CN112739739B - 树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明是含有特定的环氧树脂、特定的固化剂以及氮化硼填料的树脂组合物。
Description
关联申请的相互参照
本申请主张日本国特愿2018-176366号的优先权，并通过引用将其纳入本申请说明书的记载。
技术领域
本发明涉及树脂组合物。
背景技术
一直以来，在电子产品领域中，使用含有环氧树脂和该环氧树脂的固化剂的树脂组合物。
下述专利文献1中公开了前述树脂组合物通过形成为片状并固化而作为绝缘片使用。
另外，下述专利文献1中公开了通过使该树脂组合物含有无机填料来提高前述绝缘片的导热性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2010-94887号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，对除了添加无机填料以外的提高树脂组合物的固化物的导热性的方法，迄今尚未充分研究。
因此，本发明的课题在于提供一种树脂组合物，其固化物的导热性优异。
用于解决问题的方案
即，本发明的树脂组合物为含有环氧树脂、该环氧树脂的固化剂以及无机填料的树脂组合物，其中，
作为前述环氧树脂，含有下述式(1)的环氧树脂；作为前述固化剂，含有下述式(2)的树脂；作为前述无机填料，含有氮化硼填料。
(其中，n1为正整数。)
(其中，n2为正整数。)
在此，关于本发明的树脂组合物的一个方式，以固化后的固化物的固体成分计为100体积％时、固化物中的前述氮化硼填料的含有比例为50体积％以上的方式，含有前述氮化硼填料。
附图说明
图1是示出热导率测定中的配置的示意图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的一个实施方式进行说明。
本实施方式的树脂组合物具备最终构成固化物的成分。
即，本实施方式的树脂组合物含有通过聚合而变成固化物的树脂成分的聚合性成分。
另外，本实施方式的树脂组合物从导热性优异的角度出发含有无机填料。
进而，在不损害本发明效果的范围内，本实施方式的树脂组合物可以含有一般作为塑料混配化学品而使用的添加剂。
对于本实施方式的树脂组合物而言，前述聚合性成分在形成固化物的成分中所占的含有比例优选为10～45质量％，更优选为20～35质量％。
对于本实施方式的树脂组合物固化而得到的固化物而言，在将固体成分设为100体积％时，优选含有50体积％以上的无机填料，更优选为53～70体积％，进一步优选为55～65体积％。
另外，从前述固化物中的前述无机填料的含有比例易于控制在上述范围内的角度出发，对于本实施方式的树脂组合物而言，相对于前述聚合性成分100质量份，优选含有150～400质量份前述无机填料，更优选为200～300质量份。
进而，对于本实施方式的树脂组合物而言，相对于前述聚合性成分100质量份，优选含有0.05～4.0质量份前述添加剂，更优选为0.5～2.0质量份。
本实施方式的树脂组合物含有环氧树脂和该环氧树脂的固化剂作为前述聚合性成分。
对于前述聚合性成分而言，前述环氧树脂和环氧树脂的固化剂以总量计优选含有10～100质量％，更优选为20～50质量％。
环氧树脂的固化剂当量相对于环氧树脂当量之比优选为1/2～2/1，更优选为2/3～3/2。
另外，本实施方式的树脂组合物而言，作为前述环氧树脂含有下述式(1)的环氧树脂、作为前述固化剂含有下述式(2)的树脂是重要的。
(其中，n1为正整数。)
(其中，n2为正整数。)
对于前述环氧树脂而言，优选含有50～100质量％上述式(1)的环氧树脂，更优选为70～100质量％，更进一步优选为80～100质量％。
其中，在可靠地发挥发明的效果方面，前述环氧树脂中上述式(1)的环氧树脂的比例高是优选的。
上述式(1)的环氧树脂的重均分子量优选为280～400，更优选为320～360。
需要说明的是，本实施方式中，重均分子量可通过凝胶渗透色谱(GPC)求得。
对于前述环氧树脂的固化剂而言，含有50～100质量％上述式(2)的树脂优选，更优选为70～100质量％，更进一步优选为80～100质量％。
其中，出于可靠地发挥发明效果的考虑，前述环氧树脂的固化物中上述式(2)的树脂的比例优选越高越好。
上述式(2)的树脂的重均分子量优选为160～280，更优选为200～240。
作为上述式(1)的环氧树脂以外的环氧树脂，可列举出双酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂等。
作为前述环氧树脂的固化剂，例如可列举出胺系固化剂、酚系固化剂、酸酐等。
作为前述胺系固化剂，例如可列举出二氨基二苯砜、双氰胺、二氨基二苯甲烷、三亚乙基四胺等。
作为前述酚系固化剂，例如可列举出苯酚酚醛清漆树脂、芳烷基型酚醛树脂、双环戊二烯改性酚醛树脂、萘型酚醛树脂、双酚系酚醛树脂等。
作为前述酸酐，例如可列举出邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、马来酸酐等。
本实施方式的树脂组合物含有氮化硼填料作为前述无机填料是重要的。
需要说明的是，从易于提高固化物导热性的角度出发，本实施方式的树脂组合物优选不含氮化硼填料以外的无机填料、或者氮化硼填料以外的无机填料少。
即，前述无机填料优选含有70～100体积％的氮化硼填料，更优选为80～100体积％，更进一步优选为90～100体积％，尤其优选为95～100体积％。
作为氮化硼填料以外的无机填料，可列举出氮化铝填料、氮化硅填料、氮化镓填料、氧化铝填料、碳化硅填料、二氧化硅填料、氧化镁填料、金刚石填料等。
本实施方式的树脂组合物固化而得到的固化物在将固体成分设为100体积％时，优选含有50体积％以上的氮化硼填料，更优选为53～70体积％，进一步优选为55～65体积％。
另外，对于本实施方式的树脂组合物而言，相对于前述式(1)的环氧树脂和前述式(2)的树脂的总量100质量份，优选含有120～450质量份前述氮化硼填料，更优选为150～400质量份，更进一步优选为200～300质量份。
另外，从易于使无机填料和树脂亲和的角度出发，本实施方式的树脂组合物优选含有硅烷偶联剂。
作为前述添加剂，例如可列举出促进前述环氧树脂与前述环氧树脂的固化剂的固化反应的固化促进剂，另外还可列举出分散剂、增粘剂、抗老化剂、抗氧化剂、加工助剂、稳定剂、消泡剂、阻燃剂、增稠剂、颜料等。
作为前述固化促进剂，例如可列举出四苯基硼四苯基膦(Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate)、咪唑类、三苯基膦(TPP)、胺系固化促进剂等。作为该胺系固化促进剂，例如可列举出三氟化硼单乙胺等。
对于本实施方式的树脂组合物而言，相对于前述环氧树脂和前述环氧树脂的固化剂的总量100质量份，优选含有0.5～1.5质量份前述固化促进剂，更优选为0.5～5.0质量份。
聚合性成分(环氧树脂等)通过聚合固化，成为固化树脂(固化物的树脂成分)。
本实施方式的树脂组合物可以以片状固化，用于金属基底电路基板。该金属基底电路基板可以通过例如在片状的树脂组合物的固化物上粘接电路层而构成。由该结构形成的金属基底电路基板由于具有前述片状的树脂组合物的固化物，因此该金属基底电路基板也是导热性优异的产品。
进而，本实施方式的树脂组合物可以以片状固化，用于电源模块。该电源模块可通过例如下述方式构成：在前述金属基底电路基板的电路层上安装半导体芯片、电源IC等发热元件，这些元件用硅凝胶临时封装，再在硅凝胶上实施树脂模制。由该结构形成的电源模块由于具有前述片状的树脂组合物的固化物，因此该电源模块也是导热性优异的产品。
本实施方式的树脂组合物由于具有如上所述的构成，因此具有以下优点。
本发明人等深入研究后发现，含有特定的无机填料的树脂组合物通过含有特定的环氧树脂以及特定的固化剂，树脂组合物的固化物的导热性优异，从而想到了本实施方式。
即，本实施方式的树脂组合物是含有环氧树脂、该环氧树脂的固化剂以及无机填料的树脂组合物。
另外，对于本实施方式的树脂组合物而言，作为前述环氧树脂，含有上述式(1)的环氧树脂；作为前述固化剂，含有上述式(2)的树脂；作为前述无机填料，含有氮化硼填料。
根据本实施方式，可提供固化物的导热性优异的树脂组合物。
需要说明的是，本发明的树脂组合物不限于上述实施方式。另外，本发明的树脂组合物不受上述作用效果限制。本发明的树脂组合物可在不超出本发明要旨的范围内进行各种改变。
实施例
下面列举实施例和比较例，进一步具体地对本发明进行说明。
(实施例1)
通过混合下述环氧树脂、下述固化剂、下述固化促进剂以及下述无机填料，得到树脂组合物。
环氧树脂：下述式(1)的环氧树脂(重均分子量：340)
固化剂：下述式(2)的树脂(重均分子量：220)
固化促进剂：四苯基硼四苯基膦(Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate)(TPP-K(注册商标)，北兴化学工业株式会社制)
无机填料：氮化硼填料
环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
此外，以将树脂组合物固化而得到的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
需要说明的是，前述树脂组合物中，在形成固化物的成分中所占的含有比例为：环氧树脂16.5质量％，固化剂10.7质量％。即，前述树脂组合物中，聚合性成分(环氧树脂和固化剂)在形成固化物的成分中所占的含有比例为27.2质量％。
另外，对于前述树脂组合物而言，相对于前述聚合性成分(环氧树脂和固化剂)100质量份，含有266.2质量份前述无机填料(氮化硼填料)。
(其中，n1为正整数。)
(其中，n2为正整数。)
(比较例1)
除了使用下述式(3)的环氧树脂作为环氧树脂，使用下述式(4)的树脂作为固化剂以外，与实施例1同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
(其中，n3为正整数。)
(其中，n4为正整数。)
(比较例2)
除了使用上述式(3)的环氧树脂作为环氧树脂以外，与实施例1同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
(比较例3)
除了使用上述式(4)的树脂作为固化剂以外，与实施例1同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
(实施例2)
除了使用氮化硼填料和氧化铝的混合物(氮化硼填料和氧化铝的体积比(BN：氧化铝)为7：3的混合物)作为无机填料以外，与实施例1同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，以将树脂组合物固化而得到的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
另外，相对于前述聚合性成分(环氧树脂和固化剂)100质量份，前述树脂组合物含有氮化硼填料148质量份，氧化铝193质量份。即，相对于前述聚合性成分(环氧树脂和固化剂)100质量份，前述树脂组合物含有341质量份的无机填料(氮化硼填料和氧化铝)。
(比较例4)
除了使用上述式(3)的环氧树脂作为环氧树脂，使用上述式(4)的树脂作为固化剂以外，与实施例2同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
(比较例5)
除了使用上述式(3)的环氧树脂作为环氧树脂以外，与实施例2同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
(比较例6)
除了使用上述式(4)的树脂作为固化剂以外，与实施例2同样地得到树脂组合物。
需要说明的是，环氧树脂和固化剂以当量比1：1包含在树脂组合物中。
另外，固化促进剂以相对于环氧树脂和固化剂的总量100质量份为0.01质量份的方式包含在树脂组合物中。
进而，以将树脂组合物固化后该树脂组合物的固化物的固体成分设为100体积％时、无机填料的含有比例为59体积％的方式，使树脂组合物含有无机填料。
＜剥离测试＞
将实施例和比较例的树脂组合物涂布于电解铜箔(厚度：35μm)的一面，制作2片具有树脂层(厚度：145μm)的片材。
接着，对2个片材进行热压(3.0MPa、120℃、20min)使树脂层彼此贴合，从片材的背面剥离1片铜箔。
然后，在剥离了该铜箔的面上配置铝板，通过热压(2.0MPa、120℃、20min)使片材转贴于铝板，再从该片材上剥离铜箔，由此得到半固化状态的片。
接着，在该半固化状态的片材上层压被粘物(铜箔1oz)，通过热压(2.0MPa、180℃、120min)使树脂层与被粘物一体化，使树脂层充分固化后，切成20mm×100mm的尺寸，将切出物的被粘物加工(蚀刻)成宽10mm，制作剥离试验用测试片。
对该测试片以50mm/min的剥离速度实施90°剥离测试，通过粘接力来评价被粘物与树脂层的密合程度。
结果如下述表1、2所示。
＜热导率＞
热导率通过晶体管法进行测定。对于测定方法的详细内容，参照图1进行如下说明。
将实施例和比较例的树脂组合物涂布于电解铜箔(厚度：105μm)的一面，制作2片具有树脂层(厚度：100μm)的片材。
接着，对2个片材进行热压(3.0MPa、120℃、20min)使树脂层彼此贴合，从片材的背面剥离1片铜箔。
然后，在剥离了该铜箔的面上配置铝板，通过热压(2.0MPa、180℃、120min)使片材转贴于铝板，得到树脂层充分热固化的导热片材。
将该导热片材中的铜箔蚀刻成10×15mm的尺寸，在该部分用焊料固定晶体管(TO-220型“C2233”)，在铝板上适量涂布“1W/m·K的散热润滑脂”，在此处粘贴散热片。然后调整对晶体管施加的电压和电流，使晶体管的功耗为10～40W，通过分别安装在晶体管散热部的正下方和铝板的热电偶对温度进行测定。
用晶体管散热部的正下方的温度(Tj)减去铝板的温度(Ts)，将得到的值除以电功率，由其倒数计算出热导率。
结果如下述表1、2所示。
[表1]
[表2]
如表1所示，在本发明范围内的实施例1的树脂组合物与无机填料为相同配方且粘接力为同等程度的比较例1～3的树脂组合物相比，固化物的热导率高。
另外，如表2所示，在本发明范围内的实施例2的树脂组合物与无机填料为相同配方且粘接力为同等程度的比较例4～6的树脂组合物相比，固化物的热导率高。
Claims (1)
1.一种树脂组合物，其为含有环氧树脂、该环氧树脂的固化剂以及无机填料的树脂组合物，其中，
作为所述环氧树脂，含有下述式(1)的环氧树脂；作为所述固化剂，含有下述式(2)的树脂；作为所述无机填料，含有氮化硼填料；
所述树脂组合物为了构成金属基底电路基板而在所述金属基底电路基板的电路层上以片状固化粘接，
所述树脂组合物以固化后将固化物的固体成分计为100体积％时、固化物中的所述氮化硼填料的含有比例为50体积％以上的方式，含有所述氮化硼填料，
式(1)中，n1为正整数；
式(2)中，n2为正整数。
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