JPS62552A - 樹脂封止体充填用熱伝導性粉末 - Google Patents

樹脂封止体充填用熱伝導性粉末

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JPS62552A
JPS62552A JP60137819A JP13781985A JPS62552A JP S62552 A JPS62552 A JP S62552A JP 60137819 A JP60137819 A JP 60137819A JP 13781985 A JP13781985 A JP 13781985A JP S62552 A JPS62552 A JP S62552A
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JP
Japan
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powder
resin
copper powder
particle
thermally conductive
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JP60137819A
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Masaru Uno
宇野 優
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TOKUSHU TORYO KK
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TOKUSHU TORYO KK
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • H01L23/295Organic, e.g. plastic containing a filler
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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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、樹脂封止体充填用熱伝導性粉末に係るもので
あり、トランジスタ、工xCの如き電子部品やコンデン
サ、トランスの如き電気部品を封止しているエポキシ樹
脂の如き熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体の充填材とし
て好適な高い熱伝導性を有するとともに充分な電気絶縁
性を有している粉末材料を提供するものである。
〔従来の技術〕
周知の通シ、電子部品や電気部品は、その電気絶縁性、
耐湿性、耐油性及び機械特性の諸見地から、エポキシ樹
脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて成形又
は含浸によシ封止されておシ、例えば樹脂封止型XCは
その典型例である。
従来、電子部品や電気部品、特に前者を封止している熱
硬化性樹脂からなる樹脂封止体には、例えば特開昭57
−8220号公報や特開昭57−40557号公報に示
されているように、石英粉末、シリカ粉末、アルミナ粉
末、硫酸バリウム粉末、酸化チタン粉末、ガラス繊維等
々の無機質充填材が配合されている。これ等の無機質充
填材は、主として熱機械特性の向上を目的として配合さ
れているものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
一般に、電子部品や電気部品に電流を通じて作動させる
と内部に熱が発生する現象はよく知られているところで
あるが、この現象は、熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体
によって封止されている場化性樹脂からなる樹脂封止体
によって封止されている電子部品や電気部品の作動時に
内部に発生する熱が樹脂封止体を通じて外部に充分に放
熱されるときには支障は生じないが、発生した熱が内部
に偏在して蓄熱されるときには、異常動作、動作不良等
を起こし、更には樹脂封止体の外壁部と内部との熱膨張
差に起因する熱ひずみが生じクラックが発生して部品自
体が破損してしまうことKなる。これを避けるために前
述の通シ、無機質充填材が熱硬化性樹脂からなる樹脂封
止体に配合されているのである。樹脂封止体中に適量の
無機質充填材を存在させることによって熱膨張率を下げ
、熱応力を検知することができるが、この効果を充分に
発揮させるためには、通常樹脂分100重量部(以下、
「重量部」を「部」と略称する。)当シ150部以上を
配合することが必要とされている。
ところが、近時、電子部品や電気部品、特に前者の集積
度は、益々高まって行く傾向にあシ、集積度が高くなれ
ば、これに比例して作動時に内部に発生する熱量も大き
くなって行くので、熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体に
よって封止さ°れている集積度の高い電子部品の熱様緘
特性の向上をはかるためには、無機質充填材をよシ多量
に配合しなければならない。
しかしながら、熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体に配合
される無機質充填材の量が多くなればなるほど樹脂の本
来の特性が劣化し、また、成形又は含浸時の作業性も悪
くなってしまうという問題がある。
本発明者は、上記問題点を解決するためには、前掲各種
無機質充填材と比較して飛躍的に高い熱伝導性を有する
粉末を充填材として用いることによシ熱硬化性樹脂から
なる樹脂封止体自身の熱伝導性を高くすれば内部に発生
する熱を樹脂封止体を通じて外部に充分に放熱すること
が可能となるとの考えの下に、高い熱伝導性を有すると
ともに充填材として使用できる粉末を求めて検討を行っ
た。
ところが、本発明者は、広範囲にわたる諸粉末について
検討を行っている内に、高い熱伝導性を有している粉末
は概して良導電体であるという壁に突き当ったのである
。例えば、銅粉の熱伝導率はo、qaca1/cx・s
鎖−degであシ、石英粉末の0.0032cal/a
x −sea −degやシリカ粉末のo、o o o
 062 cra/as ・8θc −degと比較し
て極めて高い熱伝導性を有しているが、一方、銅粉は良
導電体の代表的なものであシ、か\る良導電体粉末を配
合した熱硬化性樹脂か、らなる樹脂封止体によって電子
部品や電気部品を封止すれば、当然のことながら、尚該
部品の電気回路は短絡してしまうことになる。
そこで、本発明者は、係統的な研究と数多くの実験を重
ねた結果、高い熱伝導性を有している良導電体粉末を、
その熱伝導性は殆んど損うことなく充分な電気絶縁性を
有しているものとすることが出来る技術を確立し、本発
明に係る粉末を提供することに成功したのである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、粒径50〜100μmの銅粉末の各粒子表面
を厚さ10〜30μmの電気絶縁性樹脂硬化被膜によっ
て被覆してなる樹脂封止体充填用熱伝導性粉末である。
次に、本発明の詳細な説明する。
本発明に係る粉末は、銅粉末を基材とするものでちシ、
用いる銅粉末は市販品中から粒径50〜100μmの範
囲のものを9選択すればよい。
上記の粒径範囲は、主として使用時における取扱い性の
面から特定されたものであり、この範囲よシ小さい場合
も大きい場合も熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体に均一
に分散させて配合することが困難となる。
基材とする銅粉末の各粒子表面を被覆する電気絶縁性樹
脂硬化被膜を形成するために用いる樹脂は、電気絶縁性
を有し且つ硬化被膜形成能を有しているものであれば、
各種の樹脂が用いられるが、特にポリビニルピロリドン
とアルギン酸ソーダとが好ましい樹脂である。これ等の
樹脂は、比較的簡単な手段によって銅粉末の各粒子表面
に曜固な硬化薄被膜を形成することができる。尚、ニト
ロセルロース、酢酸セルロース等のセルロース樹脂も同
様に用いることができる。
電気絶縁性樹脂硬化被膜の膜厚は極めて重要であシ、厚
さ10〜30μmの範囲としなければならない。
上記の膜厚範囲は、熱伝導性と電気絶縁性との両面から
実験的に特定されたものであシ、上掲の各種樹脂の場合
、この範囲よシ薄い場合には実用上充分な電気絶縁性が
得られ難く、この範囲よシ厚い場合には銅粉末が本来的
に有している高い熱伝導性が損われてしまう。
本発明に係る粉末は、従来の無機質充填材の場合と同様
に使用することができ、対象とする熱硬化性樹脂の調製
時に所用量を均iに分散混合すればよい。樹脂分100
部当シ約40部〜150部を配合すれば、実用上充分な
熱伝導性を有した樹脂封止体が形成できる。
次に、本発明に係る粉末の製造法を説明する。
本発明に係る粉末は、基材とする所定粒径の銅粉末の1
ケ1ケの粒子表面に所定膜厚の電気絶縁性樹脂硬化被膜
を形成することによって得られるが、硬化被膜の形成+
役方は用いる電気絶縁性樹脂の種類によって異なる。例
えば、ポリビニルピロリドンを用いる場合には、その所
定量を溶剤に溶解して液状物とし、該液状物に所定量の
銅粉末を混合し、充分混和した後、スプレー乾燥等によ
ルビロリドン硬化被膜を形成することができる。
また、例えば、アルギン酸ソーダを用いる場合には、そ
の所定量を含むアルギン酸ソーダ水溶液に所定量の銅粉
末を混合し、充分混和した後、スプレー等を用いて塩化
カルシウム水溶液中に噴霧し、次いで、水洗、沖過、乾
燥すれば、銅粉末の1ケ1ケの粒子表面に所定膜厚のア
ルギン酸ソーダ硬化被膜を形成することができる。更に
、例えば、ニトロセルロースを用いる場合には、その所
定量をアセトンに溶解して液状物とし、該液状物に所定
量の銅粉末を混合し・、充分混和した後、この混合物を
攪拌下水中に加え、次いで、水洗、濾過、乾燥すれば、
銅粉末の1ケ1ケの粒子表面に所定膜厚のニトロセルロ
ース硬化被膜を形成することができる。
〔作用〕
本発明に係る粉末は、高い熱伝導性を有した銅粉末の1
ケ1ケの粒子が厚さ10〜50μmの電気絶縁性樹脂硬
化被膜によって被覆されて、その本来的に有している熱
伝導性を殆んど損うことなく電気的には不良導体とされ
ているので、これを配合した熱硬化性樹脂からなる樹脂
封止体によって電子部品や電気部品を封止すれば、樹脂
封止体自身の熱伝導性が高い゛ので内部に発生する熱を
外部に充分放熱することができ、また轟該部品の電気回
路が短絡することはないのである。
〔実施例〕
実施例 1゜ の銅粉末100部を添加し、充分混和して泥状物とし、
この泥状物をスプレー乾燥して乾燥物とし、この乾燥物
を150″Cで4時間加熱して粉末状物140部に得ら
れた粉末は、1ケ1ケの粒子が厚さ約10μmのポリビ
ニルピロリドン硬化被膜によって被膜されていることを
確認している。
こ\に得られた粉末18りを直径25jff、高さ10
1’llFの円柱体に圧縮成形し、該円柱体の上面と下
面との間の電気絶縁抵抗を「絶縁抵抗計−横河電気製作
所・製−」をもって測定したところ6XlG’、Qを示
した。尚、基材として用いた銅粉末の電気絶縁抵抗を銅
粉269を用いて上記と同様にして測定したところlX
1O’Ωを示し、こ\に得られた粉末が実用上充分な電
気絶縁性を有していることが確認できた。
また、前記円柱体の上面に「表面温度計−安立計器・製
−」のセンサーを付着させ、下面を100℃に加熱して
上面までの伝熱速度を測定した結果を第1表に示す。尚
、同表には基材として用いた銅粉末261Fを直径25
 MM、高さ10jlffの円柱体に圧縮成形したもの
についての伝熱速度を同様にして測定した結果を併せて
示した。両結果を比較すれば、こ\に得られた粉末が銅
粉末と殆んど変らない熱伝導性を有していることが確認
できる。
更に、こ\、に得られた粉末50部とエポキシ樹脂(エ
ビコー) 828 :商品名ニジエル化学・製)70部
と硬化剤(トーマイド’#245’商品名:富士化成工
業・製)とを用いて、常法によシ樹脂成形体10ケを製
造し、該成形体10ケについて一5C→100℃の冷熱
サイクルを15回繰返す耐久試験を行ったが、ワレ等の
破損を起した成形体は1ケもなかった。
尚、この成形体の熱伝導辛はbo xlo−’c&vc
Ix−sea−リgであった。
実施例 Z lO%アルギン酸ソーダ水溶液100部に実施例1と同
じ銅粉末30部を添加し、充分混和して泥状物とし、仁
の泥状物を攪拌している30%塩化カルシウム水溶液中
に噴霧した。次いで液中に沈積している沈積物を濾過に
よって集め、水洗、渥過、乾燥して乾燥物40部を得た
。次いで、この乾燥物を200meshで篩分けして、
粒径約70μmの粉末20部を得た。
と\に得られた粉末は、1ケ1ケの粒子が厚さ約10μ
mのアルギン酸ソーダ硬化被膜によって被膜されている
ことを確認している。
こ\に得られた粉末の電気絶縁抵抗を実施例1の場合と
同様にして測定したところ8XlO’Ωを示した。
また、と\に得られた粉末の伝熱速度を実施例1の場合
と同様にして測定した結果を第1表に示す。
更に、こ\に得られた粉末を用いて実施例1の場合と同
様にして耐久試験を行ったが、ワレ等の破損を起した成
形体は1ケもなかった。
〔効果〕
上掲の実施例に示したところから明らかな如く、本発明
に係る粉末は高い熱伝導性を有するとともに充分な電気
絶縁性を有しているので、トランジスタ、工Cの如き電
子部品やコンデンサ、トランスの如き電気部品を封止し
ている熱硬化性樹脂からなる樹脂封止体の充填材として
、これを使用すれば当該樹脂封止体自身の熱伝導性を高
くすることができるので、作動時に内部に発生する熱を
外部に充分放熱することが可能となシ、内部に発生する
熱が偏在して蓄熱されることに起因するクラックの発生
等が防止できるのである。
従って、本発明に係る粉末は、特に、集積度の高い電子
部品の樹脂封止体の充填用とじて好適なものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、粒径50〜100μmの銅粉末の各粒子表面を厚さ
    10〜50μmの電気絶縁性樹脂硬化被膜によつて被覆
    してなる樹脂封止体充填用熱伝導性粉末。 2、電気絶縁性樹脂硬化被膜がポリビニルピロリドン硬
    化被膜である特許請求の範囲第1項記載の樹脂封止体充
    填用熱伝導性粉末。 5、電気絶縁性樹脂硬化被膜がアルギン酸ソーダ硬化被
    膜である特許請求の範囲第1項記載の樹脂封止体充填用
    熱伝導性粉末。
JP60137819A 1985-06-26 1985-06-26 樹脂封止体充填用熱伝導性粉末 Pending JPS62552A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002045348A (ja) * 2000-07-06 2002-02-12 Siemens Ag 傾斜コイルシステムを備えた磁気共鳴装置
JP2007308181A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Miyoko Fujita 液体取出装置
JP2017152417A (ja) * 2016-02-22 2017-08-31 パナソニックIpマネジメント株式会社 チップ抵抗器
JP2017157767A (ja) * 2016-03-04 2017-09-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 チップ抵抗器
JP2020172607A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 日立化成株式会社 重合体、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び電子部品装置

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