CN110168719A - 传热构件及包含其的散热结构体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有高散热性、并且导热系数的各向异性小、可靠性优异的传热构件。传热构件，其包含：包含绝缘材料A的第一表面层、包含绝缘材料A的第二表面层、和被配置在第一表面层与第二表面层之间的包含绝缘材料B的中间层，绝缘材料A包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.6～1.4的第一氮化硼烧结体、和含浸在第一氮化硼烧结体中的第一热固性树脂组合物，绝缘材料B包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.01～0.05的第二氮化硼烧结体、和含浸在第二氮化硼烧结体中的第二热固性树脂组合物。需要说明的是，此处，取向度是指I.O.P.(The Index of Orientation Preference，取向偏向指数)，I.O.P.由下式算出。I.O.P.＝(I100/I002)par./(I100/I002)perp.其中，(I100/I002)par.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向平行的方向测得的面的强度比，(I100/I002)perp.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向垂直的方向测得的面的强度比，I100表示(100)面的X射线衍射线的强度，I002表示(002)面的X射线衍射线的强度。

Description

传热构件及包含其的散热结构体
技术领域
本发明提供导热系数的各向异性小、可靠性优异的传热构件及包含其的散热结构体。
背景技术
在功率器件、双面散热晶体管、闸流晶体管、CPU等发热性电子部件中，如何使在使用时产生的热高效地散热成为重要的课题。以往，作为应对这样的散热的方法，通常进行(1)使安装发热性电子部件的印刷布线板的绝缘层高导热化、(2)介由电绝缘性的热界面材料(Thermal Interface Materials)将发热性电子部件或安装了发热性电子部件的印刷布线板安装于散热器这样的操作。作为印刷布线板的绝缘材料及热界面材料，使用了在有机硅树脂、环氧树脂中添加陶瓷粉末并使其固化而成的传热构件。
近年来，伴随着发热性电子部件内的电路的高速·高集成化及发热性电子部件在印刷布线板上的安装密度的增加，电子设备内部的发热密度逐年增加。因此，要求具有比以往更高的导热系数的传热构件。此外，不仅是以往那样的仅厚度方向或面方向中的一个方向的散热，还要求在厚度方向及面方向这两个方向上的高散热性。
在以上这样的背景下，具有(1)高导热系数、(2)高绝缘性等作为电绝缘材料的优异性质的六方晶氮化硼(hexagonal Boron Nitride)粉末受到关注。然而，对于氮化硼而言，面内方向(a轴方向)的导热系数为400W/(m·K)，比氮化铝、氮化硅高，与此相对，厚度方向(c轴方向)的导热系数为2W/(m·K)，因晶体结构和鳞片形状而导致的导热系数的各向异性大。因此，例如，在制造热界面材料时，若氮化硼粒子的面内方向(a轴方向)与热界面材料的厚度方向变得垂直，则不能充分地有效利用氮化硼粒子的面内方向(a轴方向)的高导热系数。
专利文献1中，提出了一种电子电路用基板，其是由陶瓷质复合体(所述陶瓷质复合体的特征是在晶体结构为三维网状、且具有开放气孔的多孔质陶瓷质烧结体的前述开放气孔中填充有树脂)形成的电子电路用基板，其特征在于，前述多孔质陶瓷质烧结体由平均晶体粒径为10μm以下的晶体粒的陶瓷材料构成。然而，专利文献1的方法中，鳞片状氮化硼粒子沿一个方向取向，导热系数的各向异性未能减小。
专利文献2中，提出了作为至少包含镁橄榄石及氮化硼作为主成分且氮化硼沿一个方向取向的烧结体的陶瓷构件、使用陶瓷构件形成的探头支架、及陶瓷构件的制造方法。然而，专利文献2的方法中，鳞片状氮化硼的取向度I.O.P.(The Index of OrientationPreference，取向偏向指数)大，为0.07以下，鳞片状氮化硼粒子沿一个方向取向，导热系数的各向异性未能减小。
在使用传热构件的电子部件中，对于现有技术的导热系数的各向异性大的传热构件而言，冷却单元、热输送单元的配置有限制，因此，难以追随电子设备的进一步的轻薄短小化。因此，强烈期待导热系数优异且导热系数的各向异性小的传热构件的开发。
专利文献3中，提出了一种导热系数的各向异性小的散热构件，其是通过使用包含氮化硼烧结体和树脂的氮化硼-树脂复合体而制造的散热构件，所述氮化硼烧结体是针对具有特定的钙含有率、氮化硼的石墨化指数且适当地控制了平均粒径的鳞片状氮化硼粒子、减小氮化硼晶体的取向度、进行三维结合而提高了氮化硼粒子间的接触性的氮化硼烧结体。由此，导热系数的各向异性被改善，然而，取向度变小，不能有效利用氮化硼粒子的面内方向(a轴方向)的导热系数400W/(m·K)，导热系数的提高并不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特公平5-82760号公报
专利文献2：日本特开2010-275149号公报
专利文献3：国际公开WO2015/022956号
发明内容
发明所要解决的课题
期望上述那样的现有技术所无法实现的散热性优异且导热系数的各向异性小的传热构件。
用于解决课题的手段
针对上述的现有技术的课题，本申请的发明人发现，通过配置绝缘材料A(所述绝缘材料A是将导热系数的各向异性小的氮化硼烧结体与树脂复合化而成的氮化硼-树脂复合体)作为表面层，并且将绝缘材料B(所述绝缘材料B是将具有导热系数的各向异性、且导热系数高的氮化硼烧结体与树脂复合化而成的氮化硼-树脂复合体)配置在其中央，从而能制成现有技术所无法实现的散热性优异、导热系数的各向异性小的传热构件，从而想到本发明。
本发明提供可合适地用于功率器件等发热性电子部件的传热用途、尤其是可用于印刷布线板的绝缘层、热界面材料、电源模块用基板及汽车用双面散热电源模块的那样的导热系数优异、并且导热系数的各向异性小、可靠性优异的传热构件。即，本发明中，采用以下的手段。
(1)
传热构件，其特征在于，包含：
包含绝缘材料A的第一表面层；
包含绝缘材料A的第二表面层；和
被配置在前述第一表面层与前述第二表面层之间的包含绝缘材料B的中间层，
前述绝缘材料A包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.6～1.4的第一氮化硼烧结体、和含浸在前述第一氮化硼烧结体中的第一热固性树脂组合物，
前述绝缘材料B包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.01～0.05的第二氮化硼烧结体、和含浸在前述第二氮化硼烧结体中的第二热固性树脂组合物。
需要说明的是，此处，取向度是指I.O.P.(The Index of OrientationPreference，取向偏向指数)，I.O.P.由下式算出。
I.O.P.＝(I100/I002)par./(I100/I002)perp.
其中，(I100/I002)par.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向平行的方向测得的面的强度比，(I100/I002)perp.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向垂直的方向测得的面的强度比，I100表示(100)面的X射线衍射线的强度，I002表示(002)面的X射线衍射线的强度。
(2)
如(1)所述的传热构件，其中，以绝缘材料的体积为基准计，前述绝缘材料A及前述绝缘材料B中的至少一方中包含的氮化硼烧结体的量为20体积％以上且80体积％以下的范围。
(3)
电路装置的散热结构体，其是介由传热构件将散热板与冷却器连接而配置的电路装置的散热结构体，其中，前述传热构件为(1)或(2)所述的传热构件。
发明的效果
本发明中，通过配置绝缘材料A(所述绝缘材料A是将导热系数的各向异性小的氮化硼烧结体与树脂复合化而成的氮化硼-树脂复合体)作为表面层，并且将绝缘材料B(所述绝缘材料B是将具有导热系数的各向异性、导热系数高的氮化硼烧结体与树脂复合化而成的氮化硼-树脂复合体)配置在其中央，从而能得到现有技术所无法实现的散热性优异、导热系数的各向异性小的传热构件。
附图说明
[图1]为表示本发明的实施方式涉及的传热构件的结构的一例的图。
[图2]为表示现有技术涉及的传热构件的结构的一例的图。
[图3]为表示现有技术涉及的传热构件的结构的一例的图。
具体实施方式
对于本说明书中记载的份、％而言，只要没有特别规定，以质量为基准来表示。另外，本说明书中，对于表示数值范围的“～”(波形符号)符号而言，只要没有特别说明，表示为下限的值以上且上限的值以下的数值范围。
本发明的实施方式涉及的传热构件至少包含两层绝缘材料A和被其夹持的绝缘材料B。此处，所谓绝缘材料A，是在下述氮化硼烧结体中含浸热固性树脂组合物而形成的，所述氮化硼烧结体的特征是六方晶氮化硼一次粒子的取向度I.O.P.(The Index ofOrientation Preference，取向偏向指数)为0.01～0.05。另外，所谓绝缘材料B，是在下述氮化硼烧结体中含浸热固性树脂组合物而形成的，所述氮化硼烧结体的特征是六方晶氮化硼一次粒子的取向度为20～100。绝缘材料A及绝缘材料B优选为平板状。以下，对各使用的材料·术语进行说明。
<氮化硼烧结体、氮化硼树脂复合体、绝缘材料>
本说明书中，将氮化硼一次粒子彼此烧结、形成三维连续的一体结构而成的产物定义为“氮化硼烧结体”。另外，将由氮化硼烧结体和热固性树脂组合物形成的复合体定义为“氮化硼树脂复合体”。另外，将对氮化硼树脂复合体进行加工成型(优选成为片状)而得到的产物定义为“绝缘材料”。
<散热板>
散热板优选兼具电极及散热体的功能，优选由例如铜合金或铝合金等导热性及导电性良好的金属构成。
<冷却器>
冷却器例如由铝等形成，可以是在内部流通冷却水的水冷式、具有散热片的空冷式等的冷却器。
<取向度的定义及评价方法>
六方晶氮化硼一次粒子(晶体)的取向度I.O.P.可利用下式由沿与已形成为层状的氮化硼烧结体的厚度方向平行的方向测得的氮化硼烧结体的面(即，相当于层的表面(face)的面)的X射线衍射的(002)衍射线与(100)衍射线的强度比、及沿与氮化硼烧结体的厚度方向垂直的方向测得的氮化硼烧结体的面(即，层的侧面)的X射线衍射的(002)衍射线与(100)衍射线的强度比算出。
I.O.P.＝(I100/I002)par./(I100/I002)perp.
其中，(I100/I002)par.为沿与厚度方向平行的方向测得的面的强度比。(I100/I002)perp.为由与厚度方向垂直的方向测得的面的强度比。另外，I100表示(100)面的X射线衍射线的强度，I002表示(002)面的X射线衍射线的强度。
I.O.P.＝1时，表示试样中的氮化硼晶体的方向为无规。I.O.P.小于1时，表示氮化硼晶体的(100)面、即氮化硼晶体的a轴沿与厚度方向垂直的方向取向。I.O.P.大于1时，表示氮化硼晶体的(100)面、即氮化硼晶体的a轴沿与厚度方向平行的方向取向。通常，已知通过现有技术制造的单层的氮化硼烧结体的I.O.P.为0.5以下或2以上。就I.O.P.的测定而言，例如可使用“D8ADVANCE Super Speed”(Bruker AXS公司制)测定。测定中，X射线源使用CuKα线，管电压为45kV，管电流为360mA。另外，在氮化硼烧结体中含浸热固性树脂组合物而成的复合体的I.O.P.与该氮化硼烧结体的I.O.P.实质相等。这是因为，热固性树脂组合物不影响I.O.P.测量。
<氮化硼烧结体的比例>
氮化硼树脂复合体中的氮化硼烧结体的量优选为20～80体积％(即，热固性树脂组合物的量为80～20体积％)的范围内。更优选的是，为了减小导热的各向异性、且达成导热系数的兼顾，绝缘材料B的氮化硼烧结体的量为30～70体积％(即，热固性树脂组合物为70～30体积％)为宜，为了在绝缘材料B与散热板或冷却器之间调和导热系数的各向异性，绝缘材料A的氮化硼烧结体的量为20～30体积％(热固性树脂组合物为80～70体积％)为宜。若氮化硼烧结体的量小于20体积％，则导热系数低的热固性树脂组合物的比例增加，因此，导热系数下降。若氮化硼烧结体的量大于80体积％，则在通过加热加压将金属板、金属电路等被粘接物粘接于绝缘材料时，热固性树脂组合物难以渗入至被粘接物表面的凹凸，存在拉伸剪切粘接强度和导热系数下降的可能性。氮化硼树脂复合体中的氮化硼烧结体的比例(体积％)可通过如下所示的氮化硼烧结体的松密度和气孔率的测定求出。
氮化硼烧结体松密度(D)＝质量/体积·····(1)
氮化硼烧结体气孔率＝(1-(D/氮化硼的真密度))×100
＝热固性树脂的比例·····(2)
氮化硼烧结体的比例＝100-热固性树脂的比例·····(3)
另外，通常的氮化硼烧结体的气孔存在闭气孔和开气孔，但对于本发明的氮化硼烧结体而言，通过控制氮化硼粒子的平均长径、长径短径比等，能将闭气孔抑制在1％以下，因而可以忽略。此外，对于平均气孔径没有特别限制，从热固性树脂的含浸性等方面考虑，实际为0.1～3.0μm。
<氮化硼烧结体与热固性树脂组合物的复合化>
本发明的氮化硼烧结体和热固性树脂组合物例如可通过在氮化硼烧结体中含浸热固性树脂组合物而进行复合化。热固性树脂组合物的含浸可利用真空含浸、1～300MPa下的加压含浸、或它们的组合的含浸来进行。真空含浸时的压力优选为1000Pa以下，进一步优选为100Pa以下。加压含浸中，压力为1MPa以下时，存在热固性树脂组合物不能充分含浸至氮化硼烧结体的内部的可能性，压力为300MPa以上时，设备成为大规模，因而在成本方面不利。为了容易地将热固性树脂组合物含浸至氮化硼烧结体的内部，进一步优选在真空含浸及加压含浸时加热至100～180℃，使热固性树脂组合物的粘度下降。
<热固性树脂组合物>
作为热固性树脂组合物，优选为具有环氧基、氰酸酯基的物质的一方或两方、与具有羟基、马来酰亚胺基的物质的一方或两方的组合。作为具有环氧基的物质，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多官能环氧树脂(甲酚NOVOLAC环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂等)、环式脂肪族环氧树脂、缩水甘油基酯型环氧树脂、缩水甘油基胺型环氧树脂等，作为具有氰酸酯基的物质，可举出2，2-双(4-氰酸酯基苯基)丙烷、双(4-氰酸酯基-3，5-二甲基苯基)甲烷、2，2-双(4-氰酸酯基苯基)六氟丙烷、1，1-双(4-氰酸酯基苯基)乙烷、1，3-双(2-(4-氰酸酯基苯基)异丙基)苯等，作为具有羟基的物质，可举出苯酚NOVOLAC树脂、4，4’-(二甲基亚甲基)双[2-(2-丙烯基)苯酚]等，作为具有马来酰亚胺基的物质，可举出4，4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、间亚苯基双马来酰亚胺、双酚A二苯基醚双马来酰亚胺、3，3’-二甲基-5，5’-二乙基-4，4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺、4-甲基-1，3-亚苯基双马来酰亚胺、1，6’-双马来酰亚胺基-(2，2，4-三甲基)己烷、4，4’-二苯基醚双马来酰亚胺、4，4’-二苯基砜双马来酰亚胺、1，3-双(3-马来酰亚胺基苯氧基)苯、1，3-双(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯、双-(3-乙基-5-甲基-4-马来酰亚胺基苯基)甲烷、2，2-双[4-(4-马来酰亚胺基苯氧基)苯基]丙烷等。
可在热固性树脂组合物中适当地含有用于提高氮化硼烧结体与热固性树脂组合物之间的密合性的硅烷偶联剂、用于促进润湿性、流平性的提高及粘度的下降而减少含浸·固化时的缺陷的发生的消泡剂、表面调节剂、湿润分散剂。另外，树脂进一步优选包含选自氧化铝、氧化硅、氧化锌、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氢氧化铝的组中的一种或两种以上的陶瓷粉末。
<对氮化硼烧结体的气孔内的表面处理>
可以对氮化硼烧结体的气孔表面进行用于提高氮化硼烧结体与热固性树脂组合物之间的密合性的表面处理。作为表面处理方法，可通过以下方式进行：在与热固性树脂组合物的复合化之前，将硅烷偶联剂溶液含浸至氮化硼烧结体的气孔内，然后通过干燥等将溶剂除去。硅烷偶联剂溶液的含浸可利用真空含浸、1～300MPa下的加压含浸、或它们的组合的含浸进行。另外，关于溶剂，可使用水、醇、甲苯等已知的溶剂中的一种或将它们组合使用。关于硅烷偶联剂所具有的官能团，可适当选择与热固性树脂所具有的官能团具有反应性的官能团，可举出例如环氧基、氰酸酯基、氨基等。
<热固性树脂组合物的半固化>
通过使与氮化硼烧结体进行了复合化的热固性树脂组合物成为半固化状态，也能得到氮化硼树脂复合体。作为加热方式，可通过红外线加热、热风循环、油加热方式、加热板加热方式或它们的组合进行。半固化可以在含浸结束后利用含浸装置的加热功能直接进行，也可从含浸装置中取出，然后使用热风循环式输送炉等已知的装置另行进行。
<绝缘材料的厚度>
关于构成传热构件的绝缘材料的总厚度、即如上所述两层的绝缘材料A与被其夹持的绝缘材料B的厚度的总计，从该技术领域中通常使用的基板的要求特性方面考虑，可使其为0.32mm，但也可根据其他要求特性来变更。例如，在高电压下的绝缘性不太重要而热电阻重要的情况下，可使用总厚度为0.1～0.25mm的薄传热构件，反之，在高电压下的绝缘性、部分放电特性重要的情况下，可使用0.35～1.0mm的厚传热构件。另外，为了不损害散热特性，优选无介在层地将绝缘材料A与绝缘材料B直接粘接。
<对绝缘材料的表面处理>
可以对绝缘材料的表面进行用于提高绝缘材料与散热板及冷却器的密合性的表面处理。作为表面处理方法，可通过以下方式进行：在散热板及冷却器与绝缘材料的粘接之前，将硅烷偶联剂溶液涂布于氮化硼树脂复合体表面，然后通过干燥等将溶剂除去。另外，关于溶剂，可使用水、醇、甲苯等已知溶剂中的一种或将它们组合使用。关于硅烷偶联剂所具有的官能团，可适当选择与热固性树脂所具有的官能团具有反应性的官能团，可举出例如环氧基、氰酸酯基、氨基等。
<散热板及冷却器的粘接面>
为了提高绝缘材料和散热板及冷却器的性能，优选对散热板及冷却器与绝缘层的粘接面进行脱脂处理、喷砂、蚀刻、各种镀覆处理、硅烷偶联剂等的底漆处理等表面处理。另外，散热板及冷却器与氮化硼树脂复合体的粘接面的表面粗糙度以十点平均粗糙度(Rzjis)表示优选为0.1μm～15μm。表面粗糙度为0.1μm以下时，难以确保与绝缘材料的充分密合性，另外，表面粗糙度为15μm以上时，变得容易在粘接界面处产生缺陷，存在耐电压下降、或者密合性下降的可能性。
实施例
以下，举出实施例、比较例进一步具体地说明本发明，但它们是为了更好地理解本发明及其优点而提供的，并非意图限制本发明。
传热构件的结构通过以下方式制作：在露出至电路装置的外部的散热板上依次层叠绝缘材料A、绝缘材料B、绝缘材料A、冷却器而进行组装。然后，使用夹压构件，以通过散热板和冷却器夹入半导体装置的方式进行紧固固定。如上所述地操作，将本实施方式的传热构件安装于半导体装置。
<实施例1>
<绝缘材料A的制造>
<氮化硼烧结体的制成>
使用亨舍尔混合机(Henschel mixer)将无定形氮化硼粉末(“SP”，Denka公司制)17.50质量％、六方晶氮化硼粉末(“MGP”，Denka公司制)7.5质量％及碳酸钙(“PC-700”，白石工业公司制)0.47质量％混合，然后添加水74.53质量％，用球磨机进行5小时粉碎，得到水浆。进而，以相对于得到的水浆的总质量而言成为0.5质量％的方式添加聚乙烯醇树脂(“Gohsenol”，日本合成化学公司制)，于50℃进行加热搅拌直至溶解，然后，使用喷雾干燥机，于230℃的干燥温度进行球状化处理。需要说明的是，作为喷雾干燥机的球状化装置，使用旋转式雾化器。将得到的处理物填充至氮化硼制容器，用分批式高频炉，以5L/min的氮气流量于2000℃进行常压烧结，然后将烧结体从氮化硼容器取出，得到氮化硼烧结体。然后，利用冷等静压法(以下，记为CIP。)，以50MPa对氮化硼烧结体进行加压，进行高密度化。
<热固性树脂的含浸>
对得到的氮化硼烧结体进行树脂含浸。在压力为70Pa的真空中，对氮化硼烧结体、和双酚F型环氧树脂(“JER807”，三菱化学公司制)12.10质量％、NOVOLAC型氰酸酯树脂(“PT-30”，Lonza公司制，日本合成化工公司销售)72.00质量％、苯酚NOVOLAC树脂“TD-2131”(DIC公司制)7.9质量％、4，4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺树脂“BMI”(K·I ChemicalIndustry Co.，LTD.制)8.0质量％的混合物进行20分钟脱气。然后，在真空下注入浸泡氮化硼烧结体的程度的量的该混合物，进行30分钟含浸。然后，使用氮气，在压力为3MPa、温度为120℃的条件下进行30分钟加压，使树脂含浸·固化，得到氮化硼树脂复合体。然后，在大气压下，于160℃进行12小时加热，使树脂混合物成为半固化状态。然后，使用多线切割机(“MWS-32N”，Takatori Corporation制)，加工成160μm厚的片状，得到绝缘材料A。
<绝缘材料B的制造>
<氮化硼烧结体的制成>
利用已知的技术，将氧含量为1.5％、氮化硼纯度为97.6％的无定形氮化硼粉末34.0质量％、和氧含量为0.3％、氮化硼纯度为99.0％的六方晶氮化硼粉末64.2质量％及碳酸钙(“PC-700”，白石工业公司制)1.8质量％制作成混合粉。而后，使用该成型用的混合粉末，以5MPa加压成型成块状。用分批式高频炉，以10L/min的氮气流量将得到的块状成型体烧结，由此得到氮化硼烧结体。利用CIP，以50MPa对得到的氮化硼烧结体进行处理。
<热固性树脂的含浸>
对得到的氮化硼烧结体进行树脂含浸。在压力为70Pa的真空中，对氮化硼烧结体、和具有双酚F型环氧树脂(“JER807”，三菱化学公司制)12.10质量％、NOVOLAC型氰酸酯树脂(“PT-30”，Lonza公司制，日本合成化工公司销售)72.00质量％、苯酚NOVOLAC树脂“TD-2131”(DIC公司制)7.9质量％、4，4’-二苯基甲烷双马来酰亚胺树脂“BMI”(K·I ChemicalIndustry Co.，LTD.制)8.0质量％的树脂混合物进行20分钟脱气，然后，在真空下，注入浸泡氮化硼烧结体的程度的量的该树脂混合物，进行30分钟含浸。然后，使用氮气，在压力为3MPa、温度为120℃的条件下进行30分钟加压，使树脂含浸·固化，得到氮化硼-树脂复合体。然后，在大气压下，于160℃进行12小时加热，使树脂混合物半固化，形成氮化硼树脂复合体。然后，使用多线切割机(“MWS-32N”，Takatori Corporation制)，加工成160μm厚的片状，得到绝缘材料B。
<层叠体的制造>
在散热板上，按照绝缘材料A、绝缘材料B、绝缘材料A、冷却器的顺序进行层叠，在压力为5MPa、加热温度为200℃、加热时间为5小时的条件下，使用真空加热加压机(“MHPC-VF-350-350-1-45”，名机制作所公司制)，进行加压粘接，得到层叠体。需要说明的是，各构件之间用由绝缘材料熔融的树脂进行粘接。
<实施例2>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料A的制造中，使制作氮化硼烧结体时的烧成温度为2100℃。
<实施例3>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料A的制造中，使制作氮化硼烧结体时的烧成温度为1800℃。
<实施例4>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料B的制造中，使制作氮化硼烧结体时的CIP为10MPa。
<实施例5>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料B的制造中，使制作氮化硼烧结体时的CIP为100MPa。
<实施例6>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料A的制造中，未实施制作氮化硼烧结体时的基于CIP的处理。
<比较例1>
与实施例1的不同之处是，未使用绝缘材料A，仅层叠绝缘材料B。
<比较例2>
与实施例1的不同之处是，未使用绝缘材料B，仅层叠绝缘材料A。
<比较例3>
与实施例1的不同之处是，使绝缘材料A与绝缘材料B的层叠结构颠倒，即，在散热板上，按照绝缘材料B、绝缘材料A、绝缘材料B、冷却器的顺序进行层叠。
<比较例4>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料A的制造中，使制作氮化硼烧结体时的烧成温度为2300℃，因而绝缘材料A的I.O.P.低于0.6。
<比较例5>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料A的制造中，使用亨舍尔混合机，以无定形氮化硼粉末(“SP”，Denka公司制)3.30质量％、六方晶氮化硼粉末(“MGP”，Denka公司制)29.7质量％及碳酸钙(“PC-700”，白石工业公司制)0.62质量％的原料配比进行混合，然后添加水66.38质量％，用球磨机进行5小时粉碎，因而绝缘材料A的I.O.P.高于1.4。
<比较例6>
与实施例1的不同之处是，在绝缘材料B的制造中，以150MPa进行制作氮化硼烧结体时的CIP处理，因而绝缘材料B的I.O.P.高于0.05。
<热阻率>
本说明书中的热阻率并不只是单个绝缘材料的热阻率，而是还包括绝缘材料与散热板、冷却器的界面热电阻在内的热阻率。就测定试样而言，使用在绝缘材料的双面粘接散热板和冷却器而成的层叠体，测定过渡热电阻。具体而言，测定直至向加热用芯片赋予一定的发热量而进行加热时的芯片温度实测值收敛于大致恒定的值为止的时间变化(时刻历程)。本实施方式中，作为测定芯片温度实测值Ta的时间变化的装置，采用Mentor GraphicsCorporation制的“T3Ster”。
<绝缘破坏强度的评价>
以直径为20mm的圆形的电路图案形状将抗蚀剂丝网印刷于层叠体的一个面，另外，以实心图案形状将抗蚀剂丝网印刷于层叠体的另一个面。对抗蚀剂进行紫外线固化，然后，用氯化铜液对金属板进行蚀刻，在层叠体的一个面上形成直径为20mm的圆形的铜电路。接下来，用碱溶液将抗蚀剂剥离，然后，以2μm的厚度实施无电解Ni-P镀覆，制造评价用的电路基板。将电路基板浸渍在绝缘油中，在室温下向铜电路与铜板之间施加交流电压，按照JIS C 2110-2：2016测定绝缘破坏强度。作为测定器，使用了菊水电子工业公司制的“TOS-8700”。
<耐热循环特性的评价>
按照JIS C 2141：1992测定蚀刻后的氮化硼树脂复合体电路基板的绝缘破坏电压。接下来，利用以-40℃下30分钟、125℃下30分钟作为1个循环的耐热循环试验，对氮化硼树脂复合体电路基板进行1000个循环的反复试验，然后，用外观及超声波探伤装置对金属电路的粘接状态进行确认。就粘接状态而言，用超声波探伤装置由耐热循环试验前后的接合面积进行比较。超声波探伤图像中，用接合部内的黑色部表示剥离，因此，将该黑色部面积在耐热循环试验前后变大的情况定义为剥离。此外，测定绝缘破坏电压，算出由下式表示的热循环1000次后的绝缘破坏电压的下降率。将下降率为20％以下的情况作为合格。
热循环1000次后的绝缘破坏电压的下降率(％)＝((初始的绝缘破坏电压-耐热循环1000次后的绝缘破坏电压)÷初始的绝缘破坏电压)×100
将以上的结构和结果一并示于下表。
[表1]
产业上的可利用性
本发明的传热构件在一般产业用途、车载用电源模块的用途中有效。
附图标记说明
1 散热板
2 在氮化硼烧结体(I.O.P.＝0.6～1.4)中含浸树脂而成的绝缘材料A
3 在氮化硼烧结体(I.O.P.＝0.01～0.05)中含浸树脂而成的绝缘材料B
4 冷却器

Claims (3)

1.传热构件，其特征在于，包含：
包含绝缘材料A的第一表面层；
包含绝缘材料A的第二表面层；和
被配置在所述第一表面层与所述第二表面层之间的包含绝缘材料B的中间层，
所述绝缘材料A包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.6～1.4的第一氮化硼烧结体、和含浸在所述第一氮化硼烧结体中的第一热固性树脂组合物，
所述绝缘材料B包含六方晶氮化硼一次粒子的取向度为0.01～0.05的第二氮化硼烧结体、和含浸在所述第二氮化硼烧结体中的第二热固性树脂组合物，
需要说明的是，此处，取向度是指I.O.P.(取向偏向指数)，I.O.P.由下式算出，
I.O.P.＝(I100/I002)par./(I100/I002)perp.
其中，(I100/I002)par.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向平行的方向测得的面的强度比，(I100/I002)perp.为沿与氮化硼烧结体的厚度方向垂直的方向测得的面的强度比，I100表示(100)面的X射线衍射线的强度，I002表示(002)面的X射线衍射线的强度。
2.如权利要求1所述的传热构件，其中，以绝缘材料的体积为基准计，所述绝缘材料A及所述绝缘材料B中的至少一方中包含的氮化硼烧结体的量为20体积％以上且80体积％以下的范围。
3.电路装置的散热结构体，其是介由传热构件将散热板与冷却器连接而配置的电路装置的散热结构体，其中，所述传热构件为权利要求1或2所述的传热构件。
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