曲角度下的耐彎曲性試驗(yàn)中觀察到導(dǎo)熱性片材1有斷裂時(shí)，有時(shí)無法賦予導(dǎo)熱性片材1以優(yōu)異的柔軟性。另外，該導(dǎo)熱性片材1在依據(jù)JIS K 7171(2008年)的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，在下述試驗(yàn)條件下進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，例如觀察不到斷裂。試驗(yàn)條件試驗(yàn)片尺寸 20mm X 15mm支點(diǎn)間距離5_試驗(yàn)速度20mm/min (壓頭的下壓速度)彎曲角度120度評(píng)價(jià)方法以目視觀察在上述試驗(yàn)條件下進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)片的中央部的裂紋等斷裂的有無。另外，在三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中，在樹脂成分3為熱固性樹脂成分時(shí)，使用熱固化前的導(dǎo)熱性片材1。因此，從在上述三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)中未觀察到斷裂來看，該導(dǎo)熱性片材1的高度差追隨性優(yōu)異。另外，高度差追隨性是指在將導(dǎo)熱性片材1設(shè)置于有高度差的設(shè)置對(duì)象時(shí)，可追隨該高度差來進(jìn)行密合的特性。另外，對(duì)于導(dǎo)熱性片材1，例如可以附著文字、記號(hào)等標(biāo)記。即，導(dǎo)熱性片材1的標(biāo)記附著性優(yōu)異。標(biāo)記附著性是指能夠使上述標(biāo)記牢靠地附著于導(dǎo)熱性片材1的特性。具體而言，標(biāo)記可通過印刷或刻印等來附著(涂布、定影或固著)于導(dǎo)熱性片材1。作為印刷，例如可列舉出噴墨印刷、凸版印刷、凹版印刷、激光印刷等。
另夕卜，在通過噴墨印刷、凸版印刷或凹版印刷來印刷標(biāo)記時(shí)，例如可以在導(dǎo)熱性片材1的表面(印刷側(cè)面)設(shè)置用于提高標(biāo)記的定影性的墨定影層。另外，在通過激光印刷來印刷標(biāo)記時(shí)，例如可以在導(dǎo)熱性片材1的表面(印刷側(cè)面)設(shè)置用于提高標(biāo)記的定影性的調(diào)色劑定影層。作為刻印，例如可列舉出激光刻印、壓印等。而且，上述導(dǎo)熱性片材1的面方向SD的導(dǎo)熱性優(yōu)異，同時(shí)耐絕緣擊穿性(抗電弧徑跡性)也優(yōu)異。因此，用導(dǎo)熱性片材1被覆電力電子技術(shù)所采用的電子部件和/或安裝有它們的安裝基板時(shí)，能夠防止導(dǎo)熱性片材1的絕緣擊穿，同時(shí)通過所述導(dǎo)熱性片材1來使電子部件和/或安裝基板的熱沿面方向SD發(fā)散。作為電子部件，例如可列舉出IC(集成電路)芯片(尤其是IC芯片中寬度窄的電極端子部分)、晶閘管(整流器)、電動(dòng)機(jī)(motor)部件、變換器、輸電用部件、電容器、線圈、 電阻器、發(fā)光二極管等。另外，上述電子部件安裝于安裝基板的表面(一個(gè)面)，在所述安裝基板中，沿面方向(安裝基板的面方向)相互隔開距離地配置電子部件。另外，用于被覆上述電子部件和/或安裝基板的導(dǎo)熱性片材1還能夠防止由電子部件和/或安裝基板產(chǎn)生的高頻噪音等導(dǎo)致的劣化。實(shí)施例下面示出實(shí)施例來進(jìn)一步具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明完全不受實(shí)施例的限定。實(shí)施例1配合13.42g PT-110(商品名，片狀的氮化硼顆粒，平均粒徑(光散射法)45μπι， Momentive Performance Materials JapanLLCf^iJit) U. Og JER828 {Mm^, MW^AMiffi 樹脂，第1環(huán)氧樹脂，液態(tài)，環(huán)氧當(dāng)量184 194g/eqiV.，軟化溫度(環(huán)球法)小于25°C，熔融粘度(800C )70mPa s, Japan Epoxy Resins Co. ,Ltd.制造)以及 2. Og EPPN-501HY(商品名，三苯基甲烷型環(huán)氧樹脂，第2環(huán)氧樹脂，固態(tài)，環(huán)氧當(dāng)量163 175g/eqiV.，軟化溫度(環(huán)球法)57 63°C，日本化藥公司制造)和3g(固體成分0. 15g)固化劑(Curezol 2P4MHZ-Pff(商品名，四國(guó)化成公司制造)的5質(zhì)量％甲乙酮分散液)(相對(duì)于環(huán)氧樹脂、即 JER^S和EPPN-501HY的總量，為5質(zhì)量％ )并攪拌，在室溫)下放置1晚，使甲乙酮 (固化劑的分散劑)揮發(fā)，制備半固態(tài)的混合物。另外，在上述配合中，氮化硼顆粒相對(duì)于除固化劑外的固體成分(即、氮化硼顆粒和環(huán)氧樹脂的固體成分)的總體積的體積百分率(體積％ )為70體積％。接著，用有機(jī)硅處理過的2片脫模薄膜夾住所得混合物，用真空加熱壓機(jī)在80°C、 IOPa的氣氛(真空氣氛)下，以5噸的負(fù)荷(20MPa)對(duì)它們進(jìn)行2分鐘的熱壓，由此得到厚度0. 3mm的壓制片材(參照?qǐng)D2 (a))。此后，切割所得壓制片材，使其在沿壓制片材的厚度方向投影時(shí)分割成多個(gè)，由此得到分割片材(參照?qǐng)D2(b))，接著，沿厚度方向?qū)盈B分割片材而得到層疊片材(參照?qǐng)D 2(c))。接著，用與上述同樣的真空加熱壓機(jī)在與上述同樣的條件下對(duì)所得層疊片材進(jìn)行熱壓(參照?qǐng)D2(a))。
接著，將上述切割、層疊以及熱壓這一系列操作(參照?qǐng)D2)反復(fù)4次，得到厚度 0. 3mm的導(dǎo)熱性片材(未固化狀態(tài))。此后，將所得導(dǎo)熱性片材投入干燥機(jī)，在150°C下加熱120分鐘，由此使其熱固化。實(shí)施例2 9和11 16依據(jù)表1 表3的配方和制造條件進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的處理，得到導(dǎo)熱性片材。實(shí)施例10依據(jù)表2的配方來配合各成分(氮化硼顆粒和聚乙烯)并攪拌，由此制備混合物。 即，在攪拌各成分時(shí)加熱到130°C來使聚乙烯熔融。接著，用有機(jī)硅處理過的2片脫模薄膜夾住所得混合物，用真空加熱壓機(jī)在 120°C、10Pa的氣氛(真空氣氛)下，以1噸的負(fù)荷(4MPa)對(duì)它們進(jìn)行2分鐘的熱壓，由此得到厚度0. 3mm的壓制片材(參照?qǐng)D2(a))。此后，切割所得壓制片材，使其在沿壓制片材的厚度方向投影時(shí)分割成多個(gè)，由此得到分割片材(參照?qǐng)D2(b))，接著，沿厚度方向?qū)盈B分割片材而得到層疊片材(參照?qǐng)D 2(c))。接著，用與上述同樣的真空加熱壓機(jī)在與上述同樣的條件下對(duì)所得層疊片材進(jìn)行熱壓(參照?qǐng)D2(a))。接著，將上述切割、層疊以及熱壓這一系列操作(參照?qǐng)D2)反復(fù)4次，得到厚度 0. 3mm的導(dǎo)熱性片材。ML1.導(dǎo)熱率對(duì)由實(shí)施例1 16得到的導(dǎo)熱性片材進(jìn)行導(dǎo)熱率的測(cè)定。S卩，通過使用氙閃光燈分析儀“LFA-447型” (NETZSCH公司制造)的脈沖加熱法來測(cè)定面方向(SD)的導(dǎo)熱率。其結(jié)果示于表1 表3。2.絕緣擊穿試驗(yàn)(JIS C 2110(2010年版))依據(jù)JIS C 2110 (2010年版)對(duì)由實(shí)施例1 16得到的導(dǎo)熱性片材進(jìn)行絕緣擊穿電壓的測(cè)定。S卩，絕緣擊穿電壓是，依據(jù)JIS C 2110-2(2010年版)的“固體電絕緣材料_絕緣擊穿的強(qiáng)度的試驗(yàn)方法-第2部基于施加直流電壓的試驗(yàn)”的記載、通過升壓速度為1000V/ s的短時(shí)間(急速升壓)試驗(yàn)來測(cè)定絕緣擊穿電壓。其結(jié)果示于表1 表3。3.孔隙率(P)通過下述測(cè)定方法來測(cè)定實(shí)施例1 16的熱固化前的導(dǎo)熱性片材的孔隙率(Pl)?？紫堵实臏y(cè)定方法首先，利用截面拋光儀(CP)將導(dǎo)熱性片材沿厚度方向進(jìn)行切割加工，用掃描電鏡(SEM)以200倍觀察由此出現(xiàn)的截面，獲得圖像。此后，由所得圖像，對(duì)孔隙部分和除其以外的部分進(jìn)行二值化處理，接著算出孔隙部分相對(duì)于導(dǎo)熱片材整體截面積的面積比。其結(jié)果示于表1 表3。4.高度差追隨性(三點(diǎn)彎曲試驗(yàn))
對(duì)于實(shí)施例1 16的熱固化前的導(dǎo)熱性片材，依據(jù)JIS K7171 (2008年)實(shí)施下述試驗(yàn)條件下的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，從而按照下述評(píng)價(jià)基準(zhǔn)來評(píng)價(jià)高度差追隨性。其結(jié)果示于表1 表3。試驗(yàn)條件試驗(yàn)片尺寸2(toimX 15謹(jǐn)支點(diǎn)間距離5_試驗(yàn)速度20mm/min (壓頭的下壓速度)彎曲角度120度評(píng)價(jià)基準(zhǔn)◎完全未觀察到斷裂。〇基本未觀察到斷裂。X 明顯觀察到斷裂。5. _標(biāo)訊,口、■牛(_標(biāo)記,隱牛某〒 ■瞻隱■廂_示記,隱牛)通過對(duì)實(shí)施例1 16的導(dǎo)熱性片材進(jìn)行噴墨印刷和激光印刷來印刷標(biāo)記，并觀察所述標(biāo)記。其結(jié)果，實(shí)施例1 16的導(dǎo)熱性片材的任意一個(gè)均能夠良好地識(shí)別到基于噴墨印刷和激光印刷這兩者的標(biāo)記，可確認(rèn)印刷標(biāo)記附著性良好。表 權(quán)利要求
1. 一種導(dǎo)熱性片材，其特征在于，其含有片狀的氮化硼顆粒，所述導(dǎo)熱性片材的與厚度方向正交的方向的導(dǎo)熱率為4W/m · K以上，所述導(dǎo)熱性片材的、依據(jù)2010年版的JIS C 2110測(cè)定的絕緣擊穿電壓為10kV/mm以
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱性片材，該導(dǎo)熱性片材含有片狀的氮化硼顆粒，前述導(dǎo)熱性片材的與厚度方向正交的方向的導(dǎo)熱率為4W/m·K以上。前述導(dǎo)熱性片材的、依據(jù)JIS C 2110(2010年版)測(cè)定的絕緣擊穿電壓為10kV/mm以上。
文檔編號(hào)C08L63/00GK102190900SQ201110034558
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者內(nèi)山壽惠, 原和孝, 平野仁嗣, 泉谷誠(chéng)治, 福岡孝博 申請(qǐng)人:日東電工株式會(huì)社