CN101528604B - 氧化铝粉末、其制造方法以及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种球形α氧化铝粉末,可以配入用于散热构件和半导体密封等要求导热性能优异的组合物中。所述球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,且结晶形态的α率在95质量%以上,利用包括如下工序的方法来制造所述球形α氧化铝粉末:(1)利用火焰软化金属铝粉末或氧化铝粉末的工序;(2)使软化的粉末通过500~800℃的区域进行固化的工序;(3)使固化的粉末通过950~1500℃的区域,使α相增加的工序;以及(4)冷却并收集得到的粉末的工序。

Description

氧化铝粉末、其制造方法以及其用途
技术领域
本发明涉及氧化铝粉末、其制造方法以及其用途。
背景技术
近年来,随着电子设备向小型化和高速化发展,来自IC等的发热量也不断增大,这就要求在发热部位周围使用的散热构件也具有更高的散热性能。因而,研究了一种填充有氧化铝粉末的树脂或橡胶等的散热构件。
氧化铝有α、β、δ、γ、θ等各种结晶形态,但由于α氧化铝的导热最好,所以适合作为散热构件的填充材料。可是由于α氧化铝粉末通常是粉碎的形状或没有切边的形状(带倒角的形状),所以不能高密度地配入到树脂或橡胶等中,即,不能大量地配入到树脂或橡胶等中,因此目前还不能充分利用α氧化铝的高的导热性能。此外还存在有如下问题:这些α氧化铝粉末会使与树脂等混合时使用的捏和机和滚筒等设备、输送树脂等组合物的泵以及用于组合物成形的模具等显著磨损。
所以对球形的氧化铝粉末进行了研究。
球形的氧化铝粉末是将氧化铝原料进行火焰熔融作为基本技术,得到的氧化铝粉末的结晶形态为δ、θ、γ、β等,导热性能差。例如在专利文献1中公开了制造球形α氧化铝粉末的方法,但根据本发明人的补充试验,该方法也只能得到α率为85%、作为后述的评价球形度的平均球形度最大也仅为0.91。此外在专利文献2中公开了使微小的α氧化铝颗粒凝聚,制造类似球形颗粒的方法,但按照该文献,目前也只能得到平均球形度最大为0.80左右的α氧化铝粉末。
专利文献1  特开2001-019425号公报
专利文献2  特开平9-086924号公报
发明内容
因此本发明的目的是提供一种平均球形度在0.93以上、且结晶形态的α率在95%以上的氧化铝粉末。此外本发明的目的是提供制造具有这种特性的α氧化铝粉末的方法;以及把得到的α氧化铝粉末配入树脂等中的组合物。
即,本发明涉及以下的发明。
1.一种球形α氧化铝粉末,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,且结晶形态的α率在95%以上。
2.一种制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,该方法所制造的球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,且结晶形态的α率在95%以上,所述制造球形α氧化铝粉末的方法包括如下工序:
(1)利用火焰把金属铝粉末或氧化铝粉末软化的工序;
(2)使软化的粉末通过500~800℃的区域进行固化的工序;
(3)使固化的粉末通过950~1500℃的区域,使α相增加的工序;
(4)冷却并收集得到的粉末的工序。
3.一种导热性组合物,其特征在于,在树脂或橡胶中配入平均球形度在0.93以上且结晶形态的α率在95%以上的球形α氧化铝粉末。
本发明人为了得到球形度非常高且α结晶形态比例高的球形α氧化铝粉末,进行了专心的研究,结果发现在在利用火焰对金属铝粉末或氧化铝粉末进行热处理使其熔融软化后、边冷却边导向收集系统来回收氧化铝粉末的方法中,通过使利用所述火焰进行热处理的热处理物在冷却前先通过500~800℃的温度区域,固化后,再通过更高温的950~1500℃的区域,可以制造出α率提高的球形α氧化铝粉末,从而实现了本发明。
按照本发明,可以制造出平均球形度在0.93以上且结晶形态的α率或α形态率在95%以上的球形α氧化铝粉末。此外通过把具有这种特性的α氧化铝粉末配入到树脂或橡胶等中,不仅可以高密度地配入,而且由于α结晶形态的比例大,所以得到的树脂等组合物的导热性能好,因此非常有利于作为IC等的散热性材料。
附图说明
图1是表示本发明的制造方法所用装置的一个例子的说明图。
附图标记说明
1原料供给口
2燃烧嘴
3可燃气体供给口
4助燃气体供给口
5炉
6加热装置
7可燃气体供给管
8助燃气体供给管
9收集装置
10鼓风机
A温度测量位置
B温度测量位置
C温度测量位置
具体实施方式
下面对本发明进行详细叙述。
本发明的氧化铝粉末具有平均球形度在0.93以上且结晶形态的α率在95%以上的特性。
由于α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,所以当配入树脂或橡胶等中时,组合物的粘度不会变得很大,可以大量配入到树脂等中,而且流动性好。因此在利用模具使配入α氧化铝粉末的树脂等成形时,非常有用。
本发明的α氧化铝粉末的平均球形度优选在0.95以上。特别优选平均球形度的上限接近1.00。实际上可以制造出平均球形度到0.98,即几乎接近完整球形的α氧化铝粉末。α氧化铝粉末的平均球形度越高,流动性也就越高,对各种设备产生的磨损就越小。
其中,本发明的α氧化铝粉末的平均球形度是按以下方法测量并规定的。
用扫描电子显微镜(日本电子株式会社制“JXA-8600M型”)对颗粒进行拍照,在颗粒直径为30μm以上时,使用的放大倍数为500倍,在颗粒直径为5μm以上且小于30μm时,使用的放大倍数为3,000倍,在颗粒直径为1μm以上且小于5μm时,使用的放大倍数为5,000倍,在颗粒直径小于1μm时,使用的放大倍数为50,000倍,从二次电子反射像(SEM照片)测量颗粒的投影面积(A)和周长(PM),并用以下公式求出平均球形度。
即,设对应于周长(PM)的正圆形的面积为(B),其颗粒的球形度用A/B表示。假设正圆形的周长与试样颗粒的周长(PM)相同,因为PM=2πr,B=πr2,所以B=π×(PM/2π)2,该颗粒的球形度=A/B=A×4π/(PM)2。从SEM照片图像中求出任意100个颗粒的球形度,把它们的平均值作为平均球形度。
如果氧化铝粉末的结晶形态的α率小于95%,则即使可以高密度地配入α氧化铝粉末,得到的树脂等组合物的导热性能也不会提得多高,所以作为散热构件的散热特性没有提高。上限是α率为100%的球形α氧化铝粉末。
优选的是在α氧化铝粉末中不存在α相以外的结晶相,但δ氧化铝、θ氧化铝等不可避免的成分不得已最多可存在到5%,假设即使混入了,对实现本发明的目的也没有特别影响。
α率的测量是利用Cu-Kα线粉末X射线衍射装置按如下的方法测量。粉末X射线衍射装置(例如日本电子株式会社制“JDX-3500”)使用闪烁计数器作检测器,测量条件为:外加电压为40kV、电流为300mA、发散狭缝为1°、散射狭缝为1°、接收狭缝为0.2mm,利用2θ·θ扫描法按步距角度为0.02°/步、测量时间为0.5秒/步进行。测量范围按2θ=30~50°进行。首先开始制作标定曲线。标定曲线用的试样使用α氧化铝(关东化学株式会社制商品名“氧化铝(α型)”)、δ氧化铝(电气化学工业株式会社制商品名“ASFP-20”)。分别采用使α氧化铝∶δ氧化铝的质量比为0∶100、1∶99、3∶97、5∶95、7∶93、10∶90、20∶80、50∶50、75∶25、90∶10、100∶0的这11个点的混合试样粉末,把测量值标示在以(113)面的峰面积作为Y轴、以α氧化铝的比例为X轴的X-Y坐标上,制作成标定曲线。然后测量试样的(113)面的峰面积Y,代入公式:α率(质量%)=(Y-标定曲线的截距)/标定曲线的斜率,计算出α率。
球形α氧化铝粉末的颗粒直径根据其用途或使用方法而改变。例如在散热构件中使用的情况下,颗粒直径的尺寸最大到散热构件的厚度,例如在散热构件厚0.1mm的情况下颗粒直径为0.01~50μm,当作为IC密封材料的环氧树脂组合物使用时优选的是0.01~100μm。
参照附图对用于实施本发明球形α氧化铝粉末的制造方法的优选例子进行说明。
图1表示适合制造本发明的球形α氧化铝粉末的装置。在该装置中,在形成火焰的炉5的下部,设置有用于把固化的粉末再次加热的加热装置6,在加热装置6的下部连接用于收集得到的球形α氧化铝粉末的收集装置9。另一方面,在炉5的上部设置有形成火焰用的燃烧嘴2和原料供给口1。炉5可以是立式炉,也可以是卧式炉。
原料粉末可以使用金属铝粉末、氧化铝粉末或两者的混合粉末。如果使用金属铝粉末,则可以制造颗粒直径为1μm以下的超细粉。在使用氧化铝粉末的情况下,例如使用颗粒直径50μm的原料氧化铝粉末,可以得到颗粒直径为50μm左右的球形α氧化铝粉末。原料粉末可以把干燥粉直接提供到炉内,此外也可以用酒精或水等介质制成泥浆后提供。在本发明中优选的是:直接把干燥粉与氧气、空气等载体气体一起提供。
从可燃气体供给口3喷射氢气、天然气、乙炔气、丙烷气、丁烷等可燃气体,并且从助燃气体供给口4喷射空气、氧气等,通过使它们燃烧形成火焰。火焰温度例如在1800℃以上,优选的是在2100℃以上。上限例如可以到2500℃。利用火焰把接受热处理的原料粉末熔融软化,然后使其通过500~800℃优选680~780℃的区域,成为球形氧化铝粉末,并在固化后再次送入到加热装置6中。在本发明中重要的是使利用火焰进行的热处理物一旦通过500~800℃的区域后,再次通过950~1500℃优选1050~1500℃的加热区域,具体地说,利用保持在该温度下的加热装置进行再加热处理。
在本发明中,使再加热前的温度为500~800℃,如果在高于800℃的状态下直接进入加热装置6中,则由于热处理物的固化为不充分的状态,回收的氧化铝粉末的平均球形度达不到0.93以上。此外如果低于500℃,则δ、θ结晶相稳定,如果再加热则引起形状变化,平均球形度也不会达到0.93以上。在500~800℃区域中的热处理物的滞留时间在1.0×10-3秒以上,优选的是在0.1秒以上。该滞留时间可以利用炉内的气体流速进行控制。
加热装置6的气氛温度保持在950~1500℃。通过气体燃烧或来自炉壁的电加热器等的外部加热来进行。在图1中表示利用可燃气体供给管7和助燃气体供给管8进行气体燃烧的方式。为了避免局部加热,优选的是可燃气体和助燃气体的混合气体供给口的数量尽可能多而且均匀配置。如果加热装置的气氛温度低于950℃,则难以发生向α相的转变,如果高于1500℃,则颗粒之间熔融粘在一起,可能会导致平均球形度明显变差。在950~1500℃区域中的热处理物滞留时间优选为1.0秒以上。该滞留时间可以利用炉内的气体流速控制。
通过了加热装置6的球形α氧化铝粉末利用收集装置9回收,仅把排放气体利用鼓风机10等排放出去。作为收集装置可以使用重沉室、利用离心分离的旋风集料筒等、袋式集尘器等。
本发明的球形α氧化铝粉末配入到树脂等中,形成用于各种用途的组合物。
作为橡胶适合使用的例如有:硅橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸(类)橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚氨酯橡胶、乙烯-醋酸乙烯共聚物等。作为树脂适合使用的例如有:环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、不饱和聚酯、氟树脂、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺等聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚苯硫醚、全芳香族聚酯、聚砜、液晶聚合物、聚醚砜、聚碳酸酯、马来酰亚胺改性树脂、ABS树脂、AAS(丙烯腈-丙烯酸酯橡胶-苯乙烯)树脂、AES(丙烯腈-三元乙丙橡胶-苯乙烯)树脂等。
优选的是例如相对于树脂等,配入50~95质量%的本发明的氧化铝粉末,特别优选的是相对于树脂等,配入70~93质量%的本发明的氧化铝粉末。
在这些树脂等中,用于散热构件时优选的例如有:聚有机硅氧烷的主链由二甲基硅氧烷单元构成的硅树脂;以及在该聚有机硅氧烷的主链上导入例如乙烯基、苯基、三氟丙基等的硅树脂等。此外当散热构件为ASKER C硬度小于25的高柔软性构件时,优选的是加成反应型液态硅橡胶,例如优选的是通过在一个分子中有乙烯基和H-Si基双方的单液性的加成反应型硅、或者在末端或侧链上有乙烯基的聚有机硅氧烷(A液)与在末端或侧链上有两个以上的H-Si基的聚有机硅氧烷(B液)的双液性的加成反应型硅的加成反应得到的硅橡胶。
构成单液性的加成反应型硅或双液性的加成反应型硅的原料聚合物,使用在其主链上具有甲基、苯基、三氟丙基等有机基的原料聚合物。从固化速度、固化后的橡胶物理性质的角度考虑,作为加成反应性的乙烯基、H-Si基的混合比例为:相对于1摩尔当量的乙烯基,H-Si基为0.5~3摩尔当量,优选的是1~2摩尔当量。此外为了促进加成反应,在加成反应型液态硅橡胶中可以使用加成反应催化剂,具体的例子有Pt、铂黑、氯铂酸、醇改性氯铂酸、氯铂酸与烯烃的络合物等铂类催化剂。
加成反应型液态硅橡胶具体的例子有:例如东芝硅株式会社的“TSE3070”、“TSE3051”,或东丽硅株式会社的“SE1880”、“SE1885A/B”、“SE1886A/B”、“SE1887A/B”、“SE4440A/B”、“SE1891KA/B”、“CY52-283A/B”等。
树脂组合物在用于半导体密封时,优选的是在一个分子中有两个以上的环氧基的环氧树脂。其具体的例子有:苯酚酚醛型环氧树脂、邻甲酚酚醛型环氧树脂、把酚类和醛类的酚醛清漆树脂环氧化的树脂、双酚A、双酚F和双酚S等的缩水甘油醚、由邻苯二甲酸或二聚酸等多元酸与环氧氯丙烷的反应得到的缩水甘油酯环氧树脂、链状脂肪族环氧树脂、脂环式环氧树脂、杂环式环氧树脂、烷基改性多官能环氧树脂、β-萘酚酚醛型环氧树脂、1,6-二羟基萘型环氧树脂、2,7-二羟基萘型环氧树脂、二羟基联苯型环氧树脂、为了进一步具有阻燃性而导入溴等卤素的环氧树脂等。其中从耐湿性和耐回流焊性能的角度考虑,优选的是例如邻甲酚酚醛型环氧树脂、二羟基联苯型环氧树脂、含有萘骨架的环氧树脂等。
环氧树脂的固化剂只要与环氧树脂反应使环氧树脂固化即可,没有特别的限定,适合的有:例如把从苯酚、甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、氯酚、叔丁基苯酚、壬基苯酚、异丙基苯酚、辛基苯酚等中选择的一种或两种以上的混合物,与甲醛、多聚甲醛或对二甲苯一起在氧化催化剂下反应得到的酚醛清漆树脂、对羟基苯乙烯树脂、双酚A或双酚S等双酚化合物、邻苯三酚或间苯三酚等三官能酚类、马来酸酐、邻苯二甲酸酐或均苯四酸二酐等酸酐、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯砜等芳香族胺等。
为了促进环氧树脂与环氧树脂固化剂的反应,可以配入固化促进剂。固化促进剂例如有1,8-二氮杂双环(5.4.0)十一碳-7-烯、三苯基膦、苄基二甲胺、2-甲基咪唑等。
在配入本发明的球形α氧化铝粉末的组合物中,也可以根据需要配入以下成分。即,作为硅烷偶联剂有γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷等环氧硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、脲基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷等氨基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等疏水性硅烷化合物或巯基硅烷等;作为表面处理剂有Zr螯合物、钛酸酯偶联剂、铝系偶联剂等;作为阻燃助剂有Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5等;作为阻燃剂有卤素化环氧树脂和磷化合物等;作为着色剂有碳黑、氧化铁、染料、颜料等。此外也可以添加蜡等脱模剂,具体可以例举的有:天然蜡类、合成蜡类、直链脂肪酸的金属盐、酰胺类、酯类、石蜡等。特别是在对耐湿可靠度和高温放置稳定性要求高的情况下,添加各种离子捕集剂是有效的。在市场上销售的离子捕集剂中,适合使用的有协和化学株式会社制的商品名为“DHF-4A”、“KW-2000”、“KW-2100”和东亚合成化学工业株式会社制的商品名为“IXE-600”等离子捕集剂。
实施例
下面利用实施例和比较例等对本发明进行更详细的说明,但这些实施例或比较例等并不对本发明的范围进行任何限定。
实施例1~5、比较例1~6、参考例1~2
使用图1所示的立式装置,制造了球形α氧化铝粉末。
在直径500mm×高度2000mm的炉5的下端,连接有直径400mm×高度5000mm的加热装置6。在加热装置6上分路设置有20个成对的可燃气体(丙烷气)供给管7和助燃气体(氧气)供给管8。收集装置9使用袋式集尘器。
从燃烧嘴2的可燃气体供给口3提供丙烷气(LPG),作为助燃气体从助燃气体供给口4提供氧气,形成火焰(温度2000℃以上)(火焰的中心位于距燃烧嘴2的前端200mm的位置)。在燃烧嘴的前端部分,与燃烧嘴的中央连接的原料供给口1的排出口的四周部,设置可燃气体供给口(1mm狭缝厚度),以20m/秒以上的排出速度提供LPG,在可燃气体供给口的排出口四周部设置有助燃气体供给口(10mm狭缝厚度),以5m/秒以上的排出速度提供氧气,形成火焰。从原料供给口1将表1所示的原料粉末以干燥粉的状态、与25Nm3的氧气一起每小时提供30kg。在测量点A(炉的出口)(图1中距炉5的上面向下4900mm的位置)、测量点B(加热装置6的入口,即炉5和加热装置6的交界处)、测量点C(加热装置6的出口)这三个部位,测量了在800~500℃区域和950~1500℃区域的气氛温度。在测量中,在0~600℃的温度范围内使用市场上销售的K热电偶,在600~1700℃的温度范围内使用B热电偶(都是株式会社千野公司制造)。
热处理条件示于表2。从袋式集尘器回收的氧化铝粉末的特性示于表3。作为参考例1采用了昭和电工(株)制的粉碎氧化铝“AS-50”(平均颗粒直径10μm),作为参考例2采用了住友化学工业(株)制的粉碎氧化铝“AA-05”(平均颗粒直径0.6μm),它们的特性一并记入表3。
表1
原料粉末1 不定形氧化铝粉末(平均颗粒直径50微米)
原料粉末2 不定形氧化铝粉末(平均颗粒直径3微米)
原料粉末3 金属铝粉末(平均颗粒直径10微米)
表2
Figure G2006800562483D00101
表3
  平均颗粒直径(μm)   平均球形度(-)     α率(%)
  实施例1   51   0.94     98.2
  实施例2   52   0.96     100.0
  实施例3   51   0.95     96.3
  实施例4   11   0.98     97.1
  实施例5   0.6   0.98     96.5
  比较例1   55   0.88     100.0
  比较例2   51   0.87     98.0
  比较例3   51   0.94     79.8
  比较例4   52   0.89     100.0
  比较例5   11   0.98     28.0
  比较例6   0.6   0.98     1.0以下
  参考例1   10   0.85     100.0
  参考例2   0.6   0.87     100.0
按照实施例1~5,与比较例1~6相比,可以制造出平均球形度和α率都高的氧化铝粉末。
下面使用实施例1~4和比较例1~4的氧化铝粉末,如下配制了树脂组合物,并进行了评价。
把环氧树脂、固化剂、固化促进剂、脱模剂和硅烷偶联剂按表4所示的比例混合,使填充率为65质量%,混入氧化铝粉末,使用在相同方向啮合的双轴挤压搅拌机(螺旋桨直径D=25mm、捏合盘长10Dmm、叶片转速为150转/分钟、排出量为4.5kg/小时、加热器温度105~110℃)进行加热混炼。利用冷却压力机将排出物冷却后粉碎,得到组合物,并用如下所示的方法测量了导热系数、螺旋流动和模具磨损量。其结果示于表5。
(1)导热系数
使组合物流入设置有直径28mm、厚度3mm的凹坑的模具中,脱气后,对在150℃×20分钟的条件下成形得到的成形件,使用导热系数测量装置(アグネ(AGNE)株式会社制的商品名为“ARC-TC-1型”),在室温下利用温度梯度法测量了导热系数。
(2)螺旋流动
使用螺旋流动模具,以EMMI-66(Epoxy Molding Material Institute;Society of Plastic Industry)为基准进行测量。模具温度为175℃,成形压力为7.4MPa,保持压力时间为90秒。
(3)模具磨损量
用加压式挤压机使150cm3加热到175℃的组合物通过厚度为6mm、孔径为3mm的铝制盘的孔时,以盘的质量减少的量作为磨损量。
表4
Figure G2006800562483D00111
表5
    导热系数(W/mK)     螺旋流动(m)   模具磨损量(mg)
实施例1     4.3     1.1   2.2
实施例2     4.5     1.2   2.2
实施例3     4.2     1.1   2.1
比较例1     4.2     0.6   8.8
比较例2     4.1     0.7   6.9
比较例3     3.0     1.1   2.1
比较例4     4.3     0.8   7.1
并且,使用实施例4、比较例5、参考例1的氧化铝粉末(平均颗粒直径都为10或11μm)、或实施例5、比较例6、参考例2的氧化铝粉末(平均颗粒直径都为0.6μm),如下配制了散热构件用的树脂组合物,并进行了评价。
把双组分加成反应型液态硅橡胶(GE东芝硅株式会社制“YE5822 A液”、“YE5822 B液”)、氧化铝粉末、阻滞剂按表6所示的比例混合,测量了如下的物理特性。实施例4、比较例5、参考例1的结果示于表7,实施例5、比较例6、参考例2的结果示于表8。
(4)散热构件的导热系数
把阻滞剂、氧化铝粉末和硅橡胶B液顺序投入硅橡胶A液中,反复进行搅拌后,进行脱泡处理。使得到的液态试样流入设置有直径为28mm、厚度为3mm凹坑的模具中,脱气后,在150℃×20分钟的条件下成形,利用温度梯度法测量了室温下的导热系数。作为导热系数测量装置使用アグネ株式会社制的商品名“ARC-TC-1型”。
(5)粘度
对于如上所述配制的加热成形前的硅橡胶组合物,使用B型粘度计(大和建工株式会社制的商品名“DB-10”),测量在温度为30℃、速转为20转/分钟条件下的粘度。
(6)模具磨损量
利用常温加压式挤压机使150cm3的如上所述配制的加热成形前的硅橡胶组合物,通过厚度为6mm、孔径为3mm的铝制盘的孔时,把盘的质量的减少量作为磨损量。
表6
Figure G2006800562483D00131
表7
    导热系数(W/mK)   粘度(mPa·s)     模具磨损量(mg)
  实施例4     2.8   140,000     1.5
  比较例5     1.6   142,000     1.5
  参考例1     不能成形   不能测量     6.5
表8
    导热系数(W/mK)   粘度(mPa·s)     模具磨损量(mg)
  实施例5     1.9   176,000     0.10
  比较例6     0.9   176,000     0.10
  参考例2     不能成形   不能测量     0.25
从实施例和比较例的对比可以看出,使用本发明的氧化铝粉末的树脂组合物和散热构件的导热系数高、流动性好、模具磨损量少。
工业实用性
本发明的氧化铝粉末例如可作为半导体密封用树脂组合物的填充材料或散热构件的填充材料等使用,此外,使用本发明的球形α氧化铝粉末得到的散热构件,可以作为组装电子设备时的散热片或散热隔板等使用。

Claims (17)

1.一种球形α氧化铝粉末,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,且结晶形态的α率在95%以上。
2.根据权利要求1所述的球形α氧化铝粉末,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.95以上。
3.根据权利要求1所述的球形α氧化铝粉末,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的α率为100%。
4.一种制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,该方法所制造的球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.93以上,且结晶形态的α率在95%以上,所述制造球形α氧化铝粉末的方法包括如下工序:
(1)利用火焰把金属铝粉末或氧化铝粉末软化的工序;
(2)使软化的粉末通过500~800℃的区域进行固化的工序;
(3)使固化的粉末通过950~1500℃的区域,以使α相增加的工序;
(4)冷却并收集得到的粉末的工序。
5.根据权利要求4所述的制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,在工序(2)中使所述软化的粉末通过680~780℃的区域。
6.根据权利要求4所述的制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,在工序(3)中使所述固化的粉末通过1050~1500℃的区域。
7.根据权利要求4所述的制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,该方法所制造的球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.95以上。
8.根据权利要求4所述的制造球形α氧化铝粉末的方法,其特征在于,该方法所制造的球形α氧化铝粉末的α率为100%。
9.一种导热性组合物,其特征在于,在树脂或橡胶中配入平均球形度在0.93以上且结晶形态的α率在95%以上的球形α氧化铝粉末。
10.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,配入的球形α氧化铝粉末的平均球形度在0.95以上。
11.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,配入的球形α氧化铝粉末的α率为100%。
12.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的配入量为50~95质量%。
13.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,所述球形α氧化铝粉末的配入量为70~93质量%。
14.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,所述树脂为环氧树脂。
15.根据权利要求14所述的导热性组合物,其特征在于,所述组合物用于半导体密封。
16.根据权利要求9所述的导热性组合物,其特征在于,所述橡胶为硅橡胶。
17.根据权利要求16所述的导热性组合物,其特征在于,所述组合物用于散热构件。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102007073B (zh) * 2008-04-30 2014-10-08 电气化学工业株式会社 氧化铝粉末、其制造方法以及使用该氧化铝粉末的树脂组合物
JP5320263B2 (ja) * 2009-11-04 2013-10-23 電気化学工業株式会社 球状アルミナ粉末、その製造方法及び用途
JP5410245B2 (ja) * 2009-11-11 2014-02-05 電気化学工業株式会社 球状アルミナ粉末、その製造方法及び用途。
FR2956111B1 (fr) * 2010-02-11 2012-04-20 Baikowski Alumine alpha, utilisation, procede de synthese et dispositif associes
CN102127382A (zh) * 2010-12-13 2011-07-20 烟台德邦电子材料有限公司 一种高导热环氧树脂电子粘接胶
KR102034228B1 (ko) * 2012-12-14 2019-10-18 엘지이노텍 주식회사 에폭시 수지 조성물, 이를 이용한 프리프레그 및 인쇄 회로 기판
CN103058240A (zh) * 2013-01-15 2013-04-24 雅安百图高新材料有限公司 球形α相氧化铝的制备方法
WO2015131370A1 (en) * 2014-03-06 2015-09-11 Ablestik (Shanghai) Ltd. A single crystal alumina filled die attach paste
JP6269511B2 (ja) * 2015-01-06 2018-01-31 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物及び硬化物並びに複合シート
JP6755116B2 (ja) * 2016-04-14 2020-09-16 株式会社アドマテックス アルミナ粒子材料及びその製造方法
SG11201810208RA (en) 2016-05-16 2018-12-28 Martinswerk Gmbh Products and uses thereof
EP3663582B1 (en) 2017-08-22 2022-04-06 LG Chem, Ltd. Method for determining the suitability of an apparatus for dispensing a heat-dissipating material
WO2019039852A1 (ko) * 2017-08-22 2019-02-28 주식회사 엘지화학 방열 소재 디스펜싱 장치의 결정방법
JP2018053260A (ja) * 2017-12-21 2018-04-05 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物及び硬化物並びに複合シート
WO2019151488A1 (ja) 2018-02-05 2019-08-08 三菱マテリアル株式会社 絶縁膜、絶縁導体、金属ベース基板
JP6562147B2 (ja) * 2018-02-05 2019-08-21 三菱マテリアル株式会社 絶縁膜、絶縁導体、金属ベース基板
WO2020170307A1 (ja) * 2019-02-18 2020-08-27 株式会社アドマテックス 粒子材料及び熱伝導物質
KR102408088B1 (ko) * 2019-12-18 2022-06-13 한국세라믹기술원 고방열 산화알루미늄-엘라스토머 복합소재 및 이의 제조 방법
JP6824455B2 (ja) * 2020-02-21 2021-02-03 株式会社アドマテックス アルミナ粒子材料及びその製造方法
US20230134132A1 (en) 2020-03-31 2023-05-04 Denka Company Limited Alumina powder, resin composition, and heat dissipation component
JP7546044B2 (ja) 2020-03-31 2024-09-05 デンカ株式会社 アルミナ粉末、樹脂組成物、及び放熱部品
RU2742575C1 (ru) * 2020-10-14 2021-02-08 Общество с ограниченной ответственностью "Империус Групп" Способ получения альфа-оксида алюминия для последующего выращивания монокристаллического сапфира
WO2022163505A1 (ja) * 2021-01-27 2022-08-04 デンカ株式会社 球状アルミナ粒子及びその製造方法、並びに樹脂組成物
JP2022186630A (ja) 2021-06-04 2022-12-15 住友化学株式会社 アルミナ粒子およびそれを用いた樹脂組成物
CN113816407A (zh) * 2021-09-14 2021-12-21 江苏联瑞新材料股份有限公司 低粘度高导热球形α-氧化铝的制备方法
JP2023164332A (ja) * 2022-04-28 2023-11-10 住友化学株式会社 樹脂組成物およびそれに用いるアルミナ粉末
JP2023164333A (ja) * 2022-04-28 2023-11-10 住友化学株式会社 樹脂組成物およびそれに用いるアルミナ粉末
JP2024080630A (ja) * 2022-12-02 2024-06-13 住友化学株式会社 アルミナ粒子およびそれを用いた樹脂組成物
JP2024080631A (ja) * 2022-12-02 2024-06-13 住友化学株式会社 アルミナ粒子およびそれを用いた樹脂組成物
JP2024080629A (ja) * 2022-12-02 2024-06-13 住友化学株式会社 アルミナ粒子およびそれを用いた樹脂組成物
JP2024080633A (ja) * 2022-12-02 2024-06-13 住友化学株式会社 アルミナ粒子およびそれを用いた樹脂組成物
CN117065738B (zh) * 2023-07-17 2024-07-19 沈阳化工大学 一种用于流化床的氧化铝催化剂载体制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1398714A (zh) * 2001-07-25 2003-02-26 厚生股份有限公司 卷式硅橡胶薄膜的制法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4193768A (en) * 1975-07-28 1980-03-18 Showa Denko K. K. Method for preparing corundum particles
FR2449474A1 (fr) * 1979-02-26 1980-09-19 Rhone Poulenc Ind Billes d'alumine a double porosite, leur procede de preparation et leurs applications comme supports de catalyseurs
JPS56108532A (en) * 1980-02-04 1981-08-28 Hitachi Ltd Iodine adsorbing material and preparation thereof
JPS6316038A (ja) 1986-07-07 1988-01-23 Tokuyama Soda Co Ltd 粉体の溶融球状化装置
US5340781A (en) * 1986-07-14 1994-08-23 Showa Denko Kabushiki Kaisha Spherical corundum particles, process for preparation thereof and rubber or plastic composition having high thermal conductivity and having spherical corundum paticles incorporated therein
JPS6320340A (ja) * 1986-07-14 1988-01-28 Showa Denko Kk 高熱伝導性ゴム・プラスチック組成物
JP3469285B2 (ja) 1993-11-08 2003-11-25 水澤化学工業株式会社 粒状アルミナの製造方法及び球状アルミナ粒子
KR960700194A (ko) 1993-11-25 1996-01-19 고사이 아키오 α-알루미나 분말의 제조방법(Process for producing α-alumina powder)
JP3743012B2 (ja) 1993-11-25 2006-02-08 住友化学株式会社 α−アルミナ粉末の製造方法
JPH0986924A (ja) 1995-09-29 1997-03-31 Sumitomo Chem Co Ltd 球状凝集粒子およびその製造方法
JP4209041B2 (ja) 1999-07-06 2009-01-14 電気化学工業株式会社 球状アルミナ粉末の製造方法
JP4428490B2 (ja) * 2000-01-11 2010-03-10 電気化学工業株式会社 球状アルミナ粉末の製造方法
US6261484B1 (en) * 2000-08-11 2001-07-17 The Regents Of The University Of California Method for producing ceramic particles and agglomerates
US7053018B2 (en) * 2001-05-30 2006-05-30 Showa Denko K.K. Spherical alumina particles and production process thereof
US6797203B2 (en) * 2002-07-12 2004-09-28 Cerco Llc Method of forming ceramic beads
JP4481019B2 (ja) * 2004-01-21 2010-06-16 電気化学工業株式会社 混合粉末及びその用途
US7789330B2 (en) 2004-03-15 2010-09-07 Showa Denko K.K. Roundish fused alumina particles, production process thereof, and resin composition containing the particles
JP4214074B2 (ja) 2004-03-30 2009-01-28 電気化学工業株式会社 高純度球状アルミナ粉末の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1398714A (zh) * 2001-07-25 2003-02-26 厚生股份有限公司 卷式硅橡胶薄膜的制法

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2001-19425A 2001.01.23
JP特开2001-199719A 2001.07.24
JP特开2005-209765A 2005.08.04
JP特开2005-281063A 2005.10.13
JP特开2006-169090A 2006.06.29
JP特开平7-133109A 1995.05.23
JP特开平7-206433A 1995.08.08
JP特开平9-86924A 1997.03.31
M. Vallet-Regí et al..Control of structural type and particle size in alumina synthesized by the spray pyrolysis method.《Solid State Ionics》.1997,第101-103卷第197-203页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101528604A (zh) 2009-09-09
US8354091B2 (en) 2013-01-15
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