JPH01282264A - 熱伝導性高分子成形材料 - Google Patents

熱伝導性高分子成形材料

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JPH01282264A
JPH01282264A JP11060988A JP11060988A JPH01282264A JP H01282264 A JPH01282264 A JP H01282264A JP 11060988 A JP11060988 A JP 11060988A JP 11060988 A JP11060988 A JP 11060988A JP H01282264 A JPH01282264 A JP H01282264A
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JP
Japan
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filler
silicon
metallic silicon
molding compound
thermal conductivity
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Application number
JP11060988A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiko Yoshimura
吉村　孝彦
Masatoshi Onodera
小野寺　正敏
Atsushi Kishimoto
淳 岸本
Shuichi Sonomoto
園元　修一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は充填材を含有する熱伝導性高分子成形材料の改
良に関する。
〔従来の技術〕
充填材を含有する熱伝導性高分子成形材料は、単に高分
子材料のみで成形体を構成した場合に比べて種々の優れ
た特性を有しており、例えば半導体封止用のエポキシ樹
脂成形体の材料として広く用いられている。
従来、この種エポキシ樹脂成形材料に用いられる充填材
は、その多くが結晶シリカであり、特に絶縁性を向上さ
せるのに効果があった。しかし、半導体を集積化したＩ
Ｃは近年増々高密度化し、内部で発生する熱量も大きく
なりていくことから、半導体封止成形体としてもこの発
生熱を効率よく外部に逃がす必要がある。ところが、上
記充填材としての結晶シリカでは熱伝導性に限りがある
ことから、この種の特性を向上させるため、従来にあっ
ては結晶シリカよりも熱伝導性がよく、かつ絶縁性を有
する物質として、アルミナ粒子が結晶シリカに代えて、
又は結晶シリカと共に充填材として用いられるようにな
っている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このようなアルミナ粒子をエポキシ樹脂
材料の充填材として用いた場合、アルミナ自身の硬度が
高すぎるために、エポキシ樹脂との成形性が悪かったり
、また半導体基板であるシリコン基板との熱膨張係数の
差が大きいなど実用性の点で問題があった。
そこで本発明の技術的課題は、高分子成形材料の成形性
、熱膨張性等を損なうことなく、熱伝導性を向上させる
ようにした点にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記技術的課題の解決のために、本発明に係る熱伝導性
高分子成形材料にあっては、充填材の一部又は全部に自
己酸化被膜が表面に形成された金属ケイ素を用いたこと
にある。
上記自己酸化被膜の厚みは、必ずしも限定されるもので
はないが、薄くした場合の方が熱伝導性が良好であるこ
とから、特に４ｇｍ以下の場合が好ましい。また、酸化
被膜の厚みを適宜調整することによって、シリコン基板
のもつ熱膨張係数に近づけることができる。
自己酸化被膜は、金属ケイ素に高温下で酸素又は水蒸気
を反応させるか、あるいは金属ケイ素を王水等の酸によ
って酸化する方法で得られる。
また、金属ケイ素は、粒子又は粉体で用いられる。金属
ケイ素粒子を用いる場合、その粒径の大きさについて特
に限定されるものではないが、粒径が大きすぎた場合は
成形体とした時の表面平滑性が損なわれることになるか
らおのずと限界はある。
更に、金属ケイ素粒子の形状は、必ずしも所定のものに
限定されるものではないが、特に球状に成形した場合は
成形時の流動性が良くなるため、成形体とする場合の充
填比率を上げることができる他、成形体の耐摩耗性も向
上する。
高分子材料と充填材との混合比率は特に限定されるもの
ではないが、特に充填材が高分子成形体の７０ｗｔ％以
上充填された時にその特徴が顕著にあられれる。充填材
の全部が上記金属ケイ素である必要はなく、一部に上記
金属ケイ素を用いて他の種類の充填材との併用も可能で
ある。
一方、金属ケイ素を充填する高分子材料には、熱可塑性
樹脂、熱硬化性樹脂、天然ゴム誘導体および合成ゴム等
が広く用いられる。熱可塑性樹脂としては、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル
樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ボリイミ１く、
ポリアセタール、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリフェニレンエー
テル、フッ素樹脂、ポリスルホン、セルロース系樹脂な
どが用いられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば
フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ
樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、不飽和ポリエス
テル、キシレン樹脂などが用いられる。更に、合成ゴム
としては、例えばブタジェン系合成ゴム、オレフィン系
合成ゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、多硫化ゴ
ムなどが用いられる。
（作用） 上述のように、表面に自己酸化被膜（酸化ケイ素被膜）
が形成された金属ケイ素は、酸化ケイ素被膜の生成時に
体積増を伴うこと、および酸化ケイ素被膜が金属ケイ素
よりかなり小さな熱膨張係数を持つことから、単なるコ
ーティング被膜では得られない強固な結合性、および緻
密性をもった充填材となる。
従って、この充填材は内部が熱伝導性の良い金属ケイ素
でありながら、外表面が従来の結晶シリカ充填材と同様
、酸化ケイ素被膜で覆われているので、その取り扱いに
ついては従来の結晶シリカと同様であり、同一技術をそ
のまま応用できる他、高分子材料との成形性やシリコン
基板との熱膨張係数の差については良好な結果が得られ
る。
また、成形体の熱伝導率は金属ケイ素によって大きなも
のとなる。
〔実施例〕
平均粒径１５７Ｌｍの金属ケイ素粒子を１２００℃で１
時間、水蒸気で自己酸化し、その表面に１．０〜１．１
ｇｍ厚の酸化ケイ素被膜を形成した。次にこの金属ケイ
素粒子とエポキシ樹脂（大日本インキ化学工業社製：エ
ビクロンＮ−６６５ＸＰ）とを４：１の重量比に混合し
て成形体を得、熱伝導性および熱膨張係数を測定した。
尚、成形体は、上記混合材料に硬化剤（住友ベークライ
ト社製：フェノールノボラック）と硬化促進剤（住友化
学工業社製：スミキュアＤ）とを加え、熱ロールを用い
て５分間混練したのち、金型内で１２０°Ｃ１３時間硬
化させて成形した。
充填材としてアルミナ又は結晶シリカを用い、本実施例
と同様の条件で成形体を得た場合の熱伝導率および各充
填材とシリコン基板の熱膨張係数と共に、表−１に結果
を示す。
表−１ 熱伝導率は結晶シリカ充填材に比べて非常に大きく、ま
た熱膨張係数はアルミナ充填材よりかなり小さく、シリ
コン基板のそれとほぼ同じ値である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係る熱伝導性高分子成形
材料によれば、充填材として自己酸化被膜が形成された
金属ケイ素を用いたことにより、現在汎用されている樹
脂成形材料の特性、例えば成形性、耐摩耗性、耐湿性、
機械的強度、熱膨張性等を損なうことなく、熱伝導性を
大幅に向上させることができた。その結果、半導体封止
用の成形材料として非常に優れたものとなる他、熱伝導
性を必要とする高分子成形体の材料として有用なもので
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 充填材を含有する高分子成形材料において、上記充填材
    の一部又は全部に自己酸化被膜が表面に形成された金属
    ケイ素を用いたことを特徴とする熱伝導性高分子成形材
    料。
JP11060988A 1988-05-09 1988-05-09 熱伝導性高分子成形材料 Pending JPH01282264A (ja)

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