WO2021200719A1 - 窒化ホウ素焼結体、複合体及びこれらの製造方法、並びに放熱部材 - Google Patents

窒化ホウ素焼結体、複合体及びこれらの製造方法、並びに放熱部材 Download PDF

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nitride sintered
pores
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五十嵐　厚樹
武田　真
小橋　聖治
西村　浩二
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デンカ株式会社
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    • C04B2235/9607—Thermal properties, e.g. thermal expansion coefficient

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  • the present disclosure relates to a boron nitride sintered body, a composite, a method for producing these, and a heat radiating member.
  • thermal interface materials that have electrical insulation properties for electronic components or printed wiring boards. It has been used to attach it to a heat sink.
  • a composite heat dissipation member composed of a resin and ceramics such as boron nitride is used.
  • Patent Document 1 proposes a technique for reducing the anisotropy of thermal conductivity while having excellent thermal conductivity by setting the degree of orientation and the graphitization index within a predetermined range.
  • the present disclosure provides a boron nitride sintered body and a composite which are thin and suitable as members for electronic parts and the like, and a method for producing these. Further, in the present disclosure, a heat radiating member suitable as a member such as an electronic component is provided.
  • the present disclosure provides a boron nitride sintered body containing boron nitride particles and pores on one side, which is in the form of a sheet and has a thickness of less than 2 mm. Since such a boron nitride sintered body contains boron nitride particles, it is excellent in electrical insulation and thermal conductivity. Further, since the thickness is less than 2 mm, it is thin, and when it is used as a member of an electronic component or the like, the size of the electronic component or the like can be reduced. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component. Further, since it is thin and contains pores, it is possible to reduce the weight, and it is also possible to smoothly fill the pores with a resin to form a complex.
  • the orientation index of the boron nitride sintered body may be 40 or less.
  • the boron nitride particles are formed into a sheet, they are usually oriented in a direction perpendicular to the thickness direction, and the thermal conductivity in the thickness direction tends to be low.
  • such a tendency can be reduced by reducing the orientation index. Therefore, the anisotropy of the thermal conductivity can be sufficiently reduced, and the thermal conductivity in the thickness direction can be sufficiently increased.
  • the porosity of the boron nitride sintered body may be 30 to 65% by volume.
  • the bulk density may be 800 to 1500 kg / m 3 .
  • such a boron nitride sintered body can also form a complex capable of achieving both excellent thermal conductivity and electrical insulation at a high level.
  • the average pore diameter of the pores of the boron nitride sintered body may be less than 4.0 ⁇ m.
  • the boron nitride sintered body does not have to have a cut surface. Such a boron nitride sintered body does not have fine cracks that may occur during cutting. Therefore, the reliability as a member can be further improved.
  • the present disclosure provides, in one aspect, a complex comprising any of the above-mentioned boron nitride sintered bodies and a resin filled in at least a part of the pores of the boron nitride sintered body. Since this complex contains the above-mentioned boron nitride sintered body and resin, it has both excellent thermal conductivity and excellent electrical insulation. Further, since it is thin and lightweight, it can be reduced in size and weight when used as a member of an electronic component or the like. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component.
  • the present disclosure provides a heat radiating member having the above-mentioned complex in one aspect. Since this heat radiating member has the above-mentioned composite, it has both excellent thermal conductivity and excellent electrical insulation. Further, since it is thin and lightweight, it can be reduced in size and weight when it is used as a heat radiating member for electronic parts and the like. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component.
  • the present disclosure comprises an impregnation step of impregnating the boron nitride sintered body according to any one of the above with a resin composition, and at least the pores of the boron nitride sintered body and the boron nitride sintered body.
  • a method for producing a composite having a partially filled resin In this production method, since a sheet-shaped boron nitride sintered body having a thickness of less than 2 mm is used, impregnation of the resin composition proceeds smoothly. As a result, a composite having a high resin filling rate and excellent electrical insulation can be easily obtained.
  • the above-mentioned boron nitride sintered body since it is used, it has excellent electrical insulation and thermal conductivity. Further, since it can be made thin and lightweight, it can be made smaller and lighter when it is used as a member of an electronic component or the like. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component.
  • the present disclosure comprises, on one aspect, a sintering step of molding and heating a formulation containing boron nitride powder and a sintering aid to obtain a boron nitride sintered body containing boron nitride particles and pores.
  • a method for producing a boron nitride sintered body is provided, wherein the thickness of the boron nitride sintered body obtained in the sintering step is less than 2 mm.
  • the present disclosure includes a nitriding step of calcining boron carbide powder in a nitrogen atmosphere to obtain a calcined product containing boron nitride, and molding and heating of a formulation containing the calcined product and a sintering aid.
  • the boron nitride sintered body has a sintering step of obtaining a boron nitride sintered body containing boron nitride particles and pores, and the thickness of the boron nitride sintered body obtained in the sintering step is less than 2 mm.
  • the boron nitride sintered body obtained by these manufacturing methods is excellent in electrical insulation and thermal conductivity because it contains boron nitride particles. Further, since the thickness is less than 2 mm, it is thin, and when it is used as a member of a circuit, the size of the circuit can be reduced. Further, since it is thin and contains pores, it is possible to reduce the weight, and it is also possible to smoothly fill the pores with a resin to form a complex. In addition, since a fired product containing boron nitride is used, the anisotropy of the thermal conductivity of the sheet-shaped boron nitride sintered body should be sufficiently reduced, and the thermal conductivity in the thickness direction should be sufficiently increased. Can be done. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component.
  • the present disclosure comprises a boron nitride sintered body having an impregnation step of impregnating a boron nitride sintered body obtained by any of the above-mentioned production methods with a resin composition, and the boron nitride sintered body.
  • a method for producing a composite comprising a resin filled in at least a part of the pores of the above. Since the composite obtained by such a production method contains the above-mentioned boron nitride sintered body and the resin, it has both excellent thermal conductivity and excellent electrical insulation. Further, since it is thin and lightweight, it can be reduced in size and weight when used as a member of an electronic component or the like. Therefore, it is suitable as a member such as an electronic component.
  • boron nitride sintered body and a composite which are thin and suitable as members for electronic parts and the like, and a method for producing these. Further, in the present disclosure, it is possible to provide a heat radiating member suitable as a member such as an electronic component.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a boron nitride sintered body.
  • FIG. 2 is a photograph showing an example of a molded product for producing a boron nitride sintered body.
  • the boron nitride sintered body is in the form of a sheet (thin plate shape).
  • the boron nitride sintered body is porous and its thickness is less than 2 mm.
  • the boron nitride sintered body contains boron nitride particles and pores formed by sintering primary particles of boron nitride (formed by a portion obtained by sintering the primary particles of boron nitride and the sintered primary particles). Contains the pores that have been sintered).
  • the boron nitride sintered body contains boron nitride particles (because the primary particles of boron nitride are sintered and formed), the boron nitride sintered body is excellent in electrical insulation and thermal conductivity.
  • the boron nitride sintered body may be composed of boron nitride particles.
  • the boron nitride sintered body has a thickness of less than 2 mm, it is thin, and when it is used as a member of an electronic component or the like, the size of the electronic component or the like can be reduced. Further, since it is thin and contains pores, it is possible to reduce the weight, and it is also possible to smoothly fill the pores with a resin to form a complex. (Note that the sintering of primary particles includes the case where the primary particles in the secondary particles are sintered.)
  • the thickness of the boron nitride sintered body may be less than 1 mm and may be less than 0.5 mm. From the viewpoint of ease of molding, the thickness of the boron nitride sintered body may be 0.1 mm or more, or 0.2 mm or more.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a boron nitride sintered body.
  • the boron nitride sintered body 10 has a thickness t.
  • the thickness t is less than 2 mm.
  • the boron nitride sintered body 10 may be manufactured by uniaxially pressing along the thickness direction.
  • the area of the main surface 10a may be 25 mm 2 or more, 100 mm 2 or more, 800 mm 2 or more, or 1000 mm 2 or more.
  • the resin composition can be smoothly impregnated.
  • the pores of the boron nitride sintered body are sufficiently filled with the resin, and a composite having excellent electrical insulation can be obtained.
  • the shape of the boron nitride sintered body is not limited to the quadrangular prism shape as shown in FIG. 1, and may be, for example, a cylindrical shape or a C-shaped shape in which the main surface 10a is curved.
  • the boron nitride sintered body does not have to have a cut surface. For example, it may be obtained by sintering a sheet-shaped molded product as shown in FIG.
  • the boron nitride sintered body obtained through the cutting step has fine cracks or fine irregularities (striped pattern) generated by cutting on the cut surface.
  • fine cracks and irregularities (striped pattern) on the surface can be sufficiently reduced. Therefore, the boron nitride sintered body obtained without undergoing the cutting step can further improve the thermal conductivity while maintaining sufficiently high strength. That is, it is excellent in reliability as a member such as an electronic component. Further, when processing such as cutting is performed, material loss occurs. Therefore, the boron nitride sintered body having no cut surface can reduce the material loss. Thereby, the yield of the boron nitride sintered body can be improved.
  • both of the pair of main surfaces 10a and 10b of the boron nitride sintered body 10 of FIG. 1 may not be cut surfaces. That is, the side surface of the boron nitride sintered body 10 may be a cut surface. In this case as well, it is possible to sufficiently reduce the fine cracks that may occur due to cutting on both of the pair of main surfaces 10a and 10b. Therefore, sufficiently high thermal conductivity can be maintained. Further, the material loss can be reduced as compared with the case where both of the pair of main surfaces 10a and 10b are cut surfaces.
  • the surface of the boron nitride sintered body may be shaped by polishing or the like.
  • the main surface may have an area twice or more as large as the side surface, and may have an area four times or more as large as the side surface.
  • the orientation index of the boron nitride crystal in the boron nitride sintered body may be 40 or less, 30 or less, 15 or less, and 10 or less. Thereby, the anisotropy of thermal conductivity can be sufficiently reduced. Therefore, the thermal conductivity along the thickness direction of the sheet-shaped boron nitride sintered body can be sufficiently increased.
  • the orientation index of the boron nitride sintered body may be 2.0 or more, 3.0 or more, or 4.0 or more.
  • the orientation index in the present disclosure is an index for quantifying the degree of orientation of boron nitride crystals.
  • the orientation index can be calculated by the peak intensity ratio [I (002) / I (100)] of the (002) plane and the (100) plane of boron nitride measured by an X-ray diffractometer.
  • the average pore diameter of the pores contained in the boron nitride sintered body may be less than 4.0 ⁇ m.
  • the thermal conductivity can be further increased.
  • the average pore diameter of the pores may be less than 3.8 ⁇ m, less than 3 ⁇ m, or less than 2 ⁇ m.
  • the average pore diameter of the pores may be 0.1 ⁇ m or more, and may be 0.2 ⁇ m or more.
  • the average pore diameter of the pores is determined based on the pore diameter distribution when the pressure is increased from 0.0042 MPa to 206.8 MPa using a mercury porosimeter.
  • the pore diameter when the cumulative pore volume reaches 50% of the total pore volume is the average pore diameter.
  • the mercury porosimeter one manufactured by Shimadzu Corporation can be used.
  • the porosity of the boron nitride sintered body that is, the volume ratio of the pores in the boron nitride sintered body may be 30 to 65% by volume, 30 to 60% by volume, or 35 to 55% by volume. It's okay. If the porosity becomes too large, the strength of the boron nitride sintered body tends to decrease. On the other hand, if the porosity becomes too small, the mass tends to be heavy. In addition, the content of the resin when the composite is produced tends to decrease, and the electrical insulating property tends to decrease.
  • the bulk density [B (kg / m 3 )] is calculated from the volume and mass of the boron nitride sintered body, and from this bulk density and the theoretical density of boron nitride [2280 (kg / m 3 )].
  • Porosity (% by volume) [1- (B / 2280)] x 100 (1)
  • the bulk density B may be 800 to 1500 kg / m 3 , 850 to 1400 kg / m 3 , or 900 to 1300 kg / m 3 . If the bulk density B becomes too large, the mass of the boron nitride sintered body tends to increase. In addition, the filling amount of the resin tends to decrease, and the electrical insulating property of the complex tends to decrease. On the other hand, if the bulk density B becomes too small, the strength of the boron nitride sintered body tends to decrease.
  • the thermal conductivity of the boron nitride sintered body may be 20 W / mK or more, 30 W / mK or more, 35 W / mK or more, or 40 W / mK or more.
  • H is the thermal conductivity (W / (m ⁇ K))
  • A is the thermal diffusivity (m 2 / sec)
  • B is the bulk density (kg / m 3 )
  • C is the specific heat capacity. (J / (kg ⁇ K)) is shown.
  • the thermal diffusivity A can be measured by a laser flash method.
  • the bulk density B can be obtained from the volume and mass of the boron nitride sintered body.
  • the specific heat capacity C can be measured using a differential scanning calorimeter.
  • the boron nitride sintered body may have the above-mentioned thermal conductivity in the thickness direction.
  • the composite according to one embodiment is a composite of a boron nitride sintered body and a resin, and has the above-mentioned boron nitride sintered body and a resin filled in at least a part of the pores of the boron nitride sintered body.
  • the resin include epoxy resin, silicone resin, cyanate resin, silicone rubber, acrylic resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, bismaleimide resin, unsaturated polyester, fluororesin, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, and the like.
  • the resin may contain an epoxy resin from the viewpoint of improving heat resistance and adhesive strength to the circuit.
  • the resin may contain a silicone resin from the viewpoint of improving heat resistance, flexibility, and adhesion to a heat sink or the like.
  • the resin may be a cured product or a semi-cured product (B stage state).
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a complex.
  • the complex 20 has a thickness t.
  • the thickness t is less than 2 mm.
  • the area of the main surfaces 20a and 20b may be 25 mm 2 or more, 100 mm 2 or more, 800 mm 2 or more, and 1000 mm 2 or more.
  • the complex 20 Since the complex 20 has a small thickness t, the pores of the boron nitride sintered body 10 are sufficiently filled with resin. Therefore, it is sufficiently excellent in electrical insulation.
  • the thickness t of the complex 20 does not have to be the same as the thickness of the boron nitride sintered body 10.
  • a resin layer may be provided on the surface of the boron nitride sintered body 10.
  • the shape of the complex is not limited to the square pillar shape as shown in FIG. 1, and may be, for example, a cylindrical shape or a C-shaped shape in which the main surfaces 20a and 20b are curved.
  • the complex does not have to have a cut surface.
  • the complex obtained without the cutting step does not have the fine cracks that may occur with the cutting. Therefore, the thermal conductivity can be further improved while maintaining a sufficiently high strength. That is, it is excellent in reliability as a member such as an electronic component. Further, when processing such as cutting is performed, material loss occurs. Therefore, the composite having no cut surface can reduce the material loss. Thereby, the yield of the complex can be improved.
  • the content of the boron nitride particles in the complex may be 40 to 70% by volume or 45 to 65% by volume based on the total volume of the complex.
  • the content of the resin in the complex may be 30 to 60% by volume or 35 to 55% by volume based on the total volume of the complex.
  • a complex containing boron nitride particles and a resin in such a proportion can achieve both high electrical insulation and high thermal conductivity at a high level.
  • the porosity of the complex may be 10% by volume or less, 5% by volume or less, or 3% by volume or less.
  • the porosity is, for example, the bulk density B 1 (kg / m 3 ) obtained from the volume and mass of the composite and the theoretical density B 2 (kg / m 3) when all the pores of the boron nitride sintered body are impregnated with the resin composition. It can be obtained from kg / m 3).
  • the complex may further contain other components in addition to the boron nitride sintered body and the resin filled in the pores thereof.
  • other components include a curing agent, an inorganic filler, a silane coupling agent, a defoaming agent, a surface conditioner, a wet dispersant and the like.
  • the inorganic filler may contain one or more selected from the group consisting of aluminum oxide, silicon oxide, zinc oxide, silicon nitride, aluminum nitride and aluminum hydroxide. Thereby, the thermal conductivity of the complex can be further improved.
  • the composite of the present embodiment contains the above-mentioned boron nitride sintered body and the resin filled in the pores thereof, it has both excellent thermal conductivity and excellent electrical insulation. Further, since it is thin and lightweight, it is possible to reduce the size and weight of the electronic component when it is used as a member of the electronic component or the like. Since the complex has such characteristics, it can be suitably used as a heat radiating member.
  • the heat radiating member may be composed of the above-mentioned composite, or may be composed of a composite with another member (for example, a metal plate such as aluminum).
  • the method for producing a boron nitride sintered body of this example includes a nitriding step of calcining boron carbide powder in a nitrogen-pressurized atmosphere to obtain a calcined product containing boron nitride, and a calcined product and a sintering aid. It has a sintering step of forming and heating a compound to obtain a boron nitride sintered body containing boron nitride particles and pores.
  • Boron carbide powder can be prepared, for example, by the following procedure. After mixing boric acid and acetylene black, the mixture is heated at 1800 to 2400 ° C. for 1 to 10 hours in an inert gas atmosphere to obtain a boron carbide mass.
  • the boron carbide mass can be prepared by pulverizing, washing, removing impurities, and drying.
  • the boron carbide powder is calcined in a nitrogen atmosphere to obtain a calcined product containing boron nitride (B 4 CN 4).
  • the firing temperature in the nitriding step may be 1800 ° C. or higher, and may be 1900 ° C. or higher. Further, the firing temperature may be 2400 ° C. or lower, and may be 2200 ° C. or lower. The firing temperature may be, for example, 1800 to 2400 ° C.
  • the pressure in the nitriding step may be 0.6 MPa or more, and may be 0.7 MPa or more. Further, the pressure may be 1.0 MPa or less, and may be 0.9 MPa or less. The pressure may be, for example, 0.6 to 1.0 MPa. If the pressure is too low, nitriding of boron carbide tends to be difficult to proceed. On the other hand, if the pressure is too high, the manufacturing cost tends to increase.
  • the pressure in the present disclosure is an absolute pressure.
  • the nitrogen gas concentration in the nitrogen atmosphere in the nitriding step may be 95% by volume or more, and may be 99.9% by volume or more.
  • the partial pressure of nitrogen may be in the pressure range described above.
  • the firing time in the nitriding step is not particularly limited as long as the nitriding proceeds sufficiently, and may be, for example, 6 to 30 hours or 8 to 20 hours.
  • a calcined product containing boron nitride particles obtained in the nitriding step and a sintering aid may be blended to obtain a compound.
  • the sintering aid may contain a boron compound and a calcium compound.
  • the compound may contain 1 to 30 parts by mass in total of the boron compound and the calcium compound with respect to 100 parts by mass of the fired product. With such a content, while suppressing the excessive grain growth of the primary particles, the grain growth is moderately promoted to promote sintering, and the primary particles of boron nitride are firmly and closely adhered to each other over a wide area. Join.
  • the formulation may contain a total of 1 to 30 parts by mass of the boron compound and the calcium compound with respect to 100 parts by mass of the calcined product, and may contain 5 to 25 parts by mass. It may contain 8 to 20 parts by mass.
  • the formulation may contain 0.5 to 40 atomic% of calcium constituting a calcium compound, or 0.7 to 30 atomic%, based on 100 atomic% of boron constituting the boron compound.
  • Examples of the boron compound include boric acid, boron oxide, borax and the like.
  • Examples of the calcium compound include calcium carbonate and calcium oxide.
  • the sintering aid may contain components other than boric acid and calcium carbonate. Examples of such a component include carbonates of alkali metals such as lithium carbonate and sodium carbonate.
  • a binder may be added to the compound. Examples of the binder include an acrylic compound and the like.
  • the fired product may be crushed using a general crusher or crusher.
  • a ball mill, a Henschel mixer, a vibration mill, a jet mill and the like can be used.
  • "crushing” also includes “crushing”.
  • the calcined product may be crushed and then the sintering aid may be blended, or the calcined product and the sintering aid may be blended and then pulverized and mixed at the same time.
  • the compound may be a molded product by powder pressing or mold molding, or may be a sheet-shaped molded product by a doctor blade method or an extrusion method.
  • the molding pressure may be, for example, 5 to 350 MPa.
  • the molded body may be in the form of a sheet having a thickness of less than 2 mm, for example. If a boron nitride sintered body is manufactured using a sheet-shaped molded body, a boron nitride sintered body having no cut surface can be manufactured. Further, as compared with the case where the block-shaped boron nitride sintered body and the composite are cut into a sheet shape, the material loss due to processing can be reduced by forming the sheet shape from the stage of the molded body. Therefore, a sheet-shaped boron nitride sintered body and a composite can be produced with a high yield.
  • the molded product thus obtained is heated and fired in, for example, an electric furnace.
  • the heating temperature may be, for example, 1800 ° C. or higher, and may be 1900 ° C. or higher.
  • the heating temperature may be, for example, 2200 ° C. or lower, or 2100 ° C. or lower. If the heating temperature is too low, grain growth tends not to proceed sufficiently.
  • the heating time may be 0.5 hours or more, and may be 1 hour or more, 3 hours or more, 5 hours or more, or 10 hours or more.
  • the heating time may be 40 hours or less, 30 hours or less, or 20 hours or less.
  • the heating time may be, for example, 0.5 to 40 hours, or 1 to 30 hours. If the heating time is too short, grain growth tends not to proceed sufficiently.
  • the heating atmosphere may be, for example, an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
  • an inert gas such as nitrogen, helium, or argon.
  • a sheet-shaped boron nitride sintered body containing boron nitride particles and pores and having a thickness of less than 2 mm can be obtained.
  • boron nitride since boron nitride is used, it is possible to prevent the boron nitride particles from being oriented in the direction perpendicular to the thickness direction. Therefore, it is possible to reduce the anisotropy of thermal conductivity and produce a boron nitride sintered body having excellent thermal conductivity according to the thickness method.
  • the range of the orientation index of the boron nitride sintered body is as described above.
  • the boron nitride sintered body can be produced without having a step of cutting the boron nitride sintered body.
  • a highly reliable boron nitride sintered body having no cut surface can be produced with a high yield.
  • the method for producing a boron nitride sintered body is not limited to this.
  • a commercially available boron nitride powder may be used instead of the fired product containing the boron nitride particles obtained in the nitride step to obtain a boron nitride sintered body.
  • a granulated product obtained by drying a water slurry containing scaly and / or amorphous boron nitride powder, a sintering aid, a binder and water is formed and sintered to obtain a boron nitride sintered body. You may get it.
  • a sheet-shaped boron nitride sintered body having a thickness of less than 2 mm can be obtained.
  • An example of a method for producing a complex has an impregnation step of impregnating a boron nitride sintered body with a resin composition.
  • the boron nitride sintered body may be produced by any of the above methods.
  • the resin composition may contain a resin component, a curing agent and a solvent from the viewpoint of improving fluidity and handleability.
  • an inorganic filler, a silane coupling agent, a defoaming agent, a surface conditioner, a wet dispersant and the like may be contained.
  • the resin component for example, one that becomes the resin mentioned in the above description of the complex by curing or semi-curing reaction can be used.
  • the solvent include aliphatic alcohols such as ethanol and isopropanol, 2-methoxyethanol, 1-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 1-ethoxy-2-propanol, 2-butoxyethanol and 2- (2-methoxyethoxy).
  • Ether alcohols such as ethanol, 2- (2-ethoxyethoxy) ethanol, 2- (2-butoxyethoxy) ethanol, glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl
  • ketones such as ketones and hydrocarbons such as toluene and xylene. One of these may be contained alone, or two or more thereof may be contained in combination.
  • Impregnation is performed by adhering the resin composition to the boron nitride sintered body.
  • the boron nitride sintered body may be immersed in the resin composition. It may be carried out under pressurization or depressurization conditions in the immersed state. In this way, the pores of the boron nitride sintered body can be filled with the resin. Since the boron nitride sintered body is in the form of a sheet and has a thickness of less than 2 mm, it is possible to smoothly fill the pores with the resin. Therefore, the filling rate with the resin can be sufficiently increased. Therefore, a composite having excellent electrical insulation can be smoothly produced.
  • the impregnation step may be performed in an impregnation device provided with a closed container.
  • the pressure in the impregnating device may be increased to be higher than the atmospheric pressure and impregnated under pressurized conditions.
  • the depressurization condition and the pressurization condition may be repeated a plurality of times.
  • the impregnation step may be performed while heating.
  • the resin composition impregnated in the pores of the boron nitride sintered body becomes a resin (cured product or semi-cured product) after curing or semi-curing proceeds or the solvent volatilizes.
  • a composite having a boron nitride sintered body and a resin filled in its pores is obtained. It is not necessary that all the pores of the boron nitride sintered body are filled with resin, and some of the pores may not be filled with resin.
  • Boron nitride sintered bodies and complexes may contain both closed and open pores.
  • the impregnation step there may be a curing step of curing the resin filled in the pores.
  • the curing step for example, the composite filled with the resin (resin composition) is taken out from the impregnation device, heated and / or irradiated with light depending on the type of the resin (or the curing agent added as needed). Allows the resin to be cured or semi-cured.
  • the complex thus obtained is in the form of a sheet and has a thin thickness. Therefore, it is thin and lightweight, and when it is used as a member of an electronic component or the like, it is possible to reduce the size and weight of the electronic component or the like.
  • the pores of the boron nitride sintered body are sufficiently filled with resin, it is also excellent in electrical insulation.
  • the composite in the above-mentioned production method, the composite can be produced without having a step of cutting the boron nitride sintered body and the composite. Therefore, a highly reliable complex can be produced with a high yield.
  • the composite may be used as it is as a heat radiating member, or may be subjected to processing such as polishing to be a heat radiating member.
  • a boron nitride sintered body may be obtained by hot pressing in which molding and sintering are performed at the same time.
  • Example 1 ⁇ Preparation of Boron Nitride Sintered Body> 100 parts by mass of orthoboric acid manufactured by Nippon Denko Co., Ltd. and 35 parts by mass of acetylene black (trade name: HS100) manufactured by Denka Co., Ltd. were mixed using a Henschel mixer. The resulting mixture was filled into a graphite crucible, in an arc furnace, in argon atmosphere, and heated for 5 hours at 2200 ° C., to obtain a lump of boron carbide (B 4 C). The obtained mass was coarsely pulverized with a jaw crusher to obtain a coarse powder.
  • This coarse powder was further pulverized by a ball mill having a silicon carbide ball ( ⁇ 10 mm) to obtain pulverized powder.
  • the carbon content of the obtained boron carbide powder was 19.9% by mass.
  • the amount of carbon was measured with a carbon / sulfur simultaneous analyzer.
  • the prepared boron carbide powder was filled in a crucible made of boron nitride. Then, using a resistance heating furnace, the mixture was heated in a nitrogen gas atmosphere at 2000 ° C. and 0.85 MPa for 10 hours. In this way, a fired product containing boron nitride (B 4 CN 4) was obtained.
  • a sintering aid was prepared by blending powdered boric acid and powdered calcium carbonate. In the preparation, 1.9 parts by mass of calcium carbonate was added to 100 parts by mass of boric acid. At this time, the atomic ratio of boron to calcium was 1.2 atomic% of calcium with respect to 100 atomic% of boron. 19 parts by mass of the sintering aid was added to 100 parts by mass of the calcined product and mixed using a Henschel mixer to obtain a powdery compound.
  • This sintered body was a porous sintered body (boron nitride sintered body) containing boron nitride particles and pores. In this way, a sheet-shaped (flat plate-shaped) boron nitride sintered body was obtained. The thickness t of the boron nitride sintered body was 0.40 mm.
  • H is the thermal conductivity (W / (m ⁇ K))
  • A is the thermal diffusivity (m 2 / sec)
  • B is the bulk density (kg / m 3 )
  • C is the specific heat capacity. (J / (kg ⁇ K)) is shown.
  • a xenon flash analyzer manufactured by NETZSCH, trade name: LFA447NanoFlash
  • the bulk density B was calculated from the volume and mass of the boron nitride sintered body.
  • the results of thermal conductivity H and bulk density B are shown in Table 1.
  • the specific heat capacity C was 0.79 (J / (kg ⁇ K)).
  • the orientation index [I (002) / I (100)] of the boron nitride sintered body was determined using an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Co., Ltd., trade name: ULTIMA-IV).
  • the measurement sample (boron nitride sintered body) set in the sample holder of the X-ray diffractometer was irradiated with X-rays to perform baseline correction. Then, the peak intensity ratio of the (002) plane and the (100) plane of boron nitride was calculated. This was defined as the orientation index [I (002) / I (100)].
  • the results are as shown in Table 1.
  • Example 2 Amorphous boron nitride powder with an oxygen content of 1.7% by mass and an average particle size of 3.4 ⁇ m and a hexagonal crystal with an oxygen content of 0.1% by mass and an average particle size of 16.0 ⁇ m. Boron nitride powder was prepared. Amorphous boron nitride powder 10.7 parts by mass, hexagonal boron nitride powder 7.1 parts by mass, calcium carbonate (manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd., trade name: PC-700) 0.9 parts by mass, boric acid 1. 6 parts by mass were mixed using a Henschel mixer to obtain a mixture.
  • PC-700 calcium carbonate
  • a molded product of ⁇ 25 mm ⁇ 0.38 mm) was obtained.
  • the molded product was placed in a boron nitride container and introduced into a batch type high frequency furnace. In a batch type high frequency furnace, heating was performed under the conditions of normal pressure, nitrogen flow rate of 5 L / min, and 2050 ° C. for 10 hours. Then, the sintered body was taken out from the boron nitride container.
  • This sintered body was a porous sintered body (boron nitride sintered body) containing boron nitride particles and pores. In this way, a sheet-shaped (flat plate-shaped) boron nitride sintered body was obtained. The thickness t of the boron nitride sintered body was 0.40 mm.
  • H is the thermal conductivity (W / (m ⁇ K))
  • A is the thermal diffusivity (m 2 / sec)
  • B 1 is the bulk density (kg / m 3 )
  • C is the ratio.
  • the heat capacity (J / (kg ⁇ K)) is shown.
  • a xenon flash analyzer manufactured by NETZSCH, trade name: LFA447NanoFlash
  • the bulk density B 1 was calculated from the volume and mass of the complex.
  • the specific heat capacity C was 0.97 (J / (kg ⁇ K)).
  • the theoretical density B 2 (kg / m 3 ) when all the pores of the boron nitride sintered body is impregnated with the above resin composition is the bulk density B (kg / m 3 ) of the boron nitride sintered body and nitrided. It was calculated based on the following formula (6) from the pore ratio P (volume%) of the boron sintered body and the theoretical density (1240 kg / m 3) of the resin composition.
  • Theoretical density B 2 (kg / m 3 ) B + P / 100 ⁇ 1240 (6)
  • the breakdown voltage of the composite obtained as described above was evaluated. Specifically, two conductive tapes were attached to both sides of the complex to prepare a measurement sample. The dielectric breakdown voltage of the obtained measurement sample was measured using a withstand voltage tester (manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd., device name: TOS-8700) according to JIS C2110-1: 2016. The results of composite thickness, thermal conductivity, bulk density, porosity, and dielectric breakdown voltage are shown in Table 2.
  • the breakdown voltage of the complex of each example was sufficiently high. From this, it was confirmed that it has excellent electrical insulation.
  • a boron nitride sintered body and a composite which are thin and suitable as members for electronic parts and the like, and a method for producing these are provided. Further, a heat radiating member suitable as a member of an electronic component or the like is provided.

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Abstract

窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体であって、シート状であり、厚みが２ｍｍ未満である窒化ホウ素焼結体を提供する。炭窒化ホウ素粉末と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む、シート状の窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程を有し、焼結工程で得られる窒化ホウ素焼結体の厚みは２ｍｍ未満である、窒化ホウ素焼結体の製造方法を提供する。

Description

窒化ホウ素焼結体、複合体及びこれらの製造方法、並びに放熱部材
　本開示は、窒化ホウ素焼結体、複合体及びこれらの製造方法、並びに放熱部材に関する。
　パワーデバイス、トランジスタ、サイリスタ、ＣＰＵ等の部品においては、使用時に発生する熱を効率的に放熱することが求められる。このような要請から、従来、電子部品を実装するプリント配線板の絶縁層の高熱伝導化を図ったり、電子部品又はプリント配線板を、電気絶縁性を有する熱インターフェース材（Thermal Interface Materials）を介してヒートシンクに取り付けたりすることが行われてきた。このような絶縁層及び熱インターフェース材には、樹脂と窒化ホウ素等のセラミックスとで構成される複合体（放熱部材）が用いられる。
　このような複合体として、多孔性のセラミックス成形体に樹脂を含浸させた複合体を用いることが検討されている。窒化ホウ素は、潤滑性、高熱伝導性、及び絶縁性等を有していることから、窒化ホウ素を含むセラミックスを放熱部材に用いることが検討されている。特許文献１では、配向度及び黒鉛化指数を所定の範囲にして、熱伝導率に優れつつ熱伝導率の異方性を低減する技術が提案されている。
特開２０１４－１６２６９７号公報
　近年の電子部品内の回路の高集積化に伴って、優れた電気絶縁性と熱伝導性を兼ね備える放熱部材が求められている。このように各種部材の高性能化が求められている一方で、電子部品が搭載されるスペースには通常制限があるため、電子部品に搭載される部材を小型化する技術を確立することも必要であると考えられる。
　そこで、本開示は、薄型であり、電子部品等の部材として好適な窒化ホウ素焼結体及び複合体、並びにこれらの製造方法を提供する。また、本開示では、電子部品等の部材として好適な放熱部材を提供する。
　本開示は、一つの側面において、窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体であって、シート状であり、厚みが２ｍｍ未満である窒化ホウ素焼結体を提供する。このような窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素粒子を含むことから電気絶縁性と熱伝導性に優れる。また、厚みが２ｍｍ未満であることから薄型であり、電子部品等の部材として用いられたときに電子部品等の小型化を図ることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。また、薄型で気孔を含むことから軽量化を図ることができるうえ、気孔に円滑に樹脂を充填して複合体にすることもできる。
　上記窒化ホウ素焼結体の配向性指数は４０以下であってよい。窒化ホウ素粒子は、シート状に成形すると、通常は厚み方向とは垂直な方向に配向し、厚み方向の熱伝導率が低くなる傾向にある。しかしながら、配向性指数を小さくすることによってそのような傾向を低減できる。したがって、熱伝導率の異方性を十分に低減し、厚み方向の熱伝導性を十分に高くすることができる。
　上記窒化ホウ素焼結体における気孔率は３０～６５体積％であってよい。また、かさ密度は８００～１５００ｋｇ／ｍ３であってよい。気孔率及びかさ密度の少なくとも一方がこの範囲にあることによって、熱伝導率を十分に高くしつつ、軽量化を図ることができる。また、このような窒化ホウ素焼結体は、優れた熱伝導率と電気絶縁性を高い水準で両立できる複合体を形成することもできる。
　上記窒化ホウ素焼結体の気孔の平均細孔径は４．０μｍ未満であってよい。このように気孔のサイズを小さくすることによって、窒化ホウ素の一次粒子同士の接触面積を十分に大きくすることができる。したがって、熱伝導率を十分に高くすることができる。
　上記窒化ホウ素焼結体は切断面を有しなくてよい。このような窒化ホウ素焼結体は、切断に伴って生じ得る微細なクラックを有しない。したがって、部材としての信頼性を一層向上することができる。
　本開示は、一つの側面において、上述のいずれかの窒化ホウ素焼結体と、当該窒化ホウ素焼結体の気孔の少なくとも一部に充填された樹脂と、含む複合体を提供する。この複合体は、上述の窒化ホウ素焼結体と樹脂とを含むことから、優れた熱伝導率と優れた電気絶縁性を兼ね備える。また、薄型且つ軽量であるため、電子部品等の部材として用いると小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。
　本開示は、一つの側面において、上述の複合体を有する放熱部材を提供する。この放熱部材は上述の複合体を有することから、優れた熱伝導率と優れた電気絶縁性を兼ね備える。また、薄型且つ軽量であるため、電子部品等の放熱部材として用いられたときに小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。
　本開示は、一つの側面において、上述のいずれかに記載の窒化ホウ素焼結体に、樹脂組成物を含浸させる含浸工程を有する、窒化ホウ素焼結体と、窒化ホウ素焼結体の気孔の少なくとも一部に充填された樹脂とを有する複合体の製造方法を提供する。この製造方法では、厚みが２ｍｍ未満のシート状の窒化ホウ素焼結体を用いていることから、樹脂組成物の含浸が円滑に進行する。これによって、樹脂の充填率が高く電気絶縁性に優れる複合体を簡便に得ることができる。また、上述の窒化ホウ素焼結体を用いていることから、優れた電気絶縁性と熱伝導性を有する。また、薄型且つ軽量とすることが可能であるため、電子部品等の部材として用いられたときに小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。
　本開示は、一つの側面において、炭窒化ホウ素粉末と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程を有し、焼結工程で得られる窒化ホウ素焼結体の厚みは２ｍｍ未満である、窒化ホウ素焼結体の製造方法を提供する。
　本開示は、一つの側面において、炭化ホウ素粉末を、窒素雰囲気下で焼成して炭窒化ホウ素を含む焼成物を得る窒化工程と、焼成物と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程と、を有し、焼結工程で得られる窒化ホウ素焼結体の厚みは２ｍｍ未満である、窒化ホウ素焼結体の製造方法を提供する。
　これらの製造方法で得られる窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素粒子を含むことから電気絶縁性と熱伝導性に優れる。また、厚みが２ｍｍ未満であることから薄型であり、回路の部材として用いられたときに回路の小型化を図ることができる。また、薄型であるうえに気孔を含むことから軽量化を図ることができるうえ、気孔に円滑に樹脂を充填して複合体にすることもできる。また、炭窒化ホウ素を含む焼成物を用いていることから、シート状の窒化ホウ素焼結体の熱伝導率の異方性を十分に低減し、厚み方向の熱伝導性を十分に高くすることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。
　本開示は、一つの側面において、上述のいずれかの製造方法で得られた窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を含浸させる含浸工程を有する、窒化ホウ素焼結体と、当該窒化ホウ素焼結体の気孔の少なくとも一部に充填された樹脂とを備える複合体の製造方法を提供する。このような製造方法によって得られる複合体は、上述の窒化ホウ素焼結体と樹脂とを含むことから、優れた熱伝導率と優れた電気絶縁性を兼ね備える。また、薄型且つ軽量であるため、電子部品等の部材として用いられたときに小型化及び軽量化を図ることができる。したがって、電子部品等の部材として好適である。
　本開示によれば、薄型であり、電子部品等の部材として好適な窒化ホウ素焼結体及び複合体、並びにこれらの製造方法を提供することができる。また、本開示では、電子部品等の部材として好適な放熱部材を提供することができる。
図１は、窒化ホウ素焼結体の一例を示す斜視図である。 図２は、窒化ホウ素焼結体を製造するための成形体の例を示す写真である。
　以下、場合により図面を参照して、本開示の実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は、本開示を説明するための例示であり、本開示を以下の内容に限定する趣旨ではない。
　窒化ホウ素焼結体は、シート状（薄板形状）である。窒化ホウ素焼結体は多孔質であり、その厚みは、２ｍｍ未満である。窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素の一次粒子同士が焼結して構成される窒化ホウ素粒子と気孔とを含有する（窒化ホウ素の一次粒子同士が焼結した部分と焼結した一次粒子により形成された気孔を含有する）。窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素粒子を含むことから（窒化ホウ素の一次粒子同士が焼結して形成されることから）電気絶縁性と熱伝導性に優れる。窒化ホウ素焼結体は、窒化ホウ素粒子で構成されてよい。
　窒化ホウ素焼結体は、厚みが２ｍｍ未満であることから薄型であり、電子部品等の部材として用いられたときに電子部品等の小型化を図ることができる。また、薄型であるうえに気孔を含むことから軽量化を図ることができるうえ、気孔に円滑に樹脂を充填して複合体にすることもできる。（なお、一次粒子同士の焼結には二次粒子中の一次粒子同士が焼結する場合も含む。）
　一層の小型化及び軽量化を図る観点から、窒化ホウ素焼結体の厚みは、１ｍｍ未満であってよく、０．５ｍｍ未満であってもよい。成形体作製の容易性の観点から、窒化ホウ素焼結体の厚みは、０．１ｍｍ以上であってよく、０．２ｍｍ以上であってもよい。
　図１は、窒化ホウ素焼結体の一例を示す斜視図である。窒化ホウ素焼結体１０は厚みｔを有する。厚みｔは２ｍｍ未満である。窒化ホウ素焼結体１０は厚み方向に沿って一軸加圧されて製造されたものであってよい。主面１０ａの面積は、２５ｍｍ２以上であってよく、１００ｍｍ２以上であってよく、８００ｍｍ２以上であってよく、１０００ｍｍ２以上であってもよい。
　窒化ホウ素焼結体１０は厚みｔが小さいため、樹脂組成物の含浸を円滑に行うことができる。これによって、窒化ホウ素焼結体の気孔に樹脂が十分に充填され、電気絶縁性に優れる複合体を得ることができる。
　窒化ホウ素焼結体の形状は図１のような四角柱形状に限定されず、例えば、円柱形状であってもよいし、主面１０ａが湾曲したＣ型形状であってもよい。窒化ホウ素焼結体は切断面を有していなくてよい。例えば図１のようなシート状の成形体を焼結して得られるものであってよい。
　切断工程を経て得られる窒化ホウ素焼結体は、切断面に、微細なクラック、或いは切断に伴って生じる微細な凹凸（縞模様）を有する。一方、切断工程を経ずに得られる窒化ホウ素焼結体は、切断面を有しないため、表面の微細なクラック及び凹凸（縞模様）を十分に低減することができる。したがって、切断工程を経ずに得られる窒化ホウ素焼結体は、十分に高い強度を維持しつつ、熱伝導性を一層向上することができる。すなわち、電子部品等の部材としての信頼性に優れる。また、切断等の加工を行うと、材料ロスが発生する。このため、切断面を有しない窒化ホウ素焼結体は、材料ロスを低減することができる。これによって、窒化ホウ素焼結体の歩留まりを向上することができる。
　変形例では、図１の窒化ホウ素焼結体１０の一対の主面１０ａ，１０ｂの両方が切断面でなければよい。すなわち、窒化ホウ素焼結体１０の側面は切断面であってもよい。この場合も一対の主面１０ａ，１０ｂの両方において切断に伴って生じ得る微細なクラックを十分に低減することができる。したがって、十分に高い熱伝導性を維持することができる。また、一対の主面１０ａ，１０ｂの両方が切断面である場合に比べて材料ロスを低減することができる。なお、窒化ホウ素焼結体の表面は研磨等によって形状が整えられていてもよい。主面は側面の２倍以上の面積を有してよく、４倍以上の面積を有してよい。
　窒化ホウ素焼結体における窒化ホウ素結晶の配向性指数は、４０以下であってよく、３０以下であってよく、１５以下であってよく、１０以下であってよい。これによって、熱伝導性の異方性を十分に低減することができる。したがって、シート状の窒化ホウ素焼結体の厚み方向に沿う熱伝導率を十分に高くすることができる。
　窒化ホウ素焼結体の配向性指数は、２．０以上であってもよいし、３．０以上であってもよいし、４．０以上であってもよい。本開示における配向性指数は、窒化ホウ素結晶の配向度を定量化するための指標である。配向性指数は、Ｘ線回折装置で測定される窒化ホウ素の（００２）面と（１００）面のピーク強度比［Ｉ（００２）／Ｉ（１００）］で算出することができる。
　窒化ホウ素焼結体に含まれる気孔の平均細孔径は４．０μｍ未満であってよい。気孔のサイズを小さくすることによって、窒化ホウ素粒子の一次粒子同士の接触面積を十分に大きくすることができる。したがって、熱伝導率を一層高くすることができる。熱伝導率を一層高くする観点から、気孔の平均細孔径は、３．８μｍ未満であってよく、３μｍ未満であってよく、２μｍ未満であってもよい。窒化ホウ素焼結体への樹脂組成物の含浸を円滑にする観点から、気孔の平均細孔径は、０．１μｍ以上であってよく、０．２μｍ以上であってもよい。
　気孔の平均細孔径は、水銀ポロシメーターを用い、０．００４２ＭＰａから２０６．８ＭＰａまで圧力を増やしながら加圧したときの細孔径分布に基づいて求められる。横軸を細孔径、縦軸を累積細孔容積としたときに、累積細孔容積が全細孔容積の５０％に達するときの細孔径が平均細孔径である。水銀ポロシメーターとしては、島津製作所製のものを用いることができる。
　窒化ホウ素焼結体の気孔率、すなわち、窒化ホウ素焼結体における気孔の体積比率は、３０～６５体積％であってよく、３０～６０体積％であってよく、３５～５５体積％であってよい。気孔率が大きくなり過ぎると窒化ホウ素焼結体の強度が低下する傾向にある。一方、気孔率が小さくなり過ぎると質量が重くなる傾向にある。また、複合体を製造したときの樹脂の含有量が減少して電気絶縁性が低下する傾向にある。
　気孔率は、窒化ホウ素焼結体の体積及び質量から、かさ密度［Ｂ（ｋｇ／ｍ３）］を算出し、このかさ密度と窒化ホウ素の理論密度［２２８０（ｋｇ／ｍ３）］とから、下記式（１）によって求めることができる。
　　気孔率（体積％）＝［１－（Ｂ／２２８０）］×１００　　　（１）
　かさ密度Ｂは、８００～１５００ｋｇ／ｍ３であってよく、８５０～１４００ｋｇ／ｍ３であってよく、９００～１３００ｋｇ／ｍ３であってもよい。かさ密度Ｂが大きくなり過ぎると窒化ホウ素焼結体の質量が増加する傾向にある。また、樹脂の充填量が減少して複合体の電気絶縁性が低下する傾向にある。一方、かさ密度Ｂが小さくなり過ぎると窒化ホウ素焼結体の強度が低下する傾向にある。
　窒化ホウ素焼結体の熱伝導率は、２０Ｗ／ｍＫ以上であってよく、３０Ｗ／ｍＫ以上であってよく、３５Ｗ／ｍＫ以上であってよく、４０Ｗ／ｍＫ以上であってもよい。熱伝導率が高い窒化ホウ素焼結体を用いることによって、放熱性能に十分に優れる放熱部材を得ることができる。熱伝導率（Ｈ）は、以下の計算式（２）で求めることができる。
　　　Ｈ＝Ａ×Ｂ×Ｃ　　　（２）
　式（２）中、Ｈは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、Ａは熱拡散率（ｍ２／ｓｅｃ）、Ｂはかさ密度（ｋｇ／ｍ３）、及び、Ｃは比熱容量（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））を示す。熱拡散率Ａは、レーザーフラッシュ法によって測定することができる。かさ密度Ｂは窒化ホウ素焼結体の体積及び質量から求めることができる。比熱容量Ｃは、示差走査熱量計を用いて測定することができる。窒化ホウ素焼結体は厚み方向において上述の熱伝導率を有してよい。
　一実施形態に係る複合体は、窒化ホウ素焼結体と樹脂との複合体であり、上述の窒化ホウ素焼結体と窒化ホウ素焼結体の気孔の少なくとも一部に充填された樹脂とを有する。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シアネート樹脂、シリコーンゴム、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ビスマレイミド樹脂、不飽和ポリエステル、フッ素樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、全芳香族ポリエステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、マレイミド樹脂、マレイミド変性樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）樹脂、ＡＡＳ（アクリロニトリル－アクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル・エチレン・プロピレン・ジエンゴム－スチレン）樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリフタルアミド、ポリアセタール等を用いることができる。これらのうちの１種を単独で含んでもよいし、２種以上を組み合わせて含んでもよい。
　複合体がプリント配線板の絶縁層に用いられる場合、耐熱性及び回路への接着強度向上の観点から、樹脂はエポキシ樹脂を含んでよい。複合体が熱インターフェース材に用いられる場合、耐熱性、柔軟性及びヒートシンク等への密着性向上の観点から、樹脂はシリコーン樹脂を含んでよい。樹脂は硬化物であってもよいし、半硬化物（Ｂステージ状態）であってもよい。
　図１は、複合体の一例を示す斜視図である。複合体２０は厚みｔを有する。厚みｔは２ｍｍ未満である。主面２０ａ，２０ｂの面積は、２５ｍｍ２以上であってよく、１００ｍｍ２以上であってよく、８００ｍｍ２以上であってよく、１０００ｍｍ２以上であってもよい。
　複合体２０は厚みｔが小さいため、窒化ホウ素焼結体１０の気孔中に樹脂が十分に充填されている。このため、電気絶縁性に十分に優れる。複合体２０の厚みｔは、窒化ホウ素焼結体１０の厚みと同一ではなくてよい。例えば、窒化ホウ素焼結体１０の表面に樹脂層を有していてもよい。
　複合体の形状も図１のような四角柱形状に限定されず、例えば、円柱形状であってもよいし、主面２０ａ，２０ｂが湾曲したＣ型形状であってもよい。複合体は切断面を有しなくてよい。切断工程を経ずに得られる複合体は、切断に伴って生じ得る微細なクラックを有しない。したがって、十分に高い強度を維持しつつ、熱伝導性を一層向上することができる。すなわち、電子部品等の部材としての信頼性に優れる。また、切断等の加工を行うと、材料ロスが発生する。このため、切断面を有しない複合体は、材料ロスを低減することができる。これによって、複合体の歩留まりを向上することができる。
　複合体における窒化ホウ素粒子の含有量は、複合体の全体積を基準として、４０～７０体積％であってよく、４５～６５体積％であってもよい。複合体における樹脂の含有量は、複合体の全体積を基準として、３０～６０体積％であってよく、３５～５５体積％であってもよい。このような割合で窒化ホウ素粒子及び樹脂を含む複合体は、高い電気絶縁性と熱伝導率を高水準で両立することができる。これらの特性を一層向上する観点から、複合体の気孔率は、１０体積％以下であってよく、５体積％以下であってよく、３体積％以下であってもよい。この気孔率は、例えば、複合体の体積及び質量から求められるかさ密度Ｂ１（ｋｇ／ｍ３）と窒化ホウ素焼結体の全気孔に樹脂組成物が含浸された時の理論密度Ｂ２（ｋｇ／ｍ３）から求めることができる。
　複合体は、窒化ホウ素焼結体及びその気孔中に充填された樹脂に加えて、その他の成分をさらに含有してもよい。その他の成分としては、硬化剤、無機フィラー、シランカップリング剤、消泡剤、表面調整剤、湿潤分散剤等が挙げられる。無機フィラーは、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化亜鉛、窒化ケイ素、窒化アルミニウム及び水酸化アルミニウムからなる群より選ばれる１種又は２種以上を含んでよい。これによって、複合体の熱伝導性を一層向上することができる。
　本実施形態の複合体は、上述の窒化ホウ素焼結体と、その気孔中に充填された樹脂とを含むことから、優れた熱伝導率と優れた電気絶縁性を兼ね備える。また、薄型且つ軽量であるため、電子部品等の部材として用いられたときに電子部品等の小型化及び軽量化を図ることができる。複合体は、このような特性を有することから、放熱部材として好適に用いることができる。放熱部材は、上述の複合体で構成されていてよく、他の部材（例えば、アルミニウム等の金属板）と複合体を組み合わせて構成されてもよい。
　窒化ホウ素焼結体、複合体及び放熱部材の製造方法の一例を以下に説明する。本例の窒化ホウ素焼結体の製造方法は、炭化ホウ素粉末を、窒素加圧雰囲気下で焼成して炭窒化ホウ素を含む焼成物を得る窒化工程と、焼成物と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程と、を有する。
　炭化ホウ素粉末は、例えば、以下の手順で調製することができる。ホウ酸とアセチレンブラックとを混合したのち、不活性ガス雰囲気中、１８００～２４００℃にて、１～１０時間加熱し、炭化ホウ素塊を得る。この炭化ホウ素塊を、粉砕し、洗浄、不純物除去、及び乾燥を行って調製することができる。
　窒化工程では、炭化ホウ素粉末を、窒素雰囲気下で焼成して炭窒化ホウ素（Ｂ４ＣＮ４）を含む焼成物を得る。窒化工程における焼成温度は、１８００℃以上であってよく、１９００℃以上であってもよい。また、当該焼成温度は、２４００℃以下であってよく、２２００℃以下であってもよい。当該焼成温度は、例えば、１８００～２４００℃であってよい。
　窒化工程における圧力は、０．６ＭＰａ以上であってよく、０．７ＭＰａ以上であってもよい。また当該圧力は、１．０ＭＰａ以下であってよく、０．９ＭＰａ以下であってもよい。当該圧力は、例えば、０．６～１．０ＭＰａであってよい。当該圧力が低すぎると、炭化ホウ素の窒化が進行し難くなる傾向がある。一方、当該圧力が高すぎると、製造コストが上昇する傾向にある。なお、本開示における圧力は絶対圧である。
　窒化工程における窒素雰囲気の窒素ガス濃度は９５体積％以上であってよく、９９．９体積％以上であってもよい。窒素の分圧は、上述の圧力範囲であってよい。窒化工程における焼成時間は、窒化が十分進む範囲であれば特に限定されず、例えば６～３０時間であってよく、８～２０時間であってもよい。
　焼結工程では、窒化工程で得られた炭窒化ホウ素粒子を含む焼成物と焼結助剤を配合して配合物を得てよい。焼結助剤は、ホウ素化合物及びカルシウム化合物を含んでよい。配合物は、焼成物１００質量部に対してホウ素化合物及びカルシウム化合物を合計で１～３０質量部含んでよい。このような含有量とすることによって、一次粒子の過剰な粒成長を抑制しつつ、適度に粒成長させて焼結を促進し、窒化ホウ素の一次粒子同士が強固に且つ広域に亘って密接に結合する。
　窒化ホウ素の一次粒子を十分に結合させる観点から、配合物は、焼成物１００質量部に対してホウ素化合物及びカルシウム化合物を合計で、例えば１～３０質量部含んでよく、５～２５質量部含んでよく、８～２０質量部含んでもよい。
　配合物は、ホウ素化合物を構成するホウ素１００原子％に対して、カルシウム化合物を構成するカルシウムを０．５～４０原子％含んでよく、０．７～３０原子％含んでもよい。このような比率でホウ素及びカルシウムを含有することによって、一次粒子の均質な粒成長を促進して窒化ホウ素焼結体の熱伝導率を一層高くすることができる。
　ホウ素化合物としては、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ砂等が挙げられる。カルシウム化合物としては、炭酸カルシウム、酸化カルシウム等が挙げられる。焼結助剤は、ホウ酸及び炭酸カルシウム以外の成分を含んでいてもよい。そのような成分としては、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩が挙げられる。また、成形性向上のため、配合物にバインダを配合してもよい。バインダとしては、アクリル化合物等が挙げられる。
　焼成物と焼結助剤の配合に際し、一般的な粉砕機又は解砕機を用いて焼成物の粉砕を行ってもよい。例えば、ボールミル、ヘンシェルミキサー、振動ミル、ジェットミル等を用いることができる。なお、本開示においては、「粉砕」には「解砕」も含まれる。焼成物を粉砕した後に焼結助剤を配合してもよいし、焼成物と焼結助剤とを配合した後に、粉砕と混合を同時に行ってもよい。
　配合物は粉末プレス又は金型成形を行って成形体としてもよいし、ドクターブレード法又は押出法によって、シート状の成形体としてもよい。成形圧力は、例えば５～３５０ＭＰａであってよい。成形体は、例えば、厚みが２ｍｍ未満のシート状であってよい。シート状の成形体を用いて窒化ホウ素焼結体を製造すれば、切断面のない窒化ホウ素焼結体を製造することができる。また、ブロック状の窒化ホウ素焼結体及び複合体を切断してシート状とする場合に比べて、成形体の段階からシート状にすることによって、加工による材料ロスを低減することができる。したがって、高い歩留まりでシート状の窒化ホウ素焼結体及び複合体を製造することができる。
　このようにして得られた成形体を、例えば電気炉中で加熱して焼成する。加熱温度は、例えば１８００℃以上であってよく、１９００℃以上であってもよい。当該加熱温度は、例えば２２００℃以下であってよく、２１００℃以下であってもよい。加熱温度が低すぎると、粒成長が十分に進行しない傾向にある。加熱時間は、０．５時間以上であってよく、１時間以上、３時間以上、５時間以上、又は１０時間以上であってもよい。当該加熱時間は、４０時間以下であってよく、３０時間以下、又は２０時間以下であってもよい。当該加熱時間は、例えば、０．５～４０時間であってよく、１～３０時間であってもよい。加熱時間が短すぎると粒成長が十分に進行しない傾向にある。一方、加熱時間が長すぎると工業的に不利になる傾向にある。加熱雰囲気は、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガス雰囲気であってよい。配合物にバインダを配合する場合、上述の加熱の前に、バインダが分解する温度と雰囲気で仮焼して脱脂してもよい。
　以上の工程によって、窒化ホウ素粒子と気孔とを含み、厚みが２ｍｍ未満のシート状の窒化ホウ素焼結体を得ることができる。この例では、炭窒化ホウ素を用いていることから、窒化ホウ素粒子が厚み方向とは垂直方向に配向することを抑制できる。したがって、熱伝導性の異方性を低減して、厚み方法に沿う熱伝導性に優れる窒化ホウ素焼結体を製造することができる。窒化ホウ素焼結体の配向性指数の範囲は上述したとおりである。また、上述の製造方法では、窒化ホウ素焼結体を切断する工程を有することなく窒化ホウ素焼結体を製造することができる。これによって、切断面を有しない、信頼性に優れる窒化ホウ素焼結体を高い歩留まりで製造することができる。
　窒化ホウ素焼結体の製造方法の一例を説明したが、窒化ホウ素焼結体の製造方法はこれに限定されない。例えば、上記焼結工程では、窒化工程で得られた炭窒化ホウ素粒子を含む焼成物の代わりに市販の炭窒化ホウ素粉末を用いて、窒化ホウ素焼結体を得てもよい。また例えば、鱗片状及び／又はアモルファスの窒化ホウ素粉末と焼結助剤とバインダと水とを含む水スラリーを乾燥させて得られる造粒物を成形して焼結し、窒化ホウ素焼結体を得てもよい。成形する際の厚みを調節することによって、厚みが２ｍｍ未満であるシート状の窒化ホウ素焼結体を得ることができる。
　複合体の製造方法の一例は、窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を含浸させる含浸工程を有する。窒化ホウ素焼結体は、上述のいずれかの方法で製造されたものであってよい。樹脂組成物は、流動性及び取り扱い性向上の観点から、樹脂成分、硬化剤及び溶剤を含有してもよい。また、これらの他に、無機フィラー、シランカップリング剤、消泡剤、表面調整剤、湿潤分散剤等を含有してもよい。
　樹脂成分としては、例えば硬化又は半硬化反応によって上述の複合体の説明で挙げた樹脂となるものを用いることができる。溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロパノール等の脂肪族アルコール、２－メトキシエタノール、１－メトキシエタノール、２－エトキシエタノール、１－エトキシ－２－プロパノール、２－ブトキシエタノール、２－（２－メトキシエトキシ）エタノール、２－（２－エトキシエトキシ）エタノール、２－（２－ブトキシエトキシ）エタノール等のエーテルアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン、トルエン、キシレン等の炭化水素が挙げられる。これらのうちの１種を単独で含んでもよいし、２種以上を組み合わせて含んでもよい。
　含浸は、窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を付着させて行う。例えば、窒化ホウ素焼結体を樹脂組成物に浸漬して行ってよい。浸漬した状態で加圧又は減圧条件として行ってもよい。このようにして、窒化ホウ素焼結体の気孔に樹脂を充填することができる。窒化ホウ素焼結体は、シート状であり、厚みが２ｍｍ未満であることから、気孔への樹脂の充填を円滑にすることができる。このため、樹脂による充填率を十分に高くすることができる。したがって、優れた電気絶縁性を有する複合体を円滑に製造することができる。
　含浸工程は、密閉容器を備える含浸装置内を用いて行ってもよい。一例として、含浸装置内で減圧条件にて含浸を行った後、含浸装置内の圧力を上げて大気圧よりも高くして加圧条件で含浸を行ってもよい。このように減圧条件と加圧条件の両方を行うことによって、窒化ホウ素焼結体の気孔に樹脂を十分に充填することができる。減圧条件と加圧条件とを複数回繰り返し行ってもよい。含浸工程は、加温しながら行ってもよい。窒化ホウ素焼結体の気孔に含浸した樹脂組成物は、硬化又は半硬化が進行したり、溶剤が揮発したりした後、樹脂（硬化物又は半硬化物）となる。このようにして、窒化ホウ素焼結体とその気孔に充填された樹脂とを有する複合体が得られる。窒化ホウ素焼結体の気孔の全てに樹脂が充填されている必要はなく、一部の気孔には樹脂が充填されていなくてもよい。窒化ホウ素焼結体及び複合体は、閉気孔と開気孔の両方を含んでいてよい。
　含浸工程の後に、気孔内に充填された樹脂を硬化させる硬化工程を有していてもよい。硬化工程では、例えば、含浸装置から樹脂（樹脂組成物）が充填された複合体を取り出し、樹脂（又は必要に応じて添加される硬化剤）の種類に応じて、加熱、及び／又は光照射により、樹脂を硬化又は半硬化させる。
　このようにして得られた複合体は、シート状であり、薄い厚みを有する。このため、薄型且つ軽量であり、電子部品等の部材として用いられたときに電子部品等の小型化及び軽量化を図ることができる。また、窒化ホウ素焼結体の気孔に樹脂が十分に充填されていることから、電気絶縁性にも優れる。また、上述の製造方法では、窒化ホウ素焼結体及び複合体を切断する工程を有することなく複合体を製造することができる。したがって、信頼性に優れる複合体を高い歩留まりで製造することができる。なお、複合体は、そのまま放熱部材として用いてもよいし、研磨等の加工を施して放熱部材としてもよい。
　以上、幾つかの実施形態を説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、焼結工程では、成形と焼結を同時に行うホットプレスによって窒化ホウ素焼結体を得てもよい。
　実施例を参照して本開示の内容をより詳細に説明するが、本開示は下記の実施例に限定されるものではない。
［窒化ホウ素焼結体］
（実施例１）
＜窒化ホウ素焼結体の作製＞
　新日本電工株式会社製のオルトホウ酸１００質量部と、デンカ株式会社製のアセチレンブラック（商品名：ＨＳ１００）３５質量部とをヘンシェルミキサーを用いて混合した。得られた混合物を、黒鉛製のルツボ中に充填し、アーク炉にて、アルゴン雰囲気で、２２００℃にて５時間加熱し、塊状の炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）を得た。得られた塊状物を、ジョークラッシャーで粗粉砕して粗粉を得た。この粗粉を、炭化珪素製のボール（φ１０ｍｍ）を有するボールミルによってさらに粉砕して粉砕粉を得た。得られた炭化ホウ素粉末の炭素量は１９．９質量％であった。炭素量は、炭素／硫黄同時分析計にて測定した。
　調製した炭化ホウ素粉末を、窒化ホウ素製のルツボに充填した。その後、抵抗加熱炉を用い、窒素ガス雰囲気下で、２０００℃、０．８５ＭＰａの条件で１０時間加熱した。このようにして炭窒化ホウ素（Ｂ４ＣＮ４）を含む焼成物を得た。
　粉末状のホウ酸と粉末状の炭酸カルシウムを配合して焼結助剤を調製した。調製にあたっては、１００質量部のホウ酸に対して、炭酸カルシウムを１．９質量部配合した。このときのホウ素とカルシウムの原子比率は、ホウ素１００原子％に対してカルシウムが１．２原子％であった。焼成物１００質量部に対して焼結助剤を１９質量部配合し、ヘンシェルミキサーを用いて混合して粉末状の配合物を得た。
　配合物０．６７ｇを、粉末プレス機を用いて、１５０ＭＰａで３０秒間加圧して、図２の（Ａ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．３８ｍｍ）の成形体を得た。成形体を窒化ホウ素製容器に入れ、バッチ式高周波炉に導入した。バッチ式高周波炉において、常圧、窒素流量５Ｌ／分、２０００℃の条件で５時間加熱した。その後、窒化ホウ素容器から焼結体を取り出した。この焼結体は、窒化ホウ素粒子と気孔とを含む多孔質の焼結体（窒化ホウ素焼結体）であった。このようにして、シート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．４０ｍｍであった。
＜厚みの測定＞
　窒化ホウ素焼結体の厚みは、マイクロメーターで測定した。結果を表１に示す。
＜熱伝導率の測定＞
　窒化ホウ素焼結体の厚み方向の熱伝導率（Ｈ）を、以下の計算式（３）で求めた。
　　　Ｈ＝Ａ×Ｂ×Ｃ　　　（３）
　式（３）中、Ｈは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、Ａは熱拡散率（ｍ２／ｓｅｃ）、Ｂはかさ密度（ｋｇ／ｍ３）、及び、Ｃは比熱容量（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））を示す。熱拡散率Ａは、窒化ホウ素焼結体を、所定のサイズ（縦×横＝１０ｍｍ×１０ｍｍ）に加工した試料を用い、レーザーフラッシュ法によって測定した。測定装置はキセノンフラッシュアナライザ（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、商品名：ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ）を用いた。かさ密度Ｂは窒化ホウ素焼結体の体積及び質量から算出した。熱伝導率Ｈ及びかさ密度Ｂの結果を表１に示す。比熱容量Ｃは０．７９（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））とした。
＜平均細孔径の測定＞
　得られた窒化ホウ素焼結体について、株式会社島津製作所製の水銀ポロシメーター（装置名：オートポアＩＶ９５００）を用い、０．００４２ＭＰａから２０６．８ＭＰａまで圧力を増加しながら細孔容積分布を測定した。積算細孔容積分布において、積算細孔容積が全細孔容積の５０％に達する細孔径を、「平均細孔径」とした。結果を表１に示す。
＜気孔率の測定＞
　上述のとおり算出したかさ密度Ｂと窒化ホウ素の理論密度（２２８０ｋｇ／ｍ３）とから、以下の計算式（４）によって気孔率を求めた。結果を表１に示す。
　　気孔率（体積％）＝［１－（Ｂ／２２８０）］×１００　　　（４）
＜配向性指数の測定＞
　Ｘ線回折装置（株式会社リガク製、商品名：ＵＬＴＩＭＡ－ＩＶ）を用いて、窒化ホウ素焼結体の配向性指数［Ｉ（００２）／Ｉ（１００）］を求めた。Ｘ線回折装置の試料ホルダーにセットした測定試料（窒化ホウ素焼結体）にＸ線を照射して、ベースライン補正を行った。その後、窒化ホウ素の（００２）面と（１００）面のピーク強度比を算出した。これを配向性指数［Ｉ（００２）／Ｉ（１００）］とした。結果は、表１に示すとおりであった。
（実施例２）
　酸素含有量が１．７質量％であり、平均粒径が３．４μｍであるアモルファス窒化ホウ素粉末と、酸素含有量が０．１質量％であり、平均粒径が１６．０μｍである六方晶窒化ホウ素粉末を準備した。アモルファス窒化ホウ素粉末１０．７質量部と、六方晶窒化ホウ素粉末７．１質量部と、炭酸カルシウム（白石工業株式会社製、商品名：ＰＣ－７００）０．９質量部と、ホウ酸１．６質量部とを、ヘンシェルミキサーを用いて混合して混合物を得た。その後、混合物１００質量部に対して、水３８０質量部を添加してボールミルで５時間粉砕し、水スラリーを得た。この水スラリーに、ポリビニルアルコール（日本合成化学工業株式会社製、商品名：ゴーセノール）を、その濃度が３．０質量％となるように添加し、溶解するまで５０℃で加熱撹拌した。その後、噴霧乾燥機にて乾燥温度２００℃で球状化処理を行って造粒物を得た。噴霧乾燥機の球状化装置としては、回転式アトマイザーを使用した。
　球状化処理によって得られた造粒物０．５８ｇを、粉末プレス機を用いて、２５ＭＰａで３０秒間加圧して、図２の（Ｂ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．３８ｍｍ）の成形体を得た。成形体を窒化ホウ素製容器に入れ、バッチ式高周波炉に導入した。バッチ式高周波炉において、常圧、窒素流量５Ｌ／分、２０５０℃の条件で１０時間加熱した。その後、窒化ホウ素容器から焼結体を取り出した。この焼結体は、窒化ホウ素粒子と気孔とを含む多孔質の焼結体（窒化ホウ素焼結体）であった。このようにして、シート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．４０ｍｍであった。
　このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
（実施例３）
　実施例２と同じ手順で、図２の（Ｃ）に示すようなシート状（直径×厚み＝３０ｍｍ×０．３８ｍｍ）の成形体を得た。この成形体を用いたこと以外は実施例２と同様にしてシート状（円板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．４０ｍｍであった。このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
（実施例４）
　粉末プレス機で成形する際の配合物の質量を０．９７ｇとしたこと以外は実施例１と同じ手順で、図２の（Ｂ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．５５ｍｍ）の成形体を得た。この成形体を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．５８ｍｍであった。このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
（実施例５）
　粉末プレス機で成形する際の配合物の質量を０．４７ｇとしたこと以外は実施例３と同じ手順で、図２の（Ｂ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．２７ｍｍ）の成形体を得た。この成形体を用いたこと以外は実施例３と同様にしてシート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．２８ｍｍであった。このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
（実施例６）
　粉末プレス機の加圧圧力を３００ＭＰａとしたこと以外は実施例１と同じ手順で、図２の（Ｂ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．３５ｍｍ）の成形体を得た。この成形体を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．３７ｍｍであった。このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
（実施例７）
　粉末プレス機の加圧圧力を１５ＭＰａとしたこと以外は実施例１と同じ手順で、図２の（Ｂ）に示すようなシート状（縦×横×厚み＝４９ｍｍ×２５ｍｍ×０．４８ｍｍ）の成形体を得た。この成形体を用いたこと以外は実施例１と同様にしてシート状（平板形状）の窒化ホウ素焼結体を得た。窒化ホウ素焼結体の厚みｔは０．５１ｍｍであった。このようにして得られた窒化ホウ素焼結体の各測定を実施例１と同様にして行った。測定結果は表１に示すとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［複合体］
＜複合体の作製＞
　エポキシ樹脂（三菱ケミカル株式会社製、商品名：エピコート８０７）と硬化剤（日本合成化学工業株式会社製、商品名：アクメックスＨ－８４Ｂ）を含む樹脂組成物を、大気圧下でバーコーターを用いて実施例１～７の窒化ホウ素焼結体にそれぞれ塗布し、各窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を含浸させた。含浸後、大気圧下、温度１２０℃で１２０分間加熱して樹脂を硬化させて、実施例１～７の複合体を得た。これらの複合体は、いずれも窒化ホウ素焼結体と同等の厚み及び熱伝導率を有していた。したがって、電子部品の放熱部材として有用である。
＜厚みの測定＞
　複合体の厚みを、マイクロメーターで測定した。
＜熱伝導率の測定＞
　複合体の厚み方向の熱伝導率（Ｈ）を、以下の計算式（４）で求めた。
　　　Ｈ＝Ａ×Ｂ１×Ｃ　　　（４）
　式（４）中、Ｈは熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））、Ａは熱拡散率（ｍ２／ｓｅｃ）、Ｂ１はかさ密度（ｋｇ／ｍ３）、及び、Ｃは比熱容量（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））を示す。熱拡散率Ａは、複合体を、縦×横×厚み＝１０ｍｍ×１０ｍｍのサイズに加工した試料を用い、レーザーフラッシュ法によって測定した。測定装置はキセノンフラッシュアナライザ（ＮＥＴＺＳＣＨ社製、商品名：ＬＦＡ４４７ＮａｎｏＦｌａｓｈ）を用いた。かさ密度Ｂ１は複合体の体積及び質量から算出した。比熱容量Ｃは０．９７（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））とした。
＜気孔率の測定＞
　複合体の気孔率は、複合体の体積及び質量から求められるかさ密度Ｂ１（ｋｇ／ｍ３）と窒化ホウ素焼結体の全気孔に上記樹脂組成物が含浸された時の理論密度Ｂ２（ｋｇ／ｍ３）から下記式（５）に基づいて算出した。
　複合体の気孔率（体積％）＝［１－（Ｂ１／Ｂ２）］×１００・・・（５）
　なお、窒化ホウ素焼結体の全気孔に上記樹脂組成物が含浸された時の理論密度Ｂ２（ｋｇ／ｍ３）は、窒化ホウ素焼結体のかさ密度Ｂ（ｋｇ／ｍ３）、窒化ホウ素焼結体の気孔率Ｐ（体積％）、及び樹脂組成物の理論密度（１２４０ｋｇ／ｍ３）から、下記式（６）に基づいて算出した。
　理論密度Ｂ２（ｋｇ／ｍ３）＝Ｂ＋Ｐ／１００×１２４０　　　（６）
＜絶縁破壊電圧の測定＞
　上述のようにして得られた複合体の絶縁破壊電圧の評価を行った。具体的には、上記複合体の両面に２枚の導電性テープを張り付け、測定サンプルを調製した。得られた測定サンプルを対象として、ＪＩＳ　Ｃ２１１０－１：２０１６にしたがって、耐圧試験器（菊水電子工業株式会社製、装置名：ＴＯＳ－８７００）を用いて絶縁破壊電圧を測定した。複合体の厚み、熱伝導率、かさ密度、気孔率、及び絶縁破壊電圧の結果は表２に示すとおりであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　各実施例の複合体の絶縁破壊電圧は十分に高かった。このことから、優れた電気絶縁性を有することが確認された。
　本開示によれば、薄型であり、電子部品等の部材として好適な窒化ホウ素焼結体及び複合体、並びにこれらの製造方法が提供される。また、電子部品等の部材として好適な放熱部材が提供される。
　１０…窒化ホウ素焼結体、２０…複合体。

Claims (12)

  1. 　窒化ホウ素粒子と気孔とを含む窒化ホウ素焼結体であって、シート状であり、厚みが２ｍｍ未満である窒化ホウ素焼結体。
  2. 　配向性指数が４０以下である、請求項１に記載の窒化ホウ素焼結体。
  3. 　気孔率が３０～６５体積％である、請求項１又は２に記載の窒化ホウ素焼結体。
  4. 　かさ密度が８００～１５００ｋｇ／ｍ３である、請求項１～３のいずれか一項に記載の窒化ホウ素焼結体。
  5. 　前記気孔の平均細孔径が４．０μｍ未満である、請求項１～４のいずれか一項に記載の窒化ホウ素焼結体。
  6. 　切断面を有しない、請求項１～５のいずれか一項に記載の窒化ホウ素焼結体。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の窒化ホウ素焼結体と、前記窒化ホウ素焼結体の前記気孔の少なくとも一部に充填された樹脂と、含む複合体。
  8. 　請求項７に記載の複合体を有する放熱部材。
  9. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を含浸させる含浸工程を有する、前記窒化ホウ素焼結体と、当該窒化ホウ素焼結体の前記気孔の少なくとも一部に充填された樹脂とを有する複合体の製造方法。
  10. 　炭窒化ホウ素粉末と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む、シート状の窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程を有し、
    　前記焼結工程で得られる窒化ホウ素焼結体の厚みは２ｍｍ未満である、窒化ホウ素焼結体の製造方法。
  11. 　炭化ホウ素粉末を、窒素雰囲気下で焼成して炭窒化ホウ素を含む焼成物を得る窒化工程と、
    　前記焼成物と焼結助剤とを含む配合物の成形及び加熱を行って窒化ホウ素粒子と気孔とを含む、シート状の窒化ホウ素焼結体を得る焼結工程と、を有し、
    　前記焼結工程で得られる窒化ホウ素焼結体の厚みは２ｍｍ未満である、窒化ホウ素焼結体の製造方法。
  12. 　請求項１０又は１１に記載の製造方法で得られた窒化ホウ素焼結体に樹脂組成物を含浸させる含浸工程を有する、前記窒化ホウ素焼結体と、当該窒化ホウ素焼結体の前記気孔の少なくとも一部に充填された樹脂とを有する複合体の製造方法。

     
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