CN110234712B - 树脂材料和叠层体 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能够有效地提高绝缘性和长期可靠性,有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且能够有效提高粘接性的树脂材料。本发明的树脂材料含有第一氮化硼凝聚粒子、第二氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂,其中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比以及构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比均为7以下。
Description
技术领域
本发明涉及含有氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂的树脂材料。此外,本发明还涉及使用所述树脂材料的叠层体。
背景技术
近年来,电子和电器设备逐渐小型化和高性能化,电子部件的安装密度提高。因此,如何在狭窄空间中对电子部件产生的热量进行散热成为问题。电子部件产生的热量与电子和电器设备的可靠性直接相关,因此有效对产生的热量进行散热是亟待解决的技术问题。
作为解决所述问题的方法之一,可举出将具有高热传导率的陶瓷基板用于安装功率半导体器件等的散热基板的方法。作为该陶瓷基板,可举出氧化铝基板和氮化铝基板等。
然而,所述使用陶瓷基板的方法中存在难以形成多层结构、可加工性差、成本非常高等问题。此外,所述陶瓷基板和铜电路之间的线性膨胀系数之差很大,因此还存在铜电路在冷热循环期间易于剥落的问题。
因此,使用了具有低线性膨胀系数的氮化硼,特别是六方晶氮化硼的树脂组合物,作为散热材料而受到关注。六方晶氮化硼的晶体结构是类似于石墨的六角网眼的层状结构,六方晶氮化硼的粒子形状是鳞片状。因此,已知六方晶氮化硼在平面方向上的热传导率高于厚度方向上的热传导率,并且热传导率具有各向异性。
作为降低六方晶氮化硼的热传导率的各向异性、改善厚度方向上的热传导率的方法,提出使用对六方晶氮化硼的一次粒子进行凝聚的而得到的二次凝聚粒子(氮化硼凝聚粒子)。下述专利文献1~3公开了使用了氮化硼凝聚粒子的树脂组合物。
下述专利文献1公开了在热固化性树脂中含有无机填料的热固化性树脂组合物。所述无机填料以40:60~98:2的体积比含有二次凝聚体(A)和二次凝聚体(B),其中,所述二次凝聚体(A)由平均长径为8μm以下的氮化硼一次粒子构成,所述二次凝聚体(B)由平均长径超过8μm且为20μm以下的氮化硼一级粒子构成。所述无机填料的含量为40体积%以上且80体积%以下。
下述专利文献2公开了一种固化性散热组合物,其含有两种具有不同压缩断裂强度的填料(但所述两种填料为相同物质的情况除外)和固化性树脂(C)。所述两种填料的压缩断裂强度比(压缩断裂强度高的填料(A)的压缩断裂强度/压缩断裂强度低的填料(B)的压缩断裂强度)为5以上且1500以下。所述填料(B)是六方晶氮化硼凝聚粒子。
以下专利文献3公开了含有热固化性树脂和无机填料的热固化性树脂组合物。所述无机填料含有由长径比为10以上且20以下的氮化硼一次粒子形成的二次粒子(A)、以及由长径比为2以上且9以下的氮化硼一次粒子形成的二次粒子(B)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-6586号公报
专利文献2:WO2013/145961A1
专利文献3:WO2014/199650A1
发明内容
发明要解决的技术问题
在使用了如专利文献1~3中的现有氮化硼凝聚粒子的固化性组合物中,为了保持氮化硼凝聚粒子的热传导率的各向同性,必须在压制片材成形时,不会由于压制而使氮化硼凝聚粒子崩坏等。因此,有时在氮化硼凝聚粒子之间存在空隙。结果,尽管可以提高厚度方向上的热传导率,但绝缘性可能降低。在现有的氮化硼凝聚粒子中,绝缘性的提高存在极限。
此外,在使用了现有的氮化硼凝聚粒子的固化性组合物中,难以完全消除氮化硼凝聚粒子之间的空隙,有时绝缘击穿强度发生偏差,或者长期可靠性降低。
此外,在使用了现有的氮化硼凝聚粒子的固化性组合物中,有时构成氮化硼凝聚粒子的氮化硼官能团存在较多的端面的面积较小。其结果,有时氮化硼凝聚粒子与固化性化合物之间的粘接性降低,或者固化性组合物与被粘物之间的粘接性降低。
本发明的目的在于提供树脂材料以及使用了所述树脂材料的叠层体,该树脂材料能够有效地提高绝缘性和长期可靠性,有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且有效地提高粘接性。
解决问题的技术手段
根据本发明的广泛方案提供一种树脂材料,其含有第一氮化硼凝聚粒子、第二氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂,其中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比以及构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比均为7以下。
根据本发明的树脂材料的特定方案,其中,所述第一氮化硼凝聚粒子中的细孔径大于0μm且在5μm以下的细孔的比表面积以及所述第二氮化硼凝聚粒子中的细孔径大于0μm且在5μm以下的细孔的比表面积均小于1.3m2/g。
根据本发明的树脂材料的特定方案,其中,所述第一氮化硼凝聚粒子的粒径超过40μm,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的平均长径为2μm以上且小于20μm,构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的平均长径为8μm以下。
根据本发明的树脂材料的特定方案,其中,在树脂材料100体积%中,所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的总含量为20体积%以上且80体积%以下。
根据本发明的树脂材料的特定方案,所述树脂材料为树脂片材。
根据本发明的广泛方案提供一种叠层体,其含有热传导体、叠层于所述热传导体的一侧表面上的绝缘层、以及叠层于所述绝缘层的与所述热传导体相反侧的表面上的导电层,其中,所述绝缘层的材料是所述的树脂材料。
发明效果
本发明的树脂材料含有第一氮化硼凝聚粒子、第二氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂,其中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比以及构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比均为7以下。由于本发明的树脂材料中具有所述技术特征,因此可以有效地提高绝缘性和长期可靠性,有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且有效地提高粘接性。
附图说明
[图1]图1是示意性表示本发明的一个实施方式的树脂片材的截面图。
[图2]图2是示意性表示使用本发明的一个实施方式的树脂材料得到的叠层体的截面图。
[图3]是表示本发明中的细孔容积差与细孔径之间的关系的一个实例的图。
具体实施方式
在下文中,将详细说明本发明。
(树脂材料)
本发明的树脂材料含有第一氮化硼凝聚粒子、第二氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂。
本发明的树脂材料中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上。
本发明的树脂材料中,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比以及构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比均为7以下。
由于本发明的树脂材料中具有所述技术特征,因此可以有效地提高绝缘性和长期可靠性,有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且有效地提高粘接性。
本发明的树脂材料中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率相对较小,所述第一氮化硼凝聚粒子易于用粘合剂树脂进行填充。因此,即使当施加压制等压缩力时,所述第一氮化硼凝聚粒子也可保持其形态。
所述第一氮化硼凝聚粒子易于用粘合剂树脂进行填充的原因是,通过毛细管现象等,粘合剂树脂易于移至所述第一氮化硼凝聚粒子的细孔表面。
此外,在本发明的树脂材料中,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率相对较大,并且所述第二氮化硼凝聚粒子难以用粘合剂树脂进行填充。所述第二氮化硼凝聚粒子的内部难以用粘合剂树脂进行填充的原因是,即使当粘合剂树脂通过毛细管现象等移至所述第二氮化硼凝聚粒子的细孔表面时,也会停滞在构成氮化硼凝聚粒子的一次粒子的表面附着阶段。
当对所述第二氮化硼凝聚粒子施加压制等压缩力时,所述第二氮化硼凝聚粒子不会保持其形态,适当地发生变形或崩坏。因此,通过适当地发生变形或崩坏的所述第二氮化硼凝聚粒子,可以填充存在于所述第一氮化硼凝聚粒子之间的空隙,从而可以更进一步提高绝缘性。
所述第一氮化硼凝聚粒子的硬度高于所述第二氮化硼凝聚粒子的硬度。所述第二氮化硼凝聚粒子的硬度低于所述第一氮化硼凝聚粒子的硬度。因此,当通过压制等施加压缩的力时,所述第一氮化硼凝聚粒子不会过度变形或崩坏,所述第二氮化硼凝聚粒子适度变形或崩坏。此外,使所述第二氮化硼凝聚粒子变形或崩坏的压制压力低于使所述第一氮化硼凝聚粒子变形或崩坏的压制压力。
例如,当使用仅含有所述第一氮化硼凝聚粒子的树脂材料,通过片材成形等进行压制时,不易由于压制使所述第一氮化硼凝聚粒子变形或崩坏,可以提高平面方向和厚度方向的热传导性,但所述第一氮化硼凝聚粒子之间的空隙残存,绝缘性恶化。另一方面,压制至空隙消失的程度时,即使所述第一氮化硼凝聚粒子也无法维持其形态,其在厚度方向的热传导性降低。另外,使用仅含有所述第二氮化硼凝聚粒子的树脂材料,通过片材成形等进行压制时,所述第二氮化硼凝聚粒子,容易通过压制凝聚粒子变形或崩坏,因此有时厚度方向上的热传导性降低。
在本发明的树脂材料中,使用了空隙率不同的两种氮化硼凝聚粒子,空隙率相对小的第一氮化硼凝聚粒子较硬,空隙率相对大的第二氮化硼凝聚粒子较脆,因此,当通过压制等施加压缩力时,第一氮化硼凝聚粒子周围的第二氮化硼凝聚粒子适度地变形或崩坏。此外,压缩后的第二氮化硼凝聚粒子可以填充第一氮化硼凝聚粒子之间的空隙,从而可以有效地改善绝缘性。
此外,在本发明的树脂材料中,所述第二氮化硼凝聚粒子中的空隙可以通过所述第二氮化硼凝聚粒子的变形来进行填充。此外,在本发明的树脂材料中,粘合剂树脂粘附到所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的表面,因此可以通过粘接剂对变形后的所述第二氮化硼聚集粒子的一次粒子间进行填充。在本发明的树脂材料中,压缩后的第二氮化硼凝聚粒子以及构成第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子,可以无间隙地填充存在于第一氮化硼凝聚粒子之间的空隙。结果,可以抑制在空隙部发生的局部放电(内部放电),可以有效抑制绝缘击穿强度的偏差,并且可以有效地提高长期可靠性。
此外,在本发明的树脂材料中,由于构成氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比较小,因此构成氮化硼凝聚粒子的一次粒子的端面的面积较大。在所述端面上,存在羟基和氨基等官能团,在氮化硼凝聚粒子中,可以增加羟基和氨基等官能团的量。此外,氮化硼凝聚粒子和构成氮化硼凝聚粒子的一次粒子,可以通过所述官能团与粘合剂树脂和被粘附物等结合等。结果,可以有效地提高氮化硼聚集粒子与粘合剂树脂之间的粘接性,以及氮化硼聚集粒子与被粘附物之间的粘接性。
为了获得这样的效果,使用满足特定空隙率和特定长径比关系的第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子会起到很大的作用。
(第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子)
在本发明的树脂材料中,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%。从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点,和更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率优选为25%以下,更优选为20%以下。所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率的下限没有特别限制。所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率可以为5%以上。
在本发明的树脂材料中,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上。从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点,和更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率优选为35%以上,更优选为40%以上。所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率的上限没有特别限制。所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率可以为60%以下。
所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率可以如下进行测定。需要说明的是,所述空隙率还包括在氮化硼凝聚粒子中填充有粘合剂树脂的部分。
所述空隙率是基于下述空隙的值而算出的值:使用QUANTACHROME公司制造的水银空隙率计“Pore Master 60”并通过水银压入法测定孔体积分布,在所得结果中,将孔径超过0μm且为5μm以下的细孔的体积之和作为凝聚粒子中的空隙。此外,在细孔容积差与细孔径之间的关系(参见图3)中,本发明使用的氮化硼凝聚粒子中,由于在5μm附近细孔容积暂时接近于零,因此认为5μm以下的孔径表示了氮化硼凝聚粒子内的细孔。因此,将孔径超过0μm且为5μm以下的孔的体积之和作为计算空隙率的基准。另一方面,超过5μm的细孔径表示了氮化硼凝聚粒子之间的细孔。这与氮化硼凝聚粒子的截面数据并不矛盾。
所述空隙率,可以使用混入树脂材料之前的氮化硼凝聚粒子来进行测定,也可以使用从树脂材料中除去粘合剂树脂并回收而得的氮化硼凝聚粒子来进行测定。从树脂材料中除去粘合剂树脂的方法,可以列举:将树脂材料在600℃的高温下加热处理5小时的方法等。从树脂材料中除去粘合剂树脂的方法可以是上述方法,也可以是其他方法。
从更进一步有效地提高绝缘性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的孔径超过0μm且为5μm以下的细孔的比表面积优选小于1.3m2/g,更优选为1m2/g以下。所述第一氮化硼凝聚粒子的所述比表面积的下限没有特别限制。所述第一氮化硼凝聚粒子的所述比表面积可以是0.1m2/g以上。
从更进一步有效地提高绝缘性的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔中的比表面积优选小于1.3m2/g,更优选为1m2/g以下。所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积的下限没有特别限制。所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积可以是0.1m2/g以上。
所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的体积基准的细孔径分布可以如下进行测定。
使用QUANTACHROME公司制造的水银空隙率计“Pore Master 60”并通过水银压入法,对相对于所施加压力的水银的累积浸入量进行测定。根据获得的数据,求得表示相对于细孔径的单位区间的细孔容积的分布曲线。
根据所述孔径分布的测定结果,可以算出所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积。具体而言,可以使用通过测定获得的细孔径(d(μm))和细孔容积差(ΔV(cc/g))并通过下式,算出各孔中的比表面积(ΔS(m2/g))。其中,空隙被认为是圆柱状而其底面积未被考虑。在使用了上述测定方法的情况下,表现出本发明的效果。
ΔS=4×ΔV/d
此外,在孔体积差与孔径的关系(参见图3)中,本发明使用的氮化硼凝聚粒子中,由于在5μm附近孔体积一度接近于0,因此认为5μm以下的细孔径表示了氮化硼凝聚粒子内的细孔。因此,将细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔的体积之和作为计算空隙率的基准。此外,凝聚粒子之间的细孔落入4μm~5μm的范围内,但作为细孔容积是在误差范围内的,并且为了明确凝聚粒子内的细孔,因此将细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔的细孔容积之和设为凝聚粒子的细孔容积(空隙体积)。另一方面,关于超过5μm的细孔径,认为表示了凝聚粒子之间的细孔。这与凝聚粒子的截面数据并不矛盾。图3是表示一个实例的示意图。此外,虽然认为也存在水银没有浸入的闭细孔,但是其为少量,即使在不考虑闭细孔而进行定义的情况下,也可以充分发挥本发明的效果。
所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积优选通过下述方式算出:将五次以上的通过所述细孔径分布的测定结果获得的比表面积的测定结果进行平均。
从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的粒径优选超过40μm,更优选超过50μm,进一步优选为70μm以上,且优选为120μm以下,更优选为100μm以下。
从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的粒径优选为20μm以上,更优选为30μm以上,且优选为80μm以下,更优选为60μm以下。
从所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的粒径出发,优选将体积基准的粒径进行平均而得到的平均粒径。从所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的粒径出发,可以使用株式会社堀场制作所制造的“激光衍射型粒度分布测定装置”来测定。从所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的粒径出发,优选对3g的各氮化硼凝聚粒子进行取样,并将其中包含的各氮化硼凝聚粒子的粒径进行平均来算出。关于平均粒径的算出方法,优选分别在第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子中,将累积体积为50%时的氮化硼凝聚粒子的粒径(d50)作为平均粒径。
从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的长径比优选为3以下,更优选为2以下。所述第一氮化硼凝聚粒子的长径比的下限没有特别限制。所述第一氮化硼凝聚粒子的长径比可以是1以上。
从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的长径比优选为3以下,更优选为2以下。所述第二氮化硼凝聚粒子的长径比的下限没有特别限制。所述第二氮化硼凝聚粒子长径比可以是1以上。
第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的长径比表示长径/短径。第一氮化硼凝聚粒子以及第二氮化硼凝聚粒子的长径比,优选为对多个各氮化硼凝聚粒子的长径比进行平均而得到的平均长径比。就第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的平均长径比而言,以电子显微镜或光学显微镜观察50个任选的氮化硼凝聚粒子,并算出各氮化硼凝聚粒子的长径/短径的平均值来求出。
从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的热传导率优选为5W/m·K以上,更优选为10W/m·K以上。所述第一氮化硼凝聚粒子的热传导率的上限没有特别限制。所述第一氮化硼凝聚粒子的热传导率可以为1000W/m·K以下。
从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的热传导率优选为5W/m·K以上,更优选为10W/m·K以上。所述第二氮化硼凝聚粒子的热传导率的上限没有特别限制。所述第二氮化硼凝聚粒子的热传导率可以为1000W/m·K以下。
从更进一步有效地提高绝缘性,以及更进一步有效地提高热传导性的观点出发,在树脂材料100体积%中,所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的总含量优选为20体积%以上,更优选为45体积%以上,且优选为80体积%以下,更优选为70体积%以下。
作为所述第一氮化硼凝聚粒子以及所述第二氮化硼凝聚粒子的制造方法没有特别限制,可举出喷雾干燥法和流化床造粒法等。作为所述第一氮化硼凝聚粒子以及所述第二氮化硼凝聚粒子的制造方法优选为喷雾干燥(也称为Spray dry)。就喷雾干燥法而言,依据喷雾方式,可分为双流体喷嘴法、圆盘法(也称为旋转法)、超声波喷嘴法等,可使用所述方法中的任一种。从可以更容易地控制总细孔容积的观点出发,优选超声喷嘴法。
就所述第一氮化硼凝聚粒子以及所述第二氮化硼凝聚粒子而言,优选使用氮化硼的一次粒子作为材料来制造。作为所述第一氮化硼凝聚粒子以及所述第二氮化硼凝聚粒子的材料的氮化硼,没有特别限制。作为该材料的氮化硼,可举出由六方晶氮化硼、立方晶氮化硼、硼化合物和氨通过还原氮化法制得的氮化硼、硼化合物和三聚氰胺等含氮化合物制得的氮化硼;以及由硼氢化钠和氯化铵制得的氮化硼等。从更进一步有效地提高所述第一氮化硼凝聚粒子以及所述第二氮化硼凝聚粒子的热传导性的观点出发,作为氮化硼凝聚粒子的材料的氮化硼优选为六方晶氮化硼。
从更进一步有效地提高绝缘性以及更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子优选为作为一次粒子的第一氮化硼的凝聚物,所述第二氮化硼凝聚粒子优选为作为一次粒子的第二氮化硼的凝聚物。所述第一氮化硼凝聚粒子优选为作为一次粒子的所述第一氮化硼凝聚而成的二次粒子,所述第二氮化硼凝聚粒子优选为作为一次粒子的所述第二氮化硼凝聚而成的二次粒子。
此外,作为氮化硼凝聚粒子的制造方法,未必一定需要造粒工序。随着氮化硼晶体的成长,可以是氮化硼的一次粒子自然集结而形成的氮化硼凝聚粒子。此外,为了使氮化硼凝聚粒子的粒径均匀,也可以是粉碎的氮化硼凝聚粒子。
从更进一步有效地提高绝缘性的观点出发,所述第一氮化硼凝聚粒子的所述空隙率在所述范围内,构成凝聚粒子的一次粒子的长径比在下述范围内,并且可以由粒径不同的2种以上的凝聚粒子构成。从更进一步有效地提高绝缘性的观点出发,所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积和所述空隙率在所述范围内,构成凝聚粒子的一次粒子的长径比在下述范围内,并且可以由粒径不同的2种以上的凝聚粒子构成。
从更进一步有效地提高绝缘性以及更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述树脂材料中,除了所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子之外,也可含有非所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的第三无机粒子。从更进一步有效地提高绝缘性以及更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述树脂材料优选含有所述第三无机粒子。
所述第三无机粒子优选为凝聚粒子。所述第三无机粒子优选为通过使氮化硼的一次粒子凝聚而得到的二次粒子。
构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼):
构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼)的平均长径优选为2μm以上,更优选为3μm以上,且优选为小于20μm,更优选为16μm以下。如果构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼)的平均长径为所述下限以上且所述上限以下,则可以更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性,更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且可以更进一步有效地提高粘接性。
构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第二氮化硼)的平均长径,优选为3μm以上,更优选为4μm以上,且优选为8μm以下,更优选为7.5μm以下。如果构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第二氮化硼)的平均长径为所述下限以上且所述上限以下,则可以更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性,更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差,并且可以更进一步有效地提高粘接性。
构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼)的平均长径可以通过如下方式算出。
通过电子显微镜,对构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼)和热固化性树脂等混合而制得的片材或通过压制等制成叠层体的截面进行观察。对从得到的电子显微镜图像中任意选择50个的构成各氮化硼凝聚粒子的一次粒子(各氮化硼)的长径进行测定,并算出平均值。
在本发明的树脂材料中,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比为7以下。从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点、更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差的观点、以及更进一步有效地提高粘接性的观点出发,构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼)的长径比优选为6.5以下,更优选为6.3以下。构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比的下限没有特别限制。构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比可以为3以上。
在本发明的树脂材料中,构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比为7以下。从更进一步有效地提高绝缘性和长期可靠性的观点、更进一步有效地抑制绝缘击穿强度的偏差的观点、以及更进一步有效地提高粘接性的观点出发,构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第二氮化硼)的长径比优选为6以下,更优选为5.5以下。构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比的下限没有特别限制。构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比可以为3以上。
构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼)的长径比表示长径/短径。构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼)的长径比可以通过下述方法算出。
通过电子显微镜,对构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)与热固化性树脂等混合制得的片材或通过压制制得的叠层体的截面进行观察。对从得到的电子显微镜图中任意选择50个构成各氮化硼凝聚粒子的一次粒子(各氮化硼)的长径进行测定,并算出平均值。
从更进一步有效地提高绝缘性和热传导性的观点出发,构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子中,未必所有的一次粒子一定都是鳞片状粒子,可以包含至少一个以上弯曲形状的粒子。就弯曲形状的粒子而言,在弯曲部分将其分成两个粒子,并分别测定各粒子的长径/短径,以长径较长的粒子的长径/短径作为弯曲形状的长径/短径。根据得到的长径/短径的值,算出长径比。
片材或者叠层体截面的电子显微镜图像中,由于所述第一氮化硼凝聚粒子即使在压制后也可以相对维持凝聚粒子的形状,因此可以从片材或者叠层体截面的电子显微镜图像进行确认。另一方面,所述第二氮化硼凝聚粒子在压制后保持各同向性并变形或崩坏,因此强烈暗示其存在。假如,事先压碎所述第二氮化硼凝聚粒子而得到鳞片(构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子:所述第二氮化硼)、所述第一氮化硼凝聚粒子和热固化树脂等进行混合而制备片材或叠层体时,所述鳞片和凝聚粒子相比较时,相对地容易下面方向上配置。因此,与使用了凝聚粒子的情况相比,所述鳞片在压制后也难以保持各同向性。结果,即使压制后也可以通过片材或叠层体的横截面的电子显微镜图像判断:使用了比表面积较大并相对易于维持形状的所述第一氮化硼凝聚粒子,和由于空隙率较大而易于崩坏并且比表面积小的所述第二氮化硼凝聚粒子。
(粘合剂树脂)
本发明的树脂材料含有粘合剂树脂。所述粘合剂树脂没有特别限制。作为所述粘合剂树脂,使用公知的绝缘性树脂。所述粘合剂树脂优选含有热塑性成分(热塑性化合物)或固化性成分,更优选含有固化性成分。作为所述固化性成分,可举出热固化性成分以及光固化性成分。所述热固化性成分优选含有热固化性化合物和热固化剂。所述光固化性成分优选含有光固化性化合物和光聚合引发剂。所述粘合剂树脂优选含有热固化性成分。所述粘合剂树脂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和甲基丙烯酰基。“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸和甲基丙烯酸。“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
(热固化性成分:热固化性化合物)
作为所述热固化性化合物,可举出:苯乙烯化合物、苯氧基化合物、氧杂环丁烷化合物、环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯酰基化合物、酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、聚硅氧烷化合物和聚酰亚胺化合物等。所述热固化性化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为所述热固化性化合物,可以使用(A1)分子量小于10000的热固化性化合物(有时简称为(A1)热固化性化合物),也可以使用(A2)分子量为10000以上的热固化性化合物(有时简称为(A2)热固化性化合物),还可以使用热固化性化合物(A1)和热固化性化合物(A2)两者。
在树脂材料100体积%中,所述热固化性化合物的含量优选为10体积%以上,更优选20体积%以上,且优选90体积%以下,更优选80体积%以下。当所述热固化性化合物的含量在所述下限以上时,固化物的粘接性和耐热性更进一步提高。当所述热固化性化合物的含量在所述上限以下时,树脂材料的涂布性更进一步提高。
(A1)分子量小于10000的热固化性化合物:
作为(A1)热固化性化合物,可举出具有环状醚基的热固化性化合物。作为所述环状醚基,可举出环氧基和氧杂环丁烷基等。所述具有环状醚基的热固化性化合物优选为具有环氧基或氧杂环丁烷基的热固化性化合物。(A1)热固化性化合,可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
(A1)热固化性化合物可含有(A1a)具有环氧基的热固化性化合物(有时简称为(A1a)热固化性化合物),也可以含有(A1b)具有氧杂环丁烷基的热固化性化合物(有时简称为(A1b)热固化性化合物)。
从更进一步有效地提高固化物的耐热性和耐湿性的观点出发,优选(A1)热固化性化合物具有芳香族骨架。
所述芳香族骨架没有特别限制,可举出:萘骨架、芴骨架、联苯骨架、蒽骨架、芘骨架、呫吨骨架、金刚烷骨架和双酚A型骨架等。从更进一步有效地提高固化物的耐冷热循环特性和耐热性的观点出发,所述芳香族骨架优选为联苯骨架或芴骨架。
作为(A1a)热固化性化合物,可举出:具有双酚骨架的环氧单体、具有二环戊二烯骨架的环氧单体、具有萘骨架的环氧单体、具有金刚烷骨架的环氧单体、具有芴骨架的环氧单体、具有双酚骨架的环氧单体、具有双(缩水甘油基氧基苯基)甲烷骨架的环氧单体、具有呫吨骨架的环氧单体、具有蒽骨架的环氧单体和具有芘骨架的环氧单体等。可以使用这些的氢化产物或改性产物。(A1a)热固化性化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为所述具有双酚骨架的环氧单体,例如可举出具有双酚A型、双酚F型或双酚S型的双酚骨架的环氧单体等。
作为所述具有二环戊二烯骨架的环氧单体,可举出二环戊二烯二氧化物和具有二环戊二烯骨架的苯酚酚醛清漆环氧单体等。
作为所述具有萘骨架的环氧单体,可举出:1-缩水甘油基萘、2-缩水甘油基萘、1,2-二缩水甘油基萘、1,5-二缩水甘油基萘、1,6-二缩水甘油基萘、1,7-二缩水甘油基萘、2,7-二缩水甘油基萘、三缩水甘油基萘、1,2,5,6-四缩水甘油基萘等。
作为所述具有金刚烷骨架的环氧单体,可举出1,3-双(4-缩水甘油基氧基苯基)金刚烷和2,2-双(4-缩水甘油基氧基苯基)金刚烷等。
作为所述具有芴骨架的环氧单体,可举出9,9-双(4-缩水甘油基氧基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3,5-二氯苯基)芴和9,9-双(4-缩水甘油基氧基-3,5-二溴苯基)芴等。
作为所述具有联苯骨架的环氧单体,可举出4,4’-二缩水甘油基联苯、4,4’-二缩水甘油基-3,3’,5,5’-四甲基联苯等。
作为所述具有双(缩水甘油基氧基苯基)甲烷骨架的环氧单体,可举出1,1’-双(2,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,8’-双(2,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、
1,1’-双(3,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,8’-双(3,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,1’-双(3,5-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,8’-双(3,5-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,2’-双(2,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷、1,2’-双(3,7-缩水甘油基氧基萘基)甲烷和1,2’-双(3,5-缩水甘油基氧基萘基)甲烷等。
作为所述具有呫吨骨架的环氧单体,可举出1,3,4,5,6,8-六甲基-2,7-双-环氧乙烷基甲氧基-9-苯基-9H-呫吨等。
作为(A1b)热固化性化合物的具体实例,可举出:4,4’-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基]联苯、1,4-苯二甲酸双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]酯、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基]苯和氧杂环丁烷改性的苯酚酚醛清漆等。(A1b)热固化性化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从更进一步提高固化物的耐热性的观点出发,(A1)热固化性化合物优选含有具有2个以上环状醚基的热固化性化合物。
从进一步提高固化物的耐热性的观点出发,在(A1)热固化性树脂100重量%中,具有2个以上环状醚基的热固化性化合物的含量优选为70重量%以上,更优选为80重量%以上,且优选为100重量%以下。在(A1)热固化性化合物100重量%中,具有两个以上环醚基的热固化性化合物的含量可以为10重量%以上且100重量%以下。此外,(A1)热固化性化合物的整体可以是具有两个以上环醚基的热固化性化合物。
(A1)热固化性化合物的分子量小于10000。(A1)热固化性化合物的分子量优选为200以上,且优选为1200以下,更优选为600以下,进一步优选为550以下。当(A1)热固化性化合物的分子量在所述下限以上时,固化物表面的粘接性降低,树脂材料的可处理性更进一步提高。当(A1)热固化性化合物的分子量在所述上限以下时,固化物的粘接性更进一步增强。此外,固化物不易变硬和变脆,固化物的粘接性更进一步提高。
需要说明的是,在本说明书中,在(A1)热固化性化合物不是聚合物的情况下,以及(A1)热固化性化合物的结构式可以确定的情况下,(A1)热固化性化合物的分子量是指从该结构式算出的分子量,在热固化性化合物(A1)是聚合物的情况下,(A1)热固化性化合物的分子量是指重均分子量。所述重均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定的并且以聚苯乙烯计的重均分子量。在凝胶渗透色谱(GPC)测定中,优选使用四氢呋喃作为洗脱液。
在树脂材料100体积%中,(A1)热固化性化合物的含量优选为10体积%以上,更优选为20体积%以上,且优选为90体积%以下,更优选为80体积%以下。当(A1)热固化性化合物的含量在所述下限以上时,固化物的粘接性和耐热性更进一步提高。当(A1)热固化性化合物的含量在所述上限以下时,树脂材料的涂布性更进一步提高。
(A2)分子量为10000以上的热固化性化合物:
(A2)热固化性化合物是分子量为10000以上的热固化性化合物。(A2)热固化性化合物的分子量为10000以上,因此(A2)热固化性化合物通常是聚合物,所述分子量通常是指重均分子量。
从进一步有效提高固化物的耐热性和耐湿性的观点出发,(A2)热固化性化合物优选具有芳香族骨架。在(A2)热固化性化合物是聚合物、并且(A2)热固化性化合物具有芳香族骨架的情况下,(A2)热固化性化合物可以在聚合物整体的任意部分中具有芳香族骨架,可以在主链骨架内或者在侧链中具有芳香族骨架。从进一步提高固化物的耐热性和进一步改善固化物的耐湿性的观点出发,(A2)热固化性化合物优选在主链骨架内具有芳香族骨架。(A2)热固化性化合物可以单独使用,也可以组合使用两种以上。
作为所述芳香族骨架没有特别限制,可举出:萘骨架、芴骨架、联苯骨架、蒽骨架、芘骨架、呫吨骨架、金刚烷骨架和双酚A型骨架等。从更进一步有效地提高固化物的耐冷热循环特性和耐热性的观点出发,所述芳香族骨架优选为联苯骨架或芴骨架。
作为(A2)热固化性化合物没有特别限制,可举出:苯乙烯树脂、苯氧基树脂、氧杂环丁烷树脂、环氧树脂、环硫化合物、(甲基)丙烯酸树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚硅氧烷树脂和聚酰亚胺树脂等。
从抑制固化物的氧化劣化、更进一步提高固化物的耐冷热循环特性和耐热性并且更进一步降低固化物的吸水率的观点出发,(A2)热固化性化合物优选为苯乙烯树脂、苯氧基树脂或环氧树脂,更优选为苯氧基树脂或环氧树脂,进一步优选为苯氧基树脂。特别是,通过使用苯氧基树脂或环氧树脂,更进一步提高了固化物的耐热性。此外,通过使用苯氧基树脂,固化物的弹性模量更进一步降低,固化物的耐冷热循环特性更进一步提高。需要说明的是,(A2)热固化性化合物可以不具有环氧基等环状醚基。
作为所述苯乙烯树脂,具体而言,可举出苯乙烯类单体的均聚物、苯乙烯类单体与丙烯酸类单体形成的共聚物等。优选具有苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯结构的苯乙烯聚合物。
作为所述苯乙烯单体,例如可举出:苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、对苯基苯乙烯、对氯苯乙烯、对乙基苯乙烯、对正丁基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯,对正己基苯乙烯、对正辛基苯乙烯、对正壬基苯乙烯、对正癸基苯乙烯、对正十二烷基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯等。
具体而言,所述苯氧基树脂为,例如使表卤醇与二价酚化合物反应得到的树脂、或者使二价环氧化合物与二价酚化合物反应得到的树脂。
所述苯氧基树脂优选具有双酚A型骨架、双酚F型骨架、双酚A/F混合型骨架、萘骨架、芴骨架、联苯骨架、蒽骨架、芘骨架,呫吨骨架、金刚烷骨架或二环戊二烯骨架。所述苯氧基树脂更优选具有双酚A型骨架、双酚F型骨架、双酚A/F混合型骨架、萘骨架、芴骨架或联苯骨架、进一步优选具有芴骨架和联苯骨架中的至少一种。通过使用具有这些优选骨架的苯氧基树脂,固化物的耐热性更进一步提高。
所述环氧树脂是除所述苯氧基树脂以外的环氧树脂。作为所述环氧树脂,可举出:含苯乙烯骨架的环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、蒽型环氧树脂、具有金刚烷骨架的环氧树脂、具有三环癸烷骨架的环氧树脂和在其骨架中具有三嗪核的环氧树脂等。
(A2)热固化性化合物的分子量为10000以上。(A2)热固化性化合物的分子量优选为30000以上,更优选40000以上,且优选1000000以下,更优选250000以下。当(A2)热固化性化合物的分子量在所述下限以上时,固化物不易热劣化。当(A2)热固化性化合物的分子量在所述上限以下时,(A2)热固化性化合物与其他成分之间的相容性提高。结果,固化物的耐热性更进一步提高。
在树脂材料100体积%中,(A2)热固化性化合物的含量优选为20体积%以上,更优选为30体积%以上,且优选为60体积%以下,更优选为50体积%以下。当(A2)热固化性化合物的含量在所述下限以上时,树脂材料的可处理性更进一步提高。当(A2)热固化性化合物的含量在所述上限以下时,树脂材料的涂布性更进一步提高。
(热固化性成分:热固化剂)
所述热固化剂没有特别限制。作为所述热固化剂,可以适当使用能够使所述热固化性化合物固化的热固化剂。此外,在本说明书中,热固化剂中包含固化催化剂。热固化剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从更进一步有效地提高固化物的耐热性的观点出发,优选所述热固化剂具有芳香族骨架或脂环式骨架。所述热固化剂优选包含胺固化剂(胺化合物)、咪唑固化剂、酚固化剂(酚化合物)或酸酐固化剂(酸酐),更优选包含胺固化剂。所述酸酐固化剂优选包含具有芳香族骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物,或包含具有脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物。
作为所述胺固化剂,可举出:双氰胺、咪唑化合物、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜等。从更进一步有效地提高固化物的粘接性的观点出发,更优选所述胺固化剂是双氰胺或咪唑化合物。从更进一步有效地提高树脂材料的保存稳定性的观点出发,热固化剂优选包含熔点为180℃以上的固化剂,更优选包含熔点为180℃以上的胺固化剂。
作为所述咪唑固化剂,可举出:2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪异氰脲酸加成物、2-苯基咪唑异氰脲酸加合物、2-甲基咪唑异氰脲酸加合物、2-苯基-4,5-二羟甲基咪唑和2-苯基-4-甲基-5-二羟基甲基咪唑等。
作为所述酚固化剂,可举出:苯酚酚醛清漆、邻甲酚酚醛清漆、对甲酚酚醛清漆、叔丁基苯酚酚醛清漆、二环戊二烯甲酚、聚对乙烯基苯酚、双酚A型酚醛清漆、亚二甲苯基改性酚醛清漆、十氢化萘改性酚醛清漆、聚(二邻羟基苯基)甲烷、聚(二间羟基苯基)甲烷、聚(二对羟基苯基)甲烷等。从更进一步有效地提高固化物的柔韧性和固化物的阻燃性的观点出发,所述酚固化剂优选为具有三聚氰胺骨架的酚醛树脂、具有三嗪骨架的酚醛树脂或具有烯丙基的酚醛树脂等。
作为所述酚固化剂的市售品,可举出:MEH-8005、MEH-8010和
MEH-8015(以上均为明和化成株式会社制造)、YLH 903(三菱化学株式会社制造)、LA-7052、LA-7054、LA-7751、LA-1356和LA-3018-50P(以上均为DIC株式会社制造)、以及PS6313和PS6492(以上均为群荣化学株式会社制造)等。
作为所述具有芳香族骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或酸酐的改性产物,例如可举出:苯乙烯/马来酸酐共聚物、二苯甲酮四羧酸酐、1,2,4,5-苯四酸酐、偏苯三酸酐、4,4’-氧联二邻苯二甲酸酐、苯基乙炔基邻苯二甲酸酐、甘油双(无水偏苯三甲酸)单乙酸酯、乙二醇双(无水偏苯三甲酸酯)、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐等。
作为所述具有芳香族骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物的市售品,可举出:SMA树脂EF30、SMA树脂EF40、SMA树脂EF60、SMA树脂EF80(以上均为SartomerJapan株式会社制造)、ODPA-M及PEPA(以上均为MANAC株式会社制造)、RIKACID MTA-10、RIKACID MTA-15、RIKACID TMTA、RIKACID TMEG-100、RIKACID TMEG-200、RIKACID TMEG-300、RIKACID TMEG-500、RIKACID TMEG-S、RIKACID TH、RIKACID HT-1A、RIKACID HH、RIKACID MH-700、RIKACID MT-500、RIKACID DSDA及RIKACID TDA-100(以上均为新日本理化株式会社制造)、EPICLON B4400、EPICLON B650以及EPICLON B570(以上均为DIC株式会社制造)等。
所述具有脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物,优选为具有多脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物、或具有通过萜烯类化合物与马来酸酐之间的加成反应得到的脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物。通过使用这些固化剂,更进一步提高固化物的柔韧性、以及固化物的耐湿性和粘接性。
作为所述具有脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物,可举出:甲基纳迪克酸酐、具有二环戊二烯骨架的酸酐或该酸酐的改性产物等。
作为所述具有脂环式骨架的酸酐、该酸酐的加氢产物或该酸酐的改性产物的市售品,可举出:RIKACID HNA和RIKACID HNA-100(以上均为新日本理化株式会社制造)和Epicure YH306、Epicure YH307、Epicure YH308H和Epicure YH309(以上均为三菱化学株式会社制造)等。
所述热固化剂,优选为甲基纳迪克酸酐或三烷基四氢邻苯二甲酸酐。通过使用甲基纳迪克酸酐或三烷基四氢邻苯二甲酸酐,提高固化物的耐水性。
在树脂材料100体积%中,所述热固化剂的含量优选为0.1体积%以上,更优选为1体积%以上,且优选为40体积%以下,更优选为25体积%以下。当所述热固化剂的含量在所述下限以上时,更进一步容易使热固化性化合物充分固化。当所述热固化剂的含量在所述上限以下时,几乎不存在不参与固化的过量的热固化剂。因此,固化物的耐热性和粘接性更进一步提高。
(光固化性成分:光固化性化合物)
作为所述光固化性化合物只要具有光固化性即可,没有特别限制。所述光固化性化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
所述光固化性化合物优选具有两个以上烯属不饱和键。
作为所述含有烯属不饱和键的基团,可举出:乙烯基、烯丙基、(甲基)丙烯酰基等。从使反应有效进行,并进一步抑制固化物的起泡、剥离和变色的观点出发,优选(甲基)丙烯酰基。所述光固化性化合物优选具有(甲基)丙烯酰基。
从更进一步有效提高固化物的粘接性的观点出发,所述光固化性化合物优选含有环氧(甲基)丙烯酸酯。从更进一步有效提高固化物的耐热性的观点出发,所述环氧(甲基)丙烯酸酯优选含有双官能的环氧(甲基)丙烯酸酯和三官能以上的环氧(甲基)丙烯酸酯。双官能的环氧(甲基)丙烯酸酯优选具有两个(甲基)丙烯酰基。三官能以上的环氧(甲基)丙烯酸酯优选具有三个以上的(甲基)丙烯酰基。
环氧(甲基)丙烯酸酯,通过使(甲基)丙烯酸与环氧化合物反应而得到。环氧(甲基)丙烯酸酯可以通过将环氧基转化为(甲基)丙烯酰基而得到。由于光固化性化合物通过光的照射进行固化,因此环氧(甲基)丙烯酸酯优选不具有环氧基。
作为所述环氧(甲基)丙烯酸酯,可举出:双酚型环氧(甲基)丙烯酸酯(例如双酚A型环氧(甲基)丙烯酸酯、双酚F型环氧(甲基)丙烯酸酯、双酚S型环氧(甲基)丙烯酸酯)、甲酚酚醛清漆型环氧(甲基)丙烯酸酯、胺改性双酚型环氧(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性双酚型环氧(甲基)丙烯酸酯、羧酸酐改性环氧(甲基)丙烯酸酯和苯酚酚醛清漆型环氧(甲基)丙烯酸酯等。
在树脂材料100体积%中,所述光固化性化合物的含量优选为5体积%以上,更优选为10体积%以上,且优选为40体积%以下,更优选为30体积%以下。当这些光固化性化合物的含量在所述下限以上且所述上限以下时,固化物的粘接性进一步增强。
(光固化性成分:光聚合引发剂)
所述光聚合引发剂没有特别限制。作为所述光聚合引发剂,可以适当使用能够通过光的照射来使所述光固化性化合物固化的光聚合引发剂。所述光聚合引发剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为所述光聚合引发剂,可举出:酰基氧化膦、卤代甲基化三嗪、卤代甲基化二唑、咪唑、苯偶姻、苯偶姻烷基醚、蒽醌、苯并蒽酮、二苯甲酮、苯乙酮、噻吨酮、苯甲酸酯、吖啶、吩嗪、二茂钛、α-氨基烷基苯酮、肟、及它们的衍生物等。
作为二苯甲酮类光聚合引发剂,可举出:邻苯甲酰基苯甲酸甲酯和米氏酮等。作为二苯甲酮类光聚合引发剂的市售品,可举出EAB(保土谷化学工业株式会社制造)等。
作为苯乙酮类光聚合引发剂的市售品,可举出:Darocur 1173、Darocur 2959、Irgacure 184、Irgacure 907和Irgacure 369(以上均为BASF株式会社制造)等。
作为苯偶姻类光聚合引发剂的市售品,可举出Irgacure 651(BASF株式会社制造)等。
作为酰基氧化膦光聚合引发剂的市售品,可举出Lucirin TPO以及Irgacure 819(以上均为BASF株式会社制造)等。
作为噻吨酮类光聚合引发剂的市售品,可举出异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮等。
作为肟类光聚合引发剂的市售品,可举出Irgacure OXE-01和IrgacureOXE-02(以上均为BASF株式会社制造)等。
相对于所述光固化性化合物100重量份,所述光聚合引发剂的含量优选为1重量份以上,更优选为3重量份以上,且优选为20重量份以下,更优选为15重量份以下。当光聚合引发剂的含量在所述下限以上且所述上限以下时,可以使光固化性化合物良好地进行光固化。
(绝缘性填料)
本发明的树脂材料可包含绝缘性填料。所述绝缘性填料不是所述第一氮化硼凝聚粒子,也不是所述第二氮化硼凝聚粒子。所述绝缘性填料具有绝缘性。所述绝缘性填料可以是有机填料,也可以是无机填料。所述绝缘性填料可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
从更进一步有效提高热传导性的观点出发,所述绝缘性填料优选为无机填料。从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述绝缘性填料优选具有10W/m·K以上的热传导率。
从更进一步有效提高固化物的热传导率的观点出发,所述绝缘性填料的热传导率优选为10W/m·K以上,更优选为20W/m·K以上。所述绝缘性填料的热传导率的上限没有特别限制。热传导率约为300W/m·K的无机填料是众所周知,并且容易得到热传导率约为200W/m·K的无机填料。
所述绝缘性填料的材料没有特别限制。作为绝缘性填料的材料,可举出:氮化合物(氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化碳、氮化钛等)、碳化合物(碳化硅、氟碳、碳化硼、碳化钛、碳化钨、金刚石等)和金属氧化物(二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化镁、氧化铍等)等。所述绝缘性填料的材料优选为所述氮化合物、所述碳化合物或所述金属氧化物,更优选为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锌或氧化镁。通过使用这些优选的绝缘性填料,更进一步提高固化物的热传导性。
所述绝缘性填料优选为球形粒子、或长径比大于2的非凝聚粒子以及凝聚粒子。通过使用这些绝缘性填料,更进一步提高固化物的热传导性。所述球形粒子的长径比为2以下。
所述绝缘性填料的材料的新莫氏硬度优选为12以下,更优选为9以下。当绝缘性填料的材料的新莫氏硬度为9以下时,固化物的加工性更进一步提高。
从更进一步有效提高固化物的可加工性的观点出发,所述绝缘性填料的材料优选为氮化硼、合成菱镁矿、结晶二氧化硅、氧化锌或氧化镁。这些无机填料的材料的新莫氏硬度为9以下。
从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,绝缘性填料的粒径优选为0.1μm以上,且优选为20μm以下。当所述粒径为所述下限以上时,可以容易地以高密度填充绝缘性填料。当所述粒径为所述上限以下时,固化物的热传导性更进一步提高。
所述粒径是指,根据由激光衍射型粒度分布测定装置测定得到的体积平均的粒度分布测定结果,而求得的平均粒径。所述绝缘性填料的粒径优选通过对3g绝缘性填料进行取样,并将其中所含的绝缘性填料的粒径进行平均来算出。关于算出绝缘性填料的平均粒径的方法,优选采用累积体积为50%时的绝缘性填料的粒径(d50)作为平均粒径。
从更进一步有效提高热传导性的观点出发,在树脂材料100体积%中,所述绝缘性填料的含量优选为1体积%以上,更优选为3体积%以上,且优选为20体积%以下,更优选为10体积%以下。
(其他成分)
除了所述成分之外,所述树脂材料可以包含分散剂、螯合剂和抗氧化剂等树脂材料、树脂片材、以及通常用于固化性树脂片材的其它成分。
(树脂材料和固化物的其他详细情况)
所述树脂材料可以是糊剂,也可以是固化性糊剂。所述树脂材料可以是树脂片材,也可以是固化性片材。当所述树脂材料含有固化性成分时,可通过固化所述树脂材料来得到固化物。所述固化物是所述树脂材料的固化物,并由所述树脂材料形成。
从更进一步有效地提高绝缘性和热传导性的观点出发,所述树脂材料可以是通过叠层两层以上的树脂片材制得的树脂材料。此外,在两层以上的树脂片材中,一层以上可以是本发明的树脂片材。
(叠层体)
本发明的叠层体包括热传导体、绝缘层和导电层。所述绝缘层叠层于所述热传导体的一侧的表面上。所述导电层叠层于所述绝缘层的与所述热传导体侧相反侧的表面上。所述绝缘层也可以叠层于所述热传导体的另一表面上。本发明的叠层体中,所述绝缘层的材料是所述树脂材料。
热传导体:
所述热传导体的热传导率优选为10W/m·K以上。作为所述热传导体,可以使用合适的热传导体。就所述热传导体而言,优选使用金属材料。作为所述金属材料,可举出金属箔和金属板等。所述热传导体优选为所述金属箔或所述金属板,更优选为所述金属板。
作为所述金属材料的材料,可举出铝、铜、金、银、石墨片等。从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,所述金属材料的材料优选为铝、铜或金,更优选为铝或铜。
导电层:
作为用于形成所述导电层的金属没有特别限制。作为所述金属可举出金、银、钯、铜、铂、锌、铁、锡、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、铊、锗、镉、硅、钨、钼、及它们的合金等。此外,作为所述金属,可举出锡掺杂氧化铟(ITO)和焊料等。从更进一步有效地提高热传导性的观点出发,优选铝、铜或金,更优选铝或铜。
作为形成所述导电层的方法没有特别限制。作为形成所述导电层的方法,可举出:基于无电解镀敷的方法、基于电镀的方法、对所述绝缘层和金属箔进行热压合的方法等。由于导电层的形成简单,因此优选对所述绝缘层和金属箔进行热压合的方法。
图1是示意性表示本发明的一个实施方式的树脂片材的截面图。需要说明的是,在图1中,为了便于说明而与实际尺寸和厚度不同。
图1中所示的树脂片材1(树脂材料)包括粘合剂树脂11、第一氮化硼凝聚粒子12和第二氮化硼凝聚粒子13。第一氮化硼凝聚粒子12和第二氮化硼凝聚粒子13优选为所述第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子。第一氮化硼凝聚粒子12的空隙率与第二氮化硼凝聚粒子13的空隙率不同。此外,构成第一氮化硼凝聚粒子12的一次粒子的长径比和构成第二氮化硼凝聚粒子13的一次粒子的长径比为7以下。
本实施方式的树脂片材1中,粘合剂树脂11含有固化性成分。粘合剂树脂11可以含有包含热固化性化合物和热固化剂的热固化性成分,也可以含有包含光固化性化合物和光聚合引发剂的光固化性成分。所述粘合剂树脂优选不完全固化。所述粘合剂树脂可以通过加热等而B阶化。所述粘合剂树脂可以是进行了B阶化而得的B阶化物。
在所述树脂片材中,片材内可能存在空隙。在所述树脂片材中,所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子之间可能存在空隙。
图2是示意性表示通过使用本发明的一个实施方式的树脂材料而得的叠层体的截面图。需要说明的是,在图1中,为了便于说明而与实际尺寸和厚度不同。
图2所示的叠层体21包括热传导体22、绝缘层23和导电层24。热传导体22、绝缘层23和导电层24是所述热传导体、绝缘层和导电层。图2中,使用图1中所示的树脂片材1作为绝缘层23。
热传导体22具有一个表面22a(第一表面)和另一个表面22b(第二表面)。绝缘层23具有一个表面23a(第一表面)和另一个表面23b(第二表面)。导电层24具有一个表面24a(第一表面)和另一个表面24b(第二表面)。
导电层24叠层于绝缘层23的一个表面23a(第一表面)侧。热传导体22叠层于绝缘层23的另一个表面23b(第二表面)侧。绝缘层23叠层于导电层24的另一个表面24b(第二表面)侧上。绝缘层23叠层于热传导体22的一个表面22a(第一表面)侧上。绝缘层23设置于热传导体22和导电层24之间。
所述叠层体的制造方法没有特别限制。作为所述叠层体的制造方法,可举出:叠层所述热传导体、所述绝缘层和所述导电层,并通过真空压制等进行热压合的方法等。
本实施方式的叠层体21中,绝缘层23包括固化物部14、第一氮化硼凝聚粒子12和第二氮化硼凝聚粒子13。绝缘层23由图1中所示的树脂片材1形成。所述绝缘层优选通过使用真空压制等对所述树脂片材进行热压合来形成。
本实施方式的叠层体21中,优选第一氮化硼凝聚粒子12不会由于压制等压缩力而变形或崩坏,优选维持第一氮化硼凝聚粒子12的形状。第一氮化硼凝聚粒子12优选在固化物中以凝聚粒子(二次粒子)的形式存在。
本实施方式的叠层体21中,第二氮化硼凝聚粒子13可以通过压制等的压缩力而变形或崩坏。第二氮化硼凝聚粒子13可以是变形的凝聚粒子(二次粒子),也可以是凝聚粒子(二次粒子)崩坏而成为一次粒子。第二氮化硼凝聚粒子13在固化物中可以以变形的凝聚粒子(二次粒子)的形式存在,也可以通过凝聚粒子(二次粒子)的崩坏而以一次粒子的形式存在。
在固化物部14中,第二氮化硼凝聚粒子13在第一氮化硼凝聚粒子12的周围变形或崩坏。变形或崩坏的第二氮化硼凝聚粒子13存在于第一氮化硼凝聚粒子12之间。变形或崩坏的第二氮化硼凝聚粒子13能够填充存在于第一氮化硼凝聚粒子12之间的空隙,并且能够有效地提高绝缘性。此外,在叠层体21中,通过第二氮化硼凝聚粒子13,可以无间隙地填充第一氮化硼凝聚粒子12之间的空隙,可以有效抑制绝缘击穿强度的偏差,并且可以提高长期可靠性。
在该实施方式中,固化物部14是粘合剂树脂11固化而成的部分。通过使粘合剂树脂11固化而得到固化物部14。固化物部14可以是包含热固化性化合物和热固化剂的热固化性成分进行了固化而成的部分,也可以是包含光固化性化合物和光聚合引发剂的光固化性成分进行了固化而成的部分。固化物部分14,通过使热固化性成分或光固化性成分固化而得到。
所述树脂材料和所述固化物可用于需要热传导性和机械强度较高的各种用途中。例如,在电子装置中,所述叠层体设置于发热部件和散热部件之间来使用。例如,所述叠层体用作设置于CPU和散热片之间的散热体、或电动车等的反相器中使用的电源卡的散热体。此外,通过蚀刻等技术在所述叠层体的导电层上形成电路,由此可以将所述叠层体用作绝缘电路板。
下文中,通过列举本发明的具体实施例和比较例来说明本发明。本发明不限于以下实施例。
热固化性化合物:
(1)三菱化学株式会社制造的“Epikote828US”,环氧化合物
(2)明和化成株式会社制造的“DL-92”,苯酚酚醛清漆化合物
热固化剂:
(1)东京化学工业株式会社制造的“双氰胺”
(2)四国化成工业株式会社制造的“2MZA-PW”,异氰脲酸改性固体分散型咪唑
第一氮化硼凝聚粒子(包括其替代品):
(1)Momentive公司制造的“AC6091”
(2)昭和电工株式会社制造的“UHP-G1H”
(3)Momentive公司制造的“PT350”
第二氮化硼凝聚粒子(包括其替代品):
(1)氮化硼凝聚粒子1
(2)氮化硼凝聚粒子2
(3)氮化硼凝聚粒子3
(4)Momentive公司制造的“PTX25”
(5)Momentive公司制造的“PT350”
“氮化硼凝聚粒子1”的制造方法:
通过喷雾干燥法,使平均长径为7.2μm且长径比为5.3的氮化硼一次粒子凝聚来制造氮化硼凝聚粒子1,并且使得其空隙率为44%、平均粒径为40μm。以水银细孔率计测定空隙率,算出仅以5μm以下的空隙作为粒子内空隙时的空隙率。通过与后述的第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的空隙率的测定方法相同的方法,测定空隙率。
“氮化硼凝聚粒子2”的制备方法:
通过喷雾干燥法,使平均长径为6.5μm、长径比为6.1的氮化硼的一次粒子凝聚,并且使得空隙率为39%、平均粒径为30μm。
“氮化硼凝聚粒子3”的制备方法:
通过喷雾干燥法,使平均长径为9μm、长径比为5.5的氮化硼的一次粒子凝聚,并且使得空隙率为45%、平均粒径为55μm。
(第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的空隙率)
通过下述方法,测定第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的空隙率。
第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的空隙率的测定方法:
使用QUANTACHROME公司制造的水银细孔率计“Pore Master 60”,对于通过水银压入法施加的压力,测定水银的累积浸入量。称取0.2~0.3g氮化硼凝聚粒子,在低压模式和高压模式下进行测定。根据得到的数据,得到显示细孔径的每单位区间的细孔容积的分布曲线。基于分布曲线,通过从总空隙中减去凝聚粒子间空隙而得的值(V)来算出。根据得到的分布曲线,将细孔径为5μm以上的空隙定义为凝聚粒子间空隙。使用构成氮化硼凝聚粒子的一次粒子(氮化硼)的密度(ρ=2.34)时,空隙率(ε)可由下述式表示。
ε=V(V+(1/ρ))×100
将各氮化硼凝聚粒子中算出的V值代入上式中,计算出空隙率(%)。
(第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔中的比表面积)
以下述方式测定第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔中的比表面积。
第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔中的比表面积的测定方法:
通过上述方法,获得表示细孔径的单位面积的细孔容积的分布曲线。
根据所述细孔径分布的测定结果,可以算出所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的所述比表面积。具体而言,使用通过测定获得的细孔径(d(μm))和细孔容积差(ΔV(cc/g))并通过下式,可以算出各细孔中的比表面积(ΔS(m2/g))。
ΔS=4×ΔV/d
此外,在细孔容积差与细孔径的关系(参见图3)中,本发明使用的氮化硼凝聚粒子中,由于在5μm附近细孔容积一度接近于0,因此5μm以下的细孔径表示了氮化硼凝聚粒子内的细孔。因此,通过在细孔径超过0μm且为5μm以下的细孔中加入ΔS来计算所述比表面积。
(第一氮化硼凝聚粒子与第二氮化硼凝聚粒子的粒径)
使用堀场制作所株式会社制造的“激光衍射型粒度分布测定装置”测定第一氮化硼凝聚粒子与第二氮化硼凝聚粒子的粒径。通过对3g各氮化硼凝聚粒子进行取样,并将其中包含的各氮化硼凝聚粒子的粒径进行平均,来算出第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的粒径。关于平均粒径的算出方法,分别将第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的累积体积为50%时的氮化硼凝聚粒子的粒径(d50)作为平均粒径。
(构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)的长径比)
构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)的长径比通过以下方式进行测定。
构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)的长径比的测定方法:
根据将构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)和热固化性树脂等混合而制得叠层体的截面的电子显微镜图像,通过对构成任选的50个各氮化硼凝聚粒子的一次粒子(各氮化硼)的长径/短径进行测定,并算出平均值来求得。
构成第一氮化硼凝聚粒子和第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼和第二氮化硼)的平均长径的测定方法:
根据将构成所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子(第一氮化硼以及第二氮化硼)和热固化性树脂等混合而制得的叠层体的截面的电子显微镜图像,对构成任选的50个各氮化硼凝聚粒子的一次粒子(各氮化硼)的长径进行测定,并算出平均值。
(实施例1~7和比较例1~7)
(1)树脂材料的制造
将下述表1和2中所示的成分以下述表1和2中所示的混合量进行混合,并使用行星式搅拌器以500rpm的速度搅拌25分钟以得到树脂材料。
(2)叠层体的制造
将得到的树脂材料涂布于脱模PET片材(厚度50μm)上,以使得厚度为350μm,并在90℃的烘箱中干燥10分钟以形成固化性片材(绝缘层),得到叠层片材。其后,剥离脱模PET片材,将固化性片材(绝缘层)的两面夹入铜箔和铝板之间,并在200℃的温度、10MPa的压力下进行真空压制,以制造叠层体。
(评价)
(1)热传导率
将得到的叠层体切成1cm见方,然后,在两面喷涂炭黑以制造测定样品。使用得到的测定样品,通过激光闪光法算出热传导率。表1、2中的热传导率是将比较例1的值取为1.00的情况下的相对值。在测定热传导率时,使用NETZSCH公司制造的“LFA447”。
(2)绝缘击穿强度
通过对得到的叠层体上的铜箔进行蚀刻,将铜箔图案化为直径2cm的圆形,以得到测试样品。使用耐电压测试仪(ETECH Electronics公司制造的“MODEL7473”),在25℃下施加交流电压,以使得测试样品间的电压以0.33kV/sec的速度上升。将向测试样品流入10mA的电流时的电压作为绝缘击穿电压。将绝缘击穿电压除以测试样品的厚度以进行规格化,算出绝缘击穿强度。基于以下标准判断绝缘击穿强度。
[绝缘击穿强度的判断标准]
○:60kV/mm以上
Δ:30kV/mm以上,小于60kV/mm
×:小于30kV/mm
(3)绝缘击穿强度的偏差
将得到的叠层体分别从不同的位置切成5cm见方,得到20个测定样品。以与所述(2)中相同的方式,制造二十个测试样品,并算出各测试样品的绝缘击穿强度。基于以下标准判断绝缘击穿强度的偏差。
[绝缘击穿强度的偏差的判断标准]
○:绝缘击穿强度的最大值和最小值之差小于20kV/mm
△:绝缘击穿强度的最大值和最小值之差为20kV/mm以上且小于40kV/mm
×:绝缘击穿强度的最大值和最小值之差为40kV/mm以上
(4)长期可靠性(冷热循环特性)
以与上述(2)中相同的方式获得测试样品。使用所获得的测试样品,并且使用槽式热冲击测试仪(ESPEC公司制造的“TSB-51”),实施以下述过程为一个循环的冷热循环测试:在-40℃下保持5分钟,然后升温至120℃,在120℃下保持5分钟,然后冷却至-40℃。分别在500次循环后、1000次循环后,分别取出测试样品。
使用500次循环后和1000次循环后的测试样品,以与上述(2)中相同的方式,计算出各测试样品的绝缘击穿强度。基于以下标准判定长期可靠性。
[长期可靠性的判定标准]
○:绝缘击穿强度为50kV/mm以上
Δ:绝缘击穿强度为25kV/mm以上且小于50kV/mm
×:绝缘击穿强度小于25kV/mm
(5)粘接力(剥离强度)
将得到的固化片材(绝缘层350μm)在200℃下加热1小时,同时在10MPa的压力下对电解铜箔(厚度35μm)和铝板(厚度1mm)进行加压,以得到测定样品。之后,将测定样品切成5cm×12cm,仅留下短边侧中央1cm×12cm的部分,剥离剩余部分的铜箔。通过90°剥离试验,测定中央1cm的电解铜箔和固化后的绝缘层之间的剥离强度。基于以下标准判断粘接力(剥离强度)。
[粘接性(剥离强度)的判断标准]
○○:剥离强度为6N/cm以上
○:剥离强度为5N/cm以上且小于6N/cm
△:剥离强度为2N/cm以上且小于5N/cm
×:剥离强度小于2N/cm
结果如下述表1、2所示。
比较例5中,粘接性较差。
符号说明
1...树脂片材(树脂材料)
11...粘合剂树脂
12...第一氮化硼凝聚粒子
13...第二氮化硼凝聚粒子
14...固化物部(粘合剂树脂固化而成的部分)
21...叠层体
22...热传导体
22a...一个表面(第一表面)
22b...另一表面(第二表面)
23...绝缘层
23a...一个表面(第一表面)
23b...另一表面(第二表面)
24......导电层
24a...一个表面(第一表面)
24b...另一表面(第二表面)
Claims (4)
1.一种树脂材料,其含有第一氮化硼凝聚粒子、第二氮化硼凝聚粒子和粘合剂树脂,其中,
所述第一氮化硼凝聚粒子的空隙率小于30%,
所述第二氮化硼凝聚粒子的空隙率为30%以上且60%以下,
构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比以及构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的长径比均为7以下,
所述第一氮化硼凝聚粒子中的细孔径大于0μm且在5μm以下的细孔的比表面积以及所述第二氮化硼凝聚粒子中的细孔径大于0μm且在5μm以下的细孔的比表面积均小于1.3m2/g,
所述第一氮化硼凝聚粒子的粒径超过40μm,
所述第二氮化硼凝聚粒子的粒径为20μm以上且80μm以下,
构成所述第一氮化硼凝聚粒子的一次粒子的平均长径为2μm以上且小于20μm,
构成所述第二氮化硼凝聚粒子的一次粒子的平均长径为8μm以下。
2.根据权利要求1所述的树脂材料,其中,在树脂材料100体积%中,所述第一氮化硼凝聚粒子和所述第二氮化硼凝聚粒子的总含量为20体积%以上且80体积%以下。
3.根据权利要求1或2所述的树脂材料,其为树脂片材。
4.一种叠层体,其含有热传导体、叠层于所述热传导体的一侧表面上的绝缘层、以及叠层于所述绝缘层的与所述热传导体相反侧的表面上的导电层,其中,
所述绝缘层的材料是权利要求1~3中任一项所述的树脂材料。
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