导热性复合粒子及其制造方法、绝缘树脂组合物、绝缘树脂成形体、电路基板用层叠板、金属基底电路基板以及功率模块技术

提供导热性复合粒子，其具备包含无机粒子的芯部、以及包含氮化物粒子且包覆上述芯部的外壳部。该导热性复合粒子为烧结体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导热性复合粒子及其制造方法、绝缘树脂组合物、绝缘树脂成形体、电路基板用层叠板、金属基底电路基板以及功率模块
本专利技术涉及导热性复合粒子及其制造方法、绝缘树脂组合物、绝缘树脂成形体、电路基板用层叠板、金属基底电路基板以及功率模块。
技术介绍
近年来，电子技术的发展异常迅猛，电气电子设备的高性能化及小型化正急速地进行着。与此同时，安装有电气元件和/或电子元件的器件的发热量日益增大。在这种背景下，对于搭载典型的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)及IGBT(绝缘栅双极晶体管)等所谓的功率器件的金属基底电路基板来说，要求优异的散热性。金属基底电路基板的结构为，绝缘层和电路图案以该顺序层叠于金属基板上。为提高金属基底电路基板的散热性，通常将氧化铝粉末、氧化镁粉末、氮化硼粉末、氮化硅粉末等高热导率且电绝缘性的无机粉末作为填料用于为该绝缘层母材的树脂。无机粉末中导热性特别高的是氮化硼或氮化硅。但是，氮化硼为六方晶的鱗片状晶体结构，氮化硅为棒状晶体，导热性存在各向异性，且通过加压成形法、注塑成形法、挤出成形法、压延成形法、辊压成形法，刮刀成形法等众所周知的成形方法将含有无机填料的树脂组合物成形为片状时，容易发生取向。因此所得到的树脂成形体的导热性也存在着产生各向异性的问题。如此，无机填料的导热性存在各向异性，分散有该无机填料的树脂成形体的导热性也会产生各向异性，为解决该问题，开发了各种技术。例如、专利文献1中，作为使用了鱗片状氮化硼的无机填料，公开了以氧化铝或二氧化硅等无机粒子作为芯部，将其周围包覆的外壳部包含鱗片状氮化硼和粘合树脂(粘合剂)的核壳粒子(权利要求书)。该文献中记载道，多个氮化硼凝集，导致核壳粒子成为球状粒子(段落0021)。此外，专利文献2中，公开了尺寸相对较大的填料周围凝结有小尺寸的填料而成的凝集体粒子(权利要求书)。该文献中记载道，小尺寸的填料随机地从大尺寸的填料外周突出的结构，导致导热方向不是任意的一个方向(各向异性)，而是多个方向(各向同性)(段落0016)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国专利特开2016-192474号公报专利文献2：日本国专利第5115029号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术人进行了认真研究，发现如专利文献1和2所公开的，由导热性存在各向异性的无机粒子凝集在为芯的无机粒子周围而成的无机填料，很难获得所希望的具有高导热性的树脂成形体。本专利技术的目的在于，提供导热性优异的无机填料及其制造方法。本专利技术的目的还在于，提供包含导热性优异的无机填料的绝缘树脂组合物、绝缘树脂成形体、电路基板用层叠板、金属基底电路基板以及功率模块。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的一个方面，提供具备包含无机粒子的芯部以及包含氮化物粒子且包覆上述芯部的外壳部的为烧结体的导热性复合粒子。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，作为上述氮化物粒子至少包含氮化硼或氮化硅。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，上述外壳部的至少一部分为层状，沿上述芯部的形状包覆上述芯部的至少一部分。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，上述外壳部为包含上述氮化物粒子和烧结助剂的混合物的烧结构件，上述外壳部包含来源于上述烧结助剂的原子。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，上述外壳部进一步包含来源于选自Y2O3、CeO2、La2O3、Yb2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3、MoO、MgO、Al2O3、CaO、B4C和B中至少1种的烧结助剂的原子。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，来源于上述烧结助剂的原子的一部分更多地存在于上述芯部的表面上。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，上述外壳部作为来源于上述烧结助剂的原子至少包含钇。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，相对于上述无机粒子、上述氮化物粒子以及上述烧结助剂的体积总和，上述氮化物粒子和上述烧结助剂的体积总和在30体积％以上。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子中，上述烧结助剂相对上述氮化物粒子的比例为5～10体积％。根据本专利技术的其他方面，上述无机粒子为氧化铝或氧化镁。此外，根据本专利技术的其他方面，提供导热性复合粒子的制造方法，其为具备包含无机粒子的芯部以及包含氮化物粒子且包覆上述芯部的外壳部的为烧结体的导热性复合粒子的制造方法，其特征在于，包括：对包含无机粒子和氮化物粒子的原料进行机械化学处理，从而形成具备包含上述无机粒子的芯部以及包含上述氮化物粒子且包覆上述芯部的外壳部的核壳粒子；以及将上述核壳粒子烧结。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，上述导热性复合粒子的上述外壳部作为上述氮化物粒子至少包含氮化硼或氮化硅。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，作为为上述原料的上述氮化物粒子，至少使用作为杂质浓度的B2O3含有率在1质量％以上或者氧含有率在1质量％以上的氮化硼。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，上述原料进一步包含选自Y2O3、CeO2、La2O3、Yb2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3、MoO、MgO、Al2O3、CaO、B4C和B中至少1种的烧结助剂，上述导热性复合粒子的上述外壳部包含来源于上述烧结助剂的原子。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，来源于上述烧结助剂的原子的一部分更多地存在于上述导热性复合粒子的上述芯部的表面上。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，上述原料作为上述烧结助剂至少包含Y2O3，来源于上述烧结助剂的原子为钇。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，相对于上述原料中所含的上述无机粒子、上述氮化物粒子以及上述烧结助剂的体积总和，上述原料中所含的上述氮化物粒子和上述烧结助剂的体积总和在30体积％以上。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，上述原料中所含的上述烧结助剂相对上述原料中所含的上述氮化物粒子的比例为5～10体积％。根据本专利技术的其他方面，上述导热性复合粒子的制造方法中，上述无机粒子为氧化铝或氧化镁。此外，根据本专利技术的其他方面，提供含有上述任一项的导热性复合粒子的绝缘树脂组合物。此外，根据本专利技术的其他方面，提供将上述绝缘树脂组合物成形而成的绝缘树脂成形体。此外，根据本专利技术的其他方面，提供电路基板用层叠板，其为具备金属基板、设于该金属基板的至少一个面上的绝缘层、以及设于该绝缘层上的金属箔的电路基板用层叠板，其特征为，上述绝缘层包含上述任一项的导热性复合粒子。此外，根据本专利技术的其他方面，提供金属基底电路基板，其为具备金属基板、设于该金属基板的至少一个面上的绝缘层、以及设于该绝缘层上的金属图案的金属基底电路基板，其特征为，上述绝缘层包含上述任一项的导热性复合粒子。此外，根据本专利技术的其他方面，提供具备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.导热性复合粒子，其为具备包含无机粒子的芯部、以及包含氮化物粒子且包覆所述芯部的外壳部的烧结体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 JP 2018-0687721.导热性复合粒子，其为具备包含无机粒子的芯部、以及包含氮化物粒子且包覆所述芯部的外壳部的烧结体。


2.如权利要求1所述的导热性复合粒子，其中，作为所述氮化物粒子至少包含氮化硼或氮化硅。


3.如权利要求1或2所述的导热性复合粒子，其中，所述外壳部的至少一部分为层状，沿所述芯部的形状包覆所述芯部的至少一部分。


4.如权利要求1～3中任一项所述的导热性复合粒子，其中，所述外壳部为包含所述氮化物粒子和烧结助剂的混合物的烧结构件，所述外壳部包含来源于所述烧结助剂的原子。


5.如权利要求4所述的导热性复合粒子，其中，所述烧结助剂选自Y2O3、CeO2、La2O3、Yb2O3、TiO2、ZrO2、Fe2O3、MoO、MgO、Al2O3、CaO、B4C和B中至少1种。


6.如权利要求4或5所述的导热性复合粒子，其中，来源于所述烧结助剂的原子的一部分更多地存在于所述芯部的表面上。


7.如权利要求4～6中任一项所述的导热性复合粒子，其中，所述外壳部作为所述来源于烧结助剂的原子至少包含钇。


8.如权利要求4～7中任一项所述的导热性复合粒子，其中，相对于所述无机粒子、所述氮化物粒子以及所述烧结助剂的体积总和，所述氮化物粒子和所述烧结助剂的体积总和在30体积％以上。


9.如权利要求4～8中任一项所述的导热性复合粒子，其中，所述烧结助剂相对所述氮化物粒子的掺合比例为5体积％～10体积％。


10.如权利要求1～9中任一项所述的导热性复合粒子，其中，所述无机粒子为氧化铝或氧化镁。


11.导热性复合粒子的制造方法，其为具备包含无机粒子的芯部、以及包含氮化物粒子且包覆所述芯部的外壳部的为烧结体的导热性复合粒子的制造方法，
其特征在于，包括：
对包含无机粒子和氮化物粒子的原料进行机械化学处理，从而形成具备包含所述无机粒子的芯部以及包含所述氮化物粒子且包覆所述芯部的外壳部的核壳粒子；以及
将所述核壳粒子烧结。


12.如权利要求11所述的导热性复合粒子的制造方法，其中，所述导热性复合粒子的所述外壳部中所含的所述氮化物粒子至少包含氮化硼或氮化硅。

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木恒平，丸市俊明，
申请(专利权)人：日本发条株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP