JPH01217071A - 熱伝導性高分子成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は充填材を含有する熱伝導性高分子成形体の改良
に関する。

（従来の技術） 充填材を含有する熱伝導性高分子成形体は、単に高分子
材料のみで構成される成形体に比べて種々の優れた特性
を有しており、例えば半導体封止用のエポキシ樹脂成形
体として広く用いられている。

従来、この種エポキシ樹脂成形体に用いられる充填材は
、その多くが結晶シリカであり、特に葎絶縁を向上させ
るのに効果があった。しかし、半導体を集積化したＩＣ
は近年増々高密度化し、内部で発生する熱量も大きくな
っていくことから、半導体封止成形体としてもこの発生
熱を効率よく外部に逃がす必要がある。ところが、上記
充填材としての結晶シリカでは熱伝導性に限りがあるこ
とから、この種の特性を向上させるため、従来にあって
は結晶シリカよりも熱伝導性がよく、かつ絶縁性を有す
る物質として、アルミナ粒子が結晶シリカに代えて、又
は結晶シリカと共に充填材として用いられるようになっ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来用いられているアルミナは、そのほ
とんどがバイヤー法によって製造されたものであり、ボ
ーキサイトをカセイソーダ溶液で溶解させアルミン酸ナ
トリウムとした時のナトリウム分がアルミナ中にＮａ◆
イオンとして残ってしまうために、成形体の成形性、耐
湿性、耐候性の点で悪影響を及ぼしていた。また、バイ
ヤー法によって製造されたアルミナは、一般に粒子がポ
ーラスな構造となっているために、耐摩耗性が劣るとい
った問題があった。

そこで本発明の技術的課題は、熱伝導性高分子成形体の
成形性、耐湿性、耐候性および耐摩耗性を向上させる点
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記技術的課題の解決のために、充填材を含
有する高分子成形体において、上記充填材の一部又は全
部に電融アルミナを用いたことを手段としている。

電融アルミナは、例えば、バイヤー法により得たアルミ
ナを電気炉にて高温溶融し、インゴットにした後粉砕す
ることで得られるが、勿論バイヤー法によらない他の方
法で製造した電融アルミナであってもよい。電融アルミ
ナは、電気炉で溶融させる時に残留Ｎａ”イオンが消失
してしまうために、バイヤー法によるアルミナに比べて
Ｎａ”イオンが少なく、その結果この電融アルミナを充
填材として用いた高分子成形体の成形性、耐湿性および
耐候性が優れたものとなる。また、電融アルミナは高温
で溶融されるために焼き締まって各粒子が堅くなり、成
形体加工後の耐摩耗性をよくする。

このようにしてできた電融アルミナを充填材として用い
る場合、粒径は１〜５０ｐｍの範囲が好ましい。これは
粒径がＩＩＬｍ以下であると、微細すぎて表面積が大き
くなり、高分子材料の使用量が増えてしまうと共に、粒
子間の界面が多くなり熱伝導性が悪くなってしまうから
である。一方、粒径が５０ｇ、ｍ以上になると粒子が大
きすぎて成形体の表面平滑性が損なわれるおそれがある
からである。

また、電融アルミナはインゴットを粉砕して上記１〜５
０ＪＬｍの範囲に含まれる粉砕物をそのまま充填材とし
て使用することもでき、また、球状に成形加工したもの
であってもよい。粉砕物をそのまま使用した場合は、粒
子に角ができるために球状品よりも粒子相互の接触面積
が増加し成形体の熱伝導度が大きくなる。球状に成形し
た場合には、成形時の流動性が良くなるために充填率を
上げることができる。

成形体に対する電融アルミナの充填率は特に決められて
いるものではないが、７０ｗｔ％以上充填した時にその
特徴が顕著にあられれる。また、電融アルミナを他の充
填材と併用することも可能であり、この場合には他の要
求特性を考慮して両者の比率が決められる。

一方、電融アルミナを充填する高分子材料には、熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂、天然ゴム銹導体および合成ゴム
等が広く用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポ
リエチレン、ポリプロピリン、ポリ塩化ビニル、酢酸ビ
ニル、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリ
ル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、
ポリアセタール、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリフェニレンエー
テル、フッ素樹脂、ポリスルホン、セルロース系樹脂な
どが用いられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば
フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ
樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、不飽和ポリエス
テル、キシレン樹脂などが用いられる。更に、合成ゴム
としては、例えばブタジェン系合成ゴム、オレフィン系
合成ゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、多硫化ゴ
ムなどが用いられる。

（実施例〕 高分子成形材料としてエポキシ樹脂（大日本インキ化学
工業社製：エビクロンＮ−６６５ＸＰ）を用い、電融ア
ルミナ（国産研磨材料社製：褐色溶融アルミナＡＢＲＡ
Ｘ）の充填比率を変えて成形体を得、その特性を調べた
。エポキシ樹脂と電融アルミナとの配合比率は表−１に
示す通りであり、これに硬化剤（住友ベークライト社製
：フェノールノボラック）と硬化促進剤（住友化学工業
社製：スミキュアＤ）とを加え、熱ロールを用いて５分
間混練した後、金型内で１２０’Ｃ，３時間硬化させ、
試験用の成形体を得た。

成形体の特性は、耐摩耗性、熱伝導率および耐湿性につ
いての試験を行ない、更にその上で総合判定を行なった
。なお、耐摩耗性試験はＪＩＳ−に７２０５により行な
い、また耐湿性試験はプレッシャ・フッカ法（蒸留水中
に試験片を入れ、１２０°Ｃで１６時間煮沸した後、蒸
留水への溶出成分を測定する）に基づいて行なった。

結果を表−２に示す。

［比較例］ 充填材としてバイヤ法によるアルミナ（住友化学工業社
製：低ソーダアルミナ　ＡＬ−４４）を用い、成形体と
した時の特性を実施例の場合と比較した。

試験片の作製方法および特性試験方法は実施例と同様で
あり、それぞれ表−１および表−２に示した。

表−２ 〔効果〕 以上説明したように本発明に係る熱伝導性高分子成形体
によれば、充填材として電融アルミナを用いたことによ
りＮａ◆イオンの含有率が少なくなり、成形体の成形性
、耐湿性、耐候性および耐摩耗性を向上させることがで
きた。また、シリカ等を充填材とした成形体に比べて熱
伝導性もよく、半導体封止用の成形体として特に優れる
他、熱伝導性を必要とする高分子成形体として有用なも
のである。

代理人　弁理士土橋　皓７１１．′−４・、、。

３二、づシ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充填材を含有する高分子成形体において、上記充填材の
   一部又は全部に電融アルミナを用いたことを特徴とする
   熱伝導性高分子成形体。