CN110546758A - 散热片、散热片的制造方法以及叠层体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够有效提高粘接性和长期绝缘可靠性的散热片。本发明的散热片包含长径比为2以下的第一无机粒子、长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂，在厚度方向的第一表面侧的厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量，并且所述厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量大于中央的厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。

Description

散热片、散热片的制造方法以及叠层体
技术领域
本发明涉及包含无机粒子和粘合剂树脂的散热片和该散热片的制造方法。此外，本发明还涉及具备包含无机粒子和粘合剂树脂的绝缘层的叠层体。
背景技术
近年来，电子和电气设备的小型化和高性能化已经取得进展，电子部件的安装密度越来越高。因此，如何在狭窄的空间中散去由电子部件产生的热量成为了问题。由于电子部件产生的热量与电子和电气设备的可靠性直接相关，因此产生的热量的有效散去成为了紧迫的问题。
作为解决所述问题的一种方法，可举出：在安装功率半导体器件等的散热基板中使用具有较高的导热性的陶瓷基板的方法。作为这种陶瓷基板，可举出：氧化铝基板和氮化铝基板等。
然而，使用所述陶瓷基板的方法中存在多层化困难、加工性差、成本非常高这样的问题。此外，由于所述陶瓷基板和铜电路之间的线性膨胀系数的差较高，因此还存在铜电路在冷却和加热循环期间容易剥离这样的问题。
因此，使用了线性膨胀系数较低的氮化硼，特别是使用了六方氮化硼的树脂组合物作为散热材料而受到关注。六方氮化硼的晶体结构是与石墨类似的六边形网络的层状结构，并且六方氮化硼的粒子形状是鳞片状。因此，已知六方氮化硼具有平面方向上的导热率高于厚度方向上的导热率、并且导热率具有各向异性的性质。所述树脂组合物可用作导热片或预浸料。
包含氮化硼的导热片的一个实例公开于下述专利文献1中。专利文献1中公开了氮化硼粒子的一部分或全部在凝聚粒子的状态下分散在热固化性树脂中的导热片。所述导热片还含有金属氧化物粒子。在所述导热片中，所述金属氧化物粒子和所述氮化硼粒子的总含量为40体积％～70体积％。在所述导热片中，所述金属氧化物粒子与所述氮化硼粒子的体积比为10:90～50:50。在所述导热片中，所述金属氧化物粒子的中值粒径为0.5μm～30μm。
此外，下述专利文献2中公开了一种包含导热性球状填料(不包括氮化硼)、氮化硼、以及粘合剂树脂的导热性绝缘片。所述导热性绝缘片满足以下(1)～(7)的所有条件。条件(1)：所述导热性绝缘片的孔隙率为0.2以下。条件(2)：所述导热性绝缘片具有层(A)和层(B)，所述层(A)含有导热性球状填料(不包括氮化硼)并且可含有氮化硼，所述层(B)含有氮化硼并且可含有导热性球状填料(不包括氮化硼)。条件(3)：所述层(A)和所述层(B)交替叠层，并且使得所述层(B)不位于最外层。条件(4)：可包含在位于最外侧的所述层(Aout)中的导热性球状填料(不包括氮化硼)的质量，相对大于可包含在所述层(B)中的导热性球状填料(不包括氮化硼)的质量。条件(5)：所述层(Aout)中的导热性球状填料(不包括氮化硼)和氮化硼的总含量，大于层(Aout)中的导热性球状填料(不包括氮化硼)、氮化硼、以及粘合剂树脂的合计100体积％中的50体积％。条件(6)：所述氮化硼是鳞片状或将鳞片状的一次粒子造粒而得到的造粒体。条件(7)：所述层(B)在导热性球状填料(不包括氮化硼)、氮化硼、以及粘合剂树脂的合计100质量％中，包含30质量％～90质量％的氮化硼。
包含氮化硼的预浸料的一个实例公开于下述的专利文献3中。专利文献3中公开了用于加热加压成形的预浸料，其中，包含两种以上的无机填料的热固化性树脂组合物被制成片状且半固化状态。所述无机填料包含作为一次粒子的凝聚体并且该凝聚体的平均粒径d1为10μm以上且70μm以下的填料(1)。所述无机填料包含粒子状的并且粒子单体的平均粒径d2为0.1μm以上且30μm以下的填料(2)。在所述热固化性树脂组合物中，热固化性树脂固体成分和所述无机填料的合计100体积％中，所述填料(1)的含量为5体积％～40体积％。在所述热固化性树脂组合物中，热固化性树脂固体成分和所述无机填料的合计100体积％中，所述填料(2)的含量为10体积％～50体积％。在所述热固化性树脂组合物100体积％的中，所述无机填料的总含量为20体积％～80体积％。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-32496号公报
专利文献2：日本专利第6135817号公报
专利文献3：日本特开2012-219251号公报
发明内容
发明所解决的技术问题
如专利文献1～3中记载的现有的包含氮化硼的导热片等，可以与铜箔或金属板等叠层而用作叠层体。在所述叠层体中，可以通过蚀刻铜箔等处理来形成电路图案。
如专利文献1～3中记载的现有的包含氮化硼的导热片等，尽管由于使用了氮化硼而能够提高导热性，但是难以提高导热片等和铜箔之间的粘接性。此外，在如专利文献2中记载的现有的导热性绝缘片中，导热性绝缘片的结构上，最外层的导热率较低并且最外层的热阻变大，因此难以提高导热性绝缘片整体的导热性。在现有的包含氮化硼的导热片等中，难以同时实现导热性和粘接性。
此外，在现有的包含氮化硼的导热片等中，可能产生空隙，降低绝缘性。此外，在将现有的包含氮化硼的导热片等用于叠层体的情况下，如上所述，难以提高导热片等和铜箔之间的粘接性，因此形成的电路图案可能从叠层体剥离。当电路图案发生剥离时，在剥离得到的电路图案和叠层体的外表面之间可能发生局部放电，叠层体劣化。结果，可能降低长期绝缘可靠性。
本发明的目的是提供能够有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的散热片和散热片的制造方法。此外，本发明的目的是提供能够有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的叠层体。
解决问题的技术手段
根据本发明的广泛方案，提供一种散热片，其包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂，并且具有厚度方向的一侧的第一表面和厚度方向的另一侧的第二表面，其中，在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量，从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述散热片在所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，包含30体积％以下的所述第一无机粒子。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第一无机粒子的平均粒径小于20μm。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第一无机粒子的材料包含铝元素或碳元素。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第一无机粒子的平均圆度为0.9以上。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第二无机粒子的平均长径比为15以下。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第二无机粒子的材料为氮化硼。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述氮化硼是凝聚粒子。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述第一无机粒子的导热率和所述第二无机粒子的导热率均为10W/m·K以上。
在本发明的散热片的一个特定方案中，所述粘合剂树脂包含热固化性化合物和热固化剂。
根据本发明的广泛方案，提供一种所述的散热片的制造方法，所述制造方法具备下述工序：将平均长径比为2以下的所述第一无机粒子、平均长径比大于2的所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂进行混合。
根据本发明的广泛方案，提供一种叠层体，其具备热导体、叠层在所述热导体的一个表面上的绝缘层、以及叠层在所述绝缘层的与所述热导体相反侧的表面上的导电层，其中，所述绝缘层包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂，所述绝缘层具有厚度方向的一侧的第一表面、和厚度方向的另一侧的第二表面，在从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量，从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
发明效果
本发明的散热片包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂。本发明的散热片具有厚度方向的一侧的第一表面和厚度方向的另一侧的第二表面。在本发明的散热片中，在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量。将从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本发明的散热片中，在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于所述中央区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。本发明的散热片中具备所述结构，因此能够有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性。
本发明的叠层体具备热导体、叠层在所述热导体的一个表面上的绝缘层、以及叠层在所述绝缘层的与所述热导体相反侧的表面上的导电层。在本发明的叠层体中，所述绝缘层包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂。在本发明的叠层体中，所述绝缘层具有厚度方向的一侧的第一表面、和厚度方向的另一侧的第二表面。在本发明的叠层体中，在从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量。将从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本发明的叠层体中，从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于所述绝缘层的所述中央区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。本发明的叠层体中具备所述结构，因此能够有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性。
附图说明
[图1]图1是示意性表示本发明的一个实施方式的散热片的截面图。
[图2]图2是示意性表示使用本发明的一个实施方式的散热片而得到的叠层体的截面图。
[图3]图3是用于说明求得本发明的散热片中第一无机粒子和第二无机粒子的含量的各区域的示意图。
具体实施方式
在下文中，将对本发明进行详细说明。
(散热片和叠层体)
本发明的散热片包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂。本发明的散热片包含多个第一无机粒子。本发明的散热片包含多个第二无机粒子。
本发明的散热片具有厚度方向的一侧的第一表面和厚度方向的另一侧的第二表面。在本发明的散热片中，所述第一表面和所述第二表面相对。在本发明的散热片中，在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量。将从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本发明的散热片中，在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于所述中央区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
本发明的散热片通过混合所述第一无机粒子、所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂而得到。
本发明的叠层体具备：热导体、叠层在所述热导体的一个表面上的绝缘层、以及叠层在所述绝缘层的与所述热导体相反侧的表面上的导电层。在本发明的叠层体中，所述绝缘层包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂。在本发明的叠层体中，所述绝缘层包含多个第一无机粒子。在本发明的叠层体中，所述绝缘层包含多个第二无机粒子。在本发明的叠层体中，所述绝缘层具有厚度方向的一侧的第一表面、和厚度方向的另一侧的第二表面。在本发明的叠层体中，在从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量。将从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本发明的叠层体中，从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于所述绝缘层的所述中央区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
由于本发明的散热片和本发明的叠层体具备所述结构，因此能够有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性。
在散热片的第一表面上叠层了铜箔等导电层的叠层体(在叠层体中，散热片是绝缘层)中，当散热片和导电层之间发生剥离时，观察剥离的方式。然后，关于该剥离的方式，本发明人等发现，由于在散热片的第一表面附近区域中沿平面方向取向的第二无机粒子发生破裂或剥离，而可能在散热片的第一表面附近区域中发生剥离。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，在散热片的第一表面附近区域中，不仅包含长径比相对较大的第二无机粒子，而且包含长径比相对较小的第一无机粒子。在本发明的散热片和本发明的叠层体中，当将热导体或铜箔等导电层叠层在散热片上，通过压制等而制造叠层体时，第二无机粒子通过第一无机粒子而控制取向为厚度方向。因此，能够使沿平面方向取向的第二无机粒子的含量减少，从而能够使散热片的第一表面附近区域中难以发生剥离。此外，由于沿厚度方向取向的第二无机粒子作为锚而发挥作用，因此能够使绝缘层的第一表面附近区域中难以发生剥离。
结果，在本发明的散热片和本发明的叠层体中，能够更有效地提高散热片和铜箔等导电层之间的粘接性。
此外，在本发明的散热片和本发明的叠层体中，散热片的第一表面附近区域中，第二无机粒子在厚度方向上的取向得到了控制，并且能够增加散热片的第一表面附近区域以外的区域的第二无机粒子的含量，因此能够更有效地提高散热片和叠层体的导热性。特别是，在使用了氮化硼作为第二无机粒子的情况下，由于氮化硼具有表面方向的导热率高于厚度方向的导热率、并且导热率具有各向异性的性质，因此通过控制氮化硼的取向而能够更有效地提高厚度方向上的导热率。
此外，在本发明的叠层体中，可以通过蚀刻作为导电层的铜箔等处理来形成电路图案。当形成的电路图案从叠层体剥离时，可能在剥离得到的电路图案和叠层体的外表面之间发生局部放电，使得叠层体劣化、长期绝缘可靠性降低。在本发明的散热片和本发明的叠层体中，如上所述，能够提高散热片和铜箔等导电层之间的粘接性，因此能够防止形成的电路图案从叠层体剥离，能够更有效地提高长期绝缘可靠性。在散热片仅由第二无机粒子构成的情况下，当在散热片内部中第二无机粒子的浓度不同的部分处发生了应力集中时，容易引起平面方向的剥离，可能由于剥离部中的局部放电而使得长期绝缘可靠性降低。在本发明中，使用了第一无机粒子和第二无机粒子，能够通过第一无机粒子抑制层间的剥离，因此能够更有效地提高长期绝缘可靠性。此外，通过使用第一无机粒子，从而能够降低散热片形成之前的散热片形成用材料(固化性材料)的粘度，能够制造更均匀的散热片。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域(R1)的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量。所述区域(R1)是图3中的第一表面1a和虚线L1之间的区域。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述区域(R1)的100体积％中所述第一无机粒子的含量优选为5体积％以上，更优选为10体积％以上，并且优选为35体积％以下，更优选25体积％以下。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述区域(R1)的100体积％中的所述第二无机粒子的含量优选为10体积％以上，更优选为20体积％以上，并且优选为50体积％以下，更优选为40体积％以下。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述区域(R1)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域(R2)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。所述区域(R1)是图3中的第一表面1a和虚线L1之间的区域。所述区域(R2)是图3中虚线L1和虚线L2之间的区域。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述区域(R2)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量优选为0体积％(不含)以上，更优选为0.3体积％以上，并且优选为7体积％以下，更优选3体积％以下。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述区域(R2)的100体积％中的所述第二无机粒子的含量优选为0体积％(不含)以上，更优选为0.5体积％以上，并且优选为10体积％以下，更优选为5体积％以下。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，在从所述第二表面朝向所述第一表面的、厚度为15％的区域(R3)的100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选大于所述第一无机粒子的含量。所述区域(R3)是图3中第二表面1b和虚线L2之间的区域。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，从所述第二表面朝向所述第一表面的、厚度为15％的区域(R3)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，优选大于所述区域(R2)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。所述区域(R2)是图3中虚线L1和虚线L2之间的区域。所述区域(R3)是图3中第二表面1b和虚线L2之间的区域。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述区域(R3)的100体积％中的所述第一无机粒子的含量优选为5体积％以上，更优选为10体积％以上，并且优选为35体积％以下，更优选为25体积％以下。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述区域(R3)的100体积％中的所述第二无机粒子的含量优选为10体积％以上，更优选为20体积％以上，并且优选为50体积％以下，更优选为40体积％以下。
所述区域(R1)、所述区域(R2)以及所述区域(R3)的100体积％中的无机粒子的含量可以由所述散热片或叠层体的截面的电子显微镜图像算出。
(第一无机粒子)
本发明的散热片和本发明的叠层体包含第一无机粒子。所述第一无机粒子优选具有绝缘性。所述第一无机粒子优选为绝缘性粒子。所述第一无机粒子例如为无机填料。作为所述第一无机粒子，使用至少一种无机粒子。作为所述第一无机粒子，可以仅使用一种无机粒子，也可以组合使用两种以上的无机粒子。可以将两种以上的无机粒子进行混合以构成第一无机粒子。也可以通过将由某种材料形成的无机粒子和由与所述某种材料不同的材料形成的无机粒子进行混合以构成第一无机粒子。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述第一无机粒子的平均长径比为2以下。所述第一无机粒子的平均长径比的下限没有特别限定。所述第一无机粒子的平均长径比可以为1以上。
所述第一无机粒子的长径比表示长径/短径。所述第一无机粒子的长径比通过电子显微镜或光学显微镜观察任意选择的第一无机粒子并测定各无机粒子的长径/短径而求得。所述平均长径比可以通过将任意50个第一无机粒子的长径比进行平均而求得。任意50个第一无机粒子的平均长径比，约等于第一无机粒子整体的平均长径比。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述第一无机粒子的粒径优选为1μm以上。
所述第一无机粒子的粒径是指无机粒子为圆球状的情况下的直径，在无机粒子为除圆球状以外的形状的情况下是指假定为与无机粒子的体积相当的圆球时的直径。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第一无机粒子的平均粒径优选为6μm以上，更优选为7μm以上，并且优选为小于20μm，更优选为18μm以下。
所述第一无机粒子的平均粒径可以通过将平均长径比为2以下的第一无机粒子整体的粒径进行平均而求得。
所述第一无机粒子的平均粒径优选为以体积基准对粒径进行平均而得到的平均粒径。所述第一无机粒子的平均粒径优选为第一无机粒子的累积体积为50％时的第一无机粒子的粒径(d50)。所述第一无机粒子的平均粒径可以使用HORIBA公司制造的“激光衍射粒度分布测定装置”进行测定。所述第一无机粒子的平均粒径可以通过电子显微镜或光学显微镜观察任意选择的50个第一无机粒子，测定各无机粒子的粒径，算出平均值而求得。任意50个第一无机粒子的平均粒径，约等于第一无机粒子整体的平均粒径。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第一无机粒子的平均圆度优选为0.70以上，更优选为0.80以上，并且优选为1.00以下。
就所述第一无机粒子的圆度而言，可以对从所述第一无机粒子和热固化性树脂等混合而制得的叠层体截面的电子显微镜图像中任意选择的第一无机粒子的截面面积(S)和周长(L)进行测定并且通过下述式(1)而算出。所述圆度是表示圆的程度的值，所述圆度变得接近1是指变得更接近圆形。
圆度＝[4πS/L2]式(1)
由于有效地发挥了本发明的效果，因此所述第一无机粒子的平均圆度优选为0.90以上。所述第一无机粒子的平均圆度可以大于0.90。
所述第一无机粒子的平均圆度可以通过将平均长径比为2以下的第一无机粒子整体的圆度进行平均而求得。
所述第一无机粒子的平均圆度可以通过将任意选择的50个第一无机粒子的圆度进行平均而求得。任意50个第一无机粒子的平均圆度，约等于第一无机粒子整体的平均圆度。
所述第一无机粒子优选为球状粒子或丸状粒子。所述第一无机粒子可以是球状粒子，也可以是丸状粒子。这里，球状粒子是指所述圆度为0.95以上的粒子。此外，丸状粒子是指整体上具有球形的形状并且结晶的角较少的粒子，具体而言，是指所述圆度为0.70以上且0.90以下的粒子。在所述第一无机粒子是球状粒子的情况下，能够有效地提高散热片的流动性。此外，在本发明的散热片和本发明的叠层体中，当在表面附近存在球状粒子时，能够抑制电场集中的发生，能够抑制局部放电的发生。结果，能够更有效地提高散热片和叠层体的长期绝缘可靠性。在所述第一无机粒子是丸状粒子的情况下，能够有效地提高散热片和叠层体的导热性。在本发明的散热片和本发明的叠层体中，作为所述第一无机粒子，可以仅使用球状粒子，可以仅使用丸状粒子，也可以组合使用球状粒子和丸状粒子。在本发明的散热片和本发明的叠层体中，作为所述第一无机粒子，优选组合使用球状粒子和丸状粒子。
所述第一无机粒子的材料没有特别限定。所述第一无机粒子优选为绝缘性填料。所述第一无机粒子的材料可以不是氮化硼。作为所述第一无机粒子的材料，例如可举出：氧化铝(Alumina)、氧化钙、氧化镁等金属氧化物；氮化铝和氮化钛等金属氮化物；氢氧化铝和氢氧化镁等金属氢氧化物；碳酸钙和碳酸镁等金属碳酸盐；硅酸钙等金属硅酸盐；水合金属化合物；结晶性二氧化硅；非结晶性二氧化硅；氮化硼；碳化硅；金刚石等。所述第一无机粒子的材料可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
从实际使用上的观点和更有效地提高导热性的观点出发，所述第一无机粒子的材料优选包含铝元素或碳元素。从实际使用上的观点和更有效地提高导热性的观点出发，所述第一无机粒子的材料优选为氧化铝(Alumina)、氮化铝、氢氧化铝或金刚石，更优选为氧化铝(Alumina)或金刚石。这些优选的材料可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
从更有效地提高导热性的观点出发，所述第一无机粒子的导热率优选为10W/m·K以上，更优选为20W/m·K以上。所述第一无机粒子的导热率的上限没有特别限定。所述第一无机粒子的导热率可以为300W/m·K以下，也可以为200W/m·K以下。当所述第一无机粒子的导热率在所述优选范围内时，能够提高粘接性和绝缘性，并且能够提高导热性。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片的100体积％中和所述绝缘层的100体积％中，所述第一无机粒子的含量优选为2体积％以上，更优选为3体积％以上，并且优选为20体积％以下，更优选为17体积％以下。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片和所述绝缘层中，所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，优选包含30体积％以下的所述第一无机粒子，更优选包含25体积％以下。在所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，所述第一无机粒子的含量的下限没有特别限定。在所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，所述第一无机粒子的含量可以为5体积％以上，也可以为10体积％以上。
(第二无机粒子)
本发明的散热片和本发明的叠层体包含第二无机粒子。所述第二无机粒子优选具有绝缘性。所述第二无机粒子优选为绝缘性粒子。所述第二无机粒子例如为无机填料。所述第二无机粒子优选为绝缘性填料。作为所述第二无机粒子，使用至少一种无机粒子。作为所述第二无机粒子，可以仅使用一种无机粒子，也可以组合使用两种以上的无机粒子。可以将两种以上的无机粒子进行混合以构成第二无机粒子。也可以通过将由某种材料形成的无机粒子和由与所述某种材料不同的材料形成的无机粒子进行混合以构成第二无机粒子。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述第二无机粒子的平均长径比大于2。从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第二无机粒子的平均长径比优选为4以上，更多优选为5以上，并且优选为15以下，更优选为12以下。所述第二无机粒子例如为板状填料。在本说明书中，板状填料也包含在粒子中。
所述第二无机粒子的长径比表示长径/短径。就所述第二无机粒子的长径比而言，可以通过电子显微镜或光学显微镜观察将第二无机粒子和固化性树脂进行混合并且使其固化而制得的片材或叠层体的截面，对第二无机粒子的长径/短径进行测定而求得。所述平均长径比可以通过将任意50个第二无机粒子的长径比进行平均而求得。任意50个第二无机粒子的平均长径比，约等于第二无机粒子整体的平均长径比。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述第二无机粒子的粒径优选为1μm以上。
所述第二无机粒子的粒径优选为长径。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第二无机粒子的平均长径优选为3μm以上，更优选为5μm以上，并且优选为40μm以下，更优选为20μm以下。
所述第二无机粒子的平均长径可以通过将平均长径比大于2的第二无机粒子整体的长径进行平均而求得。
所述第二无机粒子的平均长径可以通过电子显微镜或光学显微镜观察任意选择的50个第二无机粒子，测定各无机粒子的长径，并且算出平均值而求得。任意50个第二无机粒子的平均长径，约等于第二无机粒子整体的平均长径。此外，就所述第二无机粒子的平均长径而言，可以通过电子显微镜或光学显微镜观察将第二无机粒子和固化性树脂进行混合并且使其固化而制得的片材或叠层体的截面，对任意选择的50个第二无机粒子的长径进行测定，并且算出平均值而求得。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第二无机粒子优选为构成凝聚粒子的一次粒子。本发明的散热片和本发明的叠层体可以包含凝聚粒子。所述第二无机粒子优选不是凝聚粒子。作为所述凝聚粒子，例如可举出：氮化硼凝聚粒子等。这里，在所述第二无机粒子是构成凝聚粒子的一次粒子的情况下，所述平均长径是指所述一次粒子的平均长径。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述第二无机粒子的材料优选为氮化硼。从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述氮化硼优选为凝聚粒子。所述氮化硼没有特别限定。作为所述氮化硼，可举出：六方氮化硼、立方氮化硼、通过硼化合物和氨的还原氮化法而制得的氮化硼、由硼化合物和三聚氰胺等的含氮化合物制得的氮化硼以及由硼氢化钠和氯化铵制得的氮化硼等。从更有效地提高导热性的观点出发，所述氮化硼优选为六方氮化硼。
从更有效地提高导热性的观点出发，所述第二无机粒子的导热率优选为10W/m·K以上，更优选为30W/m·K以上。由于所述第二无机粒子的长径比较大、导热率具有各向异性，因此所述第二无机粒子的导热率优选为平均导热率。所述第二无机粒子的导热率的上限没有特别限定。所述第二无机粒子的导热率可以为300W/m·K以下，也可以为200W/m·K以下。当所述第二无机粒子的导热率在所述优选范围内时，能够提高粘接性和绝缘性，并且能够提高导热性。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片的100体积％中和所述绝缘层的100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选为35体积％以上，更优选为40体积％以上，并且优选为65体积％以下，更优选为60体积％以下。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片和所述绝缘层中，所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选为70体积％以上，更优选为75体积％以上。从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片和所述绝缘层中，所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选为95体积％以下，更优选为90体积％以下。
(粒径小于1μm的无机粒子)
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，可以包含粒径小于1μm的无机粒子(第三无机粒子)。在本发明的散热片和本发明的叠层体中，可以包含所述第三无机粒子作为所述第一无机粒子，可以包含所述第三无机粒子作为所述第二无机粒子，也可以包含所述第三无机粒子作为所述第一无机粒子和所述第二无机粒子。从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述散热片和所述叠层体优选包含所述第三无机粒子。所述第三无机粒子可以是凝聚粒子，也可以是构成凝聚粒子的一次粒子。所述第三无机粒子的材料没有特别限定。作为所述第三无机粒子的材料，可举出：上述的所述第一无机粒子的材料和所述第二无机粒子的材料等。
所述第一无机粒子、所述第二无机粒子以及所述第三无机粒子可以用硅烷偶联剂等表面处理剂进行表面处理。
从更有效地提高导热性的观点出发，所述第三无机粒子的粒径优选小于1μm。所述第三无机粒子的粒径可以通过算出上述的所述第一无机粒子的粒径或所述第二无机粒子的粒径的方法而求得。
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，所述第三无机粒子的含量没有特别限定。从更有效地提高导热性的观点出发，在所述散热片的100体积％中和所述绝缘层的100体积％中，所述第三无机粒子的含量优选为0.5体积％以上，更优选为1体积％以上，并且优选为5体积％以下，更优选为3体积％以下。
(粘合剂树脂：热固化性化合物)
本发明的散热片和本发明的叠层体包含粘合剂树脂。所述粘合剂树脂没有特别限定。作为所述粘合剂树脂，可以使用公知的绝缘性树脂。所述粘合剂树脂优选包含热塑性成分(热塑性化合物)或固化性成分，更优选包含固化性成分。作为所述固化性成分，可举出：热固化性成分和光固化性成分。所述热固化性成分优选包含热固化性化合物和热固化剂。所述光固化性成分优选包含光固化性化合物和光聚合引发剂。所述粘合剂树脂优选包含热固化性成分。所述粘合剂树脂优选包含热固化性化合物和热固化剂。所述热固化性成分可以包含固化促进剂。所述粘合剂树脂可以包含固化促进剂。所述粘合剂树脂可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
所述热固化性化合物没有特别限定。作为所述热固化性化合物，可举出：苯乙烯化合物、苯氧基化合物、氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯基化合物、酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、聚硅氧烷化合物以及聚酰亚胺化合物等。所述热固化性化合物可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述热固化性化合物优选包含环氧化合物。所述环氧化合物是具有至少一个环氧基的有机化合物。所述环氧化合物可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为所述环氧化合物，可举出：双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、双酚S型环氧化合物、苯酚酚醛清漆型环氧化合物、联苯型环氧化合物、联苯酚醛清漆型环氧化合物、联苯酚型环氧化合物、萘型环氧化合物、芴型环氧化合物、苯酚芳烷基型环氧化合物、萘酚芳烷基型环氧化合物、二环戊二烯型环氧化合物、蒽型环氧化合物、具有金刚烷骨架的环氧化合物、具有三环癸烷骨架的环氧化合物、亚萘基型环氧化合物以及具有三嗪核骨架的环氧化合物等。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，所述环氧化合物优选为双酚A型环氧化合物。
从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述散热片的100体积％中，所述热固化性化合物的含量优选为20体积％以上，更优选为25体积％以上，并且优选为80体积％以下，更优选为70体积％以下。从更有效地提高导热性的观点和更有效地提高粘接性和长期绝缘可靠性的观点出发，在所述绝缘层的100体积％中，源自所述热固化性化合物的成分的含量优选为20体积％以上，更优选为25体积％以上，并且优选为80体积％以下，更优选为70体积％以下。
(粘合剂树脂：热固化剂)
在本发明的散热片和本发明的叠层体中，优选将热固化剂与所述热固化性化合物一起使用。所述热固化剂没有特别限定。作为所述热固化剂，可以适当使用能够使所述热固化性化合物固化的热固化剂。此外，在本说明书中，热固化剂中包含固化催化剂。热固化剂可以仅使用一种，也可以组合使用两种以上。
作为所述热固化剂，可举出：氰酸酯化合物(氰酸酯固化剂)、酚化合物(酚热固化剂)、胺化合物(胺热固化剂)、硫醇化合物(硫醇热固化剂)、咪唑化合物、膦化合物、酸酐、活性酯化合物以及双氰胺等。所述热固化剂优选具有能够与所述环氧化合物的环氧基反应的官能团。
作为所述氰酸酯化合物，可举出：酚醛清漆型氰酸酯树脂、双酚型氰酸酯树脂以及它们部分发生三聚化而得的预聚物等。作为所述酚醛清漆型氰酸酯树脂，可举出：苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂和烷基酚型氰酸酯树脂等。作为所述双酚型氰酸酯树脂，可举出：双酚A型氰酸酯树脂、双酚E型氰酸酯树脂以及四甲基双酚F型氰酸酯树脂等。
作为所述氰酸酯化合物的市售品，可举出：苯酚酚醛清漆型氰酸酯树脂(LONZAJAPAN公司制造的“PT-30”和“PT-60”)、双酚型氰酸酯树脂三聚化而得的预聚物(LONZAJAPAN公司制造的“BA-230S”、“BA-3000S”、“BTP-1000S”以及“BTP-6020S”)等。
作为所述酚化合物，可举出：酚醛清漆型酚、联苯酚型酚、萘型酚、二环戊二烯型酚、芳烷基型酚以及二环戊二烯型酚等。
作为所述酚化合物的市售品，可举出：酚醛清漆型酚(DIC公司制造的“TD-2091”)、联苯酚醛清漆型酚(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES公司制造的“MEHC-7851”)、芳烷基型酚化合物(MEIWAPLASTIC INDUSTRIES公司制造的“MEH-7800”)以及具有氨基三嗪骨架的酚(DIC公司制造的“LA1356”和“LA3018-50P”)等。
在所述散热片的100体积％中，所述热固化性化合物和所述热固化剂的总含量优选为20体积％以上，更优选为25体积％以上，并且优选为50体积％以下，更优选为45体积％以下。在所述绝缘层的100体积％中，源自所述热固化性化合物和所述热固化剂的成分的总含量优选为20体积％以上，更优选25体积％以上，并且优选为50体积％以下，更优选为45体积％以下。当所述总含量在所述下限以上且在所述上限以下时，能够更有效地提高导热性，并且能够更有效地提高粘接性。所述热固化性化合物与所述热固化剂的含量比，以使热固化性化合物固化的方式进行适当选择。
以使所述热固化性化合物良好地固化的方式，适当选择所述热固化剂的含量。相对于所述热固化性化合物100重量份，所述热固化剂的含量优选为1重量份以上，更优选为3重量份以上，并且优选为50重量份以下，更优选为30重量份以下。当所述热固化剂的含量在所述下限以上时，更容易使热固化性化合物充分固化。当所述热固化剂的含量在所述上限以下时，不易产生不参与固化的剩余的热固化剂。因此，固化物的耐热性和粘接性进一步提高。
(其他成分)
除了所述的成分之外，所述散热片中还可以包含固化促进剂、分散剂、螯合剂、抗氧化剂等的通常在树脂片材和固化性片材中使用的其他成分。此外，为了提高散热片等的成形性，所述散热片也可以包含聚合物成分。作为所述聚合物成分，可举出聚酰亚胺等。此外，所述散热片可以包含溶剂。从进一步抑制散热片等中的空隙的产生的观点出发，所述散热片的100体积％中的所述溶剂的含量优选为5重量％以下。
(散热片的其他细节)
所述散热片的制造方法具备将所述第一无机粒子、所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂进行混合的工序。在所述工序中，就将所述第一无机粒子、所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂进行混合的方法而言，可以使用目前公知的混合方法，没有特别限定。作为将所述第一无机粒子、所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂进行混合的方法，可举出：用均质分散(Homo Disper)型搅拌机进行混炼的方法等。
(叠层体的其他细节)
本发明的叠层体具备热导体、绝缘层、以及导电层。所述绝缘层叠层在所述热导体的一个表面上。所述导电层叠层在所述绝缘层的与所述热导体相反侧的表面上。所述绝缘层也可以叠层在所述热导体的另一个表面上。在本发明的叠层体中，所述绝缘层的材料为所述散热片。在本发明的叠层体中，所述绝缘层优选为所述散热片的固化物。所述固化物可以通过使用压力机等对所述散热片进行加热和加压处理而得到。
热导体：
所述热导体的导热率优选为10W/m·K以上。作为所述热导体，可以使用适当的热导体。所述热导体优选使用金属材料。作为所述金属材料，可举出金属箔和金属板等。所述热导体优选为所述金属箔或所述金属板，更优选为所述金属板。
作为所述金属材料的材料，可举出：铝、铜、金、银以及石墨片等。从更有效地提高导热性的观点出发，所述金属材料的材料优选为铝、铜或金，更优选为铝或铜。
导电层：
用于形成所述导电层的金属没有特别限定。作为所述金属，例如可举出：金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼以及它们的合金等。此外，作为所述金属，可举出：锡掺杂氧化铟(ITO)和焊料等。从更有效地提高导热性的观点出发，优选为铝、铜或金，更优选为铝或铜。
形成所述导电层的方法没有特别限定。作为形成所述导电层的方法，例如可举出：通过化学镀的方法、通过电镀的方法、以及将所述绝缘层和金属箔进行加热压制的方法等。由于导电层的形成简单，因此优选将所述绝缘层和金属箔进行加热压制的方法。
图1是示意性表示本发明的一个实施方式的散热片的截面图。需要说明的是，在图1中，为了便于说明，与实际尺寸和厚度是不同的。
图1所示的散热片包含第一无机粒子11、第二无机粒子12、以及粘合剂树脂13。第一无机粒子11优选为所述第一无机粒子，第二无机粒子12优选为所述第二无机粒子。
本实施方式的散热片1具有一个表面(第一表面)1a和另一个表面(第二表面)1b。在本实施方式的散热片1中，从第一表面1a朝向第二表面1b的、厚度为15％的区域的100体积％中，第二无机粒子12的含量大于第一无机粒子11的含量。在本实施方式的散热片1中，所述厚度为15％的区域的100体积％中的第一无机粒子11的含量，大于从第一表面1a朝向第二表面1b的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的第一无机粒子11的含量。
在本发明的散热片中，从所述第二表面朝向所述第一表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选大于所述第一无机粒子的含量。在本发明的散热片中，所述厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，优选大于从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
在本实施方式的散热片1中，粘合剂树脂13优选包含热固化性化合物和热固化剂。所述粘合剂树脂优选不完全固化。所述粘合剂树脂可以通过加热等而B阶段化。所述粘合剂树脂可以是B阶段而得到的B阶段化物。
图2是示意性表示使用本发明的一个实施方式的散热片而得到的叠层体的截面图。需要说明的是，在图2中，为了便于图示，与实际尺寸和厚度是不同的。
图2所示的叠层体21具备绝缘层22、导电层23、以及热导体24。绝缘层22、导电层23、以及热导体24是所述绝缘层、导电层、以及热导体。在图2中，作为绝缘层22，使用图1中所示的散热片1。
绝缘层22具有一个表面(第一表面)22a和另一个表面(第二表面)22b。导电层23具有一个表面(第一表面)23a和另一个表面(第二表面)23b。绝缘层24具有一个表面(第一表面)24a和另一个表面(第二表面)24b。
导电层23叠层在绝缘层22的一个表面(第一表面)22a侧。热导体24叠层在绝缘层22的另一个表面(第二表面)22b侧。绝缘层22叠层在导电层23的另一个表面(第二表面)23b侧。绝缘层22叠层在热导体24的一个表面(第一表面)24a侧。绝缘层22设置在导电层23和热导体24之间。
所述叠层体的制造方法没有特别限定。作为所述叠层体的制造方法，可举出：叠层所述热导体、所述绝缘层、以及所述导电层，用真空压力机等进行加热压制的方法等。压制时并不总是需要真空。
在本实施方式的叠层体21中，绝缘层22包含平均长径比为2以下的第一无机粒子11、平均长径比大于2的第二无机粒子12、以及固化物部25。绝缘层22由图1所示的散热片1而形成。所述绝缘层优选通过用真空压力机等加热压制所述散热片而形成。
在本实施方式的叠层体21中，在从绝缘层22的第一表面22a朝向第二表面22b的、厚度为15％的区域的100体积％中，第二无机粒子12的含量大于第一无机粒子11的含量。将从绝缘层22的第一表面22a朝向第二表面22b的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本实施方式的叠层体21中，从绝缘层22的第一表面22a朝向第二表面22b的、厚度为15％的区域的100体积％中的第一无机粒子11的含量、大于绝缘层22的所述中央区域的100体积％中的第一无机粒子11的含量。
在本发明的叠层体中，在从所述绝缘层的所述第二表面朝向所述第一表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量优选大于所述第一无机粒子的含量。将从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域定义为中央区域。在本发明的叠层体中，从所述绝缘层的所述第二表面朝向所述第一表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，优选大于所述中央区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
在本实施方式中，固化物部25是图1中的粘合剂树脂13固化而得到的部分。固化物部25通过使粘合剂树脂13固化而得到。固化物部25可以是包含热固化性化合物和热固化剂的粘合剂树脂固化而得到的部分。
所述散热片可以用于需要较高的导热性和机械强度等的各种用途中。就所述叠层体而言，例如，在电子装置中，设置在发热部件和散热部件之间而使用。例如，所述叠层体用作：设置在CPU和散热叶片之间的散热体、或电动车辆的逆变器等中使用的电源卡的散热体。此外，可以通过蚀刻等方法在所述叠层体的导电层形成电路，从而将所述叠层体用作绝缘电路基板。
在下文中，通过举出本发明的具体的实施例和比较例来阐明本发明。本发明不限于下述的实施例。
粘合剂树脂(热固化性化合物)：
(1)MITSUBISHI CHEMICAL公司制造的“EPIKOTE 828US”，环氧化合物
(2)NIPPON KAYAKU公司制造的“NC-3000”，环氧化合物
(3)DIC公司制造的“HP-4032D”，萘型环氧化合物
粘合剂树脂(热固化剂)：
(1)TOKYO CHEMICAL INDUSTRY公司制造的“双氰胺”
(2)SHIKOKU CHEMICALS公司制造的“2MZA-PW”，异氰脲酸改性固体分散型咪唑
(3)氰酸酯化合物含有液(LONZA JAPAN公司制造的“BA-3000S”，固体成分75重量％)，实施例中记载固体成分含量。
粘合剂树脂(固化促进剂)：
(1)咪唑化合物(2-苯基-4-甲基咪唑，SHIKOKU CHEMICALS公司制造的“2P4MZ”，阴离子性固化促进剂)
无机粒子：
(1)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“AS-50”，平均粒径9μm，平均长径比1.2(平均长径比为2以下)，平均圆度0.78，导热率30W/m·K，氧化铝
(2)MICRON公司制造的“AX10-75”，平均粒径8μm，平均长径比1.0(平均长径比为2以下)，平均圆度0.99，导热率30W/m·K，氧化铝
(3)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“CB-P05”，平均粒径4μm，平均长径比1.0(平均长径比为2以下)，平均圆度0.99，导热率30W/m·K，氧化铝
(4)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“CB-P15”，平均粒径16μm，平均长径比1.0(平均长径比为2以下)，平均圆度0.99，导热率30W/m·K，氧化铝
(5)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“AS-30”，平均粒径18μm，平均长径比1.2(平均长径比为2以下)，平均圆度0.78，导热率30W/m·K，氧化铝
(6)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“CB-A40”，平均粒径40μm，平均长径比1.0(平均长径比为2以下)，圆度0.99，导热率30W/m·K，氧化铝
(7)MOMENTIVE公司制造的“PTX25”，平均长径7μm，平均长径比12(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼凝聚粒子
(8)SHOWA DENKO K.K.公司制造的“UHP-G1H”，平均长径4μm，平均长径比7(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼凝聚粒子
(9)MOMENTIVE公司制造的“PTX60”，平均长径7μm，平均长径比12(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼凝聚粒子
(10)MIZUSHIMA FERROALLOY公司制造的“HP-40”，平均长径7μm，平均长径比7(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼凝聚粒子
(11)MOMENTIVE公司制造的“PT110”，平均长径45μm，平均长径比9.5(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼
(12)MOMENTIVE公司制造的“PT100”，平均长径13μm，平均长径比16(平均长径比大于2)，导热率60W/m·K，氮化硼
(无机粒子的平均长径比)
以下述方式对无机粒子的平均长径比进行测定。
无机粒子的平均长径比的测定方法：
通过电子显微镜或光学显微镜观察将无机粒子和固化性树脂进行混合并且使其固化而制得的片材或叠层体的截面，对任意选择的50个各无机粒子的长径/短径进行测定，算出平均值而求得。
(无机粒子的平均粒径)
以下述方式对无机粒子的平均粒径进行测定。
无机粒子的平均粒径的测定方法：
使用HORIBA公司制造的“激光衍射粒度分布测定装置”进行测定，算出无机粒子的累积体积为50％时的无机粒子的粒径(d50)的值。
(无机粒子的平均长径)
以下述方式对无机粒子的平均长径进行测定。
无机粒子的平均长径的测定方法：
通过电子显微镜或光学显微镜观察将无机粒子和固化性树脂进行混合并且使其固化而制得的片材或叠层体的截面，对任意选择的50个无机粒子的长径进行测定，算出平均值。
(实施例1、2、4～7、8～10、13)
(1)固化性材料A和B的制造
相对于MITSUBISHI CHEMICAL公司制造的“EPIKOTE 828US”100重量份，以使得TOKYO CHEMICAL INDUSTRY公司制造的“双氰胺”为10重量份，SHIKOKU CHEMICALS公司制造的“2MZA-PW”为1重量份的方式进行混合。接下来，将下述表1～3中所示的无机粒子以下述表1～3中所示的混合量(体积％)进行混合，使用行星式搅拌器以500rpm搅拌25分钟，由此得到固化性材料A和B。
(2)叠层体的制造
将得到的固化性材料A涂布在脱模PET片材(厚度50μm)上，并且使得厚度为100μm，在50℃的烘箱中干燥10分钟，形成第一固化性材料层，得到第一散热片。接下来，将得到的固化性材料B涂布在脱模PET片材(厚度50μm)上，并且使得厚度为300μm，在50℃的烘箱中干燥10分钟以形成第二固化性材料层，得到第二散热片。将得到的两个第一和第二散热片堆叠而得到散热片。得到的散热片具有形成有第一固化性材料层的第一表面和形成有第二固化性材料层的第二表面。
之后，将脱模PET片材剥离，在散热片的第一表面上叠层铜箔，在散热片的第二表面上叠层铝板，在200℃的温度和12MPa的压力的条件下进行真空压制，从而制得叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(实施例3)
以与实施例1相同的方式得到固化性材料A和B。将得到的固化性材料A涂布在脱模PET片(厚度50μm)上，并且使得厚度为50μm，在50℃的烘箱中干燥20分钟而形成第一固化性材料层，得到第一散热片。接下来，将得到的固化性材料B涂布在脱模PET片材(厚度50μm)上，并且使得厚度为300μm，在50℃的烘箱中干燥20分钟而形成第二散热片。然后，将得到的固化性材料A涂布在脱模PET片材(厚度50μm)上，并且使得厚度为50μm，在50℃的烘箱中干燥20分钟而形成第三固化性材料层，得到第三散热片。将得到的三个第一、第二、以及第三散热片进行配置，并且使得第二散热片夹在第一散热片和第三散热片之间。以使得第一散热片和第三散热片分别与铜箔和铝板接触的方式，用铜箔和铝板夹住第一、第二、以及第三散热片堆叠而成的散热片。得到的散热片具有形成有第一固化性材料层的第一表面和形成有第三固化性材料层的第二表面。
之后，将脱模PET片材剥离，在散热片的第一表面上叠层铜箔，在散热片的第二表面上叠层铝板，在200℃的温度和12MPa的压力的条件下进行真空压制，而制得叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(实施例11)
相对于NIPPON KAYAKU公司制造的“NC-3000”100重量份，以使得DIC公司制造的“HP-4032D”为50重量份，氰酸酯化合物含有液“BA3000-S”为150重量份，咪唑化合物“2P4MZ”为0.3重量份的方式进行混合。接下来，将下述表3中所示的无机粒子以下述表3中所示的混合量(体积％)进行混合，使用行星式搅拌器以500rpm搅拌25分钟，由此得到固化性材料A和B。
除了使用得到的固化性材料A和B之外，以与实施例1相同的方式制造叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(实施例12)
以与实施例1相同的方式制造固化性材料A。此外，相对于NIPPON KAYAKU公司制造的“NC-3000”100重量份，以使得DIC公司制造的“HP-4032D”为50重量份，氰酸酯化合物含有液“BA3000-S”为150重量份，咪唑化合物“2P4MZ”为0.3重量份的方式进行混合。接下来，将下述表3中所示的无机粒子以下述表3中所示的混合量(体积％)进行混合，得到固化性材料B。
除了使用得到的固化性材料A和B之外，以与实施例1相同的方式制造叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(实施例14)
以与实施例1相同的方式制造固化性材料A。此外，相对于NIPPON KAYAKU公司制造的“NC-3000”100重量份，以使得DIC公司制造的“HP-4032D”为50重量份，氰酸酯化合物含有液“BA3000-S”为150重量份，咪唑化合物“2P4MZ”为0.3重量份的方式进行混合。接下来，将下述表3中所示的无机粒子以下述表3中所示的混合量(体积％)进行混合，得到固化性材料B。
除了使用得到的固化性材料A和B之外，以与实施例3相同的方式制造叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(比较例1～5)
除了在制造固化性材料A和B时将固化性材料A和B的无机粒子的混合量变更为表4中所示的混合量之外，以与实施例1相同的方式制造叠层体。得到的叠层体的、使散热片固化而形成的绝缘层的厚度为200μm。
(评价)
(1)有无第一无机粒子和第二无机粒子
在得到的固化性材料A中，确认了是否混合有第一无机粒子和第二无机粒子。根据以下标准对有无第一无机粒子和第二无机粒子无进行了判定。
[有无第一无机粒子和第二无机粒子的判定标准]
○：固化性材料A中混有第一无机粒子和第二无机粒子。
×：固化性材料A中未混有第一无机粒子或第二无机粒子。
(2)第一无机粒子和第二无机粒子的含量
将得到的叠层体的截面用截面抛光机(JEOL公司制造的“IB-19500CP”)进行平滑加工，将加工后的叠层体的截面通过场发射扫描电子显微镜(HITACHI HIGH TECHNOLOGIES公司制造的“S-4800”)进行观察。通过能量分散型X射线光谱仪(HITACHI HIGHTECHNOLOGIES公司制造的“S-4800EN-EDS”)对第一无机粒子和第二无机粒子进行鉴定。
根据得到的电子显微镜图像，算出从散热片的第一表面朝向第二表面的、厚度为15％的区域(R1)的100体积％中的第一无机粒子的含量((区域(R1)的100体积％中的第一无机粒子和第二无机粒子的含量)。此外，算出从散热片的第一表面朝向第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域(R区域2)的100体积％中的所述第一无机粒子((区域R2)的100体积％中的第一无机粒子和第二无机粒子的含量)。此外，算出从散热片的第二表面朝向第一表面的、厚度为15％的区域(R3)的100体积％中的第一无机粒子的含量((R3)的100体积％中的第一无机粒子和第二无机粒子的含量)。
(3)导热率
将得到的叠层体切成1cm见方的正方形后，通过在两面喷涂炭黑而制得测定样品。使用得到的测定样品，通过激光闪光法算出导热率。就导热率而言，算出将比较例1的值设为1.0时的相对值，并根据下述标准进行判定。
[导热率的判定标准]
○○：导热率为1.5以上
○：导热率大于1.1且小于1.5
×：比较例1(1.0)、或导热率与比较例1(1.0)同等(同等是指0.9～1.1倍的范围)
(4)90度剥离强度(剥离强度)
将得到的叠层体切成50mm×120mm的尺寸，得到测试样品。以使得到的测试样品的中央宽度为10mm的铜箔残留的方式剥离铜箔，对于中央宽度为10mm的铜箔，根据JIS C6481对铜箔的剥离强度进行测定。作为剥离强度测定装置，使用ORIENTEC公司制造的“TENSILON万能试验机”。对20个测试样品测定铜箔的剥离强度。将20个测试样品中铜箔的剥离强度的测定值的平均值定义为90度剥离强度。就90度剥离强度而言，算出将比较例1的值设为1.0时的相对值，并根据下述标准进行判定。
[90度剥离强度(剥离强度)的判定标准]
○○：90度剥离强度为1.2以上
○：90度剥离强度大于1.0且小于1.2
△：比较例1(1.0)
×：90度剥离强度小于1.0
(5)介电击穿强度
通过对得到的叠层体中的铜箔进行蚀刻，将铜箔图案化成直径为2cm的圆形，而得到测试样品。使用耐电压测试仪(ETECH ELECTRONICS公司制造的“MODEL7473”)，在25℃的温度下施加交流电压并且使得测试样品之间电压以0.33kV/sec的速率增加。将10mA的电流流过测试样品时的电压设为介电击穿电压。通过将介电击穿电压除以测试样品的厚度来标准化介电击穿电压，算出介电击穿强度。根据下述标准对介电击穿强度进行判定。
[介电击穿强度的判定标准]
○○：60kV/mm以上
○：30kV/mm以上且小于60kV/mm
×：小于30kV/mm
(6)长期绝缘可靠性
以与上述(5)中相同的方式得到20个测试样品。使用得到的20个测试样品，在温度为85℃和湿度为85％的环境中，在测试样品之间施加3kV的交流电压1000小时，对是否发生介电击穿进行评价。根据下述标准对长期绝缘可靠性进行判定。
[长期绝缘可靠性的判定标准]
○○：发生介电击穿的测试样品为0个
○：发生介电击穿的测试样品为1个以上且小于3个
△：发生介电击穿的测试样品为3个以上且小于1W0个
×：发生介电击穿的测试样品为10个以上
结果如下述表1～4所示。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
符号说明
1···散热片
1a···一个表面(第一表面)
1b···另一个表面(第二表面)
11···第一无机粒子
12···第二无机粒子
13···粘合剂树脂
21···叠层体
22···绝缘层
22a···一个表面(第一表面)
22b···另一个表面(第二表面)
23···导电层
23a···一个表面(第一表面)
23b···另一个表面(第二表面)
24···热导体
24a···一个表面(第一表面)
24b···另一个表面(第二表面)
25···固化物部(粘合剂树脂固化的部分)

Claims (12)

1.一种散热片，其包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂，并且具有厚度方向的一侧的第一表面和厚度方向的另一侧的第二表面，其中，
在从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量，
从所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于从所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
2.根据权利要求1所述的散热片，其中，
在所述第一无机粒子和所述第二无机粒子的合计100体积％中，包含30体积％以下的所述第一无机粒子。
3.根据权利要求1或2所述的散热片，其中，
所述第一无机粒子的平均粒径小于20μm。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的散热片，其中，
所述第一无机粒子的材料包含铝元素或碳元素。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的散热片，其中，
所述第一无机粒子的平均圆度为0.9以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的散热片，其中，
所述第二无机粒子的平均长径比为15以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的散热片，其中，
所述第二无机粒子的材料为氮化硼。
8.根据权利要求7所述的散热片，其中，
所述氮化硼是凝聚粒子。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的散热片，其中，
所述第一无机粒子的导热率和所述第二无机粒子的导热率均为10W/m·K以上。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的散热片，其中，
所述粘合剂树脂包含热固化性化合物和热固化剂。
11.一种散热片的制造方法，其制造权利要求1～10中任一项所述的散热片，所述制造方法具备下述工序：
将平均长径比为2以下的所述第一无机粒子、平均长径比大于2的所述第二无机粒子、以及所述粘合剂树脂进行混合。
12.一种叠层体，其具备热导体、叠层在所述热导体的一个表面上的绝缘层、以及叠层在所述绝缘层的与所述热导体相反侧的表面上的导电层，其中，
所述绝缘层包含平均长径比为2以下的第一无机粒子、平均长径比大于2的第二无机粒子、以及粘合剂树脂，
所述绝缘层具有厚度方向的一侧的第一表面、和厚度方向的另一侧的第二表面，
在从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中，所述第二无机粒子的含量大于所述第一无机粒子的含量，
从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的、厚度为15％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量，大于从所述绝缘层的所述第一表面朝向所述第二表面的厚度的15/100的位置到厚度的85/100的位置为止的、厚度为70％的区域的100体积％中的所述第一无机粒子的含量。
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