CN116963994A - 六方晶氮化硼粉末、及树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本公开文本的一个方面提供六方晶氮化硼粉末,其包含六方晶氮化硼的一次粒子,所述六方晶氮化硼粉末的比表面积为2.5m2/g以下,石墨化指数为2.0以下,纯度为99质量%以上。
Description
技术领域
本公开文本涉及六方晶氮化硼粉末、及树脂组合物。
背景技术
在晶体管、晶闸管及CPU等电子部件中,将使用时产生的热高效地散去成为重要的问题。因此,与这样的电子部件一同使用具有高的导热性的散热构件。另一方面,氮化硼粒子由于具有高导热性及高绝缘性,因此被广泛用作散热构件中的填充材料。
例如,专利文献1中提出了在作为树脂等绝缘性散热材料的填充材料使用时能够提高上述树脂等的导热率及耐电压(绝缘击穿电压)的六方晶氮化硼粉末及其制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-116401号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,在搭载了电子部件的设备中,信号的高速传输化、大容量化不断发展。因此,对于散热构件,也要求能够应对上述倾向的特性。具体而言,期望介电损耗角正切小的散热构件。
作为使散热构件的介电损耗角正切降低的方法,例如,考虑了使用介电损耗角正切小的树脂作为所使用的树脂。但是,作为低介电损耗角正切的树脂已知的液晶性聚合物、氟树脂等虽然为低介电损耗角正切,但加工性、热特性、及机械特性等在该用途中是不足的。因此,从提高热特性的观点考虑,通常使用填充材料。但是,由于填充材料的配合,可能产生树脂的低介电损耗角正切的特性无法充分地发挥的情况。
本公开文本的目的在于提供能够制造低介电损耗角正切的散热构件的六方晶氮化硼粉末、及树脂组合物。
用于解决课题的手段
本公开文本的一个方面提供六方晶氮化硼粉末,其包含六方晶氮化硼的一次粒子,所述六方晶氮化硼粉末的比表面积为2.5m2/g以下,石墨化指数为2.0以下,纯度为99质量%以上。
上述六方晶氮化硼粉末的比表面积小,可抑制导致介电损耗角正切的上升这样的水、杂质的吸附,此外,通过使石墨化指数及纯度在规定范围内,可抑制从六方晶氮化硼自身产生使介电损耗角正切上升这样的成分。由此,适合作为制造低介电损耗角正切的散热构件的填充材料。
上述一次粒子的圆形度可以为0.8以上。
上述六方晶氮化硼粉末的加热至500℃时的每单位质量的水分量可以低于300ppm。
上述六方晶氮化硼粉末的加热至200℃时的每单位质量的水分量可以低于250ppm。
上述六方晶氮化硼粉末的从201℃加热至500℃时的每单位质量的水分量可以低于100ppm。
上述六方晶氮化硼粉末中,一次粒子的平均粒径为7.0μm以上。
本公开文本的一个方面提供含有树脂和上述的六方晶氮化硼粉末的树脂组合物。
上述树脂组合物由于含有上述的六方晶氮化硼粉末,因此能够成为低介电损耗角正切。
发明效果
根据本公开文本,可提供能够制造低介电损耗角正切的散热构件的六方晶氮化硼粉末、及树脂组合物。
具体实施方式
以下,对本公开文本的实施方式进行说明。但是,以下的实施方式为用于说明本公开文本的示例,其主旨并不在于将本公开文本限定于以下的内容。
本说明书中示例的材料只要没有特别说明,可以单独使用1种或组合2种以上而使用。就组合物中的各成分的含量而言,在属于组合物中的各成分的物质存在多种的情况下,只要没有特别说明,是指组合物中存在的该多种物质的总量。
六方晶氮化硼粉末的一个实施方式包含六方晶氮化硼的一次粒子,比表面积为2.5m2/g以下,石墨化指数为2.0以下,纯度为99质量%以上。六方晶氮化硼粉末可以为六方晶氮化硼的一次粒子的集合物。
六方晶氮化硼粉末的比表面积的上限值为2.5m2/g以下,例如,可以为2.2m2/g以下、2.0m2/g以下、1.8m2/g以下、或1.6m2/g以下。比表面积的上限值在上述范围内时,能够抑制水分等的吸附,使介电损耗角正切进一步降低。六方晶氮化硼粉末的比表面积的下限值例如可以为0.5m2/g以上、0.8m2/g以上、1.0m2/g以上、1.2m2/g以上、或1.4m2/g以上。比表面积的下限值在上述范围内时,能够使六方晶氮化硼粉末进一步低介电损耗角正切化。六方晶氮化硼粉末的比表面积能够在上述的范围内调整,例如可以为0.5~2.5m2/g、或1.0~2.2m2/g。
本说明书中的比表面积是指按照JIS Z 8830:2013“基于气体吸附的粉体(固体)的比表面积测定方法”的记载、使用比表面积测定装置测定的值,是应用使用了氮气的BET单点法算出的值。更具体而言,利用本说明书的实施例中记载的方法来测定。
六方晶氮化硼的结晶性优选高。本实施方式的氮化硼粉末中,作为上述的结晶性的指标,使用石墨化指数(有时也称为Graphitization Index(G.I.))。即,就包含石墨化指数低的六方晶氮化硼的氮化硼粉末而言,杂质进一步减少,能够抑制介电损耗角正切的上升。六方晶氮化硼粉末的石墨化指数的上限值为2.0以下,例如可以为1.9以下、1.5以下、或1.3以下。通过使六方晶氮化硼粉末的石墨化指数的上限值在上述范围内,能够使介电损耗角正切进一步降低。六方晶氮化硼粉末的石墨化指数的下限值没有特别限制,例如可以为0.8以上、或1.0以上。通过使六方晶氮化硼粉末的石墨化指数的下限值在上述范围内,能够以更高的水准同时实现低介电损耗角正切和高散热性。六方晶氮化硼粉末的石墨化指数能够在上述的范围内调整,例如,可以为1.0~2.0。
本说明书中的石墨化指数也是作为显示石墨的结晶性程度的指标值已知的指标(例如,J.Thomas等人,J.Am.Chem.Soc.84,4619(1962)等)。石墨化指数是基于利用粉末X射线衍射法对六方晶氮化硼的一次粒子进行测定而得的谱图算出的。首先,在X射线衍射谱图中,算出由与六方晶氮化硼的一次粒子的(100)面、(101)面及(102)面对应的各衍射峰的积分强度(即,各衍射峰)和其基线包围的面积值(单位为任意),分别记为S100、S101、及S102。使用算出的面积值,算出[(S100+S101)/S102]的值,确定石墨化指数。更具体而言,利用本说明书的实施例中记载的方法来确定。
六方晶氮化硼粉末的纯度可以较高,例如,可以为99.5质量%以上、或99.8质量%以上。本说明书中的氮化硼粉末的纯度是指通过滴定算出的值。更具体而言,利用本说明书的实施例中记载的方法进行滴定并确定。
从提高制备散热构件等时向树脂等的填充性、使散热构件的导热性及介电常数这样的特性为各向同性的观点考虑,六方晶氮化硼的一次粒子优选可以为球状或接近球状的形状。一次粒子的圆形度例如可以为0.80以上、0.85以上、0.88以上、或0.90以上。
本说明书中的一次粒子的圆形度是指利用以下的方法测定的平均圆形度。具体而言,对于使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄的氮化硼粒子的图像(倍率:10,000倍,图像分辨率:1280×1024像素),通过使用了图像分析软件的图像分析,算出氮化硼粒子的投影面积(S)及周长(L)。然后,使用所得到的投影面积(S)及周长(L),按照下式:圆形度=4πS/L2,求出圆形度。将针对任意选择的100个氮化硼粒子求出的圆形度的平均值定义为平均圆形度。作为图像分析软件,例如,可使用Mountech公司制的“MacView”(商品名)等。
在上述六方晶氮化硼粉末中,一次粒子的平均粒径的下限值例如可以为7.0μm以上、7.5μm以上、8.0μm以上、8.5μm以上、或9.0μm以上。平均粒径的下限值在上述范围内时,从填充性、散热性的观点考虑,可合适地使用。上述一次粒子的平均粒径的上限值例如可以为40μm以下、30μm以下、20μm以下、15μm以下、或10μm以下。平均粒径的上限值在上述范围内时,能够使树脂组合物的成型性良好。六方晶氮化硼粉末中的一次粒子的平均粒径可以在上述的范围内调整,例如,可以为7.0~40μm、或7.5~15μm。例如,在使六方晶氮化硼粉末分散于树脂中并成型为片状而使用的情况下,可以根据片材的厚度来选择上述一次粒子的平均粒径。
本说明书中的平均粒径是以对六方晶氮化硼粉末进行均化器处理而得的样品为对象进行测定所得到的值,为不含聚集粒子的平均粒径。本说明书中的平均粒径还是累积粒度分布的累积值成为50%的粒径(中值粒径,d50)。本说明书中的平均粒径遵照ISO13320:2009的记载、使用激光衍射散射法粒度分布测定装置而测定。具体而言,利用本说明书的实施例中记载的方法来测定。作为激光衍射散射法粒度分布测定装置,例如,可使用BECKMAN COULTER公司制的“LS-13 320”(装置名)等。
六方晶氮化硼粉末可在其表面吸附水分。对吸附了水分的六方晶氮化硼粉末施加周期性电场时,会促进电能的一部分作为热能被消耗,因此有介电损耗角正切上升的倾向。从使介电损耗角正切进一步降低的观点考虑,六方晶氮化硼粉末可优选为水分量低的粉末。六方晶氮化硼粉末的加热至500℃时的每单位质量的水分量例如可以低于300ppm、280ppm以下、260ppm以下、240ppm以下、或220ppm以下。
通过加热至200℃,六方晶氮化硼粉末的表面上的水分能够脱离。六方晶氮化硼粉末的加热至200℃时的每单位质量的水分量例如可以低于250ppm、低于200ppm、180ppm以下、160ppm以下、或150ppm以下。
在六方晶氮化硼粉末的表面存在羟基(OH基)的情况下,例如,在超过200℃的高温时,一部分可作为水分脱离。即,在高温使用时,可在事后产生水分。因此,作为六方晶氮化硼粉末,优选高温时的水分产生也被抑制。六方晶氮化硼粉末的从201℃加热至500℃时的每单位质量的水分量例如可以低于100ppm、90ppm以下、80ppm以下、或70ppm以下。从201℃加热至500℃时的每单位质量的水分量在上述范围内时,就六方晶氮化硼粉末而言,水分的吸附性能被抑制得较低,能够进一步抑制保管时的水分吸附。
本说明书中的水分量是指按照JIS K 0068:2001“化学制品的水分测定方法”的记载、基于卡尔费休法测得的值。具体而言,首先,将规定量的上述测定样品采集至经空烧的氧化铝舟皿中,将其静置在已恒温调整至25℃的炉内,使用氮气作为载气,利用电位滴定法对加热至测定温度(200℃或500℃)时产生的水分进行测定,将得到的结果换算为每单位质量(1g),由此能够确定水分量。作为测定装置,例如,可使用三菱化学制的“微量水分测定装置CA-06”(制品名)等。作为滴定溶液,例如,作为阴极液可以使用三菱化学制的“Aquamicron AX”(商品名)等,作为阳极液,可以使用三菱化学制的“Aquamicron CXU”(商品名)等。
上述这样的六方晶氮化硼粉末的介电损耗角正切被抑制得较低。六方晶氮化硼粉末的介电损耗角正切例如能够低于0.0020、0.0015以下、0.0012以下、或0.0010以下。
本说明书中的介电损耗角正切是指按照JIS C 2138:2007“电绝缘材料-相对介电常数及介电损耗角正切的测定方法”中记载的方法测得的1GHz时的值。具体而言,用六方晶氮化硼粉末在支架(holder)上制备粉末,作为测定单元。作为空腔谐振器法摄动法的测定装置,例如,可以使用Keysight公司制的“Vector Network Analyzer E5063A”(制品名)等。
上述的六方晶氮化硼粉末例如可以利用以下这样的方法制造。六方晶氮化硼粉末的制造方法的一个实施方式为应用了所谓的碳还原法的制造方法,具有:将含有包含硼酸的含硼化合物、和含碳化合物的混合粉末在氮加压气氛下烧成,得到包含氮化硼的烧成物的工序(以下,也称为低温烧成工序);和在高于上述工序且低于2050℃的温度下对上述烧成物进行加热处理,生成六方晶氮化硼(hBN)的一次粒子,得到包含由上述一次粒子的一部分聚集而构成的聚集粒子的粉末的工序(以下,也称为烧成工序)。
含硼化合物为具有硼作为构成元素的化合物。作为含硼化合物,可以使用纯度高且较廉价的原料。作为这样的含硼化合物,除了硼酸以外,例如还可举出氧化硼等。含硼化合物包含硼酸,硼酸通过加热而脱水,成为氧化硼,在原料粉末的加热处理中形成液相,同时也能够作为促进粒生长的助剂发挥作用。
含碳化合物为具有碳原子作为构成元素的化合物。作为含碳化合物,可以使用纯度高且较廉价的原料。作为这样的含碳化合物,例如,可举出炭黑及乙炔黑等。
在混合粉末中,可以以相对于含碳化合物而言成为过量的方式配合含硼化合物。混合粉末除了含有含碳化合物及含硼化合物以外,还可以含有其他化合物。作为其他化合物,例如,可举出作为成核剂的氮化硼等。混合粉末通过含有作为成核剂的氮化硼,能够更容易地控制所合成的六方晶氮化硼粉末的平均粒径。混合粉末优选包含成核剂。混合粉末包含成核剂的情况下,比表面积小的六方晶氮化硼粉末(例如,比表面积为2.5m2/g以下的六方晶氮化硼粉末)的制备变得更容易。
低温烧成工序在加压下进行。低温烧成工序中的压力例如可以为0.25MPa以上且低于5.0MPa、0.25~3.0MPa、0.25~2.0MPa、0.25~1.0MPa、为0.25MPa以上且低于1.0MPa、0.30~2.0MPa、或0.50~2.0MPa。通过提高低温烧成工序中的压力,能够进一步抑制含硼化合物等原料的挥发,抑制作为副产物的碳化硼的生成。另外,通过提高低温烧成工序中的压力,能够抑制氮化硼粉末的比表面积的增加。通过使低温烧成工序的压力的上限值在上述范围内,能够进一步促进氮化硼的一次粒子的生长。
低温烧成工序中的加热温度例如可以为1650℃以上且低于1800℃、1650~1750℃、或1650~1700℃。通过使低温烧成工序中的加热温度的下限值在上述范围内,能够促进反应,提高得到的氮化硼的收量。通过使低温烧成工序中的加热温度的上限值在上述范围内,能够充分地抑制副产物的生成。
低温烧成工序中的加热时间例如可以为1~10小时、1~5小时、或2~4小时。通过在作为合成氮化硼的反应的开始阶段的工序中于较低温维持规定时间,从而能够使反应体系进一步均质化,进而能够使形成的氮化硼进一步均质化。需要说明的是,本说明书中,加热时间是指从加热对象物的周围环境的温度达到规定温度起于该温度维持的时间(保持时间)。
烧成工序是将低温烧成工序中得到的烧成物于比低温烧成工序高的温度进行加热处理而生成六方晶氮化硼(hBN)的一次粒子,得到包含由上述一次粒子聚集而构成的聚集粒子的粉末的工序。
烧成工序中的加热温度是高于低温烧成工序且低于2050℃的温度。通过使烧成工序中的加热温度在蒸气范围内,能够进一步提高石墨化指数,得到结晶性优异的六方晶氮化硼。烧成工序的加热温度可以为2000℃以下。烧成工序中的加热时间例如可以为3~15小时、5~10小时、或6~9小时。
烧成工序的压力例如可以为0.25MPa以上且低于5.0MPa、0.25~3.0MPa、0.25~2.0MPa、0.25~1.0MPa、为0.25MPa以上且低于1.0MPa、0.30~2.0MPa、或0.50~2.0MPa。通过提高烧成工序中的压力,能够使得到的原料粉末的纯度进一步提高。通过使烧成工序中的压力的上限值在上述范围内,能够进一步降低原料粉末的制备成本,在工业上是有优势的。
通过以上的工序,能够得到六方晶氮化硼粉末。在低温烧成工序或烧成工序之后,可以进行粉碎工序。在粉碎工序中,可以使用通常的粉碎机或破碎机。
本公开文本涉及的六方晶氮化硼粉末由于为低介电损耗角正切,因此也能够用于被施加高频电压这样的用途中。本公开文本涉及的六方晶氮化硼粉末适合作为例如向构成高频电路的电子部件中使用的树脂组合物的填充材料。树脂组合物的一个实施方式含有树脂和上述的六方晶氮化硼粉末。
以树脂组合物的总体积为基准,六方晶氮化硼粉末的含量的下限值例如可以为30体积%以上、40体积%以上、50体积%以上。通过使六方晶氮化硼粉末的含量的下限值在上述范围内,可提高树脂组合物的导热率,获得优异的散热性能。以树脂组合物的总体积为基准,六方晶氮化硼粉末的含量的上限值例如可以为85体积%以下、80体积%以下、或70体积%以下。通过使六方晶氮化硼粉末的含量的上限值在上述范围内,能够进一步抑制在树脂组合物的成型时在内部产生空隙,另外,能够抑制绝缘性及机械强度的降低。
树脂例如可举出液晶聚合物、氟树脂、有机硅树脂、有机硅橡胶、丙烯酸树脂、聚烯烃(聚乙烯等)、环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、不饱和聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚、全芳香族聚酯、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、马来酰亚胺改性树脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、AAS(丙烯腈-丙烯酸橡胶·苯乙烯)树脂、及AES(丙烯腈·乙烯·丙烯·二烯橡胶-苯乙烯)树脂等。
以树脂组合物的总体积为基准,树脂的含量例如可以为15体积%以上、20体积%以上、或30体积%以上。以树脂组合物的总体积为基准,树脂的含量例如可以为70体积%以下、60体积%以下、或50体积%以下。
树脂组合物可以还含有使树脂固化的固化剂。固化剂可以根据树脂的种类而适当选择。例如,树脂为环氧树脂的情况下,作为固化剂,例如,可举出苯酚Novolac化合物、酸酐、氨基化合物、及咪唑化合物等。相对于树脂100质量份而言,固化剂的含量例如可以为0.5质量份以上或1.0质量份以上,可以为15质量份以下或10质量份以下。
以上,对几个实施方式进行了说明,但本公开文本不受上述实施方式任何限定。另外,对于上述的实施方式的说明内容可以彼此适用。
实施例
以下,对于本公开文本,使用实施例及比较例更详细地进行说明。需要说明的是,本公开文本不限于以下的实施例。
(实施例1)
[六方晶氮化硼粉末的制备]
使用亨舍尔混合机将硼酸(株式会社高纯度化学研究所制)100质量份与乙炔黑(Denka株式会社制,级名:Li400)22质量份混合,得到混合粉末(原料粉末)。将得到的混合粉末放入250℃的干燥机中,保持3小时,由此进行了硼酸的脱水。将脱水后的混合粉末放入压制成型机的直径100Φ的模具中,在加热温度:200℃及压制压强:30MPa的条件下进行成型。将以这样的方式得到的原料粉末的粒料供于后续的加热处理。
首先,将上述粒料静置在碳气氛炉内,在已加压至0.85MPa的氮气氛中,以5℃/分钟的升温速度升温至1750℃,于1750℃保持3小时,进行上述粒料的加热处理,得到第一加热处理物(第一工序)。接着,将碳气氛炉内以2℃/分钟的升温速度进一步升温至1800℃,于1800℃保持3小时,对第一加热处理物进行加热处理,得到第二加热处理物(第二工序)。然后,将碳气氛炉内以2℃/分钟的升温速度进一步升温至2050℃,于2050℃保持7小时,将第二加热处理物于高温进行了烧成(第三工序)。用亨舍尔混合机将烧成后的松散地聚集的氮化硼破碎,使用真空干燥机,将破碎后的粉末于250℃干燥5小时,然后从网孔:63μm的筛中通过,得到从筛中通过的粉末。通过这样的方式,制备了六方晶氮化硼粉末。
<六方晶氮化硼粉末的物性测定>
针对得到的六方晶氮化硼粉末,按照后述的方法,测定比表面积、石墨化指数、纯度、一次粒子的圆形度及平均粒径、以及从25℃加热至200℃时的水分量及从201℃加热至500℃时的水分量。将结果示于表1。
[比表面积]
六方晶氮化硼粉末的比表面积是遵照JIS Z 8830:2013“基于气体吸附的粉体(固体)的比表面积测定方法”的记载、应用使用了氮气的BET单点法而算出的。作为比表面积测定装置,使用Yuasa Ionics株式会社制的比表面积测定装置(装置名:Quantasorb)。需要说明的是,测定是将氮化硼粉末于300℃经15分钟进行干燥脱气后进行的。
[石墨化指数]
氮化硼粉末的石墨化指数是根据基于粉末X射线衍射法的测定结果而算出的。在得到的X射线衍射谱图中,算出由与六方晶氮化硼的一次粒子的(100)面、(101)面及(102)面对应的各衍射峰的积分强度(即,各衍射峰)和其基线包围的面积值(单位为任意),分别记为S100、S101、及S102。使用由此算出的面积值,基于以下的式(1),确定石墨化指数。
GI=(S100+S101)/S102· · · (1)
[纯度]
利用氢氧化钠使六方晶氮化硼粉末进行碱分解,利用水蒸气蒸馏法从分解液中蒸馏出氨,捕集至硼酸水溶液中。以该捕集液为对象,利用硫酸标准液进行滴定。根据滴定的结果,算出氮化硼粉末中的氮原子(N)的含量。根据得到的氮原子的含量,基于式(2),确定氮化硼粉末中的六方晶氮化硼(hBN)的含量,算出六方晶氮化硼粉末的纯度。需要说明的是,六方晶氮化硼的式量使用24.818g/mol、氮原子的原子量使用14.006g/mol。
试样中的六方晶氮化硼(hBN)的含量[质量%]=氮原子(N)的含量[质量%]×1.772···(2)
[一次粒子的圆形度]
针对六方晶氮化硼粉末,使用扫描电子显微镜(SEM)拍摄一次粒子的图像(倍率:10,000倍、图像分辨率:1280×1024像素)。接着,通过使用了图像分析软件(Mountech公司制,商品名“MacView”)的图像分析,根据得到的图像,算出氮化硼粒子的投影面积(S)及周长(L)。然后,使用得到的投影面积(S)及周长(L),按照下式:圆形度=4πS/L2,求出圆形度。针对从能够确认一次粒子整体、能够确认板状的平面(ab轴结晶平面)的粒子中任意选择的100个氮化硼粒子进行求解,算出圆形度的平均值,采用其作为平均圆形度。
[一次粒子的平均粒径]
六方晶氮化硼粉末中的一次粒子的平均粒径遵照ISO 13320:2009的记载、使用激光衍射散射法粒度分布测定装置(BECKMAN COULTER公司制,商品名“LS-13 320”)进行测定。需要说明的是,就六方晶氮化硼粉末而言,在进行测定时,使用超声波均化器(日本精机制作所制,商品名“US-300E”),利用AMPLITUDE(振幅)80%以1分30秒进行1次超声波分散,由此制备六方晶氮化硼粉末的分散液,将其作为测定对象。在粒度分布的测定时,对于使六方晶氮化硼粉末分散的溶剂,使用水,对于分散剂,使用六偏磷酸。此时,作为水的折射率,使用1.33的数值,作为氮化硼粉末的折射率,使用1.80的数值。
[水分量]
基于卡尔费休法,测定六方晶氮化硼粉末的从25℃加热至200℃时的水分量及从201℃加热至500℃时的水分量。首先,将规定量的上述测定样品采集至经空烧的氧化铝舟皿中,将其静置在已恒温调整至25℃的炉内,利用电位滴定法,测定从25℃加热至测定温度(200℃或500℃)时产生的水分,将得到的结果换算为每单位质量(1g),由此确定水分量(单位:ppm)。
<六方晶氮化硼粉末的作为填充材料的评价>
对所得到的六方晶氮化硼粉末用作填充材料时的介电损耗角正切进行测定。具体而言,使用空腔谐振器法的测定装置(Keycom制测定***摄动法空腔谐振器型DPS18),在温度25℃的条件下进行测定,由此求出六方晶氮化硼粉末的1GHz时的介电损耗角正切。将结果示于表1。
(实施例2)
除了将作为原料的乙炔黑变更为乙炔黑(Denka株式会社制,级名:FX35)以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例3)
除了向原料中添加2质量%外比例(日文:外割)的氮化硼粉末(Denka株式会社制,Denka Boron Nitride,级名:SGP)以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例4)
除了将第3工序的烧成温度变更为2070℃以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例5)
除了将第3工序的烧成温度变更为1970℃以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例6)
将乙炔黑(Denka株式会社制,级名:Li400)的配合量变更为20质量份,将真空干燥的温度变更为300℃,除此以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例7)
除了将乙炔黑(Denka株式会社制,级名:Li400)的配合量变更为27质量份以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(实施例8)
除了向原料中添加1质量%外比例的氮化硼粉末(Denka株式会社制,Denka BoronNitride,级名:MGP)以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
针对实施例1~8中得到的六方晶氮化硼粉末,与实施例1同样地测定比表面积、石墨化指数、纯度、一次粒子的圆形度及平均粒径、以及从25℃加热至200℃时的水分量及从201℃加热至500℃时的水分量。针对实施例1~8中得到的六方晶氮化硼粉末,与实施例1同样地进行作为填充材料的评价。将结果示于表1。
[表1]
(比较例1)
添加硼酸粉末(纯度99.8质量%以上,关东化学株式会社制)100质量份、三聚氰胺粉末(纯度99.0质量%以上,富士胶片和光纯药公司制)9质量份、作为助剂的碳酸钠(纯度99.5质量%以上)13质量份,使用氧化铝制研钵混合10分钟,得到混合粉末。将干燥后的混合粉末放入六方晶氮化硼制的容器中,配置于电炉内。一边使氮气在电炉内流通,一边以10℃/分钟的升温速度从室温升温至1000℃。于1000℃保持2小时后,停止加热,进行自然冷却。在温度成为100℃以下的时间点将电炉敞开。通过这样的方式,得到包含低结晶性的六方晶氮化硼的预烧物。
将上述预烧物100g配置于上述的电炉内。一边使氮气在电炉内流通,一边以10℃/分钟的升温速度从室温升温至1800℃。于1800℃的烧成温度保持4小时后,停止加热,进行自然冷却。在温度成为100℃以下的时间点将电炉敞开。将得到的烧成物回收,用氧化铝制研钵粉碎10分钟,得到包含六方晶氮化硼的粗粉。
接着,为了将上述粗粉中包含的杂质除去,向稀硝酸(硝酸浓度:5质量%)500g中投入上述粗粉30g,于室温搅拌60分钟。搅拌后,通过抽滤进行固液分离,更换水,直至滤液成为中性,进行清洗,直至清洗液的电导率最终成为1mS/m以下。清洗后,使用干燥机,于120℃干燥3小时,由此得到干燥粉末。将该干燥粉末作为比较例1的六方晶氮化硼粉末。
(比较例2)
将作为原料的乙炔黑变更为乙炔黑(Denka株式会社制,级名:FX35),将配合量变更为24质量份,将压制成型机的成型压强设为5MPa,并且未进行真空干燥处理,除此以外,与实施例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(比较例3)
将硼酸量的配合量变更为150质量份,向原料中添加碳酸钙(纯度99.5质量%以上)5质量份,并且将烧成温度变更为1900℃,除此以外,与比较例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
(比较例4)
将第3工序的烧成条件变更为1750℃、20小时,并且未进行真空干燥处理,除此以外,与比较例1同样地操作,制备了六方晶氮化硼粉末。
针对比较例1~4中得到的六方晶氮化硼粉末,与实施例1同样地测定比表面积、石墨化指数、纯度、一次粒子的圆形度及平均粒径、以及从25℃加热至200℃时的水分量及从201℃加热至500℃时的水分量。针对比较例1~4中得到的六方晶氮化硼粉末,与实施例1同样地进行作为填充材料的评价。将结果示于表2。
[表2]
产业上的可利用性
根据本公开文本,能够提供对于制造低介电损耗角正切的散热构件有用的六方晶氮化硼粉末。
Claims (7)
1.六方晶氮化硼粉末,其包含六方晶氮化硼的一次粒子,
所述六方晶氮化硼粉末的比表面积为2.5m2/g以下,石墨化指数为2.0以下,纯度为99质量%以上。
2.如权利要求1所述的六方晶氮化硼粉末,其中,所述一次粒子的圆形度为0.8以上。
3.如权利要求1或2所述的六方晶氮化硼粉末,其加热至500℃时的每单位质量的水分量低于300ppm。
4.如权利要求1~3中任一项所述的六方晶氮化硼粉末,其加热至200℃时的每单位质量的水分量低于250ppm。
5.如权利要求1~4中任一项所述的六方晶氮化硼粉末,其从201℃加热至500℃时的每单位质量的水分量低于100ppm。
6.如权利要求1~5中任一项所述的六方晶氮化硼粉末,其中,一次粒子的平均粒径为7.0μm以上。
7.树脂组合物,其含有树脂、和权利要求1~6中任一项所述的六方晶氮化硼粉末。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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