JP7682000B2

JP7682000B2 - 窒化ホウ素繊維、放熱グリース及び放熱シート

Info

Publication number: JP7682000B2
Application number: JP2021054679A
Authority: JP
Inventors: 祐輔佐々木; 建治宮田; 道治中嶋
Original assignee: Denka Co Ltd; Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2021-03-29
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2025-05-23
Anticipated expiration: 2041-03-29
Also published as: JP2022152054A

Description

本発明は、窒化ホウ素繊維並びにその窒化ホウ素繊維を含む放熱グリース及び放熱シートに関する。

パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、ＣＰＵなどの発熱素子においては、使用時に発生する熱を如何に効率的に放熱するかが重要な課題となっている。従来から、このような放熱対策としては、発熱素子から発生した熱をヒートシンクなどの放熱部品へ伝導させ放熱することが一般的に行われてきた。発熱素子から発生した熱を放熱部品へ効率よく熱伝導させるために、発熱素子と放熱部品との間に接触界面におけるエアーギャップを放熱材料で埋めることが望ましい。取り扱いが容易であることから、そのような放熱材料として、例えば、窒化ホウ素を無機フィラーとして用いた放熱グリースが知られている（例えば、特許文献１参照）。窒化ホウ素は熱伝導性が高く、また絶縁性物質であるので、放熱グリースの熱伝導性を高くすることができるとともに、放熱グリースの絶縁性も確保できる。

発熱素子と放熱部品との間に放熱グリースを介在させると、放熱グリースにポンプアウト現象（放熱グリースが実装部分から流れ出してしまう現象）が起こる場合がある。ポンプアウト現象を抑制できる放熱グリースとして、例えば、特許文献２に記載されている、カーボンナノチューブを含むグリース組成物が従来技術として知られている（特許文献２）。特許文献２に記載のグリース組成物では、カーボンナノチューブの絡合構造がグリース層の成分をグリース層内にとどめるように作用することで、グリース層の成分が流動してポンプアウトすることを抑制することができる。

特開２００２－１９４３７９号公報特開２０１８－１０４６５１号公報

しかしながら、カーボンナノチューブは、良好な熱伝導性を有するものの、良好な電気伝導性も有するために、特許文献２に記載のグリース組成物の絶縁性は悪いと考えられる。このため、良好な熱伝導性を有し、ポンプアウト現象を抑制できるとともに、良好な絶縁性を有する放熱グリースを得るための無機フィラーとして、良好な熱伝導性を有する繊維状の絶縁性無機フィラーが望まれていた。

そこで、本発明は、良好な熱伝導性を有する繊維状の絶縁性無機フィラー、そのフィラーを用いた放熱グリースを提供することを目的とする。また、良好な熱伝導性を有する繊維状の絶縁性無機フィラーを放熱シートの無機フィラーとして用いることにより、放熱シートの内部に伝熱経路となる無機フィラーのネットワーク構造を形成することができる。そして、これにより、高い熱伝導性を有する放熱シートが得られる可能性がある。そこで、本発明は、さらに、上記フィラーを用いた放熱シートを提供することも目的とする。

本発明者らは、鋭意研究を進めたところ、放熱グリースの無機フィラーとして用いられていた窒化ホウ素を繊維状にすることにより、上記課題を解決できることを見出した。
本発明は、上記の知見に基づくものであり、以下を要旨とする。
［１］平均繊維直径が１～３０μｍであり、中実であり、繊維軸方向の配向性を示す窒化ホウ素繊維。
［２］平均繊維長が５０～２０００μｍである上記［１］に記載の窒化ホウ素繊維。
［３］アスペクト比（平均繊維長／平均繊維直径）が１０～１０００である上記［１］又は［２］に記載の窒化ホウ素繊維。
［４］繊維軸方向に対して略垂直をなす断面が同心円組織を有する上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の窒化ホウ素繊維。
［５］繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率（面積比）が５％以下である上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の窒化ホウ素繊維。
［６］上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の窒化ホウ素繊維を含む放熱グリース。
［７］上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の窒化ホウ素繊維を含む放熱シート。
［８］厚さが２００μｍ以下である上記［７］に記載の放熱シート。
［９］前記窒化ホウ素繊維の含有量が５～４０質量％である上記［７］又は［８］に記載の放熱シート。

本発明によれば、良好な熱伝導性を有する繊維状の絶縁性無機フィラー、並びにそのフィラーを用いた放熱グリース及び放熱シートを提供することができる。

図１は、実施例の窒化ホウ素繊維を作製するための反応装置の概略図である。図２は、実施例の窒化ホウ素繊維の顕微鏡写真である。図３は、実施例の窒化ホウ素繊維及び窒化ホウ素粉末のＸ線回折パターンを示す図である。図４は、実施例の窒化ホウ素繊維における鏡面研磨した断面の一例の顕微鏡写真である。図５は、実施例の窒化ホウ素繊維の破断面の一例のＳＥＭ写真である。図６は、実施例の窒化ホウ素繊維の一例のＳＥＭ写真である。図７は、実施例の窒化ホウ素繊維の一例のＳＥＭ写真である。

［窒化ホウ素繊維］
本発明の窒化ホウ素繊維は、平均繊維直径が１～３０μｍであり、中実であり、繊維軸方向の配向性を示す。この窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いることにより、良好な熱伝導性を有し、ポンプアウト現象を抑制できるとともに、絶縁性を有する放熱グリースを得ることができる。また、この窒化ホウ素繊維を放熱シートに用いることにより、良好な熱伝導性を有し、絶縁性を有する放熱グリースを得ることができる。

本発明の窒化ホウ素繊維の平均繊維直径は１～３０μｍである。窒化ホウ素繊維の平均繊維直径が１μｍ未満であると、窒化ホウ素繊維の取り扱い性が悪くなる場合がある。また、窒化ホウ素繊維の平均繊維直径が３０μｍよりも大きいと、窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いたとき、窒化ホウ素繊維同士の絡み合いが不十分になり、放熱グリースのポンプアウト現象を十分には抑制できない場合がある。このような観点から、窒化ホウ素繊維の平均繊維直径は、好ましくは１～２０μｍであり、より好ましくは２～１５μｍである。なお、窒化ホウ素繊維の平均繊維直径は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維は、中実であり、繊維軸方向の配向性を示す。これにより、窒化ホウ素繊維の熱伝導率を高くすることができる。なお、本発明の窒化ホウ素繊維が中実であるか、又は中空であるかについては、電子顕微鏡を用いて、窒化ホウ素繊維の断面を観察することにより、判断することができる。また、窒化ホウ素繊維が、繊維軸方向の配向性を示しているか否かについても、電子顕微鏡を用いて窒化ホウ素繊維の断面を観察することにより、判断することができる。具体的には、窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面が同心円組織（年輪状組織）を有している場合は、窒化ホウ素繊維が、繊維軸方向の配向性を示していると判断できる。

本発明の窒化ホウ素繊維の平均繊維長は、好ましくは５０～２０００μｍである。窒化ホウ素繊維の平均繊維長が５０μｍ以上であると、窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いたとき、窒化ホウ素繊維同士を十分に絡み合うようにすることができ、これにより放熱グリースのポンプアウト現象を十分に抑制することができる。また、窒化ホウ素繊維の平均繊維長が５０μｍ以上であると、窒化ホウ素繊維を放熱シートに用いたとき、放熱シートの内部に伝熱経路となる窒化ホウ素繊維のネットワーク構造を形成することができ、これにより、放熱シートは効率よく熱を伝導することができ、放熱シートの熱伝導性を改善することができる。窒化ホウ素繊維の平均繊維長が２０００μｍ以下であると、放熱グリース及び放熱シートを作製するために使用するスラリーの塗工性が良好になる。このような観点から、本発明の窒化ホウ素繊維の平均繊維長は、より好ましくは１００～９００μｍであり、さらに好ましくは２００～８００μｍである。窒化ホウ素繊維の平均繊維長は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維のアスペクト比（平均繊維長／平均繊維直径）は、好ましくは１０～１０００である。窒化ホウ素繊維のアスペクト比が１０以上であると、窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いたとき、窒化ホウ素繊維同士を十分に絡み合うようにすることができ、これにより放熱グリースのポンプアウト現象を十分に抑制することができる。また、窒化ホウ素繊維のアスペクト比が１０以上であると、窒化ホウ素繊維を放熱シートに用いたとき、放熱シートの内部に伝熱経路となる窒化ホウ素繊維のネットワーク構造を形成することができ、これにより、放熱シートはさらに効率よく熱を伝導することができ、放熱シートの熱伝導性を改善することができる。窒化ホウ素繊維のアスペクト比が１０００以下であると、放熱グリース及び放熱シートを作製するために使用するスラリーの塗工性が良好になる。このような観点から、本発明の窒化ホウ素繊維のアスペクト比は、より好ましくは３０～８００であり、さらに好ましくは４０～６００である。窒化ホウ素繊維のアスペクト比は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維における繊維軸方向に対して略垂直をなす断面は同心円組織を有していることが好ましい。本発明の窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面が同心円組織を有している場合、窒化ホウ素繊維は、繊維軸方向の配向性を十分に示していることになる。これにより、窒化ホウ素繊維の繊維軸方向の熱伝導性をさらに改善することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維における繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率（面積比）は、好ましくは５％以下である。窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率が５％以下であると、窒化ホウ素繊維の熱伝導性をさらに改善することができる。このような観点から、本発明の窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率は、より好ましくは３％以下であり、さらに好ましくは１％以下であり、特に好ましくは０％である。なお、窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維は、分岐構造を有することが好ましい。これにより、窒化ホウ素繊維同士がさらに絡み合いやすくなる。その結果、本発明の窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いた場合、放熱グリースのポンプアウト現象をさらに抑制することができる。また、本発明の窒化ホウ素繊維を放熱シートに用いた場合、放熱シートの内部に伝熱経路となる、さらに複雑な窒化ホウ素繊維のネットワーク構造を形成することができ、これにより、放熱シートはさらに効率よく熱を伝導することができ、放熱シートの熱伝導性をさらに改善することができる。また、窒化ホウ素繊維が分岐構造を有することにより、窒化ホウ素繊維同士が強く絡み合うので、窒化ホウ素繊維のみからなるシートを作製することができる。そして、このシートに樹脂を含浸することにより、窒化ホウ素の含有量が高い放熱シートを作製することができる。

本発明の窒化ホウ素繊維の側面から針状繊維が突出していることが好ましい。これにより、窒化ホウ素繊維同士がさらに絡み合いやすくなる。その結果、本発明の窒化ホウ素繊維を放熱グリースに用いた場合、放熱グリースのポンプアウト現象をさらに抑制することができる。また、本発明の窒化ホウ素繊維を放熱シートに用いた場合、放熱シートの内部に伝熱経路となる、さらに複雑な窒化ホウ素繊維のネットワーク構造を形成することができ、これにより、放熱シートはさらに効率よく熱を伝導することができ、放熱シートの熱伝導性をさらに改善することができる。また、窒化ホウ素繊維の側面から針状繊維が突出していることにより、窒化ホウ素繊維同士が強く絡み合うので、窒化ホウ素繊維のみからなるシートを作製することができる。そして、このシートに樹脂を含浸することにより、窒化ホウ素の含有量が高い放熱シートを作製することができる。なお、分岐構造は、窒化ホウ素繊維が枝分かれしている構造であり、針状繊維は、いわば、窒化ホウ素繊維の側面から突出する棘のようなものである。

［窒化ホウ素繊維の製造方法］
窒化ホウ素繊維は、例えば、ホウ酸を加熱し、脱水・気化した酸化ホウ素を、窒化ホウ素基板上で、窒素及びアンモニアの混合ガスで窒化することにより、製造することができる。例えば、管状炉中に窒化ホウ素基板を配置し、その上に、アルミナボートを載置する。ここで、窒化ホウ素基板における窒化ホウ素の純度は、例えば９５質量％以上であってよく、１００質量％（実質的に基板が窒化ホウ素からなる態様）でもあってもよい。窒化ホウ素基板の大きさは、アルミナボードや管状炉の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。窒化ホウ素基板の厚さは、例えば、５ｍｍ以上であってよく、２０ｍｍ以下であってよい。また、アルミナボードのアルミナの純度は、例えば９５質量％以上であってよく、１００質量％（実質的に容器がアルミナからなる態様）であってもよい。また、管状炉は、窒素ガス及びアンモニアガスを通気する流入口及び排出口を有する。この管状炉は、例えば、アルミナで形成されていてよい。このアルミナの純度は、例えば、９５質量％以上であってよく、１００質量％（実質的に容器がアルミナからなる態様）であってもよい。管状炉の大きさは、その内部に窒化ホウ素基板等を配置できる大きさであればよい。管状炉の容積は、例えば、０．２Ｌ以上、１Ｌ以上又は５Ｌ以上であってよく、３０Ｌ以下、２０Ｌ以下又は１０Ｌ以下であってよい。管状炉の断面積（窒素ガス及びアンモニアガスの通気方向に対して垂直な断面の面積）は、３ｃｍ^２以上、１５ｃｍ^２以上又は３０ｃｍ^２以上であってよく、１８０ｃｍ^２以下、１００ｃｍ^２以下又は５０ｃｍ^２以下であってよい。
そして、アルミナボートにホウ酸（粉末状）を載せ、窒素及びアンモニアの混合ガス気流中で、例えば、１４５０～１８００℃の加熱温度、０．５～５時間の加熱時間でホウ酸を加熱する。窒素ガスの流量は、ホウ酸１ｇ当たり、例えば、０．５～５Ｌ／ｍｉｎである。また、アンモニアガスの流量は、例えば、ホウ酸１ｇ当たり、１．０Ｌ／ｍｉｎ超～５Ｌ／ｍｉｎ以下である。ホウ酸を加熱し、脱水・気化した酸化ホウ素は、窒素及びアンモニアの混合ガスにより窒化する。窒素及びアンモニアの混合ガスによるホウ素の窒化により得られた窒化ホウ素は、窒化ホウ素基板上で成長し、窒化ホウ素繊維となる。なお、ホウ酸量に対するアンモニアガスの流量を多くすることで分岐構造が少なくなる傾向がある。

上記の樹脂組成物は、例えば、放熱材として用いることができる。放熱材は、例えば、樹脂組成物を硬化させることにより製造することができる。樹脂組成物を硬化させる方法は、樹脂組成物が含有する樹脂（及び必要に応じて用いられる硬化剤）の種類に応じて適宜選択される。

［放熱グリース］
本発明の放熱グリースは、本発明の窒化ホウ素繊維を含む。これにより、放熱グリースのポンプアウト現象を抑制することができる。

本発明の放熱グリースは、例えば、液状ポリマー及び本発明の窒化ホウ素繊維を混練してペースト状にしたものである。液状ポリマーには、例えば、ポリオレフィン、アルキル芳香族、脂環式化合物などの炭化水素油、ポリグリコール、フェニルエーテルなどのポリエーテル類、ジエステル、ポリオールエステルなどのエステル類、芳香族リン酸エステルなどのリン化合物、シリコーンなどのケイ素化合物、フッ素化ポリエーテルなどのハロゲン化合物、鉱物油、フロロシリコーン、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらの液状ポリマーの中で、耐熱性、耐候性、電気絶縁性及び化学的安定性の観点からシリコーンが好ましい。

本発明の放熱グリースにおける窒化ホウ素繊維の含有量は、好ましくは５～４０質量％である。窒化ホウ素繊維の含有量が５質量％以上であると、放熱グリースの熱伝導率を高くすることができる。また、放熱グリースのポンプアウト現象の発生をさらに抑制することができる。窒化ホウ素繊維の含有量が４０質量％以下であると、放熱グリースの塗工性を良好にすることができる。このような観点から、本発明の放熱グリースにおける窒化ホウ素繊維の含有量は、より好ましくは１０～３５質量％であり、さらに好ましくは１５～３０質量％である。

［放熱シート］
本発明の放熱シートは本発明の窒化ホウ素繊維を含む。これにより、放熱シートの内部に伝熱経路となる窒化ホウ素繊維のネットワーク構造を形成することができ、放熱シートは効率よく熱を伝導することができるので、放熱シートの熱伝導性を改善することができる。

本発明の放熱シートは、例えば、樹脂成分及び窒化ホウ素繊維を含むスラリーをドクターブレード法によりシート状に成形することにより作製することができる。樹脂成分の樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂（シリコーンゴムを含む）、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリアミド（例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド等）、ポリエステル（例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等）、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、全芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド変性樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アクリロニトリル－アクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム－スチレン）樹脂などが挙げられる。これらの中で、耐熱性、柔軟性及びヒートシンク等への密着性の観点から、シリコーン樹脂が好ましい。

放熱シートにおける窒化ホウ素繊維の含有量は、好ましくは５～４０質量％である。窒化ホウ素繊維の含有量が５質量％以上であると、放熱シートの熱伝導率をさらに高くすることができる。放熱シートにおける窒化ホウ素繊維の含有量が４０質量％以下であると、放熱シートを作製するときに用いるスラリーの塗工性が良好となり、放熱シートが製造しやすくなる。このような観点から、放熱シートにおける窒化ホウ素繊維の含有量は、より好ましくは１０～３５質量％であり、さらに好ましくは１５～３０質量％である。

本発明の放熱シートの厚さは、好ましくは２００μｍ以下である。放熱シートの厚さが２００μｍ以下であると、放熱シートの放熱性をさらに改善することができる。なお、本発明の放熱シートでは、無機フィラーとして窒化ホウ素繊維を用いるので、窒化ホウ素繊維を面内方向に配向させることにより、放熱シートの厚さを２００μｍにすることが容易である。このような観点から、放熱シートの厚さは、より好ましくは１８０μｍ以下であり、さらに好ましくは１５０μｍ以下である。また、放熱シートの強度の観点から、本発明の放熱シートの厚さは、好ましくは８０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ以上であり、さらに好ましくは１２０μｍ以上である。

本発明の放熱シートの強度を改善するために、本発明の放熱シートは、中間補強層を有してもよい。中間補強層には、例えば、紙、布、フィルム、不織布、金属箔などが挙げられる。これらの中で、目開き部分を設けることで、中間補強層による熱伝導の阻害を抑制できるという観点から、布が好ましく、ガラスクロス及びポリアミド－イミド繊維クロスがより好ましく、ガラスクロスがさらに好ましい。また、放熱シートを薄くしても高絶縁性を確保できるという観点から、フィルムが好ましく、耐熱性及び熱伝導性の観点からポリイミドフィルムがより好ましい。

以下、本発明について、実施例により、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［窒化ホウ素繊維の製造］
図１に示す管状炉４のアルミナ炉心管５の中に窒化ホウ素基板２を配置する。その窒化ホウ素基板２の上に２つのアルミナボート１を、アルミナボート１の長手方向が後述の混合ガスが流れる方向と平行になるように、後述の混合ガスが流れる方向に並べて配置した。それぞれのアルミナボート１には、アルミナボートの開口部の一部を塞ぐように窒化ホウ素基板３を配置した。後述の混合ガスの流れに対して上流側のアルミナボートには２ｇのホウ酸を載せ、下流側のアルミナボート１には１ｇのホウ酸を載せた。窒素ガスのガスボンベ８から２Ｌ／ｍｉｎの流量で窒素ガスを、アンモニアガスのガスボンベ９から４Ｌ／ｍｉｎの流量でアンモニアガスをガス混合機１０に供給して窒素ガス及びアンモニアガスの混合ガスを作製し、アルミナ炉心管５の中に供給した。発熱体６を発熱させて、１６００℃の加熱温度及び１時間の加熱時間でアルミナボート１を加熱した。上流側のアルミナボート１近傍の窒化ホウ素基板の上に窒化ホウ素繊維を生成させ、実施例の窒化ホウ素繊維を得た。窒化ホウ素基板に生成した実施例の窒化ホウ素繊維の顕微鏡写真を図２に示す。

［窒化ホウ素繊維の平均繊維直径、平均繊維長及びアスペクト比（平均繊維長／平均繊維直径）］
得られた実施例の窒化ホウ素繊維をデジタルマイクロスコープ（商品名「VHX－７０００」、株式会社キーエンス製）の試料台の上に散布した。そして、デジタルマイクロスコープを用いて、５０本の窒化ホウ素繊維の繊維直径及び繊維長を測定し、それらの平均値を、実施例の窒化ホウ素繊維の平均繊維直径及び平均繊維長とした。そして、平均繊維直径で平均繊維長を割り算して、実施例の窒化ホウ素繊維のアスペクト比（平均繊維長／平均繊維直径）を算出した。その結果、実施例の平均繊維直径が１０μｍであり、平均繊維長が４８１μｍであり、アスペクト比が４８であった。

［窒化ホウ素繊維の含有元素］
ＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）搭載走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ－ＥＤＳ）（商品名「ＪＳＭ－７００１F」、日本電子株式会社製）を用いて、実施例の窒化ホウ素繊維の含有元素を調べた。その結果、実施例の窒化ホウ素繊維に含まれている主な元素は、ホウ素及び窒素であった。

［窒化ホウ素繊維の粉末Ｘ線回折分析］
Ｘ線回折装置（商品名「ＵｌｔｉｍａＩＶ」、株式会社リガク製）を用いて、実施例の窒化ホウ素繊維の粉末Ｘ線回折分析を行った。また、参考のために、窒化ホウ素粉末（商品名「デンカボロンナイトライドＧＰ」、デンカ株式会社製）の粉末Ｘ線回折分析も行った。実施例の窒化ホウ素繊維及び窒化ホウ素粉末のＸ線回折パターンを図３に示す。実施例の窒化ホウ素繊維のＸ線回折パターンのメインピークは、窒化ホウ素粉末のＸ線回折パターンのメインピークと一致していた。

［窒化ホウ素繊維の断面における空隙率（面積比）］
実施例の窒化ホウ素繊維をエポキシ樹脂に混合してなる混合物を２５℃、１２時間で硬化させた。その後、樹脂に充填された実施例の窒化ホウ素繊維の断面が含まれる任意の断面を鏡面研磨した。そして、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（商品名「ＪＳＭ－７００１F」、日本電子株式会社製）を用いて、実施例の窒化ホウ素繊維の鏡面研磨した断面を撮影した。画像解析ソフト（商品名「Ｍａｃ－Ｖｉｅｗ」、株式会社マウンテック製）を使用して、撮影した画像の窒化ホウ素繊維の断面において中実部分と空隙部分とが抽出できるように、撮影した画像を２値化し、窒化ホウ素繊維の断面における空隙率（面積比）を測定した。そして、１０本の窒化ホウ素繊維の断面における空隙率（面積比）を測定し、その平均値を実施例の窒化ホウ素繊維の断面における空隙率（面積比）とした。実施例の窒化ホウ素繊維における鏡面研磨した断面の一例の顕微鏡写真を図４に示す。その結果、実施例の窒化ホウ素繊維は中実であることがわかり、実施例の窒化ホウ素繊維の断面における空隙率（面積比）は、５％以下であった。

［窒化ホウ素繊維の断面の組織］
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（商品名「ＪＳＭ－７００１F」、日本電子株式会社製）を用いて、実施例の窒化ホウ素繊維の破断面を観察して、窒化ホウ素繊維の繊維軸方向に対して略垂直をなす断面の組織を調べた。実施例の窒化ホウ素繊維の破断面の一例のＳＥＭ写真を図５に示す。その結果、実施例の窒化ホウ素繊維における繊維軸方向に対して略垂直をなす断面が同心円組織を有することがわかった。そして、実施例の窒化ホウ素繊維の断面が同心円組織を有することから、実施例の窒化ホウ素繊維は繊維軸方向の配向性を示すことがわかった。そして、実施例の窒化ホウ素繊維は繊維軸方向の配向性を示すことに加えて、実施例の窒化ホウ素繊維は中実であることから、実施例の窒化ホウ素繊維は良好な熱伝導性を有することがわかる。

［窒化ホウ素繊維の構造］
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（商品名「ＪＳＭ－７００１F」、日本電子株式会社製）を用いて、実施例の窒化ホウ素繊維を観察して、窒化ホウ素繊維の構造を調べた。実施例の窒化ホウ素繊維の一例のＳＥＭ写真を図６及び図７に示す。その結果、図６のＳＥＭ写真が示すとおり、実施例の窒化ホウ素繊維は分岐構造を有することがわかった。また、図７のＳＥＭ写真が示すとおり、実施例の窒化ホウ素繊維の側面から針状繊維が突出していることがわかった。

１アルミナボート
２，３窒化ホウ素基板
４管状炉
５アルミナ炉心管
６発熱体
７熱電対
８，９ガスボンベ
１０ガス混合機

Claims

平均繊維直径が１～３０μｍであり、
中実であり、
繊維軸方向の配向性を示し、
走査型電子顕微鏡を用いて調べた繊維軸方向に対して略垂直をなす破断面が同心円組織を有する窒化ホウ素繊維。
平均繊維長が５０～２０００μｍである請求項１に記載の窒化ホウ素繊維。
アスペクト比（平均繊維長／平均繊維直径）が１０～１０００である請求項１又は２に記載の窒化ホウ素繊維。
繊維軸方向に対して略垂直をなす断面における空隙率（面積比）が５％以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の窒化ホウ素繊維。
請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化ホウ素繊維を含む放熱グリース。
請求項１～４のいずれか１項に記載の窒化ホウ素繊維を含む放熱シート。
厚さが２００μｍ以下である請求項６に記載の放熱シート。
前記窒化ホウ素繊維の含有量が５～４０質量％である請求項６又は７に記載の放熱シート。