CN103429634A - 树脂组合物、树脂片、树脂片固化物、树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物及其制造方法、半导体装置、以及led装置 - Google Patents

树脂组合物、树脂片、树脂片固化物、树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物及其制造方法、半导体装置、以及led装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种树脂组合物,其含有环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂以及填料,在前述填料的使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰,具有10μm以上100μm以下的粒径的填料含有氮化硼粒子。下述通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基,R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基,m表示0~2的数,n表示1~7的数。

Description

树脂组合物、树脂片、树脂片固化物、树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物及其制造方法、半导体装置、以及LED装置
技术领域
本发明涉及树脂组合物、树脂片、树脂片固化物、树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物及其制造方法、半导体装置、以及LED装置。
背景技术
伴随着使用半导体的电子设备的小型化、大容量化、高性能化等的推进,来自高密度安装的半导体的发热量日益增大。例如,对于个人计算机的中央运算装置、电动汽车的马达的控制所使用的半导体装置的稳定动作而言,为了散热,散热器、散热片是不可缺少的,要求能够兼顾绝缘性和热传导性的原料作为将半导体装置与散热器等结合的构件。
另外,通常,对于安装半导体装置等的印刷基板等的绝缘材料而言,广泛使用有机材料。这些有机材料虽然绝缘性高但热传导性低,对半导体装置等的散热的贡献不大。另一方面,存在为了半导体装置等的散热而使用无机陶瓷等无机材料的情况。这些无机材料虽然热传导性高但其绝缘性难说比有机材料充分,正在寻求能够兼顾高绝缘性和热传导性的材料。
与上述情况相关联,研究了各种在树脂中复合了被称作填料的热传导性高的无机填充剂而成的材料。例如,已知熔融粘度低、能够高填料填充的环氧树脂组合物(例如,参照日本特开2001-055425号公报)。另外,已知由通常的双酚A型环氧树脂与氧化铝填料的复合体系构成的固化物,通过氙闪光法能够达成3.8W/mK的热传导率,通过温度波热分析法能够达成4.5W/mK的热传导率(例如,参照日本特开2008-13759号公报)。同样地,已知由特殊的环氧树脂与胺系固化剂以及氧化铝填料的复合体系构成的固化物,通过氙闪光法能够达成9.4W/mK的热传导率,通过温度波热分析法能够达成10.4W/mK的热传导率(例如,参照日本特开2008-13759号公报)。
作为热传导性进一步优异的热固化性树脂固化物,在含有氮化硼以及环氧树脂、胺系固化剂和固化催化剂等聚合物成分的热传导性树脂组合物中,通过温度波热分析法能够达成热传导率6W/mK~11W/mK(例如,参照日本特开2008-189818号公报)。
发明内容
发明要解决的课题
然而,对于日本特开2001-055425号公报、日本特开2008-13759号公报和日本特开2008-189818号公报中记载的热传导性树脂固化物而言,存在热传导性、粘接强度和绝缘性难以全部高水平地满足的情况。特别地,如果是树脂厚度为数十μm、必须确保绝缘性的树脂片,则由于对树脂的厚度方向施加的电场强度升高,因此考虑到在芯片附近暴露于高温中、外部环境的温度变化、湿度等,与绝缘有关的长期可靠性的确保非常难。本发明的课题是提供一种热传导性、粘接强度和绝缘性全都优异的树脂片固化物、以及可形成该树脂片固化物的树脂片和树脂组合物。另外本发明的课题是提供一种使用前述树脂片构成的树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物、半导体装置、以及LED装置。
解决课题的方法
用于解决前述课题的具体方法如下。
<1>一种树脂组合物,其含有环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂以及填料,在前述填料的使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰,具有10μm以上100μm以下的粒径的填料含有氮化硼粒子。
[化1]
Figure BDA0000383215310000021
通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基。R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基。m表示0~2的数,n表示1~7的数。
<2>一种树脂组合物,其包含环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂、体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且包含氮化硼粒子的第三填料。
[化2]
Figure BDA0000383215310000031
通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基。R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基。m表示0~2的实数,n表示1~7的实数。
<3>根据前述<2>所述的树脂组合物,前述第一填料含有氧化铝粒子。
<4>根据前述<2>或<3>所述的树脂组合物,前述第一填料、第二填料和第三填料的总体积中,前述第一填料的含有率为1体积%~15体积%,前述第二填料的含有率为10体积%~40体积%,前述第三填料的含有率为45体积%~80体积%。
<5>根据前述<1>~<4>中任一项所述的树脂组合物,前述酚醛清漆树脂进一步包含构成酚醛清漆树脂的酚化合物,该酚化合物的含有比率为5质量%以上50质量%以下。
<6>一种树脂片,将前述<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物成型为平均厚度为80μm以上250μm以下的片状而形成。
<7>根据前述<6>所述的树脂片,表面的算术平均粗糙度为1.0μm以上2.5μm以下。
<8>根据前述<6>或<7>所述的树脂片,其为由前述<1>~<5>中任一项所述的树脂组合物形成的第一树脂层和第二树脂层的层叠体。
<9>根据前述<8>所述的树脂片,在前述层叠体的一个面上进一步具有金属箔,在另一个面上进一步具有聚对苯二甲酸乙二酯膜。
<10>一种树脂片固化物,其为前述<6>~<8>中任一项所述的树脂片的热处理物。
<11>一种树脂片层叠体,具有前述<6>~<8>中任一项所述的树脂片和配置在前述树脂片的至少一个面上的金属板或散热板。
<12>一种树脂片层叠体固化物,其为前述<11>所述的树脂片层叠体的热处理物。
<13>一种树脂片层叠体固化物的制造方法,具有在前述<6>~<8>中任一项所述的树脂片的至少一个面上配置金属板或散热板的工序和对前述树脂片供热而使前述树脂片固化的工序。
<14>一种半导体装置,具备半导体元件和配置在前述半导体元件上的前述<10>所述的树脂片固化物。
<15>一种LED装置,顺次层叠有LED元件、前述<10>所述的树脂片固化物和基板。
发明的效果
根据本发明,能够提供热传导性、粘接强度和绝缘性全都优异的树脂片固化物、以及可形成该树脂片固化物的树脂片和树脂组合物。特别是能够提供高温高湿下的绝缘性优异的树脂片。另外根据本发明,能够提供使用前述树脂片构成的树脂片层叠体、树脂片层叠体固化物、半导体装置、以及LED装置。
附图说明
图1是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图2是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图3是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图4是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图5是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图6是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的功率半导体装置的结构的一例的概略剖面图。
图7是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的LED灯条的结构的一例的概略剖面图。
图8是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的LED电灯泡的结构的一例的概略剖面图。
图9是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的LED电灯泡的结构的一例的概略剖面图。
图10是表示使用本发明所涉及的树脂片构成的LED基板的结构的一例的概略剖面图。
图11是表示本发明所涉及的树脂片中含有的填料的粒径分布的一例的图。
图12是表示本发明所涉及的树脂片中含有的填料的粒径分布的一例的图。
具体实施方式
本说明书中,“工序”这一用语不仅包括独立的工序,即使是与其他工序不能明确区别的情况下,如果能实现该工序的预期作用,则也包含在本用语中。另外,使用“~”表示的数值范围表示包含“~”的前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。进一步,关于组合物中的各成分,在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下,只要没有特别说明,则是指组合物中存在的该多种物质的合计量。
<树脂组合物>
本发明的第一方式的树脂组合物含有环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂以及填料,在使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰,具有10μm以上100μm以下的粒径的填料含有氮化硼粒子。前述树脂组合物根据需要可以进一步含有其他的成分。
另外,本发明的第二方式的树脂组合物含有环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂、体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且包含氮化硼粒子的第三填料。前述树脂组合物根据需要可以进一步含有其他的成分。
[化3]
Figure BDA0000383215310000061
通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基。R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基。m表示0~2的数,n表示1~7的数。
包含这样的构成的树脂组合物的树脂片,固化前的绝缘性、对金属板、散热板的粘接性优异。另外,通过将这样的树脂片热处理而热固化,能够构成热传导性、粘接性和绝缘性全都优异的树脂片固化物。特别是前述树脂片在高温高湿下的绝缘性优异。这例如可以如下认为。
即可以认为,通过包含环氧树脂单体和具有特定结构的酚醛清漆树脂,从而在固化前表现出高粘接性和绝缘性。另外可以认为,在以环氧树脂单体和特定结构的酚醛清漆树脂的组合维持粘接强度和绝缘性的同时,通过在使用激光衍射法测定的粒径分布中在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰且具有10μm以上100μm以下的粒径的填料包含氮化硼粒子,从而在进行热处理而固化后,由于填料的热传导路径形成效果而表现出特别优异的热传导性。
另外可认为,在B阶状态下,具有高极性的分子骨架的酚醛清漆树脂对金属板表现出良好的粘着性。这可认为,酚醛清漆树脂中羟基多,产生氢键从而粘性高,并且与金属板表面的金属氧化物之间容易产生静电相互作用。另外,由于在苯环与苯环之间具有容易旋转的亚甲基骨架,因此容易改变苯环骨架的方向。因此,认为能够将官能团转向金属板表面,润湿性也良好。进一步,通过使用具有不过于流动范围的单体分率、分子量分布的酚醛清漆树脂,能够表现出更良好的树脂润湿性和粘着性。另外可认为,由于粘接界面的树脂润湿性良好,因此难以形成容易成为短期绝缘破坏的原因的粘接界面空隙,能够提高绝缘破坏电压。
进一步可认为,在C阶状态下,通过使羟基与铜、铝等金属板表面的金属原子形成配位键,能够表现出良好的粘接强度。前述酚醛清漆树脂具有如下特征:由于羟基当量小且羟基不相邻,因此是立体阻碍也少、容易发生交联反应的结构。因此可认为,在C阶状态下具有高交联密度,因此能够形成高弹性模量、高热传导率、湿度难以进入的固化物。进一步可认为,由于氧化铝表面为金属氧化物,因此带有碱性,与酚醛清漆树脂的羟基容易形成配位键,树脂与填料界面能够良好地粘接。进一步可认为具有作为热传导介质的声子的散射难以发生、热阻减小,湿度难以进入等效果。
通过使具有10μm以上100μm以下的体积平均粒径的填料包含氮化硼粒子,能够与树脂的高热传导效果配合而飞跃提高热传导率。氮化硼的特征是,莫氏硬度为2,与其他的氧化铝、氮化铝等绝缘性陶瓷(例如,硬度8)相比低且柔软,容易变形。树脂成形时施加外力的情况下,树脂片中具有较大粒径的氮化硼粒子变形,通过在该变形时排除填料间存在的树脂,填料彼此能够容易地靠近。因此,在树脂片内部容易形成氮化硼粒子连续的结构,热传导率提高。进一步,通过在具有较大粒径的氮化硼粒子的周围埋入具有较小粒径的填料,能够提高填充率,能够使热传导路径变粗,因此可提高热传导性。
前述第一方式的树脂组合物例如可以通过含有环氧树脂单体、包含具有上述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂、体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且含有氮化硼粒子的第三填料而构成。
(填料)
前述树脂组合物包含填料。在前述填料的使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰,且包含具有10μm以上100μm以下的粒径的氮化硼粒子。具有这样的粒径分布的填料例如可以将在粒径分布中具有单一峰的至少3种填料组合而构成。具体而言,例如,可以通过至少包含体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且包含氮化硼粒子的第三填料而构成。另外也可以将在粒径分布中具有2个以上的峰的多种填料组合而构成。由于填料的粒径分布具有前述构成,填料的填充率提高,热传导性更有效地提高。
前述填料优选包含至少3种体积平均粒径不同的填料。即前述填料优选至少包含体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且包含氮化硼粒子的第三填料。另外,第一填料优选包含氧化铝粒子。
前述第一填料的体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm,但从分散性的观点出发,优选为0.05μm以上0.8μm以下,从填充性的观点出发,更优选为0.1μm以上0.6μm以下。
另外前述第二填料的体积平均粒径为1μm以上且小于10μm,但从树脂熔融粘度的观点出发,优选为2μm以上8μm以下,从填充性的观点出发,更优选为2μm以上6μm以下。
进一步前述第三填料的体积平均粒径为10μm以上100μm以下,但从填料填充性的观点出发,优选为10μm以上80μm以下,从粘接性的观点出发,更优选为10μm以上60μm以下,进一步优选为15μm以上55μm以下,特别优选为20μm以上50μm以下。另外前述第三填料的体积平均粒径从绝缘性的观点出发优选为15μm以上,更优选为20μm以上,进一步优选为30μm以上。
通过包含体积平均粒径不同的3种填料,填料的填充率提高,热传导性更有效地提高。
通过使前述填料如上所述包含体积平均粒径不同的3种填料,从而在横轴取粒径,纵轴取频率,测定树脂组合物中所含的填料整体的粒径分布时,能够显示在粒径为0.01μm以上且小于1μm的范围、1μm以上且小于10μm的范围和10μm以上100μm以下的范围分别具有峰的粒径分布。
另外,前述填料的粒径分布可通过激光衍射法来测定。使用激光衍射法时,可以首先从树脂组合物或树脂片(含固化物)提取出填料,并使用激光衍射散射粒度分布测定装置(例如,Beckman Coulter公司制、LS230),从而测定。具体而言,使用有机溶剂等、硝酸、王水等,从树脂组合物或树脂片提取出填料成分,使用超声波分散机等充分分散。通过测定该分散液的粒径分布,可以测定填料的粒径分布。另外通过算出填料的粒径分布中属于各峰的粒子群的体积,可以算出填料的总体积中属于各峰的粒子群的体积含有率。
另外通过使用扫描型电子显微镜观察树脂片或其固化物的剖面,可以测定填料的粒径分布。具体而言,将这些树脂片或其固化物埋入透明的环氧树脂中,使用研磨机、浆料、离子蚀刻、FIB(聚焦离子束)等进行研磨,使树脂片或其固化物的剖面露出。使用扫描型电子显微镜直接观察该剖面,从而能够实际测量填料的粒径分布。另外使用FIB装置(聚焦离子束SEM)等,反复进行研磨和二维的剖面观察,进行三维结构解析,也能够测定填料的粒径分布。进一步通过算出填料的粒径分布中属于各峰的粒子群的体积,可以算出填料的总体积中属于各峰的粒子群的体积含有率。
图11和图12表示前述树脂片中含有的填料的粒径分布的一例。如图11和图12所示,在粒径为0.01μm以上且小于1μm的范围、粒径为1μm以上且小于10μm的范围以及粒径为10μm以上100μm以下的范围的各个范围内存在粒径分布的峰。通过使用包含具有这样的粒径分布的填料的树脂组合物来构成树脂片,能够充分表现出热传导性和绝缘性等功能。
前述第一填料、第二填料和第三填料,从热传导性和绝缘性的观点出发,第二填料的体积平均粒径相对于前述第一填料的体积平均粒径的比(第二填料的体积平均粒径/第一填料的体积平均粒径)优选为5~50,从填充性和热传导性的观点出发,更优选为6~20。另外从热传导性和绝缘性的观点出发,第三填料的体积平均粒径相对于前述第二填料的体积平均粒径的比(第三填料的体积平均粒径/第二填料的体积平均粒径)优选为3~40,更优选为5~30。
前述第一填料、第二填料和第三填料只要分别是具有规定的体积平均粒径的填料,其粒径分布就没有特别限制。前述第一填料、第二填料和第三填料从热传导性的观点出发优选具有宽的粒径分布。
另外前述填料包含前述第一填料、第二填料和第三填料的情况下,前述填料作为整体包含前述第一填料、第二填料和第三填料即可。即,测定填料整体的粒径分布的情况下,只要观测到与体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料对应的峰、与体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料对应的峰以及与体积平均粒径为10μm以上100μm以下的第三填料对应的峰的至少3个峰即可。
这样的方式的填料例如可以将在粒径分布中显示单一峰的前述第一填料、第二填料和第三填料分别混合而构成,另外,也可以将在粒径分布中具有2个以上峰的填料适当组合而构成。
前述填料中的前述第一填料、第二填料和第三填料的含量没有特别限制。从更有效地提高热传导性的观点出发,各填料的含量优选使第三填料的含有比率尽可能高,其次使第二填料的含有比率高。通过这样调整体积平均粒径不同的至少3种填料的含有比率(体积基准),热传导性更有效地提高。具体而言,第一填料、第二填料和第三填料总体积中的体积基准的含有率,优选第一填料的含有率为1体积%~15体积%,第二填料的含有率为10体积%~40体积%,第三填料的含有率为45体积%~80体积%。从热传导率的观点出发,更优选第一填料的含有率为6体积%~15体积%,第二填料的含有率为18体积%~35体积%,第三填料的含有率为50体积%~70体积%。进一步从填料填充性的观点出发,进一步优选第一填料的含有率为7体积%~12体积%,第二填料的含有率为20体积%~30体积%,第三填料的含有率为55体积%~70体积%。
另外从填充性和热传导性的观点出发,各填料的含量优选第二填料相对于第一填料的含量的含有比为0.5~40,第三填料相对于第一填料的含量的含有比为3~80,更优选第二填料相对于第一填料的含量的含有比为1~7,第三填料相对于第一填料的含量的含有比为4~15,进一步优选第二填料相对于第一填料的含量的含有比为1.5~4.5,第三填料相对于第一填料的含量的含有比为4.5~10。
从填充性和热传导性的观点出发,前述填料优选第一填料、第二填料和第三填料的体积平均粒径分别为0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm和10μm以上100μm以下,第一填料、第二填料和第三填料的含有率以体积基准计分别为1%~15%、10%~40%和45%~80%。另外更优选第一填料、第二填料和第三填料的体积平均粒径分别为0.05μm以上且小于0.8μm、2μm以上且小于8μm和20μm以上80μm以下,第一填料、第二填料和第三填料的含有率以体积基准计分别为5%~13%、15%~35%和50%~73%。进一步,进一步优选第一填料、第二填料和第三填料的体积平均粒径分别为0.1μm以上且小于0.6μm、2μm以上且小于6μm和30μm以上60μm以下,第一填料、第二填料和第三填料的含有率以体积基准计分别为7%~13%、20%~30%和55%~70%。
前述填料包含粒径为10μm以上100μm以下的氮化硼粒子。前述氮化硼粒子优选作为前述第三填料包含在填料中。通过使填料含有粒径为10μm以上100μm以下的氮化硼粒子,热传导性飞跃提高。作为前述氮化硼粒子的粒子形状,没有特别限制,可列举球形、圆状、破碎状、鳞片状等。另外氮化硼粒子还优选为凝集粒子。从填充性和热传导性的观点出发,前述氮化硼粒子的粒子形状优选球形和圆状,更优选为球形和圆状的凝集粒子。
这例如可以如下认为。氮化硼的莫氏硬度为2,与其他的氧化铝、氮化铝等绝缘性陶瓷(例如,硬度8)相比低且柔软。进一步球形、圆状等粒子形状的氮化硼是1次粒子凝集而成的形状,粒子内部存在空洞,虽然比熔融的树脂硬,但是粒子本身也容易变形。因此,可通过外力而容易地变形,在后述的加热加压工序、层压工序和压制工序时能够变形,该变形时能够排除填料间的树脂。因此可以认为,填料彼此能够容易地靠近,树脂片和树脂片固化物的内部容易形成氮化硼粒子连续接触的结构,热传导性飞跃提高。另外,作为热传导性比氮化硼高的填料,已知氮化铝,但由于作为粒子硬且难以变形,因此难以产生连续层,可认为与氮化硼相比热传导性的提高效果小。
前述填料中所含的氮化硼粒子的含有率没有特别限制。从热传导性的观点出发,将填料总体积设为100体积%的情况下,优选为15体积%以上90体积%以下,从粘接性的观点出发,更优选为30体积%以上85体积%以下,从热传导性的观点出发,进一步优选为35体积%以上80体积%以下。
前述填料含有氮化硼粒子,使用显微镜直接观察树脂组合物中或片材的组织的方法是有效的。例如,通过使用SEM(扫描型电子显微镜)观察树脂片或其固化物的剖面,能够确认树脂组合物中的填料的结晶形态,进一步可以通过使用SEM-EDX(能量分散型X射线分光器)对填料的元素进行定性来确认。
前述第三填料除了氮化硼粒子以外,还可以进一步含有其他具有绝缘性的无机化合物粒子。作为第三填料可含的氮化硼以外的其他具有绝缘性的无机化合物,可以列举与后述的第一填料和第二填料同样的填料。
另一方面,作为第一填料和第二填料,只要是具有绝缘性的无机化合物粒子就没有特别限制。前述无机化合物粒子优选具有高的热传导性。作为第一填料和第二填料的具体例,可以列举氧化铝、氧化镁、氮化硼、氮化铝、氮化硅、滑石、云母、氢氧化铝、硫酸钡等无机化合物粒子。其中,从热传导性、绝缘性的观点出发,优选为从氧化铝、氮化硼和氮化铝所组成的组中选择的至少1种无机化合物粒子。作为这些填料的材质,可以为单独1种,也可以并用2种以上。
前述第一填料中优选包含氧化铝粒子。由此能够更加提高耐湿绝缘性。关于该理由,如下认为。已知在与金属铜接触的热传导性树脂固化物中,在恒温恒湿下产生的树枝状的铜迁移沿着介电常数不同的树脂与填料的界面产生。因此可认为,通过进行增大填料的比表面积、巩固填料与树脂的界面的结合、提高树脂的交联密度等,能够降低树枝状的铜迁移的进行速度,能够制成长期绝缘可靠性优异的树脂组合物。这里,粒径最小的第一填料的单位质量的表面积最大,因此认为会影响耐湿可靠性。因此认为,通过使第一填料含有与树脂的结合性优异的氧化铝粒子,能够更加提高绝缘可靠性。另外认为,由于使用前述酚醛清漆树脂的固化物具有高交联密度,因此树枝状的铜迁移的进展变得更难。
前述第一填料包含氧化铝粒子的情况下,从耐湿可靠性的观点出发,前述氧化铝粒子优选比表面积为2m2/g以上。另外从耐湿可靠性的观点出发,前述氧化铝还另外优选为纯度99质量%以上的氧化铝粒子。
作为前述填料的粒子形状,没有特别限制,可列举球形、圆状、破碎状、鳞片状、凝集粒子状等。前述第一填料和第二填料从填充性和热传导性的观点出发优选圆状、球形或凝集粒子状。
前述树脂组合物中的填料含量没有特别限制。填料含量从热传导性和粘接性的观点出发优选为树脂组合物的全部固体成分体积中的50体积%~90体积%,从热传导性的观点出发,更优选为50体积%~85体积%。另外,树脂组合物的全部固体成分体积是指构成树脂组合物的成分中非挥发性成分的总体积。
(酚醛清漆树脂)
前述树脂组合物含有包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的至少1种的酚醛清漆树脂(以下,也称为“特定酚醛清漆树脂”)。酚醛清漆树脂作为例如固化剂起作用,与后述的环氧树脂单体反应而形成树脂固化物,表现出绝缘性和粘接性。通过含有包含具有特定结构的化合物的酚醛清漆树脂和包含氮化硼、氧化铝的填料,固化前能够显示绝缘性和粘接性,固化后能够显示优异的热传导性、绝缘性和粘接性。另外前述特定酚醛清漆树脂优选进一步包含作为构成酚醛清漆树脂的酚化合物的单体。
[化4]
Figure BDA0000383215310000131
上述通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基。R1所表示的烷基、芳基和芳烷基如果可能的话可以进一步具有取代基。作为该取代基,可以列举烷基、芳基、卤原子和羟基等。
m表示0~2的数。m为2的情况下,2个R1可以相同也可以不同。从粘接性和热传导性的观点出发,m优选为0或1,更优选为0。n为1~7的数,是通式(I)所表示的结构单元的重复数。前述特定酚醛清漆树脂包含多种具有通式(I)所表示的结构单元的化合物的情况下,从粘接性和热传导性的观点出发,n的平均值优选为1.7~6.5,更优选为2.4~6.1。
前述特定酚醛清漆树脂只要包含具有上述通式(I)所表示的结构单元的化合物的至少1种即可,也可以包含具有上述通式(I)所表示的结构单元的化合物的2种以上。
特定酚醛清漆树脂由于包含具有通式(I)所表示的结构单元的化合物,因此至少包含来自作为酚化合物的间苯二酚的部分结构。前述特定酚醛清漆树脂还可以进一步包含来自间苯二酚以外的酚化合物的部分结构的至少1种。作为间苯二酚以外的酚化合物,可以列举苯酚、甲酚、邻苯二酚、对苯二酚、1,2,3-三羟基苯、1,2,4-三羟基苯、1,3,5-三羟基苯等。前述酚醛清漆树脂可以包含来自它们的部分结构的单独1种,也可以组合包含2种以上。这里,来自酚化合物的部分结构是指,从酚化合物的苯环部分除去1个或2个氢原子而构成的1价或2价的基团。除去氢原子的位置没有特别限定。
作为前述特定酚醛清漆树脂中来自间苯二酚以外的酚化合物的部分结构,从热传导性、粘接性、保存稳定性的观点出发,优选为来自从苯酚、甲酚、邻苯二酚、对苯二酚、1,2,3-三羟基苯、1,2,4-三羟基苯和1,3,5-三羟基苯所组成的组中选择的至少1种的部分结构。
关于特定酚醛清漆树脂中来自间苯二酚的部分结构的含有率,没有特别限制。从热传导性的观点出发,特定酚醛清漆树脂的总质量中,来自间苯二酚的部分结构的含有率优选为55质量%以上,从更高的热传导性的观点出发,更优选为80质量%以上。特定酚醛清漆树脂的总质量中来自间苯二酚的部分结构的含有率的上限值没有特别限制。优选为例如98质量%以下。
通式(I)中,R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基、苯基或芳烷基。R2和R3所表示的烷基、苯基、芳基和芳烷基如果可能的话可以进一步具有取代基。作为该取代基,可以列举烷基、芳基、卤原子、羟基等。
作为本发明中的R2和R3,从保存稳定性和热传导性的观点出发,优选为氢原子、烷基或芳基,更优选为氢原子、碳原子数1至4的烷基或碳原子数6至10的芳基,进一步优选为氢原子或苯基,特别优选为氢原子。进一步从耐热性的观点出发,还另外优选R2和R3的至少一方为碳原子数6至10的芳基(更优选为苯基)。
前述特定酚醛清漆树脂具体而言优选为包含具有以下所示的通式(Ia)~通式(If)的任一个所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂。
[化5]
Figure BDA0000383215310000151
通式(Ia)~通式(If)中,i、j表示来自各酚化合物的结构单元的含有比率(质量%)。i为2质量%~30质量%、j为70质量%~98质量%,i与j的合计为100质量%。
从热传导性的观点出发,前述特定酚醛清漆树脂优选包含通式(Ia)和通式(Ie)的任一个所表示的结构单元,i为2质量%~20质量%、j为80质量%~98质量%,从弹性模量和线膨胀率的观点出发,更优选包含通式(Ia)所表示的结构单元,i为5质量%~10质量%、j为90质量%~95质量%。
特定酚醛清漆树脂包含具有上述通式(I)所表示的结构单元的化合物,优选包含下述通式(III)所表示的化合物的至少1种。
[化6]
Figure BDA0000383215310000161
通式(III)中,R11表示氢原子或来自下述通式(IIIp)所表示的酚化合物的1价的基团,R12表示来自酚化合物的1价的基团。另外,R1、R2、R3、m和n与通式(I)中的R1、R2、R3、m和n分别同义。R12所表示的来自酚化合物的1价的基团是从酚化合物的苯环部分除去1个氢原子而构成的1价的基团,除去氢原子的位置没有特别限定。
[化7]
Figure BDA0000383215310000162
通式(IIIp)中,p表示1~3的数。另外,R1、R2、R3和m与通式(I)中的R1、R2、R3和m分别同义。
R11和R12中的酚化合物只要是具有酚羟基的化合物就没有特别限定。具体而言,可以列举苯酚、甲酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚等。其中,从热传导性和保存稳定性的观点出发,优选为从甲酚、邻苯二酚和间苯二酚所组成的组中选择的至少1种。
作为前述特定酚醛清漆树脂的数均分子量,从热传导性、成形性的观点出发,优选为800以下。另外从弹性模量和线膨胀率的观点出发,更优选为300以上750以下。进一步从成形性和粘接强度的观点出发,更优选为350以上550以下。
前述树脂组合物中,包含具有上述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂可以包含作为构成酚醛清漆树脂的酚化合物的单体。作为构成酚醛清漆树脂的酚化合物的单体的含有比率(以下,有时称为“单体含有比率”),没有特别限制。从成形性、热传导性和玻璃化温度的观点出发,优选在酚醛清漆树脂中为5质量%~50质量%,从高的热传导性、玻璃化温度的观点出发,更优选为10质量%~45质量%,从更高的热传导性和玻璃化温度的观点出发,进一步优选为15质量%~40质量%。
如果单体含有比率为5质量%以上,则能够抑制酚醛清漆树脂的粘度上升,可得到高粘接强度、优异热传导性的组合物。另外如果为50质量%以下,则通过固化时的交联反应,能够形成更高密度的高次结构、三维交联结构,能够达成更优异的热传导性和耐热性。另一方面,如果树脂组合物中的单体含有比率小于5质量%,则存在树脂成为高粘度的倾向,因此存在成形性和粘接性下降的情况,存在热传导性也下降的情况。单体含有比率大于50质量%,则组合物的挥发成分含量变大,存在容易产生空隙的倾向。也就是说,通过使单体含有比率为5质量%~50质量%,能够使热传导性、粘接性和绝缘性全都优异,因此优选。
另外发现,如果树脂组合物中的酚醛清漆树脂的单体含有比率为5质量%以上,则使用树脂组合物构成的树脂片中,其片材表面的算术平均粗糙度容易成为2.5μm以下。另一方面发现,如果为50质量%以下,则片材表面的算术平均粗糙度容易成为1.0μm以上。这是因为单体量与树脂片成形时的流动性相关。认为如果处于该范围,则金属板等粘接时不会引入界面空隙,能够粘接。使用这样的片材,可得到绝缘性、粘接性,固化时可得到热传导性更良好的特性。由上推测,树脂组合物中的单体含有比率与片材的表面粗糙度相关。
作为测定树脂组合物中的单体含有比率的方法,例如,有如下方法:将树脂组合物溶解,提取出有机成分,对得到的提取物使用NMR(核磁共振)、HPLC(高效液相色谱)进行定量。具体而言,在NMR谱、HPLC的图中,分别鉴别出与酚醛清漆树脂中含有的单体对应的峰、与酚醛清漆树脂对应的峰、与环氧树脂单体对应的峰等后,比较酚醛清漆树脂中含有的单体的含量与其他成分的含量,从而求出。另外,以酚化合物、环氧树脂单体为代表的有机成分的谱数据已由公共研究单位公布,可以通过与它们进行比较来鉴别、定量。
作为构成酚醛清漆树脂的酚化合物的单体,可优选列举间苯二酚、邻苯二酚和对苯二酚。优选至少包含间苯二酚作为构成酚醛清漆树脂的单体。
前述树脂组合物除了包含通式(I)所表示的化合物的酚醛清漆树脂(特定酚醛清漆树脂)以外,还可以包含其他的固化剂的至少1种。作为其他的固化剂,只要是能够与环氧树脂单体反应而形成树脂固化物的化合物就没有特别限制。具体而言,例如,可以使用酚醛清漆树脂(包含通式(I)所表示的化合物的酚醛清漆树脂除外)、芳香族胺系固化剂、脂肪族胺系固化剂、硫醇系固化剂、酸酐固化剂等加聚型固化剂等。另外,除了这些固化剂以外还可以使用咪唑、三苯基膦以及在这些化合物导入了侧链的衍生物等固化催化剂等。
就其他的固化剂而言,从绝缘性和耐热性的观点出发,优选进一步包含不含通式(I)所表示的化合物的其他酚醛清漆树脂的至少1种。作为前述其他酚醛清漆树脂,只要是不含通式(I)所表示的化合物的酚醛清漆树脂就没有特别限制,可以从通常用作环氧树脂的固化剂的酚醛清漆树脂适当选择。
树脂组合物进一步含有其他的固化剂的情况下,其他的固化剂的含有率没有特别限制。从热传导性的观点出发,优选相对于特定酚醛清漆树脂为30质量%以下,更优选为5质量%以下。
另外作为树脂组合物中的特定酚醛清漆树脂和根据需要含有的其他固化剂(以下,有时仅统称为“固化剂”)的总含有率,没有特别限制。从热传导性和粘接性的观点出发,优选在树脂组合物的全部固体成分中为1质量%~10质量%,更优选为1质量%~8质量%。另外树脂组合物中的固化剂的含量相对于后述的环氧树脂单体,以当量基准计,优选为0.8~1.2,更优选为0.9~1.1。
(环氧树脂单体)
本发明中的树脂组合物包含环氧树脂单体(以下,有时仅称为“环氧树脂”)的至少1种。作为前述环氧树脂,可以没有特别限制地使用通常使用的一般环氧树脂。其中,优选为在固化前为低粘度,填料填充性、成形性优异,热固化后除了高耐热性、粘接性以外还具有高的热传导性的环氧树脂。
通过使环氧树脂单体与具有特定结构的酚醛清漆树脂一起形成树脂固化物,能够在树脂固化物中形成来自共价键、分子间力的规则性高的高次结构。因此可认为,能够抑制绝缘树脂中作为热传导介质的声子的散射,由此能够达成高的热传导性。
作为通常的环氧树脂的具体例,可列举双酚A型、F型、S型、AD型等缩水甘油醚、氢化的双酚A型缩水甘油醚、苯酚酚醛清漆型缩水甘油醚、甲酚酚醛清漆型缩水甘油醚、双酚A型的酚醛清漆型缩水甘油醚、萘型缩水甘油醚、联苯酚型缩水甘油醚、二羟基戊二烯型缩水甘油醚、三苯基甲烷型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等。
作为环氧树脂单体,优选为固化前为低粘度,填料填充性、成形性优异,热固化后除了高耐热性、粘接性以外还具有高的热传导性的环氧树脂单体。例如,优选使用在25℃为液状的环氧树脂单体。由此,容易表现片材化时的柔软性、层叠时的流动性。作为这样的在25℃为液状的环氧树脂单体,例如,可列举双酚A型、AD型、它们的氢化树脂、萘型、被称作反应性稀释剂的一末端具有环氧基的树脂等,但从相对于固化后的温度的弹性模量变化、热物性的观点出发,优选为双酚A型、AD型、萘型。
另外,作为上述在25℃为液状的环氧树脂单体的分子量,没有特别限制,但例如,从层叠时的流动性的观点出发,优选为100以上100000以下,更优选为200以上50000以下,特别优选为300以上10000以下。
特别是包含分子量为500以下的从双酚A型缩水甘油醚和双酚F型缩水甘油醚所组成的组中选择的至少1种液状环氧树脂时,能够更加提高片材化时的柔软性、层叠时的流动性。
特别是包含分子量为500以下的从双酚A型的缩水甘油醚和双酚F型的缩水甘油醚所组成的组中选择的至少1种液状环氧树脂时,能够更加提高层叠时的流动性。
前述环氧树脂单体可以包含多官能环氧树脂。由此能够更有效地达成高Tg(玻璃化温度)化、高热传导化。作为多官能环氧树脂,优选例示苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂等。
另外从热传导性的观点出发,前述环氧树脂单体可以包含具有介晶基团的环氧树脂单体。
这里所说的介晶基团,只要是在环氧树脂单体与固化剂一起形成了树脂固化物的情况下能够在树脂固化物中形成来自介晶基团的高次结构的基团就没有特别限制。另外,这里所说的高次结构是指树脂组合物固化后分子取向排列的状态,例如,在树脂固化物中存在晶体结构、液晶结构。这样的晶体结构、液晶结构例如可以通过正交尼科尔棱镜下利用偏光显微镜的观察、X射线散射谱来直接确认其存在。另外,也可以根据储能模量相对于温度变化的变化减小来间接确认存在。
作为前述介晶基团,具体而言,可列举联苯基、三联苯基、三联苯基类似物、蒽基、将它们用偶氮次甲基、酯基等连结而成的基团等。
本发明中,通过使用具有介晶基团的环氧树脂单体作为环氧树脂单体而与固化剂一起构成树脂固化物,能够进一步达成高的热传导性。这例如可以如下认为。即,通过分子中具有介晶基团的环氧树脂单体与固化剂(优选为特定酚醛清漆树脂)一起形成树脂固化物,能够在树脂固化物中形成来自介晶基团的规则性高的高次结构。因此可认为,能够抑制绝缘树脂中作为热传导介质的声子的散射,由此能够达成高的热传导性。
作为前述具有介晶基团的环氧树脂单体,具体而言,例如,可以列举4,4’-联苯酚缩水甘油醚、1-{(3-甲基-4-环氧乙基甲氧基)苯基}-4-(4-环氧乙基甲氧基苯基)-1-环己烯、4-(环氧乙基甲氧基)苯甲酸-1,8-辛烷二基双(氧基-1,4-亚苯基)酯、2,6-双[4-[4-[2-(环氧乙基甲氧基)乙氧基]苯基]苯氧基]吡啶等。其中,从热传导性提高的观点出发,特别优选为1-{(3-甲基-4-环氧乙基甲氧基)苯基}-4-(4-环氧乙基甲氧基苯基)-1-环己烯。
前述环氧树脂可以包含液状环氧树脂。由此能够降低树脂片在A阶状态、B阶状态下的树脂软化点。具体而言,有时提高片材的柔软性从而提高操作性,在粘接时降低熔融粘度。但是,液状环氧树脂存在Tg、热传导性低的情况,因此液状环氧树脂的含量能够根据与树脂固化物的物性的平衡而适当选择。关于液状环氧树脂的具体例,如前所述。
作为前述树脂组合物中的环氧树脂单体的含有率,没有特别限制。从热传导性和粘接性的观点出发,优选在构成树脂组合物的全部固体成分中为3质量%~30质量%,从热传导性的观点出发,更优选为5质量%~25质量%,进一步优选为5质量%~20质量%。
从热传导性和高弹性模量的观点出发,前述树脂组合物优选在树脂组合物的全部固体成分中包含3质量%~30质量%具有介晶基团的环氧树脂单体作为环氧树脂单体,更优选在树脂组合物的全部固体成分中包含5质量%~25质量%从4,4’-联苯酚缩水甘油醚、1-{(3-甲基-4-环氧乙基甲氧基)苯基}-4-(4-环氧乙基甲氧基苯基)-1-环己烯、4-(环氧乙基甲氧基)苯甲酸-1,8-辛烷二基双(氧基-1,4-亚苯基)酯以及2,6-双[4-[4-[2-(环氧乙基甲氧基)乙氧基]苯基]苯氧基]吡啶所组成的组中选择的至少1种具有介晶基团的环氧树脂单体。
从热传导性和耐热性的观点出发,前述树脂组合物优选以85:15~15:85的质量比在树脂组合物的全部固体成分中包含3质量%~30质量%从苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂和三苯基甲烷型环氧树脂所组成的组中选择的至少1种以及从双酚A型缩水甘油醚和双酚AD型缩水甘油醚选择的至少1种作为环氧树脂单体,更优选以70:30~30:70的质量比在树脂组合物的全部固体成分中包含5质量%~25质量%从三苯基甲烷型环氧树脂所组成的组中选择的至少1种以及从双酚A型缩水甘油醚和双酚F型缩水甘油醚选择的至少1种。
(硅烷偶联剂)
前述树脂组合物可进一步含有硅烷偶联剂的至少1种。通过包含硅烷偶联剂,包含环氧树脂和酚醛清漆树脂的树脂成分与填料的结合性更加提高,能够达成更高的热传导性和更强的粘接性。
作为前述硅烷偶联剂,只要是具有与树脂成分结合的官能团和与填料结合的官能团的化合物就没有特别限制,可以从通常使用的硅烷偶联剂适当选择而使用。作为与前述填料结合的官能团,可以列举三甲氧基甲硅烷基、三乙氧基甲硅烷基等三烷氧基甲硅烷基。另外作为与前述树脂成分结合的官能团,可以列举环氧基、氨基、巯基、脲基、氨基苯基等。
作为硅烷偶联剂,具体而言,例如,可以列举3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷等。另外也可以使用SC-6000KS2所代表的硅烷偶联剂低聚物(日立化成Coated Sand公司制)。这些硅烷偶联剂可以单独使用1种,或也可以并用2种以上。
作为前述树脂组合物中的硅烷偶联剂的含有率,没有特别限制。从热传导性的观点出发,硅烷偶联剂的含有率在树脂组合物的全部固体成分质量中优选为0.02质量%~0.83质量%,更优选为0.04质量%~0.42质量%。
另外硅烷偶联剂相对于前述填料的含量的含有率,从热传导性、绝缘性、成形性的观点出发,优选为0.02质量%~1质量%,从更高的热传导性的观点出发,更优选为0.05质量%~0.5质量%。
(其他的成分)
前述树脂组合物除了上述必须成分以外还可以根据需要包含其他的成分。作为其他的成分,可以列举有机溶剂、固化促进剂、分散剂等。
(树脂组合物的制造方法)
作为树脂组合物的制造方法,可以没有特别限制地使用通常进行的树脂组合物的制造方法。例如,作为将环氧树脂、酚醛清漆树脂和填料等混合的方法,可适当组合通常的搅拌机、混砂机、三辊研磨机、球磨机等分散机而进行。另外,可以添加适当的有机溶剂来进行分散和溶解。
具体而言,例如,可以通过在将环氧树脂、酚醛清漆树脂、填料以及根据需要添加的硅烷偶联剂溶解和分散于适当的有机溶剂中所得的物质中根据需要混合固化促进剂等其他的成分而得到树脂组合物。
关于前述有机溶剂,由于在后述的树脂片制造方法中的干燥工序中至少其一部分通过干燥处理而被除去,因此优选沸点、蒸气压低的溶剂。有机溶剂大量残留于树脂片中时存在对热传导性、绝缘性能造成影响的情况。另外完全被除去时存在片材变硬、丧失粘接性能的情况。因此,有机溶剂的选择需要适合于干燥方法、条件。另外有机溶剂可以根据使用树脂的种类、填料的种类、片材制作时的干燥容易度适当选择。作为有机溶剂,可以列举甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、环己醇等醇类,甲基乙基酮、环己酮、环戊酮等酮系溶剂,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等氮系溶剂。另外有机溶剂可以单独使用1种也可以组合使用2种以上。
<树脂片>
本发明的树脂片通过将前述树脂组合物成形为平均厚度为80μm以上250μm以下的片状而形成。由于树脂片由前述树脂组合物形成,因此固化前的保存稳定性和固化后的热传导性优异。关于前述树脂组合物的详细内容,如前所述。
树脂片的平均厚度为80μm以上250μm以下,但从热传导性和绝缘性兼顾的观点出发,优选为90μm以上250μm以下,更优选为100μm以上250μm以下,进一步优选为110μm以上230μm以下。树脂片的平均厚度可以根据绝缘的电压、电流值等电气特性、发热体与片材间的热阻值的平衡适当选择。如果能够满足要求的热阻值,则从绝缘性的观点出发,优选片材厚度厚的片材。另外,树脂片的平均厚度,使用测微计(例如,Mitutoyo制Micrometer IP65)测定9点的厚度,作为其算术平均值而得到。
从包含长期可靠性的绝缘性的观点出发,树脂片表面的算术平均粗糙度优选为1.0μm以上2.5μm以下,更优选为1.2μm以上2.3μm以下。作为使树脂片表面的算术平均粗糙度为前述范围的方法,可以列举层压处理、压制处理、金属辊处理等。另外通过适当选择树脂组合物的组成,也能够使算术平均粗糙度为前述范围。另外,树脂片表面的算术平均粗糙度可以使用表面粗糙度测定装置(例如,小坂研究所制表面粗糙度测定机)在测定条件:1mm/s下进行测定。
前述树脂片优选在至少一个面上进一步具有支撑体,更优选在两个面上具有支撑体。由此能够保护树脂组合物免受来自外部环境的对树脂片的粘接面的异物附着、冲击的影响。另外前述支撑体优选在使用时适时剥离而使用。
作为前述支撑体,可列举聚四氟乙烯膜、聚对苯二甲酸乙二酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚甲基戊烯膜、聚酰亚胺膜等塑料膜等。对于这些塑料膜,根据需要可以进行底漆涂布、UV处理、电晕放电处理、研磨处理、蚀刻处理、脱模处理等表面处理。另外作为前述支撑体,也可以使用铜箔、铝箔等金属箔、铝板等金属。
前述支撑体为塑料膜的情况下,其平均膜厚没有特别限制。平均膜厚可以根据形成的树脂片的平均厚度、树脂片的用途,基于本领域技术人员的知识来适当确定。从经济性好、操作性好的方面出发,塑料膜的平均膜厚优选为10μm~150μm,更优选为25μm~110μm。
另外前述支撑体为金属箔的情况下,其平均膜厚没有特别限制,可以根据树脂片的用途等来适当选择。例如,可以设为10μm~400μm,从作为卷状箔的操作性的观点出发,优选为18μm~300μm。
前述树脂片优选为由前述树脂组合物形成的第一树脂层和由前述树脂组合物形成的第二树脂层的层叠体。即前述树脂片优选在由前述树脂组合物形成的第一树脂层上层叠由前述树脂组合物形成的第二树脂层而形成。由此能够更加提高绝缘耐压。前述形成第一树脂层和第二树脂层的树脂组合物可以为相同的组成也可以具有相互不同的组成。前述形成第一树脂层和第二树脂层的树脂组合物从热传导性的观点出发优选为相同的组成。
优选前述树脂片为由前述树脂组合物形成的第一树脂层和由前述树脂组合物形成的第二树脂层的层叠体,且在前述层叠体的一个面上进一步具有金属箔,在另一个面上进一步具有聚对苯二甲酸乙二酯膜。即优选前述树脂片进一步具有金属箔和聚对苯二甲酸乙二酯膜,并按照前述金属箔、第一树脂层、第二树脂层和聚对苯二甲酸乙二酯膜的顺序层叠而成。由此可获得空隙的填孔效果,具有绝缘耐压进一步提高的倾向。
(树脂片的制造方法)
前述树脂片的制造方法只要使用前述树脂组合物能够形成平均厚度为80μm以上250μm以下的片状的树脂层就没有特别限制,可以从通常使用的片材制造方法适当选择。作为前述树脂片的制造方法,具体而言,可以列举将包含有机溶剂的树脂组合物在支撑体上涂布成所希望的平均厚度而形成涂布层,对形成的涂布层进行干燥处理而除去有机溶剂的至少一部分,从而形成树脂层的方法等。
关于树脂组合物的涂布方法、干燥方法,没有特别限制,可以从通常使用的方法适当选择。作为涂布方法,可列举逗点涂布机法、模涂机法、浸涂法等。另外作为干燥方法,可列举常压下或减压下的加热干燥、自然干燥、冻结干燥等。
涂布层的膜厚可以按照干燥处理后的树脂层为所希望的平均厚度的方式来适当选择。干燥后的树脂层的平均厚度为80μm~250μm,但优选按照成为90μm~230μm的方式来调整涂布层的膜厚。如果为80μm以上,则涂布层内不易形成空洞,具有制作容许量变大的倾向。另外如果为250μm以下,则即使在形成树脂辊的情况下,也具有能够抑制树脂粉末飞散的倾向。
前述树脂片的制造方法优选包含:在由前述树脂组合物形成的第一树脂层上层叠由前述树脂组合物形成的第二树脂层而得到层叠体的工序、以及对得到的层叠体进行加热加压处理的工序。通过为这样的制造方法,绝缘耐压进一步提高。
这例如可以如下认为。即,通过层叠2个树脂层,一个树脂层中可能存在的膜厚变薄的部位(针孔或空隙)会被另一个涂布层填补。由此可以认为,能够增大最小绝缘厚度,绝缘耐压进一步提高。树脂片的制造方法中的针孔或空隙的发生概率不高,通过层叠2个树脂层,薄部分的重合概率为其二次方,概率上几乎接近于0。由于绝缘破坏在绝缘最弱的部位发生,因此可以认为,通过2个树脂层的层叠,可得到绝缘耐压进一步提高的效果。进而可以认为,填料彼此的接触概率也提高,也产生热传导性的提高效果。
进一步,得到前述层叠体的工序优选为:将设于金属箔上且由前述树脂组合物形成的第一树脂层和设于聚对苯二甲酸乙二酯膜上且由前述树脂组合物形成的第二树脂层按照第一树脂层的与接触金属箔的面相反侧的面和第二树脂层的与接触聚对苯二甲酸乙二酯膜的面相反侧的面彼此接触的方式层叠的工序。由此可更有效地获得填孔效果。
前述第一树脂层例如可以通过在金属箔上涂布包含有机溶剂的树脂组合物而形成涂布层,将形成的涂布层进行干燥处理而除去有机溶剂的至少一部分,来形成。另外前述第二树脂层例如可以通过在聚对苯二甲酸乙二酯膜上涂布包含有机溶剂的树脂组合物而形成涂布层,将形成的涂布层进行干燥处理而除去有机溶剂的至少一部分,来形成。
在构成了层叠体的情况下,前述第一树脂层和第二树脂层的平均厚度可以按照层叠体的平均厚度为80μm以上250μm以下的方式来适当选择。前述第一树脂层和第二树脂层的平均厚度例如可以设为30μm~250μm,优选为50μm~200μm。如果为50μm以上,则涂布层内不易形成空洞(空隙),具有制作容许量变大的倾向。如果为200μm以下,则具有片材上不易引入裂孔的倾向。前述第一树脂层和第二树脂层的平均厚度彼此可以相同也可以不同。
进一步,优选将层叠有前述第一树脂层和第二树脂层的层叠体进行加热加压处理。由此能够制造热传导性进一步提高的树脂片。作为加热加压处理的方法,只要是能够施加规定的压力和热的方法就没有特别限制,可以从通常使用的加热加压处理方法适当选择。具体而言,可列举层压处理、压制处理、金属辊处理等。另外加热加压处理中,有常压下进行处理的手法和减压下进行处理的真空处理。优选真空处理,但不受其限制。
使用前述树脂组合物通过涂布而形成树脂层的情况下,存在加热加压处理前的层叠体的表面由于填料等而产生凹凸、不平滑的情况。对这样的层叠体进行加热加压处理而得到的树脂片的膜厚存在与进行涂布而形成的树脂层的厚度之和不一致而变小的情况。这例如可以认为是因为,在加热加压处理的前后填料填充性变化、表面的凸与凹重合、片材的均一性提高、空隙被填埋等。
前述树脂片优选包含从前述涂布层除去有机溶剂的至少一部分而得到的树脂层。进一步,更优选通过对除去了有机溶剂的至少一部分的树脂层进一步进行加热加压处理,从而使构成树脂层的树脂组合物为半固化状态(B阶)。另外,本说明书中,有时将干燥由树脂组合物形成的涂布层而得到的树脂片称为A阶片材,将对A阶片材进一步加热加压处理而得到的树脂片称为B阶片材。
前述B阶片材优选树脂组合物为半固化后的状态。这里,B阶片材是指,树脂片的粘度在常温(25度)为104Pa·s~107Pa·s,而在100℃为102Pa·s~106Pa·s,粘度下降0.01~30%的片材。另外,后述的固化后的树脂片固化物即使加热也不会熔融。另外,上述粘度可通过动态粘弹性测定(频率1赫兹、荷重40g、升温速度3℃/分钟)来测定。
通过前述树脂片为B阶片材,操作性提高。这是因为,与A阶片材相比固化有所发展,因此弹性模量上升,强度提高。另一方面,需要将树脂的固化度控制为能够柔软地操作的状态。另外,关于B阶片材,作为使前述树脂层为半固化状态的方法,例如,可以列举后述的加热加压处理的方法。
对树脂片加热加压处理的方法只要能够使前述树脂层形成为半固化状态就没有特别限制。例如,可以使用热压、层压进行加热加压处理。另外使构成树脂片的树脂组合物为半固化状态的加热加压条件可以根据树脂组合物的构成适当选择。例如,可以在加热温度80℃~180℃、压力0.1MPa~100MPa、0.3分钟~30分钟的条件下进行加热加压处理。
<树脂片固化物>
本发明的树脂片固化物为前述树脂片的热处理物。即前述树脂片固化物通过将前述树脂片热处理使构成树脂片的树脂组合物固化而形成。因此,树脂片固化物含有来自环氧树脂单体和包含具有通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂的树脂固化物以及填料,填料含有粒径为10μm以上100μm以下的氮化硼粒子,在使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰。
另外前述树脂片固化物优选包含来自环氧树脂单体和包含具有通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂的树脂固化物、体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料、以及体积平均粒径为10μm以上100μm以下且含有氮化硼粒子的第三填料。
前述树脂片固化物中,由于第三填料彼此接触而发挥高的热传导性。热传导性差异大的树脂与填料的混合物中,优选使高的热传导性的填料与填料的距离尽量靠近。例如,如果第三填料彼此、或第一填料与第二填料和第三填料彼此之间不介入树脂而接触,则能够形成容易热传导的路径,因此容易成为高的热传导性。
制造树脂片固化物时的热处理条件可以根据树脂组合物的构成来适当选择。例如,可以进行120℃~250℃、10分钟~300分钟加热处理。另外从热传导性的观点出发,优选为包含树脂固化物容易形成高次结构、三维交联结构的温度的加热处理。更优选进行例如100℃~160℃和160℃~250℃的至少2阶段的加热。进一步,上述的温度范围中,进一步优选进行2阶段以上的多阶段的加热处理。
<树脂片层叠体>
本发明的树脂片层叠体具有前述树脂片和配置在前述树脂片的至少一个面上的金属板或散热板。关于构成树脂片层叠体的树脂片的详细内容,如前所述。另外作为金属板或散热板,可列举铜板、铝板、陶瓷板等。另外,金属板或散热板的厚度没有特别限定。另外,作为金属板或散热板,可以使用铜箔、铝箔等金属箔。
前述树脂片层叠体中,在前述树脂片的至少一个面上配置金属板或散热板,但优选在两个面上配置。另外作为在树脂片上配置金属板或散热板的方法,可以是使用树脂片所含的热固化性树脂进行粘接的方法,也可以是利用涂布在树脂片表面上的润滑脂的粘着来进行的方法。这些方法可以根据需要的物性、使用树脂片层叠体构成的半导体装置的形态等适当灵活应用。
前述树脂片层叠体可以通过包含在前述树脂片的至少一个面上配置金属板或散热板而得到层叠体的工序的制造方法来制造。
作为在树脂片上配置金属板或散热板的方法,可以没有特别限制地使用通常使用的方法。例如,可以列举在树脂片的至少一个面上贴合金属板或散热板的方法。作为贴合的方法,可列举压制法、层压法等。压制法和层压法的条件可以根据树脂片的构成来适当选择。
另外树脂片层叠体也可以在前述树脂片的一个面上具有金属板或散热板、在另一个面上具有被粘物。通过将这样的树脂片层叠体进行热处理而将树脂片固化,能够形成被粘物与金属板或散热板的热传导性优异的树脂片层叠体固化物。
作为前述被粘物,没有特别限制。作为被粘物的材质,例如可以列举金属、树脂、陶瓷、作为它们的混合物的复合材料等。
<树脂片层叠体固化物的制造方法>
本发明的树脂片固化物的制造方法具有在前述树脂片的至少一个面上配置金属板或散热板而得到树脂片层叠体的工序和对前述树脂片供热而使前述树脂片固化的工序,并根据需要包含其他的工序而构成。
作为在树脂片上配置金属板或散热板的方法,可以没有特别限制地使用通常使用的方法。例如,可以列举在树脂片的至少一个面上贴合金属板或散热板的方法等。作为贴合的方法,可列举压制法和层压法等。压制法和层压法的条件可以根据树脂片的构成来适当选择。
树脂片层叠体固化物的制造方法另外还优选包含在得到树脂片层叠体的工序后,对树脂片层叠体加热加压,在金属板或散热板上使前述第三填料变形、追随的压制工序。压制工序只要能够使前述第三填料的至少一部分追随前述粘接材层界面,就没有特别限制。例如,可以列举使用压制装置、层压装置、金属辊压制装置、真空压制装置等进行加热加压的方法。
加热加压的条件,例如,可以将温度设为80℃~200℃,将压力设为1MPa~100MPa,设为0.1分钟~360分钟,优选将温度设为100℃~190℃,将压力设为2MPa~80MPa,设为0.5分钟~240分钟。另外加热加压处理在大气压(常压下)下也可以进行,但优选在减压下进行。作为减压条件,优选为30000Pa以下,更优选为10000Pa以下。
前述树脂片层叠体固化物的制造方法中,在得到树脂片层叠体的工序后进行加热处理,使前述树脂片固化。通过进行加热处理,热传导性进一步提高。加热处理例如可以在120℃~250℃、10分钟~300分钟的条件下进行加热处理。另外,从热传导性的观点出发,优选为包含树脂固化物容易形成高次结构的温度的加热处理。更优选进行例如100℃~160℃和160℃~250℃的至少2阶段的加热。进一步,在上述的温度范围中,进一步优选进行2阶段以上的多阶段加热处理。
<树脂片层叠体>
本发明的树脂片层叠体的特征在于,具有前述树脂片和配置在树脂片固化物的至少一个面上的金属板或散热板。通过为这样的构成,热传导性和绝缘性优异,进一步树脂片固化物与金属板或散热板的粘接强度良好,进一步热冲击性也优异。另外,也可以是在树脂片表面上涂布润滑脂或者热传导润滑脂,并将其与金属箔、板等连接的方法。
<半导体装置>
本发明的半导体装置具备半导体元件和配置在前述半导体元件上的前述树脂片固化物。前述半导体装置根据需要可以进一步具有其他的构件。作为前述半导体元件,可以没有特别限制地使用通常使用的半导体元件。作为半导体元件,具体而言,可以列举IGBT、晶闸管等功率半导体元件、LED元件等。以下,一边参照附图一边对半导体装置的结构例进行说明。
图1~图6表示使用前述树脂片固化物构成的功率半导体装置的结构例。
图1是表示将隔着焊料层112配置有功率半导体元件110的铜板104、本发明的树脂片固化物102、以及隔着润滑脂层108配置在水冷夹套120上的散热基底106层叠而构成的功率半导体装置100的结构例的示意剖面图。包含功率半导体元件110的发热体通过隔着前述树脂片固化物102与散热构件接触,从而有效地进行散热。另外,前述散热基底106可以使用具有热传导性的铜、铝来构成。另外作为功率半导体元件,可以列举IGBT、晶闸管等。
图2是表示在功率半导体元件110的两面配置冷却构件而构成的功率半导体装置150的结构例的示意剖面图。功率半导体装置150中,配置在功率半导体元件110的上表面的冷却构件,包含隔着焊料层112层叠的2层铜板104而构成。通过为这样的构成,能够更有效地抑制芯片破裂、焊料破裂的发生。图2中,配置在距离半导体元件110远的一侧的铜板104隔着树脂片固化物102和润滑脂层108而与水冷夹套120连接。另一方面,配置在半导体元件110的下表面的冷却构件中,1层铜板104隔着树脂片固化物102和润滑脂层108而与水冷夹套120连接。图2中,树脂片固化物102与水冷夹套120隔着润滑脂层108配置,但也可以配置为树脂片固化物102与水冷夹套120直接接触。
图3是表示在功率半导体元件110的两面配置冷却构件而构成的功率半导体装置200的结构例的示意剖面图。功率半导体装置200中,配置在功率半导体元件110的两面的冷却构件分别包含1层铜板104而构成。图3中,树脂片固化物102与水冷夹套120隔着润滑脂层108配置,但也可以配置为树脂片固化物102与水冷夹套120直接接触。
图4是表示在功率半导体元件110的两面配置冷却构件而构成的功率半导体装置250的结构例的示意剖面图。功率半导体装置250中,配置在功率半导体元件110的上表面的冷却构件,包含隔着焊料层112层叠的2层铜板104而构成。通过为这样的构成,能够更有效地抑制芯片破裂、焊料破裂的发生。另外,通过在组件内含有树脂片固化物102,能够防止片材破裂、外界的振动等所带来的影响,可靠性提高。图4中,配置在距离半导体元件110远的一侧的铜板104隔着树脂片固化物102、散热基底106和润滑脂层108与水冷夹套120连接。另一方面,配置在半导体元件110的下表面的冷却构件中,1层铜板104隔着树脂片固化物102、散热基底106和润滑脂层108与水冷夹套120连接。另外前述功率半导体元件110通过配线构件114与外部端子116连接。图4中,树脂片固化物102与水冷夹套120隔着配置在树脂片固化物102上的散热基底106和润滑脂层108而配置,但也可以配置为树脂片固化物102与水冷夹套120直接接触。
图5是表示在功率半导体元件110的两面配置冷却构件而构成的功率半导体装置300的结构例的示意剖面图。功率半导体装置300中,配置在功率半导体元件110的两面的冷却构件分别包含1层铜板104而构成。另外,通过在组件内含有树脂片固化物102,能够防止片材破裂、外界的振动等所带来的影响,可靠性提高。图5中,铜板104隔着树脂片固化物102、散热基底106和润滑脂层108与水冷夹套120连接。另外前述功率半导体元件110通过配线构件114与外部端子116连接。图5中,树脂片固化物102与水冷夹套120隔着配置在树脂片固化物102上的散热基底106和润滑脂层108而配置,但也可以配置为树脂片固化物102与水冷夹套120直接接触。
图6是表示将隔着焊料层112配置有功率半导体元件110的铜板104、树脂片固化物102、以及隔着润滑脂层108配置在水冷夹套120上的散热基底106层叠而构成的功率半导体装置350的结构例的示意剖面图。通过使包含功率半导体元件110的发热体隔着树脂片固化物102与散热构件接触,从而有效地进行散热。另外,前述散热基底106可以使用具有热传导性的铜、铝来构成。
<LED装置>
本发明的LED装置将LED元件、前述树脂片固化物和基板顺次层叠而构成。前述LED装置根据需要可以进一步具有其他的构件。作为前述基板,可以列举铝基板。
图7~图10表示使用本发明的树脂片固化物构成的LED装置的结构例。
图7是表示使用本发明的树脂片固化物构成的LED灯条300的结构的一例的示意剖面图。LED灯条300通过将外壳138、润滑脂层136、铝基板134、树脂片固化物132以及LED芯片130顺次配置,并用小螺钉140固定而构成。通过将作为发热体的LED芯片130隔着树脂片固化物132配置在铝基板134上,能够有效地散热。
图8是表示LED电灯泡的发光部350的结构例的示意剖面图。LED电灯泡的发光部350通过将外壳138、润滑脂层136、铝基板134、树脂片固化物132、电路层142以及LED芯片130顺次配置,并用小螺钉140固定而构成。另外图9是表示LED电灯泡450的整体的结构的一例的示意剖面图。LED电灯泡的外壳138配置在内包电源构件148的密封树脂146上。
图9是表示LED基板400的结构的一例的示意剖面图。LED基板400将铝基板134、本发明的树脂片固化物132、电路层142以及LED芯片130顺次配置而构成。通过将作为发热体的LED芯片130隔着电路层142和树脂片固化物132配置在铝基板134上,能够有效地散热。
实施例
以下,通过实施例更具体地说明本发明,但本发明不限于这些实施例。另外,只要没有特别说明,则“份”和“%”为质量基准。
以下显示树脂片的制作所使用的材料及其简称。
(填料)
·AA-18:氧化铝、制品名:AA-18、住友化学株式会社制、体积平均粒径18μm
·AA-3:氧化铝、制品名:AA-3、住友化学株式会社制、体积平均粒径3μm
·AA-04:氧化铝、制品名:AA-04、住友化学株式会社制、体积平均粒径0.4μm
·FS-3:氮化硼、制品名:FS-3、水岛合金铁株式会社制、体积平均粒径76μm
·HP-40:氮化硼、制品名:HP40MF100、水岛合金铁株式会社制、体积平均粒径45μm
(酚醛清漆树脂)
·CRN:邻苯二酚间苯二酚酚醛清漆树脂(含有环己酮(CHN)50%)、后述的合成品
·PN:苯酚酚醛清漆树脂、日立化成工业株式会社制、型号HP850N、数均分子量630
·CPN:甲酚酚醛清漆树脂、日本化药株式会社制
·TPM:三苯基甲烷型酚醛清漆树脂、日本化药株式会社制
(环氧树脂单体)
·PNAP:三苯基甲烷型环氧树脂、制品名:EPPN-502H、日本化药株式会社制
·MOPOC:1-{(3-甲基-4-环氧乙基甲氧基)苯基}-4-(4-环氧乙基甲氧基苯基)-1-环己烯、合成品
另外,MOPOC参考日本特开2005-206814号公报、日本特开2005-29778号公报等而调制。
·Bis-A/D:双酚AD混合物、型号ZX-1059、新日铁化学株式会社制
(添加剂)
·TPP:三苯基膦(固化催化剂、和光纯药株式会社制)
·PAM:3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂、制品名:KBM-573、信越化学工业株式会社制)
(溶剂)
·MEK:甲基乙基酮(和光纯药株式会社制、1级)
·CHN:环己酮(和光纯药株式会社制、1级)
(支撑体)
·PET膜:制品名75E-0010CTR-4、藤森工业株式会社制
·铜箔:制品名GTS080、古河电工株式会社制、厚度80μm
·铝箔:住友轻金属工业株式会社制  厚度20μm
(酚醛清漆树脂的合成)
<合成例1>
在氮氛围下,在可拆式烧瓶中分别量取间苯二酚105g和邻苯二酚5g作为酚化合物的单体、草酸0.11g(相对单体比0.1%)作为催化剂、甲醇15g作为溶剂后,搅拌内容物,一边通过油浴冷却至40℃以下一边添加福尔马林30g。搅拌2小时后,使油浴的温度为100℃,一边加热一边减压馏去水和甲醇。确认不再馏出水和甲醇后,加入CHN使酚醛清漆树脂的含有率为50%,得到邻苯二酚间苯二酚酚醛清漆树脂溶液(CRN1)。进一步,不改变间苯二酚和邻苯二酚的添加量而改变福尔马林的添加量,从而制作CRN2~CRN5这5种作为单体含有比率、数均分子量不同的CRN。
通过得到的生成物的利用GPC的分子量测定来定量数均分子量、单体含有比率。另外测定得到的生成物的NMR谱,确认到包含通式(I)所表示的结构单元。另外,关于GPC测定和NMR测定的条件,后面描述。
[表1]
Figure BDA0000383215310000341
<实施例1>
(树脂片的调制)
将氧化铝混合物(AA-3:AA-04;体积基准混合比2.4:1)42.91份、氮化硼(HP-40)46.04份(相对于AA-04的体积基准混合比6.6)、硅烷偶联剂(PAM)0.09份、作为环氧树脂的固化剂的CRN4的CHN溶液7.23份(固体成分50%)以及CHN46.02份混合。确认变得均匀后,进一步加入作为环氧树脂单体的MOPOC11.73份和TPP0.13份并混合,然后进行20小时~40小时球磨机粉碎,得到树脂层形成用涂布液作为树脂组合物。另外,树脂组合物的全部固体体积中的填料含有率为60体积%。
使用逗点涂布机(HIRANO TECSEED株式会社制),将一面进行了脱模处理的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)膜(厚度50μm、帝人杜邦膜制A31;以下,也称为“PET膜”)作为支撑体,在其脱模处理面上按照厚度约为140μm的方式涂布所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在PET膜上形成有A阶状态的树脂层的树脂片(以下,也称为“A阶片材”)。
使用2片上述所得的A阶片材,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为198μm的B阶状态的树脂片(以下,也称为“B阶片材”)。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的两面剥离,在该两面分别重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制处理条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。进一步在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物1。
<实施例2>
在实施例1中,代替HP-40而使用FS-3与HP-40的(1:3、体积基准)混合物,除此以外与实施例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物2。
<实施例3>
在实施例1中,代替HP-40而使用FS-3与HP-40的(1:1、体积基准)混合物,除此以外与实施例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物3。
<实施例4>
在实施例1中,代替MOPOC而使用Bis-A/D11.15份、CRN48.38份,除此以外与实施例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物4。
<实施例5>
在实施例1中,代替MOPOC而使用Bis-A/D5.6份与PNAP5.6份的混合物,并使用CRN48.27份,除此以外与实施例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物5。
<实施例6>
使用逗点涂布机,在厚度20μm的铝箔上,按照厚度约为140μm的方式涂布实施例5中所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在厚度20μm的铝箔上形成有A阶状态的树脂层的树脂片(A阶片材)。另外,在PET膜上的脱模面上按照厚度为约140μm的方式进行涂布,用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,在PET膜上形成A阶状态的树脂片。
使用上述所得的在铝箔上形成有树脂层的A阶片材1片和实施例1中得到的在PET膜上形成有树脂层的A阶片材1片,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为192μm的B阶状态的树脂层片材(B阶片材)。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的一面剥离,在剥离面重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制工序条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在一面设有铜箔、在一面设有铝箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物6。
<实施例7>
使用逗点涂布机,在厚度20μm的铝箔上,按照厚度为110μm的方式涂布实施例5中所得的树脂层形成用涂布液,在PET膜上按照厚度为170μm的方式进行涂布,除此以外与实施例6同样地操作,得到在一面设有铜箔、在一面设有铝箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物7。
<实施例8>
在实施例5中,代替CRN4而使用CRN1,除此以外与实施例5同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物8。
<实施例9>
在实施例5中,代替CRN4而使用CRN2,除此以外与实施例5同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物9。
<实施例10>
在实施例5中,代替CRN4而使用CRN3,除此以外与实施例5同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物10。
<实施例11>
在实施例5中,代替CRN4而使用CRN5,除此以外与实施例5同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物11。
<实施例12>
(树脂片的调制)
将氧化铝混合物(AA-3:AA-04;体积基准混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相对于AA-04的体积基准混合比8.0)、硅烷偶联剂(PAM)0.08份、作为环氧树脂的固化剂的CRN4的CHN溶液13.5份(固体成分50%)以及CHN38.8份混合。确认变得均匀后,进一步加入作为环氧树脂单体的PNAP9.17份和BIS-A/D9.17份、TPP0.20份并混合,然后进行20~40小时球磨机粉碎,得到树脂层形成用涂布液作为树脂组合物。另外,树脂组合物的全部固体体积中的填料含有率为60体积%。
使用逗点涂布机,将一面进行了脱模处理的PET膜作为支撑体,在其脱模处理面上按照厚度约为140μm的方式涂布所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在PET膜上形成有A阶状态的树脂层的树脂片。
使用2片上述所得的A阶片材,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为209μm的B阶状态的树脂片。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的两面剥离,在该两面分别重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制处理条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。进一步在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物12。
<实施例13>
使用逗点涂布机,在厚度80μm的铜箔上,按照厚度约为140μm的方式涂布实施例12中所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在铜箔上形成有A阶状态的树脂层的树脂片(A阶片材)。另外,在PET膜上的脱模面上按照厚度为约140μm的方式进行涂布,用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,在PET膜上形成A阶状态的树脂片。
使用上述所得的在铜箔上形成有树脂层的A阶片材1片和在PET膜上形成有树脂层的A阶片材1片,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为211μm的B阶状态的树脂层片材(B阶片材)。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的一面剥离,在剥离面重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制工序条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在一面设有铜箔、在一面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物13。
<实施例14>
使用逗点涂布机,在厚度80μm的铝箔上,按照厚度约为140μm的方式涂布实施例12中所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在铝箔上形成有A阶状态的树脂层的树脂片(A阶片材)。另外,在PET膜上的脱模面上按照厚度为约140μm的方式进行涂布,用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,在PET膜上形成A阶状态的树脂片。
使用上述所得的在铝箔上形成有树脂层的A阶片材1片和在PET膜上形成有树脂层的A阶片材1片,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为211μm的B阶状态的树脂层片材(B阶片材)。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的一面剥离,在剥离面重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制工序条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在一面设有铜箔、在一面设有铝箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物14。
<实施例15>
(树脂片的调制)
将氧化铝混合物(AA-3:AA-04;体积基准混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相对于AA-04的体积基准混合比8.0)、硅烷偶联剂(PAM)0.08份、作为环氧树脂的固化剂的CRN4的CHN溶液9.78份(固体成分50%)以及CHN34.8份混合。确认变得均匀后,进一步加入作为环氧树脂单体的PNAP6.62份和BIS-A/D6.62份、TPP0.15份并混合,然后进行20小时~40小时球磨机粉碎,得到树脂层形成用涂布液作为树脂组合物。另外,树脂组合物的全部固体体积中的填料含有率为68体积%。
使用逗点涂布机,将一面进行了脱模处理的PET膜作为支撑体,在其脱模处理面上按照厚度约为140μm的方式涂布所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱干燥5分钟,形成在PET膜上形成有A阶状态的树脂层的树脂片。
使用2片上述所得的A阶片材,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为209μm的B阶状态的树脂片。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的两面剥离,在该两面分别重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制处理条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。进一步在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物15。
<实施例16>
(树脂片层叠体固化物的制作)
在实施例13中,使用实施例15中制作的树脂层形成用涂布液作为树脂层形成用涂布液,除此以外与实施例13同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物16。
<实施例17>
(树脂片层叠体固化物的制作)
在实施例14中,使用实施例15中制作的树脂层形成用涂布液作为树脂层形成用涂布液,除此以外与实施例14同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在一面设有铜箔、在一面设有铝箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物17。
<实施例18>
(树脂片的调制)
将氧化铝混合物(AA-3:AA-04;体积基准混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相对于AA-04的体积基准混合比8.0)、硅烷偶联剂(PAM)0.08份、作为环氧树脂的固化剂的CRN4的CHN溶液6.41份(固体成分50%)以及CHN32.4份混合。确认变得均匀后,进一步加入作为环氧树脂单体的PNAP4.34份和BIS-A/D4.34份、TPP0.10份并混合,然后进行20~40小时球磨机粉碎,得到树脂层形成用涂布液作为树脂组合物。另外,树脂组合物的全部固体体积中的填料含有率为76体积%。
使用逗点涂布机,将一面进行了脱模处理的PET膜作为支撑体,在其脱模处理面上按照厚度约为140μm的方式涂布所得的树脂层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱中干燥5分钟,形成在PET膜上形成有A阶状态的树脂层的树脂片。
使用2片上述所得的A阶片材,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用热压装置(热板150℃、压力10MPa、处理时间1分钟),进行加热加压处理而贴合,得到平均厚度为206μm的B阶状态的树脂片。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的两面剥离,在该两面分别重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制处理条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。进一步在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物18。
<实施例19>
(树脂片层叠体固化物的制作)
在实施例13中,使用实施例18中制作的树脂层形成用涂布液作为树脂层形成用涂布液,除此以外与实施例13同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物19。
<实施例20>
(树脂片层叠体固化物的制作)
在实施例14中,使用实施例18中制作的树脂层形成用涂布液作为树脂层形成用涂布液,除此以外与实施例14同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在一面设有铜箔、在一面设有铝箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物20。
<比较例1>
(树脂片的调制)
将氧化铝混合物(AA-18:AA-3:AA-04;体积基准混合比6.6:2.4:1)83.29份、硅烷偶联剂(PAM;KBM-573)0.13份、作为环氧树脂的固化剂的CRN4的CHN溶液11.96份(固体成分50%)、MEK44.77份以及CHN9.29份混合。确认变得均匀后,进一步加入作为环氧树脂单体的MOPOC19.39份和TPP0.20份并混合,然后进行20~40小时球磨机粉碎,得到热传导层形成用涂布液作为树脂组合物。
使用逗点涂布机(HIRANO TECSEED株式会社制),在PET膜的脱模面上按照厚度为约150μm的方式涂布所得的热传导层形成用涂布液,形成涂布层。用100℃的箱型烘箱中干燥15分钟,在PET膜上形成树脂层,得到A阶状态的树脂片(A阶片材)。使用2片上述所得的A阶片材,按照树脂层彼此相对的方式重叠。使用层压机,在温度130℃、压力1MPa、真空度≤1kPa、时间15秒钟的条件下贴合后,剥离PET膜,得到平均厚度为198μm的B阶状态的树脂片(B阶片材)。
(树脂片层叠体固化物的制作)
将PET膜从上述所得的B阶片材的两面剥离,在该两面重叠80μm厚的铜箔(古河电工株式会社制、厚度80μm、GTS等级)后,进行压制处理(压制工序条件:热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力10MPa、处理时间3分钟)。然后在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时顺次进行加热处理,从而得到在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物C1。
<比较例2>
在实施例1中,代替MOPOC而使用Bis-A/D11.09份、代替CRN4而使用PN7.83份,除此以外与比较例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物C2。
<比较例3>
在实施例1中,代替MOPOC而使用Bis-A/D10.54份、代替CRN4而使用CPN8.37份,除此以外与比较例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物C3。
<比较例4>
在实施例1中,代替MOPOC而使用Bis-A/D13.68份、代替CRN4而使用CPN5.23份,除此以外与比较例1同样地操作,分别得到A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和在两面设有铜箔的C阶状态的树脂片层叠体固化物C4。
<评价>
对于上述所得的A阶状态的树脂片、B阶状态的树脂片和C阶状态的树脂片层叠体固化物,进行以下评价。将评价结果示于表2~表5。另外,表2~表5的树脂组合物的数值的单位为质量份,“-”表示未配合。
(GPC测定)
将上述合成例中所得的CRN溶解于四氢呋喃(液相色谱用)中,通过PTFE制过滤器(KURABO社制、HPLC前处理用、Chromato Disc、型号:13N、孔径:0.45μm)而除去不溶成分。使用GPC(泵:L6200Pump(株式会社日立制作所制)、检测器:差示折射率检测器L3300RI Monitor(株式会社日立制作所制)、柱:将TSKgel-G5000HXL和TSKgel-G2000HXL(共2根)(均为东曹株式会社制)串联连接、柱温度:30℃、洗提液:四氢呋喃、流速:1.0ml/分钟、标准物质:聚苯乙烯),通过分子量测定来测定数均分子量。同时测定CRN中所含的单体的含有比率。
(NMR测定)
将上述合成例中所得的CRN溶解于氘代二甲基亚砜(DMSO-d6)中。使用质子核磁共振法(1H-NMR)(BRUKER公司制AV-300(300MHz),测定1H-NMR谱。化学位移的基准将作为内部基准物质的四甲基硅烷设为0ppm。
(树脂片固化物的热传导性)
使用过硫酸钠溶液,从上述所得的C阶状态的树脂片层叠体固化物蚀刻除去铜箔。进一步对具有铝箔的样品使用盐酸溶液蚀刻除去铝箔。由上,得到树脂片固化物。将其切断成10mm见方,通过石墨喷雾(Graphite Spray,グラファイトスプレー)进行黑化处理,使用NETZSCH公司制Nanoflash LFA447型测定热扩散率。
作为测定条件,测定温度为25±1℃、测定电压270V、Amplitude5000、脉冲宽0.06ms。
由上述测定的热扩散率和通过Archimedes法测定的密度、通过DSC(差示量热仪)测定的比热的积算出热传导率。
(B阶片材的绝缘耐压)
在20mmΦ的铝电极与50mm见方的铝板间夹入B阶片材,使用YAMAYO试验机制YST-243-100RHO测定交流下的绝缘耐压。作为测定条件,在升压速度1kV/秒、测定温度23℃±2℃、大气中进行测定。
(树脂片固化物的绝缘耐压)
使用过硫酸钠溶液,从上述所得的C阶状态的树脂片层叠体固化物蚀刻除去铜箔。进一步,对具有铝箔的样品使用盐酸溶液蚀刻除去铝箔。由上,得到树脂片固化物。与上述同样地,使用YAMAYO试验机制YST-243-100RHO,测定所得的树脂片固化物在交流下的绝缘耐压。作为测定条件,测定温度为23℃±2℃、升压速度为1kV/秒,在测定温度23℃±2℃、大气中进行测定。
(支撑体为两面PET膜的B阶树脂片的剪切粘接强度)
将PET膜从B阶片材的两面剥离,在两面贴合金属板,根据JIS K6850,进行B阶片材的拉伸剪切粘接强度的测定。具体而言,将100mm×25mm×3mm宽的铜板2片与12.5mm×25mm×0.2mm的B阶片材交替重叠并粘接。在试验速度1mm/分钟、测定温度23℃,使用株式会社岛津制作所AGC-100型对其进行拉伸,从而进行测定。另外,粘接使用真空热压机(热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力4MPa、处理时间3分钟)而进行。
(支撑体为两面PET膜的树脂片固化物的剪切粘接强度)
将PET膜从B阶片材的两面剥离,在两面贴合金属板,根据JIS K6850,进行C阶片材的拉伸剪切粘接强度的测定。具体而言,将100mm×25mm×3mm宽的铜板2片与12.5mm×25mm×0.2mm的B阶片材交替重叠并粘接、固化处理。在试验速度1mm/分钟、测定温度23℃,使用株式会社岛津制作所AGC-100型对其进行拉伸,从而进行测定。
另外,粘接、固化处理如下进行。进行真空热压(热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力4MPa、处理时间3分钟)而粘接铜板后,在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时的分级固化(stepcure)进行固化处理。
(支撑体为一面铝箔或铜箔、一面PET膜的B阶片材的剪切粘接强度)
将PET膜从B阶片材的一面剥离,贴合金属板。铝箔或铜箔侧使用环氧树脂粘接剂,与同样的金属板接合,根据JIS K6850,进行B阶片材的拉伸剪切粘接强度的测定。具体而言,将100mm×25mm×3mm宽的铜板1片和铝箔或铜箔与12.5mm×25mm×0.2mm的B阶片材交替重叠并粘接。在试验速度1mm/分钟,测定温度23℃,使用株式会社岛津制作所AGC-100型对其进行拉伸,从而进行测定。另外,对铜板的剥离了PET膜的面的粘接,使用真空热压机(热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力4MPa、处理时间3分钟)而进行。另外铝箔对铜板的粘接,使用环氧树脂粘接剂(Huntsman AdvancedMaterials公司制、Standard),在50℃边加热边进行。
(支撑体为一面铝箔或铜箔、一面PET膜的树脂片固化物的剪切粘接强度)
将PET膜从B阶片材的一面剥离,贴合金属板。对于铝箔侧,使用环氧树脂粘接剂,与同样的金属板接合,根据JIS K6850,进行C阶片材的拉伸剪切粘接强度的测定。具体而言,将100mm×25mm×3mm宽的铜板1片和铝箔与12.5mm×25mm×0.2mm的B阶片材交替重叠并粘接。在试验速度1mm/分钟、测定温度23℃,使用(株)岛津制作所AGC-100型对其进行拉伸,从而进行测定。另外,对铜板的剥离了PET膜的面的粘接·固化,使用真空热压机(热板温度165℃、真空度≤1kPa、压力4MPa、处理时间3分钟),进行粘接后,在箱型烘箱中,通过在140℃下2小时、在165℃下2小时、在190℃下2小时的分级固化进行固化处理。另外铝箔或铜箔对铜板的粘接,在固化处理后使用环氧树脂粘接剂(Huntsman Advanced Materials公司制、Standard),在50℃边加热边进行。
(B阶片材表面的算术平均粗糙度的测定)
B阶片材的片材表面粗糙度使用小坂研究所制表面粗糙度测定机在测定条件1mm/s下进行。作为表面粗糙度,使用算术平均粗糙度进行评价。
(树脂片固化物表面的算术平均粗糙度的测定)
使用过硫酸钠溶液,从上述所得的C阶状态的树脂片层叠体固化物蚀刻除去铜箔。进一步,对具有铝箔的样品使用盐酸溶液蚀刻除去铝箔。由上,得到片材单体的树脂片固化物。树脂片固化物(C阶片材)的片材表面粗糙度使用小坂研究所制表面粗糙度测定机在测定条件1mm/s下进行。作为表面粗糙度,与B阶片材的评价时同样地使用算术平均粗糙度进行评价。
(A阶片材的平均厚度)
如下测定A阶片材的平均厚度。对于各实施例中制作的2片A阶片材,分别在带有支撑体的状态下将A阶片材切成100mm见方,使用Mitutoyo制Micrometer IP65对9点的厚度进行测定。作为支撑体的PET膜和铝箔的厚度不变并扣除,分别求出树脂层的厚度,将其算术平均值作为树脂片各自的平均厚度。另外,将2片A阶片材的一方作为a面侧树脂片,将另一方作为b面侧树脂片。
(B阶片材的平均厚度)
如下测定B阶片材的片材厚度。在带有支撑体的状态下将B阶片材切成100mm见方,使用Mitutoyo制Micrometer IP65测定9点的厚度。作为支撑体的PET膜和铝箔的厚度不变并扣除,分别求出树脂层的厚度,将其算术平均值作为B阶片材各自的平均厚度。
(树脂片固化物的平均厚度)
使用过硫酸钠溶液,从上述所得的C阶状态的树脂片层叠体固化物蚀刻除去铜箔。进一步,对具有铝箔的样品使用盐酸溶液蚀刻除去铝箔。由上,得到树脂片固化物。将树脂片固化物切成100mm见方,对其使用Mitutoyo制Micrometer IP65测定9点厚度,将其算术平均值作为树脂片固化物的平均厚度。
(耐湿绝缘性的评价)
从上述所得的C阶状态的树脂片层叠体固化物,将一面的铜箔原样残留,在相反面的铜箔每隔20mm地形成4个20Φ的圆形图案,制作评价用基板。对于1个实施例或比较例,对于使用2片评价用基板共8个圆形图案,如下评价耐湿绝缘性。
对各圆形图案在85℃85%的环境下施加750V的直流电压1000小时,判定绝缘破坏的有无。对于评价结果,以分数形式表示未发生绝缘破坏的圆形图案数相对于供于试验的圆形图案的总数(8)的比。
[表2]
Figure BDA0000383215310000471
[表3]
Figure BDA0000383215310000481
[表4]
Figure BDA0000383215310000491
[表5]
Figure BDA0000383215310000501
由表2~表5可知,含有具有特定构成的填料和包含具有通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂的B阶状态的树脂片、及作为其固化物的C阶状态的树脂片固化物,分别显示优异的热传导性。另外可知,粘接强度和绝缘破坏电压优异。
由上可知,使用本发明的树脂组合物形成的树脂片固化物的热处理热传导性、粘接强度和绝缘性全都优异。
日本国专利申请2011-071251号公开的内容通过参照将其整体引入本说明书中。本说明书中记载的所有文献、专利申请和技术标准,与具体且分别记载了各个文献、专利申请和技术标准通过参照被引入的情况相同程度地通过参照而引入本说明书中。

Claims (15)

1.一种树脂组合物,其含有环氧树脂单体、包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂以及填料,在所述填料的使用激光衍射法测定的粒径分布中,在0.01μm以上且小于1μm、1μm以上且小于10μm以及10μm以上100μm以下的各个范围内具有峰,具有10μm以上100μm以下的粒径的填料含有氮化硼粒子,
Figure FDA0000383215300000011
通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基,R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基,m表示0~2的数,n表示1~7的数。
2.一种树脂组合物,其包含:
环氧树脂单体、
包含具有下述通式(I)所表示的结构单元的化合物的酚醛清漆树脂、
体积平均粒径为0.01μm以上且小于1μm的第一填料、
体积平均粒径为1μm以上且小于10μm的第二填料、以及
体积平均粒径为10μm以上100μm以下且包含氮化硼粒子的第三填料,
Figure FDA0000383215300000012
通式(I)中,R1表示烷基、芳基或芳烷基,R2和R3分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或芳烷基,m表示0~2的实数,n表示1~7的实数。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物,所述第一填料含有氧化铝粒子。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的树脂组合物,所述第一填料、第二填料和第三填料的总体积中,所述第一填料的含有率为1体积%~15体积%,所述第二填料的含有率为10体积%~40体积%,所述第三填料的含有率为45体积%~80体积%。
5.根据权利要求1~权利要求4中任一项所述的树脂组合物,所述酚醛清漆树脂进一步包含构成酚醛清漆树脂的酚化合物,该酚化合物的含有比率为5质量%以上50质量%以下。
6.一种树脂片,将权利要求1~权利要求5中任一项所述的树脂组合物成型为平均厚度为80μm以上250μm以下的片状而形成。
7.根据权利要求6所述的树脂片,表面的算术平均粗糙度为1.0μm以上2.5μm以下。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的树脂片,其为由权利要求1~权利要求5中任一项所述的树脂组合物形成的第一树脂层和第二树脂层的层叠体。
9.根据权利要求8所述的树脂片,在所述层叠体的一个面上进一步具有金属箔,在另一个面上进一步具有聚对苯二甲酸乙二酯膜。
10.一种树脂片固化物,其为权利要求6~权利要求8中任一项所述的树脂片的热处理物。
11.一种树脂片层叠体,其具有权利要求6~权利要求8中任一项所述的树脂片和配置在所述树脂片的至少一个面上的金属板或散热板。
12.一种树脂片层叠体固化物,其为权利要求11所述的树脂片层叠体的热处理物。
13.一种树脂片层叠体固化物的制造方法,具有在权利要求6~权利要求8中任一项所述的树脂片的至少一个面上配置金属板或散热板的工序和对所述树脂片供热而使所述树脂片固化的工序。
14.一种半导体装置,具备半导体元件和配置在所述半导体元件上的权利要求10所述的树脂片固化物。
15.一种LED装置,顺次层叠有LED元件、权利要求10所述的树脂片固化物和基板。
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