熱固性樹脂組合物、導(dǎo)熱性片材的制造方法及電源模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱固性樹脂組合物、導(dǎo)熱性片材的制造方法及電源模塊，特別涉及在 從電氣?電子設(shè)備的發(fā)熱部件向散熱部件傳遞熱的導(dǎo)熱性片材的制造中使用的熱固性樹脂 組合物、使用了該熱固性樹脂組合物的導(dǎo)熱性片材的制造方法及電源模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 使從電氣?電子設(shè)備的發(fā)熱部產(chǎn)生了的熱傳遞到散熱部件的部件，要求導(dǎo)熱性及 電絕緣性優(yōu)異。作為滿足這樣的要求的部件，廣泛使用使無機填充材料分散于熱固性樹脂 的固化物中的導(dǎo)熱性片材。作為在該導(dǎo)熱性片材中使用的無機填充材料，可舉出：氧化鋁、 氮化硼、二氧化硅、氮化鋁等，其中，氮化硼不僅導(dǎo)熱性及電絕緣性、而且化學(xué)穩(wěn)定性也優(yōu) 異，而且由于其無毒性且較便宜，因此適合用于導(dǎo)熱性片材。
[0003] 氮化硼具有與石墨同樣的分子構(gòu)造。另外，就一般市售的氮化硼而言，如圖5中所 示具有鱗片狀的結(jié)晶構(gòu)造。該氮化硼具有a軸方向（面方向）的導(dǎo)熱率高、c軸方向（厚 度方向）的導(dǎo)熱率低這樣的熱的各向異性，可以說，結(jié)晶的a軸方向的導(dǎo)熱率為c軸方向的 數(shù)倍至數(shù)十倍。另外，就氮化硼的結(jié)晶成長而言，與c軸方向相比，a軸方向優(yōu)先，一次粒子 的形狀為，與a軸方向平行的（002)面寬，與c軸方向平行的（100)面窄。因此，（002)面稱 為層疊面，（1〇〇)面稱為端面。進而，從圖6中所示的氮化硼的分子構(gòu)造可知，在氮化硼的粒 子表面存在羥基、氨基等的官能團，這些官能團主要與氮化硼的端面上的硼原子共價鍵合。 而且，由于該官能團的存在，具有與有機溶劑及樹脂的親和性變高這樣的特征。
[0004]另外，就氮化硼等的無機填充材料而言，與樹脂相比，導(dǎo)熱性高，因此為了使導(dǎo)熱 性片材的導(dǎo)熱性提高，正在進行增大了無機填充材料的含量的導(dǎo)熱性片材的開發(fā)。
[0005] 例如，在專利文獻1中提案有：通過合計含有60體積％以上規(guī)定了平均粒徑的球 狀填料、和規(guī)定了平均長徑及長寬比的非球狀填料而使導(dǎo)熱性提高了的導(dǎo)熱性片材。
[0006]另外，在專利文獻2中提案有：通過作為無機填充材料組合凝聚強度不同的2種氮 化硼的二次粒子、使無機填充材料的含量為40體積％~80體積％、同時使導(dǎo)熱性及電絕緣 性提高了的導(dǎo)熱性片材。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開2009-144072號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2011-6586號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題
[0012] 但是，就氮化硼而言，從一般被用作潤滑劑的情況可知，是具有難粘接性質(zhì)的物 質(zhì)。因此，使用了氮化硼作為無機填充材料的以往的導(dǎo)熱性片材存在氮化硼和樹脂之間的 粘接性低這樣的問題。特別是，如專利文獻1及2那樣，在為了使導(dǎo)熱性片材的導(dǎo)熱性提高 而使氮化硼的含量增加了的情況下，由于承擔(dān)粘接性的樹脂的比例變少，因此粘接性的降 低顯著。其結(jié)果，導(dǎo)熱性片材和其他的部件（例如，發(fā)熱部件、散熱部件等）的粘接性也降 低，有可能損害裝有導(dǎo)熱性片材的電氣?電子設(shè)備的電絕緣性。
[0013] 本發(fā)明是為了解決如上所述問題而進行的，其目的在于提供無機填充材料的填充 性良好、可產(chǎn)生導(dǎo)熱性、粘接性及電絕緣性優(yōu)異的導(dǎo)熱性片材的熱固性樹脂組合物。
[0014] 另外，本發(fā)明的目的在于提供無機填充材料的填充性良好、導(dǎo)熱性、粘接性及電絕 緣性優(yōu)異的導(dǎo)熱性片材的制造方法。
[0015] 進而，本發(fā)明的目的在于提供熱擴散性及電絕緣性優(yōu)異的電源模塊。
[0016] 用于解決課題的手段
[0017] 本發(fā)明人等為了解決如上述的問題而進行了專心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在含有氮化硼 的二次粒子作為無機填充材料的熱固性樹脂組合物中，著眼于構(gòu)成氮化硼的二次粒子的氮 化硼的一次粒子的長寬比與導(dǎo)熱性片材的導(dǎo)熱性及粘接性密切相關(guān)的方面，通過配合由長 寬比不同的一次粒子形成的2種二次粒子作為無機填充材料，可使導(dǎo)熱性片材的導(dǎo)熱性、 粘接性及電絕緣性的全部同時提高。
[0018] S卩，本發(fā)明為熱固性樹脂組合物，其特征在于，為含有熱固性樹脂及無機填充材料 的熱固性樹脂組合物，上述無機填充材料含有由具有10以上且20以下的長寬比的氮化硼 的一次粒子形成的二次粒子（A)、和由具有2以上且9以下的長寬比的氮化硼的一次粒子形 成的二次粒子（B)。
[0019] 另外，本發(fā)明為導(dǎo)熱性片材的制造方法，其特征在于，包括：在脫模性基材上涂布 上述熱固性樹脂組合物而使其干燥的工序、將涂布干燥物一邊以0. 5MPa以上且50MPa以下 的擠壓力進行加壓一邊使其固化的工序。
[0020] 進而，本發(fā)明是電源模塊，其特征在于，具備：搭載于一散熱部件的電力半導(dǎo)體元 件、將在上述電力半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱向外部放出的另一散熱部件、將在上述半導(dǎo)體元件 產(chǎn)生的熱從上述一散熱部件向上述另一散熱部件進行傳遞的、通過上述導(dǎo)熱性片材的制造 方法所制造了的導(dǎo)熱性片材。
[0021] 發(fā)明的效果
[0022] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供無機填充材料的填充性良好、可產(chǎn)生導(dǎo)熱性、粘接性及電絕 緣性優(yōu)異的導(dǎo)熱性片材的熱固性樹脂組合物。
[0023] 另外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供無機填充材料的填充性良好、導(dǎo)熱性、粘接性及電絕 緣性優(yōu)異的導(dǎo)熱性片材的制造方法。
[0024] 進而，根據(jù)本發(fā)明，可以提供熱擴散性及電絕緣性優(yōu)異的電源模塊。
【附圖說明】
[0025] 圖1是二次粒子㈧的剖面示意圖。
[0026] 圖2是二次粒子⑶的剖面示意圖。
[0027] 圖3是導(dǎo)熱性片材的剖面示意圖。
[0028] 圖4電源模塊的剖面示意圖。
[0029] 圖5是氮化硼的結(jié)晶構(gòu)造。
[0030] 圖6是氮化硼的分子構(gòu)造。
【具體實施方式】
[0031] 實施方式1.
[0032] 本實施方式的熱固性樹脂組合物含有熱固性樹脂及無機填充材料。
[0033] 無機填充材料含有由氮化硼的一次粒子形成的2種二次粒子（A)及（B)。在此，在 本說明書中所謂二次粒子，是指通過使氮化硼的一次粒子各向同性地凝聚、進行燒結(jié)而使 氮化硼的一次粒子彼此粘結(jié)了的粒子。就二次粒子而言，由于一次粒子朝向所有方向來凝 聚，因此具有各向同性的導(dǎo)熱性。通過調(diào)節(jié)在制造二次粒子時的作為原料而使用的氮化硼 的一次粒子的長寬比及燒成條件，可以控制二次粒子（A)及（B)的比表面積及壓縮強度。
[0034] 就二次粒子（A)及（B)而言，作為原料而使用的氮化硼的一次粒子的長寬比不同， 構(gòu)成二次粒子（A)的氮化硼的一次粒子的長寬比比構(gòu)成二次粒子（B)的氮化硼的一次粒子 的長寬比還大。
[0035] 在此，在本說明書中，所謂構(gòu)成二次粒子的氮化硼的一次粒子的長寬比，是指：制 作將二次粒子埋封于環(huán)氧樹脂的樣品、將該樣品的剖面進行研磨而拍攝數(shù)張用電子顯微鏡 放大至數(shù)千倍的照片后，任意測定100個構(gòu)成二次粒子的一次粒子的長徑及短徑、算出長 徑和短徑之比（長徑/短徑）、求出平均值而由此所得的值。
[0036] 圖1中表示二次粒子㈧的剖面示意圖。如圖1中所示，二次粒子（A) 1由長寬比 大的氮化硼的一次粒子2形成。具體而言，二次粒子（A) 1由具有10以上且20以下、優(yōu)選 10. 2且以上18以下、更優(yōu)選10. 3以上且16以下的長寬比的氮化硼的一次粒子2形成。就 具有這樣的長寬比的氮化硼的一次粒子2而言，由于與導(dǎo)熱率低的c軸方向（厚度方向）的 粒徑相比，導(dǎo)熱率高的a軸方向（面方向）的粒徑大，因此可高效率地進行熱傳遞。因此， 二次粒子（A)l主要作為使導(dǎo)熱性片材的導(dǎo)熱性提高的成分來起作用。如果氮化硼的一次 粒子2的長寬比低于10,在導(dǎo)熱率低的c軸方向（厚度方向）的粒徑變大，得不到具有希 望的導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱性片材。另一方面，如果氮化硼的一次粒子2的長寬比超過20,則難以 形成二次粒子（A)l，并且二次粒子（A)l的凝聚強度降低，因此在導(dǎo)熱性片材的制造時（例 如，擠壓工序時）二次粒子（A)l損壞，得不到具有希望的導(dǎo)熱性的導(dǎo)熱性片材。
[0037] 二次粒子（A)l的形狀沒有特別限定，除球