氧化铝系导热性氧化物及其的制造方法技术

本发明专利技术提供氧化铝系导热性氧化物，其不仅导热性优异而且耐化学药品性、耐水性和电绝缘性优异、同时与树脂的混炼性(混和性)良好并且能够制造成型性优异的树脂组合物等材料、物品。本发明专利技术是对含有铝原料的原料混合物进行焙烧而得到的氧化铝系导热性氧化物。铝原料为选自由勃姆石、氢氧化铝和氧化铝组成的组中的至少一种，原料混合物还含有硼酸化合物和钨化合物等氧化物原料，在原料混合物中，相对于铝原料100质量份，硼酸化合物的含量为0.1～5质量份，氧化物原料的含量为0.1～20质量份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化铝系导热性氧化物及其的制造方法
本专利技术涉及氧化铝系导热性氧化物及其制造方法、以及使用了氧化铝系导热性氧化物的导热性组合物、物品、液态组合物和导热性薄膜。
技术介绍
目前作为导热性材料研究了多种原材料。伴随半导体元件的集成度的改善，散热要求日益增加，必须开发出具有远超现有的高导热性和绝缘性的材料。作为满足这种要求的材料，已知将导热性的填料混炼在树脂中而得到的复合材料(树脂组合物)。作为用于复合材料的填料，研究了与二氧化硅相比导热率高、与氧化铝相比硬度低的氧化镁。氧化镁具有高熔点、高导热性和低毒性等性质，因此被广泛用作耐热材料、填充材料等。进而，近些年还研究了通过实施各种表面处理来改善氧化镁的性能的情况。然而，与二氧化硅、氧化铝相比，氧化镁的吸湿性高。因此，将氧化镁作为填料使用的复合材料有时由于伴随吸湿的填料的体积膨胀而容易产生裂纹，容易使导热性降低。因此，将氧化镁用作填料的复合材料时，在确保半导体元件等长期的稳定性方面存在问题。另外，还研究了将氧化锌用作填料。然而，氧化锌具有对于水分、酸的稳定性以及绝缘性低这样的问题。此外，作为填料用的导热材料，使用了氮化硼、氮化铝等。然而，已知这些材料价格昂贵，且氮化铝的耐水性差。氮化硼的形状为鳞片状，因此在取向方向的导热性良好，但在与取向方向垂直的方向的导热率可以说不是很好。另外，即使想在树脂中混炼氮化硼也难以提高填充量。因此，还存在无法充分利用氮化硼的高导热性这样的问题。另一方面，作为金属氧化物以外的导热材料，有碳纳米管、金刚石、金属等。然而，这些材料具有导电性，因此无法用于半导体元件等的散热。然而，氧化铝的耐水性和耐酸性优异、同时具有良好的导热性，且价格便宜，因此可在多种情况下使用。此外，为了改善导热性，寻求与树脂的混炼性(填充性)优异的氧化铝。需要说明的是，作为相关的现有技术，提出了如下方法：使用包含硼和/或氟的铵化合物作为矿化剂，在1200℃以上对氢氧化铝(三水铝矿)进行焙烧，来制造平均粒径1～10μm、D/H比接近1的α-氧化铝粉末的方法(专利文献1)。另外，提出了如下方法：对将氟化合物等添加至氧化铝原料中而得到的混合物进行高温焙烧，来制造平均粒径为0.5～6μm、D/H比为1～3的多面体形状的α-氧化铝的方法(专利文献2)。进而，提出了α-氧化铝粉末的制造方法，其在包含卤素气体的气氛气体中对过渡氧化铝等氧化铝原料进行焙烧，从而制造由均质且具有8面体以上的多面体形状、D/H比为0.5～5或1～30的α-氧化铝单晶颗粒构成的α-氧化铝粉末(专利文献3)。另外，提出了制造以[001]面以外的结晶面作为主结晶面、以除了六角锥形以外的多面体形状的细颗粒作为主要成分的、包含钼的α-氧化铝细颗粒的方法、及使用了该α-氧化铝细颗粒的树脂组合物(专利文献4和5)。另外，伴随电子设备的小型化，难以设置利用了散热件、风扇等散热机构的情况增多。因此，在发热体表面设置导热性良好的涂层(导热性薄膜)的方法受到注目。用于形成这种导热性薄膜的涂布剂(液态组合物)中大多包含用于形成薄膜的树脂和无机填料。例如，提出了含有氧化铝和氮化铝的导热性的树脂组合物(专利文献6)。另外，提出了含有氮化硼的导热性的树脂组合物(专利文献7)。进而，提出了含有氧化镁、氢氧化铝的散热性油墨(专利文献8和9)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭59-97528号公报专利文献2：日本特开2008-127257号公报专利文献3：日本专利第3744010号公报专利文献4：日本专利第5720848号公报专利文献5：日本专利第5975182号公报专利文献6：日本特开2015-10200号公报专利文献7：日本特开2015-34269号公报专利文献8：日本特开2007-45876号公报专利文献9：日本特开2007-169516号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，利用专利文献1中提出的方法所制造的α-氧化铝粉末不可避免地颗粒形状不均匀且粒度分布也广。进而，该方法难以制造粒径1μm以下的α-氧化铝粉末。另外，利用专利文献2中提出的方法所制造的α-氧化铝，其平均粒径不过为0.5～6μm，且未作为导热性填料进行评价。进而，为了实施专利文献3中提出的制造方法，需要气密性高且具备用于调节气氛的特殊机构的焙烧炉。另外，是在气体未到达的粉体层内形状变得不均匀等难以得到期望的α-氧化铝粉末的方法。另外，专利文献4和5中提出的α-氧化铝细颗粒的比重比正球状的氧化铝重，因此含有该α-氧化铝细颗粒的树脂组合物也变重。进而，还有可能导致α-氧化铝的导热率也降低。另外，专利文献6中提出的树脂组合物中使用的无机填料的硬度高(莫氏硬度＝8～9)，因此在涂覆时容易损伤涂覆辊。另外，氮化铝容易与大气中的水分发生反应，因此还有所形成的薄膜中的树脂容易经时劣化这样的担心。另一方面，专利文献7中提出的树脂组合物中使用的氮化硼尽管导热性良好但硬度低(莫氏硬度＝2)。然而，为了使氮化硼的形状为鳞片状，所形成的薄膜的导热率具有各向异性，有时在薄膜的厚度方向的导热性不足。另外，专利文献8中提出的散热性油墨中使用的氧化镁的硬度较高(莫氏硬度＝6)，而且，有时在缺乏耐水性和耐酸性这点上限制了用途。此外，对于专利文献9中提出的散热油墨中使用的氢氧化铝，在导热性的无机填料中导热性低，因此想要得到充足的导热性时需要提高填充率。因此，使所形成的薄膜中的树脂的含有率相对减少，有使成膜性和与基材的密合性降低的担心。本专利技术是鉴于这样的现有技术中存在的问题点而完成的，其目的在于提供氧化铝系导热性氧化物及其制造方法，所述氧化铝系导热性氧化物不仅导热性优异而且耐化学药品性、耐水性和电绝缘性优异、同时与树脂的混炼性(混和性)良好并且能够制造成型性优异的树脂组合物等材料、物品。另外，本专利技术的目的在于提供使用了上述氧化铝系导热性氧化物的导热性组合物和物品。进而，本专利技术的目的在于提供能够形成导热性、耐化学药品性和与各种基材的密合性优异的导热性薄膜的、操作性良好的液态组合物、使用该液态组合物而形成的导热性薄膜、以及具备该导热性薄膜的电子设备用构件。用于解决问题的方案即，根据本专利技术，可提供以下所示的氧化铝系导热性氧化物。[1]一种氧化铝系导热性氧化物，其是对含有铝原料的原料混合物进行焙烧而得到的氧化铝系导热性氧化物，前述铝原料为选自由勃姆石、氢氧化铝和氧化铝组成的组中的至少一种，前述原料混合物还含有硼酸化合物及选自由钨化合物、铋化合物、钒化合物、钛化合物、玻璃料、磷化合物、锌化合物和铈化合物组成的组中的至少一种氧化物原料，在前述原料混合物中，相对于前述铝原料100质量份，前述硼酸化合物的含量为0.1～5质量份，前述氧化物原料的含量为0.1～20质量份。[2]根据前述[1]所述的氧化铝系导热性氧化物，其中，前述氧化物原料为通过热解或相变而生成氧化物的金属的、氧化物、氢氧化物、含氧酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐或铵盐。[3]根据前述[1]或[2]所述的氧化铝系导热性氧化物，其通过含有选自由铁、钴、铜、锰、镍和铬组成的组中的至少一种元素而进行了着色。[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的氧化铝系导热性氧化物，其中，前述玻璃料是含有Si的同时还含有选自由Li、B、Na、K、Mg、Ca、Al、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝系导热性氧化物，其是对含有铝原料的原料混合物进行焙烧而得到的氧化铝系导热性氧化物，所述铝原料为选自由勃姆石、氢氧化铝和氧化铝组成的组中的至少一种，所述原料混合物还含有硼酸化合物及选自由钨化合物、铋化合物、钒化合物、钛化合物、玻璃料、磷化合物、锌化合物和铈化合物组成的组中的至少一种氧化物原料，在所述原料混合物中，相对于所述铝原料100质量份，所述硼酸化合物的含量为0.1～5质量份，所述氧化物原料的含量为0.1～20质量份。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.02 JP 2017-0389771.一种氧化铝系导热性氧化物，其是对含有铝原料的原料混合物进行焙烧而得到的氧化铝系导热性氧化物，所述铝原料为选自由勃姆石、氢氧化铝和氧化铝组成的组中的至少一种，所述原料混合物还含有硼酸化合物及选自由钨化合物、铋化合物、钒化合物、钛化合物、玻璃料、磷化合物、锌化合物和铈化合物组成的组中的至少一种氧化物原料，在所述原料混合物中，相对于所述铝原料100质量份，所述硼酸化合物的含量为0.1～5质量份，所述氧化物原料的含量为0.1～20质量份。2.根据权利要求1所述的氧化铝系导热性氧化物，其中，所述氧化物原料为通过热解或相变而生成氧化物的金属的、氧化物、氢氧化物、含氧酸盐、碳酸盐、碳酸氢盐或铵盐。3.根据权利要求1或2所述的氧化铝系导热性氧化物，其通过含有选自由铁、钴、铜、锰、镍和铬组成的组中的至少一种元素而进行了着色。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化铝系导热性氧化物，其中，所述玻璃料是含有Si的同时还含有选自由Li、B、Na、K、Mg、Ca、Al、Zn、F、Ti、Zr和P组成的组中的至少一种元素、且不含有Pb的非着色等级的物质。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化铝系导热性氧化物，其中，所述铝原料的形状是数均粒径为0.1～80μm的颗粒。6.一种氧化铝系导热性氧化物的制造方法，其为权利要求1～5中任一项所述的氧化铝系导热性氧化物的制造方法，所述方法具有如下工序：将选自由勃姆石、氢氧化铝和氧化铝组成的组中的至少一种铝原料、硼酸化合物、及选自由钨化合物、铋化合物、钒化合物、钛化合物、玻璃料、磷化合物、锌化合物和铈化合物组成的组中的至少一种氧化物原料进行混合而得到原料混合物的工序；及对得到的所述原料混合物进行焙烧的工序，在所述原...

【专利技术属性】
技术研发人员：西尾章，山根健一，山村尚嗣，富永慎吾，鬼塚博哉，
申请(专利权)人：大日精化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP