JP2005281467A - Resin and member having high thermal conductivity, and electrical equipment and semiconductor device produced by using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高熱伝導性樹脂、および部材、ならびにそれらを用いた電気機器および半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a high thermal conductive resin, a member, and an electric device and a semiconductor device using the same.
従来から、高熱伝導性を有するフィラーを樹脂に含有して成る樹脂、ならびにそれを用いた各種部材においては、高熱伝導性フィラーの体積比率を増やすことによって、熱伝導率を向上させることを実現するようにしている。 Conventionally, in a resin that contains a filler having high thermal conductivity in the resin, and various members using the same, it is possible to improve the thermal conductivity by increasing the volume ratio of the high thermal conductive filler. I am doing so.
そして、このような高い熱伝導率を必要する樹脂は、例えば半導体封止材料として用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、板材料の界面やクロスの隙間等の小さい隙間に樹脂を充填する際には、フィラー量を多くすると、粘度が上がるため、樹脂を十分に充填することができない。 However, when the resin is filled into a small gap such as the interface of the plate material or the gap of the cloth, if the amount of the filler is increased, the viscosity increases, and therefore the resin cannot be filled sufficiently.
そこで、このような場合には、溶剤を用いて粘度を下げる方法等が考えられるが、取り扱う材料によっては、溶剤によって材料の特性が低下する等の問題がある。 Therefore, in such a case, a method of reducing the viscosity using a solvent is conceivable. However, depending on the material to be handled, there is a problem that the characteristics of the material are deteriorated by the solvent.
本発明の目的は、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ熱伝導率を向上させることが可能な高熱伝導性樹脂を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly thermally conductive resin capable of reducing the viscosity of the resin, being excellent in productivity, and improving the thermal conductivity.
また、本発明の他の目的は、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ熱伝導率を向上させることが可能な部材を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a member that can reduce the viscosity of a resin, is excellent in productivity, and can improve thermal conductivity.
さらに、本発明の他の目的は、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、小型化を図ることが可能な電気機器を提供することにある。 Furthermore, another object of the present invention is to provide an electrical device that can reduce the viscosity of a resin, is excellent in productivity, and can be downsized.
さらにまた、本発明の他の目的は、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ製造を容易とし、しかも高性能な半導体装置を提供することにある。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor device in which the viscosity of the resin is lowered, the productivity is excellent, the manufacturing is easy, and the performance is high.
上記の目的を達成するために、請求項１に対応する発明では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーを、全体のフィラー量の５０％以上含んで成る。 In order to achieve the above object, in the invention corresponding to claim 1, in a high thermal conductive resin obtained by containing a particulate filler having high thermal conductivity in a resin, the thermal conductivity is 10 W / It comprises 50% or more of the total amount of filler with a high thermal conductivity of mK or more and a particle size of 9 μm or more.
従って、請求項１に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーを、全体のフィラー量の５０％以上含むことにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。 Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 1, as the filler, a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more is 50% or more of the total filler amount. By including it, the viscosity of the resin can be lowered, the productivity is excellent, and a highly heat conductive resin can be obtained.
また、請求項２に対応する発明では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下の高熱伝導性フィラーとを組み合わせてなり、さらに上記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下のものを、全体のフィラー量の０〜３０％含んで成る。
Further, in the invention corresponding to
従って、請求項２に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下の高熱伝導性フィラーとを組み合わせてなり、さらに上記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下のものを、全体のフィラー量の０〜３０％含むことにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。 Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 2, as the filler, a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, and a thermal conductivity of 10 W / mK or more. And a high thermal conductive filler having a particle size of 2.5 to 5 μm or less, and further having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 2.5 to 5 μm or less. By containing 0 to 30% of the amount, the viscosity of the resin can be lowered, and a resin having excellent productivity and high thermal conductivity can be obtained.
さらに、請求項３に対応する発明では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなるものを含んで成る。
Further, in the invention corresponding to
従って、請求項３に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなるものを含むことにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。 Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 3, the filler is a combination of a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more and a spherical filler. By including the resin, the viscosity of the resin can be lowered, and a resin having excellent productivity and high thermal conductivity can be obtained.
さらにまた、請求項４に対応する発明では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなり、さらに上記球状のフィラーを、全体のフィラー量の０〜６０％含んで成る。 Furthermore, in the invention corresponding to claim 4, in the high thermal conductive resin comprising a particulate filler having high thermal conductivity in the resin, the filler has a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size. Is a combination of a highly heat-conductive filler of 9 μm or more and a spherical filler, and further contains the spherical filler in an amount of 0 to 60% of the total amount of filler.
従って、請求項４に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなり、さらに上記球状のフィラーを、全体のフィラー量の０〜６０％含むことにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。 Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 4, the filler is a combination of a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more and a spherical filler. Further, by containing 0 to 60% of the above spherical filler, the viscosity of the resin is lowered, the productivity is excellent, and a highly heat conductive resin can be obtained.
一方、請求項５に対応する発明では、上記請求項３または請求項４に対応する発明の高熱伝導性樹脂において、球状のフィラーとしては、アルミナを用いて成る。 On the other hand, in the invention corresponding to claim 5, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 3 or claim 4, alumina is used as the spherical filler.
従って、請求項５に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、球状のフィラーとして、アルミナを用いることにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。 Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to claim 5, by using alumina as the spherical filler, the viscosity of the resin is lowered, the productivity is excellent, and a high thermal conductive resin is obtained. Can do.
また、請求項６に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項５のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂において、高熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素を用いて成る。
In the invention corresponding to
従って、請求項６に対応する発明の高熱伝導性樹脂においては、高熱伝導性フィラーとして、窒化ホウ素を用いることにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることができる。
Therefore, in the high thermal conductive resin of the invention corresponding to
一方、請求項７に対応する発明の絶縁部材は、シート状またはテープ状の基材（例えば、クロスあるいは不織布）に、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を含有して成る。
On the other hand, the insulating member of the invention corresponding to claim 7 is a sheet-like or tape-like substrate (for example, cloth or non-woven fabric), and the high heat of the invention corresponding to any one of
また、請求項８に対応する発明の積層部材は、上記請求項７に対応する発明の絶縁部材を積層して成る。
The laminated member of the invention corresponding to
従って、請求項７および請求項８に対応する発明の絶縁部材および積層部材においては、シート状またはテープ状の基材に、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を含有することにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の絶縁部材および積層部材を得ることができる。
Therefore, in the insulating member and laminated member of the invention corresponding to claim 7 and claim 8, the sheet-like or tape-like base material of the invention corresponding to any one of
一方、請求項９に対応する発明の絶縁部材は、鱗片状のフィラーをガラスクロスに接着して成るシート状またはテープ状の基材におけるガラスクロスの面に、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を含有して成る。
On the other hand, the insulating member of the invention corresponding to
従って、請求項９に対応する発明の絶縁部材においては、鱗片状のフィラーをガラスクロスに接着して成るシート状またはテープ状の基材におけるガラスクロスの面に、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を含有することにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性であり、しかも接着層の接着力を低下させない絶縁部材を得ることができる。
Therefore, in the insulating member of the invention corresponding to
また、請求項１０に対応する発明の絶縁コイルは、上記請求項９に対応する発明の絶縁部材を、コイル本体の周囲に巻回し、硬化させて成る。
The insulating coil of the invention corresponding to
さらに、請求項１１に対応する発明の電気機器は、上記請求項１０に対応する発明の絶縁コイルを備えて成る。 Furthermore, an electrical apparatus according to an eleventh aspect of the present invention includes the insulating coil according to the tenth aspect of the present invention.
従って、請求項１０および請求項１１に対応する発明の絶縁コイルおよび電気機器においては、上記請求項９に対応する発明の絶縁部材を、コイル本体の周囲に巻回し、硬化させることにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性であり、しかも高い絶縁破壊電圧を持つ絶縁コイルならびに電気機器を得ることができる。 Therefore, in the insulating coil and the electric device of the invention corresponding to the tenth and eleventh aspects, the insulating member of the invention corresponding to the ninth aspect is wound around the coil body and cured, so that the resin It is possible to obtain an insulating coil and an electric device having a reduced viscosity, excellent productivity, high thermal conductivity, and high breakdown voltage.
一方、請求項１２に対応する発明の注型部材は、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を、注型用樹脂として含有して成る。
On the other hand, the casting member of the invention corresponding to claim 12 contains the highly thermally conductive resin of the invention corresponding to any one of
また、請求項１３に対応する発明の電気機器は、上記請求項１２に対応する発明の注型部材を用いて成る。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an electrical apparatus using the casting member according to the thirteenth aspect of the present invention.
従って、請求項１２および請求項１３に対応する発明の注型部材および電気機器においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を、注型用樹脂として含有することにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、小型化された電気機器を得ることができる。
Therefore, in the casting member and the electrical equipment of the invention corresponding to claims 12 and 13, the high thermal conductive resin of the invention corresponding to any one of
一方、請求項１４に対応する発明の封止部材は、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を、封止用樹脂として含有して成る。
On the other hand, the sealing member of the invention corresponding to claim 14 contains the high thermal conductive resin of the invention corresponding to any one of
また、請求項１５に対応する発明の半導体装置は、上記請求項１４に対応する発明の封止部材を用いて成る。 According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device using the sealing member according to the fifteenth aspect of the present invention.
従って、請求項１４および請求項１５に対応する発明の封止部材および半導体装置においては、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の高熱伝導性樹脂を、封止用樹脂として含有することにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ製造を容易とし、しかも高性能な半導体装置を得ることができる。
Therefore, in the sealing member and the semiconductor device of the invention corresponding to
本発明によれば、フィラーの粒径を制御するか、あるいは２種類のフィラーを組み合わせるようにしているので、樹脂の粘度を下げ、クロスや板材料の隙間等に樹脂を流し込み易くする、あるいは溶剤を用いることなく粘度を下げることにより、材料特性を落とすことなく、しかも生産性に優れており、なおかつ高充填とすることにより、高い熱伝導率を有する高熱伝導性樹脂、および部材、ならびにそれらを用いた電気機器および半導体装置が提供できる。 According to the present invention, the particle size of the filler is controlled or two kinds of fillers are combined, so that the viscosity of the resin is lowered and the resin can be easily poured into the gaps between the cloth and the plate material, or the solvent. By reducing the viscosity without using a material, the material properties are not deteriorated, and the productivity is excellent, and the high filling makes it possible to obtain a highly thermally conductive resin and member having a high thermal conductivity, and a member thereof. The used electrical equipment and semiconductor device can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
（第１の実施の形態：請求項１、請求項６に対応）
本実施の形態では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、図１の特性図に示すように、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーを、全体のフィラー量の５０％以上含んだ構成としている。
(First Embodiment: Corresponding to
In the present embodiment, as shown in the characteristic diagram of FIG. 1, the thermal conductivity is 10 W / mK or more as a filler in a high thermal conductive resin containing a particulate filler having high thermal conductivity in a resin. In addition, a high thermal conductive filler having a particle size of 9 μm or more is included in an amount of 50% or more of the entire filler amount.
ここで、粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーとしては、より好ましくは、粒径が１０μｍ以上のものを用いる。 Here, as the high thermal conductive filler having a particle diameter of 9 μm or more, a filler having a particle diameter of 10 μm or more is preferably used.
また、高熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素を用いる。 Further, boron nitride is used as the high thermal conductive filler.
さらに、マトリックス樹脂としては、ビスＡ型エポキシ樹脂を用い、溶剤としては、メチルエチルケトンを用いる。 Furthermore, bis A type epoxy resin is used as the matrix resin, and methyl ethyl ketone is used as the solvent.
さらにまた、全フィラー量の含有量は、７５ｗｔ％である。 Furthermore, the content of the total filler amount is 75 wt%.
次に、以上のように構成した本実施の形態による高熱伝導性樹脂の作用について説明する。 Next, the effect | action of the highly heat conductive resin by this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
図１において、横軸は、窒化ホウ素の粒径を示し、縦軸は、粘度を１００ｍＰａ・ｓｅｃ．にするために必要なメチルエチルケトンの量を示している。 In FIG. 1, the horizontal axis represents the particle size of boron nitride, and the vertical axis represents the viscosity of 100 mPa · sec. The amount of methyl ethyl ketone required to
ここで、粒径は、レーザー回折法を用いている。 Here, a laser diffraction method is used for the particle size.
また、粘度は、Ｅ型粘度計により測定し、回転数１００ｒｐｍで測定している。 The viscosity is measured with an E-type viscometer and measured at a rotational speed of 100 rpm.
図１から、高熱伝導性フィラーの粒径が５μｍ以上の領域においては、高熱伝導性フィラーの粒径を小さくするにつれて、メチルエチルケトンの量を増やさないと、粘度を１００ｍＰａ・ｓｅｃ．に保つことができないことがわかる。これは、特に、高熱伝導性フィラーの粒径が９μｍ以下の領域において、顕著である。 From FIG. 1, in the region where the particle size of the high thermal conductive filler is 5 μm or more, the viscosity becomes 100 mPa · sec. Unless the amount of methyl ethyl ketone is increased as the particle size of the high thermal conductive filler is decreased. It can be seen that it cannot be kept. This is particularly remarkable in the region where the particle size of the high thermal conductive filler is 9 μm or less.
溶剤は、樹脂を硬化する際に、材料内にボイドを形成するため、熱抵抗として作用してしまうことが明らかであり、できるだけ少ない量であることが好ましい。 It is clear that the solvent acts as a thermal resistance because it forms voids in the material when the resin is cured, and is preferably as small as possible.
また、ボイドが存在すると、全体の体積に対する高熱伝導性フィラーの量が減少する。 Moreover, when a void exists, the quantity of the high heat conductive filler with respect to the whole volume reduces.
図２は、材料中の充填量による熱伝導率の変化を示す特性図である。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing a change in thermal conductivity depending on the filling amount in the material.
図２から、充填量が減少するにつれて、熱伝導率が低下することがわかる。 From FIG. 2, it can be seen that the thermal conductivity decreases as the filling amount decreases.
一方、例えばガラスクロスのような目の細かいもの、あるいは板材料の界面、あるいは繊維が束になった隙間等に、高熱伝導性の樹脂を流し込むことが必要である場合には、粘度をできる限り低下させる必要がある。 On the other hand, if it is necessary to pour high thermal conductivity resin into fine objects such as glass cloth, the interface of plate material, or gaps in which fibers are bundled, the viscosity should be as much as possible. It needs to be lowered.
図１から明らかなように、高熱伝導性フィラーの粒径が９μｍ以下になると、９μｍ以上の領域に比べて粘度が増加するため、上記のような隙間に樹脂を流し込むためには、溶剤量を増やすことが必要となる。 As apparent from FIG. 1, when the particle size of the high thermal conductive filler is 9 μm or less, the viscosity increases as compared with the region of 9 μm or more. It is necessary to increase.
さらには、溶剤量が増えると、流し込む対象となる基材を侵すことが考えられるため、含浸用樹脂としては好ましくない。 Furthermore, if the amount of the solvent increases, it can be considered that the base material to be poured into is affected, so that it is not preferable as an impregnating resin.
以上の説明から明らかなように、高熱伝導性を有するフィラーである窒化ホウ素を樹脂に含有してなる高熱伝導性樹脂において、フィラーの粒径を９μｍ以上にすることにより、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、高熱伝導性の樹脂を得ることができる。
As is clear from the above description, in the high thermal conductive resin containing boron nitride, which is a filler having high thermal conductivity, in the resin, by making the particle size of the
また、溶剤は、基材の種類によっては、基材を傷めることがあるため、溶剤量を減ずることは、基材の特性を低下させないためにも重要である。 Moreover, since the solvent may damage the substrate depending on the type of the substrate, it is important to reduce the amount of the solvent so as not to deteriorate the properties of the substrate.
上述したように、本実施の形態では、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーである窒化ホウ素を、全体のフィラー量の５０％以上含むようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, as the filler, boron nitride, which is a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, is included so as to include 50% or more of the total filler amount. As a result, the viscosity of the resin is lowered, and it is possible to obtain a resin having excellent productivity and high thermal conductivity.
（第２の実施の形態：請求項２、請求項６に対応）
本実施の形態では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、図３の特性図に示すように、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下の高熱伝導性フィラーとを組み合わせてなり、さらに上記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下のものを、全体のフィラー量の０〜３０％含んだ構成としている。
(Second embodiment: corresponding to
In the present embodiment, as shown in the characteristic diagram of FIG. 3, the thermal conductivity is 10 W / mK or more as a filler in a high thermal conductive resin containing a particulate filler having high thermal conductivity in a resin. And a high thermal conductivity filler having a particle size of 9 μm or more and a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 2.5 to 5 μm or less, and further the above thermal conductivity is A composition having 10 W / mK or more and a particle size of 2.5 to 5 μm is contained in an amount of 0 to 30% of the total filler amount.
ここで、粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーとしては、より好ましくは、粒径が１０μｍ以上のものを用いる。本例では、高熱伝導性フィラーとしては、粒径が１６μｍのものと２．５μｍのものとしている。 Here, as the high thermal conductive filler having a particle diameter of 9 μm or more, a filler having a particle diameter of 10 μm or more is preferably used. In this example, the high thermal conductive filler has a particle size of 16 μm and 2.5 μm.
また、高熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素を用いる。 Further, boron nitride is used as the high thermal conductive filler.
さらに、マトリックス樹脂としては、ビスＡ型エポキシ樹脂を用い、溶剤としては、メチルエチルケトンを用いる。 Furthermore, bis A type epoxy resin is used as the matrix resin, and methyl ethyl ketone is used as the solvent.
さらにまた、全フィラーの含有量は、７５ｗｔ％である。 Furthermore, the content of all fillers is 75 wt%.
次に、以上のように構成した本実施の形態による高熱伝導性樹脂の作用について説明する。 Next, the effect | action of the highly heat conductive resin by this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
図３において、横軸は、全体のフィラー量に対する粒径２．５μｍの窒化ホウ素の充填量比を示し、縦軸は、粘度を１００ｍＰａ・ｓｅｃ．にするために必要なメチルエチルケトンの量を示している。 In FIG. 3, the horizontal axis represents the ratio of the filling amount of boron nitride having a particle diameter of 2.5 μm with respect to the total amount of filler, and the vertical axis represents the viscosity of 100 mPa · sec. The amount of methyl ethyl ketone required to
ここで、粒径は、レーザー回折法を用いている。 Here, a laser diffraction method is used for the particle size.
図３から、粒径が１６μｍの窒化ホウ素のみよりも、粒径が２．５μｍの窒化ホウ素を０〜３０％含有することによって、粘度を１００ｍＰａ・ｓｅｃ．に保つことに必要なメチルエチルケトンの量を減ずることができることがわかる。 FIG. 3 shows that the viscosity is 100 mPa · sec. By containing 0-30% boron nitride having a particle size of 2.5 μm rather than only boron nitride having a particle size of 16 μm. It can be seen that the amount of methyl ethyl ketone required to maintain the same can be reduced.
以上の説明から明らかなように、前記第１の実施の形態中でも述べたように、溶剤量を少なくすることは、材料を製造する上で重要であり、本実施の形態により、生産性に優れた樹脂を得ることができる。 As is clear from the above description, as described in the first embodiment, it is important to reduce the amount of the solvent in manufacturing the material, and this embodiment provides excellent productivity. Can be obtained.
上述したように、本実施の形態では、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下の高熱伝導性フィラーとを組み合わせてなり、さらに上記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下のものを、全体のフィラー量の０〜３０％含むようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, as the filler, a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 2 .5 to 5 μm or less of a high thermal conductivity filler, and the above thermal conductivity is 10 W / mK or more and the particle size is 2.5 to 5 μm or less of 0 to 30% of the total amount of filler. Therefore, it is possible to reduce the viscosity of the resin, to obtain a resin having excellent productivity and high thermal conductivity.
（第３の実施の形態：請求項３乃至請求項５に対応）
本実施の形態では、高熱伝導性を有する粒子状のフィラーを、樹脂に含有して成る高熱伝導性樹脂において、フィラーとして、図４の特性図に示すように、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなるものを含んだ構成としている。
(Third Embodiment: Corresponding to
In the present embodiment, as shown in the characteristic diagram of FIG. 4, the thermal conductivity is 10 W / mK or more as a filler in a high thermal conductive resin containing a particulate filler having high thermal conductivity in a resin. In addition, the structure includes a combination of a high thermal conductive filler having a particle size of 9 μm or more and a spherical filler.
ここで、粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーとしては、より好ましくは、粒径が１０μｍ以上のものを用いる。本例では、高熱伝導性フィラーとしては、粒径が１６μｍのものとしている。 Here, as the high thermal conductive filler having a particle diameter of 9 μm or more, a filler having a particle diameter of 10 μm or more is preferably used. In this example, the high thermal conductive filler has a particle size of 16 μm.
また、高熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素を用いる。 Further, boron nitride is used as the high thermal conductive filler.
さらに、マトリックス樹脂としては、ビスＦ型エポキシ樹脂を用いる。 Further, a bis-F type epoxy resin is used as the matrix resin.
さらにまた、補助フィラーである球状のフィラーとしては、粒径が３μｍ程度の球状のシリカを用いる。 Furthermore, spherical silica having a particle size of about 3 μm is used as the spherical filler which is an auxiliary filler.
次に、以上のように構成した本実施の形態による高熱伝導性樹脂の作用について説明する。 Next, the effect | action of the highly heat conductive resin by this Embodiment comprised as mentioned above is demonstrated.
図４において、横軸は、粒子系充填材の配合比を示し、縦軸は、粘度を示している。 In FIG. 4, the horizontal axis indicates the mixing ratio of the particulate filler, and the vertical axis indicates the viscosity.
図４から、球状のフィラーの添加量に応じて、粘度が指数関数的に低下していることがわかる。 FIG. 4 shows that the viscosity decreases exponentially according to the addition amount of the spherical filler.
以上の説明から明らかなように、前記第１の実施の形態中でも述べたように、溶剤量を少なくすることは、材料を製造する上で重要であり、本実施の形態により、生産性に優れた樹脂を得ることができる。 As is clear from the above description, as described in the first embodiment, it is important to reduce the amount of the solvent in manufacturing the material, and this embodiment provides excellent productivity. Can be obtained.
（変形例）
本変形例では、前記第１の実施の形態において、球状のフィラーを、図５の特性図に示すように、全体のフィラー量の０〜６０％含んだ構成としている。
(Modification)
In this modification, in the first embodiment, the spherical filler is configured to include 0 to 60% of the total filler amount as shown in the characteristic diagram of FIG.
次に、以上のように構成した本変形例による高熱伝導性樹脂の作用について説明する。 Next, the effect | action of the highly heat conductive resin by this modification comprised as mentioned above is demonstrated.
図５において、熱伝導率と球状フィラーの全体量に対する体積比との関係を示している。 FIG. 5 shows the relationship between the thermal conductivity and the volume ratio with respect to the total amount of the spherical filler.
図５から、球状のフィラーの量が多くなると、熱伝導率が低下していることがわかる。 FIG. 5 shows that the thermal conductivity decreases as the amount of the spherical filler increases.
特に、球状のフィラーが全体のフィラー量の６０％以上の範囲において、熱伝導率の低下が著しいことから、球状のフィラーの体積比率を６０％以下にすることにより、高熱伝導性を著しく損なうことなく、生産性に優れた樹脂を得ることができる。 In particular, when the spherical filler is in the range of 60% or more of the total amount of filler, the thermal conductivity is remarkably reduced. By reducing the volume ratio of the spherical filler to 60% or less, the high thermal conductivity is significantly impaired. And a resin with excellent productivity can be obtained.
なお、本実施の形態において、球状のフィラーとしては、上記のシリカに限定されるものではなく、これ以外のものとして、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素等の高熱伝導性のフィラーを用いることができる。 In the present embodiment, the spherical filler is not limited to the above-described silica, and a filler having high thermal conductivity such as alumina, silicon nitride, silicon carbide, or the like can be used. .
これにより、樹脂の熱伝導率をより一層向上することができる。 Thereby, the thermal conductivity of the resin can be further improved.
因みに、球状フィラーの体積比率が５０％の場合、球状フィラーとしてシリカを用いた場合の熱伝導率が１．６Ｗ／ｍＫであるのに対して、球状フィラーとしてアルミナを入れた場合の熱伝導率が１．８Ｗ／ｍＫであった。 Incidentally, when the volume ratio of the spherical filler is 50%, the thermal conductivity when silica is used as the spherical filler is 1.6 W / mK, whereas the thermal conductivity when alumina is added as the spherical filler. Was 1.8 W / mK.
上述したように、本実施の形態では、フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなり、さらに必要に応じて、上記球状のフィラーを、全体のフィラー量の０〜６０％含むようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の樹脂を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the filler is a combination of a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, and a spherical filler, and further, if necessary. Since the spherical filler is contained in an amount of 0 to 60% of the total filler amount, it is possible to reduce the viscosity of the resin and to obtain a resin having excellent productivity and high thermal conductivity.
（第４の実施の形態：請求項７、請求項８に対応）
本実施の形態では、シート状またはテープ状の基材（例えば、クロスあるいは不織布）に、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性樹脂を含有して絶縁部材を構成し、さらに当該絶縁部材を複数積層して積層部材を構成している。
(Fourth embodiment: corresponding to claims 7 and 8)
In the present embodiment, the sheet-like or tape-like substrate (for example, cloth or non-woven fabric) contains the high thermal conductive resin of any one of the first to third embodiments. An insulating member is configured, and a plurality of the insulating members are further stacked to form a stacked member.
図６は、本実施の形態による積層部材の具体的な構成例を示す断面図である。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a specific configuration example of the laminated member according to the present embodiment.
すなわち、本実施の形態による積層部材は、図６に示すように、樹脂１を含浸したガラスクロス２を複数枚（本例では５枚）積層し、プレス型３により加熱加圧して成形される積層部材において、樹脂１に、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラー４を含有して成る高熱伝導性樹脂を含有した構成としている。
That is, as shown in FIG. 6, the laminated member according to the present embodiment is formed by laminating a plurality of
本積層部材は、実際には、次のようにして作製する。 The laminated member is actually produced as follows.
すなわち、ビスＦ型エポキシ樹脂１中に、窒化ホウ素４を６０ｖｏｌ％入れ、ガラスクロス２に塗布して、絶縁部材を作製する。
That is, 60 vol% of boron nitride 4 is placed in the bis-F
次に、この絶縁部材を１０枚積層し、プレス型３を用いてホットプレスにより積層部材を作製する。 Next, ten insulating members are laminated, and a laminated member is produced by hot pressing using the press die 3.
ここで、硬化条件は６０℃、５時間とする。 Here, the curing conditions are 60 ° C. and 5 hours.
また、高熱伝導性フィラー４としては、粒径が４．５μｍのフィラーと１６μｍのフィラーとを用いる。 Further, as the high thermal conductive filler 4, a filler having a particle size of 4.5 μm and a filler having a particle size of 16 μm are used.
この時、ガラスクロス２中へ含浸させるため、粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ．になるように、メチルエチルケトンを用いて希釈する。
At this time, since the
以上のように作製した積層部材において、粒径が４．５μｍの高熱伝導性フィラー４を用いた場合には、積層部材中に多くのボイドが見られた。 In the laminated member produced as described above, when the high thermal conductive filler 4 having a particle size of 4.5 μm was used, many voids were observed in the laminated member.
一方、粒径が１６μｍの高熱伝導性フィラー４を用いた場合には、ボイドが少なく、良好な積層部材を得ることができた。 On the other hand, when the high thermal conductive filler 4 having a particle size of 16 μm was used, there were few voids and a good laminated member could be obtained.
以上の説明から明らかなように、ボイドが存在すると、積層部材の絶縁特性および機械特性が低下することから、ボイドを少なくすることは、積層部材を製造する上で重要であり、本実施の形態により、高性能な積層部材を得ることができる。 As is apparent from the above description, if voids are present, the insulating properties and mechanical properties of the laminated member are deteriorated. Therefore, reducing the voids is important in manufacturing the laminated member. Thus, a high performance laminated member can be obtained.
上述したように、本実施の形態では、シート状またはテープ状の基材に、前記
第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性樹脂を含有するようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性の絶縁部材および積層部材を得ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the sheet-like or tape-like base material contains the high thermal conductive resin according to any one of the first to third embodiments. Therefore, it becomes possible to obtain an insulating member and a laminated member that reduce the viscosity of the resin, have excellent productivity, and have high thermal conductivity.
（第５の実施の形態：請求項９に対応）
図７は、本実施の形態による絶縁部材の構成例を示す断面図である。
(Fifth embodiment: corresponding to claim 9)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration example of the insulating member according to the present embodiment.
すなわち、本実施の形態による絶縁部材は、図７に示すように、鱗片状のフィラー５をガラスクロス６に接着して成るシート状またはテープ状の基材において、ガラスクロス６の面に、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラー７を含有して成る高熱伝導性樹脂を含有した構成としている。
That is, as shown in FIG. 7, the insulating member according to the present embodiment is a sheet-like or tape-like base material formed by adhering the scale-like filler 5 to the
本絶縁部材は、実際には、次のようにして作製する。 The insulating member is actually manufactured as follows.
すなわち、鱗片状フィラー５として、フレークマイカを用い、ビスＡ型エポキシ樹脂中に、窒化ホウ素を６０ｖｏｌ％入れ、ガラスクロス６に塗布する。
That is, flake mica is used as the scale-
次に、この材料を加熱処理することにより、高熱伝導性の絶縁部材（本例では、マイカテープ）を作製する。 Next, by heat-treating this material, a highly thermally conductive insulating member (in this example, a mica tape) is produced.
ここで、高熱伝導性フィラー７としては、窒化ホウ素を用いる。 Here, boron nitride is used as the high thermal conductive filler 7.
また、高熱伝導性フィラー７としては、粒径が１６μｍのフィラーと粒径が４．５μｍのフィラーとの２種類のフィラーを比較し、いずれも粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ．になるように、メチルエチルケトンを用いて希釈した後に塗布する。 Further, as the high thermal conductive filler 7, two kinds of fillers, a filler having a particle diameter of 16 μm and a filler having a particle diameter of 4.5 μm, were compared, and the viscosity was 100 mPa · sec. The solution is diluted with methyl ethyl ketone and coated.
以上のように作製した絶縁部材であるマイカテープをアルミバーに巻き、剥がれ難さを調べたところ、粒径が４．５μｍの高熱伝導性フィラー７を用いたマイカテープは、剥がれ易く、歩留まりが２０％程度になるものもあった。 When the mica tape, which is an insulating member produced as described above, is wound around an aluminum bar and examined for difficulty in peeling, the mica tape using the high thermal conductive filler 7 having a particle size of 4.5 μm is easy to peel off and the yield is high. Some were about 20%.
これに対して、粒径が１６μｍの高熱伝導性フィラー７を用いたマイカテープでは、剥がれが発生しなかった。 In contrast, the mica tape using the high thermal conductive filler 7 having a particle size of 16 μm did not peel off.
以上の説明から明らかなように、作業性が良く、接着層の接着力を低下させず剥がれ難い絶縁部材（マイカテープ）を得ることができる。 As is clear from the above description, it is possible to obtain an insulating member (mica tape) that is easy to work and does not deteriorate the adhesive force of the adhesive layer and is difficult to peel off.
上述したように、本実施の形態では、鱗片状のフィラーをガラスクロスに接着して成るシート状またはテープ状の基材におけるガラスクロスの面に、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性樹脂を含有するようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性であり、しかも接着層の接着力を低下させない絶縁部材を得ることが可能となる。 As described above, in this embodiment, any one of the first to third embodiments is provided on the surface of the glass cloth in a sheet-like or tape-like base material obtained by adhering a scaly filler to the glass cloth. Since the high thermal conductivity resin of one embodiment is contained, the viscosity of the resin is lowered, the productivity is excellent, the thermal conductivity is high, and the insulation does not reduce the adhesive strength of the adhesive layer. A member can be obtained.
（第６の実施の形態：請求項１０、請求項１１に対応）
図８は、本実施の形態による絶縁コイルおよび電気機器の構成例を示す要部斜視図である。
(Sixth embodiment: corresponding to
FIG. 8 is a perspective view of a main part showing a configuration example of the insulating coil and the electric device according to the present embodiment.
すなわち、本実施の形態では、図８に示すように、前記第５の実施の形態の高熱伝導性樹脂を用いて成る絶縁部材（鱗片状のフィラーをガラスクロスに接着してなるマイカテープ）８を、コイル（導体）９の周囲に巻回し、硬化させて絶縁コイルを構成し、さらに当該絶縁コイルを備えて、回転電機、変圧器等の電気機器を構成している。 That is, in this embodiment, as shown in FIG. 8, an insulating member (a mica tape formed by adhering a scaly filler to a glass cloth) 8 using the high thermal conductive resin of the fifth embodiment. Is wound around a coil (conductor) 9 and cured to form an insulating coil, and further, the insulating coil is provided to constitute an electrical device such as a rotating electrical machine or a transformer.
本絶縁コイルは、実際には、次のようにして作製する。 The insulated coil is actually manufactured as follows.
すなわち、鱗片状フィラーとして、フレークマイカを用い、ビスＡ型エポキシ樹脂中に、窒化ホウ素を６０ｖｏｌ％入れ、ガラスクロスに塗布する。 That is, flake mica is used as a scaly filler, and boron nitride is added in a volume of 60 vol% in a bis-A type epoxy resin and applied to a glass cloth.
次に、この材料を加熱処理し、半硬化した状態で、半硬化状態の高熱伝導性マイカテープ８を得た。
Next, this material was heat-treated, and a semi-cured highly thermally
次に、この高熱伝導性マイカテープ８を、素線を束ねたコイル９の周囲に巻回し、加熱硬化することにより、熱伝導性に優れた回転電機用の絶縁コイルを作製する。
Next, this high thermal
ここで、高熱伝導性フィラーとしては、粒径が１６μｍのフィラーと粒径が４．５μｍのフィラーとの２種類のフィラーを比較し、いずれも粘度が１００ｍＰａ・ｓｅｃ．になるように、メチルエチルケトンを用いて希釈した後に塗布する。 Here, as the high thermal conductive filler, two types of fillers, a filler having a particle size of 16 μm and a filler having a particle size of 4.5 μm, were compared, and the viscosity was 100 mPa · sec. The solution is diluted with methyl ethyl ketone and coated.
以上のように作製した絶縁コイルの交流絶縁破壊電圧は、粒径が１６μｍのフィラーを用いた絶縁コイルの方が、粒径が４．５μｍのフィラーを用いた絶縁コイルの場合よりも高かった。これは、溶剤量が少ないために、マイカ層内のボイド等の欠陥を無くすことができたためであると考えられる。 The AC breakdown voltage of the insulating coil produced as described above was higher in the insulating coil using the filler having a particle size of 16 μm than in the insulating coil using the filler having a particle size of 4.5 μm. This is considered to be because defects such as voids in the mica layer could be eliminated because the amount of the solvent was small.
上述したように、本実施の形態では、前記第５の実施の形態の高熱伝導性樹脂を用いて成る絶縁部材を、コイルの周囲に巻回し、硬化させるようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れており、かつ高熱伝導性であり、しかも高い絶縁破壊電圧を持つ絶縁コイルならびにそれを備えた電気機器を得ることが可能となる。 As described above, in this embodiment, the insulating member made of the high thermal conductive resin of the fifth embodiment is wound around the coil and cured, so that the viscosity of the resin is reduced. Therefore, it is possible to obtain an insulating coil that is excellent in productivity, has high thermal conductivity, and has a high breakdown voltage, and an electric device including the same.
（第７の実施の形態：請求項１２、請求項１３に対応）
図９は、本実施の形態による注型部材および電気機器の構成例を示す要部斜視図である。
(Seventh embodiment: corresponding to claims 12 and 13)
FIG. 9 is a perspective view of a principal part showing a configuration example of a casting member and an electric device according to the present embodiment.
すなわち、本実施の形態では、図９に示すように、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂１０を、注型用樹脂として含有して成る注型部材を、コイル（導体）１１の周囲にモールドして、モールド回転電機、モールド変圧器等のモールド電気機器を構成している。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9, a high thermal
以上のような注型用樹脂を含有して成る注型部材においては、溶剤で薄めると、注型部品内にボイドが発生し、絶縁性能が低下することから、溶剤による希釈は行なわない。 In the casting member containing the casting resin as described above, if it is diluted with a solvent, voids are generated in the casting part and the insulation performance is deteriorated. Therefore, dilution with the solvent is not performed.
また、粘度が高くなると、流動性が悪く、注型することができなくなるため、できるだけ粘度を低く保つことが必要である。 Further, when the viscosity is increased, the fluidity is poor and casting cannot be performed. Therefore, it is necessary to keep the viscosity as low as possible.
通常は、フィラーの量を低減して、流動性を保つ。 Usually, the amount of filler is reduced to maintain fluidity.
例えば、モールド変圧器に使用する樹脂として、４０００ｍＰａ・ｓｅｃ．の樹脂を用いた場合には、粒径が１６μｍの単体のフィラーでは、２０ｖｏｌ％程度しか含有することができないが、球状のフィラーを全フィラー量の２０ｖｏｌ％添加することによって、全フィラー量として４０ｖｏｌ％含有することが可能となる。 For example, as a resin used for a mold transformer, 4000 mPa · sec. In the case of using the above resin, a single filler having a particle size of 16 μm can contain only about 20 vol%. However, by adding 20 vol% of a spherical filler, the total amount of filler is 40 vol. % Can be contained.
これにより、高充填とすることが可能となり、モールド層の熱伝導率が向上し、電流密度を上げることができるため、小型化した電気機器を得ることができる。 Thereby, it becomes possible to make high filling, the thermal conductivity of the mold layer is improved, and the current density can be increased, so that a miniaturized electric apparatus can be obtained.
また、樹脂の粘度は、年数が経つに連れて上昇するため、初期の粘度をできるだけ低くすることが好ましい。 Further, since the viscosity of the resin increases as the years pass, it is preferable to reduce the initial viscosity as low as possible.
例えば、図９に示すモールド変圧器に使用する樹脂の場合には、粘度が高くなった樹脂の流動性を回復するために加温して使用するが、このような場合、樹脂の粘度上昇をさらに助長することから、樹脂のポットライフを短くする結果となる。 For example, in the case of the resin used in the mold transformer shown in FIG. 9, it is used by heating in order to recover the fluidity of the resin whose viscosity has been increased. This further promotes the result of shortening the pot life of the resin.
そこで、前記第１乃至第３の実施の形態で述べた方法により、樹脂の粘度を下げることができれば、高生産性の注型用樹脂を含有して成る注型部材を得ることができる。 Therefore, if the viscosity of the resin can be lowered by the method described in the first to third embodiments, a casting member containing a highly productive casting resin can be obtained.
（変形例）
前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂を、注型用樹脂として含有して成る注型部材を、絶縁スペーサとして使用し、当該絶縁スペーサにより母線（導体）を支持して、ガス絶縁開閉装置（ＧＩＳ）もしくは管路気中送電装置（ＧＩＬ）等のモールド電気機器を構成している。
(Modification)
A casting member containing the high thermal conductive resin containing the high thermal conductive filler of any one of the first to third embodiments as a casting resin is used as an insulating spacer. And a bus bar (conductor) is supported by the insulating spacer to constitute a molded electric device such as a gas insulated switchgear (GIS) or a pipeline air power transmission device (GIL).
本変形例の注型部材および電気機器においても、上記実施の形態と同様に、高充填とすることが可能となり、モールド層の熱伝導率が向上し、電流密度を上げることができるため、小型化した電気機器を得ることができる。 Also in the casting member and the electric device of this modification, as in the above embodiment, it is possible to achieve high filling, and the thermal conductivity of the mold layer can be improved and the current density can be increased. An electric device can be obtained.
上述したように、本実施の形態では、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂を、注型用樹脂として含有するようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れた注型部材を得ることができ、さらにそれを備えた小型化された電気機器を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the high thermal conductive resin containing the high thermal conductive filler according to any one of the first to third embodiments is used as a casting resin. Since it contains, the viscosity of resin can be lowered | hung, the casting member excellent in productivity can be obtained, and also it becomes possible to obtain the miniaturized electric equipment provided with it.
（第８の実施の形態：請求項１４、請求項１５に対応）
本実施の形態では、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂を、封止用樹脂として含有して成る封止部材を、半導体ＩＣチップの周囲に封止して、半導体装置を構成している。
(Eighth embodiment: corresponding to claims 14 and 15)
In the present embodiment, a high thermal conductive resin containing the high thermal conductive filler of any one of the first to third embodiments is used as a sealing resin. The stop member is sealed around the semiconductor IC chip to constitute the semiconductor device.
以上のような封止用樹脂を含有して成る封止部材においては、溶剤で薄めると、封止部品内にボイドが発生し、絶縁性能が低下することから、溶剤による希釈は行なわない。 In the sealing member containing the sealing resin as described above, if it is diluted with a solvent, voids are generated in the sealing component and the insulation performance is deteriorated. Therefore, dilution with the solvent is not performed.
また、粘度が高くなると、流動性が悪く、注型することができなくなるため、できるだけ粘度を低く保つことが必要である。 Further, when the viscosity is increased, the fluidity is poor and casting cannot be performed. Therefore, it is necessary to keep the viscosity as low as possible.
通常は、フィラーの量を低減して、流動性を保つ。 Usually, the amount of filler is reduced to maintain fluidity.
例えば、半導体素子に使用する樹脂として、４０００ｍＰａ・ｓｅｃ．の樹脂を用いた場合には、粒径が１６μｍの単体のフィラーでは、２０ｖｏｌ％程度しか含有することができないが、球状のフィラーを全フィラー量の２０ｖｏｌ％添加することによって、全フィラー量として４０ｖｏｌ％含有することが可能となる。 For example, as a resin used for a semiconductor element, 4000 mPa · sec. In the case of using the above resin, a single filler having a particle size of 16 μm can contain only about 20 vol%. However, by adding 20 vol% of a spherical filler, the total amount of filler is 40 vol. % Can be contained.
これにより、高充填とすることが可能となり、封止層の熱伝導率が向上するため、製造が容易で高性能の半導体装置を得ることができる。 As a result, high filling can be achieved, and the thermal conductivity of the sealing layer is improved, so that a high-performance semiconductor device that is easy to manufacture can be obtained.
また、樹脂の粘度は、年数が経つに連れて上昇するため、初期の粘度をできるだけ低くすることが好ましい。 Further, since the viscosity of the resin increases as the years pass, it is preferable to reduce the initial viscosity as low as possible.
例えば、半導体装置に使用する樹脂の場合には、粘度が高くなった樹脂の流動性を回復するために加温して使用するが、このような場合、樹脂の粘度上昇をさらに助長することから、樹脂のポットライフを短くする結果となる。 For example, in the case of a resin used for a semiconductor device, it is used by heating in order to recover the fluidity of the resin whose viscosity has been increased. As a result, the pot life of the resin is shortened.
そこで、前記第１乃至第３の実施の形態で述べた方法により、樹脂の粘度を下げることができれば、高性能性の封止用樹脂を含有して成る封止部材を得ることができる。 Therefore, if the resin viscosity can be lowered by the methods described in the first to third embodiments, a sealing member containing a high-performance sealing resin can be obtained.
すなわち、半導体を製造する場合に、絶縁樹脂層を形成する手法として、射出成形がある。また、例えば“公開特許第２０００−２４３７７４号”に示されるように、チップサイズパッケージと称される高密度集積回路に使用される半導体では、所定の樹脂を回路上に流し、自重でもって平滑化する手法等もある。 That is, injection molding is a method for forming an insulating resin layer when manufacturing a semiconductor. For example, as shown in “Publication No. 2000-243774”, in a semiconductor used for a high-density integrated circuit called a chip size package, a predetermined resin is flowed on the circuit and smoothed by its own weight. There are also techniques to do this.
そして、これらに用いる樹脂としては、高い流動性が必要であることは勿論のこと、信頼性の面からは高い熱伝導性が必要とされる。 And as resin used for these, not only high fluidity | liquidity is required but high heat conductivity is required from the surface of reliability.
この点、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂を、封止用樹脂として含有して成る封止部材においては、以上の説明から明らかなように、高い流動性と高い熱伝導性とを兼ね備えているため、製造を容易とし、高性能な半導体装置を得ることができる。 In this regard, in a sealing member containing the high thermal conductive resin containing the high thermal conductive filler of any one of the first to third embodiments as a sealing resin As is clear from the above description, since it has both high fluidity and high thermal conductivity, it can be easily manufactured and a high-performance semiconductor device can be obtained.
上述したように、本実施の形態では、前記第１乃至第３の実施の形態のいずれか一つの実施の形態の高熱伝導性フィラーを含有して成る高熱伝導性樹脂を、注型用樹脂として含有するようにしているので、樹脂の粘度を下げ、生産性に優れた注型部材を得ることができ、さらにそれを用いた製造が容易で、しかも高性能な半導体装置を得ることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the high thermal conductive resin containing the high thermal conductive filler according to any one of the first to third embodiments is used as a casting resin. As it is contained, it is possible to reduce the viscosity of the resin, obtain a casting member with excellent productivity, and further to obtain a high-performance semiconductor device that is easy to manufacture using it. Become.
１…樹脂、
２…ガラスクロス、
３…プレス型、
４…高熱伝導性フィラー、
５…鱗片状のフィラー、
６…ガラスクロス、
７…高熱伝導性フィラー、
８…絶縁部材（マイカテープ）、
９…コイル（導体）、
１０…高熱伝導性樹脂、
１１…コイル（導体）。
1 ... resin,
2 ... Glass cloth,
3 ... press mold,
4 ... High thermal conductive filler,
5 ... Scale-like filler,
6 ... Glass cloth,
7 ... High thermal conductive filler,
8 ... Insulating member (mica tape),
9 ... Coil (conductor),
10: High thermal conductive resin,
11: Coil (conductor).
Claims (15)
前記フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーを、全体のフィラー量の５０％以上含んで成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In a high thermal conductive resin comprising a particulate filler having high thermal conductivity in a resin,
A high thermal conductive resin comprising, as the filler, a high thermal conductive filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more of 50% or more of the total amount of filler.
前記フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下の高熱伝導性フィラーとを組み合わせてなり、
さらに前記熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が２．５〜５μｍ以下のものを、全体のフィラー量の０〜３０％含んで成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In a high thermal conductivity resin comprising a particulate filler having high thermal conductivity in a resin,
As the filler, a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, and a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 2.5 to 5 μm or less. In combination with
Further, a high thermal conductive resin comprising 0 to 30% of the total filler amount having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 2.5 to 5 μm or less.
前記フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなるものを含んで成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In a high thermal conductivity resin comprising a particulate filler having high thermal conductivity in a resin,
A high thermal conductivity resin comprising a combination of a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more and a spherical filler as the filler.
前記フィラーとして、熱伝導率が１０Ｗ／ｍＫ以上でかつ粒径が９μｍ以上の高熱伝導性フィラーと、球状のフィラーとを組み合わせてなり、
さらに前記球状のフィラーを、全体のフィラー量の０〜６０％含んで成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In a high thermal conductivity resin comprising a particulate filler having high thermal conductivity in a resin,
As the filler, a combination of a high thermal conductivity filler having a thermal conductivity of 10 W / mK or more and a particle size of 9 μm or more, and a spherical filler,
Furthermore, the high heat conductive resin characterized by including the said spherical filler 0 to 60% of the whole filler amount.
前記球状のフィラーとしては、アルミナを用いて成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In the high thermal conductive resin according to claim 3 or 4,
A high thermal conductive resin characterized in that alumina is used as the spherical filler.
前記高熱伝導性フィラーとしては、窒化ホウ素を用いて成ることを特徴とする高熱伝導性樹脂。 In the high thermal conductive resin according to any one of claims 1 to 5,
The high thermal conductive filler is made of boron nitride as the high thermal conductive filler.
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