CN114829467B - 树脂片材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一方面为树脂片材的制造方法，其具备：将鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A、鳞片状的氮化硼一次粒子b聚集而成的块状氮化硼粒子B及树脂混合而得到树脂组合物的工序；和将前述树脂组合物成型为片状，对成型为片状的前述树脂组合物进行加压的工序，其中，前述氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下，前述氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上，前述块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上，前述块状氮化硼粒子B的平均粒径小于前述块状氮化硼粒子A的平均粒径，前述块状氮化硼粒子A的抗碎强度相对前述块状氮化硼粒子B的抗碎强度之比为1.2以上。根据本发明，能够提高树脂片材的导热率。

Description

树脂片材及其制造方法
技术领域
本发明涉及树脂片材及其制造方法。
背景技术
功率器件、晶体管、晶闸管、CPU等电子部件中，对使用时产生的热高效地进行散热成为课题。针对该课题，以往进行安装电子部件的印刷布线板的绝缘层的高导热化、将电子部件或印刷布线板隔着电绝缘性的热界面材料而安装于散热器。作为这种绝缘层及热界面材料，例如可使用含有树脂及导热性填料的树脂片材(导热片材)。
作为导热性填料，具有高导热率、高绝缘性、低相对介电常数等特性的氮化硼粒子备受瞩目。例如专利文献1中公开了导热片材，其包含氟树脂和含有氮化硼粒子的导热性填料，于0.05MPa加压下的热阻值为0.90℃/W以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-203857号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来，伴随着电子部件内的电路的高速化及高集成化、电子部件在印刷布线板上的安装密度的增加，散热的重要性进一步提高。因此，要求具有比以往更高的导热率的树脂片材。
因此，本发明的目的在于提高树脂片材的导热率。
用于解决课题的手段
本发明的一方面为树脂片材的制造方法，其具备：将鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A、鳞片状的氮化硼一次粒子b聚集而成的块状氮化硼粒子B及树脂混合而得到树脂组合物的工序；和将前述树脂组合物成型为片状，对成型为片状的前述树脂组合物进行加压的工序，其中，前述氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下，前述氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上，前述块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上，前述块状氮化硼粒子B的平均粒径小于前述块状氮化硼粒子A的平均粒径，前述块状氮化硼粒子A的抗碎强度相对前述块状氮化硼粒子B的抗碎强度之比为1.2以上。
上述方面中，块状氮化硼粒子B的平均粒径相对块状氮化硼粒子A的平均粒径之比可以为0.7以下。相对于块状氮化硼粒子A及块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，树脂组合物中的块状氮化硼粒子A的含量可以为50体积份以上。相对于块状氮化硼粒子A及块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，树脂组合物中的块状氮化硼粒子B的含量为5体积份以上。
本发明的另一方面为树脂片材，其含有：树脂；鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A；和鳞片状的氮化硼一次粒子b，其配置于块状氮化硼粒子A彼此的间隙且未形成块状氮化硼粒子，其中，氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下，氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上，块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上。
上述另一方面中，相对于块状氮化硼粒子A及氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，块状氮化硼粒子A的含量可以为50体积份以上。相对于块状氮化硼粒子A及氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，氮化硼一次粒子b的含量为5体积份以上。
上述各方面中，树脂片材可被用作散热片。
发明效果
根据本发明，能够提高树脂片材的导热率。
附图说明
[图1]实施例1中得到的树脂片材的截面的SEM图像。
[图2]比较例1中得到的树脂片材的截面的SEM图像。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
本发明的一个实施方式为树脂片材的制造方法，其具备：将块状氮化硼粒子A、块状氮化硼粒子B、及树脂混合而得到树脂组合物的工序(混合工序)；和将树脂组合物成型为片状，对成型为片状的前述树脂组合物进行加压的工序(成型工序)。
首先，对混合工序进行说明。块状氮化硼粒子A为鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的粒子。氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下。若氮化硼一次粒子a的短边方向的长度大于0.7μm，则有时块状氮化硼粒子A中的空隙增加，树脂片材的导热率降低。另外，有时块状氮化硼粒子A的抗碎强度降低。块状氮化硼粒子B为鳞片状的氮化硼一次粒子b聚集而成的粒子。氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上。若氮化硼一次粒子b的短边方向的长度小于1μm，则块状氮化硼粒子B的抗碎强度变高，有时难以将块状氮化硼粒子A的抗碎强度相对块状氮化硼粒子B的抗碎强度之比制成1.2以上。像这样，块状氮化硼粒子A与块状氮化硼粒子B为不同的粒子。
鳞片状的氮化硼一次粒子a及b的短边方向的长度也能够称作该鳞片状的一次粒子的厚度。氮化硼一次粒子a及b的短边方向的长度是在该一次粒子的SEM图像中作为50个一次粒子的短边方向的长度的平均值而测定的。另外，后述的氮化硼一次粒子a及b的长边方向的长度也以同样的方式进行测定。
从块状氮化硼粒子A中的空隙及块状氮化硼粒子A的抗碎强度的观点出发，氮化硼一次粒子a的短边方向的长度优选为0.65μm以下，更优选为0.60μm以下。另外，氮化硼一次粒子a的短边方向的长度的范围的下限值没有特别限定，例如为0.3μm以上，优选为0.4μm以上，进一步优选为0.5μm以上。氮化硼一次粒子a的长边方向的长度没有特别限定，例如可以为1μm以上，可以为10μm以下。
从块状氮化硼粒子B的抗碎强度的观点出发，氮化硼一次粒子b的短边方向的长度优选为1.1μm以上，更优选为1.2μm以上，进一步优选为1.3μm以上。氮化硼一次粒子b的短边方向的长度的范围的上限值没有特别限定，例如为2μm以下，优选为1.8μm以下，进一步优选为1.6μm以下。氮化硼一次粒子b的长边方向的长度没有特别限定，例如可以为2.5μm以上，可以为15μm以下。
从减少树脂片材中的块状氮化硼粒子彼此的界面的数目、提高树脂片材的导热率的观点出发，块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上，从容易进一步得到该效果的观点出发，块状氮化硼粒子A的平均粒径优选为40μm以上，更优选为50μm以上，进一步优选为60μm以上，特别优选为70μm以上。块状氮化硼粒子A的平均粒径例如可以为150μm以下、120μm以下、或100μm以下。
块状氮化硼粒子B的平均粒径小于块状氮化硼粒子A的平均粒径。由此，块状氮化硼粒子B进入块状氮化硼粒子A之间的空隙，能够进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率，进而提高树脂片材的导热率。具体而言，从进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，块状氮化硼粒子B的平均粒径相对块状氮化硼粒子A的平均粒径之比(块状氮化硼粒子B的平均粒径/块状氮化硼粒子A的平均粒径)优选为0.7以下，更优选为0.65以下，进一步优选为0.6以下，特别优选为0.5以下。该平均粒径之比的下限值没有特别限定，例如可以为0.1以上、0.2以上、或0.25以上。块状氮化硼粒子A及B的平均粒径是指通过激光衍射散射法而测定的体积平均粒径。
对于块状氮化硼粒子B的平均粒径，优选以满足上述的平均粒径之比的方式进行选择。块状氮化硼粒子B的平均粒径例如为50μm以下，从进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，优选为40μm以下，更优选为30μm以下。块状氮化硼粒子B的平均粒径的范围的下限值没有特别限定，例如可以为10μm以上、15μm以上、或20μm以上。
块状氮化硼粒子A的抗碎强度大于块状氮化硼粒子B的抗碎强度。由此，在后述的成型工序中，能够以维持块状氮化硼粒子A中的氮化硼一次粒子a的聚集的同时仅分解块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集的方式对树脂组合物施加压力。另外，能够利用通过块状氮化硼粒子B的聚集分解而生成的氮化硼一次粒子b填充块状氮化硼粒子A间的空隙。具体而言，对于块状氮化硼粒子A的抗碎强度相对块状氮化硼粒子B的抗碎强度之比(块状氮化硼粒子A的抗碎强度/块状氮化硼粒子B的抗碎强度)，只要能够在后述的成型工序中维持块状氮化硼粒子A中的氮化硼一次粒子a的聚集的同时仅适宜地分解块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集，则没有特别限定，例如，从进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，为1.2以上，从容易进一步得到该效果的观点出发，优选为1.3以上，更优选为1.4以上，进一步优选为1.5以上，特别优选为1.6以上。该抗碎强度之比的范围的上限值没有特别限定，例如可以为4以下、3以下、或2以下。
块状氮化硼粒子A及B的抗碎强度为按照JIS R1639-5：2007测定的值。作为测定装置，能够使用微小压缩试验机(例如，商品名“MCT-W500”，株式会社岛津制作所制)。根据随粒子内的位置而发生变化的无量纲数(α＝2.48、无单位)、抗碎试验力(P、单位：N)和粒径(d、单位：μm)，使用σ＝α×P/(π×d2)的公式算出抗碎强度(σ、单元：MPa)。
对于块状氮化硼粒子A的抗碎强度，优选以满足上述的抗碎强度之比的方式进行选择。块状氮化硼粒子A的抗碎强度例如为4MPa以上，从能够在后述的成型工序中更适宜地维持块状氮化硼粒子A中的氮化硼一次粒子a的聚集的观点出发，优选为5MPa以上，更优选为6MPa以上。块状氮化硼粒子A的抗碎强度的范围的上限值没有特别限定，例如可以为15MPa以下、12MPa以下、或10MPa以下。
对于块状氮化硼粒子B的抗碎强度，优选以满足上述的抗碎强度之比的方式进行选择。块状氮化硼粒子B的抗碎强度例如为8MPa以下，从能够在后述的成型工序中更适宜地分解块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集的观点出发，优选为7MPa以下，更优选为6MPa以下。只要在后述的混合工序中块状氮化硼粒子B的聚集得以分解，则块状氮化硼粒子B的抗碎强度没有特别限定，例如可以为2MPa以上、3MPa以上、或4MPa以上。
从树脂片材的导热率的提高的观点出发，以树脂组合物的总体积为基准，树脂组合物中的块状氮化硼粒子A的含量例如为25体积％以上，优选为30体积％以上，更优选为35体积％以上。另外，从防止树脂片材中产生孔隙的观点出发，树脂组合物中的块状氮化硼粒子A的含量例如为60体积％以下，优选为57.5体积％以下，更优选为55体积％以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，相对于块状氮化硼粒子A及块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，树脂组合物中的块状氮化硼粒子A的含量例如优选为50体积份以上，更优选为55体积份以上，进一步优选为60体积份以上，优选为95体积份以下，更优选为90体积份以下，进一步优选为85体积份以下，特别优选为70体积份以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，以树脂组合物的总体积为基准，树脂组合物中的块状氮化硼粒子B的含量例如为5体积％以上，优选为10体积％以上，更优选为15体积％以上，例如为25体积％以下，优选为22.5体积％以下，更优选为20体积％以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，相对于块状氮化硼粒子A及块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，树脂组合物中的块状氮化硼粒子B的含量例如优选为5体积份以上，更优选为10体积份以上，进一步优选为15体积份以上，特别优选为30体积份以上，优选为50体积份以下，更优选为45体积份以下，进一步优选为40体积份以下。
作为树脂，例如可举出环氧树脂、有机硅树脂、有机硅橡胶、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、不饱和聚酯、氟树脂、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、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(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)树脂、AAS(丙烯腈-丙烯酸酯橡胶·苯乙烯)树脂、及AES(丙烯腈·乙烯·丙烯·二烯橡胶-苯乙烯)树脂。
从提高树脂片材的导热率的观点出发，以树脂组合物的总体积为基准，树脂组合物中的树脂的含量例如为40体积％以上，优选为42.5体积％以上，更优选为45体积％以上，从防止树脂片材中产生孔隙的观点出发，例如为60体积％以下，优选为57.5体积％以下，更优选为55体积％以下。
混合工序中，除块状氮化硼粒子A、块状氮化硼粒子B及树脂以外，也可进一步混合其他成分。其他成分例如可以为固化剂。固化剂可根据树脂的种类而适当选择。例如，树脂为环氧树脂时，作为固化剂，可举出酚醛Novolac化合物、酸酐、氨基化合物、及咪唑化合物。相对于树脂100质量份而言，固化剂的含量例如可以为0.5质量份以上、1质量份以上、5质量份以上、或8质量份以上，可以为15质量份以下、12质量份以下、或10质量份以下。
混合工序后续的成型工序例如具备：对混合工序中得到的树脂组合物进行涂布的工序(涂布工序)；对所涂布的树脂组合物进行加压的工序(加压工序)。由此，可得到成型为片状的树脂组合物(树脂片材)。
涂布工序中，例如使用涂膜涂布器，将树脂组合物涂布于基材(例如PET膜等聚合物膜)上。所涂布的树脂组合物的厚度例如可以为0.05mm以上、0.1mm以上、或0.5mm以上，可以为2mm以下、1.5mm以下、或1.2mm以下。涂布工序中，也可在将树脂组合物涂布于基材上之后于例如减压下对树脂组合物进行脱泡。
加压工序中，对树脂组合物施加压力。对于压力，以能够维持块状氮化硼粒子A中的氮化硼一次粒子a的聚集的同时仅分解块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集的方式，根据块状氮化硼粒子A及B的各自的抗碎强度而适当选择。压力例如可以为2MPa以上、3MPa以上、或4MPa以上，可以为15MPa以下、14MPa以下、或13MPa以下。
加压工序中，在加压时也可一并进行树脂组合物的加热。加热温度例如可以为100℃以上、120℃以上、或150℃以上，可以为250℃以下、230℃以下、或200℃以下。由此，例如能够使树脂组合物(树脂)半固化或完全固化。
加压工序中进行加压(根据需要加热)的时间例如可以为10分钟以上、30分钟以上、或50分钟以上，可以为6小时以下、4小时以下、或2小时以下。
以上进行说明的树脂片材的制造方法中，如上所述，使用在平均粒径及抗碎强度的方面上相互不同的块状氮化硼粒子A及块状氮化硼粒子B，块状氮化硼粒子A具有大于块状氮化硼粒子B的平均粒径及抗碎强度。因此，成型工序中，将树脂组合物成型为片状，对成型为片状的前述树脂组合物进行加压时，能够维持抗碎强度大的块状氮化硼粒子A中的氮化硼一次粒子a的聚集，另一方面分解抗碎强度小的块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集。此时，通过使氮化硼一次粒子a具有0.7μm以下的短边方向的长度，氮化硼一次粒子a彼此的结合位置增加，易于维持氮化硼一次粒子a的聚集。其结果，所得到的树脂片材中，存在平均粒径大、易形成导热路径的(容易有助于导热率的提高)块状氮化硼粒子A，且同时能够在以往的树脂片材中不易导热的块状氮化硼粒子A彼此的间隙之中存在有聚集被分解的氮化硼一次粒子b。此时，氮化硼一次粒子b由于具有1μm以上的短边方向的长度，因此容易有助于树脂片材的导热率的提高。因此，与例如树脂中仅存在块状氮化硼粒子那样的以往的树脂片材相比，通过该制造方法而得到的树脂片材由于能够在整个树脂片材中有效地传递热，因此发挥优异的导热率。
另外，由于块状氮化硼粒子B在直至加压工序之前为止，聚集未被分解，因此将块状氮化硼粒子B配置于与块状氮化硼粒子A彼此的间隙对应的位置是容易的。然后，利用加压工序，被配置于与块状氮化硼粒子A彼此的间隙对应的位置的块状氮化硼粒子B的聚集被分解，因此能够通过氮化硼一次粒子b充分填充块状氮化硼粒子A彼此的间隙。由此，能够进一步提高树脂片材的导热率。另一方面，若使用未聚集的氮化硼一次粒子b来代替块状氮化硼粒子B，则有时树脂组合物的成型性变差，或氮化硼一次粒子b很难分散在树脂片材中。因此，基于氮化硼一次粒子b的、块状氮化硼粒子A彼此的间隙的填充变得不充分，有时无法提高树脂片材的导热率。
本发明的另一个实施方式为树脂片材，其含有：树脂；鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A；和鳞片状的氮化硼一次粒子b，其配置于块状氮化硼粒子A彼此的间隙且未形成块状氮化硼粒子。
树脂的详细信息如上所述。树脂片材中的树脂例如可以为经半固化的状态(也称作B阶段)。对于树脂为经半固化的状态，例如能够通过差示扫描量热仪进行确认。树脂片材通过进一步实施固化处理可成为完全固化(也称作C阶段)的状态。
从防止树脂片材中产生孔隙的观点出发，以树脂片材的总体积为基准，树脂片材中的树脂的含量例如为40体积％以上，优选为42.5体积％以上，更优选为45体积％以上，例如为60体积％以下，优选为57.5体积％以下，更优选为55体积％以下。
氮化硼一次粒子a、块状氮化硼粒子A、及氮化硼一次粒子b的详细信息如上所述。
从树脂片材的导热率的提高的观点出发，以树脂片材的总体积为基准，树脂片材中的块状氮化硼粒子A的含量例如为25体积％以上，优选为30体积％以上，更优选为35体积％以上。另外，从防止树脂片材中产生孔隙的观点出发，树脂片材中的块状氮化硼粒子A的含量例如为60体积％以下，优选为57.5体积％以下，更优选为55体积％以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，以树脂片材的总体积为基准，树脂片材中的氮化硼一次粒子b的含量例如为5体积％以上，优选为10体积％以上，更优选为15体积％以上，例如为25体积％以下，优选为22.5体积％以下，更优选为20体积％以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，相对于块状氮化硼粒子A及氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，树脂片材中的块状氮化硼粒子A的含量例如优选为50体积份以上，更优选为55体积份以上，进一步优选为60体积份以上，优选为95体积份以下，更优选为90体积份以下，进一步优选为85体积份以下，特别优选为70体积份以下。
从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，相对于氮化硼一次粒子A及氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，树脂片材中的氮化硼一次粒子b的含量例如为优选为5体积份以上，更优选为10体积份以上，进一步优选为15体积份以上，特别优选为30体积份以上，优选为50体积份以下，更优选为45体积份以下，进一步优选为40体积份以下。
从树脂片材的密合性的观点出发，树脂片材的厚度例如优选为0.05mm以上，更优选为0.1mm以上，进一步优选为0.3mm以上，从树脂片材的导热性的观点出发，树脂片材的厚度优选为1.5mm以下，更优选为1mm以下，进一步优选为0.7mm以下。
如上所述，树脂片材含有已聚集的氮化硼一次粒子a(块状氮化硼粒子A)，但树脂片材中的一部分的氮化硼一次粒子a也可以不形成块状氮化硼粒子(未进行聚集)。不形成块状氮化硼粒子的氮化硼一次粒子a也填充于块状氮化硼粒子A之间的间隙。从进一步提高树脂片材中的氮化硼的填充率、进一步提高树脂片材的导热率的观点出发，以树脂片材的总体积为基准，树脂片材中，不形成块状氮化硼粒子(未进行聚集)的氮化硼一次粒子a的含量例如为1体积％以上，优选为3体积％以上，更优选为5体积％以上，例如为20体积％以下，优选为15体积％以下，更优选为10体积％以下。
树脂片材例如可通过上述的制造方法而得到。此时，树脂片材中的不形成块状氮化硼粒子的氮化硼一次粒子b是块状氮化硼粒子B中的氮化硼一次粒子b的聚集被分解的结果(块状氮化硼粒子B的崩解产物)而生成的。
以上进行说明的树脂片材中存在具有易形成导热路径的(容易有助于导热率的提高)的平均粒径的块状氮化硼粒子A，且同时在以往的树脂片材中不易导热的块状氮化硼粒子A彼此的间隙之中存在有氮化硼一次粒子b。因此，与例如树脂中仅存在块状氮化硼粒子那样的以往的树脂片材相比，该树脂片材由于能够在整个树脂片材中有效地传递热，因此发挥优异的导热率。因此，树脂片材例如适宜被用作散热片(散热构件)。
实施例
以下，通过实施例对本发明更具体地进行说明。但是，本发明并不限于下述实施例。
＜实施例1＞
向萘型环氧树脂(DIC株式会社制，商品名“HP4032”)100质量份、和作为固化剂的咪唑化合物(四国化成工业株式会社制，商品名“2E4MZ-CN”)10质量份的混合物中，以合计成为50体积％的方式混合鳞片状的氮化硼一次粒子a1(短边方向的长度：0.57μm)聚集而成的块状氮化硼粒子A1(平均粒径：83.3μm、抗碎强度：9MPa)、鳞片状的氮化硼一次粒子b1(短边方向的长度：1.40μm)聚集而成的块状氮化硼粒子B1(平均粒径：25.8μm、抗碎强度：5MPa)，由此得到树脂组合物。此时，块状氮化硼粒子A1与块状氮化硼粒子B1的混合比(体积比)设为A1：B1＝65：35。
将该树脂组合物以厚度成为1mm的方式涂布于PET膜上之后，进行10分钟500Pa的减压脱泡。然后，于温度150℃、10MPa的条件下进行60分钟的加热及加压，制作厚度0.5mm的树脂片材。将得到的树脂片材的截面的SEM图像示于图1。
＜比较例1＞
除了使用鳞片状的氮化硼一次粒子b2(短边方向的长度：0.55μm)聚集而成的块状氮化硼粒子B2(平均粒径：22.3μm、抗碎强度：8MPa)以代替块状氮化硼粒子B1以外，以与实施例1同样的方式制作树脂片材。将得到的树脂片材的截面的SEM图像示于图2。
[表1]
表1
根据图1可知，实施例1的树脂片材含有：氮化硼一次粒子a1聚集而成的块状氮化硼粒子A1；和不形成块状氮化硼粒子的氮化硼一次粒子b1，其配置于块状氮化硼粒子A1彼此的间隙。另一方面，比较例1的树脂片材含有：氮化硼一次粒子a1聚集而成的块状氮化硼粒子A1；和氮化硼一次粒子b2聚集而成的块状氮化硼粒子B2(所有块状氮化硼粒子均保持块状的状态)。
＜实施例2～5＞
除了将块状氮化硼粒子的配合变更为表2所示以外，以与实施例1同样的方式制作树脂片材。
＜比较例2，3＞
除了将块状氮化硼粒子的配合变更为表2所示以外，以与比较例1同样的方式制作树脂片材。
＜实施例6＞
除了使用鳞片状的氮化硼一次粒子b3(短边方向的长度：1.20μm)聚集而成的块状氮化硼粒子B3(平均粒径：43.0μm、抗碎强度：6MPa)以代替块状氮化硼粒子B1以外，以与实施例2同样的方式制作树脂片材。
＜实施例7＞
除了使用鳞片状的氮化硼一次粒子b4(短边方向的长度：1.10μm)聚集而成的块状氮化硼粒子B4(平均粒径：65.3μm、抗碎强度：3MPa)以代替块状氮化硼粒子B1以外，以与实施例2同样的方式制作树脂片材。
＜比较例4＞
除了使用鳞片状的氮化硼一次粒子b5(短边方向的长度：0.80μm)聚集而成的块状氮化硼粒子B4(平均粒径：18.5μm、抗碎强度：9MPa)与代替块状氮化硼粒子B1以外，以与实施例2同样的方式制作树脂片材。
＜比较例5＞
除了使用鳞片状的氮化硼一次粒子a2(短边方向的长度：0.70μm)聚集而成的块状氮化硼粒子A2(平均粒径：88.0μm、抗碎强度：6MPa)以代替块状氮化硼粒子A1以外，以与比较例2同样的方式制作树脂片材。
(导热率的测定)
从各个实施例及比较例中得到的树脂片材中切取10mm×10mm大小的测定用试样，通过使用了氙气闪光分析仪(NETZSCH公司制，商品名“LFA447NanoFlash”)的激光闪光法，对测定用试样的热扩散率A(m2/秒)进行测定。另外，通过阿基米德法对测定用试样的比重B(kg/m3)进行测定。另外，使用差示扫描量热仪(DSC；Rigaku株式会社制，商品名“ThermoPlusEvoDSC8230”)对测定用试样的比热容C(J/(kg·K))进行测定。使用上述测定值，根据导热率H(W/(m·K))＝A×B×C的公式算出各树脂片材的导热率。将结果示于表2。
[表2]
表2

Claims (8)

1.树脂片材的制造方法，其具备：
将鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A、鳞片状的氮化硼一次粒子b聚集而成的块状氮化硼粒子B及树脂混合而得到树脂组合物的工序；和
将所述树脂组合物成型为片状，对成型为片状的所述树脂组合物进行加压的工序，
其中，所述氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下，
所述氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上，
所述块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上，
所述块状氮化硼粒子B的平均粒径小于所述块状氮化硼粒子A的平均粒径，
所述块状氮化硼粒子A的抗压强度相对所述块状氮化硼粒子B的抗压强度之比为1.2以上，
所述块状氮化硼粒子B的平均粒径相对所述块状氮化硼粒子A的平均粒径之比为0.31以上且0.7以下。
2.如权利要求1所述的制造方法，其中，相对于所述块状氮化硼粒子A及所述块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，所述树脂组合物中的所述块状氮化硼粒子A的含量为50体积份以上。
3.如权利要求1或2所述的制造方法，其中，相对于所述块状氮化硼粒子A及所述块状氮化硼粒子B的总量100体积份而言，所述树脂组合物中的所述块状氮化硼粒子B的含量为5体积份以上。
4.如权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，所述树脂片材被用作散热片。
5.树脂片材，其含有：
树脂；
鳞片状的氮化硼一次粒子a聚集而成的块状氮化硼粒子A；和
鳞片状的氮化硼一次粒子b，其配置于所述块状氮化硼粒子A彼此的间隙且未形成块状氮化硼粒子，
其中，所述氮化硼一次粒子a的短边方向的长度为0.7μm以下，
所述氮化硼一次粒子b的短边方向的长度为1μm以上，
所述块状氮化硼粒子A的平均粒径为30μm以上。
6.如权利要求5所述的树脂片材，其中，相对于所述块状氮化硼粒子A及所述氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，所述块状氮化硼粒子A的含量为50体积份以上。
7.如权利要求5或6所述的树脂片材，其中，相对于所述块状氮化硼粒子A及所述氮化硼一次粒子b的总量100体积份而言，所述氮化硼一次粒子b的含量为5体积份以上。
8.如权利要求5～7中任一项所述的树脂片材，其被用作散热片。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019073409A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 デンカ株式会社 塊状窒化ホウ素粉末の製造方法及びそれを用いた放熱部材

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003060134A (ja) * 2001-08-17 2003-02-28 Polymatech Co Ltd 熱伝導性シート
JP6231031B2 (ja) * 2015-02-24 2017-11-15 デンカ株式会社 熱伝導性粒子組成物、熱伝導性粒子組成物の製造方法、熱伝導性樹脂組成物および熱伝導性樹脂硬化体
JP6612584B2 (ja) * 2015-10-28 2019-11-27 デンカ株式会社 エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂シート、およびそれを用いた金属ベース回路基板
JP6786047B2 (ja) * 2016-08-24 2020-11-18 三菱瓦斯化学株式会社 熱伝導シートの製造方法
JP6815152B2 (ja) * 2016-09-30 2021-01-20 デンカ株式会社 六方晶窒化ホウ素一次粒子凝集体
JP7024213B2 (ja) 2017-06-02 2022-02-24 日本ゼオン株式会社 熱伝導シート及びその製造方法
US20200216659A1 (en) * 2017-06-23 2020-07-09 Sekisui Chemical Co., Ltd. Resin material, method for producing resin material, and laminate
CN113631506A (zh) * 2019-03-27 2021-11-09 电化株式会社 块状氮化硼粒子、导热树脂组合物和散热构件
CN113710616A (zh) * 2019-03-28 2021-11-26 电化株式会社 氮化硼粉末及其制造方法、以及复合材料及散热构件

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019073409A (ja) * 2017-10-13 2019-05-16 デンカ株式会社 塊状窒化ホウ素粉末の製造方法及びそれを用いた放熱部材

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