JPS59184232A - 樹脂用フイラ− - Google Patents

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】 本発明は樹脂用フィラーに関Ｊる。更に８ｒ細ｃ５ニは
高い熱伝導性と電気抵抗を樹脂に伺りせしめる′４へ１
脂用フイラーに関するものである。

近年、電子工業の進歩は著しくＩＯやＬＳＩ等の電子部
品は小型化、高集積化の趨勢にあり、これに伴い素子の
動作中の発熱による部品特性の低下や破損を防止すべく
放熱性、換言すれば熱伝導性の優れた回路用基板や集積
回路用パンケージ等の電子部品用樹脂が要求されている
。

この様な要求を満たず方法として、従来樹脂に金属酸化
物、例えば酸化アルミニウム、酸化マグネンウム、酸化
ベリリウムをフィラー　（充填剤）として使用する方法
が教示されている。

へりリアは５６０Ｘ１０　ｃａｌ／”Ｃ・ｃｍ−ｓｃｃ
と金属並の良熱伝導率を有するが、へりリアは極めて毒
性が強く、又酸化アルミニウム、酸化マグネシウムは高
絶縁性は有するもののその熱伝導率はｉｎｉ々７０〜９
０　Ｘ　１０　ｃａｌ／　”Ｃ・（・ｍ’ｓｅ（’、で
あり、十分満足し得る放熱性を（【Ｊす・ｕしめるもの
でむよない。

かかる事１ｎ下に鍜の、本発明者らは取扱が容易で高絶
縁性を有しかつ、樹脂にｉｒ〕１　（Ｈ’ｌ　；４．ｈ
伝専性を（＝７５．せしめる樹脂用フィラーを見いだす
べく鋭意検ｉ＝ｔ　Ｌ、た結果、本発明を完成するに至
った。

ずなわら本発明は金属アルミニウム粉′５）末を化学的
酸化法により処理し、金属粉末−ヒに酸化皮膜を形成し
た後、少なくとも２０　（１’Ｃ以上の／ＩＭ度で加熱
処理せしめたことを特徴とする樹脂用フィラーを提供す
るにある。

以−ト、本発明を更に詳細に説明する。

本発明に使用する金属アルミ、ニウム粉末しＬアトマイ
ズ法等により製造される粒状粉、スタンプミルやボール
ミル等で粉砕することにより得られるフレーク状粉のい
ずれであ−っでも良く、その＄′Ｊ法は限定されないが
、樹脂用フィラーとして分散性がＲｉいものが好ましく
、通常化学的酸化処理を施した後の形状で平均径１〜２
００　ＩＩ、好ましくは５〜ｌ　００　ｐのものが使用
される。

金属アルミニウム粉末表面−・の酸化処理としては公知
の方法が適合するが、例えばアルカリ−りし７ム酸塩、
クロム酸塩、リン酸−クロム酸塩、リン酸亜ｔｄ、リチ
ウＪ、塩−りい酸塩等の溶液党各Ｉ＋・アルカリ或いは
酸性溶〆夜中に温情−１しめる方法、更には加圧蒸気を
用いる方法等が挙げられるか、就中加圧蒸気による処理
、或いは添加剤とし、てアンモニア、アミン、アル：１
　ルアミン等を含む西温水による処理力法は金属゛ｌル
ミニうム粉末の表面に緻密なヘ−マ・イト皮膜或いはハ
イヤライトを含む擬ヘーマイ１−皮膜を形成−仕しめる
ので１ｌｌｊ奨される。

金属アルミニウムの表面に形成される酸化皮膜Ｕ金属ア
ルミニウム粉末に電気絶縁性を付す−ヒしぬるものであ
り、酸化皮膜のｊγさは通常（１，０５〜５μ、好まし
くは０．２へ２／！が）葭当・である。

アトマ・イス法等により得られる金属アルミニウＪ１わ
）末はその表面に０．（１１＃程度の酸化皮膜を有する
か、この稈度の酸化皮膜では信頼性のある電気絶縁性を
得ることはできず、本発明のことく０．０５７７以上の
酸化皮膜が必要である。又酸化皮膜の上限は特に制限さ
れないが、皮欣厚が厚くなれば金属アルミニウムの占め
る容積が低下し、結果として熱伝導率が低Ｆするので、
樹脂成形体とし′ζ要求される物性を勘案し適宜選択す
れば良く、通常は５μ程度が適当である。

本発明に於いて、化学的酸化処理に付しノコアルミニ・
′）１、粉末は、次いで２００℃以上、好ましくは５０
０°Ｃ以上アルジニウムの融点以下の温度で５分以」二
、好ましくは３０分〜１日加熱処理される。加；・ハ処
理を施さない場合には、樹脂フィラー吉し′（の適用時
に於いて素子動作中の発熱等によリハイートライトや屏
へ一フィト皮股が経時変化を示し、結晶水を放出し、配
線腐食の原因、更には４へ４脂成形体の絶縁ｔ１゛能、
ｐ１シ伝導率等の変化をきたずので々ｒｆニジ＜ない。

他力、該加熱処理を施す場合には、当然のことながら素
子動作中の発熱に起因する酸化皮膜の経時変化は生しな
いばかりか、５００°Ｃ以上で加熱処ＶｑＩｉ’る場合
には１号られる皮膜が吸湿能を有するＴ相を主体とする
遷移アルミナを形成しているためトランジスタ、Ｉｃ、
ＬＳＩのパッケージとしてθＬ用されζいるエポキシ樹
脂等のフィラーとして適用した場合には該エポキシ樹脂
の欠点である透湿性に起因する配線の腐食が１へ１脂中
に透過してきた水分がフィラーに吸着される為防止し得
るとの特性をも付与するものである。

この様にして得られた酸化皮膜を有する金属アルミニラ
Ｊい粉末は通常の樹脂用フィラーと同様に使用すればよ
く、対象とする樹脂もポリエステル、フェノールやエポ
キシ等の熱硬化性樹脂やポリエチレン、ポリ塩化ビニル
等の熱可塑性樹脂、更にはシリコーンゴム等のゴム類等
が挙げられ、その樹脂に対する配合量は多ければ多い程
熱伝導性の改良になるが、成形性との兼ね合いから自ず
と範囲があり、通常樹脂１００重量部に対し１００〜５
００重量部の範囲で使用される。

又樹脂に対するフィラーの分散性を向上せしめ　　　。

る目的より酸化皮膜を形成せしめたアルミニウム粉末表
面を加熱処理前或いは該処理後に化学的又は／及び物理
的に処理し、粉末表面を平〆ｈにすることがｌｌＩ奨さ
れる。

該処理方法としては例えば酢酸等の酸性熔ｄｋやアルカ
リ性水溶液中に艷：清せしめる方法や回転］ラノ・中に
粉末を挿入し粉末間の接触によりｒｌＪＩ磨−１！しめ
る方法か具体例として挙けられる。

以ト述べた如く本発明の樹脂用フィラーは金属アルミニ
ウム粉末と酸化アルミニウムの相互の特性をｒりみに利
用し７かつ、樹脂用フィラーとしての適用時の条件を勘
案し、該酸化皮膜を特定温度で加熱処理することにより
優れた熱伝導率と電気絶縁抵抗を樹脂にイ」与せしめる
のみならす、使用時に於りるフィラーの経時変化（水放
出）が少なくかつ、樹脂成形体に防湿能をも付与せしめ
るもので、その１゛業的値は頗る大なるものである。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例 ■）フィラーの製造 下向粒径５０　／７の金属アルミニウム、１５）末４０
０ｇをｏ、５ｆｆｉｆｆｉ％の１−リエタノールアミン
を含むイオン交換水に入れ、攪拌しつつ５０°Ｃに加熱
し、１″５時間反応させた後、該粉末を蒔、過、水洗し
、１２０°（゛で１時間軸ｔ：Ｗ　Ｌ、約１／ＩＩゾの
　部）＼イートライ１を含む擬ヘーマイト皮股をイ１−
Ｊるアルミ−ラム粉末（以下試料１と称す）を冑た。

次いて該試料１を２　（１０ｇ分取し、５５（ビ０の温
度で１時間加熱処理し試料２を青た。この様にして得た
試料２は約１メツ厚の主としこγ型結晶構造の酸化皮膜
を自し−どいた。

２）フィラーとしての物性Ａ１１１定 り記により得た試料１及び試料２各１００ｇにエポキシ
樹脂３０ｇと硬化剤２．１ｇを加え混ｌ！し７．１００
ｋｇ／ＣｒＡｌの圧力で加圧成形し厚さ２０　＋Ｉ１１
の成形体を得た。この様にして得られた成形体の熱伝導
率及び体積固有抵抗は第１表の様であった。

尚、比較の為市販の酸化アルミニウド粉末（゛１′均粒
径５　［１／７、α化率］　０　（１％）１００ｇを用
いた他は−１−記と同様にして成形体を青、その！“熱
伝導率、体積固有抵抗をδｌＩＩ定した。その結果を合
わ−１て第１表に示す。

第　　１　　表 次いＣ得られた樹脂成形体を２５°Ｃ１飽和湿度雰囲気
の密閉容器中に７２時間保持した後、重量を測定し、更
に１５０”Ｃの電気炉中で２時間加熱保持し、デシケ＝
り中で放冷し、各々の樹脂成形体の重りを測定し、成形
体の吸水能と水放出性を調べた。その結果を上記テスト
前の小量を基に百分率で第２表にしめず。

第　　２，１− 第２表より、化学的酸化処理後史に２０（ビ（：見トの
温度で加熱処理することに、Ｌす１７たフィシを使用す
る場合には、水分吸着能に優れ、かつフィラ′−中より
の水放出（酸化物の経時変化）がないことが明らかであ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）金属アルミニウノ＼粉末を化学的酸化法により処理
   し、金属粉末」二に酸化皮膜を形成した後、少な（とも
   ２００℃以−ヒの温度で加熱処理せしめたことを特徴と
   する樹脂用フィラー。 ２）金属アルミニウム粉末が０．０５〜５μ厚の酸化皮
   膜を有する特許請求の範囲第１項記載の樹脂用フィラー
   。 ３）金属アルミニウム粉末が平均径１〜２００ノ！であ
   る舶許請求の範囲第１項記載の樹脂用フィラー。 ４）酸化皮膜を有する金属アルミニウム、粉末表面が化
   学的及び／又は物理的処理により平滑化されζいる特許
   請求の範囲第１項記載の樹脂用ソイフ−０