JP2018145090A - Granulated powder, heat radiation resin composition, heat radiation sheet, semiconductor device, and heat radiation member - Google Patents
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Abstract
【課題】耐湿性に優れる放熱シートや放熱部材を実現できる造粒粉を提供する。【解決手段】造粒粉10は、二次粒子30を含む。二次粒子30は、一次粒子20を凝集させることにより形成された球状の粒子である。一次粒子20は鱗片状の窒化ホウ素である。二次粒子30は、コア部310とシェル部320とを有する。コア部310は二次粒子30の中心を含む。シェル部320はコア部310を覆っている。コア部310における一次粒子20の密度は、シェル部320における一次粒子20の密度よりも低い。【選択図】図1Disclosed is a granulated powder capable of realizing a heat radiating sheet or a heat radiating member having excellent moisture resistance. A granulated powder includes secondary particles. The secondary particles 30 are spherical particles formed by aggregating the primary particles 20. The primary particles 20 are scaly boron nitride. The secondary particle 30 has a core part 310 and a shell part 320. The core part 310 includes the center of the secondary particle 30. The shell part 320 covers the core part 310. The density of the primary particles 20 in the core part 310 is lower than the density of the primary particles 20 in the shell part 320. [Selection] Figure 1
Description
本発明は造粒粉、放熱用樹脂組成物、放熱シート、半導体装置、および放熱部材に関する。 The present invention relates to granulated powder, a heat radiation resin composition, a heat radiation sheet, a semiconductor device, and a heat radiation member.
電子機器等に用いられる放熱シートには、高い熱伝導性と、高い耐熱性が求められている。
放熱シートの特性を向上させるためには、特許文献1や特許文献2のように六方晶窒化ホウ素を用いる技術がある。
High heat conductivity and high heat resistance are required for heat dissipation sheets used in electronic devices and the like.
In order to improve the characteristics of the heat-dissipating sheet, there is a technique using hexagonal boron nitride as in Patent Document 1 and Patent Document 2.
しかし、本発明者が鋭意検討したところ、高湿度の環境下では、十分な耐電圧性能が得られないという問題が見出された。 However, as a result of intensive studies by the present inventors, a problem has been found that sufficient withstand voltage performance cannot be obtained in a high humidity environment.
本発明は、耐湿性に優れる放熱シートや放熱部材を実現できる造粒粉を提供する。 The present invention provides a granulated powder capable of realizing a heat radiating sheet and a heat radiating member excellent in moisture resistance.
本発明によれば、
一次粒子を凝集させることにより形成された球状の二次粒子を含み、
前記一次粒子は鱗片状の窒化ホウ素であり、
前記二次粒子は、前記二次粒子の中心を含むコア部と、前記コア部を覆うシェル部とを有し、
前記コア部における前記一次粒子の密度は、前記シェル部における前記一次粒子の密度よりも低い造粒粉
が提供される。
According to the present invention,
Including spherical secondary particles formed by agglomerating primary particles,
The primary particles are scaly boron nitride,
The secondary particle has a core part including the center of the secondary particle, and a shell part covering the core part,
Granulated powder is provided in which the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part.
本発明によれば、
上記造粒粉と、熱硬化性樹脂とを含む放熱用樹脂組成物
が提供される。
According to the present invention,
A heat-dissipating resin composition containing the granulated powder and a thermosetting resin is provided.
本発明によれば、
上記放熱用樹脂組成物からなる放熱シート
が提供される。
According to the present invention,
A heat dissipating sheet comprising the above heat dissipating resin composition is provided.
本発明によれば、
上記放熱用樹脂組成物の硬化体を含む半導体装置
が提供される。
According to the present invention,
Provided is a semiconductor device including a cured body of the heat-dissipating resin composition.
本発明によれば、
上記放熱用樹脂組成物の硬化体を含む放熱部材
が提供される。
According to the present invention,
There is provided a heat dissipating member including a cured body of the heat dissipating resin composition.
本発明によれば、
上記放熱部材を含む半導体装置
が提供される。
According to the present invention,
A semiconductor device including the heat dissipation member is provided.
本発明によれば、耐湿性に優れる放熱シートや放熱部材を実現できる造粒粉を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the granulated powder which can implement | achieve the heat radiating sheet and heat radiating member which are excellent in moisture resistance can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
図1は、本実施形態に係る二次粒子30の模式的な断面図である。
本実施形態に係る造粒粉10は、二次粒子30を含む。二次粒子30は、一次粒子20を凝集させることにより形成された球状の粒子である。一次粒子20は鱗片状の窒化ホウ素である。二次粒子30は、コア部310とシェル部320とを有する。コア部310は二次粒子30の中心を含む。シェル部320はコア部310を覆っている。コア部310における一次粒子20の密度は、シェル部320における一次粒子20の密度よりも低い。以下に詳しく説明する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a secondary particle 30 according to the present embodiment.
The granulated powder 10 according to this embodiment includes secondary particles 30. The secondary particles 30 are spherical particles formed by aggregating the primary particles 20. The primary particles 20 are scaly boron nitride. The secondary particle 30 has a core part 310 and a shell part 320. The core part 310 includes the center of the secondary particle 30. The shell part 320 covers the core part 310. The density of the primary particles 20 in the core part 310 is lower than the density of the primary particles 20 in the shell part 320. This will be described in detail below.
なお、本実施形態において、「放熱シート」はBステージ状態の樹脂を含むものをいう。また、「放熱部材」は硬化されたCステージ状態の樹脂を含むものをいい、たとえばさらに金属部材などを含んでも良い。放熱部材の形状は特に限定されず、任意の形状とすることができる。 In the present embodiment, the “heat dissipating sheet” refers to a sheet containing a B-stage resin. Further, the “heat radiating member” refers to a member containing a cured C-stage resin, and may further include a metal member, for example. The shape of the heat radiating member is not particularly limited, and may be an arbitrary shape.
造粒粉10は、二次粒子30が密度の高いシェル部320を有することで水分を吸収しにくい。そのため、造粒粉10を用いて製造する樹脂組成物、放熱シート、および放熱部材の耐湿性能を向上させることができる。 The granulated powder 10 is difficult to absorb moisture because the secondary particles 30 have shell portions 320 with high density. Therefore, the moisture resistance performance of the resin composition, the heat radiating sheet, and the heat radiating member manufactured using the granulated powder 10 can be improved.
また、二次粒子30が密度の高いシェル部320を有することで、二次粒子30の耐圧力性が高くなる。そのため、造粒粉10を含む樹脂組成物、放熱シート、および放熱部材を製造する際、圧縮されても二次粒子30の形状が保たれる。二次粒子30の形状がつぶれずに維持されることにより、放熱シートや放熱部材の中に、一次粒子20を等方的に含有させることができ、等方的な熱伝導特性が得られる。 Moreover, the pressure resistance of the secondary particle 30 becomes high because the secondary particle 30 has the shell part 320 with a high density. Therefore, when manufacturing the resin composition containing the granulated powder 10, the heat radiating sheet, and the heat radiating member, the shape of the secondary particles 30 is maintained even when compressed. By maintaining the shape of the secondary particles 30 without being crushed, the primary particles 20 can be isotropically contained in the heat-dissipating sheet or the heat-dissipating member, and isotropic heat conduction characteristics can be obtained.
一方、造粒粉10は二次粒子30が密度の低いコア部310を有することで一次粒子20の量を削減でき、低コスト化を図れる。 On the other hand, the granulated powder 10 can reduce the quantity of the primary particle 20 because the secondary particle 30 has the core part 310 with low density, and can achieve cost reduction.
二次粒子30は一次粒子20を凝集させることにより形成された球状の粒子である。なお、ここで球状とは真球には限らず、楕円回転体や、一次粒子20の凝集体が球形化され丸みを帯びた形状を含む。 The secondary particles 30 are spherical particles formed by aggregating the primary particles 20. Here, the spherical shape is not limited to a true sphere, but includes an elliptic rotating body and an aggregate of primary particles 20 that are rounded and rounded.
なお、造粒粉10は、二次粒子30を主として含めばよく、凝集していない一次粒子20や、コア部310およびシェル部320を有さない一次粒子20の凝集粒子、その他の構成粒子、不純物などをさらに含んでもよい。 The granulated powder 10 may mainly include the secondary particles 30, and the primary particles 20 that are not aggregated, the aggregate particles of the primary particles 20 that do not have the core portion 310 and the shell portion 320, other constituent particles, Impurities may be further included.
以下に、造粒粉10の製造方法について説明する。造粒粉10は、一次粒子20を凝集させることにより形成された二次粒子30を含む。 Below, the manufacturing method of the granulated powder 10 is demonstrated. The granulated powder 10 includes secondary particles 30 formed by aggregating the primary particles 20.
一次粒子20としては、六方晶の窒化ホウ素粒子を用いることができる。一次粒子20の平均長径は特に限定されないが、効率良く二次粒子30を形成する観点、および良好な熱伝導性を得る観点から、0.01μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。また、同様の観点から、一次粒子20の平均長径は50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましい。
なお、この平均長径は走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)を用いた観察により測定することができる。たとえば、以下の手順で測定する。まず、二次粒子30または二次粒子30を含む放熱シートをミクロトームなどで切断し、断面を作製する。次いで、走査型電子顕微鏡により、数千倍に拡大した断面像を数枚撮影する。次いで、任意の二次粒子30を選択し、写真から確認できる各一次粒子20の最長の断面長さを長径として測定する。このとき、100個以上の一次粒子20について長径を測定し、それらの平均値を平均長径とする。
As the primary particles 20, hexagonal boron nitride particles can be used. The average major axis of the primary particles 20 is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more and more preferably 0.1 μm or more from the viewpoint of efficiently forming the secondary particles 30 and obtaining good thermal conductivity. Further, from the same viewpoint, the average major axis of the primary particles 20 is preferably 50 μm or less, and more preferably 20 μm or less.
The average major axis can be measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). For example, the measurement is performed according to the following procedure. First, the secondary particles 30 or the heat dissipation sheet containing the secondary particles 30 is cut with a microtome or the like to produce a cross section. Next, several cross-sectional images magnified several thousand times are taken with a scanning electron microscope. Next, an arbitrary secondary particle 30 is selected, and the longest cross-sectional length of each primary particle 20 that can be confirmed from the photograph is measured as the major axis. At this time, a major axis is measured about 100 or more primary particles 20, and let those average values be an average major axis.
二次粒子30は、バインダー樹脂をさらに含むことが好ましい。バインダー樹脂は、バインダーとして作用し得るものであれば特に限定されるものではなく、例として熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよい。バインダー樹脂としては、たとえば、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS)樹脂や、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル系樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、フッ素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタンからなる群から選ばれる1種以上を用いることができる。
これらの中でもバインダーとしてはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上を用いることが好ましい。このようなバインダーを含むことで、効率良く二次粒子が形成できる。
The secondary particles 30 preferably further contain a binder resin. The binder resin is not particularly limited as long as it can act as a binder. For example, the binder resin may be a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Examples of the binder resin include acrylonitrile-styrene copolymer (AS) resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resin, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, polyester resin, polyamide, polyphenylene sulfide (PPS). ) One or more selected from the group consisting of resin, acrylic resin, polyethylene, polypropylene, fluororesin, phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, and polyurethane can be used.
Among these, as the binder, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of phenol resins, epoxy resins, melamine resins, and unsaturated polyester resins. By including such a binder, secondary particles can be formed efficiently.
二次粒子30中に含まれるバインダーの含有量は、特に限定されないが、コア部310とシェル部320とを有する二次粒子30を効率良く得る観点から、当該二次粒子100質量%に対し、5質量%以上が好ましく、12質量%以上がより好ましい。また、当該含有量は、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。 The content of the binder contained in the secondary particles 30 is not particularly limited, but from the viewpoint of efficiently obtaining the secondary particles 30 having the core part 310 and the shell part 320, with respect to 100% by mass of the secondary particles, 5 mass% or more is preferable and 12 mass% or more is more preferable. The content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less.
二次粒子30は、ほかに特性向上を目的とした無機粉末、金属粉、樹脂の硬化触媒や硬化促進剤などを含んでもよい。 The secondary particles 30 may further include inorganic powder, metal powder, resin curing catalyst, curing accelerator, and the like for the purpose of improving characteristics.
本実施形態に係る造粒粉10は、たとえば次のようにして作製することができる。まず、一次粒子20と、バインダー樹脂とを、ミキサー等を用いて混合する。なお、バインダー樹脂は必要に応じて溶剤に溶かして加えることができる。こうして得られたスラリーを、機械的粒子複合化装置の処理容器に入れ、機械的粒子複合化装置を駆動する。このことで一次粒子20は凝集され、球形化される。こうして得られた凝集物を、乾燥オーブンを用いて加熱処理し、二次粒子30を得る。加熱処理は大気下で行うことができる。加熱処理の温度はたとえば90℃以上150℃以下とすることができ、加熱時間はたとえば30分以上5時間以下とすることができる。このように、本実施形態に係る造粒粉10は焼結することなく製造することができ、製造コストを低減できる。 The granulated powder 10 according to the present embodiment can be produced, for example, as follows. First, the primary particles 20 and the binder resin are mixed using a mixer or the like. In addition, a binder resin can be dissolved and added to a solvent as needed. The slurry thus obtained is put into a processing container of a mechanical particle composite device, and the mechanical particle composite device is driven. As a result, the primary particles 20 are aggregated and spheroidized. The agglomerates thus obtained are heat-treated using a drying oven to obtain secondary particles 30. The heat treatment can be performed in the atmosphere. The temperature of the heat treatment can be, for example, 90 ° C. or more and 150 ° C. or less, and the heating time can be, for example, 30 minutes or more and 5 hours or less. Thus, the granulated powder 10 according to the present embodiment can be manufactured without sintering, and the manufacturing cost can be reduced.
ここで、機械的粒子複合化装置について説明する。機械的粒子複合化装置とは、複数種の粉体等の原料に対して圧縮力やせん断力および衝撃力を含む機械的作用を加えることで、複数種の粉体等の原料同士が結合した粉体を得ることができる装置である。機械的作用を加える方式としては、一つあるいは複数の撹拌翼等を備えた回転体と撹拌翼等の先端部と近接した内周面を備えた混合容器を有し、撹拌翼等を回転させる方式や、撹拌翼等を固定し、または回転させながら混合容器を回転させる等の方式が挙げられる。撹拌翼等の形状については、機械的作用を加えることができれば特に制限はなく、楕円型や板状等が挙げられる。また、撹拌翼等は、回転方向に対して角度をもってもよい。また、混合容器はその内面に溝等の加工を施してもよい。 Here, the mechanical particle composite apparatus will be described. The mechanical particle compounding device combines raw materials such as multiple types of powders by applying mechanical action including compressive force, shear force and impact force to multiple types of raw materials such as powders. It is an apparatus that can obtain powder. As a method of applying a mechanical action, a rotating body having one or a plurality of stirring blades and the like and a mixing container having an inner peripheral surface close to a tip portion of the stirring blades and the like are provided, and the stirring blades and the like are rotated. Examples thereof include a method and a method of rotating a mixing container while fixing or rotating a stirring blade or the like. The shape of the stirring blade is not particularly limited as long as a mechanical action can be applied, and examples thereof include an elliptical shape and a plate shape. Further, the stirring blade or the like may have an angle with respect to the rotation direction. Moreover, you may process a groove | channel etc. in the inner surface of a mixing container.
上記攪拌翼等を高速回転させることにより、個々の粒子に圧縮力やせん断力および衝撃力を含む機械的作用を加えることで、コア部310とシェル部320とを有する二次粒子30が形成される。 The secondary particles 30 having the core portion 310 and the shell portion 320 are formed by applying mechanical action including compression force, shearing force and impact force to the individual particles by rotating the stirring blade and the like at high speed. The
機械的粒子複合化装置としては、たとえば、株式会社奈良機械製作所製ハイブリダイゼーション、川崎重工業株式会社製クリプトロン、ホソカワミクロン株式会社製メカノフュージョンおよびノビルタ、株式会社徳寿工作所製シータコンポーザ、岡田精工株式会社製メカノミル、日本コークス工業株式会社製COMPOSI、宇部興産株式会社製CFミル等が挙げられるが、この限りではない。 Examples of the mechanical particle compounding apparatus include hybridization by Nara Machinery Co., Ltd., kryptron by Kawasaki Heavy Industries, Ltd., mechanofusion and nobilta by Hosokawa Micron Co., Ltd. Examples include, but are not limited to, mechano mills manufactured by Nippon Coke Industries Co., Ltd., COMPOSI, and CF mills manufactured by Ube Industries, Ltd.
攪拌翼等の回転速度は、500rpm以上が好ましく、2000rpm以上がより好ましい。また、攪拌翼の回転速度は5000rpm以下が好ましく、4000rpm以下がより好ましい。上記下限値以上であることによりコア部310の表面がシェル部320により十分に被覆され、上記上限値以下であることにより、処理時の発熱を抑制し、過粉砕を防止することができる。 The rotation speed of the stirring blade is preferably 500 rpm or more, and more preferably 2000 rpm or more. The rotation speed of the stirring blade is preferably 5000 rpm or less, and more preferably 4000 rpm or less. By being more than the said lower limit, the surface of the core part 310 is fully coat | covered with the shell part 320, and when it is below the said upper limit, the heat_generation | fever at the time of a process can be suppressed and an excessive grinding | pulverization can be prevented.
機械的粒子複合化装置を用いて一次粒子20を凝集させる際、処理容器内の温度は、基材、被覆粒子に応じて設定されるが、たとえば5℃以上50℃以下とすることができる。また、機械的粒子複合化装置による処理時間は、原料に応じて設定されるが、30秒以上が好ましく、1分以上がより好ましく、10分以上がさらに好ましい。一方、当該処理時間は、120分以下が好ましく、90分以下がより好ましく、60分以下がさらに好ましい。上記下限値以上、上限以下とすることで、より効率的に二次粒子30を得られる。 When the primary particles 20 are agglomerated using the mechanical particle composite device, the temperature in the processing container is set according to the base material and the coated particles, and may be, for example, 5 ° C. or more and 50 ° C. or less. The processing time by the mechanical particle composite device is set according to the raw material, but is preferably 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more, and further preferably 10 minutes or more. On the other hand, the treatment time is preferably 120 minutes or less, more preferably 90 minutes or less, and further preferably 60 minutes or less. By setting the above lower limit value to the upper limit value, the secondary particles 30 can be obtained more efficiently.
本実施形態に係る二次粒子30では、コア部310において、一次粒子20が不規則な向きで凝集していることが好ましい。
シェル部320における一次粒子20は、二次粒子30の外周面に沿うようにコア部310を覆い、二次粒子30の半径方向に積層するように配向していることが好ましい。
なお、シェル部320における一次粒子20がコア部310の外周面全体を覆っていることが好ましいが、コア部310の一部が露出していても良い。また、これらの構造を有する二次粒子30が混在していても良い。
シェル部320の最表面、すなわち二次粒子30の最表面を形成する複数の一次粒子20は互いに圧縮されて一体化されていても良い。
二次粒子30の形状やコア部310およびシェル部320の状態は、走査型電子顕微鏡を用いて外観や断面を観察することによって確認できる。
なお、シェル部320において一次粒子20が配向している場合、一次粒子20同士が一体化されて、界面が必ずしも明瞭に観察されないことがある。この場合、電子顕微鏡による二次粒子30の断面像において、シェル部320に見られる空孔が、二次粒子30の外周に沿った線状に観察されることにより、一次粒子20の上記の様な配向状態が理解できる。ここで、外周に沿った線状とは、外周に沿う方向の長さが、当該方向に垂直な方向の長さより長い形をいう。
In the secondary particles 30 according to the present embodiment, it is preferable that the primary particles 20 are aggregated in an irregular direction in the core portion 310.
The primary particles 20 in the shell part 320 are preferably oriented so as to cover the core part 310 along the outer peripheral surface of the secondary particles 30 and to be laminated in the radial direction of the secondary particles 30.
In addition, although it is preferable that the primary particle 20 in the shell part 320 covers the whole outer peripheral surface of the core part 310, a part of the core part 310 may be exposed. Moreover, the secondary particle 30 which has these structures may be mixed.
The plurality of primary particles 20 that form the outermost surface of the shell portion 320, that is, the outermost surface of the secondary particles 30 may be compressed and integrated.
The shape of the secondary particles 30 and the state of the core portion 310 and the shell portion 320 can be confirmed by observing the appearance and cross section using a scanning electron microscope.
In addition, when the primary particles 20 are oriented in the shell part 320, the primary particles 20 are integrated with each other, and the interface may not always be clearly observed. In this case, in the cross-sectional image of the secondary particle 30 obtained by the electron microscope, the vacancies seen in the shell part 320 are observed in a line shape along the outer periphery of the secondary particle 30, and thus the primary particle 20 as described above. Can be understood. Here, the linear shape along the outer periphery means a shape in which the length in the direction along the outer periphery is longer than the length in the direction perpendicular to the direction.
二次粒子30のシェル部320の平均厚さは、造粒粉10を使用する用途に応じて変更することができるが、一般的には、5.0nm以上であることが好ましく、20nm以上であることがより好ましく、50nm以上であることがさらに好ましい。一方、シェル部320の平均厚さは50μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましい。シェル部320の平均厚さを上述の範囲とすることにより、シェル部320が安定して形状を維持することができ、かつ、被覆層としての機能を効果的に発現することができる。なお、シェル部320は、一定の厚さで形成されていることが好ましいが、例えば、部分によって厚さにムラがあってもよいし、コア部310の一部がシェル部320に覆われていなくても用いることができる。 Although the average thickness of the shell part 320 of the secondary particle 30 can be changed according to the use which uses the granulated powder 10, it is preferable that it is generally 5.0 nm or more, and is 20 nm or more. More preferably, it is more preferably 50 nm or more. On the other hand, the average thickness of the shell part 320 is preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 10 μm or less. By making the average thickness of the shell part 320 into the above-mentioned range, the shell part 320 can stably maintain the shape, and the function as the coating layer can be effectively expressed. The shell portion 320 is preferably formed with a constant thickness. However, for example, the thickness may vary depending on the portion, and a part of the core portion 310 is covered with the shell portion 320. It can be used without it.
シェル部320の平均厚さは、たとえば以下の方法により算出することができる。まず、クロスセクションポリッシャ(SM−09010、日本電子製)を用いて、二次粒子30を切断し断面を露出する。そして、露出した二次粒子30の断面を、走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM−7401F)を用いて観察する。観察で得られた画像のコア部310とシェル部320の界面から二次粒子30の最外面までの平均距離を画像解析より求め、当該二次粒子30のシェル部320の厚さとして算出する。20個以上の二次粒子30について算出した厚さの平均値を、シェル部320の平均厚さとする。 The average thickness of the shell part 320 can be calculated by the following method, for example. First, using a cross section polisher (SM-09010, manufactured by JEOL Ltd.), the secondary particles 30 are cut to expose the cross section. And the cross section of the exposed secondary particle 30 is observed using a scanning electron microscope (the JEOL Co., Ltd. make, JSM-7401F). The average distance from the interface between the core part 310 and the shell part 320 of the image obtained by observation to the outermost surface of the secondary particle 30 is obtained by image analysis, and is calculated as the thickness of the shell part 320 of the secondary particle 30. Let the average value of the thickness calculated about 20 or more secondary particles 30 be the average thickness of the shell part 320.
耐湿性能、耐圧力性をより向上させる観点から、シェル部320の厚みは、二次粒子30の直径に対して20%以上を占めることが好ましい。
耐湿性能、耐圧力性をより向上させる観点から、シェル部320の厚みは平均して一次粒子20の鱗片の厚みの10倍以上であることが好ましい。
耐湿性能、耐圧力性をより向上させる観点から、シェル部320の厚みは平均で表層から10nm以上あることが好ましい。
二次粒子30のシェル部320の厚みは、上述のように走査型電子顕微鏡を用いて断面を観察することによって確認できる。
From the viewpoint of further improving the moisture resistance and pressure resistance, the thickness of the shell part 320 preferably occupies 20% or more with respect to the diameter of the secondary particles 30.
From the viewpoint of further improving the moisture resistance and pressure resistance, the thickness of the shell part 320 is preferably 10 times or more the average thickness of the scale of the primary particles 20.
From the viewpoint of further improving the moisture resistance and pressure resistance, the thickness of the shell portion 320 is preferably 10 nm or more from the surface layer on average.
The thickness of the shell part 320 of the secondary particle 30 can be confirmed by observing a cross section using a scanning electron microscope as described above.
二次粒子30の平均球形度は0.70以上であることが好ましく、0.75以上であることがより好ましい。二次粒子30の平均球形度が上記下限以上であれば、樹脂組成物に多量に添加することができる。多量に添加しても、樹脂組成物の粘度が上昇して製造効率が低下することが生じにくいからである。平均球形度は、具体的には以下のように測定することができる。粒子の投影像の周囲長をL、粒子の投影像の面積をSとしたとき、4πS/L2で表される値を球形度として求める。そして、当該球形度を10000個について測定し、平均値を平均球形度として得ることができる。二次粒子30の平均球形度はたとえば粒子画像分析装置(マルバーン社製、モフォロギ G3)を用いて測定することができる。 The average sphericity of the secondary particles 30 is preferably 0.70 or more, and more preferably 0.75 or more. If the average sphericity of the secondary particles 30 is not less than the above lower limit, it can be added in a large amount to the resin composition. This is because, even when added in a large amount, the viscosity of the resin composition is increased and the production efficiency is unlikely to decrease. Specifically, the average sphericity can be measured as follows. When the perimeter of the projected image of the particle is L and the area of the projected image of the particle is S, a value represented by 4πS / L 2 is obtained as the sphericity. And the said sphericity can be measured about 10,000 pieces and an average value can be obtained as average sphericity. The average sphericity of the secondary particles 30 can be measured using, for example, a particle image analyzer (Malvern, Morphologi G3).
造粒粉10の吸油量は、当該造粒粉100gあたり70mL以下であることが好ましく、50mL以下であることがより好ましく、25mL以下であることがさらに好ましい。上記上限以下であれば、造粒粉10を用いて、熱伝導率に優れる放熱シートや放熱部材を得ることができる。本実施形態に係る二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、吸油量が低い造粒粉10を得ることができる。そのため、高湿度の環境においても水分を吸収しにくく、絶縁性や熱伝導率が影響を受けにくい。吸油量はたとえば吸油量測定装置(あさひ総研社製、S−500)を用いて測定することができる。 The oil absorption amount of the granulated powder 10 is preferably 70 mL or less per 100 g of the granulated powder, more preferably 50 mL or less, and even more preferably 25 mL or less. If it is below the said upper limit, using the granulated powder 10, the heat-radiation sheet and heat-radiation member which are excellent in heat conductivity can be obtained. Since the secondary particles 30 according to the present embodiment have the shell portion 320 having a high density, the granulated powder 10 having a low oil absorption can be obtained. Therefore, it is difficult to absorb moisture even in a high humidity environment, and the insulation and thermal conductivity are not easily affected. The oil absorption can be measured using, for example, an oil absorption measuring device (A-500, manufactured by Asahi Research Institute).
二次粒子30のメディアン径D50(0)は、ハンドリング性向上の観点から、30μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、60μm以上であることがさらに好ましい。二次粒子30のメディアン径D50(0)は、たとえばフランホーファー回折理論およびミーの散乱理論による解析を利用したレーザー回折式粒度分布計(堀場製作所製、LA−950V2)を用いて、湿式法にて測定を行い測定することができる。体積基準で粒度分布を解析し、粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量となる径をメディアン径とする。湿式法での測定では、純水50mL中に測定試料を少量(たとえば3mg程度。試料により測定に最適な量を調整する。)を加えた後、界面活性剤を添加し、超音波バス中で3分間処理し、試料が分散した溶液を用いる。 The median diameter D 50 (0) of the secondary particles 30 is preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and even more preferably 60 μm or more from the viewpoint of improving handling properties. The median diameter D 50 (0) of the secondary particles 30 is determined by a wet method using, for example, a laser diffraction particle size distribution analyzer (LA-950V2 manufactured by Horiba, Ltd.) using analysis based on the Franhofer diffraction theory and Mie's scattering theory. Measurement can be performed with The particle size distribution is analyzed on a volume basis, and when the powder is divided into two from a certain particle diameter, the median diameter is the diameter where the larger side and the smaller side are equivalent. In the measurement by the wet method, a small amount of a measurement sample (for example, about 3 mg. The optimum amount for the measurement is adjusted by the sample) is added to 50 mL of pure water, and then a surfactant is added in an ultrasonic bath. A solution in which the sample is dispersed for 3 minutes is used.
二次粒子30を圧縮した場合の、圧縮後のメディアン径D50(1)は、ハンドリング性向上の観点から30μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、60μm以上であることがさらに好ましい。二次粒子30の圧縮は(株式会社ナノシーズ製、NS−S500)を用いて行うことができ、10MPaで120秒間、造粒粉10を圧縮する。圧縮後の二次粒子30のメディアン径D50(1)は、たとえばレーザー回折式粒度分布計(堀場製作所製、LA−950V2)を用いて測定することができる。 When the secondary particles 30 are compressed, the median diameter D 50 (1) after compression is preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and more preferably 60 μm or more from the viewpoint of improving handling properties. Is more preferable. The compression of the secondary particles 30 can be performed using NS-S500 (manufactured by Nano Seeds Co., Ltd.), and the granulated powder 10 is compressed at 10 MPa for 120 seconds. The median diameter D 50 (1) of the secondary particles 30 after compression can be measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution meter (LA-950V2 manufactured by Horiba, Ltd.).
二次粒子30の圧縮前後のメディアン径の比は0.4以上であることが好ましい。具体的には、二次粒子30を10MPaで圧縮した場合の、圧縮前のメディアン径をD50(0)とし、圧縮後のメディアン径をD50(1)としたとき、D50(1)/D50(0)で表される圧縮前後のメディアン径の比が0.4以上であることが好ましく、0.8以上であることがより好ましい。D50(1)/D50(0)の値が上記下限以上であれば、造粒粉10を含む放熱シートや放熱部材の製造において、圧縮された場合にも、二次粒子30の形状がつぶれずに維持され、耐湿性能に優れる放熱シートや放熱部材を得ることができる。また、二次粒子30の形状がつぶれずに維持されることにより、放熱シートや放熱部材の中に、一次粒子20を等方的に含有させることができ、等方的な熱伝導特性が得られる。 The median diameter ratio before and after compression of the secondary particles 30 is preferably 0.4 or more. Specifically, when the secondary particle 30 is compressed at 10 MPa, the median diameter before compression is D 50 (0), and the median diameter after compression is D 50 (1), D 50 (1) The ratio of the median diameter before and after compression represented by / D 50 (0) is preferably 0.4 or more, and more preferably 0.8 or more. If the value of D 50 (1) / D 50 (0) is equal to or greater than the above lower limit, the shape of the secondary particles 30 is also produced when compressed in the production of a heat radiating sheet or a heat radiating member containing the granulated powder 10. A heat radiating sheet and a heat radiating member which are maintained without being crushed and have excellent moisture resistance can be obtained. Further, by maintaining the shape of the secondary particles 30 without being crushed, the primary particles 20 can be isotropically contained in the heat-dissipating sheet or the heat-dissipating member, and isotropic heat conduction characteristics are obtained. It is done.
二次粒子30の粒径の算術標準偏差は、ハンドリング性向上の観点から、5μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましく、60μm以上であることがさらに好ましい。一方で、二次粒子30の粒径の算術標準偏差は、性能安定性の観点から70μm以下であることが好ましい。二次粒子30の粒径の算術標準偏差は、たとえばレーザー回折式粒度分布計(堀場製作所製、LA−950V2)を用いて測定できる。 The arithmetic standard deviation of the particle size of the secondary particles 30 is preferably 5 μm or more, more preferably 40 μm or more, and further preferably 60 μm or more from the viewpoint of improving handling properties. On the other hand, the arithmetic standard deviation of the particle size of the secondary particles 30 is preferably 70 μm or less from the viewpoint of performance stability. The arithmetic standard deviation of the particle size of the secondary particles 30 can be measured using, for example, a laser diffraction particle size distribution meter (manufactured by Horiba, Ltd., LA-950V2).
造粒粉10の比表面積は、5.0m2/g以下であることが好ましく、3.0m2/g以下であることがより好ましい。比表面積が上記上限以下であれば、樹脂組成物に添加しても粘性が上がりにくく、成形性を損なうことがない。そのため、樹脂組成物に添加する造粒粉10の量を多くすることができる。一方、造粒粉10の比表面積は、2.0m2/g以上であることが好ましく、2.6m2/g以上であることがより好ましい。比表面積が上記下限以上であれば、高湿度下での耐電圧性に優れる放熱部材や放熱シートをより確実に得ることができる。造粒粉10の比表面積は、たとえばガス/蒸気吸着量測定装置(日本ベル株式会社製、BELSORP−max)にて窒素吸着によるBET法によって測定できる。 The specific surface area of the granulated powder 10 is preferably 5.0 m 2 / g or less, and more preferably 3.0 m 2 / g or less. If a specific surface area is below the said upper limit, even if it adds to a resin composition, a viscosity will not rise easily and a moldability will not be impaired. Therefore, the amount of granulated powder 10 added to the resin composition can be increased. On the other hand, the specific surface area of the granulated powder 10 is preferably 2.0 m 2 / g or more, and more preferably 2.6 m 2 / g or more. If a specific surface area is more than the said minimum, the heat radiating member and heat radiating sheet which are excellent in the voltage resistance under high humidity can be obtained more reliably. The specific surface area of the granulated powder 10 can be measured by, for example, a BET method using nitrogen adsorption with a gas / vapor adsorption amount measuring apparatus (BELSORP-max, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).
造粒粉10の摩擦角は、ハンドリングの容易さおよび成形性の観点から、10.0°以下であることが好ましく、8.0°以下であることがより好ましい。摩擦角を上記上限以下とすることで、粉体の流動性が高くなり、ハンドリング性を向上させることができる。二次粒子30の摩擦角は、たとえば粉体層せん断力測定想定(株式会社ナノシーズ製、NS−S500)を用いて測定できる。 The friction angle of the granulated powder 10 is preferably 10.0 ° or less, and more preferably 8.0 ° or less, from the viewpoint of ease of handling and formability. By setting the friction angle to be equal to or less than the above upper limit, the fluidity of the powder is increased and the handling property can be improved. The friction angle of the secondary particles 30 can be measured using, for example, a powder layer shear force measurement assumption (NS-S500, manufactured by Nano Seeds Co., Ltd.).
造粒粉10のかさ密度は、1.50g/cm3以下であることが好ましく、1.20g/cm3以下であることがより好ましい。一方、当該かさ密度は、ハンドリング性向上の観点から、0.50g/cm3以上であることが好ましく、0.90g/cm3以上であることがより好ましい。また、かさ密度が上記上限以下、下限以上であれば、熱伝導性と成形性の性能バランスに優れる放熱シートや放熱部材を得ることができる。造粒粉10のかさ密度は、たとえばパウダテスタ(ホソカワミクロン株式会社製、PT−X)を用いて固めかさ密度として測定できる。 The bulk density of the granulated powder 10 is preferably 1.50 g / cm 3 or less, more preferably 1.20 g / cm 3 or less. On the other hand, the bulk density is preferably 0.50 g / cm 3 or more, and more preferably 0.90 g / cm 3 or more, from the viewpoint of improving handling properties. Moreover, if a bulk density is below the said upper limit and more than the lower limit, the heat-radiation sheet and heat-radiation member which are excellent in the performance balance of thermal conductivity and a moldability can be obtained. The bulk density of the granulated powder 10 can be measured as a hard bulk density using, for example, a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, PT-X).
造粒粉10の真比重は、3.5g/cm3以下であることが好ましく、3.0g/cm3以下であることがより好ましい。一方、当該真比重は、1.0g/cm3以上であることが好ましく、2.0g/cm3以上であることがより好ましい。真比重が上記上限以下、下限以上であれば、熱伝導性と成形性の性能バランスに優れる放熱シートや放熱部材を得ることができる。造粒粉10の真比重は、たとえば自動湿式真密度測定器(株式会社セイシン企業製、MAT−7000)を用いて液相置換法で測定できる。 The true specific gravity of the granulated powder 10 is preferably 3.5 g / cm 3 or less, and more preferably 3.0 g / cm 3 or less. On the other hand, the true specific gravity is preferably 1.0 g / cm 3 or more, and more preferably 2.0 g / cm 3 or more. When the true specific gravity is not more than the above upper limit and not less than the lower limit, a heat radiating sheet or a heat radiating member excellent in the performance balance between thermal conductivity and moldability can be obtained. The true specific gravity of the granulated powder 10 can be measured by a liquid phase substitution method using, for example, an automatic wet true density measuring device (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., MAT-7000).
二次粒子30の組成、粉体処理装置の駆動条件、加熱処理の条件等を調整することで、上述したような二次粒子30および造粒粉10を得ることができる。 The secondary particles 30 and the granulated powder 10 as described above can be obtained by adjusting the composition of the secondary particles 30, the driving conditions of the powder processing apparatus, the conditions of the heat treatment, and the like.
以下に、本実施形態に係る放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材について説明する。 Below, the resin composition for thermal radiation, the thermal radiation sheet 140, and the thermal radiation member which concern on this embodiment are demonstrated.
図2は、本実施形態に係る放熱シート140の模式的な断面図である。
本実施形態に係る放熱用樹脂組成物は、上記の造粒粉10と、熱硬化性樹脂(A)とを含む。放熱シート140は当該放熱用樹脂組成物からなり、たとえば図2のように二次粒子30、および熱硬化性樹脂410を含む。放熱シート140における熱硬化性樹脂410はたとえば熱硬化性樹脂(A)をBステージ化したものである。二次粒子30は上述したようなコア部310とシェル部320を有する。また、本実施形態に係る放熱部材は当該放熱用樹脂組成物の硬化体を含む。以下で詳細に説明する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the heat dissipation sheet 140 according to the present embodiment.
The resin composition for heat dissipation which concerns on this embodiment contains said granulated powder 10 and a thermosetting resin (A). The heat radiating sheet 140 is made of the heat radiating resin composition, and includes, for example, the secondary particles 30 and the thermosetting resin 410 as shown in FIG. The thermosetting resin 410 in the heat radiation sheet 140 is, for example, a B-stage of a thermosetting resin (A). The secondary particle 30 has the core part 310 and the shell part 320 as described above. Moreover, the heat radiating member according to the present embodiment includes a cured body of the heat radiating resin composition. This will be described in detail below.
二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、放熱シート140および放熱部材において、二次粒子30は球状を維持することができる。また、二次粒子30はシェル部320を有するため、吸湿性が低く、耐湿性に優れる放熱シート140および放熱部材を実現できる。 Since the secondary particle 30 has the shell part 320 with high density, the secondary particle 30 can maintain the spherical shape in the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipation member. Moreover, since the secondary particle 30 has the shell part 320, the hygroscopic sheet 140 and the heat radiating member having low moisture absorption and excellent moisture resistance can be realized.
(熱硬化性樹脂(A))
熱硬化性樹脂(A)としては、たとえば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂(A)として、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
熱硬化性樹脂(A)としては、エポキシ樹脂(A1)が好ましい。エポキシ樹脂(A1)を使用することで、ガラス転移温度を高くするとともに、放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材の熱伝導性を向上させることができる。
(Thermosetting resin (A))
Examples of the thermosetting resin (A) include epoxy resins, cyanate resins, polyimide resins, benzoxazine resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, melamine resins, silicone resins, bismaleimide resins, acrylic resins, and the like. As the thermosetting resin (A), one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
As the thermosetting resin (A), an epoxy resin (A1) is preferable. By using the epoxy resin (A1), the glass transition temperature can be increased, and the thermal conductivity of the heat radiation resin composition, the heat radiation sheet 140, and the heat radiation member can be improved.
エポキシ樹脂(A1)としては、たとえば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4'−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4'−(1,4−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4'−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂)等のビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノール基メタン型ノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェノール基エタン型ノボラック型エポキシ樹脂,縮合環芳香族炭化水素構造を有するノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;キシリレン型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等のアリールアルキレン型エポキシ樹脂;ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、2官能ないし4官能エポキシ型ナフタレン樹脂、ビナフチル型エポキシ樹脂、ナフタレンアラルキル型エポキシ樹脂等のナフタレン型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;フェノキシ型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;ノルボルネン型エポキシ樹脂;アダマンタン型エポキシ樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the epoxy resin (A1) include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin (4,4 ′-(1,3- Phenylenediisopridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol P type epoxy resin (4,4 '-(1,4-phenylenediisopridiene) bisphenol type epoxy resin), bisphenol Z type epoxy resin (4,4' -Cyclohexiene bisphenol type epoxy resin), etc .; phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, trisphenol group methane type novolac type epoxy resin, tetraphenol group ethane type novo Type epoxy resins, novolak type epoxy resins such as novolak type epoxy resins having a condensed ring aromatic hydrocarbon structure; biphenyl type epoxy resins; xylylene type epoxy resins, arylalkylene type epoxy resins such as biphenyl aralkyl type epoxy resins; Naphthalene type epoxy resins such as renether type epoxy resins, naphthol type epoxy resins, naphthalene diol type epoxy resins, bifunctional or tetrafunctional epoxy type naphthalene resins, binaphthyl type epoxy resins, naphthalene aralkyl type epoxy resins, etc .; anthracene type epoxy resins; phenoxy Type epoxy resin; dicyclopentadiene type epoxy resin; norbornene type epoxy resin; adamantane type epoxy resin; fluorene type epoxy resin.
エポキシ樹脂(A1)として、これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 As the epoxy resin (A1), one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
エポキシ樹脂(A1)の中でも、得られる放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材の耐熱性および絶縁信頼性をより一層向上できる観点から、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂からなる群から選択される一種または二種以上が好ましい。 Among the epoxy resins (A1), from the viewpoint of further improving the heat resistance and insulation reliability of the obtained heat radiation resin composition, heat radiation sheet 140, and heat radiation member, bisphenol type epoxy resin, novolac type epoxy resin, biphenyl type One or more selected from the group consisting of epoxy resins, arylalkylene type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, anthracene type epoxy resins and dicyclopentadiene type epoxy resins are preferred.
放熱用樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂(A)の含有量は、その目的に応じて適宜調整されればよく、特に限定されないが、放熱用樹脂組成物を100質量%として、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。一方、当該含有量は30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましい。熱硬化性樹脂(A)の含有量が上記下限値以上であると、放熱用樹脂組成物のハンドリング性が向上し、放熱シート140および放熱部材を形成するのが容易となるとともに放熱シート140および放熱部材の強度が向上する。熱硬化性樹脂(A)の含有量が上記上限値以下であると、放熱シート140および放熱部材の線膨張率や弾性率がより一層向上したり、放熱シート140、および放熱部材の熱伝導性がより一層向上したりする。 The content of the thermosetting resin (A) contained in the heat-dissipating resin composition is not particularly limited as long as it is appropriately adjusted according to the purpose, but the heat-dissipating resin composition is 100% by mass, and 1 mass. % Or more is preferable, and 5 mass% or more is more preferable. On the other hand, the content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less. When the content of the thermosetting resin (A) is not less than the above lower limit, the handling property of the heat radiation resin composition is improved, and it becomes easy to form the heat radiation sheet 140 and the heat radiation member, and the heat radiation sheet 140 and The strength of the heat dissipation member is improved. When the content of the thermosetting resin (A) is not more than the above upper limit value, the linear expansion coefficient and the elastic modulus of the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipation member are further improved, or the heat conductivity of the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipation member. Can be further improved.
(充填剤(B))
本実施形態に係る放熱用樹脂組成物は、充填剤(B)を含む。充填剤(B)は、上述した造粒粉10を含み、造粒粉10は、二次粒子30を含む。二次粒子30は、一次粒子20を凝集させることにより形成された球状の粒子である。一次粒子20は鱗片状の窒化ホウ素である。二次粒子30は、コア部310とシェル部320とを有する。コア部310は二次粒子30の中心を含む。シェル部320はコア部310を覆っている。コア部310における一次粒子20の密度は、シェル部320における一次粒子20の密度よりも低い。
(Filler (B))
The resin composition for heat dissipation which concerns on this embodiment contains a filler (B). The filler (B) includes the granulated powder 10 described above, and the granulated powder 10 includes secondary particles 30. The secondary particles 30 are spherical particles formed by aggregating the primary particles 20. The primary particles 20 are scaly boron nitride. The secondary particle 30 has a core part 310 and a shell part 320. The core part 310 includes the center of the secondary particle 30. The shell part 320 covers the core part 310. The density of the primary particles 20 in the core part 310 is lower than the density of the primary particles 20 in the shell part 320.
放熱用樹脂組成物に含まれる充填剤(B)100質量%に対して二次粒子30を50質量%以上含むことが好ましく、60質量%以上含むことがより好ましい。上記下限以上であれば、ボイドが少なく、良好な熱伝導特性および絶縁性が得られる。
また、放熱用樹脂組成物に含まれる二次粒子30の含有量は、放熱用樹脂組成物を100質量%として、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましい。一方、当該含有量は95質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。二次粒子30の含有量を上記下限値以上とすることにより、放熱シート140、および放熱部材における熱伝導性や機械的強度の向上をより効果的に図ることができる。一方で、二次粒子30の含有量を上記上限値以下とすることにより、放熱用樹脂組成物の成形における作業性を向上させ、放熱シート140および放熱部材の膜厚の均一性をより一層良好なものとすることができる。
The secondary particles 30 are preferably contained in an amount of 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, based on 100% by mass of the filler (B) contained in the heat radiation resin composition. If it is more than the said minimum, there will be few voids and a favorable heat conductive characteristic and insulation will be acquired.
Further, the content of the secondary particles 30 contained in the heat dissipation resin composition is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, with the heat dissipation resin composition being 100% by mass. . On the other hand, the content is preferably 95% by mass or less, and more preferably 80% by mass or less. By making content of the secondary particle 30 more than the said lower limit, the thermal conductivity and mechanical strength improvement in the thermal radiation sheet 140 and a thermal radiation member can be aimed at more effectively. On the other hand, by making the content of the secondary particles 30 equal to or less than the above upper limit value, workability in molding the heat radiation resin composition is improved, and the film thickness uniformity of the heat radiation sheet 140 and the heat radiation member is further improved. Can be.
本実施形態に係る充填剤(B)は、放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材の熱伝導性をより一層向上させる観点から、二次粒子30に加えて、二次粒子30を構成しない鱗片状窒化ホウ素の粒子をさらに含むのが好ましい。当該粒子は、一次粒子20と同じ粒子でもよいし、異なる粒子でも良い。この鱗片状窒化ホウ素の粒子の平均長径は、0.01μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましい。一方、当該平均長径は、70μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。放熱用樹脂組成物に含まれる二次粒子30を構成しない鱗片状窒化ホウ素の粒子の含有量は、特に限定されないが、放熱用樹脂組成物を100質量%として、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。一方、当該含有量は50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。これにより、熱伝導性と電気絶縁性のバランスにより一層優れた放熱シート140および放熱部材を実現することができる。充填剤として鱗片状窒化ホウ素のみを含むような場合には、圧縮された際、窒化ホウ素の主面が放熱シートの主面に平行になるよう配向してしまい、放熱シートの厚さ方向の熱伝導率が低下するのに対し、本実施形態に係る放熱シート140および放熱部材では、二次粒子30が含まれることにより、二次粒子30を構成しない鱗片状窒化ホウ素の粒子が、二次粒子30同士の間に分散され、ランダムな方向を向くため、厚さ方向の熱伝導率が向上する。 From the viewpoint of further improving the thermal conductivity of the heat dissipation resin composition, the heat dissipation sheet 140, and the heat dissipation member, the filler (B) according to the present embodiment contains the secondary particles 30 in addition to the secondary particles 30. It is preferable to further include scaly boron nitride particles that are not constituted. The particles may be the same particles as the primary particles 20 or may be different particles. The average major axis of the scaly boron nitride particles is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.1 μm or more. On the other hand, the average major axis is preferably 70 μm or less, and more preferably 30 μm or less. The content of the scaly boron nitride particles that do not constitute the secondary particles 30 contained in the heat dissipation resin composition is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, with the heat dissipation resin composition being 100% by mass, 20 The mass% or more is more preferable. On the other hand, the content is preferably 50% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less. Thereby, the heat-radiation sheet 140 and the heat-radiation member which were further excellent by the balance of heat conductivity and electrical insulation are realizable. In the case of containing only scaly boron nitride as a filler, when compressed, the main surface of boron nitride is oriented so as to be parallel to the main surface of the heat dissipation sheet, and heat in the thickness direction of the heat dissipation sheet In contrast, the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipating member according to the present embodiment include secondary particles 30 so that the particles of flaky boron nitride that do not constitute the secondary particles 30 are secondary particles. Since it is dispersed between 30 and faces in a random direction, the thermal conductivity in the thickness direction is improved.
充填剤(B)は、熱伝導性と電気絶縁性とのバランスを図る観点から、本発明の効果を損なわない範囲において、たとえばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等をさらに含んでもよい。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The filler (B) may further contain, for example, silica, alumina, boron nitride, aluminum nitride, silicon carbide, etc., as long as the effects of the present invention are not impaired, from the viewpoint of balancing thermal conductivity and electrical insulation. Good. These may be used alone or in combination of two or more.
(硬化剤(C))
放熱用樹脂組成物は、それぞれ熱硬化性樹脂(A)としてエポキシ樹脂(A1)を用いる場合、さらに硬化剤(C)を含むのが好ましい。
硬化剤(C)としては、硬化触媒(C−1)およびフェノール系硬化剤(C−2)から選択される1種以上を用いることができる。
硬化触媒(C−1)としては、たとえばナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、オクチル酸スズ、オクチル酸コバルト、ビスアセチルアセトナートコバルト(II)、トリスアセチルアセトナートコバルト(III)等の有機金属塩;トリエチルアミン、トリブチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等の3級アミン類;2−フェニル−4−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2,4−ジエチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類;トリフェニルホスフィン、トリ−p−トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2−ビス−(ジフェニルホスフィノ)エタン等の有機リン化合物;フェノール、ビスフェノールA、ノニルフェノール等のフェノール化合物;酢酸、安息香酸、サリチル酸、p−トルエンスルホン酸等の有機酸;等、またはこの混合物が挙げられる。硬化触媒(C−1)として、これらの中の誘導体も含めて1種類を単独で用いることもできるし、これらの誘導体も含めて2種類以上を併用したりすることもできる。
放熱用樹脂組成物中に含まれる硬化触媒(C−1)の含有量は、特に限定されないが、放熱用樹脂組成物を100質量%として、0.001質量%以上1質量%以下が好ましい。
(Curing agent (C))
When the resin composition for heat dissipation uses an epoxy resin (A1) as a thermosetting resin (A), respectively, it is preferable to contain a hardening | curing agent (C) further.
As a hardening | curing agent (C), 1 or more types selected from a hardening catalyst (C-1) and a phenol type hardening | curing agent (C-2) can be used.
Examples of the curing catalyst (C-1) include organic metal salts such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, tin octylate, cobalt octylate, bisacetylacetonate cobalt (II), trisacetylacetonate cobalt (III); Tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane; 2-phenyl-4-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2,4-diethylimidazole, Imidazoles such as 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxyimidazole and 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole; triphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, triphenyl Phosphine Organic phosphorus compounds such as rephenylborane and 1,2-bis- (diphenylphosphino) ethane; phenolic compounds such as phenol, bisphenol A and nonylphenol; organic acids such as acetic acid, benzoic acid, salicylic acid and p-toluenesulfonic acid; Etc., or mixtures thereof. As the curing catalyst (C-1), one kind including these derivatives can be used alone, or two or more kinds including these derivatives can be used in combination.
Although content of the curing catalyst (C-1) contained in the resin composition for heat dissipation is not specifically limited, 0.001 mass% or more and 1 mass% or less are preferable considering the resin composition for heat dissipation as 100 mass%.
また、フェノール系硬化剤(C−2)としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、トリスフェノールメタン型ノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アミノトリアジンノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;テルペン変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂等の変性フェノール樹脂;フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格及び/又はビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル樹脂等のアラルキル型樹脂;ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール化合物;レゾール型フェノール樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。
これらの中でも、ガラス転移温度の向上及び線膨張係数の低減の観点から、フェノール系硬化剤(C−2)がノボラック型フェノール樹脂またはレゾール型フェノール樹脂が好ましい。
フェノール系硬化剤の含有量は、特に限定されないが、放熱用樹脂組成物を100質量%として、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。一方、当該含有量は、30質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。
Examples of the phenolic curing agent (C-2) include phenol novolak resins, cresol novolak resins, trisphenol methane type novolak resins, naphthol novolak resins, aminotriazine novolak resins and the like; Modified phenolic resins such as cyclopentadiene modified phenolic resins; Aralkyl type resins such as phenol aralkyl resins having a phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton, naphthol aralkyl resins having a phenylene skeleton and / or biphenylene skeleton; Bisphenols such as bisphenol A and bisphenol F Compound; resol type phenol resin and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.
Among these, from the viewpoint of improving the glass transition temperature and reducing the linear expansion coefficient, the phenolic curing agent (C-2) is preferably a novolac type phenol resin or a resol type phenol resin.
Although content of a phenol type hardening | curing agent is not specifically limited, 1 mass% or more is preferable and the resin composition for heat dissipation is 100 mass%, and 5 mass% or more is more preferable. On the other hand, the content is preferably 30% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less.
(カップリング剤(D))
放熱用樹脂組成物はカップリング剤をさらに含んでもよい。カップリング剤(D)は、熱硬化性樹脂(A)と充填剤(B)との界面の濡れ性を向上させることができる。
(Coupling agent (D))
The resin composition for heat dissipation may further contain a coupling agent. The coupling agent (D) can improve the wettability of the interface between the thermosetting resin (A) and the filler (B).
カップリング剤(D)としては、通常用いられるものなら何でも使用できるが、具体的にはエポキシシランカップリング剤、カチオニックシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤の中から選ばれる1種以上のカップリング剤を使用することが好ましい。
カップリング剤(D)の添加量は特に限定されないが、充填剤(B)を100質量%として0.05質量%以上が好ましく、0.1質量%以上がより好ましい。一方、当該添加量は、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。
As the coupling agent (D), any commonly used one can be used. Specifically, an epoxy silane coupling agent, a cationic silane coupling agent, an aminosilane coupling agent, a titanate coupling agent, and a silicone oil type. It is preferable to use one or more coupling agents selected from coupling agents.
The addition amount of the coupling agent (D) is not particularly limited, but is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, based on 100% by mass of the filler (B). On the other hand, the addition amount is preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less.
放熱用樹脂組成物はフェノキシ樹脂(E)をさらに含んでもよい。フェノキシ樹脂(E)を含むことにより放熱シート140や放熱部材の耐屈曲性を向上できる。
また、フェノキシ樹脂(E)を含むことにより、放熱シート140および放熱部材の弾性率を低下させることが可能となり、放熱シート140および放熱部材の応力緩和力を向上させることができる。
また、フェノキシ樹脂(E)を含むと、粘度上昇により、流動性が低減し、ボイド等が発生することを抑制できる。また、放熱シート140を金属部材と密着させて用いる場合や、放熱部材に金属部材を含む場合などに、金属と放熱用樹脂組成物の硬化体との密着性を向上できる。これらの相乗効果により、半導体装置の絶縁信頼性をより一層高めることができる。
The resin composition for heat dissipation may further contain a phenoxy resin (E). By including the phenoxy resin (E), the bending resistance of the heat radiation sheet 140 and the heat radiation member can be improved.
Moreover, by including a phenoxy resin (E), it becomes possible to reduce the elasticity modulus of the thermal radiation sheet 140 and a thermal radiation member, and can improve the stress relaxation force of the thermal radiation sheet 140 and a thermal radiation member.
Moreover, when a phenoxy resin (E) is included, fluidity | liquidity will reduce by viscosity increase and it can suppress that a void etc. generate | occur | produce. In addition, when the heat dissipation sheet 140 is used in close contact with a metal member, or when the heat dissipation member includes a metal member, the adhesion between the metal and the cured body of the heat dissipation resin composition can be improved. These synergistic effects can further increase the insulation reliability of the semiconductor device.
フェノキシ樹脂(E)としては、たとえば、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。また、これらの骨格を複数種有した構造のフェノキシ樹脂を用いることもできる。 Examples of the phenoxy resin (E) include a phenoxy resin having a bisphenol skeleton, a phenoxy resin having a naphthalene skeleton, a phenoxy resin having an anthracene skeleton, and a phenoxy resin having a biphenyl skeleton. A phenoxy resin having a structure having a plurality of these skeletons can also be used.
フェノキシ樹脂(E)の含有量は、たとえば、放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材をそれぞれ100質量%として、3質量%以上10質量%以下であることが好ましい。 The content of the phenoxy resin (E) is preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less, for example, with the resin composition for heat dissipation, the heat dissipation sheet 140, and the heat dissipation member being 100% by mass, respectively.
(その他の成分)
放熱用樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、ほかに酸化防止剤、レベリング剤等を含むことができる。
(Other ingredients)
The heat-dissipating resin composition can further contain an antioxidant, a leveling agent and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
本実施形態に係る放熱用樹脂組成物、放熱シート140、および放熱部材はたとえば以下のようにして作製することができる。
まず、上述の各成分を溶媒へ添加して、ワニス状の放熱用樹脂組成物を得る。本実施形態においては、たとえば溶媒中に熱硬化性樹脂(A)等を添加して樹脂ワニスを作製したのち、当該樹脂ワニスへ充填剤(B)を入れて三本ロール等を用いて混練することにより放熱用樹脂組成物を得ることができる。これにより、充填剤(B)をより均一に、熱硬化性樹脂(A)中へ分散させることができる。
上記溶媒としては特に限定されないが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン等が挙げられる。
The heat radiating resin composition, the heat radiating sheet 140, and the heat radiating member according to the present embodiment can be manufactured, for example, as follows.
First, the above-mentioned components are added to a solvent to obtain a varnish-like heat radiation resin composition. In the present embodiment, for example, a thermosetting resin (A) or the like is added to a solvent to prepare a resin varnish, and then the filler (B) is added to the resin varnish and kneaded using a three-roll roll or the like. Thus, a heat radiating resin composition can be obtained. Thereby, a filler (B) can be disperse | distributed more uniformly in a thermosetting resin (A).
Although it does not specifically limit as said solvent, Methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, propylene glycol monomethyl ether, cyclohexanone, etc. are mentioned.
次いで、上記放熱用樹脂組成物をシート状に成形して、放熱シート140を形成する。本実施形態においては、たとえば基材上にワニス状の上記放熱用樹脂組成物を塗布した後、これを加熱して乾燥させる。この乾燥処理により、放熱用樹脂組成物からなる樹脂膜はBステージ化され、基材上に形成された放熱シート140を得ることができる。基材及び放熱シート140を合わせて、以後「基材付き樹脂膜」と呼ぶ。基材としては、たとえば剥離可能なキャリア材等を構成する金属箔やPET(Poly ethylene terephthalate)フィルムが挙げられる。また、放熱用樹脂組成物の乾燥処理は、たとえば80℃以上150℃以下、5分以上1時間以下の条件において行われる。樹脂層の膜厚は、たとえば50μm以上500μm以下である。 Next, the heat dissipation resin composition is formed into a sheet shape to form the heat dissipation sheet 140. In the present embodiment, for example, the varnish-like resin composition for heat dissipation is applied on a substrate, and then heated and dried. By this drying treatment, the resin film made of the heat radiating resin composition is B-staged, and the heat radiating sheet 140 formed on the substrate can be obtained. The base material and the heat dissipation sheet 140 are collectively referred to as “resin film with base material” hereinafter. Examples of the substrate include a metal foil and a PET (Polyethylene terephthalate) film that constitute a peelable carrier material. Moreover, the drying process of the resin composition for thermal radiation is performed on conditions, for example, 80 degreeC or more and 150 degrees C or less, 5 minutes or more and 1 hour or less. The film thickness of the resin layer is, for example, 50 μm or more and 500 μm or less.
なお、乾燥処理に次いで、上記基材付き樹脂膜を二本のロール間に通して圧縮することにより樹脂膜(放熱シート140)内の気泡を除去することが好ましい。本実施形態においては、このようにロールによる圧縮圧力をかけて気泡を除去する工程を含むことにより、放熱シート140および放熱部材の熱伝導率を向上させることができる。これは、気泡を除去することにより放熱シート140および放熱部材内における樹脂成分の密度が上昇すること等が要因として推定される。ここで、圧縮圧力はたとえば5MPa以上20MPa以下とすることができる。なお、圧縮する際、同時に加熱を行って硬化させ、Cステージ化することもできる。ここで、加熱温度はたとえば、150℃以上200℃以下とすることができる。 In addition, it is preferable to remove the bubble in the resin film (heat dissipation sheet 140) by passing the resin film with a base material between two rolls and compressing it after the drying treatment. In this embodiment, the thermal conductivity of the heat radiating sheet 140 and the heat radiating member can be improved by including the step of removing bubbles by applying the compression pressure by the roll as described above. This is presumed due to the fact that the density of the resin component in the heat radiating sheet 140 and the heat radiating member is increased by removing the bubbles. Here, the compression pressure can be, for example, 5 MPa or more and 20 MPa or less. In addition, when compressing, it can also heat and harden | cure at the same time, and can also be C-staged. Here, the heating temperature can be, for example, 150 ° C. or more and 200 ° C. or less.
放熱シート140の25℃における熱伝導率は、6W/(m・K)以上が好ましく、7W/(m・K)以上がより好ましい。また、放熱シート140の175℃における熱伝導率は、6W/(m・K)以上が好ましい。各熱伝導率が上記下限以上であることによって、放熱シート140を用いて動作の安定性に優れる半導体装置を得ることができる。 The heat conductivity at 25 ° C. of the heat radiation sheet 140 is preferably 6 W / (m · K) or more, and more preferably 7 W / (m · K) or more. Further, the heat conductivity of the heat dissipation sheet 140 at 175 ° C. is preferably 6 W / (m · K) or more. When each thermal conductivity is equal to or higher than the lower limit, a semiconductor device having excellent operation stability can be obtained using the heat dissipation sheet 140.
また、Bステージ状態の放熱シート140を金属部材等に適用した上で、硬化させることで、上記の放熱用樹脂組成物の硬化体を含む放熱部材を得ることができる。具体的にはまず、金属部材上に上記基材付き樹脂膜を、放熱シート140の露出面が金属部材の方に向くようにして積層する。金属部材はたとえば金属製のヒートシンクやリードフレームである。そして、基材を剥離した後、たとえば150℃以上200℃以下で加熱して放熱シート140を硬化させる。 Moreover, the heat radiating member containing the hardened | cured body of said heat radiating resin composition can be obtained by hardening, after applying the heat radiating sheet 140 of a B-stage state to a metal member etc. Specifically, first, the resin film with a base material is laminated on the metal member so that the exposed surface of the heat dissipation sheet 140 faces the metal member. The metal member is, for example, a metal heat sink or lead frame. And after peeling a base material, it heats at 150 degreeC or more and 200 degrees C or less, for example, and the thermal radiation sheet 140 is hardened.
なお、基材付き樹脂膜を作製することなく、ワニス状の放熱用樹脂組成物を直接金属部材などの上に塗布し、硬化させて放熱部材を得てもよい。また、ワニス上の放熱用樹脂組成物を所望の形状に成形して放熱部材を得ることもできる。成形には、たとえば射出成形、圧縮成形等の方法を用いることができる。放熱部材は放熱用樹脂組成物のみから成るものでも良いし、上記の様に金属部材などをさらに含むものでも良い。 In addition, you may apply | coat a varnish-like heat radiation resin composition directly on a metal member etc., and make it harden | cure, without producing the resin film with a base material, and obtain a heat radiating member. Moreover, the heat radiating member can also be obtained by forming the heat radiating resin composition on the varnish into a desired shape. For molding, for example, methods such as injection molding and compression molding can be used. The heat dissipating member may be composed only of the heat dissipating resin composition, or may further include a metal member as described above.
上記の放熱部材や放熱シートを含む半導体装置として、放熱性に優れ、動作の安定性、信頼性に優れる半導体装置を得ることができる。 As a semiconductor device including the heat radiating member and the heat radiating sheet, it is possible to obtain a semiconductor device that is excellent in heat dissipation and is excellent in operational stability and reliability.
なお、放熱シート140はたとえば熱伝導シートとして用いることもできる。また、放熱部材はたとえば熱伝導部材として用いることもできる。 The heat dissipation sheet 140 can also be used as a heat conductive sheet, for example. Moreover, a heat radiating member can also be used as a heat conductive member, for example.
以下に、本実施形態に係る半導体装置100について説明する。
半導体装置100は、上記の放熱用樹脂組成物の硬化体144を放熱部材として含む。図3は、半導体装置100の構造の一例を模式的に示した断面図である。
Hereinafter, the semiconductor device 100 according to this embodiment will be described.
The semiconductor device 100 includes the cured body 144 of the heat dissipation resin composition as a heat dissipation member. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the semiconductor device 100.
以下においては、説明を簡単にするため、半導体装置100の各構成要素の位置関係(上下関係等)が各図に示す関係であるものとして説明を行う場合がある。ただし、この説明における位置関係は、半導体装置100の使用時や製造時の位置関係とは無関係である。 In the following, in order to simplify the description, the positional relationship (vertical relationship and the like) of each component of the semiconductor device 100 may be described as the relationship shown in each drawing. However, the positional relationship in this description is independent of the positional relationship when the semiconductor device 100 is used or manufactured.
本実施形態に係る半導体装置100は、ヒートシンク130と、ヒートシンク130の第1面131側に設けられた半導体チップ110と、ヒートシンク130の第1面131とは反対側の第2面132に接合された硬化体144と、半導体チップ110およびヒートシンク130を封止している封止樹脂180と、を備えている。
以下、詳細に説明する。
The semiconductor device 100 according to the present embodiment is bonded to the heat sink 130, the semiconductor chip 110 provided on the first surface 131 side of the heat sink 130, and the second surface 132 opposite to the first surface 131 of the heat sink 130. The cured body 144 and a sealing resin 180 that seals the semiconductor chip 110 and the heat sink 130 are provided.
Details will be described below.
半導体装置100は、例えば、上記の構成の他に、導電層120、金属層150、リード160およびワイヤ(金属配線)170を有する。 The semiconductor device 100 includes, for example, a conductive layer 120, a metal layer 150, a lead 160, and a wire (metal wiring) 170 in addition to the above configuration.
半導体チップ110の上面111には図示しない電極パターンが形成され、半導体チップ110の下面112には図示しない導電パターンが形成されている。半導体チップ110の下面112は、銀ペースト等の導電層120を介してヒートシンク130の第1面131に固着されている。半導体チップ110の上面111の電極パターンは、ワイヤ170を介してリード160の電極161に電気的に接続されている。 An electrode pattern (not shown) is formed on the upper surface 111 of the semiconductor chip 110, and a conductive pattern (not shown) is formed on the lower surface 112 of the semiconductor chip 110. The lower surface 112 of the semiconductor chip 110 is fixed to the first surface 131 of the heat sink 130 via a conductive layer 120 such as silver paste. The electrode pattern on the upper surface 111 of the semiconductor chip 110 is electrically connected to the electrode 161 of the lead 160 via the wire 170.
ヒートシンク130は、金属板により構成されている。 The heat sink 130 is made of a metal plate.
封止樹脂180は、半導体チップ110およびヒートシンク130の他に、ワイヤ170と、導電層120と、リード160の一部分ずつとを内部に封止している。各リード160の他の一部分ずつは、封止樹脂180の側面より、該封止樹脂180の外部に突出している。本実施形態の場合、例えば、封止樹脂180の下面182とヒートシンク130の第2面132とが互いに同一平面上に位置している。 In addition to the semiconductor chip 110 and the heat sink 130, the sealing resin 180 seals the wires 170, the conductive layer 120, and part of the leads 160 inside. Another part of each lead 160 protrudes from the side surface of the sealing resin 180 to the outside of the sealing resin 180. In the present embodiment, for example, the lower surface 182 of the sealing resin 180 and the second surface 132 of the heat sink 130 are located on the same plane.
硬化体144の上面141は、ヒートシンク130の第2面132と、封止樹脂180の下面182と、に対して貼り付けられている。つまり、封止樹脂180は、ヒートシンク130の周囲において硬化体144のヒートシンク130側の面(上面141)に接している。 The upper surface 141 of the cured body 144 is attached to the second surface 132 of the heat sink 130 and the lower surface 182 of the sealing resin 180. That is, the sealing resin 180 is in contact with the surface (upper surface 141) of the cured body 144 on the heat sink 130 side around the heat sink 130.
硬化体144の下面142には、金属層150の上面151が固着されている。すなわち、金属層150の一方の面(上面151)は、硬化体144におけるヒートシンク130側とは反対側の面(下面142)に対して固着されている。 The upper surface 151 of the metal layer 150 is fixed to the lower surface 142 of the cured body 144. That is, one surface (upper surface 151) of the metal layer 150 is fixed to a surface (lower surface 142) opposite to the heat sink 130 side in the cured body 144.
平面視において、金属層150の上面151の外形線と、硬化体144におけるヒートシンク130側とは反対側の面(下面142)の外形線とが重なっていることが好ましい。 In plan view, it is preferable that the outline of the upper surface 151 of the metal layer 150 and the outline of the surface (lower surface 142) on the opposite side of the heat sink 130 in the cured body 144 overlap.
また、金属層150は、その一方の面(上面151)に対する反対側の面(下面152)の全面が封止樹脂180から露出している。なお、本実施形態の場合、上記のように、硬化体144は、その上面141が、ヒートシンク130の第2面132および封止樹脂180の下面182に貼り付けられているため、硬化体144は、その上面141を除き、封止樹脂180の外部に露出している。そして、金属層150は、その全体が封止樹脂180の外部に露出している。 Further, the entire surface of the metal layer 150 opposite to the one surface (upper surface 151) (lower surface 152) is exposed from the sealing resin 180. In the case of the present embodiment, as described above, since the upper surface 141 of the cured body 144 is attached to the second surface 132 of the heat sink 130 and the lower surface 182 of the sealing resin 180, the cured body 144 is , Except for the upper surface 141, it is exposed to the outside of the sealing resin 180. The entire metal layer 150 is exposed outside the sealing resin 180.
なお、ヒートシンク130の第2面132および第1面131は、例えば、それぞれ平坦に形成されている。 In addition, the 2nd surface 132 and the 1st surface 131 of the heat sink 130 are each formed flat, for example.
半導体装置100の実装床面積は、特に限定されないが、一例として、10×10mm以上100×100mm以下とすることができる。ここで、半導体装置100の実装床面積とは、金属層150の下面152の面積である。 Although the mounting floor area of the semiconductor device 100 is not particularly limited, it can be set to 10 × 10 mm or more and 100 × 100 mm or less as an example. Here, the mounting floor area of the semiconductor device 100 is the area of the lower surface 152 of the metal layer 150.
また、一のヒートシンク130に搭載された半導体チップ110の数は、特に限定されない。1つであっても良いし、複数であっても良い。例えば、3つ以上(6個等)とすることもできる。すなわち、一例として、一のヒートシンク130の第1面131側に3つ以上の半導体チップ110が設けられ、封止樹脂180はこれら3つ以上の半導体チップ110を一括して封止してもよい。 Further, the number of semiconductor chips 110 mounted on one heat sink 130 is not particularly limited. There may be one or more. For example, it may be 3 or more (6 etc.). That is, as an example, three or more semiconductor chips 110 may be provided on the first surface 131 side of one heat sink 130, and the sealing resin 180 may collectively seal these three or more semiconductor chips 110. .
半導体装置100は、例えば、パワー半導体装置である。この半導体装置100は、例えば、封止樹脂180内に2つの半導体チップ110が封止された2in1、封止樹脂180内に6つの半導体チップ110が封止された6in1または封止樹脂180内に7つの半導体チップ110が封止された7in1の構成とすることができる。 The semiconductor device 100 is, for example, a power semiconductor device. The semiconductor device 100 includes, for example, 2 in 1 in which two semiconductor chips 110 are sealed in a sealing resin 180, 6 in 1 in which six semiconductor chips 110 are sealed in a sealing resin 180, or a sealing resin 180. A 7-in-1 configuration in which seven semiconductor chips 110 are sealed can be employed.
次に、本実施形態に係る半導体装置100を製造する方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the semiconductor device 100 according to the present embodiment will be described.
先ず、ヒートシンク130および半導体チップ110を準備し、銀ペースト等の導電層120を介して、半導体チップ110の下面112をヒートシンク130の第1面131に固着する。 First, the heat sink 130 and the semiconductor chip 110 are prepared, and the lower surface 112 of the semiconductor chip 110 is fixed to the first surface 131 of the heat sink 130 via the conductive layer 120 such as silver paste.
次に、リード160を含むリードフレーム(全体図示略)を準備し、半導体チップ110の上面の電極パターンとリード160の電極161とをワイヤ170を介して相互に電気的に接続する。 Next, a lead frame (not shown) including the lead 160 is prepared, and the electrode pattern on the upper surface of the semiconductor chip 110 and the electrode 161 of the lead 160 are electrically connected to each other through the wire 170.
次に、半導体チップ110と、導電層120と、ヒートシンク130と、ワイヤ170と、リード160の一部分ずつとを封止樹脂180により一括して封止する。 Next, the semiconductor chip 110, the conductive layer 120, the heat sink 130, the wire 170, and a part of the lead 160 are collectively sealed with a sealing resin 180.
次に、放熱シート140を準備し、この放熱シート140の上面141を、ヒートシンク130の第2面132と、封止樹脂180の下面182と、に対して貼り付ける。更に、金属層150の一方の面(上面151)を、放熱シート140におけるヒートシンク130側とは反対側の面(下面142)に対して固着する。次いで、放熱シート140を加熱硬化させ、硬化体144とする。なお、放熱シート140をヒートシンク130および封止樹脂180に対して貼り付ける前に、予め放熱シート140の下面142に金属層150を固着しておいてもよい。
次に、各リード160をリードフレームの枠体(図示略)から切断する。こうして、図3に示すような構造の半導体装置100が得られる。
Next, the heat dissipation sheet 140 is prepared, and the upper surface 141 of the heat dissipation sheet 140 is attached to the second surface 132 of the heat sink 130 and the lower surface 182 of the sealing resin 180. Furthermore, one surface (upper surface 151) of the metal layer 150 is fixed to a surface (lower surface 142) on the side opposite to the heat sink 130 side of the heat dissipation sheet 140. Next, the heat dissipation sheet 140 is cured by heating to obtain a cured body 144. Note that the metal layer 150 may be fixed to the lower surface 142 of the heat dissipation sheet 140 in advance before the heat dissipation sheet 140 is attached to the heat sink 130 and the sealing resin 180.
Next, each lead 160 is cut from a frame (not shown) of the lead frame. Thus, the semiconductor device 100 having a structure as shown in FIG. 3 is obtained.
以上のような実施形態によれば、半導体装置100は、ヒートシンク130と、ヒートシンク130の第1面131側に設けられた半導体チップ110と、ヒートシンク130の第1面131とは反対側の第2面132に貼り付けられた絶縁性の硬化体144と、半導体チップ110およびヒートシンク130を封止している封止樹脂180と、を備えている。 According to the embodiment as described above, the semiconductor device 100 includes the heat sink 130, the semiconductor chip 110 provided on the first surface 131 side of the heat sink 130, and the second side opposite to the first surface 131 of the heat sink 130. An insulating cured body 144 attached to the surface 132 and a sealing resin 180 that seals the semiconductor chip 110 and the heat sink 130 are provided.
次に、本実施形態の作用および効果について説明する。
本実施形態によれば、二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、二次粒子30を含む造粒粉10を用いて作製した放熱シート140および放熱部材において、二次粒子30は球状を維持することができる。さらに、二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、吸湿性が低い。よってこれらの複合的な効果により、耐湿性に優れる放熱シートおよび放熱部材を実現できる。また、耐久性に優れる半導体装置を得ることができる。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
According to this embodiment, since the secondary particle 30 has the shell part 320 with high density, in the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipation member manufactured using the granulated powder 10 including the secondary particle 30, the secondary particle 30 is A spherical shape can be maintained. Furthermore, since the secondary particle 30 has the shell part 320 with high density, the hygroscopicity is low. Therefore, by these combined effects, a heat radiating sheet and a heat radiating member excellent in moisture resistance can be realized. In addition, a semiconductor device having excellent durability can be obtained.
また、本実施形態によれば、二次粒子30は球状であるためハンドリング性、および分散性に優れる。加えて、球状であるため、熱硬化性樹脂組成物に多く含有させても熱硬化性樹脂組成物の粘度が高くなりにくい。すなわち、熱硬化性樹脂組成物に二次粒子30を多く含有させることができる。さらに、二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、圧縮されても球状を維持することができる。これらの複合的な効果により、二次粒子30を含む造粒粉10を用いた場合、熱伝導性および絶縁性に優れる熱硬化性樹脂組成物、放熱シート、および放熱部材を製造安定性よく製造することができる。 Moreover, according to this embodiment, since the secondary particle 30 is spherical, it is excellent in handling property and dispersibility. In addition, since it is spherical, the viscosity of the thermosetting resin composition is unlikely to increase even if it is contained in a large amount in the thermosetting resin composition. That is, many secondary particles 30 can be contained in the thermosetting resin composition. Furthermore, since the secondary particle 30 has the shell part 320 with a high density, it can maintain a spherical shape even when compressed. Due to these combined effects, when the granulated powder 10 containing the secondary particles 30 is used, a thermosetting resin composition, a heat radiating sheet, and a heat radiating member excellent in thermal conductivity and insulation are manufactured with high manufacturing stability. can do.
また、本実施形態によれば、二次粒子30は二次粒子30全体として一次粒子20の向きが等方的である。加えて、二次粒子30は密度の高いシェル部320を有するため、二次粒子30を含む造粒粉10を用いて作製した放熱シート140および放熱部材において、二次粒子30は球状を維持することができる。よって、これらの複合的な効果により、等方的な熱伝導率および電気抵抗率を有する放熱シート140および放熱部材を得ることができる。 Moreover, according to this embodiment, the direction of the primary particle 20 is isotropic in the secondary particle 30 as the secondary particle 30 whole. In addition, since the secondary particle 30 has the shell part 320 with a high density, the secondary particle 30 maintains a spherical shape in the heat dissipation sheet 140 and the heat dissipation member manufactured using the granulated powder 10 including the secondary particle 30. be able to. Therefore, due to these combined effects, the heat radiating sheet 140 and the heat radiating member having isotropic thermal conductivity and electrical resistivity can be obtained.
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、それぞれの厚みは平均膜厚で表わされている。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these. Moreover, each thickness is represented by the average film thickness.
(実施例1)
<二次粒子の形成>
以下のように二次粒子を含む造粒粉を作製した。
まず、一次粒子として六方晶窒化ホウ素1(昭和電工株式会社製、UHP−1K)87.8質量%と、バインダーとしてレゾール型フェノール樹脂1(住友ベークライト株式会社製、PR−940C)12.2質量%とを、ミキサーを用いて5分間混合した。そうして得られた混合物A1を、機械的粒子複合化装置(ホソカワミクロン株式会社製、ノビルタ)のケーシング(処理容器)にセットした。なお、上記機械的粒子複合化装置(粉体処理装置)は、被処理粉体を受け入れるケーシングと、ケーシングに対して相対回転され、その外周にケーシングの内面との間で被処理粉体に圧縮剪断力を加える羽根部を設けた回転翼とを備えるものである。機械的粒子複合化装置のジャケットをチラー水にて15℃に保ちながら、攪拌翼を回転速度3000rpmで40分間、駆動させた。そうして、ケーシングに、混合物A1の凝集物を得た。
Example 1
<Formation of secondary particles>
A granulated powder containing secondary particles was produced as follows.
First, 87.8% by mass of hexagonal boron nitride 1 (manufactured by Showa Denko KK, UHP-1K) as primary particles and 12.2% by mass of resol type phenol resin 1 (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-940C) as binders. % For 5 minutes using a mixer. The mixture A1 thus obtained was set in a casing (processing vessel) of a mechanical particle compounding apparatus (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, Nobilta). The mechanical particle compounding device (powder processing device) is rotated relative to the casing that receives the powder to be processed and the casing, and is compressed into the powder to be processed between the outer periphery and the inner surface of the casing. And a rotor blade provided with a blade portion for applying a shearing force. The stirring blade was driven at a rotational speed of 3000 rpm for 40 minutes while maintaining the jacket of the mechanical particle composite device at 15 ° C. with chiller water. Thus, an aggregate of the mixture A1 was obtained in the casing.
得られた凝集物をケーシングから取り出し、乾燥オーブンを用いて大気下にて120℃で2時間、加熱処理を行い、二次粒子1からなる造粒粉1を得た。 The obtained agglomerate was taken out from the casing and subjected to heat treatment at 120 ° C. for 2 hours in the air using a drying oven to obtain granulated powder 1 composed of secondary particles 1.
<放熱シートの作製>
得られた造粒粉を用いて放熱シートを作製した。まず、予め熱硬化性樹脂(A)と硬化触媒(C−1)とフェノール系硬化剤(C−2)と希釈溶剤とを混合した溶液に造粒粉1を含む充填剤(B)を加え、ディスパーザーを用いて10分間混合し、混合物B1を得た。
<Production of heat dissipation sheet>
A heat radiating sheet was prepared using the obtained granulated powder. First, a filler (B) containing granulated powder 1 is added to a solution prepared by mixing a thermosetting resin (A), a curing catalyst (C-1), a phenolic curing agent (C-2), and a dilution solvent in advance. The mixture was mixed for 10 minutes using a disperser to obtain a mixture B1.
放熱シートの各成分と配合量の詳細は下記の通りである。
熱硬化性樹脂(A):ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YX4000K) 15.2質量%
充填剤(B):造粒粉1 47.2質量%、および六方晶窒化ホウ素2(昭和電工株式会社製、UHP−2) 29.6質量%
硬化触媒(C−1):2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、2PHZ−PW) 0.1質量%
フェノール系硬化剤(C−2):トリスフェノールメタン型ノボラック樹脂(明和化成株式会社製、MEH−7500) 7.9質量%
Details of each component and blending amount of the heat dissipation sheet are as follows.
Thermosetting resin (A): Biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YX4000K) 15.2% by mass
Filler (B): granulated powder 1 47.2% by mass, and hexagonal boron nitride 2 (manufactured by Showa Denko KK, UHP-2) 29.6% by mass
Curing catalyst (C-1): 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., 2PHZ-PW) 0.1% by mass
Phenol-based curing agent (C-2): Trisphenol methane type novolak resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7500) 7.9% by mass
次に、得られた混合物B1を銅箔上にコンマーターを用いて塗布し、乾燥機にて120℃で15分間の加熱処理を行い、Bステージ化した。その後、プレス機を用いて、ツール圧10MPa、ツール温度180℃の条件下で、当該基板を挟み込むようにして30分間にわたってプレスすることにより、厚さ200μmのCステージ状態の放熱シート硬化体1(放熱部材)を得た。 Next, the obtained mixture B1 was applied onto a copper foil using a commar, and was heat-treated at 120 ° C. for 15 minutes in a dryer to form a B stage. Thereafter, using a press machine, pressing is performed for 30 minutes while sandwiching the substrate under the conditions of a tool pressure of 10 MPa and a tool temperature of 180 ° C., whereby a 200 μm thick C-stage heat radiation sheet cured body 1 ( A heat radiating member was obtained.
<二次粒子および造粒粉の評価>
得られた二次粒子1および造粒粉1について、以下の各評価を行った。
<Evaluation of secondary particles and granulated powder>
About the obtained secondary particle 1 and granulated powder 1, each following evaluation was performed.
(断面観察)
二次粒子1の断面を観察した。二次粒子1の断面観察は以下のようにして行った。まず、得られた二次粒子1を基板上に少量付着させ、クロスセクションポリッシャ(SM−09010、日本電子製)を用いて、基板上の二次粒子1を切断し、断面を露出した。そして、露出した二次粒子の断面を走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM−7401F)を用いて観察した。
(Cross section observation)
The cross section of the secondary particle 1 was observed. The cross section of the secondary particle 1 was observed as follows. First, a small amount of the obtained secondary particles 1 were adhered onto the substrate, and the secondary particles 1 on the substrate were cut using a cross section polisher (SM-09010, manufactured by JEOL Ltd.) to expose the cross section. And the cross section of the exposed secondary particle was observed using the scanning electron microscope (The JEOL Co., Ltd. make, JSM-7401F).
観察の結果、二次粒子1はコア部およびシェル部を有し、コア部における一次粒子の密度が、シェル部における一次粒子の密度よりも低いことが分かった。また、シェル部における一次粒子が二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、二次粒子の半径方向に積層するように配向していた。コア部における一次粒子は不規則な向きを向いて凝集しており、配向していなかった。 As a result of observation, it was found that the secondary particle 1 has a core part and a shell part, and the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part. Further, the primary particles in the shell portion are entirely covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles, and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles. The primary particles in the core part were aggregated in an irregular direction and were not oriented.
(球形度)
二次粒子1の球形度を粒子画像分析装置(マルバーン社製、モフォロギ G3)を用いて測定した。なお、電子顕微鏡による観察では、造粒粉1中には未凝集の一次粒子等は見られず、断面を確認した50個の粒子の全てがコア部およびシェル部を有していたため、造粒粉1について分離処理などを経ずに測定を行い、その結果を二次粒子1の球形度とした。当該装置では、粒子の投影像の周囲長をL、粒子の投影像の面積をSとしたとき、4πS/L2で表される値を球形度として求めている。10000個について測定し、平均値を平均球形度として求めた。二次粒子1の球形度は0.76であった。
(Sphericity)
The sphericity of the secondary particles 1 was measured using a particle image analyzer (Malvern, Morphologi G3). In addition, in observation with an electron microscope, unagglomerated primary particles or the like were not seen in the granulated powder 1, and all of the 50 particles whose cross section was confirmed had a core part and a shell part. The powder 1 was measured without undergoing a separation treatment, and the result was defined as the sphericity of the secondary particles 1. In this apparatus, when the perimeter of the projected image of the particle is L and the area of the projected image of the particle is S, the value represented by 4πS / L 2 is obtained as the sphericity. Measurement was performed on 10,000 pieces, and the average value was obtained as the average sphericity. The sphericity of the secondary particle 1 was 0.76.
(比表面積)
造粒粉1の比表面積を測定した。測定は、ガス/蒸気吸着量測定装置(日本ベル株式会社製、BELSORP−max)にて窒素吸着によるBET法によって行った。
二次粒子1の比表面積は2.8m2/gであった。
(Specific surface area)
The specific surface area of the granulated powder 1 was measured. The measurement was performed by a BET method by nitrogen adsorption with a gas / vapor adsorption amount measuring apparatus (BELSORP-max, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).
The specific surface area of the secondary particles 1 was 2.8 m 2 / g.
(吸油量)
造粒粉1の吸油量を測定した。測定は、吸油量測定装置(あさひ総研社製、S−500)を用いて行った。造粒粉1の吸油量は100gあたり23mLであった。
(Oil absorption)
The oil absorption of the granulated powder 1 was measured. The measurement was performed using an oil absorption amount measuring device (Asahi Research Institute, S-500). The oil absorption of the granulated powder 1 was 23 mL per 100 g.
(メディアン径,粒径の算術標準偏差)
二次粒子1のメディアン径および粒径の算術標準偏差を測定した。なお、上述した球形度の測定と同様、造粒粉1を測定した結果を二次粒子1のメディアン径、粒径とした。メディアン径および粒径の算術標準偏差は、レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所製、LA−950V2)を用いて測定した。二次粒子1のメディアン径D50(0)は60μmであり、粒径の算術標準偏差は60μmであった。
また、二次粒子1について圧縮を行った後に、同様にメディアン径を測定した。圧縮処理は粉体層せん断力測定装置(株式会社ナノシーズ製、NS−S500)を用いて行い、7gの造粒粉1に対し、10MPaの圧力を120秒間加えた。二次粒子1の圧縮後のメディアン径D50(1)は60μmであった。D50(1)/D50(0)で表される圧縮前後のメディアン径の比は1.0と算出された。
(Median diameter, arithmetic standard deviation of particle diameter)
The median diameter of secondary particles 1 and the arithmetic standard deviation of the particle diameter were measured. In addition, the result of measuring granulated powder 1 was made into the median diameter and particle size of secondary particle 1 like the measurement of the sphericity mentioned above. The median diameter and the arithmetic standard deviation of the particle diameter were measured using a laser diffraction particle size distribution meter (LA-950V2 manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter D 50 (0) of the secondary particles 1 was 60 μm, and the arithmetic standard deviation of the particle diameter was 60 μm.
Moreover, after compressing about the secondary particle 1, the median diameter was measured similarly. The compression treatment was performed using a powder layer shear force measuring apparatus (NS-S500, manufactured by Nano Seeds Co., Ltd.), and a pressure of 10 MPa was applied to 7 g of the granulated powder 1 for 120 seconds. The median diameter D 50 (1) after compression of the secondary particles 1 was 60 μm. The ratio of the median diameter before and after compression represented by D 50 (1) / D 50 (0) was calculated to be 1.0.
(かさ密度)
造粒粉1のかさ密度を測定した。具体的には、パウダテスタ(ホソカワミクロン株式会社製、PT−X)を用い、25mLのサンプルセルを使用して造粒粉1に対して、タッピングストローク18mm、タッピング回数180回の条件でかさ密度(固めかさ密度)を測定した。造粒粉1のかさ密度は1.02g/cm3であった。
(Bulk density)
The bulk density of the granulated powder 1 was measured. Specifically, using a powder tester (manufactured by Hosokawa Micron Corporation, PT-X) and using a 25 mL sample cell, the bulk density (hardness) on the granulated powder 1 under the conditions of a tapping stroke of 18 mm and a tapping frequency of 180 times. Density) was measured. The bulk density of the granulated powder 1 was 1.02 g / cm 3 .
(真比重)
造粒粉1の真比重を測定した。測定は、自動湿式真密度測定器(株式会社セイシン企業製、MAT−7000)を用いて液相置換法で行った。媒液としてn−ブタノール用いた。造粒粉1の真比重は2.17g/cm3であった。
(True specific gravity)
The true specific gravity of the granulated powder 1 was measured. The measurement was performed by a liquid phase substitution method using an automatic wet true density measuring device (MAT-7000, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). N-butanol was used as a liquid medium. The true specific gravity of the granulated powder 1 was 2.17 g / cm 3 .
(ハンドリング性)
造粒粉1のハンドリング性を評価した。
まず、造粒粉200gを、400Lの容量のミキサーに投入し、1000rpmで5分間ミキサーを駆動させた。ミキサーを停止させた後、ミキサーの内壁への造粒粉の吸着状態を確認した。内壁の全面に造粒粉の付着が見られる場合を×、内壁の一部の領域に造粒粉の付着が見られる場合を○、内壁に造粒粉の付着が見られない場合を◎として評価した。造粒粉1においては、付着が見られず、◎と評価した。
(Handling properties)
The handling property of the granulated powder 1 was evaluated.
First, 200 g of the granulated powder was put into a 400 L mixer, and the mixer was driven at 1000 rpm for 5 minutes. After stopping the mixer, the adsorbed state of the granulated powder on the inner wall of the mixer was confirmed. The case where granulated powder adheres to the entire inner wall is marked as x, the case where granulated powder adheres to a part of the inner wall is marked as ○, and the case where granulated powder adheres to the inner wall is marked as ◎. evaluated. In the granulated powder 1, no adhesion was observed and it was evaluated as ◎.
(摩擦角)
造粒粉1の摩擦角を測定した。測定は粉体層せん断力測定想定(株式会社ナノシーズ製、NS−S500)を用いて行った。具体的には、摩擦角は以下のように測定した。まず、試料セルに造粒粉1を入れた。この試料セルは、側面に間隙を有して上下に2分割されており、直径15mmの円筒形をしている。次に造粒粉1を入れた試料セルの上に上杵を静かに乗せ、上杵を降下させて造粒粉1に垂直下向きの力を印加した。この際に上杵にかかる力を荷重センサで測定し、力の大きさが目標値まで到達したところで上杵の降下を停止した。荷重センサの値をモニタリングし、十分に力が緩和して変動が小さくなった後、下部のセルを10μm/秒で水平方向に動かし、試料セルの間隙にせん断をかけた。この際に、下部のセルに印加されるせん断方向の力の大きさと、下部のセルに上杵により印加される水力方向の力の大きさを荷重センサでモニタリングし、せん断方向の力が最大となった時点の当該力の大きさと、その時点の垂直方向の力の大きさを記録した。上杵から試料に印加していた力を一旦開放し、下部のセルを測定開始前の位置に戻した。再度上杵を下降させて被覆粒子に目標値の大きさの力をかけ、前記と同様の方法で造粒粉1にせん断をかけた際の各力の大きさを記録した。この作業を、目標値を順に50N、100N、150Nとして、計3回の測定結果を記録した。記録した力の大きさを試料セルの断面積で除して応力を算出した。垂直方向の応力を横軸、せん断方向の応力を縦軸としてグラフにプロットし、最小二乗法で得られた近似線と横軸とのなす角を摩擦角として求めた。
造粒粉1の摩擦角は7.6°であった。
(Friction angle)
The friction angle of the granulated powder 1 was measured. The measurement was performed using a powder layer shear force measurement assumption (NS-S500, manufactured by Nano Seeds Co., Ltd.). Specifically, the friction angle was measured as follows. First, the granulated powder 1 was put in the sample cell. This sample cell is vertically divided into two with a gap on the side, and has a cylindrical shape with a diameter of 15 mm. Next, the upper punch was gently put on the sample cell containing the granulated powder 1, and the upper punch was lowered to apply a vertically downward force to the granulated powder 1. At this time, the force applied to the upper eyelid was measured by a load sensor, and when the magnitude of the force reached the target value, the lowering of the upper eyelid was stopped. After the value of the load sensor was monitored and the force was sufficiently relaxed to reduce the fluctuation, the lower cell was moved in the horizontal direction at 10 μm / second to shear the gap between the sample cells. At this time, the force in the shear direction applied to the lower cell and the force in the hydraulic direction applied to the lower cell by the upper arm are monitored by a load sensor, and the force in the shear direction is maximized. The magnitude of the force at that time and the magnitude of the vertical force at that time were recorded. The force applied to the sample from the upper arm was once released, and the lower cell was returned to the position before the start of measurement. The upper iron was lowered again to apply a force having a target value to the coated particles, and the magnitude of each force when the granulated powder 1 was sheared by the same method as described above was recorded. In this operation, the target values were set to 50N, 100N, and 150N in order, and the measurement results were recorded three times in total. The stress was calculated by dividing the magnitude of the recorded force by the cross-sectional area of the sample cell. The vertical stress was plotted on the graph with the horizontal axis and the stress in the shear direction on the vertical axis, and the angle between the approximate line obtained by the least square method and the horizontal axis was determined as the friction angle.
The friction angle of the granulated powder 1 was 7.6 °.
<放熱シートの評価>
得られた放熱シート硬化体1について、以下の各評価を行った。
<Evaluation of heat dissipation sheet>
About the obtained thermal radiation sheet hardening body 1, each following evaluation was performed.
(断面観察)
放熱シート硬化体1の断面を観察した。放熱シート硬化体1の断面観察は以下のようにして行った。
まず、クロスセクションポリッシャ(SM−09010、日本電子製)を用いて、放熱シート硬化体1を切断し、断面を露出した。そして、露出した放熱シート硬化体1の断面を、走査型電子顕微鏡(JSM−7401F、日本電子製)を用いて観察した。
図4は、放熱シート硬化体1の断面を、走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。放熱シート硬化体1では、二次粒子の形態が保たれたまま、シート内に分散していることが分かった。
(Cross section observation)
The cross section of the heat-radiation sheet hardening body 1 was observed. The cross-sectional observation of the heat radiating sheet cured body 1 was performed as follows.
First, the heat radiating sheet cured body 1 was cut using a cross section polisher (SM-09010, manufactured by JEOL Ltd.) to expose the cross section. And the cross section of the exposed heat-radiation sheet hardening body 1 was observed using the scanning electron microscope (JSM-7401F, JEOL make).
FIG. 4 is a view showing a result of observing a cross section of the heat radiating sheet cured body 1 with a scanning electron microscope. In the heat-radiation sheet hardening body 1, it turned out that it is disperse | distributing in the sheet | seat, with the form of a secondary particle maintained.
(熱伝導率)
放熱シート硬化体1の密度を水中置換法により測定し、比熱を示差走査熱量測定(DSC:Differential Scanning Calorimetry)により測定し、さらに、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定した。そして、厚み方向における熱伝導率を以下の式(1)から算出した。
λ=ρ×c×α×1000 (1)
ここで、λは熱伝導率[W/(m・K)]、ρは密度[kg/m3]、cは比熱[kJ/(kg・K)]、αは熱拡散率[m2/s]である。なお、25℃および175℃における熱伝導率をそれぞれ測定した。
(Thermal conductivity)
The density of the heat radiating sheet cured body 1 was measured by an underwater substitution method, the specific heat was measured by differential scanning calorimetry (DSC), and the thermal diffusivity was measured by a laser flash method. And the heat conductivity in the thickness direction was computed from the following formula | equation (1).
λ = ρ × c × α × 1000 (1)
Here, λ is thermal conductivity [W / (m · K)], ρ is density [kg / m 3 ], c is specific heat [kJ / (kg · K)], and α is thermal diffusivity [m 2 / s]. In addition, the thermal conductivity in 25 degreeC and 175 degreeC was measured, respectively.
25℃における熱伝導率について、求めた熱伝導率が7W/(m・K)以上の場合を◎、6W/(m・K)以上7W/(m・K)未満の場合を○、6W/(m・K)未満の場合を×として評価した。
放熱シート硬化体1の熱伝導率は25℃において7W/(m・K)以上であったため、◎と評価した。
175℃における熱伝導率について、求めた熱伝導率が6W/(m・K)以上の場合を○、6W/(m・K)未満の場合を×として評価した。
放熱シート硬化体1の熱伝導率は175℃において6W/(m・K)以上であったため、○と評価した。
Regarding thermal conductivity at 25 ° C., ◎ when the obtained thermal conductivity is 7 W / (m · K) or more, ○ when 6 W / (m · K) or more and less than 7 W / (m · K), 6 W / The case of less than (m · K) was evaluated as x.
Since the thermal conductivity of the heat radiating sheet cured body 1 was 7 W / (m · K) or more at 25 ° C., it was evaluated as ◎.
About the heat conductivity in 175 degreeC, the case where the calculated | required heat conductivity was 6 W / (m * K) or more was evaluated as x, and the case of less than 6 W / (m * K) was evaluated as x.
Since the thermal conductivity of the heat radiating sheet cured body 1 was 6 W / (m · K) or more at 175 ° C., it was evaluated as “good”.
(耐電圧)
耐電圧は、耐電圧試験器によって測定した。周波数は60Hzとした。求めた耐電圧が1000V以上の場合を○、1000V未満の場合を×として評価した。
さらに、高湿度下での耐電圧性能を評価した。高湿度下での耐電圧性能は、85℃、85%RHの環境において、60Hz、1000Vの電圧を印加し続け、500時間経過する間に絶縁破壊されなかった場合を○、絶縁破壊された場合を×として評価した。
放熱シート硬化体1の耐電圧および高湿度下での耐電圧性能はいずれも○と評価された。
(Withstand voltage)
The withstand voltage was measured with a withstand voltage tester. The frequency was 60 Hz. The case where the obtained withstand voltage was 1000 V or higher was evaluated as ◯, and the case where it was less than 1000 V was evaluated as ×.
Furthermore, the withstand voltage performance under high humidity was evaluated. The withstand voltage performance under high humidity is ◯ when the dielectric breakdown does not occur during the elapse of 500 hours in the environment of 85 ° C and 85% RH when the voltage of 60Hz and 1000V is continuously applied. Was evaluated as x.
The withstand voltage performance of the heat radiating sheet cured body 1 and the withstand voltage performance under high humidity were both evaluated as ◯.
(実施例2)
粉体処理装置の攪拌翼の駆動時間を20分間とした以外は実施例1と同様にして、二次粒子2からなる造粒粉2を得た。また、造粒粉1の代わりに造粒粉2を用いた以外は実施例1と同様にして放熱シート硬化体2を得た。得られた造粒粉2、二次粒子2、および放熱シート硬化体2について、実施例1と同様に評価した。
二次粒子2を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子2はコア部およびシェル部を有し、コア部における一次粒子の密度が、シェル部における一次粒子の密度よりも低いことが分かった。また、シェル部における一次粒子が二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、二次粒子の半径方向に積層するように配向していた。コア部における一次粒子は不規則な向きを向いて凝集しており、配向していなかった。また、放熱シート硬化体2の断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子の形態が保たれたまま、シート内に含まれていることが分かった。その他の評価結果は表2の通りであった。
(Example 2)
Granulated powder 2 composed of secondary particles 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the drive time of the stirring blade of the powder processing apparatus was 20 minutes. Moreover, the heat-radiation sheet hardening body 2 was obtained like Example 1 except having used the granulated powder 2 instead of the granulated powder 1. FIG. The obtained granulated powder 2, secondary particles 2, and heat-dissipating sheet cured body 2 were evaluated in the same manner as in Example 1.
From the result of observing the secondary particles 2 with a scanning electron microscope, the secondary particles 2 have a core part and a shell part, and the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part. I understood. Further, the primary particles in the shell portion are entirely covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles, and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles. The primary particles in the core part were aggregated in an irregular direction and were not oriented. Moreover, it turned out that it was contained in the sheet | seat, with the form of the secondary particle maintained, from the result of having observed the cross section of the thermal radiation sheet hardening body 2 with the scanning electron microscope. The other evaluation results are shown in Table 2.
(実施例3)
レゾール型フェノール樹脂1の代わりにレゾール型フェノール樹脂2(住友ベークライト株式会社製、PR−53074)を用いた以外は実施例1と同様にして、二次粒子3からなる造粒粉3を得た。また、造粒粉1の代わりに造粒粉3を用いた以外は実施例1と同様にして放熱シート硬化体3を得た。得られた造粒粉3、二次粒子3、および放熱シート硬化体3について、実施例1と同様に評価した。
二次粒子3を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子3はコア部およびシェル部を有し、コア部における一次粒子の密度が、シェル部における一次粒子の密度よりも低いことが分かった。また、シェル部における一次粒子が二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、二次粒子の半径方向に積層するように配向していた。コア部における一次粒子は不規則な向きを向いて凝集しており、配向していなかった。また、放熱シート硬化体3の断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子の形態が保たれたまま、シート内に含まれていることが分かった。その他の評価結果は表2の通りであった。
(Example 3)
Granulated powder 3 comprising secondary particles 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that resol type phenol resin 2 (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-53074) was used instead of resol type phenol resin 1. . Moreover, the heat-radiation sheet hardening body 3 was obtained like Example 1 except having used the granulated powder 3 instead of the granulated powder 1. FIG. The obtained granulated powder 3, secondary particles 3, and heat-dissipating sheet cured body 3 were evaluated in the same manner as in Example 1.
From the result of observing the secondary particles 3 with a scanning electron microscope, the secondary particles 3 have a core part and a shell part, and the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part. I understood. Further, the primary particles in the shell portion are entirely covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles, and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles. The primary particles in the core part were aggregated in an irregular direction and were not oriented. Moreover, it turned out that it was contained in the sheet | seat, with the form of the secondary particle maintained, from the result of having observed the cross section of the thermal radiation sheet hardening body 3 with the scanning electron microscope. The other evaluation results are shown in Table 2.
(実施例4)
六方晶窒化ホウ素1の代わりに六方晶窒化ホウ素2(昭和電工株式会社製、UHP−2)を用いた以外は実施例1と同様にして、二次粒子4からなる造粒粉4を得た。また、造粒粉1の代わりに造粒粉4を用いた以外は実施例1と同様にして放熱シート硬化体4を得た。得られた造粒粉4、二次粒子4、および放熱シート硬化体4について、実施例1と同様に評価した。
二次粒子4を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子4はコア部およびシェル部を有し、コア部における一次粒子の密度が、シェル部における一次粒子の密度よりも低いことが分かった。また、シェル部における一次粒子が二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、二次粒子の半径方向に積層するように配向していた。コア部における一次粒子は不規則な向きを向いて凝集しており、配向していなかった。また、放熱シート硬化体4の断面を走査型電子顕微鏡で観察した結果から、二次粒子の形態が保たれたまま、シート内に含まれていることが分かった。その他の評価結果は表2の通りであった。
(Example 4)
Granulated powder 4 comprising secondary particles 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that hexagonal boron nitride 2 (manufactured by Showa Denko KK, UHP-2) was used instead of hexagonal boron nitride 1. . Moreover, the heat-radiation sheet hardening body 4 was obtained like Example 1 except having used the granulated powder 4 instead of the granulated powder 1. FIG. The obtained granulated powder 4, secondary particles 4, and heat radiation sheet cured body 4 were evaluated in the same manner as in Example 1.
As a result of observing the secondary particles 4 with a scanning electron microscope, the secondary particles 4 have a core part and a shell part, and the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part. I understood. Further, the primary particles in the shell portion are entirely covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles, and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles. The primary particles in the core part were aggregated in an irregular direction and were not oriented. Moreover, it turned out that it was contained in the sheet | seat, with the form of the secondary particle being maintained from the result of having observed the cross section of the thermal radiation sheet hardening body 4 with the scanning electron microscope. The other evaluation results are shown in Table 2.
(比較例1)
造粒粉1の代わりに六方晶窒化ホウ素凝集粒子(HP−40、水島合金鉄製)を造粒粉5として用い、各成文と配合量を以下の様に変更した以外は、実施例1と同様にして放熱シート硬化体5を得た。
造粒粉5、二次粒子5および放熱シート硬化体5について、実施例1と同様に評価した。なお、造粒粉5に含まれる凝集粒子を二次粒子5として評価した。
(Comparative Example 1)
The same as Example 1 except that hexagonal boron nitride aggregated particles (HP-40, made of Mizushima alloy iron) are used as the granulated powder 5 instead of the granulated powder 1, and the composition and blending amount are changed as follows. Thus, a heat radiating sheet cured body 5 was obtained.
The granulated powder 5, the secondary particles 5, and the heat radiating sheet cured body 5 were evaluated in the same manner as in Example 1. The aggregated particles contained in the granulated powder 5 were evaluated as secondary particles 5.
放熱シートの各成分と配合量の詳細は下記の通りである。
熱硬化性樹脂(A):ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YX4000K) 16.8質量%
充填剤(B):造粒粉5 74.4質量%
硬化触媒(C−1):2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業株式会社製、2PHZ−PW) 0.1質量%
フェノール系硬化剤(C−2):トリスフェノールメタン型ノボラック樹脂(明和化成株式会社製、MEH−7500) 8.7質量%
Details of each component and blending amount of the heat dissipation sheet are as follows.
Thermosetting resin (A): Biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YX4000K) 16.8% by mass
Filler (B): Granulated powder 5 74.4% by mass
Curing catalyst (C-1): 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd., 2PHZ-PW) 0.1% by mass
Phenol curing agent (C-2): Trisphenol methane type novolak resin (Maywa Kasei Co., Ltd., MEH-7500) 8.7% by mass
図5(a)は、二次粒子3の断面を、走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。二次粒子5の内部において、中央部とその外周部とで一次粒子の密度に違いが無く、一次粒子は、ランダムな方向を向いて凝集していることが分かった。このように、二次粒子5は一次粒子の密度が互いに違うコア部とシェル部を有していなかった。 FIG. 5A is a diagram showing a result of observing a cross section of the secondary particle 3 with a scanning electron microscope. It was found that there was no difference in the density of primary particles between the central part and the outer peripheral part in the secondary particles 5, and the primary particles were aggregated in a random direction. Thus, the secondary particle 5 did not have a core part and a shell part with different primary particle densities.
また、図5(b)は、放熱シート硬化体5の断面を、走査型電子顕微鏡で観察した結果を示す図である。放熱シート硬化体5では粒子の形態がほとんど維持されていないことが分かった。その他の評価結果は表2の通りであった。 Moreover, FIG.5 (b) is a figure which shows the result of having observed the cross section of the thermal radiation sheet hardening body 5 with the scanning electron microscope. It turned out that the form of particle | grains is hardly maintained in the thermal radiation sheet hardening body 5. FIG. The other evaluation results are shown in Table 2.
(比較例2)
造粒粉5の代わりに六方晶窒化ホウ素凝集粒子(FP70、電気化学工業製)を造粒粉6として用いた以外は、比較例1と同様にして放熱シート硬化体6を得た。
造粒粉6、二次粒子6および放熱シート硬化体6について、実施例1と同様に評価した。なお、造粒粉6に含まれる凝集粒子を二次粒子6として評価した。
(Comparative Example 2)
A heat-radiating sheet cured body 6 was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that hexagonal boron nitride aggregated particles (FP70, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) were used as the granulated powder 6 instead of the granulated powder 5.
The granulated powder 6, the secondary particles 6 and the heat radiating sheet cured body 6 were evaluated in the same manner as in Example 1. The aggregated particles contained in the granulated powder 6 were evaluated as secondary particles 6.
二次粒子6の断面を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、二次粒子6は一次粒子の密度が互いに違うコア部とシェル部を有していなかった。また、放熱シート硬化体6の断面を、走査型電子顕微鏡で観察したところ、放熱シート硬化体6では粒子の形態がほとんど維持されていないことが分かった。その他の評価結果は表2の通りであった。 When the cross section of the secondary particle 6 was observed with a scanning electron microscope, the secondary particle 6 did not have a core part and a shell part with different primary particle densities. Moreover, when the cross section of the heat-radiation sheet hardening body 6 was observed with the scanning electron microscope, it turned out that the form of particle | grains is hardly maintained in the heat-radiation sheet hardening body 6. FIG. The other evaluation results are shown in Table 2.
以上の条件および評価結果を表1および表2に示す。 The above conditions and evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
実施例1から実施例4の放熱シート硬化体は高湿度下における耐電圧性能が高かった。よって、耐湿性に優れる放熱シートが得られることが確認できた。一方、比較例1および比較例2の放熱シート硬化体は高湿度下における耐電圧性能に劣っていた。各比較例では高湿度下で二次粒子が水分を吸収するなどし、絶縁性を低下させたと考えられる。 The heat radiating sheet cured bodies of Examples 1 to 4 had high withstand voltage performance under high humidity. Therefore, it was confirmed that a heat radiating sheet having excellent moisture resistance was obtained. On the other hand, the heat-dissipating sheet cured bodies of Comparative Examples 1 and 2 were inferior in the withstand voltage performance under high humidity. In each comparative example, it is considered that the secondary particles absorbed moisture under high humidity, and the insulation was lowered.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, these are the illustrations of this invention, Various structures other than the above are also employable.
10 造粒粉
100 半導体装置
110 半導体チップ
111 上面
112 下面
120 導電層
130 ヒートシンク
131 第1面
132 第2面
140 放熱シート
141 上面
142 下面
144 硬化体
150 金属層
151 上面
152 下面
160 リード
161 電極
170 ワイヤ
180 封止樹脂
182 下面
20 一次粒子
30 二次粒子
310 コア部
320 シェル部
410 熱硬化性樹脂
10 Granulated powder 100 Semiconductor device 110 Semiconductor chip 111 Upper surface 112 Lower surface 120 Conductive layer 130 Heat sink 131 First surface 132 Second surface 140 Heat radiation sheet 141 Upper surface 142 Lower surface 144 Hardened body 150 Metal layer 151 Upper surface 152 Lower surface 160 Lead 161 Electrode 170 Wire 180 Sealing resin 182 Lower surface 20 Primary particle 30 Secondary particle 310 Core portion 320 Shell portion 410 Thermosetting resin
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 一次粒子を凝集させることにより形成された球状の二次粒子を含み、
前記一次粒子は鱗片状の窒化ホウ素であり、
前記二次粒子は、前記二次粒子の中心を含むコア部と、前記コア部を覆うシェル部とを有し、
前記コア部における前記一次粒子の密度は、前記シェル部における前記一次粒子の密度よりも低い、造粒粉。
2. 1.に記載の造粒粉において、
前記シェル部における前記一次粒子が、前記二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、前記二次粒子の半径方向に積層するように配向している、造粒粉。
3. 2.に記載の造粒粉において、
前記一次粒子は、前記コア部において、不規則な向きで凝集している、造粒粉。
4. 1.から3.のいずれか一つに記載の造粒粉において、
前記二次粒子の平均球形度が0.70以上である、造粒粉。
5. 1.から4.のいずれか一つに記載の造粒粉において、
100gあたりの吸油量が70mL以下である、造粒粉。
6. 1.から5.のいずれか一つに記載の造粒粉において、
前記二次粒子は、10MPaで圧縮した場合の、圧縮前のメディアン径をD 50 (0)とし、圧縮後のメディアン径をD 50 (1)としたとき、D 50 (1)/D 50 (0)が0.4以上である、造粒粉。
7. 1.から6.のいずれか一つに記載の造粒粉において、
前記二次粒子の粒径の算術標準偏差は5μm以上70μm以下である造粒粉。
8. 1.から7.のいずれか一つに記載の造粒粉において、
前記二次粒子は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上のバインダーをさらに含む造粒粉。
9. 1.から8.のいずれか一つに記載の造粒粉と、
熱硬化性樹脂とを含む放熱用樹脂組成物。
10. 9.に記載の放熱用樹脂組成物からなる放熱シート。
11. 9.に記載の放熱用樹脂組成物の硬化体を含む半導体装置。
12. 9.に記載の放熱用樹脂組成物の硬化体を含む放熱部材。
13. 12.に記載の放熱部材を含む半導体装置。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
1. Including spherical secondary particles formed by agglomerating primary particles,
The primary particles are scaly boron nitride,
The secondary particle has a core part including the center of the secondary particle, and a shell part covering the core part,
The granulated powder, wherein the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part.
2. 1. In the granulated powder described in
The granulated powder in which the primary particles in the shell part are covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles.
3. 2. In the granulated powder described in
The primary particles are agglomerated powder aggregated in an irregular direction in the core part.
4). 1. To 3. In the granulated powder according to any one of
A granulated powder, wherein the secondary particles have an average sphericity of 0.70 or more.
5). 1. To 4. In the granulated powder according to any one of
Granulated powder whose oil absorption per 100 g is 70 mL or less.
6). 1. To 5. In the granulated powder according to any one of
When the secondary particles are compressed at 10 MPa, the median diameter before compression is D 50 (0), and the median diameter after compression is D 50 (1), D 50 (1) / D 50 ( 0) is 0.4 or more, granulated powder.
7). 1. To 6. In the granulated powder according to any one of
The granulated powder whose arithmetic standard deviation of the particle size of the secondary particles is 5 μm or more and 70 μm or less.
8). 1. To 7. In the granulated powder according to any one of
The secondary particle is a granulated powder further comprising at least one binder selected from the group consisting of a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, and an unsaturated polyester resin.
9. 1. To 8. Granulated powder according to any one of
A heat-dissipating resin composition comprising a thermosetting resin.
10. 9. A heat-dissipating sheet comprising the heat-dissipating resin composition described in 1.
11. 9. A semiconductor device comprising a cured body of the heat-dissipating resin composition described in 1.
12 9. The heat radiating member containing the hardening body of the resin composition for heat dissipation as described in any one of.
13. 12 A semiconductor device comprising the heat dissipating member described in 1.
Claims (13)
前記一次粒子は鱗片状の窒化ホウ素であり、
前記二次粒子は、前記二次粒子の中心を含むコア部と、前記コア部を覆うシェル部とを有し、
前記コア部における前記一次粒子の密度は、前記シェル部における前記一次粒子の密度よりも低い、造粒粉。 Including spherical secondary particles formed by agglomerating primary particles,
The primary particles are scaly boron nitride,
The secondary particle has a core part including the center of the secondary particle, and a shell part covering the core part,
The granulated powder, wherein the density of the primary particles in the core part is lower than the density of the primary particles in the shell part.
前記シェル部における前記一次粒子が、前記二次粒子の外周面に沿うように全体を覆い、前記二次粒子の半径方向に積層するように配向している、造粒粉。 In the granulated powder according to claim 1,
The granulated powder in which the primary particles in the shell part are covered so as to be along the outer peripheral surface of the secondary particles and are oriented so as to be laminated in the radial direction of the secondary particles.
前記一次粒子は、前記コア部において、不規則な向きで凝集している、造粒粉。 In the granulated powder according to claim 2,
The primary particles are agglomerated powder aggregated in an irregular direction in the core part.
前記二次粒子の平均球形度が0.70以上である、造粒粉。 In the granulated powder according to any one of claims 1 to 3,
A granulated powder, wherein the secondary particles have an average sphericity of 0.70 or more.
100gあたりの吸油量が70mL以下である、造粒粉。 In the granulated powder according to any one of claims 1 to 4,
Granulated powder whose oil absorption per 100 g is 70 mL or less.
前記二次粒子は、10MPaで圧縮した場合の、圧縮前のメディアン径をD50(0)とし、圧縮後のメディアン径をD50(1)としたとき、D50(1)/D50(0)が0.4以上である、造粒粉。 In the granulated powder according to any one of claims 1 to 5,
When the median diameter before compression is D 50 (0) and the median diameter after compression is D 50 (1) when the secondary particles are compressed at 10 MPa, D 50 (1) / D 50 ( 0) is 0.4 or more, granulated powder.
前記二次粒子の粒径の算術標準偏差は5μm以上70μm以下である造粒粉。 In the granulated powder according to any one of claims 1 to 6,
The granulated powder whose arithmetic standard deviation of the particle size of the secondary particles is 5 μm or more and 70 μm or less.
前記二次粒子は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上のバインダーをさらに含む造粒粉。 In the granulated powder according to any one of claims 1 to 7,
The secondary particle is a granulated powder further comprising at least one binder selected from the group consisting of a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, and an unsaturated polyester resin.
熱硬化性樹脂とを含む放熱用樹脂組成物。 Granulated powder according to any one of claims 1 to 8,
A heat-dissipating resin composition comprising a thermosetting resin.
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