WO2024048600A1 - 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物 - Google Patents

窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2024048600A1
WO2024048600A1 PCT/JP2023/031295 JP2023031295W WO2024048600A1 WO 2024048600 A1 WO2024048600 A1 WO 2024048600A1 JP 2023031295 W JP2023031295 W JP 2023031295W WO 2024048600 A1 WO2024048600 A1 WO 2024048600A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aluminum nitride
nitride powder
raw material
average particle
surface area
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/031295
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
誠 高草木
豊 福永
靖司 伊本
晃匡 蔵本
正登 千振
Original Assignee
株式会社トクヤマ
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 株式会社トクヤマ filed Critical 株式会社トクヤマ
Priority to JP2023577447A priority Critical patent/JP7448737B1/ja
Publication of WO2024048600A1 publication Critical patent/WO2024048600A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/072Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum nitride powder and a resin composition containing the aluminum nitride powder.
  • Aluminum nitride powder is known as a material that has high thermal conductivity and excellent electrical insulation properties, and is used, for example, as a thermal interface material.
  • Thermal interface material is a material used to reduce the thermal resistance of a path through which heat generated from a semiconductor element is released to a heat sink, a housing, etc., and various forms such as sheets, gels, and greases are used.
  • thermal interface materials heat dissipation materials are known in which resins such as epoxy resins and silicone resins are filled with thermally conductive fillers such as aluminum nitride. When filling resin with aluminum nitride, multiple aluminum nitrides with different average particle sizes are combined to improve thermal conductivity in order to increase the filling rate and make it easier to form thermal paths.
  • particles with large particle diameters tend to form heat conduction paths in resin, they may be difficult to use in thin heat dissipation materials, and spherical particles in particular have a small contact area between particles in the resin, making them difficult to conduct heat. In some cases, it is difficult to form a conductive path.
  • particles with a small particle size have difficulty forming a heat conduction path in the resin, and may have poor fluidity when filled into the resin. Therefore, aluminum nitride powder having an average particle size of about 5 to 50 ⁇ m has high utility value.
  • Patent Document 1 states that the average particle size D50 is 15 to 200 ⁇ m, the content of particles with a particle size of 5 ⁇ m or less is 60% or less on a number basis, and the content of alkaline earth metals, rare earth elements, oxygen content, and silicon
  • An invention relating to an aluminum nitride-based powder with a reduced content is disclosed, and it is described that it has excellent filling properties into polymeric materials.
  • the examples disclose a method in which aluminum nitride obtained by a direct nitriding method is pulverized and then heat-treated.
  • the direct nitriding method is known as a method for synthesizing ceramics such as aluminum nitride, and since the nitriding reaction generates a large amount of heat and reaches a high temperature, the product is obtained in the form of lumps. Grinding is required to use it as a powder.
  • aluminum nitride powder that can improve the thermal conductivity of a heat dissipation member has an average particle size of 20 to 50 ⁇ m, an oxygen content of 0.6% by mass or less, and a mirror obtained by X-ray diffraction.
  • An aluminum nitride powder is disclosed in which the average half width of three diffraction peaks of the index (100) plane, (002) plane, and (101) plane is 0.095° or less.
  • Patent Document 3 proposes an aluminum nitride powder containing particles with smooth surfaces in order to improve the contact area between particles.
  • Patent Document 4 the resin filling property, thermal conductivity, etc. of aluminum nitride powder with an average particle diameter (D 50 ) of 60 ⁇ m obtained by enlarging crystal particles using a combustion synthesis method, then crushing and classifying the powder are evaluated. It is stated that each of these physical properties is good.
  • the aluminum nitride powder disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 4 is an aluminum nitride powder obtained by direct nitriding method or combustion synthesis, and due to its manufacturing method, it has a low oxygen content.
  • the particles themselves have excellent thermal conductivity, since they are obtained by crushing or crushing agglomerates after the reaction, the particles constituting the powder are amorphous or strong aggregates, and have a smooth surface. It is difficult to obtain particles with
  • the above particles have a high aspect ratio (ratio of the long axis (L) to the short axis (D) of the particle (L/D)), which is also affected by the surface properties, and the fluidity when filled in the resin is It's not completely satisfying.
  • the aluminum nitride powder disclosed in Patent Document 2 is obtained by heating raw aluminum nitride powder to improve crystallinity and achieve low oxygen content, and is a crushed powder with limited fines that promote grain growth. is heat treated to produce a low oxygen content aluminum nitride powder having a desired particle size. Therefore, the particle shape of the obtained aluminum nitride powder is irregular, and due to the presence of fractured surfaces, no smooth surface is formed. Furthermore, since the aluminum nitride powder described in Patent Document 3 contains particles with smooth surfaces, it is expected that the fluidity between the particles and the thermal conductivity due to surface contact will be improved when filled in a resin.
  • an object of the present invention is to provide aluminum nitride powder that has high thermal conductivity and good fluidity when filled into a resin to form a resin composition.
  • the present inventors have conducted extensive research in order to achieve the above object.
  • the particles themselves have a low oxygen content that affects their thermal conductivity, a smooth surface that is effective for increasing fluidity, and a high aspect ratio.
  • the present invention was completed by successfully developing aluminum nitride powder with a small average particle size of about 5 to 50 ⁇ m.
  • the gist of the present invention is the following [1] to [6].
  • [1] Contains polyhedral particles with an average particle diameter of 5 to 50 ⁇ m, an oxygen content of 0.5% by mass or less, and in which at least two smooth surfaces exist when observed with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times, and Aluminum nitride powder having an average ratio (L/D) of the major axis (L) to the minor axis (D) of the multifaceted particles having a major axis (L) of 5 ⁇ m or more in the range of 1.0 to 1.4.
  • the particles themselves have high thermal conductivity, and because they have two or more smooth surfaces and a small aspect ratio, they have low fluidity when filled in resin.
  • Aluminum nitride powder with an average particle size of about 5 to 50 ⁇ m, which can impart extremely high thermal conductivity to a resin composition filled with the aluminum nitride powder by increasing the contact area between particles due to the smooth surface. can be provided.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of the definition of the smooth surface of particles constituting the aluminum nitride powder of the present invention.
  • the aluminum nitride powder of the present invention has an average particle diameter of 5 to 50 ⁇ m, an oxygen content of 0.5% by mass or less, and is a multifaceted particle in which at least two smooth surfaces exist when observed with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times.
  • the average value of the ratio (L/D) of the long axis (L) to the short axis (D) of the polyhedral particles containing and having a long axis (L) of 5 ⁇ m or more is in the range of 1.0 to 1.4. be.
  • FIG. 1 shows an image obtained by observing the aluminum nitride powder of the present invention with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times.
  • the aluminum nitride powder is composed of a plurality of aluminum nitride particles, and includes a plurality of polyhedral particles such as the multihedral particles 11 and the multihedral particles 12.
  • the polyhedral particles 11 are aluminum nitride particles having a polyhedral shape in which at least two smooth surfaces a exist randomly.
  • the multifaceted particles 12 are aluminum nitride particles having at least two smooth surfaces a.
  • the smooth surface a of the polyhedral particle is a smooth surface in which no uneven structure is observed within the surface when observed with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times, and is a surface originating from the crystal growth surface of aluminum nitride. be. Further, the smooth surface a is different from a crushed surface formed by crushing aluminum nitride particles. The crushed surface is inferior in smoothness compared to a smooth surface, and can be distinguished from a smooth surface because an uneven structure resulting from crushing is confirmed in scanning electron microscopy.
  • the smoothness of the smooth surface a will be explained in more detail in Examples, but in an SEM image of 2000 times the cut surface of the particle, for 10 arbitrarily selected particles, the outline corresponding to the smooth surface and the above
  • the maximum value of the perpendicular distance from the straight line connecting the ends of the outline is M, and among the M measured for each of the 10 particles selected above, the largest value M max is preferably 0.3 ⁇ m or less, More preferably, it is 0.2 ⁇ m or less. Furthermore, it is more preferable that the average value M A of 10 particles is 0.15 ⁇ m or less.
  • the above M max will not be less than 0.3 ⁇ m, including unevenness and waviness, and the above maximum value will not be less than 0.3 ⁇ m.
  • the average value MA also does not fall below 0.15 ⁇ m.
  • the aluminum nitride powder of the present invention tends to improve the thermal conductivity of the resin composition when it is filled into a resin.
  • the reason for this is not clear, but it is thought that the presence of multifaceted particles with a plurality of smooth surfaces increases the contact area between the particles in the resin, making it easier to form heat conduction paths. Furthermore, the presence of the smooth surface also improves the fluidity of the particles, which can also contribute to improving the filling properties when filling into resin.
  • the number of smooth surfaces provided by the polyhedral particles is not particularly limited as long as it is two or more, but is preferably three or more from the viewpoint of increasing the contact area between particles when filled in a resin.
  • the upper limit of the number of smooth surfaces provided by the polyhedral particles is not particularly limited, but is, for example, 10. Note that the number of smooth surfaces provided by the polyhedral particles is specified based on an image obtained by scanning electron microscopy (SEM) observation at a magnification of 500 times. Moreover, it is preferable that two continuous smooth surfaces are continuous so as to form a ridge.
  • each smooth surface of the polyhedral particles is preferably large to a certain extent from the viewpoint of increasing the contact area between the particles when filled with resin and improving thermal conductivity.
  • the multifaceted particles preferably have at least two smooth surfaces with an area of 2 to 1600 ⁇ m 2 , and more preferably at least three smooth surfaces with an area of 2 to 1600 ⁇ m 2 .
  • the area of the smooth surface is determined from an image obtained by scanning electron microscopy (SEM) observation at a magnification of 500 times.
  • the proportion of the polyhedral particles in the aluminum nitride powder of the present invention is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, from the viewpoint of improving the thermal conductivity of the resin composition in which the aluminum nitride powder is filled in the resin. Yes, more preferably 90% or more.
  • the abundance ratio of the polyhedral particles is the ratio of the total area of the polyhedral particles to the total area of all aluminum nitride particles specified in an image observed with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times.
  • the smooth surface of the multifaceted particle is different from the fractured surface, which has unevenness and undulations on the surface.
  • the proportion of particles having crushed surfaces in the aluminum nitride powder of the present invention is preferably 20% or less, more preferably 10% or less.
  • the existence ratio of particles having fractured surfaces is the ratio of the total area of particles having fractured surfaces to the total area of all aluminum nitride particles identified in an image observed with a scanning electron microscope at a magnification of 500 times.
  • the aluminum nitride powder of the present invention has an average ratio (L/D) of the major axis (L) to the minor axis (D) of 1.0 to 1.4 for polyhedral particles having a major axis (L) of 5 ⁇ m or more. in range.
  • L/D average ratio of the major axis
  • D minor axis
  • the ratio (L/D) exceeds 1.4, the fluidity of the resin composition filled with aluminum nitride powder tends to decrease, resulting in poor handling.
  • the average value of the ratio (L/D) of the major axis (L) to the minor axis (D) of polyhedral particles having a major axis (L) of 5 ⁇ m or more is preferably 1. It is 0 to 1.3, more preferably 1.0 to 1.2.
  • the major axis (L) and the minor axis (D) of the polyhedral particle are determined based on the shape of the polyhedral particle observed by scanning electron microscopy at a magnification of 500 times.
  • the major axis (L) is defined as the maximum distance between any two points on the outer periphery of the polyhedral particle.
  • the minor axis (D) is defined as a line segment that intersects perpendicularly with the major axis (L) and passes through the midpoint of the major axis (L) and two points on the outer periphery of the polyhedral particle.
  • the average value of the ratio (L/D) of the major axis (L) to the minor axis (D) is determined by calculating the ratio (L/D) for at least 20 or more polyhedral particles with a major axis (L) of 5 ⁇ m or more. , these are calculated by averaging them.
  • the aluminum nitride powder containing polyhedral particles of the present invention can be obtained, for example, by the manufacturing method described below.
  • the average particle size of the aluminum nitride powder of the present invention is 5 to 50 ⁇ m.
  • Aluminum nitride powder having such a medium average particle size has great utility value because it is easy to use for filling resin. If the average particle size is too large, it may be difficult to use it in, for example, a thin heat dissipating material, and if the average particle size is too small, the thermal conductivity tends to be low.
  • the average particle size of the aluminum nitride powder of the present invention is preferably 5 to 40 ⁇ m, more preferably 5 to 30 ⁇ m. Note that in this specification, the average particle size of the aluminum nitride powder means the particle size (D50) at which the cumulative volume of particles measured with a laser diffraction particle size distribution device is 50%.
  • the oxygen content of the aluminum nitride powder of the present invention is 0.5% by mass or less.
  • the oxygen content is the total amount of oxygen measured by the high-temperature pyrolysis method described in Examples.
  • the oxygen content of the aluminum nitride powder is preferably 0.4% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less, even more preferably 0.2% by mass or less. Multifaceted particles having such a low oxygen concentration are provided for the first time by the present invention, and as a result, the aluminum nitride powder of the present invention exhibits high thermal conductivity as shown below.
  • the thermal conductivity of the aluminum nitride powder of the present invention is preferably 80 W/m ⁇ K or more, more preferably 120 W/m ⁇ K or more, and even more preferably 160 W/m ⁇ K or more. Since the aluminum nitride powder itself has such a high thermal conductivity, the thermal conductivity of the resin composition when filled into the resin also increases, and excellent heat dissipation properties can be exhibited. The higher the thermal conductivity of the aluminum nitride powder, the better, but it is generally 230 W/m ⁇ K or less.
  • the thermal conductivity of aluminum nitride powder can be adjusted by adjusting the oxygen content and the like. Note that the thermal conductivity of the aluminum nitride powder is measured based on microscopic Raman spectroscopy, and details will be explained in Examples.
  • the method for producing the aluminum nitride powder of the present invention is not particularly limited as long as it contains the above-mentioned polyhedral particles and can obtain aluminum nitride powder with the above-mentioned average particle diameter and oxygen content, but the method includes the following step 1. A method including step 2 is preferred.
  • Step 1 100 parts by mass of the first aluminum nitride powder raw material with an average particle size of 0.5 to 5 ⁇ m and a specific surface area of 1.2 to 16.0 m 2 /g, and 100 parts by mass of the first aluminum nitride powder raw material with an average particle size of 3 to 40 ⁇ m and a specific surface area of 0.05 ⁇ 1.8 m 2 /g, and the ratio (SA2/SA1) of the specific surface area (SA2) to the specific surface area (SA1) of the first aluminum nitride powder raw material is 0.8 or less.
  • Step 2 A step of heating the raw material mixture to 1750 to 2100 ° C. while supplying an inert gas.
  • step 1 100 parts by mass of the first aluminum nitride powder raw material having an average particle size of 0.5 to 5 ⁇ m and a specific surface area of 1.2 to 16.0 m 2 /g and 100 parts by mass of the first aluminum nitride powder raw material having an average particle size of 3 to 40 ⁇ m and a specific surface area of 0. 05 to 1.8 m 2 /g, and the ratio (SA2/SA1) of the specific surface area (SA2) to the specific surface area (SA1) of the first aluminum nitride powder raw material is 0.8 or less.
  • This is a step of preparing a raw material mixture by mixing 1 to 20 parts by mass of the aluminum nitride powder raw material No. 2.
  • the aluminum nitride powder of the present invention can be obtained through the heating step (step 2) described below. That is, due to the presence of an appropriate amount of the second aluminum nitride powder raw material with a relatively large average particle size, the first aluminum nitride powder raw material with a small average particle size becomes the second aluminum nitride powder through a sublimation reaction in the heating process. It is considered that the second aluminum nitride powder raw material is incorporated into the raw material and undergoes crystal growth, increasing the particle size. It is estimated that the above-mentioned predetermined polyhedral grains are formed by such crystal growth.
  • the oxygen present in the first aluminum nitride powder is effectively removed by the sublimation reaction, it is presumed that the aluminum nitride powder of the present invention produced through the heating step has a lower oxygen concentration.
  • the first and second aluminum nitride powder raw materials are not used together in the prescribed amounts, phenomena such as insufficient particle growth or coagulation of particles may occur. This makes it difficult to obtain the aluminum nitride powder of the present invention.
  • the first aluminum nitride powder raw material has an average particle diameter of 0.5 to 5 ⁇ m and a specific surface area of 1.2 to 16.0 m 2 /g, preferably an average particle diameter of 0.7 to 5 ⁇ m and a specific surface area of 1.2 to 5 ⁇ m. It is 12.0 m 2 /g.
  • the second aluminum nitride powder raw material has an average particle diameter of 3 to 40 ⁇ m and a specific surface area of 0.05 to 1.8 m 2 /g.
  • the average particle size of the second aluminum nitride powder raw material may be appropriately selected depending on the average particle size of the aluminum nitride powder of the present invention to be produced, but is preferably 3 to 20 ⁇ m, more preferably 5 to 15 ⁇ m.
  • the blending amount of the second aluminum nitride powder raw material with respect to 100 parts by mass of the first aluminum nitride powder raw material is 1 to 20 parts by mass, preferably 2 to 15 parts by mass, and more preferably 3 to 20 parts by mass. It is 10 parts by mass.
  • the blending amount of the first and second aluminum powder raw materials it is possible to obtain the aluminum nitride powder of the present invention.
  • the ratio (SA2/SA1) of the specific surface area (SA2) of the second aluminum nitride powder raw material to the specific surface area (SA1) of the first aluminum nitride powder raw material is 0.8 or less.
  • the specific surface area ratio (SA2/SA1) is preferably 0.7 or less, more preferably 0.6 or less.
  • additives that promote grain growth may be added during firing.
  • the additive is not particularly limited, and oxides, fluorides, chlorides, etc. of alkali metals, alkali metals, or rare earth elements can be used.
  • first and second aluminum nitride powder raw materials commonly used materials can be used without any particular restriction as long as they have a predetermined average particle size, and materials manufactured by a reduction nitriding method may be used. It may be manufactured by a direct nitriding method such as combustion synthesis method and adjusted to a predetermined average particle size through a crushing and classification process, or it may be manufactured by a manufacturing method other than these. It may be. In addition, by performing Steps 1 and 2 again using the aluminum nitride powder of the present invention produced by going through Steps 1 and 2 as a second aluminum nitride powder raw material, it is possible to obtain a larger average particle size. It is also preferred to obtain aluminum nitride powder according to the invention.
  • Step 2 is a step of heating the raw material mixture prepared in Step 1 to 1750 to 2100° C. while supplying an inert gas.
  • the heating temperature is lower than 1750° C., crystal growth of aluminum nitride particles is not promoted, making it difficult to obtain aluminum nitride powder containing aluminum nitride particles having a smooth surface.
  • the heating temperature exceeds 2100° C., particles tend to fuse together.
  • the heating temperature is preferably 1,750 to 2,100°C, more preferably 1,800 to 2,050°C, and even more preferably 1,800 to 2,000°C.
  • the heating time is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 hours, more preferably 2 to 15 hours.
  • the heating time is shorter than 1 hour, the crystal growth of the aluminum nitride particles will not progress sufficiently, making it difficult to form a smooth surface. On the other hand, even if heating is performed for more than 20 hours, grain growth becomes difficult to proceed, which is disadvantageous in industrial implementation.
  • the heating is performed while supplying an inert gas. That is, it is most preferable to supply an inert gas into a heating device for storing and heating the raw material mixture, but heating can also be carried out while continuously supplying an inert gas. Further, the raw material mixture is filled into a heating container (hereinafter also referred to as a "setter") and housed in the heating device, and it is preferable to use a carbon-made setter as the setter. Further, as the inert gas, argon gas and nitrogen gas are generally used, and among them, nitrogen gas is preferably used.
  • a crushing step may be performed as necessary. Crushing is performed to loosen the bonds between loosely bonded aluminum nitride particles, and is different from pulverization in which the aluminum nitride particles are partially crushed. Therefore, even if the crushing step is performed, the shape of the multifaceted particles is maintained, and particles having crushed surfaces are hardly produced.
  • the crushing may be carried out by a known method, such as a roll crusher mill, pin mill, vibration mill, jet mill, ball mill, mass colloid, jaw crusher, or the like.
  • an oxidation step may be performed after step 2, and the oxidation step is preferably performed after the above-mentioned crushing step.
  • the oxidation step can be performed by heating in the air.
  • the heating temperature in the oxidation step is not particularly limited, but is preferably 500 to 900°C, more preferably 600 to 800°C.
  • the heating time is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 hours, more preferably 5 to 15 hours.
  • the oxygen content of the oxide film formed in the above oxidation step is included in the oxygen content of the aluminum nitride powder, and by performing the process so that the oxygen content does not exceed the oxygen content of the aluminum nitride powder. When filled into a resin, it is possible to impart excellent thermal conductivity to the resulting resin composition.
  • the aluminum nitride powder of the present invention may be surface-treated as necessary for the purpose of improving compatibility with resin and water resistance.
  • a known method can be applied to the surface treatment.
  • Surface treatments include, for example, organic silicon compounds such as silicone oil, silylating agents, and silane coupling agents, acids such as phosphoric acid, phosphates, and fatty acids, polymeric compounds such as polyamide resin, and inorganic substances such as alumina and silica. This can be done using organic silicon compounds such as silicone oil, silylating agents, and silane coupling agents, acids such as phosphoric acid, phosphates, and fatty acids, polymeric compounds such as polyamide resin, and inorganic substances such as alumina and silica. This can be done using
  • the use of the aluminum nitride powder of the present invention is not particularly limited, and it can be used as a raw material for aluminum nitride substrates, but it is preferably used for resin filling. It is preferable to fill a resin with the aluminum nitride powder of the present invention and use it as a resin composition containing the resin and the aluminum nitride powder.
  • the aluminum nitride powder of the present invention has a low oxygen content, so the aluminum nitride powder itself has high thermal conductivity, and furthermore, since it contains multifaceted particles having multiple smooth surfaces, the contact area between the particles is large. Therefore, it is easy to effectively form a heat conduction path in the resin composition. Therefore, the thermal conductivity of the resin composition increases and it can be suitably used as a heat dissipation material.
  • the resins contained in the resin composition are not particularly limited, but include epoxy resins, epoxy resins into which mesogenic groups have been introduced, thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, polyimide resins, and phenol resins, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, and polyphenylene.
  • thermoplastic resins such as sulfide, rubbers such as ethylene propylene rubber and styrene butadiene rubber, and silicone resins.
  • epoxy resins, silicone resins, and the like are preferred.
  • the content of the aluminum nitride powder of the present invention contained in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 600 to 2500 parts by mass, more preferably 1000 to 2500 parts by mass, based on 100 parts by mass of the resin. .
  • the content of aluminum nitride powder is above these lower limits, the thermal conductivity of the resin composition will improve, and when the content of aluminum nitride powder is below these upper limits, the fluidity of the resin composition will increase and the moldability will improve. Improves ease of handling.
  • the resin composition may contain fillers other than the aluminum nitride powder of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • examples of other fillers include aluminum nitride powder that does not meet the requirements of the present invention, as well as alumina, zinc oxide, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, graphite, and the like.
  • the mixing ratio of the aluminum nitride powder of the present invention and other fillers can be adjusted as appropriate within the range of 1:99 to 99:1.
  • the resin composition may contain additives such as a plasticizer, a vulcanizing agent, a curing accelerator, and a mold release agent, as necessary.
  • the resin composition can be manufactured by mixing each component with a blender or mixer. Then, the resin composition thus obtained can be made into a heat dissipating material in a desired form, such as a heat dissipating sheet or heat dissipating grease, by a known molding method. Examples of the molding method include extrusion molding, press molding, doctor blade method, resin impregnation method, etc. If necessary, heat curing, photocuring, etc. may be performed after molding.
  • the number of fields of view for the SEM photograph shall be 10 or more. Specifically, it was calculated using the following formula.
  • Existence ratio of multifaceted particles (%) [(total area of multifaceted particles) / (total area of all aluminum nitride particles)] ⁇ 100
  • Ratio of major axis (L) and minor axis (D) of polyhedral particles From the SEM photograph obtained in (2) above, the ratio of the long axis (L) to the short axis (D) is determined for each of the 20 polyhedral particles having a long axis (L) of 5 ⁇ m or more, and these are averaged. It was defined as the ratio (L/D) of the major axis (L) and the minor axis (D).
  • the ratio (L/D) was determined using the same method as above for particles having a major axis (L) of 5 ⁇ m or more.
  • Oxygen content The oxygen content of the aluminum nitride powder was determined from the amount of CO gas generated by high-temperature pyrolysis in a graphite crucible using an oxygen-nitrogen analyzer "EMGA-620W” manufactured by Horiba, Ltd. The oxygen content (oxygen concentration) contained in the aluminum powder was measured.
  • Thermal conductivity of aluminum nitride powder was measured based on the micro-Raman spectroscopy described in JP-A-2021-143968. Specifically, it is as follows.
  • S1 Commercial product, relative density 99% or more, hexagonal crystal system, thermal conductivity determined by laser flash method: 90 W/m ⁇ K
  • S2 Commercial product, relative density 99% or more, hexagonal system, thermal conductivity determined by laser flash method: 175 W/m ⁇ K
  • S3 Commercial product, relative density 99% or more, hexagonal crystal system, thermal conductivity determined by laser flash method: 200 W/m ⁇ K
  • S4 Commercial product, relative density 99% or more, hexagonal crystal system, thermal conductivity determined by laser flash method: 239 W/m ⁇ K
  • Raman spectra of commercially available aluminum nitride sintered body samples S1 to S4 were measured using a micro Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation: NRS-7100) at an excitation wavelength of 532 nm, an output of 10.9 to 11.0 mW, and an objective lens of 100 mW. Measurement time was 30 seconds x 2 integrations, grating 3000 line/mm, slit 10 x 1000 ⁇ m, aperture 4000 ⁇ m, spectral resolution 0.47 cm -1 , beam spot diameter 1 ⁇ m, spectrometer focal length 500 mm.
  • the peak half-width of the E 2 H mode peak (peak around 655 cm ⁇ 1 ), which is one of the peaks specific to aluminum nitride, was determined.
  • the peak half-width at six locations was measured for one sample, and the average value was taken as the peak half-width of the sample.
  • the thermal conductivity of the aluminum nitride sintered body sample whose peak half width was measured was determined by a laser flash method.
  • is the thermal conductivity
  • W is the peak half width
  • A is -2.25
  • B 3.50.
  • the thermal conductivity of the aluminum nitride powder obtained in each Example and Comparative Example was measured using a micro Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation: NRS-7100).
  • the measurement conditions were: excitation wavelength 532 nm, output 10.9 to 11.0 mW, objective lens 100 times, measurement time 30 seconds x 2 integrations, grating 3000 line/mm, slit 10 x 1000 ⁇ m, aperture 4000 ⁇ m, spectral resolution 0.47 cm - 1 , the beam spot diameter was 1 ⁇ m, and the spectrometer focal length was 500 mm.
  • the measurement was performed by observing an aluminum nitride powder sample dispersed on a slide glass using an optical microscope, selecting particles with a particle size close to the average particle size in the powder, focusing on the surface, and performing Raman spectroscopy. Measurements were taken.
  • the E 2 H mode peak peak around 655 cm ⁇ 1
  • the half-width of the peak was determined.
  • the peak half-width of six particles for one sample was measured, and the average value was taken as the peak half-width of the sample.
  • the thermal conductivity of the aluminum nitride powder was calculated from the obtained peak half width and the calibration curve.
  • Fluidity of resin composition The resin composition obtained in (7) above was measured at a discharge rate per minute (g/min) using a syringe "PSY-30F" manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd. ) was measured.
  • the inner diameter of the body of the syringe for storing the sample was 22 mm
  • the inner diameter of the tip portion for discharging the sample was 2 mm.
  • the discharge pressure was 0.62 Pa.
  • Example 1 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.7 m 2 /g, and 1 mass part of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.2 ⁇ m and a specific surface area of 1.68 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 4 hours. Heating was performed under normal pressure.
  • the obtained aluminum nitride powder was crushed in a planetary ball mill and oxidized at 700°C for 8 hours in an air atmosphere to obtain aluminum nitride powder with an average particle size of 5.0 ⁇ m and a specific surface area of 0.96 m 2 /g. (AL-1) was obtained. Since the crushing and oxidation treatments were performed in the same manner in all of the following examples, the following description will be omitted. Table 1 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 2 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of sulfur as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 3 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of yttrium oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 4 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of calcium fluoride as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 5 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g and 5 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.2 ⁇ m and a specific surface area of 1.68 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 2100° C. for 1 hour.
  • Example 6 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of calcium carbonate as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 7 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 5.0 parts by mass of sulfur as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 8 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of cesium oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 9 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g, A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of lanthanum oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1800° C. for 20 hours.
  • Example 10 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.2 ⁇ m and a specific surface area of 1.68 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 2000° C. for 2 hours.
  • Example 11 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 5 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 5.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.02 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 3 hours.
  • Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-11) with an average particle size of 8.0 ⁇ m and a specific surface area of 0.60 m 2 /g.
  • A-11 aluminum nitride powder
  • Table 2 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 12 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 7.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.62 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 3 hours.
  • Al-12 aluminum nitride powder with an average particle diameter of 14.0 ⁇ m and a specific surface area of 0.27 m 2 /g.
  • Table 2 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 13 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 5 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 7.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.62 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1900° C. for 10 hours.
  • Example 14 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 7.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.62 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 5 hours.
  • Example 15 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 20 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 20 hours.
  • Example 16 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 7.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.62 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1900° C. for 10 hours.
  • Example 17 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g; and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g;
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of yttrium oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Example 18 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g; and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g;
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of calcium fluoride as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Heating was carried out under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-18) with an average particle diameter of 18.1 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • A-18 aluminum nitride powder
  • Table 2 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 19 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing 5 parts by mass of calcium fluoride as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-19) with an average particle diameter of 18.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • Table 2 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 20 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g; and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g; A raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of cesium oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-20) with an average particle diameter of 18.3 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • A-20 aluminum nitride powder
  • Table 2 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 21 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g; and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g;
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of calcium carbonate as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Al-21 aluminum nitride powder with an average particle diameter of 18.5 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • Table 3 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 22 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g; and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 10.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.47 m 2 /g;
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of lanthanum oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours.
  • Example 23 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 7.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.62 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 2000° C. for 5 hours.
  • Example 24 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 16.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.23 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of calcium fluoride as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1900° C. for 18 hours.
  • Heating was carried out under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-24) with an average particle diameter of 26.3 ⁇ m and a specific surface area of 0.19 m 2 /g.
  • A-24 aluminum nitride powder
  • Table 3 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 25 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 5 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 16.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.23 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing 0.1 part by mass of lanthanum oxide as an additive. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1900° C. for 18 hours.
  • Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-25) with an average particle diameter of 26.5 ⁇ m and a specific surface area of 0.19 m 2 /g.
  • Table 3 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 26 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g and 5 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 18.7 ⁇ m and a specific surface area of 0.20 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 2000° C. for 8 hours.
  • Example 27 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g, and 15 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 18.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1900° C. for 20 hours.
  • Example 28 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 20 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 17.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.21 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 10 hours.
  • Example 29 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 0.5 ⁇ m and a specific surface area of 15.70 m 2 /g and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 26.5 ⁇ m and a specific surface area of 0.14 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 12 hours.
  • Example 30 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 28.8 ⁇ m and a specific surface area of 0.13 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 20 hours.
  • Heating was carried out under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-30) with an average particle diameter of 39.0 ⁇ m and a specific surface area of 0.10 m 2 /g.
  • A-30 aluminum nitride powder
  • Table 4 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Example 31 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 4.7 ⁇ m and a specific surface area of 1.22 m 2 /g and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 38.2 ⁇ m and a specific surface area of 0.10 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1950° C. for 20 hours.
  • Example 32 100 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 15 parts by mass of aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 26.4 ⁇ m and a specific surface area of 0.14 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 2100° C. for 14 hours.
  • Heating was carried out under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder (AL-32) with an average particle diameter of 49.4 ⁇ m and a specific surface area of 0.05 m 2 /g.
  • A-32 aluminum nitride powder with an average particle diameter of 49.4 ⁇ m and a specific surface area of 0.05 m 2 /g.
  • Table 4 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Comparative example 2 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 2.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.93 m 2 /g, and 10 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours. Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder.
  • the obtained aluminum nitride powder contained about 40% particles having surfaces with relatively flat contours, the average particle size was as small as 3.2 ⁇ m. Furthermore, when the smoothness of the flat surface was evaluated, it was found that the smoothness was poor. Table 4 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Comparative example 3 100 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.81 m 2 /g, and 50 parts by mass of an aluminum nitride powder raw material with an average particle diameter of 3.0 ⁇ m and a specific surface area of 1.79 m 2 /g.
  • a raw material mixture was prepared by mixing. The raw material mixture was placed in a heating device, nitrogen gas was supplied into the device to create a nitrogen atmosphere, and the mixture was heated at 1850° C. for 10 hours. Heating was performed under normal pressure, followed by crushing and oxidation treatment to obtain aluminum nitride powder.
  • the obtained aluminum nitride powder contained about 50% particles having surfaces with relatively flat contours, the average particle size was as small as 3.7 ⁇ m. Further, when the smoothness of the flat surface was evaluated, the smoothness of the flat surface was also poor. Table 4 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • Comparative example 4 A raw material mixture was prepared by mixing aluminum powder with an average particle size of 7.5 ⁇ m and aluminum nitride powder with an average particle size of 1.0 ⁇ m and a specific surface area of 2.8 m 2 /g in a ratio of 1:2. This raw material mixture was placed in a reactor and subjected to a combustion reaction under nitrogen pressure, and the resulting agglomerates were crushed to obtain aluminum nitride powder.
  • the average particle diameter of the obtained aluminum nitride powder was 19.2 ⁇ m, and the proportion of particles having a surface with a relatively flat outline among the particles constituting the aluminum nitride powder was about 20%. When the smoothness of the flat surface of the particles was evaluated, the smoothness was also poor. As described above, in Comparative Example 4, the specific aluminum nitride powder containing multifaceted particles with at least two smooth surfaces defined in the present invention could not be obtained. Table 4 shows various measurement results for the aluminum nitride powder.
  • aluminum nitride powder with an average particle size in the range of 5 to 50 ⁇ m was obtained, and the aluminum nitride powder had at least two smooth surfaces and a specific length/breadth ratio. It contained a wide range of polyhedral particles, had a sufficiently low oxygen concentration, and had high thermal conductivity. It was also found that the resin compositions in which the aluminum nitride powder of each example was filled into the resin had high thermal conductivity and excellent fluidity, and were useful as heat dissipation materials.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本発明の窒化アルミニウム粉末は、平均粒子径が5~50μm、酸素含有量が0.5質量%以下であり、倍率500倍の走査型電子顕微鏡観察において、少なくとも2つの平滑面aが存在する多面粒子を含み、かつ、長径(L)が5μm以上の前記多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値が1~1.4の範囲にある。 本発明によれば、樹脂に充填して樹脂組成物とした際の熱伝導性が高く、かつ流動性も良好な窒化アルミニウム粉末を提供することができる。

Description

窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物
 本発明は、窒化アルミニウム粉末及び該窒化アルミニウム粉末を含む樹脂組成物に関する。
 窒化アルミニウム粉末は高熱伝導性を有し、かつ電気絶縁性にも優れる材料として知られており、例えばサーマルインターフェースマテリアルなどに利用されている。
 サーマルインターフェースマテリアルとは、半導体素子から発生する熱をヒートシンク又は筐体等に逃がす経路の熱抵抗を緩和するための材料であり、シート、ゲル、グリースなど多様な形態が用いられる。サーマルインターフェースマテリアルとしては、窒化アルミニウムなどの熱伝導性フィラーを、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂に充填した放熱材料が知られている。
 樹脂に窒化アルミニウムを充填する際には、充填率を高めたり、熱パスを形成しやすくしたりするなどの目的で、複数の異なる平均粒径の窒化アルミニウムを組み合わせて、熱伝導率を向上させる方法が知られている。
 樹脂中において粒径の大きい粒子は熱伝導パスを形成しやすいものの、厚みの薄い放熱材料に使用し難くなる場合があり、また特に球状の粒子は樹脂中での粒子同士の接触面積が小さく熱伝導パスが形成し難い場合もある。一方粒径が小さい粒子は樹脂中において熱伝導パスが形成しにくく、また樹脂に充填した際の流動性が悪くなる場合がある。そのため、平均粒径5~50μm程度を有する窒化アルミニウム粉末は利用価値が高い。
 特許文献1には、平均粒径D50が15~200μmで、粒径5μm以下の粒子の含有量が個数基準で60%以下であり、アルカリ土類金属、希土類元素、酸素含有量、及びケイ素含有量が低減された窒化アルミニウム系粉末に関する発明が開示され、高分子材料への充填性が優れることが記載されている。そしてこのような窒化アルミニウム系粉末を得る方法として、実施例では、直接窒化法により得られた窒化アルミニウムを粉砕して熱処理をする方法が開示されている。
 なお、直接窒化法は、窒化アルミニウムなどのセラミックの合成法として知られており、窒化反応の発熱が大きく、高温になる為、生成物は塊状物として得られる。粉末として使用するには粉砕処理が必要となる。
 また、特許文献2では、放熱部材の熱伝導率を向上させることが可能な窒化アルミニウム粉末として、平均粒径が20~50μm、酸素量が0.6質量%以下、X線回折によって得られるミラー指数(100)面、(002)面及び(101)面の3つの回折ピークの平均半価幅が0.095°以下であることを特徴とする窒化アルミニウム粉末が開示されている。
 更に、特許文献3は、粒子間の接触面積を改善するため、平滑面を有する粒子を含む窒化アルミニウム粉末が提案されている。
 特許文献4では、燃焼合成法により結晶粒子を大型化させた後、粉砕及び分級して得た平均粒径(D50)60μmの窒化アルミニウム粉末について、樹脂への充填性、熱伝導率などを検討しており、これらの各物性が良好であることが記載されている。
国際公開第2018/216591号 特開2003-119010号公報 国際公開第2017/131239号 特開2022-067865号公報
 上記した従来技術において、特許文献1、特許文献4に開示される窒化アルミニウム粉末は、直接窒化法や燃焼合成によって得られる窒化アルミニウム粉末であり、その製造方法上、低酸素含有量であるために、粒子自体の熱伝導性は優れているものの、反応後の塊状物を破砕、或いは解砕して得られるため、粉末を構成する粒子は、不定形若しくは強固な凝集体であり、平滑面を有する粒子を得ることは困難である。また、上記粒子はアスペクト比(粒子の短径(D)に対する長径(L)の比(L/D))が高く、上記表面の性状にも影響され、樹脂に充填された際の流動性において十分満足されるものではない。
 また、特許文献2において開示される窒化アルミニウム粉末は、原料窒化アルミニウム粉末を加熱することにより結晶性を高め、低酸素含有量を達成したものであり、粒成長を促す微粉が制限された破砕粉を熱処理して、所望の粒子径を有する低酸素含有量の窒化アルミニウム粉末を製造することを特徴とする。そのため、得られる窒化アルミニウム粉末の粒子形状は、不定形であり、また、破砕面の存在により、平滑面が形成されることはない。
 更に、前記特許文献3に記載された窒化アルミニウム粉末は、平滑面を有する粒子を含むことにより、樹脂に充填した際の粒子間の流動性と面接触による熱伝導性の向上は期待されるものの、平滑面を形成するための製造方法に由来して、酸素濃度が高いため、粒子自体の熱伝導性において改良の余地があった。
 以上説明したように、窒化アルミニウム粉末の樹脂への充填において、特に中径粒子として使用される従来の窒化アルミニウム粉末は、近年のパワーデバイスの密度上昇などに伴う高度な放熱性の要求を十分満足するものではなく、更なる改良の余地があった。
 そこで本発明では、樹脂に充填して樹脂組成物とした際の熱伝導性が高く、流動性も良好な窒化アルミニウム粉末を提供することを目的とする。
 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた。その結果、後述の特定の製造方法を採用することにより、粒子自体の熱伝導性に影響する酸素含有量が低く、また、流動性を高めるのに有効な、平滑面を有し、且つ、アスペクト比が小さい、平均粒径5~50μm程度の窒化アルミニウム粉末を開発することに成功し、本発明を完成させた。
 本発明の要旨は、以下の[1]~[6]である。
[1]平均粒子径が5~50μm、酸素含有量が0.5質量%以下であり、倍率500倍の走査型電子顕微鏡観察において、少なくとも2つの平滑面が存在する多面粒子を含み、かつ、長径(L)が5μm以上の前記多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値が1.0~1.4の範囲にある窒化アルミニウム粉末。
[2]前記多面粒子の存在割合が70%以上である、上記[1]に記載の窒化アルミニウム粉末。
[3]前記多面粒子の切断面の2000倍のSEM画像において、任意に選択した10粒子において、平滑面に該当する外郭線と上記外郭線の端部間を結ぶ直線との垂直距離の最大値Mの平均値(M)が0.15μm以下である上記[1]又は[2]に記載の窒化アルミニウム粉末。
[4]樹脂充填用である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の窒化アルミニウム粉末。
[5]上記[1]~[4]のいずれか一項に記載の窒化アルミニウム粉末と樹脂とを含有する樹脂組成物。
[6]平均粒子径0.5~5μm、比表面積1.2~16.0m/gの第1の窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3~40μm、比表面積が0.05~1.8m/gであり、且つ、第1の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA1)に対するその比表面積(SA2)の比(SA2/SA1)が0.8以下の関係にある第2の窒化アルミニウム粉末原料1~20質量部とを混合して原料混合物を作製する工程1、及び、前記原料混合物を不活性ガスの供給下、1750~2100℃に加熱する工程2を含むことを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法。
 本発明によれば、酸素含有量が低いため、粒子自体の熱伝導性が高く、また、2以上の平滑面を有し、且つ、アスペクト比が小さいため、樹脂に充填した際の流動性が極めて高く、更に、前記平滑面による粒子同士の接触面積の増大により、これを充填した樹脂組成物に極めて高い熱伝導性を付与することが可能な、平均粒径5~50μm程度の窒化アルミニウム粉末を提供することができる。
本発明の窒化アルミニウム粉末のSEM観察画像である。 実施例26で得られた窒化アルミニウム粉末のSEM観察画像である。 本発明の窒化アルミニウム粉末を構成する粒子の平滑面についての定義の説明図である。
[窒化アルミニウム粉末]
 本発明の窒化アルミニウム粉末は、平均粒子径が5~50μm、酸素含有量が0.5質量%以下であり、倍率500倍の走査型電子顕微鏡観察において、少なくとも2つの平滑面が存在する多面粒子を含み、かつ、長径(L)が5μm以上の前記多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値が1.0~1.4の範囲にある。
<多面粒子>
 図1に本発明の窒化アルミニウム粉末の倍率500倍での走査型電子顕微鏡観察で得られた画像を示す。窒化アルミニウム粉末は、複数の窒化アルミニウム粒子から構成されており、多面粒子11及び多面粒子12など複数の多面粒子を含んでいる。
 多面粒子11は、少なくとも2つの平滑面aがランダムに存在する多面体形状を有する窒化アルミニウム粒子である。多面粒子12も同様に平滑面aを少なくとも2つ備える窒化アルミニウム粒子である。また、図1においては、多面粒子11及び多面粒子12以外にも、複数の多面粒子が存在している。
 多面粒子が備える平滑面aは、図1に示す通り、倍率500倍の走査型電子顕微鏡観察において面内に凹凸構造が確認されない平滑な面であり、窒化アルミニウムの結晶成長面に由来する面である。また、平滑面aは、窒化アルミニウム粒子を粉砕することにより形成された破砕面とは異なるものである。破砕面は、平滑面と比較して平滑性に劣り、走査型電子顕微鏡観察において粉砕に由来する凸凹構造が確認されるため、平滑面と区別することができる。また、上記平滑面aの平滑性は、実施例においてより詳細に説明するが、粒子の切断面の2000倍のSEM画像において、任意に選択した10粒子において、平滑面に該当する外郭線と上記外郭線の端部間を結ぶ直線との垂直距離の最大値をMとし、上記選択した10粒子においてそれぞれ測定されるMのうち、最も大きい数値Mmaxが0.3μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.2μm以下である。さらに、10粒子のMの平均値Mが0.15μm以下であることが更に好ましい。
 ちなみに、窒化アルミニウムの塊状物を破砕することによって生成する破砕面は、平滑な面についても、上記Mmaxは、凹凸やうねりを含めて0.3μmを下回ることはなく、また、上記最大値の平均値Mも0.15μmを下回ることはない。
 本発明の窒化アルミニウム粉末は多面粒子を含むことにより、樹脂に充填した場合の樹脂組成物の熱伝導率が向上しやすくなる。この理由は定かではないが、複数の平滑面を備える多面粒子が存在することにより、樹脂中での粒子間の接触面積が増大し、熱伝導パスが形成されやすいためと考えられる。また、平滑面の存在により、粒子の流動性も改善され、樹脂への充填に際して充填性の向上に寄与することもできる。
 本発明において多面粒子が備える平滑面の数は2つ以上であれば特に限定されないが、樹脂に充填した際の粒子間の接触面積を大きくする観点などから、好ましくは3以上である。また、多面粒子が備える平滑面の上限は特に限定されないが、例えば10である。なお、多面粒子が備える平滑面の数は、倍率500倍での走査型電子顕微鏡(SEM)観察で得られる画像を基に特定される。
 また、連続する2つの平滑面は陵部を形成するように連続していることが好ましい。
 多面粒子が備える個々の平滑面の面積は、樹脂に充填した際の粒子間の接触面積を大きくして熱伝導率を向上させる観点から、一定程度大きいことが好ましい。このような観点から、多面粒子は、面積が2~1600μmの平滑面を少なくとも2つ備えることが好ましく、面積が2~1600μmの平滑面を少なくとも3つ備えることがより好ましい。
 なお、該平滑面の面積は、倍率500倍での走査型電子顕微鏡(SEM)観察で得られた画像により求められる。
 本発明の窒化アルミニウム粉末における前記多面粒子の存在割合は、窒化アルミニウム粉末を樹脂に充填した樹脂組成物の熱伝導率向上の観点から、好ましくは70%以上であり、より好ましくは80%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。多面粒子の存在割合は、倍率500倍での走査型電子顕微鏡観察の画像で特定される全窒化アルミニウム粒子の合計面積に対する、多面粒子の合計面積の割合である。
 上記した通り、多面粒子の備える平滑面は、面に凹凸やうねりが存在する破砕面とは異なるものである。破砕面を有する粒子の少ない窒化アルミニウム粉末を用いると、樹脂に充填した樹脂組成物の流動性が向上する傾向がある。そのため、本発明の窒化アルミニウム粉末における破砕面を有する粒子の存在割合は、好ましくは20%以下であり、より好ましくは10%以下である。破砕面を有する粒子の存在割合は、倍率500倍での走査型電子顕微鏡観察の画像で特定される全窒化アルミニウム粒子の合計面積に対する、破砕面を有する粒子の合計面積の割合である。
<多面粒子の長径/短径比>
 本発明の窒化アルミニウム粉末は、長径(L)が5μm以上の多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値が1.0~1.4の範囲にある。前記比(L/D)が1.4を超えると、窒化アルミニウム粉末を樹脂に充填した樹脂組成物の流動性が低くなりやすく、取り扱い性などが悪化する。
 樹脂組成物の流動性向上の観点から、長径(L)が5μm以上の多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値は、好ましくは1.0~1.3であり、より好ましくは1.0~1.2である。
 ここで、多面粒子の長径(L)及び短径(D)は、倍率500倍での走査型電子顕微鏡観察で観察される多面粒子の形状に基づいて定められる。
 長径(L)は多面粒子の外周上の任意の2点間の最大距離と定義する。短径(D)は、長径(L)と垂直に交わる線分であって、長径(L)の中点と多面粒子の外周上の2点とを通る線分と定義する。
 また、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値は、少なくとも20個以上の長径(L)が5μm以上の多面粒子に対して比(L/D)を求め、これらを平均して算出することとする。
 なお、本発明の多面粒子を含む窒化アルミニウム粉末は、例えば後述する製造方法により得ることができる。
<平均粒子径>
 本発明の窒化アルミニウム粉末の平均粒子径は5~50μmである。このような中程度の平均粒子径を有する窒化アルミニウム粉末は、樹脂への充填用に使用し易いため利用価値が大きい。平均粒子径が大きすぎると、例えば厚みの薄い放熱材料などに使用し難くなる場合があり、また平均粒子径が小さすぎると熱伝導率が低くなる傾向がある。本発明の窒化アルミニウム粉末の平均粒子径は、好ましくは5~40μmであり、より好ましくは5~30μmである。
 なお、本明細書において、窒化アルミニウム粉末の平均粒子径は、レーザー回折粒度分布装置において測定される粒子の累積体積が50%となる粒径(D50)を意味する。
<酸素含有量>
 本発明の窒化アルミニウム粉末の酸素含有量は0.5質量%以下である。
 なお、酸素含有量は、実施例にて説明する高温熱分解法により測定される全酸素量である。
 上記酸素含有量が0.5質量%を超えると、窒化アルミニウム粉末の熱伝導率が低下するため、該窒化アルミニウム粉末を充填した樹脂組成物の熱伝導性も低下する。窒化アルミニウム粉末の酸素含有量は、好ましくは0.4質量%以下、より好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.2質量%以下である。このような低酸素濃度を有する多面粒子は本発明によってはじめて提供されるものであり、これにより本発明の窒化アルミニウム粉末は、以下に示すように高い熱伝導率を発揮する。
<熱伝導率>
 本発明の窒化アルミニウム粉末の熱伝導率は、好ましくは80W/m・K以上であり、より好ましくは120W/m・K以上であり、さらに好ましくは160W/m・K以上である。窒化アルミニウム粉末自体の熱伝導率がこのように高いことで、樹脂に充填した際の樹脂組成物の熱伝導率も高まり、優れた放熱性を発揮することができる。窒化アルミニウム粉末の熱伝導率は高ければ高いほどよいが、一般には230W/m・K以下である。窒化アルミニウム粉末の熱伝導率は、酸素含有量などによって調整することができる。
 なお、窒化アルミニウム粉末の熱伝導率の測定は、顕微ラマン分光法に基づいて測定され、詳細は実施例にて説明する。
[窒化アルミニウム粉末の製造方法]
 本発明の窒化アルミニウム粉末の製造方法としては、上記した多面粒子を含有し、かつ上記した平均粒子径及び酸素含有量の窒化アルミニウム粉末を得られる方法であれば特に制限されないが、以下の工程1及び工程2を含む方法が好ましい。
 工程1:平均粒子径0.5~5μm、比表面積1.2~16.0m/gの第1の窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3~40μm、比表面積が0.05~1.8m/gであり、且つ、第1の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA1)に対するその比表面積(SA2)の比(SA2/SA1)が0.8以下の関係にある第2の窒化アルミニウム粉末原料1~20質量部とを混合して原料混合物を作製する工程
 工程2:原料混合物を不活性ガスの供給下において1750~2100℃に加熱する工程
<工程1>
 工程1は、平均粒子径0.5~5μm、比表面積1.2~16.0m/gの第1の窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3~40μm、比表面積が0.05~1.8m/gであり、且つ、第1の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA1)に対するその比表面積(SA2)の比(SA2/SA1)が0.8以下の関係にある第2の窒化アルミニウム粉末原料1~20質量部とを混合して原料混合物を作製する工程である。
 該原料混合物は、異なる平均粒子径の窒化アルミニウムを所定の配合量で含んでいることにより、後述する加熱工程(工程2)を経ることにより、本発明の窒化アルミニウム粉末が得られる。
 すなわち、相対的に平均粒子径の大きな第2の窒化アルミニウム粉末原料が適量存在することにより、加熱工程において、平均粒子径の小さい第1の窒化アルミニウム粉末原料が昇華反応により第2の窒化アルミニウム粉末原料に取り込まれて、第2の窒化アルミニウム粉末原料が結晶成長して、粒子径が大きくなると考えられる。そして、このような結晶成長により、上記した所定の多面粒子が形成されるものと推定される。さらに、上記昇華反応により第1の窒化アルミニウム粉末中に存在していた酸素が効果的に除かれるため、加熱工程を経て製造された本発明の窒化アルミニウム粉末は酸素濃度が低くなると推定される。
 一方で、このように第1及び第2の窒化アルミニウム粉末原料を所定の配合量で併用しない場合は、粒子の成長が不十分となったり、粒子同士の凝結が起こったりするなどの現象が生じてしまい、本発明の窒化アルミニウム粉末が得難くなる。
 第1の窒化アルミニウム粉末原料の平均粒子径は0.5~5μm、比表面積1.2~16.0m/gであり、好ましくは平均粒子径0.7~5μm、比表面積1.2~12.0m/gである。
 第2の窒化アルミニウム粉末原料の平均粒子径は3~40μm、比表面積0.05~1.8m/gである。第2の窒化アルミニウム粉末原料の平均粒子径は、製造される本発明の窒化アルミニウム粉末の平均粒子径に応じて適宜選択するとよいが、好ましくは3~20μm、より好ましくは5~15μmである。
 原料混合物における、第1の窒化アルミニウム粉末原料100質量部に対する第2の窒化アルミニウム粉末原料の配合量は、1~20質量部であり、好ましくは2~15質量部であり、より好ましくは3~10質量部である。上記した通り、第1及び第2のアルミニウム粉末原料の配合量を適切に調整することにより、本発明の窒化アルミニウム粉末を得ることが可能となる。
 第1の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA1)に対する、第2の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA2)の比(SA2/SA1)は、0.8以下である。このように、比表面積の比(SA2/SA1)を調整することにより、本発明の窒化アルミニウム粉末を得やすくなる。上記比表面積の比(SA2/SA1)は、好ましくは0.7以下であり、より好ましくは0.6以下である。
 粒子の成長を促進するため、焼成中に粒成長を促進する添加物を添加しても良い。添加剤は特に限定されず、アルカリ金属、アルカリ金属又は希土類元素の酸化物、フッ化物、塩化物等が利用できる。
 第1及び第2の窒化アルミニウム粉末原料は、所定の平均粒子径を有するものであれば、一般に使用されているものを特に制限なく使用することができ、還元窒化法により製造されたものであってもよいし、燃焼合成法などの直接窒化法により製造し、粉砕及び分級工程を経て所定の平均粒子径に調整されたものであってもよいし、これら以外の製造方法で製造されたものであってもよい。
 また、工程1及び工程2を経ることにより製造された本発明の窒化アルミニウム粉末を第2の窒化アルミニウム粉末原料として用いて、再度工程1及び工程2を実施することで、より平均粒子径の大きな本発明の窒化アルミニウム粉末を得ることも好ましい。
<工程2>
 工程2は、工程1で調製した原料混合物を不活性ガスの供給下において1750~2100℃に加熱する工程である。
 加熱温度を1750℃未満の場合、窒化アルミニウム粒子の結晶成長が促進されず、平滑面を有する窒化アルミニウム粒子を含む窒化アルミニウム粉末を得ることが困難となる。一方、加熱温度が2100℃を超えた場合、粒子同士の融着が起こり易くなる。このような観点から、加熱温度は1750~2100℃が好ましく、1800~2050℃がより好ましく、更に1800~2000℃が好ましい。
 また、加熱時間は特に限定されないが、好ましくは1~20時間であり、より好ましくは2~15時間である。上記加熱時間が1時間より短い場合は、窒化アルミニウム粒子の結晶成長が十分進行せず、平滑面が形成され難くなる。一方、20時間を超えて加熱を行っても粒成長は進み難くなり、工業的な実施において不利となる。
 前記加熱は不活性ガスの供給下に行う。即ち、原料混合物を収容して加熱するための加熱装置内に不活性ガスを供給して加熱する態様が最も好ましいが、不活性ガスを連続的に供給しながら行うこともできる。また、原料混合物は、加熱用の容器(以下、「セッター」ともいう。)に充填して前記加熱装置に収容されるが、上記セッターとしては、カーボン製のものを使用することが好ましい。更に、不活性ガスとしては、アルゴンガス、窒素ガスが一般に使用され、そのうち、窒素ガスが好適に使用される。
<その他の工程>
 工程2の後に、必要に応じて解砕工程を行ってもよい。解砕は、ゆるやかに結合した窒化アルミニウム粒子同士の結合を解きほぐすために行うものであり、窒化アルミニウム粒子が部分的に破砕される粉砕とは異なる。そのため、解砕工程を行ったとしても、上記多面粒子の形状は維持され、破砕面を有する粒子もほとんど生じることはない。
 解砕は、公知の方法で行えばよく、例えばロールクラッシャーミル、ピンミル、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、マスコロイダー、ジョークラッシャーなどで行うとよい。
 また工程2の後に酸化工程を行ってもよく、酸化工程は上記解砕工程の後に行うことが好ましい。酸化工程を行うことにより、水等との接触による分解を防ぐことができる。
 酸化工程は、大気雰囲気で加熱することで行うことができる。酸化工程における加熱温度は、特に制限されないが、好ましくは500~900℃であり、より好ましくは600~800℃である。加熱時間は、特に制限されないが、好ましくは1~20時間であり、より好ましくは5~15時間である。
 上記酸化工程において形成する酸化膜の酸素含有量は、窒化アルミニウム粉末の酸素含有量に含まれるものであり、酸素含有量が前記窒化アルミニウム粉末の酸素含有量の範囲を超えないように行うことにより、樹脂に充填した際、得られる樹脂組成物に優れた熱伝導性を付与することが可能となる。
 本発明の窒化アルミニウム粉末は、樹脂との相溶性、耐水性の向上などを目的に、必要に応じて表面処理してもよい。表面処理は、公知の方法を適用できる。表面処理は、例えば、シリコーンオイル、シリル化剤、シランカップリング剤などの有機珪素化合物、リン酸、リン酸塩、脂肪酸などの酸、ポリアミド樹脂などの高分子化合物、アルミナ、シリカなどの無機物などを用いて行うことができる。
<用途>
 本発明の窒化アルミニウム粉末の用途は特に限定されず、窒化アルミニウム基板の原料として使用することもできるが、樹脂充填用として用いることが好ましい。本発明の窒化アルミニウム粉末を樹脂に充填して、樹脂及び窒化アルミニウム粉末を含む樹脂組成物として使用することが好ましい。本発明の窒化アルミニウム粉末は、上記した通り、酸素含有量が低いため窒化アルミニウム粉末自体の熱伝導率が高く、さらに平滑面を複数有する多面粒子を含んでいるため、粒子同士の接触面積が大きいため樹脂組成物中で熱伝導パスを効果的に形成しやすい。そのため、樹脂組成物の熱伝導率が高まり、放熱材料として好適に使用できる。
 樹脂組成物に含まれる樹脂は特に制限されないが、エポキシ樹脂、メソゲン基を導入したエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂、エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴム、シリコーン樹脂などが挙げられる。中でも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが好ましい。
 樹脂組成物に含まれる本発明の窒化アルミニウム粉末の含有量は、特に制限されないが、樹脂100質量部に対して、好ましくは600~2500質量部であり、より好ましくは1000~2500質量部である。窒化アルミニウム粉末の含有量がこれら下限値以上であると樹脂組成物の熱伝導性が向上し、窒化アルミニウム粉末の含有量がこれら上限値以下であると樹脂組成物の流動性が高まり、成形性などの取り扱い性が向上する。
 樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、本発明の窒化アルミニウム粉末以外の他のフィラーを含んでもよい。
 他のフィラーとしては、本発明の要件を満足しない窒化アルミニウム粉末の他、アルミナ、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、グラファイトなどが挙げられる。
 本発明の窒化アルミニウム粉末と他のフィラーとの混合比は、1:99~99:1の範囲で適宜調整できる。
 樹脂組成物は、必要に応じて、可塑剤、加硫剤、硬化促進剤、離型剤等の添加剤を含んでもよい。
 樹脂組成物は、各成分をブレンダーやミキサーで混合することで製造することができる。そして、このようにして得られた樹脂組成物を公知の成形方法によって、放熱シート、放熱グリースなどの所望の形態の放熱材料とすることができる。成形方法としては、例えば、押出成形、プレス成形、ドクターブレード法、樹脂含浸法などが挙げられ、必要に応じて、成形後に、加熱硬化、光硬化などを行うとよい。
 以下、本発明をさらに具体的に説明するため実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[測定方法]
 実施例および比較例における各種物性は、下記の方法により測定した。
(1)平均粒子径、比表面積
 平均粒子径(D50)は、窒化アルミニウム粉末をホモジナイザーでピロリン酸ソーダ水溶液中に分散させ、レーザー回折粒度分布装置(日機装株式会社製「MICROTRAC HRA」)にて測定した。
 比表面積は、島津製作所製流動式表面積自動測定装置フローソーブ2300形を用いてN吸着によるBET法により求めた。
(2)多面粒子の有無及び存在割合
 窒化アルミニウム粉末について、走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製「TM3030」)を用いて倍率500倍のSEM写真(加速電圧15kV、二次電子検出)を撮影した。該SEM写真から、平滑面を2つ以上有する粒子の有無を確認し、多面粒子の有無を判断した。
 また、多面粒子の存在割合は、上記SEM写真の画像解析から全窒化アルミニウム粒子の合計面積に対する、多面粒子の合計面積の割合を算出し、これを多面粒子の存在割合とした。SEM写真の視野数は10以上とする。具体的には、以下の式で求めた。
 多面粒子の存在割合(%)=[(多面粒子の合計面積)/(全窒化アルミニウム粒子の合計面積)]×100
(3)多面粒子の長径(L)と短径(D)の比(L/D)
 上記(2)で得られたSEM写真から、長径(L)が5μm以上の20個の多面粒子について、それぞれ短径(D)に対する長径(L)の比を求めこれらを平均して、多面粒子の長径(L)と短径(D)の比(L/D)とした。
 なお、比較例において多面粒子が確認されない窒化アルミニウム粉末については、長径(L)が5μm以上の粒子を対象に、上記と同様の方法で比(L/D)を求めた。
(4)平滑面の平滑性の評価
 窒化アルミニウム粉末をアクリル樹脂に充填し、硬化させた後、任意の箇所で切断し、その切断面の2000倍のSEM画像において、平滑面を有する任意の10粒子を選択し、図3に示すように、平滑面を形成する外郭線の端部P1と端部P2を結ぶ直線Lを引き、上記直線Lと外郭線との垂直距離の最大値をMとし、上記選択した10粒子においてそれぞれ測定されたMのうち、最も大きい数値をMmaxとして示した。また、上記Mの平均値をMとして示した。
(5)酸素含有量
 窒化アルミニウム粉末の酸素含有量は、堀場製作所製の酸素窒素分析装置「EMGA-620W」を用いて、グラファイトるつぼ中での高温熱分解法により発生したCOガス量から、窒化アルミニウム粉末に含まれる酸素含有量(酸素濃度)を測定した。
(6)窒化アルミニウム粉末の熱伝導率
 窒化アルミニウム粉末の熱伝導率は、特開2021-143968号公報に記載された顕微ラマン分光法に基づいて測定した。具体的には、以下のとおりである。
(検量線の作成)
 以下のS1~S4の窒化アルミニウム焼結体を検量線作成のための試料として用いた。
S1:市販品、相対密度99%以上、六方晶系、レーザーフラッシュ法で求めた熱伝導率:90W/m・K
S2:市販品、相対密度99%以上、六方晶系、レーザーフラッシュ法で求めた熱伝導率:175W/m・K
S3:市販品、相対密度99%以上、六方晶系、レーザーフラッシュ法で求めた熱伝導率:200W/m・K
S4:市販品、相対密度99%以上、六方晶系、レーザーフラッシュ法で求めた熱伝導率:239W/m・K
 市販の窒化アルミニウム焼結体試料S1~S4のラマンスペクトルを、顕微ラマン分光装置(日本分光社製:NRS‐7100)を用いて、励起波長532nm、出力10.9~11.0mW、対物レンズ100倍、測定時間30秒×2回積算、グレーティング3000 line/mm、スリット10×1000μm、アパーチャ4000μm、スペクトル分解能0.47cm-1、ビームスポット径1μm、分光器焦点距離500mmの条件で測定し、得られたラマンスペクトルにおいて、窒化アルミニウム固有のピークの一つであるE モードのピーク(655cm-1付近のピーク)のピーク半値幅を求めた。1つの試料について6ヶ所のピーク半値幅を測定し、その平均値を該試料のピーク半値幅とした。
 次いで、ピーク半値幅を測定した窒化アルミニウム焼結体試料の熱伝導率を、レーザーフラッシュ法によって求めた。
 得られた熱伝導率とピーク半値幅の関係をグラフにプロットして確認したところ、ピーク半値幅の対数と熱伝導率の対数が正比例し、下記式で表わされる検量線を得た。
 log(λ)=Alog(W)+B
 上記式において、λは熱伝導率、Wはピーク半値幅であり、Aは-2.25、Bは3.50である。
(熱伝導率の測定)
 各実施例及び比較例で得られた窒化アルミニウム粉末の熱伝導率を、顕微ラマン分光装置(日本分光社製:NRS-7100)を用いて測定した。測定条件は、励起波長532nm、出力10.9~11.0mW、対物レンズ100倍、測定時間30秒×2回積算、グレーティング3000line/mm、スリット10×1000μm、アパーチャ4000μm、スペクトル分解能0.47cm-1、ビームスポット径1μm、分光器焦点距離500mmとした。測定は、スライドガラス上に分散するようにふりまいた窒化アルミニウム粉末試料について、光学顕微鏡による観察で前記粉末中の平均粒径に近い粒子径の粒子を選択してその表面に焦点を合わせてラマン分光測定を行った。
 得られたラマンスペクトルにおいて、窒化アルミニウム固有のピークの一つであるE モードのピーク(655cm-1付近のピーク)を選択し、該ピークの半値幅を求めた。1つの試料について6個の粒子のピーク半値幅を測定し、その平均値を該試料のピーク半値幅とした。得られたピーク半値幅と、前記検量線から窒化アルミニウム粉末の熱伝導率を算出した。
(7)樹脂組成物の熱伝導率
 窒化アルミニウム粉末100質量部と、樹脂10質量部とを混合して、樹脂組成物を得た。樹脂としてはエポキシ樹脂を用いた。該樹脂組成物を100℃で熱プレスして、厚み1mmのシートを得た。得られたシートの熱伝導率をレーザーフラッシュ法により測定した。
(8)樹脂組成物の流動性
 上記(7)で得られた樹脂組成物について、武蔵エンジニアリング(株)社製のシリンジ「PSY-30F」を用いて、1分間あたりの吐出量(g/min)を測定した。
 シリンジの試料を保管する胴部の内径は22mm、試料を吐出する先端部分の内径は2mmであった。また吐出圧は0.62Paとした。
 (実施例1)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.7m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.2μm、比表面積1.68m/gの窒化アルミニウム粉末原料1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で4時間加熱した。加熱は常圧下で行った。得られた窒化アルミニウム粉末を遊星ボールミルで解砕して、大気雰囲気下において、700℃で8時間酸化処理をして、平均粒子径5.0μm、比表面積0.96m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-1)を得た。解砕と酸化処理は以下の全ての実施例で同様に行った為、以下略とする。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
 (実施例2)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として硫黄を0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径6.9μm、比表面積0.70m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-2)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例3)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化イットリウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.0μm、比表面積0.69m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-3)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例4)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤としてフッ化カルシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.0μm、比表面積0.69m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-4)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例5)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.2μm、比表面積1.68m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、2100℃で1時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.1μm、比表面積0.68m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-5)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例6)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として炭酸カルシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.1μm、比表面積0.68m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-6)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例7)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として硫黄を5.0質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.1μm、比表面積0.68m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-7)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例8)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化セシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.2μm、比表面積0.67m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-8)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例9)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化ランタンを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1800℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.3μm、比表面積0.66m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-9)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例10)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.2μm、比表面積1.68m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、2000℃で2時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径7.6μm、比表面積0.63m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-10)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表1に示した。
(実施例11)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径5.0μm、比表面積1.02m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で3時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径8.0μm、比表面積0.60m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-11)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例12)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径7.8μm、比表面積0.62m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で3時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径14.0μm、比表面積0.27m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-12)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例13)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径7.8μm、比表面積0.62m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径16.2μm、比表面積0.23m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-13)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例14)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径7.8μm、比表面積0.62m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で5時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径16.6μm、比表面積0.23m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-14)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例15)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料20質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径17.2μm、比表面積0.22m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-15)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例16)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径7.8μm、比表面積0.62m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径17.8μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-16)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例17)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化イットリウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径17.8μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-17)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例18)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤としてフッ化カルシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.1μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-18)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例19)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤としてフッ化カルシウムを5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.2μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-19)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例20)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化セシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.3μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-20)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表2に示した。
(実施例21)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として炭酸カルシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.5μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-21)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例22)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径10.2μm、比表面積0.47m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化ランタンを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.5μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-22)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例23)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径7.8μm、比表面積0.62m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、2000℃で5時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径18.7μm、比表面積0.20m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-23)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例24)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径16.2μm、比表面積0.23m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤としてフッ化カルシウムを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で18時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径26.3μm、比表面積0.19m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-24)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例25)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径16.2μm、比表面積0.23m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部と、添加剤として酸化ランタンを0.1質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で18時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径26.5μm、比表面積0.19m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-25)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例26)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径18.7μm、比表面積0.20m/gの窒化アルミニウム粉末原料5質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、2000℃で8時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径28.8μm、比表面積0.17m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-26)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3、SEM観察を図2に示した。
(実施例27)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径18.2μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末原料15質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径28.8μm、比表面積0.17m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-27)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例28)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径17.8μm、比表面積0.21m/gの窒化アルミニウム粉末原料20質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径29.4μm、比表面積0.17m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-28)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例29)
 平均粒子径0.5μm、比表面積15.70m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径26.5μm、比表面積0.14m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で12時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径38.2μm、比表面積0.11m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-29)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表3に示した。
(実施例30)
 平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径28.8μm、比表面積0.13m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径39.0μm、比表面積0.10m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-30)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(実施例31)
 平均粒子径4.7μm、比表面積1.22m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径38.2μm、比表面積0.10m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1950℃で20時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径44.0μm、比表面積0.09m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-31)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(実施例32)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径26.4μm、比表面積0.14m/gの窒化アルミニウム粉末原料15質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、2100℃で14時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行い、平均粒子径49.4μm、比表面積0.05m/gの窒化アルミニウム粉末(AL-32)を得た。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(比較例1)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末のみを加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1900℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い、解砕、酸化処理を行って窒化アルミニウム粉末を得た。
 得られた窒化アルミニウム粉末は、比較的平坦な輪郭線を有する面を有する粒子が10%程度存在するものの、平均粒子径は2.2μmと小さいものであった。また、上記平坦な面の平滑性を評価したところ、平滑性も乏しいものであった。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(比較例2)
 平均粒子径2.0μm、比表面積1.93m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料10質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い解砕、酸化処理を行って窒化アルミニウム粉末を得た。
 得られた窒化アルミニウム粉末は、比較的平坦な輪郭線を有する面を有する粒子を40%程度存在するものの、平均粒子径は3.2μmと小さいものであった。また、上記平坦な面の平滑性を評価したところ、平滑性は乏しいものであった。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(比較例3)
 平均粒子径1.0μm、比表面積2.81m/gの窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3.0μm、比表面積1.79m/gの窒化アルミニウム粉末原料50質量部とを混合して原料混合物を作製した。
 該原料混合物を加熱装置に収容し、装置内に窒素ガスを供給して窒素雰囲気とし、1850℃で10時間加熱した。加熱は常圧下で行い解砕、酸化処理を行って窒化アルミニウム粉末を得た。
得られた窒化アルミニウム粉末は、比較的平坦な輪郭線を有する面を有する粒子を50%程度含むものの、平均粒子径は3.7μmと小さいものであった。また、上記平坦な面の平滑性を評価したところ、上記平坦な面の平滑性を評価したところ、平滑性も乏しいものであった。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
(比較例4)
 平均粒子径7.5μmのアルミニウム粉末と平均粒子径1.0μm、比表面積2.8m/gの窒化アルミニウム粉末を1:2の割合で混合し、原料混合物を作製した。この原料混合物を反応器に収容し、窒素加圧下で燃焼反応させ、得られた塊状物を解砕して窒化アルミニウム粉末を得た。
 得られた窒化アルミニウム粉末の平均粒子径は、19.2μmであり、上記窒化アルミニウム粉末を構成する粒子において、比較的平坦な輪郭線を有する面を有する粒子の割合は、20%程度であり、上記粒子について上記平坦な面の平滑性を評価したところ、平滑性も乏しいものであった。このように、比較例4では本発明で規定する、少なくとも2つの平滑面が存在する多面粒子を含む特定の窒化アルミニウム粉末が得られなかった。該窒化アルミニウム粉末についての各種測定結果を表4に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 各実施例では、平均粒径5~50μmの範囲に含まれる窒化アルミニウム粉末が得られており、該窒化アルミニウム粉末には、少なくとも2つの平滑面を有し、かつ長径/短径比が特定の範囲の多面粒子が含まれ、しかも、酸素濃度も十分低く、高い熱伝導率を有していた。そして、各実施例の窒化アルミニウム粉末を樹脂に充填した樹脂組成物は熱伝導率が高く、かつ流動性にも優れており、放熱材料として有用であることが分かった。
11、12 多面粒子
a     平滑面

Claims (6)

  1.  平均粒子径が5~50μm、酸素含有量が0.5質量%以下であり、倍率500倍の走査型電子顕微鏡観察において、少なくとも2つの平滑面が存在する多面粒子を含み、かつ、長径(L)が5μm以上の前記多面粒子についての、短径(D)に対する長径(L)の比(L/D)の平均値が1.0~1.4の範囲にある窒化アルミニウム粉末。
  2.  前記多面粒子の存在割合が70%以上である、請求項1に記載の窒化アルミニウム粉末。
  3. 前記多面粒子の切断面の2000倍のSEM画像において、任意に選択した10粒子において、平滑面に該当する外郭線と上記外郭線の端部間を結ぶ直線との垂直距離の最大値Mの平均値(M)が0.15μm以下である請求項1に記載の窒化アルミニウム粉末。
  4.  樹脂充填用である、請求項1~3のいずれかに記載の窒化アルミニウム粉末。
  5.  請求項1又は2に記載の窒化アルミニウム粉末と樹脂とを含有する樹脂組成物。
  6.  平均粒子径0.5~5μm、比表面積1.2~16.0m/gの第1の窒化アルミニウム粉末原料100質量部と、平均粒子径3~40μm、比表面積が0.05~1.8m/gであり、且つ、第1の窒化アルミニウム粉末原料の比表面積(SA1)に対するその比表面積(SA2)の比(SA2/SA1)が0.8以下の関係にある第2の窒化アルミニウム粉末原料1~20質量部とを混合して原料混合物を作製する工程1、及び、前記原料混合物を不活性ガスの供給下、1750~2100℃に加熱する工程2を含むことを特徴とする窒化アルミニウム粉末の製造方法。

     
PCT/JP2023/031295 2022-08-30 2023-08-29 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物 WO2024048600A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023577447A JP7448737B1 (ja) 2022-08-30 2023-08-29 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-136889 2022-08-30
JP2022136889 2022-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024048600A1 true WO2024048600A1 (ja) 2024-03-07

Family

ID=90099582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/031295 WO2024048600A1 (ja) 2022-08-30 2023-08-29 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7448737B1 (ja)
TW (1) TW202421577A (ja)
WO (1) WO2024048600A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03177308A (ja) * 1989-12-07 1991-08-01 Shin Etsu Chem Co Ltd 高純度窒化アルミニウム粉末及びその製造方法
JPH0474705A (ja) * 1990-07-09 1992-03-10 Lion Corp 球状窒化アルミニウム及びその製造方法
JP2012056774A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Tokuyama Corp 球状窒化アルミニウム粉末
JP2012121742A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Tokuyama Corp 球状窒化アルミニウム粉末の製造方法
JP2012193054A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法
JP2020176222A (ja) * 2019-04-19 2020-10-29 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム複合フィラー
JP2020180221A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社トクヤマ 複合フィラー
JP2021134132A (ja) * 2020-02-28 2021-09-13 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム粒子

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3177308B2 (ja) 1992-07-31 2001-06-18 古河電気工業株式会社 光ファイバプリフォームの製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03177308A (ja) * 1989-12-07 1991-08-01 Shin Etsu Chem Co Ltd 高純度窒化アルミニウム粉末及びその製造方法
JPH0474705A (ja) * 1990-07-09 1992-03-10 Lion Corp 球状窒化アルミニウム及びその製造方法
JP2012056774A (ja) * 2010-09-03 2012-03-22 Tokuyama Corp 球状窒化アルミニウム粉末
JP2012121742A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Tokuyama Corp 球状窒化アルミニウム粉末の製造方法
JP2012193054A (ja) * 2011-03-15 2012-10-11 Tokuyama Corp 窒化アルミニウム粉末およびその製造方法
JP2020176222A (ja) * 2019-04-19 2020-10-29 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム複合フィラー
JP2020180221A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 株式会社トクヤマ 複合フィラー
JP2021134132A (ja) * 2020-02-28 2021-09-13 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム粒子

Also Published As

Publication number Publication date
JP7448737B1 (ja) 2024-03-12
JPWO2024048600A1 (ja) 2024-03-07
TW202421577A (zh) 2024-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE47635E1 (en) High solids hBN slurry, hBN paste, spherical hBN powder, and methods of making and using them
US20160325994A1 (en) High aspect boron nitride, methods, and composition containing the same
TWI507350B (zh) 球狀氮化鋁粉末
WO2012077551A1 (ja) 窒化アルミニウム粉末及びその製造方法
TWI496736B (zh) 球狀氮化鋁粉末之製造方法
KR20190058482A (ko) 질화 붕소 덩어리 형상의 입자, 그 제조 방법 및 이를 이용한 열전도 수지 조성물
JP7145315B2 (ja) 塊状窒化ホウ素粒子、熱伝導樹脂組成物及び放熱部材
KR102010867B1 (ko) 질화 알루미늄 분말의 제조 방법
DE102012104049A1 (de) Bornitrid-Agglomerate, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
CN109153811B (zh) 铝产品及其在具有高热导率的聚合物组合物中的用途
JPWO2020153505A1 (ja) フィラー組成物、シリコーン樹脂組成物及び放熱部品
JPWO2018101241A1 (ja) 六方晶窒化ホウ素粉末及びその製造方法
TW202142491A (zh) 氧化鋁粉末、樹脂組成物、以及散熱零件
WO2018199322A1 (ja) 窒化アルミニウム粒子
JP2022048574A (ja) 酸化マグネシウム粉末、フィラー組成物、樹脂組成物、及び放熱部品
JP7448737B1 (ja) 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物
JP7506278B1 (ja) 窒化アルミニウム粉末及び樹脂組成物
WO2024202734A1 (ja) 窒化ケイ素粉末およびそれを用いた樹脂組成物
KR102701676B1 (ko) 질화 알루미늄 분말의 제조방법
WO2023157683A1 (ja) 被覆マグネシア粒子、放熱材用フィラー、樹脂組成物、及び被覆マグネシア粒子の製造方法
WO2024210054A1 (ja) 窒化アルミニウム粉末
JP2024146815A (ja) 窒化ホウ素凝集粒子、窒化ホウ素凝集粉末、複合材組成物、放熱部材、半導体デバイス
CA3231795A1 (en) Hexagonal boron nitride powder for filler
KR20220042750A (ko) 구형 무기 입자, 이의 제조방법 및 이의 용도
WO2024012656A1 (de) Siliziumhaltige wärmeleitpasten

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023577447

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23860362

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1