【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、電子部品の絶縁板、封止材、放熱シ
ートなどに使用する無機充填樹脂組成物の製造方
法に関するものである。
（従来の技術・欠点）
樹脂成形体に無機充填材を添加し、機械的強
度、耐熱性の向上、寸法安定性、コスト低下など
を図ることが知られている。この樹脂が電子部品
の絶縁板、封止剤、放熱シートなどに使用される
場合は、電子部品の発熱を樹脂を通して外部へ放
散する必要がある。また電子回路を正常に保つた
め、低熱膨張性が要求される。
無機充填材は、一般に粉砕により細粒化されて
いる。このため粒子は角ばつており、樹脂への分
散性や樹脂の流動性が低下する。また、成形体を
得るための金型の磨耗が激しい。この対策とし
て、充填材を予め高温火炎中に通し、表面を溶融
させ、粒子の角をとることで上記欠点を解決する
ことが知られている。例えば特開昭59−59737号
公報のとおりである。
無機充填材として常用される結晶質シリカを高
温火炎中に通し、完全に溶融させると熱伝導率が
低下して放熱作用が劣る。逆に溶融が不十分では
溶融シリカが少なくなつて低熱膨張性が得られな
い。そこで、表面部が溶融シリカ、内部が結晶質
シリカの半溶融シリカ粒を使用し、低熱伝導性と
低熱膨張性とを兼ね備えさせる試みがなされてい
るが、満足する結果となつていない。
すなわち、結晶質シリカを高温火炎中に通して
半溶融シリカ粒を得ようとすると、溶融部と未溶
融部とを好ましい割合に調整することは困難であ
る。また、未溶融部を残そうとすると、溶融部の
溶融シリカの割合が不足がちになり、熱膨張率が
大きくなる。さらに、半溶融シリカ粒は二層構造
のため、未溶融部と溶融部との境界に、熱膨張率
の差などが原因で応力が集中しやすく、破壊強度
に劣る。
（問題を解決するための手段）
本発明は、充填材として半溶融シリカ粒に溶融
シリカ粒を組み合わせると共に、両者の比を特定
の範囲に定めることで上記従来の欠点を解決した
ものである。その特徴とするところは、結晶質シ
リカを高温火炎中に通して得られた半溶融シリカ
粒および溶融シリカ粒を、重量比（半溶融シリカ
粒／溶融シリカ粒）0.1〜４の割合好ましくは0.5
〜４の割合とし、総量で熱硬化性樹脂に35〜80重
量％含有させる無機充填組成物の製造方法であ
る。
本発明で用いる半溶融シリカ粒とは粉砕された
結晶シリカ粒を高温火炎中に通して表面を溶融さ
せたものであつて、前記結晶シリカ粒中未溶融部
が５〜90重量％好ましくは10〜70重量％残存させ
たものである。即ち溶融部が５重量％未満では溶
融シリカが少くなつて低膨張性が得られず、逆に
90重量％を超えると熱伝導性が劣下して放熱作用
が低下する。
半溶融シリカ粒に溶融シリカ粒を組み合わせる
と、充填材全体として結晶質シリカと溶融シリカ
との割合がバランスよく調整することができ、よ
つて熱伝導性に優れ、しかも低熱膨張性の樹脂組
成物が得られる。半溶融シリカは先に述べたとお
り破壊強度に劣るが、一体的組織で強度の大きな
溶融シリカ粒を併用したことにより、樹脂の機械
的強度の低下を防止する効果もある。
また、ここで使用する充填材は、ともに予め高
温火炎中に通したことで表面が溶融して丸みを帯
びており、角ばつておらず、樹脂への分散性、樹
脂の流動性に優れ、金型の磨耗などの欠点もな
い。
つぎに、本発明で使用する配合物とその割合に
ついて詳述する。
半溶融シリカ粒および溶融シリカ粒は、天然で
得られる珪石または珪砂、あるいはこれらを焼成
したトリジマイト、クリストバライトなどの結晶
質シリカを粉砕して細粒化し、これを高温火炎中
に通す。高温火炎はプロパン、水素、ブタン、ア
セチレンなどを可燃ガスとするバーナーより得ら
れる。火炎温度は、2000℃以上が好ましい。粒子
が半溶融か完全溶融かは、火炎の温度、火炎中の
粒子濃度、粒子径などで定められる。
半溶融シリカ粒の形状は、球形に近いほど好ま
しいが、粉砕によつて角ばつた部分が表面部の溶
融で滑らかになつた程度でもよい。一方、溶融シ
リカ粒は完全に溶融されているので、表面張力で
球形度が高いものとなる。
半溶融シリカ粒と溶融シリカ径の割合が重量比
で0.1未満では半溶融シリカ粒が少なくなつて結
晶質シリカがもつ高熱伝導性が得られない。重量
比で４を超えると溶融シリカが少なくなつて熱膨
張が大きくなる。
樹脂中における充填材の総量は、35重量％未満
では添加による効果が得られない。80重量％を超
えると樹脂の流動性が低下して成形性に劣る。
充填材の粒径は、177μｍ以下が好ましい。
177μｍを超えると樹脂中に均一に混合するこ
とができない。特に好ましいのは平均粒径で５〜
50μｍである。
熱硬化性樹脂の種類は特に限定するものではな
く、例えばエポキシ樹脂、フエノール樹脂、ユリ
ア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
などが使用できる。
その他の添加剤としては樹脂に対する硬化剤、
硬化促進剤、着色剤、難燃剤、離型剤、カツプリ
ング剤などを必要に応じて使用できる。
（発明の効果）
本発明によると以上に述べたとおり、充填材の
分散性が良い、樹脂の流動性に優れる、樹脂の強
度が大きいなどの効果に加え、電子部品用として
不可欠の熱的特性を備えた無機充填樹脂組成物を
得ることができる。よつて、本発明によると電子
部品の性能向上に大きく貢献することができる。
（実施例）
つぎに本発明実施例とその比較例を示す。
プロパン―酸素の火炎中（2100℃）に、粉砕に
より細粒化した結晶質シリカ（珪石）を一定量
（毎秒15ｇ）づつ投入し、平均粒径25μｍの半溶
融シリカ粒を得た。一方溶融シリカ粒は、前記と
同じ火炎中に細粒化した結晶シリカ（珪石）を毎
秒10ｇづつ投入し、平均粒径20μｍのものを得
た。樹脂はアミン系硬化促進剤を３重量％含有さ
せたエポキシ樹脂を使用した。
第１表は、樹脂の種類を一定にし、充填材の種
類とその割合を変化させた無機充填樹脂組成物で
ある。充填材うち高温火炎中に通したものは「表
面溶融」、粉砕品そのままのものは「粉砕」と表
示する。
各例のスパイラルフロー値と、トランスフアー
成形後の熱伝導率、熱膨張率を試験結果として併
記した。
この試験結果からも明らかなとおり、本発明に
より得られる無機充填樹脂組成物は、いずれも良
好な結果を示している。
【表】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for producing an inorganic filled resin composition used for insulating plates, sealants, heat dissipating sheets, etc. of electronic components. (Prior art/disadvantages) It is known to add an inorganic filler to a resin molded body to improve mechanical strength, heat resistance, dimensional stability, cost reduction, etc. When this resin is used for insulating plates, sealants, heat radiation sheets, etc. of electronic components, it is necessary to dissipate the heat generated by the electronic components to the outside through the resin. In addition, low thermal expansion is required to maintain the normal state of electronic circuits. Inorganic fillers are generally pulverized into fine particles. For this reason, the particles are angular, resulting in poor dispersibility in the resin and fluidity of the resin. Furthermore, the mold for obtaining the molded body is subject to severe wear. As a countermeasure to this problem, it is known to solve the above-mentioned drawback by passing the filler in advance through a high-temperature flame to melt the surface and round the corners of the particles. For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-59737. When crystalline silica, which is commonly used as an inorganic filler, is completely melted by passing it through a high-temperature flame, its thermal conductivity decreases, resulting in poor heat dissipation. Conversely, if the melting is insufficient, the amount of fused silica decreases and low thermal expansion cannot be obtained. Therefore, attempts have been made to use semi-fused silica grains with fused silica on the surface and crystalline silica on the inside to provide both low thermal conductivity and low thermal expansion, but these efforts have not yielded satisfactory results. That is, when trying to obtain semi-molten silica grains by passing crystalline silica through a high-temperature flame, it is difficult to adjust the ratio of the molten part to the unmelted part to a preferable ratio. Furthermore, if an unfused portion is left, the proportion of fused silica in the fused portion tends to be insufficient, and the coefficient of thermal expansion increases. Furthermore, since the semi-fused silica grains have a two-layer structure, stress tends to concentrate at the boundary between the unfused part and the fused part due to the difference in coefficient of thermal expansion, resulting in poor fracture strength. (Means for Solving the Problems) The present invention solves the above-mentioned conventional drawbacks by combining semi-fused silica particles and fused silica particles as a filler and setting the ratio of the two within a specific range. The feature is that semi-fused silica particles and fused silica particles obtained by passing crystalline silica through a high-temperature flame are mixed at a weight ratio (semi-fused silica particles/fused silica particles) of 0.1 to 4, preferably 0.5.
This is a method for producing an inorganic filler composition in which the total amount of the inorganic filler composition is 35 to 80% by weight in the thermosetting resin. The semi-molten silica grains used in the present invention are pulverized crystalline silica grains passed through a high-temperature flame to melt the surface, and the unmelted portion in the crystalline silica grains is 5 to 90% by weight, preferably 10% by weight. ~70% by weight remained. In other words, if the fused portion is less than 5% by weight, the amount of fused silica decreases and low expansion cannot be obtained;
If it exceeds 90% by weight, the thermal conductivity will deteriorate and the heat dissipation effect will decrease. By combining semi-fused silica particles with fused silica particles, the ratio of crystalline silica and fused silica can be adjusted in a well-balanced manner for the entire filler, resulting in a resin composition with excellent thermal conductivity and low thermal expansion. is obtained. As mentioned above, semi-fused silica is inferior in breaking strength, but the combined use of fused silica grains, which have an integral structure and high strength, has the effect of preventing a decrease in the mechanical strength of the resin. In addition, the fillers used here have been passed through a high-temperature flame in advance, so their surfaces are melted and rounded, with no sharp edges, and have excellent dispersibility and fluidity in the resin. There are no defects such as mold wear. Next, the formulations used in the present invention and their proportions will be explained in detail. Semi-fused silica grains and fused silica grains are produced by crushing naturally-obtained silica stone or silica sand, or calcined crystalline silica such as tridymite or cristobalite, and passing the fine grains through a high-temperature flame. A high-temperature flame is obtained from a burner that uses propane, hydrogen, butane, acetylene, etc. as a combustible gas. The flame temperature is preferably 2000°C or higher. Whether the particles are semi-molten or completely molten is determined by the temperature of the flame, the concentration of particles in the flame, the particle size, etc. The shape of the semi-fused silica particles is preferably as close to a spherical shape as possible, but it may be such that the angular portions caused by pulverization are smoothed by melting the surface portions. On the other hand, since fused silica particles are completely melted, they have a high degree of sphericity due to surface tension. If the ratio of the diameter of semi-fused silica particles to fused silica is less than 0.1 in weight ratio, the number of semi-fused silica particles decreases and the high thermal conductivity of crystalline silica cannot be obtained. If the weight ratio exceeds 4, the amount of fused silica will decrease and thermal expansion will increase. If the total amount of filler in the resin is less than 35% by weight, no effect can be obtained by adding it. When it exceeds 80% by weight, the fluidity of the resin decreases, resulting in poor moldability. The particle size of the filler is preferably 177 μm or less. If it exceeds 177 μm, it cannot be mixed uniformly into the resin. Particularly preferred is an average particle size of 5 to 5.
It is 50 μm. The type of thermosetting resin is not particularly limited, and for example, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, etc. can be used. Other additives include curing agents for resins,
Curing accelerators, colorants, flame retardants, mold release agents, coupling agents, etc. can be used as necessary. (Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in addition to effects such as good filler dispersibility, excellent resin fluidity, and high resin strength, the present invention has thermal properties essential for electronic components. An inorganic filled resin composition can be obtained. Therefore, the present invention can greatly contribute to improving the performance of electronic components. (Example) Next, examples of the present invention and comparative examples thereof will be shown. A fixed amount (15 g/sec) of crystalline silica (silica stone), which had been pulverized into fine particles, was introduced into a propane-oxygen flame (2100°C) to obtain semi-molten silica particles with an average particle size of 25 μm. On the other hand, fused silica particles having an average particle diameter of 20 μm were obtained by injecting 10 g of finely divided crystalline silica (silica stone) per second into the same flame as described above. The resin used was an epoxy resin containing 3% by weight of an amine curing accelerator. Table 1 shows inorganic filled resin compositions in which the type of resin was kept constant and the type and proportion of filler were varied. Fillers that have been passed through a high-temperature flame are labeled as ``surface melting,'' and fillers that are pulverized as they are are labeled as ``pulverized.'' The spiral flow value of each example, the thermal conductivity after transfer molding, and the coefficient of thermal expansion are also listed as test results. As is clear from the test results, all the inorganic filled resin compositions obtained by the present invention have shown good results. 【table】