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公開番号2024123080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-10
出願番号2024096072,2021502200
出願日2024-06-13,2020-02-21
発明の名称窒化ホウ素凝集粉末、放熱シート及び半導体デバイス
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 21/064 20060101AFI20240903BHJP(無機化学)
要約【課題】放熱シートの熱伝導性を向上させると同時に耐電圧特性も良好なものとすることができる窒化ホウ素凝集粉末と、この窒化ホウ素凝集粉末を含む放熱シート、及びこの放熱シートを用いた半導体デバイスを提供する。
【解決手段】窒化ホウ素凝集粉末であって、タップ密度が0.6g/ml以上0.8g/ml未満であり、粒子間隙容積が0.5ml/g以上であり、窒化ホウ素凝集粉末に含まれるBN凝集粒子の粒子内空隙率が40%以上60%以下である、窒化ホウ素凝集粉末が提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
タップ密度が０．６ｇ／ｍｌ以上０．８ｇ／ｍｌ未満であり、粒子間隙容積が０．５ｍｌ／ｇ以上であり、前記窒化ホウ素凝集粉末に含まれるＢＮ凝集粒子の粒子内空隙率が４０％以上６０％以下である、窒化ホウ素凝集粉末。
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
前記窒化ホウ素凝集粉末の平均粒子径が、２０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１に記載の窒化ホウ素凝集粉末。
【請求項３】
前記窒化ホウ素凝集粉末がカードハウス構造である、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素凝集粉末。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項に記載の窒化ホウ素凝集粉末を含む放熱シート。
【請求項５】
請求項４に記載の放熱シートを用いた半導体デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス用の放熱シートに好適に用いられる窒化ホウ素凝集粉末と、該窒化ホウ素凝集粉末を含む放熱シートと、この放熱シートを用いた半導体デバイスに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化ホウ素（ＢＮ）は、絶縁性のセラミックであり、ダイヤモンド構造を持つｃ－ＢＮ、黒鉛構造をもつｈ－ＢＮ、乱層構造を持つα－ＢＮ、β－ＢＮなど様々な結晶型が知られている。
これらの中で、ｈ－ＢＮは、黒鉛と同じ層状構造を有し、合成が比較的容易でかつ熱伝導性、固体潤滑性、化学的安定性、耐熱性に優れるという特徴を備えていることから、電気・電子材料分野で多く利用されている。
【０００３】
近年、特に電気・電子分野では集積回路の高密度化に伴う発熱が大きな問題となっており、いかに熱を放熱するかが緊急の課題となっている。ｈ－ＢＮは、絶縁性であるにもかかわらず、高い熱伝導性を有するという特徴を活かして、このような放熱部材用熱伝導性フィラーとして注目を集めている。
【０００４】
しかしながら、ｈ－ＢＮは板状の粒子形状であり、その板面方向（ａｂ面内あるいは（００２）面内）には高い熱伝導性（通常、熱伝導率として４００Ｗ／ｍ・Ｋ程度）を示すものの、板厚方向（Ｃ軸方向）には低い熱伝導性（通常、熱伝導率として２～３Ｗ／ｍ・Ｋ程度）しか示さない。このため、ｈ－ＢＮを樹脂に配合してＢＮ粒子含有樹脂組成物とし、例えば、板状のシート状成形体を成形した場合、板状のｈ－ＢＮが成形時のＢＮ粒子含有樹脂組成物の流動方向であるシート状成形体の板面方向に配向することとなり、得られるシート状成形体は、板面方向には熱伝導率に優れるものの、厚み方向には低熱伝導率しか示さない。
【０００５】
ｈ－ＢＮ粒子の熱伝導性の異方性を改良するために、樹脂に充填しても上記のような配向が少ない、鱗片板状以外の形状を有する、ｈ－ＢＮを凝集させた凝集粒子が検討されてきた。
【０００６】
特許文献１には、純度９３％で、空孔率（空隙率）が５０体積％以下であるＢＮ凝集粒子が記載されている。特許文献１には、タップ密度の記載はなく、半導体デバイスの放熱シートに用いた場合の熱伝導性も耐電圧も未だ不十分であった。
【０００７】
特許文献２には、空隙率が５０～７０体積％で、圧壊強度が１．０～４．０ＭＰａのＢＮ凝集粒子が記載されている。特許文献２には、タップ密度の記載はなく、熱伝導性も、半導体デバイスの放熱シートに用いた場合の耐電圧も未だ不十分であった。
【０００８】
特許文献３には、凝集粒子径（Ｄ
５０
）が２～２００μｍ、タップ密度が０．５～１．０ｇ／ｍｌのＢＮ凝集粒子が記載されている。特許文献３には、凝集粒子を構成する一次粒子の配向や凝集粒子の形状が影響する粒子間隙容積の記載はなく、熱伝導性も、半導体デバイスの放熱シートに用いた場合の相対評価による耐電圧も不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０１２／０７０２８９号
特開２０１７－８２０９１号公報
特開２０１１－９８８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、放熱シートの熱伝導性を向上させると同時に耐電圧特性も良好なものとすることができる窒化ホウ素凝集粉末と、この窒化ホウ素凝集粉末を含む放熱シート、及びこの放熱シートを用いた半導体デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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