[发明专利]氮化铝粉末

说明书

提供一种氮化铝晶体粒子、含有该氮化铝晶体粒子的氮化铝粉末、它们的制造法、含有上述氮化铝晶体粒子的有机高分子组合物及烧结体，该氮化铝晶体粒子具有由对向的六角形状面2面和长方形状面6面构成、在六角形状面的对向的方向上扁平的8面体形状，六角形状面内的对向的两个角之间的平均距离D为3～110μm的范围，长方形状面的短边的长度L为2～45μm的范围且L/D为0.05～0.8之间，六角形状面和长方形状面未形成一条棱地形成曲面而交叉，而且，真密度为3.20～3.26g/cm³的范围。

技术领域

本发明涉及氮化铝晶体粒子、含有该氮化铝晶体粒子的氮化铝粉末、它们的制造方法及含有所述氮化铝晶体粒子的有机高分子组合物以及烧结体。

背景技术

氮化铝具有高的热导性与优异的电绝缘性，因此期待作为以高热导性基板、放热零件为代表的绝缘放热用填料的应用。放热用填料通过分散于树脂、橡胶等基质而提高热导率，用于放热片材、薄膜状隔离物、放热油脂、放热性粘接剂这样的用途。

为了提高放热材料的热导率，需要填料在基质中相互接触，形成热导通路。因此，通常在使用填料的情况下，以并用大粒径和小粒径的填料、提高充填率的方式进行粒度的最佳化。

此外，在氮化铝粉末的制造方法中已知有：在氮气氛下烧成氧化铝和碳的还原氮化法、使金属铝和氮直接反应的直接氮化法、使烷基铝和氨反应后进行加热的气相法。

但是，通过所述还原氮化法及气相法得到的氮化铝粉末的粒径为亚微米程度，不易得到作为上述大粒径填料所要求的数μm～数十μm的较大的氮化铝粒子。

另一方面，由于在直接氮化法中进行粉碎·分级，因此粒径控制比较容易，可以得到数μm～数十μm的氮化铝粒子，但需要粉碎工序，因此得到的氮化铝粉末的粒子为带棱角的形状，此外粒径中也出现不均匀，因此对树脂的充填性、添加其而得到的热导性树脂的性能的稳定性中具有改良的余地。

相对于上述方法，作为得到大粒径、具有希望的平均粒径的氮化 铝粉末的方法，具有如下方法：向氮化铝粉末中添加烧结助剂、结合剂及溶剂并进行喷雾干燥，烧结得到的球状造粒粉(特开平3-295853号公报)。但是，得到的造粒粉的烧结体具有通过烧结使粒子彼此结合的多晶构造，在热导性方面具有改良的余地，此外不易得到粒子形状也一定的烧结体，在对树脂的充填性、添加其而得到的热导性树脂的性能的稳定性中存在问题。另外，向树脂充填的粒子为球状，因此不易形成热导通路。另外，由于使用氮化铝粉末作为原料，原料价高，存在经济上的问题。

另外，作为得到大粒径的单晶的方法，具有将氮化铝升华，并使之在种晶上柱状生长，通过将其切断而得到柱状氮化铝晶体粒子的方法(WO2009/066663号公报)。通过该方法得到的氮化铝晶体粒子为单晶，因此与多晶相比，具有热导率高且粒子形状也均匀这样的特征。但是，得到的氮化铝晶体粒子为具有带棱角的棱部的柱状，作为填料使用时存在混炼性降低这样的问题。而且，由于使用氮化铝作为原料，因此存在价高的课题。

另一方面，如开头所记载地，近年来，随着半导体器件的功率密度的上升，对用于器件搭载的材料要求更高度的放热特性。作为这种材料，具有称为热界面材料的一系列的材料，其使用量急速扩大。在此，热界面材料是指，用于缓和将由半导体元件产生的热排放至散热器或筐体等的路径的热阻力的材料，可以以片材、凝胶、油脂等各种方式使用。

通常，热界面材料为向有机高分子成分中充填了热导性填料的复合材料，作为填料，大多使用二氧化硅、氧化铝。但是，二氧化硅的热导率为1W/m·K左右，氧化铝的热导率为36W/m·K左右，即使是使用了氧化铝的复合材料，其热导率也限于1～5W/m·K左右，因此，要求热导率更高的复合材料。

因此，近年来，提出了向有机高分子成分中充填具有比二氧化硅、氧化铝高的热导率的氮化铝。