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公開番号2024152598
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-25
出願番号2024006015
出願日2024-01-18
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モジュール
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C01B 21/064 20060101AFI20241018BHJP(無機化学)
要約【課題】本発明は、放熱シートの耐電圧特性を向上させ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モジュールを提供することを課題とする。
【解決手段】以下a)、b)、c)の条件を満たす窒化ホウ素凝集粉末。
a):水銀圧入法で測定した粒子内細孔容積が0.35ml/gより大きく、0.50ml/g未満
b):水銀圧入法で測定した粒子内細孔面積が3m2/gより大きく、6.5m²/g未満
c):単粒子圧縮試験で測定した平均弾性率が70MPaより大きく、150MPa未満
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
以下ａ）、ｂ）、ｃ）の条件を満たす窒化ホウ素凝集粉末。
ａ）：水銀圧入法で測定した粒子内細孔容積が０．３５ｍｌ／ｇより大きく、０．５０ｍｌ／ｇ未満
ｂ）：水銀圧入法で測定した粒子内細孔面積が３ｍ
２
／ｇより大きく、６．５ｍ
２
／ｇ未満
ｃ）：単粒子圧縮試験で測定した平均弾性率が７０ＭＰａより大きく、１５０ＭＰａ未満
続きを表示（約 220 文字）【請求項２】
カードハウス構造を有する窒化ホウ素凝集粒子を含む請求項１に記載の窒化ホウ素凝集粉末。
【請求項３】
水銀圧入法で測定した粒子間隙容積が０．５０ｍｌ／ｇ以上０．９５ｍｌ／ｇ以下である請求項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又は２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記載の放熱シートを含む半導体デバイスモジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスモジュール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モジュールに関する。
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、放熱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されている。
しかしながら、ｈ－ＢＮ粒子は結晶軸方向に熱伝導異方性があることが知られている。
配向による特性の異方性抑制を目的として、ｈ－ＢＮを凝集させた特定の条件を満たす凝集粒子を用いて、より高い耐電圧特性及び熱伝導性を有する放熱部材を得る検討がなされてきた。
【０００４】
特許文献１には、水銀圧入法により測定される所定の粒子内細孔容積と粒子間隙容積を有するＢＮ凝集粉末が提案されている。
特許文献２には、所定の粒度分布及び凝集強度を有するＢＮ凝集粉末が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１４９２８８号公報
特許第７０６９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のＢＮ凝集粉末は、場合によってはプレス工程での変形不足・ボイド残存による絶縁破壊電圧低下が懸念される。
特許文献２のＢＮ凝集粉末は、粒子内外の細孔容積が小さい場合は特許文献１同様にプレス工程での変形不足・ボイド残存による絶縁破壊電圧低下が懸念される。また、ＢＮ凝集粉末の平均弾性率によっては、上記同様に変形不足・ボイド残存による絶縁破壊電圧低下が懸念される。
【０００７】
本発明は、放熱シートの耐電圧特性を向上させ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モジュール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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、窒化ホウ素凝集粉末の水銀圧入法による細孔容積測定において、粒子内細孔容積、粒子内細孔面積が特定の範囲にあり、かつ、単粒子圧壊試験において、平均弾性率が特定の範囲にあることで窒化ホウ素凝集粉末と樹脂とを複合化した際に高耐電圧特性を与えることを見出した。
即ち、本発明は以下を要旨とする。
【０００９】
［１］以下ａ）、ｂ）、ｃ）の条件を満たす窒化ホウ素凝集粉末。
【００１０】
ａ）：水銀圧入法で測定した粒子内細孔容積が０．３５ｍｌ／ｇより大きく、０．５０ｍｌ／ｇ未満
ｂ）：水銀圧入法で測定した粒子内細孔面積が３ｍ
２
／ｇより大きく、６．５ｍ
２
／ｇ未満
ｃ）：単粒子圧縮試験で測定した平均弾性率が７０ＭＰａより大きく、１５０ＭＰａ未満
（【００１１】以降は省略されています）

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