JP3396510B2 - 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 - Google Patents
耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐水性の優れた窒化ア
ルミニウム粉末の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】窒化アルミニウムが高熱伝導性を有して
いることは公知であり、その焼結体は高熱伝導性セラミ
ックスとして利用されている。窒化アルミニウム粉末を
ＩＣ封止材や接着剤を含めた樹脂混練材用のフィラーと
して使用することも検討されている。 【０００３】また、窒化アルミニウムは水との反応性が
強いため、水と接触すると加水分解を受け、アンモニア
を発生しながら水和アルミナに分解される性質を有して
いることも公知である。窒化アルミニウムの加水分解は
大気中の水分によっても進行するため、窒化アルミニウ
ム粉末を上記フィラーとして使用した場合高温高湿条件
下でフィラーの品質が著しく低下してしまう問題が生ず
る。 【０００４】この問題を解消すべく、窒化アルミニウム
粉末を約７００℃〜１０００℃の空気中で加熱して表面
に酸化アルミニウム皮膜を形成することにより、窒化ア
ルミニウム粉末の耐水性を改善する方法が提案されてい
る。窒化アルミニウム粉末を特定量の無機もしくは有機
燐酸化合物で処理して表面に燐酸系皮膜を形成すること
により、窒化アルミニウム粉末の耐水性を改善する方法
も提案されている（特開平２−１４１４０９号、特開平
２−１４１４１０号）。しかしながら、何れの方法でも
窒化アルミニウム粉末の耐水性を高温高湿条件下で安定
に維持することができない。 【０００５】 【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、高
温高湿条件下にあっても安定な耐水性を有する窒化アル
ミニウム粉末を提供することである。 【０００６】本発明の他の目的は、ＩＣ封止材や樹脂混
練材用のフィラーとして使用するのに適した耐水性の優
れた窒化アルミニウム粉末を提供することである。 【０００７】本発明の更なる目的は、耐水性の優れた窒
化アルミニウム粉末を得るための製造方法を提供するこ
とである。 【０００８】 【問題点を解決するための手段】今回、表面に酸化アル
ミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜を有する窒化アルミニ
ウム粉末に特定量の有機珪素系カップリング剤、有機燐
酸系カップリング剤及び分子中にホスフェート基を含有
する有機チタン系カップリング剤から選択される少なく
とも１つのカップリング剤を窒化アルミニウム粉末１０
０重量部当たり０．１〜１０重量部の量添加して処理す
ることにより、耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末が
製造され得ることが知見された。 【０００９】従って、本発明により提供される耐水性の
優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法は、表面に酸化
アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末に有機珪素系カップリング剤、有機燐酸系
カップリング剤及び分子中にホスフェート基を含有する
有機チタン系カップリング剤から選択される少なくとも
１つのカップリング剤を窒化アルミニウム粉末１００重
量部当たり０．１〜１０重量部の量添加して処理するこ
とを特徴とする。 【００１０】本発明方法は、未処理の窒化アルミニウム
粉末の表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜
を設けるための一次処理工程と、一次処理された窒化ア
ルミニウムの表面に更に耐水性に優れた皮膜を形成する
ための二次処理工程から成る。 【００１１】一次処理を受ける窒化アルミニウム粉末は
特に限定されず、粉末アルミニウムを窒素中で加熱する
直接窒化法、酸化アルミニウムと炭素の混合物を窒素中
で加熱する酸化アルミニウム還元法等の任意の方法で製
造した窒化アルミニウム粉末であり得る。通常、平均粒
径が約０．１μｍ〜約１mmの窒化アルミニウム粉末を使
用する。 【００１２】一次処理は公知方法に従って行われる。す
なわち、表面に酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末を得るためには、窒化アルミニウム粉末を
約７００℃〜１０００℃の空気中で加熱すれば良い。ま
た、表面に燐酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末を
得るためには、窒化アルミニウム粉末を、該窒化アルミ
ニウム粉末１００重量部当たり０．０５〜１０重量部の
無機燐酸化合物で処理するか、または該窒化アルミニウ
ム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量部の有機燐
酸化合物で処理後約１５０〜８００℃の温度で加熱処理
すれば良い。 【００１３】二次処理は、一次処理された窒化アルミニ
ウム粉末を適当な溶剤に分散させ、この分散液に撹拌し
ながら二次処理用カップリング剤を滴下することによ
り、所定量のカップリング剤を窒化アルミニウム粉末と
ゆるやかに反応させ、耐水性に優れた皮膜を形成する。 【００１４】一次処理された窒化アルミニウム粉末を分
散させる溶剤としては低沸点溶剤が好ましい。通常、中
低級アルカン（例えばｎ−ヘキサン、ｎ−オクタンまた
はｎ−デカン）を単独で、またはこれらと混和性のある
エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等の
低級アルコールまたはアセトンと併用して使用され得
る。溶剤中に水を混入させることは避けるべきである。 【００１５】前記した溶剤は、窒化アルミニウム粉末の
分散剤として作用すると同時に二次処理用カップリング
剤の溶剤としても作用する。従って、二次処理用カップ
リング剤を一次処理した窒化アルミニウム粉末の分散液
に滴下させる際、カップリング剤を窒化アルミニウム粉
末を分散させるに使用したと同一の溶剤に溶解させたも
のを滴下させることが好ましい。 【００１６】本発明において、二次処理用カップリング
剤を有機珪素系カップリング剤、有機燐酸系カップリン
グ剤及び分子中にホスフェート基を含有する有機チタン
系カップリング剤から選択することが重要である。 【００１７】有機珪素系カップリング剤としては、メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエ
トキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン等が例示される。 【００１８】有機燐酸系カップリング剤としては、式： （ＲＯ）2 Ｐ（Ｏ）ＯＨまたはＲＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）2 ［式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル、アルケニルも
しくはアリール基である］で表わされる酸性燐酸エステ
ル類、例えばブチルアシッドホスフェート、イソアミル
アシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェー
ト、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッ
ドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート
等；同様な亜燐酸エステル類、燐酸エステル類等が例示
される。 【００１９】分子中にホスフェート基を含有する有機チ
タン系カップリング剤としては、イソプロピルトリス
（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、ビス
（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチ
タネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチ
レンチタネート、イソプロピルトリ（ジオククチルホス
フェート）チタネート等が例示される。 【００２０】複数の二次処理用カップリング剤を使用す
ることも可能であり、例えば同一種類のカップリング剤
の混合物や他種類のカップリング剤の組合わせを使用し
ても良い。 【００２１】本発明では二次処理用カップリング剤の量
も重要である。その量は、一次処理された窒化アルミニ
ウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量部の範囲
でなければならない。０．１重量部未満では窒化アルミ
ニウム粉末の耐水性の改善が十分でなく、一方１０重量
部を越えるときには窒化アルミニウム粉末中の酸素含有
量が増大し、粉末同士の凝集が強くなるので好ましくな
い。好ましくは、二次処理用カップリング剤を一次処理
された窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．
２〜４重量部使用する。 【００２２】本発明方法の二次処理工程では、一次処理
により表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜
を有する窒化アルミニウム粉末に対して特定量の特定の
カップリング剤を滴下することにより、所定量のカップ
リング剤と窒化アルミニウム粉末との反応が生ずる。一
次処理した窒化アルミニウムとカップリング剤とを反応
させる温度は特に限定されないが、通常室温〜８０℃の
範囲で選択され、好ましくは３０℃〜６０℃である。 【００２３】 【実施例】以下、本発明の非限定的実施例を示す。 【００２４】実施例１ 一次処理した窒化アルミニウム粉末として、市販の平均
粒径約７μｍの窒化アルミニウム粉末（ＴＯＹＡＬＮＩ
ＴＥ ＵＭ、東洋アルミニウム製）を６００℃、８００
℃または１０００℃で空気中で加熱して酸化アルミニウ
ム皮膜を有するもの、市販の平均粒径約７μｍの窒化ア
ルミニウム粉末（ＴＯＹＡＬＮＩＴＥＵＭ、東洋アルミ
ニウム製）を８５％オルトリン酸で処理して燐酸系皮膜
を有するもの、および窒化アルミニウム粉末（ＴＯＹＡ
ＬＮＩＴＥ ＵＭ、東洋アルミニウム製）をブチルアシ
ッドホスフェートで処理後８００℃で５時間加熱処理し
て燐酸系皮膜を有するもの（ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ ＷＭ
−２、東洋アルミニウム製）を用意した。 【００２５】容量１０００mlの容器にｎ−ヘキサン４０
０mlを導入後、一次処理した窒化アルミニウム粉末１０
０ｇを添加し、撹拌して窒化アルミニウム分散液を作成
した。容器を油浴上で振動させることにより、分散液を
撹拌しながら約５０℃に加温した。次いで各種カップリ
ング剤１ｇをイソプロピルアルコール／ｎ−ヘキサン
（１：１）５０mlに溶解させたものを３０分かけて滴下
し、ゆるやかに反応させた。十分に反応させた後、溶剤
を除去し、さらに１２０℃で加熱乾燥させて、二次処理
した窒化アルミニウム粉末を得た。 【００２６】こうして二次処理した窒化アルミニウム粉
末の耐水性を次のように試験した。 【００２７】二次処理した窒化アルミニウム粉末４ｇと
イミド変性エポキシ樹脂粉末（Bestlex ＬＳ：住友化学
製）１ｇを乳鉢、次いでボールミルで十分に撹拌混合し
て試料を作成した。この試料０．３ｇを小型加熱プレス
成形機の金型（内径１．０cm）に導入し、無加圧下で１
８０℃で５分間加熱後、荷重３００kg／cm2 の加圧下で
１８０℃で２５分間加熱して成形体を得た。この成形体
の硬化反応を完成させるために、さらに２００℃で２時
間後加熱した。 【００２８】このようにして作成した成形体を小型オー
トクレーブ装置（三愛科学製 ＨＵ−１００）に導入し
て、１２１℃×２気圧×２２０時間のプレッシャークッ
カー試験（ＰＣＴ）を負荷した。耐水性は、試験終了時
の成形体および試験終了後さらに１００℃で５時間加熱
した後の成形体の吸水率（重量％）と絶縁抵抗値（ＨＰ
４３３９Ａ：ハイレジスタンスメータ、ＹＨＰ社製にて
測定）の変化によって評価した。 【００２９】結果を以下の表に示す。表には、後加熱後
の成形体の熱伝導率の測定結果も併記した。 【００３０】 【表１】【００３１】表中の各略号は次の物質を指す：原料窒化アルミニウム粉末 ＵＭ ：未処理の窒化アルミニウム粉末（TOYALNITE
UM） ＵＭ−１：TOYALNITE UMを空気中で 600℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＵＭ−２：TOYALNITE UMを空気中で 800℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＵＭ−３：TOYALNITE UMを空気中で1000℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＷＭ−１：TOYALNITE UMを85％オルトリン酸で処理して
製造した燐酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末 ＷＭ−２：TOYALNITE UMをブチルアシッドホスフェート
で処理後加熱して製造した燐酸系皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末有機珪素系カップリング剤 Ａ−１８６：β-(3,4-エポキシシクロヘキシル) エチル
トリメトキシシラン（日本ユニカ製） Ａ−１８７：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン（日本ユニカ製） Ａ− 1100 ：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
（日本ユニカ製） Ａ−１６２：メチルトリエトキシシラン（日本ユニカ
製）有機燐酸系カップリング剤 ＪＰ−４：ブチルアシッドホスフェート（城北化学製） Ａ−１２：ラウリルアシッドホスフェート（堺化学製） Ａ−１８：オレイルアシッドホスフェート（堺化学製）有機チタン系カップリング剤 ＫＲ138 Ｓ：ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オ
キシアセトチタネート（味の素製） ＫＲ４４：アミノキガンコウチタネート（味の素製） Ｓ−１５２：アシレートキガンコウチタネート（日本曹
達製）その他のカップリング剤 ＡＬ−Ｍ：アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピ
レート（味の素製） Qullon−C ：Ｗｅｒｎｅｒガタクロメート（Du Pont
製）。 【００３２】各種カップリング剤を用いた二次処理によ
る耐水性改善効果を比較した表から明らかな通り、有機
珪素系カップリング剤、有機燐酸系カップリング剤及び
分子中にホスフェート基を含有する有機チタン系カップ
リング剤で二次処理した窒化アルミニウム粉末を含む成
形体は、一次処理のみを施した窒化アルミニウム粉末や
本発明外のカップリング剤で二次処理した窒化アルミニ
ウム粉末の場合より吸水率が低く、絶縁抵抗値が高いこ
とから、一次処理と二次処理による相乗効果が確認され
た。なお、一次処理を施していない未処理の窒化アルミ
ニウム粉末を本発明の特定のカップリング剤で二次処理
しても、所望の効果が得られなかったことから、本発明
において一次処理と二次処理との組み合わせが非常に重
要であることが明らかである。また二次処理によって熱
伝導率の低下が生ずるかと懸念されたが、熱伝導率の低
下は極めて小さく、問題となる程ではなかった。 【００３３】 【発明の効果】表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐
酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末に有機珪素系カ
ップリング剤、有機燐酸系カップリング剤及び分子中に
ホスフェート基を含有する有機チタン系カップリング剤
から選択される少なくとも１つのカップリング剤を窒化
アルミニウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量
部の量添加して処理することを特徴とする本発明方法に
より、耐水性のより優れた窒化アルミニウム粉末が製造
され得る。 【００３４】本発明方法で製造される窒化アルミニウム
粉末は、フィラー材として優れた耐水性を有しており、
かつ殆んど凝集することもないので、ＩＣ封止材や接着
剤を含めた樹脂混練用フィラーとしての使用が可能であ
る。 【００３５】さらに、本発明の窒化アルミニウム粉末は
特別の製造工程を必要としないので安価に得ることがで
きる。
ルミニウム粉末の製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】窒化アルミニウムが高熱伝導性を有して
いることは公知であり、その焼結体は高熱伝導性セラミ
ックスとして利用されている。窒化アルミニウム粉末を
ＩＣ封止材や接着剤を含めた樹脂混練材用のフィラーと
して使用することも検討されている。 【０００３】また、窒化アルミニウムは水との反応性が
強いため、水と接触すると加水分解を受け、アンモニア
を発生しながら水和アルミナに分解される性質を有して
いることも公知である。窒化アルミニウムの加水分解は
大気中の水分によっても進行するため、窒化アルミニウ
ム粉末を上記フィラーとして使用した場合高温高湿条件
下でフィラーの品質が著しく低下してしまう問題が生ず
る。 【０００４】この問題を解消すべく、窒化アルミニウム
粉末を約７００℃〜１０００℃の空気中で加熱して表面
に酸化アルミニウム皮膜を形成することにより、窒化ア
ルミニウム粉末の耐水性を改善する方法が提案されてい
る。窒化アルミニウム粉末を特定量の無機もしくは有機
燐酸化合物で処理して表面に燐酸系皮膜を形成すること
により、窒化アルミニウム粉末の耐水性を改善する方法
も提案されている（特開平２−１４１４０９号、特開平
２−１４１４１０号）。しかしながら、何れの方法でも
窒化アルミニウム粉末の耐水性を高温高湿条件下で安定
に維持することができない。 【０００５】 【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、高
温高湿条件下にあっても安定な耐水性を有する窒化アル
ミニウム粉末を提供することである。 【０００６】本発明の他の目的は、ＩＣ封止材や樹脂混
練材用のフィラーとして使用するのに適した耐水性の優
れた窒化アルミニウム粉末を提供することである。 【０００７】本発明の更なる目的は、耐水性の優れた窒
化アルミニウム粉末を得るための製造方法を提供するこ
とである。 【０００８】 【問題点を解決するための手段】今回、表面に酸化アル
ミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜を有する窒化アルミニ
ウム粉末に特定量の有機珪素系カップリング剤、有機燐
酸系カップリング剤及び分子中にホスフェート基を含有
する有機チタン系カップリング剤から選択される少なく
とも１つのカップリング剤を窒化アルミニウム粉末１０
０重量部当たり０．１〜１０重量部の量添加して処理す
ることにより、耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末が
製造され得ることが知見された。 【０００９】従って、本発明により提供される耐水性の
優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法は、表面に酸化
アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末に有機珪素系カップリング剤、有機燐酸系
カップリング剤及び分子中にホスフェート基を含有する
有機チタン系カップリング剤から選択される少なくとも
１つのカップリング剤を窒化アルミニウム粉末１００重
量部当たり０．１〜１０重量部の量添加して処理するこ
とを特徴とする。 【００１０】本発明方法は、未処理の窒化アルミニウム
粉末の表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜
を設けるための一次処理工程と、一次処理された窒化ア
ルミニウムの表面に更に耐水性に優れた皮膜を形成する
ための二次処理工程から成る。 【００１１】一次処理を受ける窒化アルミニウム粉末は
特に限定されず、粉末アルミニウムを窒素中で加熱する
直接窒化法、酸化アルミニウムと炭素の混合物を窒素中
で加熱する酸化アルミニウム還元法等の任意の方法で製
造した窒化アルミニウム粉末であり得る。通常、平均粒
径が約０．１μｍ〜約１mmの窒化アルミニウム粉末を使
用する。 【００１２】一次処理は公知方法に従って行われる。す
なわち、表面に酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末を得るためには、窒化アルミニウム粉末を
約７００℃〜１０００℃の空気中で加熱すれば良い。ま
た、表面に燐酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末を
得るためには、窒化アルミニウム粉末を、該窒化アルミ
ニウム粉末１００重量部当たり０．０５〜１０重量部の
無機燐酸化合物で処理するか、または該窒化アルミニウ
ム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量部の有機燐
酸化合物で処理後約１５０〜８００℃の温度で加熱処理
すれば良い。 【００１３】二次処理は、一次処理された窒化アルミニ
ウム粉末を適当な溶剤に分散させ、この分散液に撹拌し
ながら二次処理用カップリング剤を滴下することによ
り、所定量のカップリング剤を窒化アルミニウム粉末と
ゆるやかに反応させ、耐水性に優れた皮膜を形成する。 【００１４】一次処理された窒化アルミニウム粉末を分
散させる溶剤としては低沸点溶剤が好ましい。通常、中
低級アルカン（例えばｎ−ヘキサン、ｎ−オクタンまた
はｎ−デカン）を単独で、またはこれらと混和性のある
エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール等の
低級アルコールまたはアセトンと併用して使用され得
る。溶剤中に水を混入させることは避けるべきである。 【００１５】前記した溶剤は、窒化アルミニウム粉末の
分散剤として作用すると同時に二次処理用カップリング
剤の溶剤としても作用する。従って、二次処理用カップ
リング剤を一次処理した窒化アルミニウム粉末の分散液
に滴下させる際、カップリング剤を窒化アルミニウム粉
末を分散させるに使用したと同一の溶剤に溶解させたも
のを滴下させることが好ましい。 【００１６】本発明において、二次処理用カップリング
剤を有機珪素系カップリング剤、有機燐酸系カップリン
グ剤及び分子中にホスフェート基を含有する有機チタン
系カップリング剤から選択することが重要である。 【００１７】有機珪素系カップリング剤としては、メチ
ルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビ
ニルトリクロルシラン、ビニルトリス（β−メトキシエ
トキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシ
ル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプト
プロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリ
メトキシシラン等が例示される。 【００１８】有機燐酸系カップリング剤としては、式： （ＲＯ）2 Ｐ（Ｏ）ＯＨまたはＲＯＰ（Ｏ）（ＯＨ）2 ［式中、Ｒは炭素数１〜１８のアルキル、アルケニルも
しくはアリール基である］で表わされる酸性燐酸エステ
ル類、例えばブチルアシッドホスフェート、イソアミル
アシッドホスフェート、ラウリルアシッドホスフェー
ト、ステアリルアシッドホスフェート、オレイルアシッ
ドホスフェート、ノニルフェニルアシッドホスフェート
等；同様な亜燐酸エステル類、燐酸エステル類等が例示
される。 【００１９】分子中にホスフェート基を含有する有機チ
タン系カップリング剤としては、イソプロピルトリス
（ジオクチルパイロホスフェート）チタネート、ビス
（ジオクチルパイロホスフェート）オキシアセテートチ
タネート、ビス（ジオクチルパイロホスフェート）エチ
レンチタネート、イソプロピルトリ（ジオククチルホス
フェート）チタネート等が例示される。 【００２０】複数の二次処理用カップリング剤を使用す
ることも可能であり、例えば同一種類のカップリング剤
の混合物や他種類のカップリング剤の組合わせを使用し
ても良い。 【００２１】本発明では二次処理用カップリング剤の量
も重要である。その量は、一次処理された窒化アルミニ
ウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量部の範囲
でなければならない。０．１重量部未満では窒化アルミ
ニウム粉末の耐水性の改善が十分でなく、一方１０重量
部を越えるときには窒化アルミニウム粉末中の酸素含有
量が増大し、粉末同士の凝集が強くなるので好ましくな
い。好ましくは、二次処理用カップリング剤を一次処理
された窒化アルミニウム粉末１００重量部に対して０．
２〜４重量部使用する。 【００２２】本発明方法の二次処理工程では、一次処理
により表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐酸系皮膜
を有する窒化アルミニウム粉末に対して特定量の特定の
カップリング剤を滴下することにより、所定量のカップ
リング剤と窒化アルミニウム粉末との反応が生ずる。一
次処理した窒化アルミニウムとカップリング剤とを反応
させる温度は特に限定されないが、通常室温〜８０℃の
範囲で選択され、好ましくは３０℃〜６０℃である。 【００２３】 【実施例】以下、本発明の非限定的実施例を示す。 【００２４】実施例１ 一次処理した窒化アルミニウム粉末として、市販の平均
粒径約７μｍの窒化アルミニウム粉末（ＴＯＹＡＬＮＩ
ＴＥ ＵＭ、東洋アルミニウム製）を６００℃、８００
℃または１０００℃で空気中で加熱して酸化アルミニウ
ム皮膜を有するもの、市販の平均粒径約７μｍの窒化ア
ルミニウム粉末（ＴＯＹＡＬＮＩＴＥＵＭ、東洋アルミ
ニウム製）を８５％オルトリン酸で処理して燐酸系皮膜
を有するもの、および窒化アルミニウム粉末（ＴＯＹＡ
ＬＮＩＴＥ ＵＭ、東洋アルミニウム製）をブチルアシ
ッドホスフェートで処理後８００℃で５時間加熱処理し
て燐酸系皮膜を有するもの（ＴＯＹＡＬＮＩＴＥ ＷＭ
−２、東洋アルミニウム製）を用意した。 【００２５】容量１０００mlの容器にｎ−ヘキサン４０
０mlを導入後、一次処理した窒化アルミニウム粉末１０
０ｇを添加し、撹拌して窒化アルミニウム分散液を作成
した。容器を油浴上で振動させることにより、分散液を
撹拌しながら約５０℃に加温した。次いで各種カップリ
ング剤１ｇをイソプロピルアルコール／ｎ−ヘキサン
（１：１）５０mlに溶解させたものを３０分かけて滴下
し、ゆるやかに反応させた。十分に反応させた後、溶剤
を除去し、さらに１２０℃で加熱乾燥させて、二次処理
した窒化アルミニウム粉末を得た。 【００２６】こうして二次処理した窒化アルミニウム粉
末の耐水性を次のように試験した。 【００２７】二次処理した窒化アルミニウム粉末４ｇと
イミド変性エポキシ樹脂粉末（Bestlex ＬＳ：住友化学
製）１ｇを乳鉢、次いでボールミルで十分に撹拌混合し
て試料を作成した。この試料０．３ｇを小型加熱プレス
成形機の金型（内径１．０cm）に導入し、無加圧下で１
８０℃で５分間加熱後、荷重３００kg／cm2 の加圧下で
１８０℃で２５分間加熱して成形体を得た。この成形体
の硬化反応を完成させるために、さらに２００℃で２時
間後加熱した。 【００２８】このようにして作成した成形体を小型オー
トクレーブ装置（三愛科学製 ＨＵ−１００）に導入し
て、１２１℃×２気圧×２２０時間のプレッシャークッ
カー試験（ＰＣＴ）を負荷した。耐水性は、試験終了時
の成形体および試験終了後さらに１００℃で５時間加熱
した後の成形体の吸水率（重量％）と絶縁抵抗値（ＨＰ
４３３９Ａ：ハイレジスタンスメータ、ＹＨＰ社製にて
測定）の変化によって評価した。 【００２９】結果を以下の表に示す。表には、後加熱後
の成形体の熱伝導率の測定結果も併記した。 【００３０】 【表１】【００３１】表中の各略号は次の物質を指す：原料窒化アルミニウム粉末 ＵＭ ：未処理の窒化アルミニウム粉末（TOYALNITE
UM） ＵＭ−１：TOYALNITE UMを空気中で 600℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＵＭ−２：TOYALNITE UMを空気中で 800℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＵＭ−３：TOYALNITE UMを空気中で1000℃で加熱して製
造した酸化アルミニウム皮膜を有する窒化アルミニウム
粉末 ＷＭ−１：TOYALNITE UMを85％オルトリン酸で処理して
製造した燐酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末 ＷＭ−２：TOYALNITE UMをブチルアシッドホスフェート
で処理後加熱して製造した燐酸系皮膜を有する窒化アル
ミニウム粉末有機珪素系カップリング剤 Ａ−１８６：β-(3,4-エポキシシクロヘキシル) エチル
トリメトキシシラン（日本ユニカ製） Ａ−１８７：γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシ
ラン（日本ユニカ製） Ａ− 1100 ：γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
（日本ユニカ製） Ａ−１６２：メチルトリエトキシシラン（日本ユニカ
製）有機燐酸系カップリング剤 ＪＰ−４：ブチルアシッドホスフェート（城北化学製） Ａ−１２：ラウリルアシッドホスフェート（堺化学製） Ａ−１８：オレイルアシッドホスフェート（堺化学製）有機チタン系カップリング剤 ＫＲ138 Ｓ：ビス（ジオクチルパイロホスフェート）オ
キシアセトチタネート（味の素製） ＫＲ４４：アミノキガンコウチタネート（味の素製） Ｓ−１５２：アシレートキガンコウチタネート（日本曹
達製）その他のカップリング剤 ＡＬ−Ｍ：アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピ
レート（味の素製） Qullon−C ：Ｗｅｒｎｅｒガタクロメート（Du Pont
製）。 【００３２】各種カップリング剤を用いた二次処理によ
る耐水性改善効果を比較した表から明らかな通り、有機
珪素系カップリング剤、有機燐酸系カップリング剤及び
分子中にホスフェート基を含有する有機チタン系カップ
リング剤で二次処理した窒化アルミニウム粉末を含む成
形体は、一次処理のみを施した窒化アルミニウム粉末や
本発明外のカップリング剤で二次処理した窒化アルミニ
ウム粉末の場合より吸水率が低く、絶縁抵抗値が高いこ
とから、一次処理と二次処理による相乗効果が確認され
た。なお、一次処理を施していない未処理の窒化アルミ
ニウム粉末を本発明の特定のカップリング剤で二次処理
しても、所望の効果が得られなかったことから、本発明
において一次処理と二次処理との組み合わせが非常に重
要であることが明らかである。また二次処理によって熱
伝導率の低下が生ずるかと懸念されたが、熱伝導率の低
下は極めて小さく、問題となる程ではなかった。 【００３３】 【発明の効果】表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐
酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末に有機珪素系カ
ップリング剤、有機燐酸系カップリング剤及び分子中に
ホスフェート基を含有する有機チタン系カップリング剤
から選択される少なくとも１つのカップリング剤を窒化
アルミニウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量
部の量添加して処理することを特徴とする本発明方法に
より、耐水性のより優れた窒化アルミニウム粉末が製造
され得る。 【００３４】本発明方法で製造される窒化アルミニウム
粉末は、フィラー材として優れた耐水性を有しており、
かつ殆んど凝集することもないので、ＩＣ封止材や接着
剤を含めた樹脂混練用フィラーとしての使用が可能であ
る。 【００３５】さらに、本発明の窒化アルミニウム粉末は
特別の製造工程を必要としないので安価に得ることがで
きる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−141409（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−141410（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−296708（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C01B 21/00 - 21/50
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 表面に酸化アルミニウム皮膜もしくは燐
酸系皮膜を有する窒化アルミニウム粉末に有機珪素系カ
ップリング剤、有機燐酸系カップリング剤及び分子中に
ホスフェート基を含有する有機チタン系カップリング剤
から選択される少なくとも１つのカップリング剤を窒化
アルミニウム粉末１００重量部当たり０．１〜１０重量
部の量添加して処理することを特徴とする耐水性の優れ
た窒化アルミニウム粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314393A JP3396510B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17314393A JP3396510B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0733415A JPH0733415A (ja) | 1995-02-03 |
| JP3396510B2 true JP3396510B2 (ja) | 2003-04-14 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP17314393A Expired - Lifetime JP3396510B2 (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
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-
1993
- 1993-07-13 JP JP17314393A patent/JP3396510B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH0733415A (ja) | 1995-02-03 |
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