JPWO2008133172A1 - Composite filler for resin mixing - Google Patents

Composite filler for resin mixing Download PDF

Info

Publication number
JPWO2008133172A1
JPWO2008133172A1 JP2009511842A JP2009511842A JPWO2008133172A1 JP WO2008133172 A1 JPWO2008133172 A1 JP WO2008133172A1 JP 2009511842 A JP2009511842 A JP 2009511842A JP 2009511842 A JP2009511842 A JP 2009511842A JP WO2008133172 A1 JPWO2008133172 A1 JP WO2008133172A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
particles
composite
filler
silica
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009511842A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5133338B2 (en
Inventor
日高 貴志夫
貴志夫 日高
善啓 古川
善啓 古川
宝蔵寺 裕之
裕之 宝蔵寺
和弘 鈴木
和弘 鈴木
円丈 露野
円丈 露野
俊夫 安田
俊夫 安田
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.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2009511842A priority Critical patent/JP5133338B2/en
Publication of JPWO2008133172A1 publication Critical patent/JPWO2008133172A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5133338B2 publication Critical patent/JP5133338B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0075Magnetic shielding materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06Metallic powder characterised by the shape of the particles
    • B22F1/068Flake-like particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
    • H05K9/0073Shielding materials
    • H05K9/0081Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding
    • H05K9/0083Electromagnetic shielding materials, e.g. EMI, RFI shielding comprising electro-conductive non-fibrous particles embedded in an electrically insulating supporting structure, e.g. powder, flakes, whiskers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Abstract

樹脂組成物と混合して用いられ、絶縁性、電磁波吸収性、放熱性に優れた複合フィラーを提供する。金属粒子と、無機酸化物粒子とよりなる複合粒子であって、金属粒子の径は無機酸化物粒子の径の10倍以上であり、無機酸化物粒子が金属粒子の表面に刺さるようにして覆っている構造を有することにある。前記複合粒子はアスペクト比が5以上の平板状の軟磁性金属粉末と無機酸化物粒子が相互に積層されて一つの粒子が構成されている。また、前記複合粒子と、前期複合粒子を構成しない無機酸化物の粒子とを混合した樹脂混合用複合フィラーにある。Provided is a composite filler that is used by being mixed with a resin composition and is excellent in insulation, electromagnetic wave absorption, and heat dissipation. It is a composite particle composed of metal particles and inorganic oxide particles, and the diameter of the metal particles is 10 times or more the diameter of the inorganic oxide particles, and the inorganic oxide particles are covered so as to pierce the surface of the metal particles. It has the structure which has. In the composite particles, a flat soft magnetic metal powder having an aspect ratio of 5 or more and inorganic oxide particles are laminated together to form one particle. Further, the composite filler for resin mixing is obtained by mixing the composite particles and inorganic oxide particles that do not constitute the composite particles in the previous period.

Description

本発明は樹脂等と混合して用いる樹脂混合用複合フィラーに関する。   The present invention relates to a composite filler for resin mixing used by mixing with a resin or the like.

樹脂組成物に金属粉末等のフィラーを混合し、電磁波吸収特性や放熱性を備えた樹脂複合材とすることが可能である。しかしながら、金属粉末は、樹脂組成物に対して濡れ性が悪く、また樹脂組成物に比して密度が高く、高充填すると凝集しやすいため、フィラーの分散にムラが生じる。従って、金属粉末よりなるフィラーの充填量を多くすることは困難である。   It is possible to mix a filler such as metal powder with the resin composition to obtain a resin composite having electromagnetic wave absorption characteristics and heat dissipation. However, the metal powder has poor wettability with respect to the resin composition, has a higher density than the resin composition, and easily aggregates when highly filled, resulting in uneven dispersion of the filler. Therefore, it is difficult to increase the filling amount of the filler made of metal powder.

特開2000−223884号公報(特許文献1)には、軟磁性金属材料から成り非金属物質6で表面処理が施された粉末2が、ゴム4に分散して成る耐食性に優れた電磁波吸収体を提供することについて記載されている。表面処理として、非金属物質の溶液・融液を金属粉末の表面に付着させることが記載されている。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-223984 (Patent Document 1) discloses an electromagnetic wave absorber excellent in corrosion resistance, in which a powder 2 made of a soft magnetic metal material and surface-treated with a nonmetallic substance 6 is dispersed in a rubber 4. Is provided. As the surface treatment, it is described that a solution / melt of a non-metallic substance is adhered to the surface of the metal powder.

特開2001−358493号公報(特許文献2)には、磁性金属粒子とセラミックスとが一体となった複合磁性粒子を高電気抵抗率を有する材料に分散させた電磁波吸収材について記載されている。複合磁性粒子として、複数の磁性金属粒子とセラミックスとが一体となった粒子、複数の磁性金属粒子がセラミックスによって囲まれて一体となった粒子等が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-358493 (Patent Document 2) describes an electromagnetic wave absorber in which composite magnetic particles in which magnetic metal particles and ceramics are integrated are dispersed in a material having a high electrical resistivity. As the composite magnetic particles, there are described particles in which a plurality of magnetic metal particles and ceramics are integrated, particles in which a plurality of magnetic metal particles are surrounded by ceramics, and the like.

特開2000−223884号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-223984 特開2001−358493号公報JP 2001-358493 A

しかしながら、上記のような複合フィラーは、かさ密度が高く、樹脂組成物と混合しにくいという問題がある。本願発明の課題は、上記問題を解消する樹脂用の複合フィラーと、当該複合フィラーと樹脂組成物との混合により得られる樹脂成型品を提供することにある。   However, the composite filler as described above has a problem that it has a high bulk density and is difficult to mix with the resin composition. The subject of this invention is providing the resin molded product obtained by mixing the composite filler for resin which eliminates the said problem, and the said composite filler and a resin composition.

上記課題を解決する本願発明は特許請求の範囲に記載したとおりである。本発明は、金属粒子と、金属粒子より充分に小さい無機酸化物粒子との集合体を含む複合粒子を用いたことを特徴とする。最終的な無機酸化物粒子の平均粒径は5μm以下が好ましく、複合粒子粒径は10〜40μmである。金属粉末は、薄片状である。厚みに対して、粉末の最大径が5以上(アスペクト比が5以上)の粉末を使用することが好ましい。金属粉末としては、軟磁性金属粉末、特に鉄、ニッケル、マンガン、シリコン、サマリウムもしくはコバルトのいずれかを使用できる。特に、これらを合金化して使用することにより、電磁波吸収の周波数特性が向上する。樹脂等に混合して使用すると、高周波数を吸収することが可能である。   The present invention for solving the above-described problems is as described in the claims. The present invention is characterized by using composite particles including an aggregate of metal particles and inorganic oxide particles sufficiently smaller than the metal particles. The average particle size of the final inorganic oxide particles is preferably 5 μm or less, and the composite particle size is 10 to 40 μm. The metal powder is flaky. It is preferable to use a powder having a maximum diameter of 5 or more (an aspect ratio of 5 or more) with respect to the thickness. As the metal powder, soft magnetic metal powder, particularly iron, nickel, manganese, silicon, samarium or cobalt can be used. In particular, the frequency characteristics of electromagnetic wave absorption are improved by alloying them. When mixed with resin or the like, high frequencies can be absorbed.

上記の複合粒子をフィラーとして使用するほか、複合粒子に無機物のコーティング層を設け、絶縁層を設けることも可能であるコーティング層は、無機物の粒子層、無機物の皮膜層のいずれでもよい。特に、複合粒子を構成しない無機酸化物粒子で周囲を覆うことが好ましい。複合粒子と、複合粒子を構成しない無機酸化物粒子とを分散させたフィラーとすることにより、複合粒子が成形の過程や、固体樹脂との混練で割れた場合にも、樹脂成形体の絶縁性を維持することが可能となる。複合粒子を構成しない無機酸化物粒子の平均粒径は5μm以下がよい。また、複合粒子の粒子径は、複合粒子と混在して存在する無機酸化物粒子の大きさに比して5倍以上の大きさを有することが好ましい。   In addition to using the composite particle as a filler, the coating layer that can be provided with an inorganic coating layer and an insulating layer on the composite particle may be either an inorganic particle layer or an inorganic coating layer. In particular, it is preferable to cover the periphery with inorganic oxide particles that do not constitute composite particles. By using a filler in which composite particles and inorganic oxide particles that do not constitute composite particles are dispersed, the insulating properties of the resin molded body can be maintained even when the composite particles are cracked during the molding process or by kneading with a solid resin. Can be maintained. The average particle diameter of the inorganic oxide particles not constituting the composite particles is preferably 5 μm or less. Moreover, it is preferable that the particle diameter of the composite particles has a size of 5 times or more as compared with the size of the inorganic oxide particles existing in a mixture with the composite particles.

このような複合フィラーは、モル比でシリカ45〜70%に対し、金属の比率が30〜55%である(鉄、シリカを用いた場合には、重量比でシリカ20〜50重量%、鉄50〜80重量%となる)ことが電磁波吸収性能、熱電導性、絶縁性を満たすために好ましい。特に、金属に対しシリカの含有モル比率を大きくすることで絶縁性の要求される部材に使用しやすい。   Such a composite filler has a metal ratio of 30 to 55% with respect to 45 to 70% of silica in terms of molar ratio (when iron or silica is used, 20 to 50% by weight of silica by weight ratio, iron 50 to 80% by weight) is preferable in order to satisfy electromagnetic wave absorption performance, thermal conductivity, and insulation. In particular, it is easy to use for a member that requires insulation by increasing the content molar ratio of silica to metal.

また、本発明の樹脂複合材は、上記複合フィラーと、樹脂組成物とを混合して構成される。上記のような複合フィラーによれば、樹脂に充填した際に、充填量を多くすることが可能である。従って、複合フィラーと樹脂組成物を混合し、成形体を電磁波吸収材としたり、シート形状の電磁波吸収シートとして使用すると、電磁波吸収性能を向上させることが可能である。特に、軟磁性金属粉末が体積百分率で50vol%以上の高密度充填とすると、電磁波吸収の性能向上が期待できる。周波数帯が800メガヘルツから10ギガヘルツの範囲で、電磁波を吸収することが可能である。また、当該複合フィラーと樹脂組成物の成形体を放熱の必要な部材、例えば半導体集積回路(IC)封止材に使用することにより、放熱性を向上させることが可能である。   In addition, the resin composite material of the present invention is configured by mixing the composite filler and a resin composition. According to the composite filler as described above, it is possible to increase the filling amount when the resin is filled. Therefore, when the composite filler and the resin composition are mixed and the molded body is used as an electromagnetic wave absorbing material or used as a sheet-shaped electromagnetic wave absorbing sheet, the electromagnetic wave absorbing performance can be improved. In particular, if the soft magnetic metal powder has a high density filling of 50 vol% or more by volume percentage, an improvement in electromagnetic wave absorption performance can be expected. It is possible to absorb electromagnetic waves in the frequency band range of 800 megahertz to 10 gigahertz. Further, by using the molded body of the composite filler and the resin composition for a member that requires heat dissipation, for example, a semiconductor integrated circuit (IC) sealing material, heat dissipation can be improved.

上記本発明によれば、適当な樹脂組成物と混合した場合に、複合フィラーの樹脂への充填量を多くすることが可能である。   According to the present invention, when mixed with an appropriate resin composition, it is possible to increase the filling amount of the composite filler into the resin.

複合粒子の模式図。The schematic diagram of a composite particle. 還元鉄粉のSEM像写真。SEM image photograph of reduced iron powder. 複合粒子の模式図。The schematic diagram of a composite particle. 複合粒子製造装置の例。The example of a composite particle manufacturing apparatus. 複合粒子製造工程の例。An example of a composite particle manufacturing process. 複合粒子のSEM像写真。SEM image photograph of composite particles. 複合粒子のシングルピークサイズ分布図。The single peak size distribution map of a composite particle. 導電性が発現した複合粒子のシリカ粒子のSEM−EDX元素分析。The SEM-EDX elemental analysis of the silica particle of the composite particle which expressed electroconductivity. TEOSコーティング粉末粒子のFIB−TEM像。FIB-TEM image of TEOS coating powder particles. 複合粒子とシリカ粒子のダブルピークサイズ分布図。The double peak size distribution map of a composite particle and a silica particle. 窒化アルミナで全体的に覆った複合粒子の模式図。The schematic diagram of the composite particle entirely covered with the alumina nitride. 銅粉末を混合した複合粒子のFIB−TEM像。The FIB-TEM image of the composite particle which mixed the copper powder.

電磁波吸収材は、電磁波を出すデバイス等に近接して使用され、電磁波吸収性能と併せて電気絶縁性を求められる。本願発明の目的は、さらに電磁波吸収体の絶縁性を高めることができる電磁波吸収材用のフィラーを提供することにある。   The electromagnetic wave absorbing material is used in the vicinity of a device that emits an electromagnetic wave, and is required to have an electrical insulation property together with the electromagnetic wave absorbing performance. The objective of this invention is providing the filler for electromagnetic wave absorbers which can improve the insulation of an electromagnetic wave absorber further.

上記複合粒子の特徴は、金属粒子と、金属粒子より充分に小さい無機酸化物粒子とを含む複合粒子であって、無機酸化物粒子が金属粒子の表面に刺さるようにして覆っている構造を有することにある。上記本願発明によれば、適当な樹脂と混合して絶縁性の高い電磁波吸収材を提供できる。   The characteristics of the composite particles are composite particles including metal particles and inorganic oxide particles that are sufficiently smaller than the metal particles, and have a structure in which the inorganic oxide particles cover the surface of the metal particles. There is. According to the invention of the present application, an electromagnetic wave absorbing material with high insulation can be provided by mixing with an appropriate resin.

金属粒子の平均長径は無機酸化物粒子の平均長径の10倍以上であることがよい。上記構造によれば、金属粒子の周囲に無機酸化物粒子が厚い絶縁層を形成し、電磁波吸収材を構成した際に電気絶縁性を高く保持することができる。また、上記構造によれば、金属粒子の表面が酸化されるのを防止され、電磁波吸収性能の劣化が防止される。   The average major axis of the metal particles is preferably at least 10 times the average major axis of the inorganic oxide particles. According to the said structure, when an insulating layer with a thick inorganic oxide particle is formed around a metal particle, and an electromagnetic wave absorbing material is formed, it is possible to maintain high electrical insulation. Moreover, according to the said structure, it is prevented that the surface of a metal particle is oxidized, and deterioration of electromagnetic wave absorption performance is prevented.

また、本願発明の複合粒子は、シリカもしくは窒化アルミニウムなどの無機物の粉末と、鉄粉、ニッケル、マンガン、シリコン、サマリウムもしくはコバルトなどの軟磁性金属粉末とを含む。軟磁性金属粉末は偏平形状を有し、無機酸化物の粉末と積層されたような構造を有する。   The composite particles of the present invention include an inorganic powder such as silica or aluminum nitride and a soft magnetic metal powder such as iron powder, nickel, manganese, silicon, samarium or cobalt. The soft magnetic metal powder has a flat shape and has a structure in which it is laminated with an inorganic oxide powder.

金属粒子に無機酸化物粒子を付着させる際には、セラミックスのスパッタリングもしくは機械的合金化法(メカニカルアロイング、MA法)を用いることが好ましい。ここで、機械的合金化法(メカニカルアロイング、MA法)による衝撃を外部刺激と呼ぶことにする。MA法では無機酸化物粒子は粉砕され微細化し、金属粒子も平板状に伸ばされて、微細粒子と平板金属がお互いに積層された状態となる。MA法微細構造は、出発材料としては球もしくは粒状であった軟磁性金属が衝撃によって偏平に伸び、さらにその周囲を微細なセラミックス粒子が覆う構造を基本構造とし、その基本構造がさらに積層されて一つの複合粒子を形成した構造である。この複合粒子の構造を図1に示す。   When attaching the inorganic oxide particles to the metal particles, it is preferable to use ceramic sputtering or mechanical alloying (mechanical alloying, MA method). Here, the impact by the mechanical alloying method (mechanical alloying, MA method) is referred to as external stimulation. In the MA method, the inorganic oxide particles are pulverized and refined, and the metal particles are also expanded into a flat plate shape, so that the fine particles and the flat plate metal are stacked on each other. The MA microstructure has a basic structure in which a soft magnetic metal, which is spherical or granular as a starting material, is flattened by impact and is covered with fine ceramic particles, and the basic structure is further laminated. It is a structure in which one composite particle is formed. The structure of this composite particle is shown in FIG.

スパッタリングは、ターゲットとしてシリカなどの無機酸化物を用い、金属粒子に無機酸化物をコーティングする方法である。この場合はコアが金属であり、その外周部に無機酸化物であるシリカなどのセラミックスがコーティングされた形状の複合粒子となる。スパッタリング法では、シリカコーティングの量を自由に調整できる。一方、スパッタリング法で鉄粉を覆ったシリカコーティング粒子では、単純な層の構造となり、割れると鉄の粒子が露出しやすい。   Sputtering is a method of coating an inorganic oxide on metal particles using an inorganic oxide such as silica as a target. In this case, the core is a metal, and composite particles having a shape in which a ceramic such as silica, which is an inorganic oxide, is coated on the outer periphery thereof. In the sputtering method, the amount of silica coating can be adjusted freely. On the other hand, silica coated particles covered with iron powder by a sputtering method have a simple layer structure, and when broken, iron particles are easily exposed.

複合粒子の金属粒子の比重は大きく、無機酸化物粒子の比重は小さい。そのため、粒径の比を変えると無機酸化物粒子の付着のしかたが変わり、フィラーの密度を調整することができる。また、金属粒子と無機酸化物粒子の混合比率を変えることで、フィラーの密度を4〜7g/cmで適宜調整することができる。The specific gravity of the metal particles of the composite particles is large, and the specific gravity of the inorganic oxide particles is small. Therefore, changing the ratio of the particle diameters changes the manner in which the inorganic oxide particles adhere, and the density of the filler can be adjusted. Moreover, the density of a filler can be suitably adjusted with 4-7 g / cm < 3 > by changing the mixing ratio of a metal particle and an inorganic oxide particle.

金属粒子は熱膨張係数が大きく、無機酸化物粒子の熱膨張係数は小さい。従って、金属粒子の表面を、無機酸化物粒子で被覆することにより複合粒子の熱膨張係数を調整できる。   Metal particles have a large coefficient of thermal expansion, and inorganic oxide particles have a small coefficient of thermal expansion. Therefore, the coefficient of thermal expansion of the composite particles can be adjusted by coating the surfaces of the metal particles with inorganic oxide particles.

鉄粉の大きさは、粒径が10〜100μmのものを使用することが好ましい。鉄粉の大きさが2〜10μmの鉄粉では、シリカ粒子の大きさとの違いが小さく、シリカ粒子を鉄粉に付着しにくくなった。また、鉄粉の粒径が小さいほど粒子が球状に近くなるため、シリカ粒子との接触が少なくなり、シリカ粒子が付着しにくいと予想される。従って、粒径が10〜75μmの大きさの鉄粉の粒子が75%以上を占める粉末を使用することが好ましい。   The iron powder preferably has a particle size of 10 to 100 μm. In the iron powder having a size of 2 to 10 μm, the difference from the size of the silica particles is small, and the silica particles are difficult to adhere to the iron powder. Moreover, since the particle becomes closer to a sphere as the particle size of the iron powder is smaller, it is expected that the contact with the silica particle is reduced and the silica particle is less likely to adhere. Therefore, it is preferable to use a powder in which particles of iron powder having a particle size of 10 to 75 μm account for 75% or more.

また、鉄以外のニッケル粉,コバルト粉等の金属粉でも同様に使用可能である。ニッケル粉,コバルト粉でもフレーク状,スパイク状,球状などの種々の形状で、1〜120μm程度の範囲の大きさの種々の粉末が市販されている。ニッケル粉,コバルト粉は鉄粉と比較して錆びにくいという利点があるが、鉄粉の方が密度の調整がしやすい。   Also, metal powder such as nickel powder and cobalt powder other than iron can be used in the same manner. Various powders having a size in the range of about 1 to 120 μm are commercially available in various shapes such as flakes, spikes, and spheres, even nickel powder and cobalt powder. Nickel powder and cobalt powder have the advantage of being less rusting than iron powder, but iron powder is easier to adjust the density.

鉄粉が真球形状に近いほどシリカ粒子が付着しにくい。従って鉄粉が偏平形状(図2)や、ねじったような複雑な形状を有する場合にはシリカ粒子の付着量が多く、シリカと鉄粉の配合比を調節することが容易となる。   The closer the iron powder is to a true spherical shape, the more difficult it is for silica particles to adhere. Accordingly, when the iron powder has a flat shape (FIG. 2) or a complicated shape such as a twist, the amount of silica particles attached is large, and the mixing ratio of silica and iron powder can be easily adjusted.

さらに、鉄粉に大きい凹凸(粗面)があるものを使用することで、シリカの付着量を多くすることができる。図2は、偏平形状を有する還元鉄粉のSEM像である。表面に高さ0.1μm程度の凹凸があることが確認できる。鉄粉の表面の凹凸の大きさ(表面の粗さ)は、0.15〜0.5μm程度であることが好ましい。   Furthermore, the amount of silica attached can be increased by using iron powder having large irregularities (rough surface). FIG. 2 is an SEM image of reduced iron powder having a flat shape. It can be confirmed that the surface has irregularities with a height of about 0.1 μm. The size of the irregularities on the surface of the iron powder (surface roughness) is preferably about 0.15 to 0.5 μm.

シリカの代わりにアルミナ等の無機酸化物を使用してもよく、シリカの場合と同様の効果が期待される。また、無機酸化物の代わりに、炭化物,窒化物等のセラミクスでもよい。   An inorganic oxide such as alumina may be used instead of silica, and the same effect as in the case of silica is expected. Further, ceramics such as carbide and nitride may be used instead of the inorganic oxide.

上記の複合粒子は、樹脂に混合されるフィラーとして、成形材にして使用される。樹脂は、一般に知られた熱硬化性樹脂,熱可塑性樹脂を目的に応じて適宜使用できる。エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とともに使用する場合には、硬化前の樹脂組成物と、フィラーとを室温などの低温で混合し、混合されたペースト状の材料を整形して加熱することで、電磁波吸収シート等の成形材となる。一方、熱可塑性樹脂は、硬化した樹脂を加熱しながらフィラーを混合し、混合されたペースト状物質を整形し、冷却して成形材とすることができる。   Said composite particle is used as a molding material as a filler mixed with resin. As the resin, generally known thermosetting resins and thermoplastic resins can be appropriately used depending on the purpose. When used with a thermosetting resin such as an epoxy resin, the resin composition before curing and the filler are mixed at a low temperature such as room temperature, and the mixed paste-like material is shaped and heated, It becomes a molding material such as an electromagnetic wave absorbing sheet. On the other hand, a thermoplastic resin can be mixed with a filler while heating a cured resin, shaping the mixed paste-like substance, and cooling to form a molding material.

また、熱可塑性樹脂を混合した厚手のシートを作成する際には、薄手のシートを作製し、薄手のシートを積層しながらホットプレスをして一体として所望の厚さに調整されたシートを得ることができる。   Also, when creating a thick sheet mixed with a thermoplastic resin, a thin sheet is prepared, and hot pressing is performed while laminating the thin sheets to obtain a sheet adjusted to a desired thickness as a unit. be able to.

また、鉄粉と無機酸化物との複合粒子を含むフィラーの熱膨張係数は、原料である鉄粉と無機酸化物の配合比によって変化させることができる。   Moreover, the thermal expansion coefficient of the filler containing the composite particles of iron powder and inorganic oxide can be changed depending on the blending ratio of the raw material iron powder and inorganic oxide.

鉄粉とシリカとの複合粒子を含むフィラーの熱膨張係数は、鉄粉に比して非常に小さい。従って、このような複合粒子を混合したシート等の成形材をデバイスの近傍に用いることにより、熱の変化の際の熱膨張を抑制することができる。また、付着させるシリカ量が多いほど、熱膨張係数は小さくなる。   The thermal expansion coefficient of the filler containing composite particles of iron powder and silica is very small compared to iron powder. Therefore, by using a molding material such as a sheet in which such composite particles are mixed in the vicinity of the device, thermal expansion during a change in heat can be suppressed. Also, the greater the amount of silica deposited, the smaller the thermal expansion coefficient.

また、シリカ粒子の替わりにアルミナ粒子を用いて熱膨張率を大きくすることができる。アルミナの熱膨張率は、シリカの熱膨張率の約2倍であり、アルミナを使用することでフィラーの熱膨張率を金属に近づけることが可能となる。フィラーの熱膨張率を高くすることにより、低温部と高温部の熱ひずみを緩和する効果がある。従って、高温を生じる場合のあるデバイスと、金属性放熱フィンや金属性放熱プレートなどの放熱部との間にインサート材として本発明のシートを用いることで、剥離等の性能劣化が防止できる。   Moreover, the thermal expansion coefficient can be increased by using alumina particles instead of silica particles. The thermal expansion coefficient of alumina is about twice that of silica, and the use of alumina makes it possible to make the thermal expansion coefficient of the filler closer to that of a metal. By increasing the thermal expansion coefficient of the filler, there is an effect of alleviating thermal strain in the low temperature part and the high temperature part. Therefore, performance degradation such as peeling can be prevented by using the sheet of the present invention as an insert material between a device that may generate a high temperature and a heat radiating portion such as a metal heat radiating fin or a metal heat radiating plate.

鉄粉とシリカ等との複合粒子を含むフィラーの密度(比重)は、原料である鉄粉とシリカ粒子の配合比によって変化させることができる。シリカなどのセラミクスや樹脂は熱伝導率が低く、断熱効果が高い。従って、シートの熱伝導性は鉄粉の含有量に比例して高くなる。シート中に含有するフィラー量を多くするためには、樹脂とフィラーの密度を同等とする必要がある。鉄粉の密度は高く、約7〜8g/cmであり、樹脂の密度は一般的に4〜6g/cmである。高熱伝導率のシートを提供するためには、使用する鉄粉量を多くする必要がある。鉄粉に付着するシリカ(比重2〜3g/cm)の量を多くし、フィラーの密度を樹脂に合わせて3.5〜6.5g/cmと軽くすることにより、樹脂にフィラーが混合しやすくなり、結果としてシート中の鉄粉の量を多くすることができる。The density (specific gravity) of the filler containing composite particles of iron powder and silica or the like can be changed depending on the blending ratio of the raw material iron powder and silica particles. Ceramics and resins such as silica have low thermal conductivity and high heat insulation effect. Therefore, the thermal conductivity of the sheet increases in proportion to the iron powder content. In order to increase the amount of filler contained in the sheet, it is necessary to equalize the resin and filler density. The density of iron powder is high, about 7~8g / cm 3, the density of the resin is generally 4-6 g / cm 3. In order to provide a sheet with high thermal conductivity, it is necessary to increase the amount of iron powder used. Filler is mixed with resin by increasing the amount of silica (specific gravity 2-3 g / cm 3 ) adhering to iron powder and reducing the filler density to 3.5-6.5 g / cm 3 to match the resin. As a result, the amount of iron powder in the sheet can be increased.

なお、鉄粉にカップリング処理によりシリカコーティング(数nm程度の厚さ)をする手法が知られている。しかし、シリカコーティングは薄く、フィラーの密度を樹脂と同等程度まで軽くすることは非常に難しい。シランカップリングでは調整困難であった密度を、鉄粉とセラミック粉の混合比を変化させることにより調整可能となる。   In addition, the technique of carrying out silica coating (thickness of about several nm) by a coupling process to iron powder is known. However, the silica coating is thin and it is very difficult to reduce the filler density to the same level as the resin. The density, which was difficult to adjust by silane coupling, can be adjusted by changing the mixing ratio of iron powder and ceramic powder.

本願発明の複合粒子は、電磁波吸収シートや、半導体集積回路封止材用など、樹脂に混合するためのフィラーとして使用される。複合粒子の径は、平均粒径が100μm以下であることが好ましい。フィラー径が100μmを超えると、樹脂と混合されてシート状等に成形される際、表面の凹凸を押さえるためには成型材の厚さが500μm以上となり、薄い成型材を製造することが困難となるためである。また、複合粒子の鉄とシリカの配合比は、モル比で鉄30〜55%に対し、シリカ70〜45%程度とすることが好ましい。この範囲の比率では、絶縁性と熱伝導性をバランスよく保持する複合粒子が提供できる。   The composite particle of the present invention is used as a filler for mixing with a resin, such as an electromagnetic wave absorbing sheet or a semiconductor integrated circuit sealing material. The composite particles preferably have an average particle size of 100 μm or less. When the filler diameter exceeds 100 μm, the thickness of the molding material becomes 500 μm or more in order to suppress surface irregularities when it is mixed with a resin and molded into a sheet or the like, and it is difficult to produce a thin molding material It is to become. Moreover, the compounding ratio of iron and silica in the composite particles is preferably about 70 to 45% of silica with respect to 30 to 55% of iron in terms of molar ratio. When the ratio falls within this range, composite particles that maintain a good balance between insulation and thermal conductivity can be provided.

上記の複合粒子は、半導体集積回路実装用の樹脂に混練するフィラー材としても好適である。シリカ単体よりなる粒子のみを混練した場合と同等の絶縁性(1013Ωm以上)を維持するとともに、熱伝導率を2倍以上向上させることができる。具体的には、1.2W/m・K以上とすることができる。The above composite particles are also suitable as a filler material kneaded into a resin for mounting a semiconductor integrated circuit. While maintaining the same insulating property (10 13 Ωm or more) as when only particles made of silica alone are kneaded, the thermal conductivity can be improved twice or more. Specifically, it can be set to 1.2 W / m · K or more.

さらに、ICから発生する電磁波を低減することができる。IC封止材に使用される樹脂は、絶縁性、熱伝導性、および電磁波吸収特性を有することが好ましい。新規のIC開発による計算の高速化、小型化に必須の高密度化に伴い、近年のICの発熱温度は高くなっており、エポキシ樹脂などの封止材の耐熱性、熱伝導率の向上が要求される。従って、熱電導性のよい封止材が有効である。また、モバイル用ICでは、従来は金属キャップによる電磁波シールドを設けていたが、クロック周波数が高くなるにつれて金属キャップのアンテナとしての機能の発現が問題となる。従って、電磁波を吸収する封止材が有効である。封止材として電磁波吸収機能を有する樹脂封止材を用いると、省スペース化にも有効である。   Furthermore, electromagnetic waves generated from the IC can be reduced. The resin used for the IC sealing material preferably has insulating properties, thermal conductivity, and electromagnetic wave absorption characteristics. With the development of new ICs that increase the calculation speed and density required for miniaturization, the temperature of ICs in recent years has increased, and the heat resistance and thermal conductivity of sealing materials such as epoxy resins have improved. Required. Therefore, a sealing material with good thermal conductivity is effective. Further, in the mobile IC, an electromagnetic wave shield with a metal cap has been conventionally provided. However, as the clock frequency increases, the function of the metal cap as an antenna becomes a problem. Therefore, a sealing material that absorbs electromagnetic waves is effective. Use of a resin sealing material having an electromagnetic wave absorbing function as the sealing material is effective for space saving.

電磁波吸収材として使用する場合には、周波数帯が800メガヘルツから10ギガヘルツの範囲で電磁波吸収をすることが要求される。   When used as an electromagnetic wave absorber, it is required to absorb electromagnetic waves in the frequency band of 800 megahertz to 10 gigahertz.

IC封止材として使用する樹脂とフィラーの混合物は、複合粒子のほか、さらに絶縁性の粒子、例えばシリカ粒子が存在する、少なくとも二種類の粒子を含有する樹脂とすることが好ましい。これらの粒子を含む複合フィラーの粒径分布は、シリカ粒子のピークと、複合粒子のピークを有する。シリカ粒子はミクロンオーダー以下の微細な粒子サイズであり、複合粒子は十ミクロンオーダーの大きい粒子サイズに粒径分布を有する。このような二つのピークの粒径分布を設けて二種類の粒子を混合することにより、複合粒子が樹脂との混練中など、応力を受けて破砕した場合にも、絶縁性を有するシリカ粒子が複合粒子の周囲を補填するために、IC封止材に要求される絶縁性を低下させにくい。複合粒子と混合する絶縁性の粒子として窒化アルミニウムを使用した場合には、シリカに比べて体積低効率が低下するものの(1012Ωm程度)、高い熱電導率(1.5W/m・K以上)を達成することができ、IC封止材等として用いるのに好ましい。The mixture of resin and filler used as the IC sealing material is preferably a resin containing at least two types of particles, in addition to composite particles, in which insulating particles such as silica particles are present. The particle size distribution of the composite filler containing these particles has a peak of silica particles and a peak of composite particles. Silica particles have a fine particle size on the order of microns or less, and composite particles have a particle size distribution with a large particle size on the order of 10 microns. By providing two kinds of particle size distributions with such a two-peak particle size distribution, even when the composite particles are crushed under stress, such as during kneading with a resin, the insulating silica particles In order to compensate the periphery of the composite particles, it is difficult to reduce the insulation required for the IC sealing material. When aluminum nitride is used as the insulating particles mixed with the composite particles, the volume efficiency is lower than that of silica (about 10 12 Ωm), but high thermal conductivity (1.5 W / m · K or more) ) Can be achieved, which is preferable for use as an IC sealing material or the like.

金属粒子に無機酸化物粒子を付着させる際には、機械的合金化法(メカニカルアロイング)を用いることが好ましい。無機酸化物粒子は、外部からの衝撃によって金属粒子の表面に埋め込まれた状態となる。なお、メカニカルアロイング法を使用するが、金属粒子と無機酸化物粒子は合金化しにくく、これらの物質が合金化する温度よりも低温で方法を実施するため、実質的に金属粒子と無機酸化物粒子の合金化は生じなかった。   When the inorganic oxide particles are adhered to the metal particles, it is preferable to use a mechanical alloying method (mechanical alloying). The inorganic oxide particles are embedded in the surface of the metal particles by an external impact. Although the mechanical alloying method is used, the metal particles and the inorganic oxide particles are hardly alloyed and the method is carried out at a temperature lower than the temperature at which these materials are alloyed. There was no alloying of the particles.

複合粒子を含むフィラーの径は、平均粒径が100μm以下であることが好ましい。フィラー径が100μmを超えると、表面の凹凸を押さえるためにはシート厚さが500μm以上となり、薄手のシートを製造することが困難となるためである。図3は前記シリカ粒子が前記還元鉄粉表面を全面的に覆ったフィラーの模式図である。本発明のフィラーは、表面部に付着するシリカ量を従来品より多くでき、フィラーの絶縁性を高めることができる。また、その結果、電磁波吸収材の絶縁性も高くなる。   As for the diameter of the filler containing composite particles, the average particle diameter is preferably 100 μm or less. This is because if the filler diameter exceeds 100 μm, the sheet thickness becomes 500 μm or more in order to suppress surface irregularities, making it difficult to produce a thin sheet. FIG. 3 is a schematic view of a filler in which the silica particles entirely cover the surface of the reduced iron powder. The filler of the present invention can increase the amount of silica adhering to the surface portion as compared with conventional products, and can enhance the insulating properties of the filler. As a result, the insulating property of the electromagnetic wave absorber is also increased.

また、本発明のように粒子を大きくし、また比重の調整により多量に電磁波吸収材に混合できるので、電磁波吸収材の熱伝導率を高くすることができる。   In addition, since the particles can be made large and mixed with the electromagnetic wave absorber by adjusting the specific gravity as in the present invention, the thermal conductivity of the electromagnetic wave absorber can be increased.

複合粒子の鉄とシリカの割合は、重量で比較して、鉄に対してシリカが1:1.4〜1.8程度とすることが好ましい。この範囲の比率では、絶縁性と熱伝導性をバランスよく保持する複合粒子が提供できる。また、理由は不明であるが、この範囲では電磁波の吸収特性がよかった。本発明者らは重量比でFe:Si=3:7、7:3および8:2の複合粒子を使用して検討した。なお、体積比率ではさらにシリカの割合が多くなる。   The ratio of iron and silica in the composite particles is preferably about 1: 1.4 to 1.8 with respect to iron, as compared with weight. When the ratio falls within this range, composite particles that maintain a good balance between insulation and thermal conductivity can be provided. Further, although the reason is unknown, electromagnetic wave absorption characteristics are good in this range. The present inventors examined using composite particles of Fe: Si = 3: 7, 7: 3 and 8: 2 by weight ratio. In addition, the ratio of silica further increases in volume ratio.

以下、実施例を用いて説明する。   Hereinafter, description will be made using examples.

本実施例の複合粒子は、シリカ,アルミナなどの無機酸化物の粒子と、鉄粉などの金属粉末とを含む。金属粉末の周囲に無機酸化物の粒子が付着し、絶縁層を形成する。本願発明の複合粒子は、電磁波吸収シート用のフィラーとして使用され樹脂と混合されてシート状に成形される。   The composite particles of this embodiment include inorganic oxide particles such as silica and alumina and metal powders such as iron powder. Inorganic oxide particles adhere around the metal powder to form an insulating layer. The composite particles of the present invention are used as a filler for an electromagnetic wave absorbing sheet, mixed with a resin, and formed into a sheet shape.

本発明のフィラーは下記の方法により製造した。フィラーの製造には機械的合金化法(メカニカルアロイング)を用いる。メカニカルアロイングは、金属粒子と無機酸化物粒子を含む粉末を容器に入れ、鋼球または鋼棒を入れて容器ごと振動させることで前記粉体同士を衝突させる処置をいう。その結果、前記金属粒子の周囲に前記無機酸化物粒子を付着させ、鉄粉とシリカの複合粒子とする処理を行うことができる。   The filler of the present invention was produced by the following method. A mechanical alloying method (mechanical alloying) is used for manufacturing the filler. Mechanical alloying refers to a treatment in which powder containing metal particles and inorganic oxide particles is placed in a container, and a steel ball or a steel rod is placed in the container to vibrate the powder, thereby causing the powders to collide with each other. As a result, the inorganic oxide particles can be adhered to the periphery of the metal particles, and a treatment can be performed to obtain composite particles of iron powder and silica.

製造装置の例を図4に示す。ここでは実施形態の一つとして前記金属粒子に還元鉄粉、前記無機酸化物粒子にシリカ粒子を用いた場合を記す。ステンレス製容器に鋼球,鉄粉,シリカ粒子を入れた後、ステンレス製容器の蓋に取り付けられている排気口からロータリーポンプによって10−3Paの桁まで減圧排気し、ステンレス製容器の蓋に取り付けられている吸入口から不活性ガスを吹きこんで雰囲気を不活性ガスへ置換した。不活性ガスへの置換は、2回行った。An example of a manufacturing apparatus is shown in FIG. Here, the case where reduced iron powder is used for the metal particles and silica particles are used for the inorganic oxide particles will be described as one embodiment. After putting steel balls, iron powder, and silica particles in a stainless steel container, it is evacuated to a 10-3 Pa digit by a rotary pump from the exhaust port attached to the stainless steel container lid, and placed on the stainless steel container lid. Inert gas was blown from the attached suction port to replace the atmosphere with inert gas. Replacement with an inert gas was performed twice.

フィラーの精製する工程は下記のように生じると考えられる(図5)。10μm程度のシリカ粒子と、10〜20μmの鉄粉とをメカニカルアロイング装置に入れ、鋼球と衝突させることによりシリカ粒子は10〜100nm程度の粉末に粉砕される。粉砕されたシリカ粒子は鉄粉に突き刺さるように付着する。その鉄粉に、もしくは複数の鉄粉が一体化された鉄粉に過剰量に入れられたシリカ粒子がさらに付着し、厚いシリカ粒子層を形成する。   The step of purifying the filler is considered to occur as follows (FIG. 5). Silica particles are pulverized to a powder of about 10 to 100 nm by putting silica particles of about 10 μm and iron powder of 10 to 20 μm into a mechanical alloying device and colliding with a steel ball. The pulverized silica particles adhere to pierce the iron powder. Silica particles added in an excessive amount to the iron powder or to iron powder in which a plurality of iron powders are integrated further adhere to form a thick silica particle layer.

処理工程を行う時間は鉄粉とシリカ粒子を含む複合粒子の製造の場合、5時間程度が好ましい。5時間と50時間の場合を比較すると、50時間の処理ではフィラーの電磁波吸収能が若干減少した。その理由は、表面に形成されたシリカ粒子を含む絶縁層が長時間の処理中に衝撃で剥離し易くなり、剥離後の金属露出部同士が機械的合金化法によって結合し一体化され、金属粒子が大きくなった結果、金属粒子の吸収効率が低下したためと考えられる。またこの傾向は金属の重量比が大きくなるほど顕著である。   In the case of producing composite particles containing iron powder and silica particles, the time for performing the treatment step is preferably about 5 hours. Comparing the case of 5 hours and 50 hours, the electromagnetic wave absorbing ability of the filler was slightly reduced by the treatment for 50 hours. The reason is that the insulating layer containing silica particles formed on the surface is easily peeled off by impact during long-time treatment, and the exposed metal parts after peeling are bonded and integrated by a mechanical alloying method. This is probably because the absorption efficiency of the metal particles decreased as a result of the increase in the size of the particles. This tendency becomes more prominent as the metal weight ratio increases.

雰囲気を不活性ガスとする理由は、鉄粉の酸化を抑制する目的である。鉄粉は、酸化すると酸化鉄となり、絶縁性,熱伝導性、および熱膨張などの物性が変化する。酸化鉄粉末が混合されることによりフィラーとしての特性が劣化する。容器中の雰囲気を十分に不活性ガスに置換することで、鉄粉の酸化防止を図り、特性を保持することができる。   The reason why the atmosphere is an inert gas is to suppress oxidation of the iron powder. When iron powder is oxidized, it becomes iron oxide, and physical properties such as insulation, thermal conductivity, and thermal expansion change. By mixing the iron oxide powder, the properties as a filler deteriorate. By sufficiently replacing the atmosphere in the container with an inert gas, the iron powder can be prevented from being oxidized and the characteristics can be maintained.

鉄粉としては、形状が不定形であって粒径が比較的大きいものが好ましい。シリカ粒子に対し相対的に鉄粉が充分に大きく、またシリカ粒子との接触範囲を大きくすることでシリカ粒子が付着しやすくなるためである。本実施例では、鉄粉として、粒径が1〜100μmの範囲の鉄粉の混合粉であり、粒径の分散の中心値が25μm程度の粉末を使用した。   As the iron powder, those having an irregular shape and a relatively large particle size are preferable. This is because the iron particles are relatively large relative to the silica particles, and the silica particles are easily attached by increasing the contact range with the silica particles. In this example, as the iron powder, a powder having a particle size of 1 to 100 μm and a powder having a particle size dispersion center value of about 25 μm was used.

また、鉄粉は還元鉄粉を使用した。金属粒子は、還元鉄粉であることが好ましい。還元鉄粉は、多様な形状の粒子を含み、例えばカルボニル鉄粉に比して粒径が大きく、表面が粗いという特徴がある。従って、無機酸化物粒子が付着しやすいため、本願発明に使用するには適している。   Further, reduced iron powder was used as the iron powder. The metal particles are preferably reduced iron powder. The reduced iron powder includes particles having various shapes, and has a feature that, for example, the particle diameter is larger than that of carbonyl iron powder and the surface is rough. Accordingly, the inorganic oxide particles are easily attached, and are suitable for use in the present invention.

なお、金属粒子の表面に存在する凹凸は深さが0.1μm以上であることが好ましい。   The unevenness present on the surface of the metal particles preferably has a depth of 0.1 μm or more.

前記無機酸化物粒子の平均粒径は0.01〜1μmがよい。特に、平均粒径が10〜100nm程度のものが好ましい。   The average particle diameter of the inorganic oxide particles is preferably 0.01 to 1 μm. In particular, those having an average particle size of about 10 to 100 nm are preferable.

シリカ粒子としては、平均粒径約19.6μmのものを使用した。機械的合金化法により、鉄粉の周囲に隙間なくシリカ粒子を突き刺すように付着させるためには、シリカ粒子が鉄粉に対して充分に小さい径を有する必要がある。鉄粉の径が平均50μmの場合には、シリカ粒子の径を平均5μm以下(10分の1以下)とする必要があった。また、シリカ粒子の粒径分布が、1μm以下側に傾いているときに良好な結果が得られた。シリカの初期平均粒径は19.6μm程度であり、粒子径の90%が43μm以下であった。なお、シリカ粒子は機械的合金化法を用いる複合化中に粉砕され、多くは1μm以下の粉末となり、還元鉄粉の表面に何層にもなって付着した。   Silica particles having an average particle diameter of about 19.6 μm were used. In order to adhere the silica particles so as to pierce the iron powder without gaps by the mechanical alloying method, the silica particles need to have a sufficiently small diameter with respect to the iron powder. When the average diameter of the iron powder is 50 μm, the average diameter of the silica particles needs to be 5 μm or less (1/10 or less). In addition, good results were obtained when the particle size distribution of the silica particles was inclined to 1 μm or less. The initial average particle diameter of silica was about 19.6 μm, and 90% of the particle diameter was 43 μm or less. Silica particles were pulverized during compounding using a mechanical alloying method, and most of them became powders of 1 μm or less, and adhered to the surface of the reduced iron powder in several layers.

上記の鉄粉,シリカ粒子より製造した複合粒子は、粒径の分布の中央値(中央値より小さい粒子の量が50%となる値)が26μmであった。鉄粒子の大きさが、メカニカルアロイングにより一部小さくなった。   The composite particles produced from the above iron powder and silica particles had a median particle size distribution (a value at which the amount of particles smaller than the median is 50%) of 26 μm. The size of iron particles was partially reduced by mechanical alloying.

電磁波吸収材において、樹脂は、フィラーをつなぎ、かつ絶縁材としての働きを有し、成形材の形状を決定付けるものである。金属粒子は高熱伝導体であって、電磁波吸収する作用を有する。無機酸化物粒子は金属と樹脂とのバインダであって、複合粒子の密度を調整する働きを有する。これらを比率を変えて混合して電磁波吸収材とした場合、絶縁性と熱電導性は相反する関係となる。なお、電磁波吸収材の中に混合されるフィラー量は、体積比で40〜80vol%が好ましい。また、重量比では80〜90wt%が好ましい。本願発明者らは、電磁波吸収材を製造する場合の樹脂,鉄,シリカの重量割合を、樹脂:鉄:シリカ=2:3:5程度とし、検討をおこなった。   In the electromagnetic wave absorbing material, the resin connects fillers and functions as an insulating material, and determines the shape of the molding material. The metal particles are high thermal conductors and have an action of absorbing electromagnetic waves. The inorganic oxide particles are a binder of metal and resin, and have a function of adjusting the density of the composite particles. When these are mixed at different ratios to obtain an electromagnetic wave absorber, the insulating property and the thermal conductivity are in a contradictory relationship. In addition, the amount of filler mixed in the electromagnetic wave absorber is preferably 40 to 80 vol% by volume ratio. Moreover, 80 to 90 wt% is preferable in weight ratio. The inventors of the present application have made a study by setting the weight ratio of resin, iron, and silica in the case of producing an electromagnetic wave absorbing material to approximately resin: iron: silica = 2: 3: 5.

図6に、前記機械的合金化法によりシリカ粒子を前記還元鉄粉の表面全体に付着させた例を示す。   FIG. 6 shows an example in which silica particles are adhered to the entire surface of the reduced iron powder by the mechanical alloying method.

図7に、鉄、シリカのモル配合比を7:3とした複合粒子の粒径分布を示す。5時間メカニカルアロイングを行った場合には、粒径分布のピークが27μm程度の単一分布をしていた。配合比、メカニカルアロイングの時間を変更することにより、複合粒子の大きさは変化する。長時間のメカニカルアロイングを行った場合、もしくはシリカの配合比を多くした場合に粒径は小さくなる。樹脂と混合した場合の表面の平滑性を得るためには、複合粒子の粒径は、30μm以下であることが好ましい。   FIG. 7 shows the particle size distribution of the composite particles in which the molar ratio of iron and silica is 7: 3. When mechanical alloying was performed for 5 hours, the particle size distribution had a single distribution with a peak of about 27 μm. By changing the blending ratio and mechanical alloying time, the size of the composite particles changes. When mechanical alloying is performed for a long time or when the compounding ratio of silica is increased, the particle size becomes small. In order to obtain surface smoothness when mixed with a resin, the particle size of the composite particles is preferably 30 μm or less.

この複合粒子を、ジャパンエポキシレジン製のビフェニル型樹脂粉末と共にドライブレンドし、群栄化学工業製の硬化剤を添加して混練用2本ロールを用いてロール混練し、出来上がった混練樹脂を粉砕してタブレット成型した。その結果、体積抵抗率は10〜10Ωcmであった。ロール混練は、粒子に大きなストレスをかけて混練する手法である。複合粒子をエポキシのような固形樹脂に混練した場合、ロールの狭いギャップに押し込まれるような応力が発生するため、複合粒子に応力がかかる場合がある。この場合、ロールの回転が前記複合粒子を押しつぶす方法に応力がかかるため、前記複合粒子を破砕することになる。すると、前記複合粒子はコア部分にあった金属を粒子表面に露出させ、お互いの粒子同士に導通がとれるようになるため、絶縁性を阻害させることがある。This composite particle is dry-blended with biphenyl resin powder made by Japan Epoxy Resin, added with a curing agent made by Gunei Chemical Industry, roll-kneaded using two rolls for kneading, and the resulting kneaded resin is crushed. And made a tablet. As a result, the volume resistivity was 10 2 to 10 3 Ωcm. Roll kneading is a method of kneading particles with great stress. When the composite particles are kneaded with a solid resin such as epoxy, a stress that is pushed into a narrow gap of the roll is generated, and thus the composite particles may be stressed. In this case, since a stress is applied to the method of crushing the composite particles by the rotation of the roll, the composite particles are crushed. Then, the composite particle exposes the metal in the core part to the particle surface and becomes conductive between the particles, which may impair insulation.

図8に、体積抵抗率を測定したサンプルの断面組織観察写真、および元素分析の結果を示す。断面組織観察写真から、シリカの粉末が、長く伸ばされた鉄と交互に積層された構造が観察される。シリカ粒子の表面には元素分析の結果、鉄が検出された。   In FIG. 8, the cross-sectional structure observation photograph of the sample which measured volume resistivity, and the result of an elemental analysis are shown. From the cross-sectional structure observation photograph, a structure in which silica powder is alternately laminated with long-stretched iron is observed. As a result of elemental analysis, iron was detected on the surface of the silica particles.

前記断面組織および元素分析の結果から、前記配合比を鉄対シリカで7:3とし、固体の樹脂とロール混練した場合は、コア材となるべき金属鉄が前記シリカ粒子表面に部分的に付着し、金属付着の影響で金属的電気伝導性が発生し、絶縁性に悪影響が発生したと考えられる。従って、鉄:シリカが7:3の場合には、複合粒子と固体樹脂とを混合して使用する際に複合粒子に負荷のかからない手法(上述のような液体樹脂との混合など)で混合する必要があると考えられる。   From the results of the cross-sectional structure and elemental analysis, when the compounding ratio is 7: 3 with iron to silica and roll kneading with a solid resin, metallic iron to be a core material partially adheres to the surface of the silica particles. However, it is considered that metallic electrical conductivity is generated due to the adhesion of the metal, and the insulating property is adversely affected. Therefore, when the ratio of iron: silica is 7: 3, the composite particles and the solid resin are mixed by a method that does not apply a load to the composite particles (such as mixing with a liquid resin as described above). It is considered necessary.

熱可塑性のポリプロピレンと混合した場合には、高剪断性ブレードで攪拌した際、複合粒子が割れ、上記固体樹脂との混練と同様の問題が生じた。一方、複合粒子に液体シリコーン樹脂を混合し、凝固させたところ、複合粒子の形態を維持した樹脂複合材を得た。樹脂複合材は、高い電磁波吸収性能、高い熱伝導性を有するものであった。   When mixed with thermoplastic polypropylene, the composite particles cracked when stirred with a high-shearing blade, resulting in the same problems as kneading with the solid resin. On the other hand, when a liquid silicone resin was mixed with the composite particles and solidified, a resin composite material maintaining the form of the composite particles was obtained. The resin composite material has high electromagnetic wave absorption performance and high thermal conductivity.

実施例2は、シリカもしくは窒化アルミニウムなどの無機物の粒子と、鉄粉などの軟磁性金属粉末を含み、周囲をケイ素化合物で被覆した複合粒子の例を示す。   Example 2 shows an example of composite particles that include inorganic particles such as silica or aluminum nitride and soft magnetic metal powders such as iron powder and the periphery is coated with a silicon compound.

まず、実施例1と同様に、鉄とシリカのモル混合比を7:3として、機械的合金化法(メカニカルアロイング、MA法)により粒子形状とした。   First, in the same manner as in Example 1, the molar mixing ratio of iron and silica was set to 7: 3, and the particles were formed by mechanical alloying (mechanical alloying, MA method).

次に、テトラエトキシシラン(CO)Si(以下、TEOSと略す)の加水分解反応を用い、上記の粒子に、特に前記MA工程でシリカが剥離し露出した鉄粉表面をシリカを含むコーティング層で保護した。鉄粉表面には水酸基が存在し、水酸基に接触したTEOSが加水分解し、シリカ化合物が鉄粉表面に付着する。下に反応式を示す。いわゆるゾルゲル法の反応であり、低温でシリカを発生させる時に用いられる事が多い反応である。
(C2H5O)4Si + 4H2O → Si(OH)4 + 4C2H5OH (1)
Si(OH)4 → -(OSiO)-n + 4H2O (2)
TEOSは、新品のもの、もしくは充分に乾燥させたものを用いた。乾燥の方法は下記の通りである。まずモレキュラーシーブを一晩ほど送風乾燥して残留有機溶媒を除去し、120℃の減圧下で乾燥させた。乾燥させたモレキュラーシーブを用い、TEOSをモレキュラーシーブ3Aにて脱水させ、次に4Aにて脱エタノールを行った。なお、複合粒子のコーティングに使用したTEOSも、同様に乾燥させて再度使用することが可能である。
Next, by using a hydrolysis reaction of tetraethoxysilane (C 2 H 5 O) 4 Si (hereinafter abbreviated as TEOS), the surface of the iron powder exposed by the separation of the silica in the MA process was exposed to the silica. Protected with a coating layer containing Hydroxyl groups are present on the iron powder surface, TEOS in contact with the hydroxyl groups is hydrolyzed, and the silica compound adheres to the iron powder surface. The reaction formula is shown below. This is a so-called sol-gel reaction and is often used when silica is generated at a low temperature.
(C 2 H 5 O) 4 Si + 4H 2 O → Si (OH) 4 + 4C 2 H 5 OH (1)
Si (OH) 4 →-(OSiO) -n + 4H 2 O (2)
As TEOS, a new one or a sufficiently dried one was used. The drying method is as follows. First, the molecular sieve was air-dried overnight to remove the residual organic solvent, and dried under reduced pressure at 120 ° C. Using the dried molecular sieve, TEOS was dehydrated with molecular sieve 3A, and then deethanol was performed with 4A. The TEOS used for coating the composite particles can also be dried and used again.

サンプルは、複合粒子100gを用い、下記の条件(1)〜(3)で作成した。   Samples were prepared under the following conditions (1) to (3) using 100 g of composite particles.

条件(1):MA後の粒子をTEOS 208gと手で攪拌混合した。反応後の鉄粉を廬別し、風乾して残留TEOSを除去し、60℃減圧下で1分、110℃減圧下で2時間乾燥した。   Condition (1): The particles after MA were stirred and mixed with 208 g of TEOS by hand. The iron powder after the reaction was filtered off, air-dried to remove residual TEOS, and dried at 60 ° C. under reduced pressure for 1 minute and at 110 ° C. under reduced pressure for 2 hours.

条件(2):MA後の粒子をTEOS 270g、エタノール60g、水94mlと混合し、超音波照射下で1時間放置した。反応後の鉄粉を廬別し、風乾して残留TEOSを除去し、60℃減圧下で1分、220℃減圧下で2時間乾燥した。   Condition (2): The particles after MA were mixed with 270 g of TEOS, 60 g of ethanol and 94 ml of water, and left for 1 hour under ultrasonic irradiation. The iron powder after the reaction was filtered off, air-dried to remove residual TEOS, and dried at 60 ° C. under reduced pressure for 1 minute and at 220 ° C. under reduced pressure for 2 hours.

条件(3):MA後の粒子をTEOS 270g、エタノール60g、水94mlと混合し、超音波照射下で4時間放置し、そのまま一晩静置した。反応後の鉄粉を廬別し、風乾して残留TEOSを除去し、60℃減圧下で1分、220℃減圧下で2時間乾燥した。   Condition (3): The particles after MA were mixed with 270 g of TEOS, 60 g of ethanol and 94 ml of water, left under ultrasonic irradiation for 4 hours, and allowed to stand overnight. The iron powder after the reaction was filtered off, air-dried to remove residual TEOS, and dried at 60 ° C. under reduced pressure for 1 minute and at 220 ° C. under reduced pressure for 2 hours.

なお、ゾルゲル法では、条件によっては複合粒子がゲル化→ガラス化するので、条件(1)から(3)ではゲル化が進行しない程度にTEOSの分解反応を抑制している。またMA工程後の粒子の表面元素の分布をオージェ分光元素分析(AGS)により測定し、軟磁性金属量が1/3であったため、TEOSの量は原料鉄粉の1/3モル等量を反応させるための量とした。   In the sol-gel method, the composite particles are gelled to vitrify depending on the conditions. Therefore, in the conditions (1) to (3), the decomposition reaction of TEOS is suppressed to the extent that gelation does not proceed. In addition, the surface element distribution of the particles after the MA process was measured by Auger spectroscopic elemental analysis (AGS), and the amount of soft magnetic metal was 1/3, so the amount of TEOS was 1/3 molar equivalent of the raw iron powder. It was set as the quantity for making it react.

TEOSコーティングを設けた複合粒子をジャパンエポキシレジン製のビフェニル型樹脂粉末と共にドライブレンドし、群栄化学工業製の硬化剤を添加して混練用2本ロールを用いてロール混練して、出来上がった混練樹脂を粉砕してタブレット成型した。体積抵抗率は一桁向上し、10〜10Ωcmであった。The composite particles provided with TEOS coating are dry blended with biphenyl resin powder made by Japan Epoxy Resin, added with a curing agent made by Gunei Chemical Industry, and roll kneaded using two rolls for kneading. The resin was crushed and tableted. The volume resistivity was improved by an order of magnitude, from 10 3 to 10 4 Ωcm.

図9に樹脂中の粉末部分についてのFIBマイクロサンプリングおよびTEM観察結果を示す。TEOSコーティングでは表面シリカ層の表面にナノメートルオーダーの薄い金属層が付着しており、コーティングプロセス中に形成したものと考えられる。固体樹脂との混合では、TEOSコーティングがロール混練時に発生するストレスに耐えられず、複合粒子が破砕して、複合粒子間の導通が生じ、上記液体樹脂の場合に比して低い絶縁性になったと考えられる。   FIG. 9 shows FIB microsampling and TEM observation results for the powder part in the resin. In TEOS coating, a thin metal layer on the order of nanometers is attached to the surface of the surface silica layer, which is considered to have formed during the coating process. When mixed with a solid resin, the TEOS coating cannot withstand the stress generated during roll kneading, and the composite particles are crushed and conduction between the composite particles occurs, resulting in a lower insulating property than in the case of the liquid resin. It is thought.

他に、熱可塑性のポリプロピレンと混合した場合には、高剪断性ブレードで攪拌した際、複合粒子が割れ、上記固体樹脂とのロール混練の場合と同様の問題が生じた。一方、複合粒子に液体シリコーン樹脂を混合し、凝固させたところ、複合粒子の形態を維持した樹脂複合材を得た。液体シリコーン樹脂と上記複合フィラーの樹脂複合材は、高い電磁波吸収性能、高い熱伝導性を有するものであった。   In addition, when mixed with thermoplastic polypropylene, the composite particles cracked when agitated with a high shearing blade, resulting in the same problem as in the case of roll kneading with the solid resin. On the other hand, when a liquid silicone resin was mixed with the composite particles and solidified, a resin composite material maintaining the form of the composite particles was obtained. The resin composite material of the liquid silicone resin and the composite filler had high electromagnetic wave absorption performance and high thermal conductivity.

実施例3は、シリカもしくは窒化アルミニウムなどの無機物の粒子と鉄粉などの軟磁性金属粉末を含む複合粒子と、複合粒子を構成しないシリカ粒子とを併用して、樹脂と混合した例を示す。本実施例は、鉄とケイ素の混合比をモル比5:5とし、メカニカルアロイングで複合粒子を作成したところ、複合粒子と、その表面に付着した複合粒子を構成しないシリカ粒子が複合フィラーとなった例である。また、一部のシリカが粒子として分離していた。複合粒子の表面に設けられたシリカ粒子層(シリカコーティング)により強固な絶縁層が形成され、絶縁性が向上する。   Example 3 shows an example in which composite particles containing inorganic particles such as silica or aluminum nitride and soft magnetic metal powders such as iron powder and silica particles not constituting the composite particles are used together and mixed with a resin. In this example, the mixing ratio of iron and silicon was set at a molar ratio of 5: 5, and composite particles were prepared by mechanical alloying. As a result, composite particles and silica particles that did not constitute composite particles attached to the surface were combined with the composite filler. This is an example. Some silica was separated as particles. A strong insulating layer is formed by the silica particle layer (silica coating) provided on the surface of the composite particle, and the insulation is improved.

図10に、配合比(鉄対シリカ)が5:5の場合の複合粒子を含有する複合フィラーのサイズ分布を示す。複合粒子の粒径のピーク分布が20μm程度であり、シリカ単体の粒子のピーク分布が2μm程度であり、二つのピークを有する粒径分布となった。   FIG. 10 shows the size distribution of the composite filler containing composite particles when the blending ratio (iron to silica) is 5: 5. The peak distribution of the particle diameter of the composite particles was about 20 μm, the peak distribution of the particles of the silica alone was about 2 μm, and the particle diameter distribution had two peaks.

次に、このシリカ粒子と混合された複合粒子を、ジャパンエポキシレジン製のビフェニル型樹脂粉末と共にブレンドし、ロール混練してタブレット成型した。複合粒子とシリカ粒子とを含有する樹脂、及び、シリカ粒子のみを含有する樹脂の特性比較の結果を比較して表1に示す。   Next, the composite particles mixed with the silica particles were blended with a biphenyl resin powder made from Japan Epoxy Resin, and roll kneaded to form a tablet. Table 1 shows a comparison of the characteristics of the resin containing the composite particles and the silica particles and the resin containing only the silica particles.

Figure 2008133172
Figure 2008133172

体積抵抗率は1.6×1017Ωcmに向上した。我々が開発目標としている体積抵抗率は1013Ωcm以上であるため、目標値を上回る絶縁性を有するフィラーを得ることができた。また、シリカ粒子単体を同量樹脂混練した場合と比較すると、体積抵抗率は約二桁良く、熱伝導率も約2.8倍の性能を確認できた。本結果は、ロール混練中に複合粒子が破砕しても、露出したコア材である金属を微細シリカ粒子が被覆するために、金属的電気伝導性を抑制し、さらに絶縁性に優れた混練樹脂になったと考えられる。また、破砕することにより前記複合粒子の径も小さくなるため、ICの薄型化にも粒子の微細化対応が出来ると考えられる。The volume resistivity was improved to 1.6 × 10 17 Ωcm. Since the volume resistivity that we are developing is 10 13 Ωcm or more, a filler having an insulating property exceeding the target value could be obtained. In addition, compared with the case where the same amount of silica particles were kneaded with the same amount of resin, the volume resistivity was about two orders of magnitude better, and the thermal conductivity was about 2.8 times higher. This result shows that even if the composite particles are crushed during roll kneading, the fine silica particles cover the exposed core material, so that the metal electrical conductivity is suppressed and the kneading resin has excellent insulation. It is thought that it became. Moreover, since the diameter of the composite particles is reduced by crushing, it is considered that the finer particles can be used for thinning the IC.

TEOSで作成したシリカコーティング層と異なり、本例ではフィラーの絶縁性が維持できた。複合粒子より微細なシリカ粒子を単体で混在させることによって、複合粒子が破砕しても表面部に付着するシリカ量を十分多くできるようになるため、フィラーの絶縁性を高めることができる。また、その結果、電磁波吸収材用複合フィラーとして樹脂と混合し、電磁波吸収材に適用した場合にも、複素透磁率の虚数部を800メガヘルツから10ギガヘルツ近傍の高周波数まで維持できるようになる。このような複合粒子に比して径の小さい無機粒子を混合し、小さいフィラーのピークを0.5〜5μm程度、大きいフィラーのピークを10〜40μm程度とすることで、上記のような固体樹脂との混練が可能となる。特に、大きいピークと小さいピークの径を比較した際に、寸法比率が5〜10であることが好ましい。   Unlike the silica coating layer made of TEOS, the insulating properties of the filler could be maintained in this example. By mixing silica particles finer than the composite particles alone, the amount of silica adhering to the surface portion can be sufficiently increased even if the composite particles are crushed, so that the insulating properties of the filler can be enhanced. As a result, even when mixed with a resin as a composite filler for an electromagnetic wave absorber and applied to the electromagnetic wave absorber, the imaginary part of the complex permeability can be maintained from 800 MHz to a high frequency in the vicinity of 10 GHz. By mixing inorganic particles having a small diameter as compared with such composite particles, the peak of the small filler is about 0.5 to 5 μm, and the peak of the large filler is about 10 to 40 μm. Kneading can be performed. In particular, when the diameters of the large peak and the small peak are compared, the dimensional ratio is preferably 5 to 10.

本実施例は、実施例1の複合粒子の表面に、熱電導性のよい窒化アルミニウム層を付した例について説明する。図11は、窒化アルミニウムで複合粒子粉末を全面的に覆ったフィラーの模式図である。熱伝導性のよい窒化アルミナを最外層にコーティングするため、電磁波吸収特性を維持しながら、窒化アルミナレベルの絶縁性を保持し、さらに熱伝導率を高くすることができる。   In this example, an example in which the surface of the composite particle of Example 1 is provided with an aluminum nitride layer having good thermal conductivity will be described. FIG. 11 is a schematic view of a filler in which the composite particle powder is entirely covered with aluminum nitride. Since the outermost layer is coated with alumina nitride having good thermal conductivity, it is possible to maintain the insulating properties at the alumina nitride level while maintaining the electromagnetic wave absorption characteristics, and to further increase the thermal conductivity.

複合粒子の表面にスパッタで窒化アルミニウムをコーティングした。その結果、窒化アルミニウムの被覆層の厚さが0.5μm以上となった。窒化アルミニウムの層を設けることで、更に複合粒子の熱電導率を高くすることができた。なお、電磁波吸収特性は維持された。実施例3と同様に、複合粒子の周囲のコーティング層を窒化アルミニウム粒子に変更することも有効と思われ、同様に固体樹脂との混練が可能である。また、複合粒子を構成する無機酸化物粉末を、窒化アルミニウム粒子に変更して使用することもできる。   The surface of the composite particles was coated with aluminum nitride by sputtering. As a result, the thickness of the aluminum nitride coating layer was 0.5 μm or more. By providing the aluminum nitride layer, the thermal conductivity of the composite particles could be further increased. The electromagnetic wave absorption characteristics were maintained. As in Example 3, it seems effective to change the coating layer around the composite particles to aluminum nitride particles, and kneading with a solid resin is also possible. Further, the inorganic oxide powder constituting the composite particles can be used by changing to aluminum nitride particles.

窒化アルミニウムはシリカに比して絶縁性が低く、熱伝導率が高いため、樹脂と混練して用いると絶縁性が低く、熱伝導率が高い樹脂とフィラーの複合材ができる。また、シリカと併用して用いることにより、絶縁性、熱伝導性の調整に使用できる。
(比較例1)
Aluminum nitride has a lower insulating property and higher thermal conductivity than silica. Therefore, when used by kneading with a resin, a composite material of a resin and a filler having a lower insulating property and a higher thermal conductivity can be formed. Moreover, it can use for adjustment of insulation and heat conductivity by using together with a silica.
(Comparative Example 1)

熱伝導性を向上させる目的で、複合粒子と、第三元素として銅粉とを添加した例を示す。これらの複合フィラーを固体樹脂と混練した。   An example of adding composite particles and copper powder as the third element for the purpose of improving thermal conductivity is shown. These composite fillers were kneaded with a solid resin.

図12にMA法により複合粒子を合成したときの粒子単体のFIBマイクロサンプリングおよびTEM観察結果を示す。本三元系複合粒子は、前記軟磁性金属と前記無機酸化物の二元系複合粒子の場合と全く異なる形態を示した。すなわち、第三元素である銅は軟磁性金属と混練して一体となり、シリカ粉末を内包していた。したがって、金属レベルの熱伝導性および導電性を有するため、絶縁性は得られなかった。   FIG. 12 shows the results of FIB microsampling and TEM observation of single particles when composite particles are synthesized by the MA method. The ternary composite particles showed a completely different form from the binary composite particles of the soft magnetic metal and the inorganic oxide. That is, the third element, copper, was kneaded with the soft magnetic metal and integrated, and contained silica powder. Therefore, since it has metal-level thermal conductivity and conductivity, insulation cannot be obtained.

このように、無機酸化物粒子が金属で覆われた形状の複合粒子を含むフィラーでは、樹脂と混練した際の絶縁性が得られない。   Thus, in the filler containing the composite particles having a shape in which the inorganic oxide particles are covered with a metal, the insulating properties when kneaded with the resin cannot be obtained.

本発明のフィラーは、樹脂組成物と混合して、絶縁性を高い電磁波吸収体などの樹脂成型品を製造するために利用することができる。   The filler of the present invention can be mixed with a resin composition and used to produce a resin molded product such as an electromagnetic wave absorber having high insulation.

Claims (21)

金属粒子と、前記金属粒子の表面に付着した無機酸化物粒子とを含む複合粒子を含む電磁波吸収材用のフィラーであって、前記無機酸化物粒子は、前記金属粒子に粒状で付着しており、前記無機酸化物粒子の平均長径は前記金属粒子の平均長径の1/10以下であることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   A filler for an electromagnetic wave absorbing material including composite particles including metal particles and inorganic oxide particles attached to the surface of the metal particles, wherein the inorganic oxide particles are attached to the metal particles in a granular form. The filler for electromagnetic wave absorbers, wherein the average major axis of the inorganic oxide particles is 1/10 or less of the average major axis of the metal particles. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記複合粒子は、平均粒径が100μm以下であることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   The filler for electromagnetic wave absorbers according to claim 1, wherein the composite particles have an average particle size of 100 μm or less. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記金属粒子は、鉄,コバルトもしくはニッケルのいずれか、または主たる成分がこの3種のいずれかの合金の粒子であることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   It is the filler for electromagnetic wave absorbers described in Claim 1, Comprising: The said metal particle is either iron, cobalt, or nickel, or the main component is the particle | grains of these three types of alloys, It is characterized by the above-mentioned. Filler for electromagnetic wave absorber. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記金属粒子は、還元鉄粉であることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   The filler for electromagnetic wave absorbers according to claim 1, wherein the metal particles are reduced iron powder. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記無機酸化物粒子は、シリカまたはアルミナであることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   The filler for electromagnetic wave absorbers according to claim 1, wherein the inorganic oxide particles are silica or alumina. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記無機酸化物粒子は、平均長径が0.01〜1μmの範囲であることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。   The filler for electromagnetic wave absorbers according to claim 1, wherein the inorganic oxide particles have an average major axis in a range of 0.01 to 1 μm. 請求項1に記載された電磁波吸収材用フィラーであって、前記複合粒子は比重が4〜6g/cmであることを特徴とする電磁波吸収材用フィラー。A wave absorber filler according to claim 1, wherein the composite particles electromagnetic wave absorbing material for a filler, wherein the specific gravity of 4-6 g / cm 3. 金属粒子と、前記金属粒子の表面に付着した無機酸化物粒子とを含む複合粒子を含む電磁波吸収材用のフィラーの製造方法であって、前記無機酸化物粒子の平均長径は前記金属粒子の平均長径の1/10以下であり、前記金属粒子に前記無機酸化物の一部を外部刺激により埋め込むことを特徴とする電磁波吸収材用フィラーの製造方法。   A method for producing a filler for an electromagnetic wave absorber comprising composite particles comprising metal particles and inorganic oxide particles attached to the surface of the metal particles, wherein the average major axis of the inorganic oxide particles is the average of the metal particles A method for producing a filler for an electromagnetic wave absorbing material, wherein the filler is 1/10 or less of the major axis, and a part of the inorganic oxide is embedded in the metal particles by external stimulation. 無機酸化物粉末及び金属粉末の二種類を含む複合粒子と、前記複合粒子を覆う無機酸化物を含むコーティング層とより構成される樹脂混合用複合フィラーであって、前記金属粉末はアスペクト比が5以上の平板状の軟磁性金属粉末であり、前記複合粒子は、前記無機酸化物粉末及び金属粉末が積層された構造を有することを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   A composite filler for resin mixing comprising composite particles containing two types of inorganic oxide powder and metal powder, and a coating layer containing an inorganic oxide covering the composite particles, wherein the metal powder has an aspect ratio of 5 A composite filler for resin mixing, wherein the composite particle is a flat soft magnetic metal powder as described above, and the composite particles have a structure in which the inorganic oxide powder and the metal powder are laminated. 請求項9に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記無機酸化物粉末がシリカであることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 9, wherein the inorganic oxide powder is silica. 請求項9に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記コーティング層は、シリカ粒子層またはシリカ皮膜層であることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 9, wherein the coating layer is a silica particle layer or a silica film layer. 請求項9に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記金属粉末は、鉄、ニッケル、マンガン、シリコン、サマリウムおよびコバルトから選択されるいずれかの金属成分、または前記金属成分をモル比で50%以上含む合金を含むことを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 9, wherein the metal powder is any metal component selected from iron, nickel, manganese, silicon, samarium and cobalt, or the metal component in a molar ratio. A composite filler for resin mixing, comprising an alloy containing 50% or more. 請求項9に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記樹脂混合用複合フィラーは、粒子径の分布に少なくとも二つのピークを持つ粒子の集合体であり、前記粒子径の分布の二つのピークは0.5〜5μm及び10〜40μmであることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 9, wherein the composite filler for resin mixing is an aggregate of particles having at least two peaks in the particle size distribution, and two of the particle size distributions. The composite filler for resin mixing, wherein the peaks are 0.5 to 5 μm and 10 to 40 μm. シリカ粉末及び金属粉末の二種類を含む複合粒子と、シリカを含むシリカ粒子とより構成された樹脂混合用複合フィラーであって、前記複合粒子は、前記シリカ粉末及び金属粉末が積層された構造を有し、前記金属粉末はアスペクト比が5以上の平板状の軟磁性金属粉末であり、前記樹脂混合用複合フィラーは、粒子径の分布に二つのピークを持つ粒子の集合体であり、前記二つのピークの寸法比率が5以上であり、前記粒子径の分布の二つのピークのうち、小さい方が前記シリカ粒子を主とし、大きい方が前記複合粒子を主とすることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   A composite filler for resin mixing composed of composite particles containing two types of silica powder and metal powder, and silica particles containing silica, wherein the composite particles have a structure in which the silica powder and metal powder are laminated. And the metal powder is a flat soft magnetic metal powder having an aspect ratio of 5 or more, and the composite filler for resin mixing is an aggregate of particles having two peaks in the particle size distribution. The size ratio of two peaks is 5 or more, and the smaller one of the two peaks in the particle size distribution is mainly composed of the silica particles, and the larger one is composed mainly of the composite particles. Composite filler. 請求項14に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記シリカ粒子及び前記シリカ粉末の平均粒径は5μm以下であり、前記複合粒子の平均粒径は10〜40μmであることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 14, wherein the silica particles and the silica powder have an average particle size of 5 μm or less, and the composite particles have an average particle size of 10 to 40 μm. Composite filler for resin mixing. 請求項14に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記樹脂混合用複合フィラーの成分比がシリカ45〜70mol%、金属30〜55mol%であることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 14, wherein the component ratio of the composite filler for resin mixing is 45 to 70 mol% of silica and 30 to 55 mol% of metal. 請求項14に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、樹脂混合用複合フィラーは、金属よりシリカのモル比が大きいことを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 14, wherein the composite filler for resin mixing has a silica molar ratio larger than that of metal. 請求項14に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記金属粉末は鉄を主成分とし、前記樹脂混合用複合フィラーの成分比がシリカ20〜50重量%、鉄50〜80重量%であることを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   15. The composite filler for resin mixing according to claim 14, wherein the metal powder contains iron as a main component, and the component ratio of the composite filler for resin mixing is 20 to 50% by weight of silica and 50 to 80% by weight of iron. There is a composite filler for resin mixing. 請求項14に記載された樹脂混合用複合フィラーであって、前記シリカ粉末または前記シリカ粒子を窒化アルミナ粉末または窒化アルミナ粒子に置換したことを特徴とする樹脂混合用複合フィラー。   The composite filler for resin mixing according to claim 14, wherein the silica powder or the silica particles are replaced with an alumina nitride powder or an alumina nitride particle. 請求項9ないし19のいずれかに記載された樹脂混合用複合フィラーと、樹脂組成物とを含む樹脂複合材であって、前記樹脂複合材の体積抵抗率が1013Ωcm以上であることを特徴とする樹脂複合材。A resin composite comprising the composite filler for resin mixing according to any one of claims 9 to 19 and a resin composition, wherein the volume resistivity of the resin composite is 10 13 Ωcm or more. Resin composite material. 請求項20に記載された樹脂複合材であって、前記樹脂がエポキシ樹脂であり、前記樹脂複合材の熱伝導率が1.2W/m・K以上であることを特徴とする樹脂複合材。   21. The resin composite material according to claim 20, wherein the resin is an epoxy resin, and the thermal conductivity of the resin composite material is 1.2 W / m · K or more.
JP2009511842A 2007-04-17 2008-04-17 Composite filler for resin mixing Active JP5133338B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009511842A JP5133338B2 (en) 2007-04-17 2008-04-17 Composite filler for resin mixing

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007107681 2007-04-17
JP2007107681 2007-04-17
JP2009511842A JP5133338B2 (en) 2007-04-17 2008-04-17 Composite filler for resin mixing
PCT/JP2008/057497 WO2008133172A1 (en) 2007-04-17 2008-04-17 Composite fillers for resins

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012086066A Division JP5453477B2 (en) 2007-04-17 2012-04-05 Composite filler for resin mixing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2008133172A1 true JPWO2008133172A1 (en) 2010-07-22
JP5133338B2 JP5133338B2 (en) 2013-01-30

Family

ID=39925628

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009511842A Active JP5133338B2 (en) 2007-04-17 2008-04-17 Composite filler for resin mixing
JP2012086066A Active JP5453477B2 (en) 2007-04-17 2012-04-05 Composite filler for resin mixing

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012086066A Active JP5453477B2 (en) 2007-04-17 2012-04-05 Composite filler for resin mixing

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JP5133338B2 (en)
WO (1) WO2008133172A1 (en)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102103918B (en) * 2009-12-18 2013-03-20 北京有色金属研究总院 Thin low-frequency wave-absorbing material and preparation method thereof
KR101493481B1 (en) 2010-03-26 2015-02-13 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 Dust core and method for producing same
JP5672823B2 (en) * 2010-07-30 2015-02-18 コニカミノルタ株式会社 Ultrasonic probe backing material, ultrasonic probe using the same, and ultrasonic medical diagnostic imaging apparatus
KR101237001B1 (en) * 2010-08-20 2013-02-25 동현전자 주식회사 Composition for complex sheet, complex sheet comprising the same, and preparation method of the complex sheet
US8840800B2 (en) * 2011-08-31 2014-09-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic material, method for producing magnetic material, and inductor element
JP5759860B2 (en) * 2011-10-12 2015-08-05 三井金属鉱業株式会社 Composite copper powder
JP5384711B1 (en) * 2012-10-05 2014-01-08 Necトーキン株式会社 Magnetic flat powder, method for producing the same, and magnetic sheet
KR101438397B1 (en) * 2012-10-12 2014-09-17 두성산업 주식회사 High thermal conductive radiation adhesive tape and High thermal conductive radiation adhesive commodities containing the same
CN105764969B (en) * 2013-10-04 2018-03-30 纳幕尔杜邦公司 Heat-conduction electric insulation particle and composition
JP6461463B2 (en) * 2013-10-17 2019-01-30 株式会社アドマテックス Silica-coated magnetic material particles and method for producing the same
JP2015082554A (en) 2013-10-22 2015-04-27 日東電工株式会社 Soft magnetic resin composition, and soft magnetic film
JP6230513B2 (en) * 2014-09-19 2017-11-15 株式会社東芝 Method for producing composite magnetic material
JP6215163B2 (en) 2014-09-19 2017-10-18 株式会社東芝 Method for producing composite magnetic material
JP6550731B2 (en) * 2014-11-28 2019-07-31 Tdk株式会社 Coil parts
JP2020150036A (en) * 2019-03-11 2020-09-17 藤倉化成株式会社 Magnetic paint composition
JP7229825B2 (en) * 2019-03-22 2023-02-28 日本特殊陶業株式会社 dust core
JP7222771B2 (en) * 2019-03-22 2023-02-15 日本特殊陶業株式会社 dust core
JP7375469B2 (en) * 2019-10-30 2023-11-08 セイコーエプソン株式会社 Insulator-coated magnetic alloy powder particles, powder magnetic cores, and coil parts
CN111725145A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 Semiconductor packaging structure, packaging method and electronic product
CN111725160A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 High-power semiconductor module, packaging method and electronic product
CN111725159A (en) * 2020-06-16 2020-09-29 杰群电子科技(东莞)有限公司 High-heat-dissipation semiconductor product, packaging method and electronic product
CN114539778B (en) * 2022-02-23 2022-10-28 深圳市锐扬创科技术股份有限公司 Heat-conducting wave-absorbing nanoscale functional composite material applied to high-wide frequency spectrum and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001358493A (en) * 2000-04-10 2001-12-26 Hitachi Ltd Electromagnetic-wave absorber, its manufacturing method and various applications using the same
JP2007088316A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Dowa Holdings Co Ltd Magnetic powder and electric wave absorber

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000017194A (en) * 1998-06-30 2000-01-18 Toyo Alum Kk Conductive powder and coating, coating film, resin composition and adhesive using the same
JP2000223884A (en) * 1999-02-02 2000-08-11 Daido Steel Co Ltd Electromagnetic wave absorber
JP2001308582A (en) * 2000-04-27 2001-11-02 Daido Steel Co Ltd Fine soft magnetic powder and high performance electromagnetic wave absorber using the same
JP3867562B2 (en) * 2000-11-30 2007-01-10 Jfeスチール株式会社 Magnetite-iron composite powder mixture, production method thereof, and radio wave absorber
JP3893252B2 (en) * 2001-03-30 2007-03-14 株式会社日立製作所 Optical transmitter / receiver module and manufacturing method thereof
JP3865601B2 (en) * 2001-06-12 2007-01-10 日東電工株式会社 Electromagnetic wave suppression sheet
JP2003197415A (en) * 2001-12-26 2003-07-11 Aisin Seiki Co Ltd Functional member and method of manufacturing functional member
JP2005109040A (en) * 2003-09-29 2005-04-21 Aisin Seiki Co Ltd Composite magnetic material and manufacturing method therefor
JP4664649B2 (en) * 2004-10-27 2011-04-06 株式会社東芝 High frequency magnetic material and high frequency magnetic component using the same
JP4803353B2 (en) * 2005-08-03 2011-10-26 戸田工業株式会社 SOFT MAGNETIC MATERIAL, ITS MANUFACTURING METHOD, AND DUST MAGNETIC CORE CONTAINING THE SOFT MAGNETIC MATERIAL
JP2007046074A (en) * 2005-08-08 2007-02-22 Hitachi Metals Ltd Fine metal particle and manufacturing method therefor
JP5299983B2 (en) * 2005-09-06 2013-09-25 株式会社三徳 Porous iron powder, method for producing porous iron powder, electromagnetic wave absorber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001358493A (en) * 2000-04-10 2001-12-26 Hitachi Ltd Electromagnetic-wave absorber, its manufacturing method and various applications using the same
JP2007088316A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Dowa Holdings Co Ltd Magnetic powder and electric wave absorber

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008133172A1 (en) 2008-11-06
JP5133338B2 (en) 2013-01-30
JP5453477B2 (en) 2014-03-26
JP2012151502A (en) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5453477B2 (en) Composite filler for resin mixing
TWI700243B (en) Hexagonal boron nitride powder, its manufacturing method, and its composition and heat dissipation material
JP6678999B2 (en) Hexagonal boron nitride powder, method for producing the same, resin composition and resin sheet
TWI598291B (en) Hexagonal boron nitride powder, a method for producing the same, a resin composition and a resin sheet
JP5490242B2 (en) Composition for composite sheet containing core-shell type filler particles, composite sheet containing the same, and method for producing composite sheet
JP5689985B2 (en) BN Sintered Particles with Recesses, Method for Producing the Same, and Polymer Material
JP6704271B2 (en) Hexagonal boron nitride primary particle aggregate, resin composition and use thereof
JPWO2018066277A1 (en) Boron nitride bulk particles, method for producing the same, and heat conductive resin composition using the same
TW201829300A (en) Hexagonal boron nitride powder, method for producing same, resin composition and resin sheet
WO2020196643A1 (en) Boron nitride aggregated particles, thermal conductive resin composition, and heat dissipation member
TW202010707A (en) Hexagonal boron nitride powder, method for producing same, and composition and heat dissipation material using same
JP6413478B2 (en) Granulated powder, heat radiation resin composition, heat radiation sheet, semiconductor device, and heat radiation member
JP6565157B2 (en) Granulated powder, heat radiation resin composition, heat radiation sheet, semiconductor device, and heat radiation member
JP6476849B2 (en) Granulated powder, resin composition for heat dissipation, heat dissipation sheet, semiconductor device, and heat dissipation member
JP6118667B2 (en) Hybrid BN aggregated particles, method for producing the same, and polymer material
JP6786047B2 (en) Method of manufacturing heat conductive sheet
JP2010183033A (en) Composition for electromagnetic wave suppression and heat dissipation, and method for manufacturing the composition for electromagnetic wave suppression
JP2021050132A (en) Thermally conductive filler, thermally conductive composite using the same, and method of producing thermally conductive filler
JP4014454B2 (en) Resin composition, method for producing the same, and heat radiating member
JP2003105108A (en) Heat conductive sheet
JP6476820B2 (en) Granulated powder, resin composition for heat dissipation, heat dissipation sheet, semiconductor device, and heat dissipation member
JP3668403B2 (en) Epoxy resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same
JP7348847B2 (en) Resin composition for semiconductor encapsulation and semiconductor device using the same
WO2020196644A1 (en) Bulk boron nitride particles, thermally conductive resin composition, and heat dissipating member
WO2016121619A1 (en) Plate-shaped ferrite particles for pigment which exhibit metallic lustre

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121030

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151116

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5133338

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350