JP2013071991A - Resin composition, b stage sheet, metal foil with applied resin, metal substrate and led substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂組成物、Bステージシート、樹脂付金属箔、金属基板、及びLED基板に関する。 The present invention relates to a resin composition, a B stage sheet, a metal foil with resin, a metal substrate, and an LED substrate.
電子機器の高密度化、コンパクト化の進行に伴い、半導体等の電子部品の放熱が大きな課題となっている。そのため高い熱伝導率と高い電気絶縁性を有する樹脂組成物が要求されるようになり、熱伝導性封止材や熱伝導性接着剤として実用化されている。 With the progress of higher density and downsizing of electronic devices, heat dissipation of electronic components such as semiconductors has become a major issue. Therefore, a resin composition having high thermal conductivity and high electrical insulation has been required, and has been put to practical use as a heat conductive sealing material or a heat conductive adhesive.
上記に関連して、液晶性を示すエポキシ樹脂とアルミナ粉末とを含むエポキシ樹脂組成物が開示され、高い熱伝導率と優れた加工性を有するとされている(例えば、特許文献1参照)。 In relation to the above, an epoxy resin composition containing an epoxy resin exhibiting liquid crystallinity and alumina powder is disclosed, and is said to have high thermal conductivity and excellent workability (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載のエポキシ樹脂組成物では、十分な電気絶縁性が得られない場合があった。
本発明は、高い熱伝導率と高い電気絶縁性を有する樹脂硬化物を形成可能な樹脂組成物、並びにこれを用いて形成されるBステージシート、樹脂付金属箔、金属基板、及びLED基板を提供することを課題とする。
However, the epoxy resin composition described in Patent Document 1 sometimes fails to provide sufficient electrical insulation.
The present invention relates to a resin composition capable of forming a cured resin having high thermal conductivity and high electrical insulation, and a B stage sheet, a metal foil with resin, a metal substrate, and an LED substrate formed using the resin composition. The issue is to provide.
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りである。
<1> ビフェニル骨格を有する2官能のエポキシ樹脂と、フェノール樹脂と、重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50が0.1μm以上30μm以下であり、含有率が60体積%以上であるアルミナ粒子群と、を含み、硬化物とした場合に、前記硬化物の実比重の理論比重からの乖離率が5.0%以内である樹脂組成物。
Specific means for solving the above problems are as follows.
<1> A bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton, a phenol resin, and a particle diameter D50 corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution is 0.1 μm or more and 30 μm or less, and the content ratio A resin composition having a deviation rate from a theoretical specific gravity of 5.0% or less of the actual specific gravity of the cured product.
<2> 前記アルミナ粒子群は、粒子径D50が7μm以上30μm以下である第一のアルミナ粒子群と、粒子径D50が7μm未満である第二のアルミナ粒子群の少なくとも1種とを含み、前記第二のアルミナ粒子群の総含有量に対する第一のアルミナ粒子群の含有比率(第一のアルミナ粒子群/第二のアルミナ粒子群)が質量基準で1.0以上12.0以下である前記<1>に記載の樹脂組成物。 <2> The alumina particle group includes at least one of a first alumina particle group having a particle diameter D50 of 7 μm or more and 30 μm or less, and a second alumina particle group having a particle diameter D50 of less than 7 μm, The content ratio of the first alumina particle group to the total content of the second alumina particle group (first alumina particle group / second alumina particle group) is 1.0 or more and 12.0 or less on a mass basis The resin composition as described in <1>.
<3> 前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物の半硬化物からなるBステージシート。 <3> A B-stage sheet comprising a semi-cured product of the resin composition according to <1> or <2>.
<4> 金属箔と、前記金属箔上に配置された前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物の半硬化体である半硬化樹脂層と、を備える樹脂付金属箔。 <4> Metal foil with resin provided with metal foil and the semi-hardened resin layer which is a semi-hardened body of the resin composition as described in <1> or <2> arrange | positioned on the said metal foil.
<5> 金属支持体と、前記金属支持体上に配置された前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物の硬化体である硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層上に配置された金属箔と、を備える金属基板。 <5> A metal support, a cured resin layer that is a cured body of the resin composition according to <1> or <2> disposed on the metal support, and the cured resin layer. A metal substrate comprising a metal foil.
<6> 金属支持体と、前記金属支持体上に配置された前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物の硬化体である硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層上に配置された金属箔からなる回路層と、前記回路層上に配置されたLED素子と、を備えるLED基板。 <6> A metal support, a cured resin layer that is a cured body of the resin composition according to <1> or <2> disposed on the metal support, and the cured resin layer. An LED substrate comprising a circuit layer made of a metal foil and an LED element disposed on the circuit layer.
本発明は、高い熱伝導率と高い電気絶縁性を有する樹脂硬化物を形成可能な樹脂組成物、並びにこれを用いて形成されるBステージシート、樹脂付金属箔、金属基板、及びLED基板を提供することを課題とする。 The present invention relates to a resin composition capable of forming a cured resin having high thermal conductivity and high electrical insulation, and a B stage sheet, a metal foil with resin, a metal substrate, and an LED substrate formed using the resin composition. The issue is to provide.
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。 In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. . In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. Further, in the present specification, the content of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means.
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、ビフェニル骨格を有する2官能のエポキシ樹脂と、フェノール樹脂と、重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50が0.1μm以上30μm以下であり、含有率が60体積%以上であるアルミナ粒子群と、を含み、硬化物とした場合に、前記硬化物の実比重の理論比重からの乖離率が5.0%以内である。
さらに前記樹脂組成物は、上記必須成分に加えて必要に応じて、その他の成分を含んで構成される。
<Resin composition>
In the resin composition of the present invention, a bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton, a phenol resin, and a particle diameter D50 corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution is 0.1 μm or more and 30 μm or less. When the cured product includes an alumina particle group having a content rate of 60% by volume or more, a deviation rate from the theoretical specific gravity of the actual specific gravity of the cured product is within 5.0%.
Furthermore, in addition to the said essential component, the said resin composition is comprised including another component as needed.
前記樹脂組成物に特定の含有率で含まれるアルミナ粒子群が特定の粒子径分布を有していることで、アルミナが高密度に充填される。これに加えて特定の骨格を有するエポキシ樹脂を含み、硬化物の実比重の理論比重からの乖離率が5.0%以内であることで、高い熱伝導性と高い電気絶縁性が達成される。さらに前記樹脂組成物は、例えば、Bステージシートを構成した場合に優れたシート可とう性を示す。 Since the alumina particle group contained in the resin composition at a specific content has a specific particle size distribution, the alumina is filled with high density. In addition to this, an epoxy resin having a specific skeleton is included, and the deviation rate of the actual specific gravity of the cured product from the theoretical specific gravity is within 5.0%, thereby achieving high thermal conductivity and high electrical insulation. . Furthermore, the resin composition exhibits excellent sheet flexibility when, for example, a B-stage sheet is configured.
前記樹脂組成物は、加熱加圧処理することで硬化物とすることができる。前記硬化物の実測される比重(実比重)は、所定の効果条件の下では、樹脂組成物の硬化反応の進行に伴って増加し、樹脂組成物の構成に応じた一定の値に収束する。
前記樹脂組成物は、硬化物にした場合の実比重の理論比重からの乖離率が5.0%以内であるが、熱伝導性の観点から、3.0%以内であることが好ましく、2.5%以内であることがより好ましい。
The said resin composition can be made into hardened | cured material by heat-pressing. The measured specific gravity (actual specific gravity) of the cured product increases with the progress of the curing reaction of the resin composition under a predetermined effect condition, and converges to a certain value according to the configuration of the resin composition. .
The resin composition has a deviation rate from the theoretical specific gravity in the case of a cured product within 5.0%, but is preferably within 3.0% from the viewpoint of thermal conductivity. More preferably, it is within 5%.
ここで、本発明における前記樹脂組成物の硬化物は、以下の加熱加圧処理条件で得られるものとする。
すなわち加熱処理の条件として、30℃から170℃まで毎分3℃の昇温という一定の割合で昇温し、170℃に達した時点からさらに1時間保持した後、室温まで急冷して得られるものとする。なお、前記加熱処理は、2MPaの圧力下で開始し、加熱開始の100分後から5分間で0.7MPaまで一定の割合で圧力を低下させ、0.7MPaに達した後は加熱処理の終了までその圧力を保持するという加圧条件下で行われる。
Here, the hardened | cured material of the said resin composition in this invention shall be obtained on the following heat-pressing process conditions.
That is, as a condition for the heat treatment, the temperature is raised from 30 ° C. to 170 ° C. at a constant rate of 3 ° C. per minute, and is further maintained for 1 hour after reaching 170 ° C. and then rapidly cooled to room temperature. Shall. The heat treatment starts under a pressure of 2 MPa. After 100 minutes from the start of heating, the pressure is reduced at a constant rate to 0.7 MPa in 5 minutes. After reaching 0.7 MPa, the heat treatment ends. Until the pressure is maintained.
硬化物の比重とは密度としても理解することができる。従って、樹脂組成物の硬化物の実比重drとは、実測される硬化物の密度を意味し、アルキメデス法によって測定することができる。
また硬化物の理論比重dtは、樹脂組成物の硬化物が、アルミナ粒子群と樹脂組成物中のアルミナ粒子群以外の成分(以下、「樹脂成分」ともいう)の硬化物とからなるとし、前記アルミナ粒子群の体積含有率がv1体積%、且つ比重がd1であり、前記樹脂成分の体積含有率がv2体積%、且つ比重がd2である場合に、下記式(1)で算出される。
dt = d1×v1/100+d2×v2/100 (1)
The specific gravity of the cured product can also be understood as the density. Thus, the actual specific gravity d r of the cured product of the resin composition, means the density of the cured product to be measured can be measured by Archimedes' method.
The theoretical specific gravity dt of the cured product is that the cured product of the resin composition is composed of an alumina particle group and a cured product of components other than the alumina particle group in the resin composition (hereinafter also referred to as “resin component”). When the volume content of the alumina particles is v 1 vol% and the specific gravity is d 1 , the volume content of the resin component is v 2 vol% and the specific gravity is d 2 , the following formula (1 ).
d t = d 1 × v 1 /100 + d 2 × v 2/100 (1)
具体例を挙げると、比重が3.98であるアルミナ粒子群を74体積%含み、アルミナ粒子群以外の樹脂成分由来の硬化物の比重が1.20である樹脂硬化物の理論比重は、下式により3.26となる。
3.98×0.74+1.20×0.26=3.26 (g/cm3)
なお、アルミナ粒子群及びアルミナ粒子群以外の樹脂組成物由来の硬化物の比重は実測値を使用する。また前記樹脂成分由来の硬化物は、アルミナ粒子群を配合しないこと以外は同様にして調製した樹脂組成物を所定の硬化方法により硬化することで得られる。
As a specific example, the theoretical specific gravity of a cured resin containing 74% by volume of an alumina particle group having a specific gravity of 3.98 and having a specific gravity of a cured product derived from a resin component other than the alumina particle group of 1.20 is The equation gives 3.26.
3.98 × 0.74 + 1.20 × 0.26 = 3.26 (g / cm 3 )
In addition, the measured value is used for the specific gravity of the cured product derived from the resin composition other than the alumina particle group and the alumina particle group. Moreover, the hardened | cured material derived from the said resin component is obtained by hardening | curing the resin composition prepared similarly except not mix | blending an alumina particle group with a predetermined hardening method.
また、前記理論比重からの減少を「乖離」と示すこととし、前記理論比重を基にしてアルキメデス法で求められた前記樹脂組成物の硬化物の実比重との差を理論比重で割ったものを乖離率とする。すなわち、乖離率は次の式(2)で表される。
乖離率={(理論比重−実比重)÷理論比重}(%) (2)
In addition, a decrease from the theoretical specific gravity is indicated as “deviation”, and the difference from the actual specific gravity of the cured product of the resin composition obtained by the Archimedes method based on the theoretical specific gravity is divided by the theoretical specific gravity. Is the divergence rate. That is, the deviation rate is expressed by the following equation (2).
Deviation rate = {(theoretical specific gravity−actual specific gravity) ÷ theoretical specific gravity} (%) (2)
前記乖離率を所定の範囲とする方法としては、例えば、後述するように粒子径D50が異なる複数種のアルミナ粒子群を適宜混合する方法や、分散剤やカップリング剤等の添加剤を適宜選択して用いる方法等を挙げることができる。 As a method of setting the deviation rate within a predetermined range, for example, a method of appropriately mixing a plurality of types of alumina particle groups having different particle diameters D50 as described later, or an additive such as a dispersant or a coupling agent is appropriately selected. And a method to be used.
[アルミナ]
前記樹脂組成物は、重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50(以下、単に「粒子径D50」ともいう)が0.1μm以上30μm以下であるアルミナ粒子群を、前記樹脂組成物の全体積中に60体積%以上含んでいる。
前記アルミナ粒子群の含有率は、熱伝導性、電気絶縁性及びBステージシートの可とう性の観点から、樹脂組成物の総固形分中に、70体積%以上であることが好ましく、72体積%以上であることがより好ましい。
尚、樹脂組成物中の固形分とは、樹脂組成物を構成する成分から揮発性の成分を除去した残分を意味する。
[alumina]
The resin composition is a group of alumina particles having a particle diameter D50 (hereinafter also simply referred to as “particle diameter D50”) corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution of 0.1 μm to 30 μm. Is contained in the entire volume of the resin composition in an amount of 60% by volume or more.
The content of the alumina particles is preferably 70% by volume or more in the total solid content of the resin composition from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility of the B stage sheet, and is 72 volumes. % Or more is more preferable.
In addition, solid content in a resin composition means the residue which removed the volatile component from the component which comprises a resin composition.
なお、アルミナ粒子群の粒子径D50は、レーザー回折法を用いて測定され、重量累積粒度分布曲線を小粒径側から描いた場合に、重量累積が50%となる粒子径に対応する。
レーザー回折法を用いた粒度分布測定は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行なうことができる。
The particle diameter D50 of the alumina particle group is measured using a laser diffraction method, and corresponds to the particle diameter at which the weight accumulation is 50% when the weight accumulation particle size distribution curve is drawn from the small particle diameter side.
The particle size distribution measurement using the laser diffraction method can be performed using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
前記アルミナ粒子群は、粒子径D50が7μm以上30μm以下である第一のアルミナ粒子群と、粒子径D50が7μm未満である第二のアルミナ粒子群の少なくとも1種とを含むことが好ましく、前記第二のアルミナ粒子群の総含有量に対する第一のアルミナ粒子群の含有比率(第一のアルミナ粒子群/第二のアルミナ粒子群)が、質量基準で1.0以上12.0以下であることがより好ましい。
アルミナ粒子群が、粒子径D50が互いに異なる少なくとも2種のアルミナ粒子群を、特定の含有比率で含むことで樹脂硬化物の熱伝導性がより向上する。
Preferably, the alumina particle group includes at least one of a first alumina particle group having a particle diameter D50 of 7 μm or more and 30 μm or less and a second alumina particle group having a particle diameter D50 of less than 7 μm, The content ratio of the first alumina particle group to the total content of the second alumina particle group (first alumina particle group / second alumina particle group) is 1.0 or more and 12.0 or less on a mass basis. It is more preferable.
When the alumina particle group contains at least two kinds of alumina particle groups having different particle diameters D50 in a specific content ratio, the thermal conductivity of the resin cured product is further improved.
前記アルミナ粒子群が、互いに粒子径D50が異なる第二のアルミナ粒子群を2種以上含む場合、2種以上の第二のアルミナ粒子群の総含有量に対する第一のアルミナ粒子群の含有量の比率が1.0以上12.0以下であることが好ましい。 When the alumina particle group includes two or more second alumina particle groups having different particle diameters D50, the content of the first alumina particle group with respect to the total content of the two or more second alumina particle groups The ratio is preferably 1.0 or more and 12.0 or less.
前記第二のアルミナ粒子群に対する第一のアルミナ粒子群の含有比率(第一のアルミナ粒子群/第二のアルミナ粒子群)は、質量基準で1.0以上12.0以下であることが好ましいが、1.0以上8.0以下であることがより好ましく、1.0以上5.0以下であることがさらに好ましい。
前記含有比率がかかる範囲であることで、樹脂硬化物の熱伝導性がより向上する。また実比重の理論比重からの乖離率をより小さくすることができる。
The content ratio of the first alumina particle group to the second alumina particle group (first alumina particle group / second alumina particle group) is preferably 1.0 or more and 12.0 or less on a mass basis. Is more preferably 1.0 or more and 8.0 or less, and further preferably 1.0 or more and 5.0 or less.
When the content ratio is in such a range, the thermal conductivity of the cured resin is further improved. Further, the deviation rate from the actual specific gravity can be further reduced.
前記樹脂組成物に含まれるアルミナ粒子群が、互いに粒子径D50が異なる2種以上のアルミナ粒子群を含む場合、その粒子径分布は、2種以上のアルミナ粒子群の粒子径D50にそれぞれ対応する2つ以上のピークを有することになる。また、それぞれのピークのピーク面積は、それぞれのアルミナ粒子群の含有率に応じたものとなる。 When the alumina particle group contained in the resin composition includes two or more types of alumina particle groups having different particle sizes D50, the particle size distribution corresponds to the particle size D50 of the two or more types of alumina particle groups, respectively. It will have more than one peak. Moreover, the peak area of each peak becomes a thing according to the content rate of each alumina particle group.
前記第1のアルミナ粒子群は、重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50が7μm以上30μm以下であることが好ましいが、7μm以上25μm以下であることがより好ましく、熱伝導性と電気絶縁性の観点から、10μm以上22μm以下であることがより好ましく、シートの平坦性を保つ観点から、15μm以上20μm以下であることがさらに好ましい。 The first alumina particle group preferably has a particle size D50 corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution of 7 μm to 30 μm, more preferably 7 μm to 25 μm. Preferably, it is more preferably 10 μm or more and 22 μm or less from the viewpoint of thermal conductivity and electrical insulation, and further preferably 15 μm or more and 20 μm or less from the viewpoint of maintaining the flatness of the sheet.
また前記第2のアルミナ粒子群は、重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50が7μm未満であることが好ましいが、熱伝導性と電気絶縁性の観点から、0.1μm以上7μm未満であることが好ましく、シート中の空隙を低減する観点から、0.2μm以上7μm未満であることがより好ましい。 The second alumina particle group preferably has a particle diameter D50 corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution is less than 7 μm, but from the viewpoint of thermal conductivity and electrical insulation. The thickness is preferably 0.1 μm or more and less than 7 μm, and more preferably 0.2 μm or more and less than 7 μm from the viewpoint of reducing voids in the sheet.
前記第二のアルミナ粒子群の粒子径D50に対する第一アルミナ粒子群の粒子径D50の比は特に制限されない。熱伝導性とBステージシートの可とう性の観点から、前記第二のアルミナ粒子群の粒子径D50に対する第一アルミナ粒子群の粒子径D50の比は1.0以上10.0以下であることが好ましく、2.0以上8.0以下であることがより好ましい。
なお、前記第二のアルミナ粒子群が、粒子径D50が異なる2種以上のアルミナ粒子群からなる場合は、第二のアルミナ粒子群の粒子径D50は、第二のアルミナ粒子群全体としての粒子径D50を意味する
The ratio of the particle diameter D50 of the first alumina particle group to the particle diameter D50 of the second alumina particle group is not particularly limited. From the viewpoint of thermal conductivity and flexibility of the B stage sheet, the ratio of the particle diameter D50 of the first alumina particle group to the particle diameter D50 of the second alumina particle group is 1.0 or more and 10.0 or less. Is more preferable and 2.0 or more and 8.0 or less are more preferable.
In addition, when said 2nd alumina particle group consists of 2 or more types of alumina particle groups from which particle diameter D50 differs, the particle diameter D50 of a 2nd alumina particle group is particle | grains as the whole 2nd alumina particle group. Means diameter D50
前記アルミナ粒子群は、熱伝導性と電気絶縁性の観点から、第二のアルミナ粒子群の粒子径D50に対する第一アルミナ粒子群の粒子径D50の比が1.0以上10.0以下であって、第二のアルミナ粒子群の総含有量に対する第一のアルミナ粒子群の含有量の比率が1.0以上8.0以下であることが好ましく、第二のアルミナ粒子群の粒子径D50に対する第一アルミナ粒子群の粒子径D50の比が2.0以上8.0以下であって、第二のアルミナ粒子群の総含有量に対する第一のアルミナ粒子群の含有量の比率が1.0以上5.0以下であることがより好ましい。 In the alumina particle group, from the viewpoint of thermal conductivity and electrical insulation, the ratio of the particle diameter D50 of the first alumina particle group to the particle diameter D50 of the second alumina particle group is 1.0 or more and 10.0 or less. The ratio of the content of the first alumina particle group to the total content of the second alumina particle group is preferably 1.0 or more and 8.0 or less, with respect to the particle diameter D50 of the second alumina particle group. The ratio of the particle diameter D50 of the first alumina particle group is 2.0 or more and 8.0 or less, and the ratio of the content of the first alumina particle group to the total content of the second alumina particle group is 1.0. More preferably, it is 5.0 or less.
本発明におけるアルミナ粒子群は既述の粒子径分布を有するものであれば、結晶構造等に特に制限はなく、α−アルミナ、β−アルミナ、γ−アルミナ、δ−アルミナ、θ−アルミナ等のいずれからなるものであってもよい。中でも前記第一のアルミナ粒子群及び第二のアルミナ粒子群の少なくとも1種はα−アルミナであることが好ましく、α−アルミナのみから構成されることがより好ましく、α−アルミナの単結晶粒子からなるアルミナであることがさらに好ましい。 If the alumina particle group in the present invention has the particle size distribution described above, there is no particular limitation on the crystal structure and the like, such as α-alumina, β-alumina, γ-alumina, δ-alumina, θ-alumina and the like. It may consist of either. Among these, at least one of the first alumina particle group and the second alumina particle group is preferably α-alumina, more preferably composed only of α-alumina, and from α-alumina single crystal particles. More preferred is alumina.
前記第一のアルミナ粒子群及び第二のアルミナ粒子群は、市販のものから適宜選択することができる。また、遷移アルミナ又は熱処理することにより遷移アルミナとなるアルミナ粉末を、塩化水素を含有する雰囲気ガス中で焼成すること(例えば、特開平6−191833号公報、特開平6−191836号公報等参照)により製造したものであってもよい。 The first alumina particle group and the second alumina particle group can be appropriately selected from commercially available ones. Also, the alumina powder that becomes transition alumina by heat treatment or heat treatment is fired in an atmosphere gas containing hydrogen chloride (see, for example, JP-A-6-191833, JP-A-6-191836, etc.) It may be manufactured by.
本発明の樹脂組成物は、前記アルミナ粒子群に加えて、アルミナを主成分とし、その数平均繊維径が1μm〜50μmである無機繊維を含んでいてもよい。本発明において「アルミナを主成分とする無機繊維」とは、アルミナを50質量%以上含む無機繊維を意味する。なかでも、アルミナを70質量%以上含む無機繊維であることが好ましく、アルミナを90質量%以上含む無機繊維であることがより好ましい。かかる無機繊維の数平均繊維径は、1μm〜50μmであるが、好ましくは1μm〜30μmであり、より好ましくは1μm〜20μmである。また、かかる無機繊維の繊維長は、通常0.1mm〜100mmである。
かかる無機繊維としては、通常、市販されているものが使用され、具体的には、アルテックス(住友化学株式会社製)、デンカアルセン(電気化学工業株式会社製)、マフテックバルクファイバー(三菱化学産資株式会社製)等が挙げられる。
In addition to the alumina particle group, the resin composition of the present invention may contain inorganic fibers whose main component is alumina and whose number average fiber diameter is 1 μm to 50 μm. In the present invention, the “inorganic fiber mainly composed of alumina” means an inorganic fiber containing 50% by mass or more of alumina. Especially, it is preferable that it is an inorganic fiber containing 70 mass% or more of alumina, and it is more preferable that it is an inorganic fiber containing 90 mass% or more of alumina. The number average fiber diameter of such inorganic fibers is 1 μm to 50 μm, preferably 1 μm to 30 μm, more preferably 1 μm to 20 μm. Moreover, the fiber length of this inorganic fiber is 0.1 mm-100 mm normally.
As such inorganic fibers, commercially available fibers are usually used. Specifically, Artex (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Denka Arsen (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), Maftec Bulk Fiber (Mitsubishi Chemical) Sangyo Co., Ltd.).
かかる無機繊維を用いる場合のその含有量は、前記アルミナ粒子群の質量に対して、通常5質量%〜70質量%、好ましくは5質量%〜50質量%であり、アルミナと無機繊維の合計質量が、樹脂組成物の固形分中、通常30質量%〜95質量%となる量が用いられる。 The content in the case of using such inorganic fibers is usually 5% by mass to 70% by mass, preferably 5% by mass to 50% by mass with respect to the mass of the alumina particle group, and the total mass of alumina and inorganic fibers. However, an amount of 30% by mass to 95% by mass is usually used in the solid content of the resin composition.
本発明の樹脂組成物は前記アルミナに加えて、必要に応じてアルミナ以外の無機充填材をさらに含んでいてもよい。無機充填材としては例えば、非導電性のものとして、酸化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化ケイ素、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム等を挙げることができる。また導電性のものとして、金、銀、ニッケル、銅等を挙げることができる。これらの無機充填材は1種類又は2種類以上の混合系で使用することができる。 The resin composition of the present invention may further contain an inorganic filler other than alumina, if necessary, in addition to the alumina. Examples of the inorganic filler include non-conductive materials such as magnesium oxide, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon oxide, aluminum hydroxide, and barium sulfate. Examples of the conductive material include gold, silver, nickel, and copper. These inorganic fillers can be used in one kind or a mixed system of two or more kinds.
[エポキシ樹脂]
本発明の樹脂組成物は、ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂の少なくとも1種を含有する。前記エポキシ樹脂は、少なくとも1つのビフェニル骨格を含み、2つのエポキシ基を有する化合物であれば特に制限はない。
具体的には例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂やビフェニレン型エポキシ樹脂を挙げることができる。
[Epoxy resin]
The resin composition of the present invention contains at least one bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton. The epoxy resin is not particularly limited as long as it is a compound having at least one biphenyl skeleton and having two epoxy groups.
Specific examples include biphenyl type epoxy resins and biphenylene type epoxy resins.
前記ビフェニル型エポキシ樹脂としては、下記一般式(III)で表されるエポキシ樹脂等を用いることが好ましい。 As the biphenyl type epoxy resin, it is preferable to use an epoxy resin represented by the following general formula (III).
一般式(III)中、R1〜R8はそれぞれ独立して、水素原子、又は炭素数1〜10の置換もしくは非置換の炭化水素基を表し、nは0〜3の整数を表わす。
炭素数1〜10の置換もしくは非置換の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、及びイソブチル基等を挙げることができる。
なかでもR1〜R8は、水素原子又はメチル基が好ましい。
In general formula (III), R 1 to R 8 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and n represents an integer of 0 to 3.
Examples of the substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an isopropyl group, and an isobutyl group.
Among these, R 1 to R 8 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記一般式(III)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては、4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)ビフェニル又は4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂、エピクロルヒドリンと4,4’−ビフェノール又は4,4’−(3,3’,5,5’−テトラメチル)ビフェノールとを反応させて得られるエポキシ樹脂等が挙げられる。なかでも4,4’−ビス(2,3−エポキシプロポキシ)−3,3’,5,5’−テトラメチルビフェニルを主成分とするエポキシ樹脂が好ましい。このような化合物としてはYX−4000(ジャパンエポキシレジン株式会社製)、YL−6121H(ジャパンエポキシレジン株式会社製)、YSLV−80XY(東都化成株式会社製)等が市販品として入手可能である。 Examples of the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (III) include 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) biphenyl or 4,4′-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3. Reaction of epoxy resin based on ', 5,5'-tetramethylbiphenyl, epichlorohydrin and 4,4'-biphenol or 4,4'-(3,3 ', 5,5'-tetramethyl) biphenol And an epoxy resin obtained by the treatment. Among these, an epoxy resin mainly composed of 4,4'-bis (2,3-epoxypropoxy) -3,3 ', 5,5'-tetramethylbiphenyl is preferable. As such a compound, YX-4000 (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), YL-6121H (manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.), YSLV-80XY (manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) and the like are commercially available.
また前記ビフェニレン型エポキシ樹脂としては、下記一般式(IV)で表されるエポキシ樹脂等を挙げることができる。 Examples of the biphenylene type epoxy resin include an epoxy resin represented by the following general formula (IV).
一般式(IV)中、R1〜R9はそれぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基、炭素数6〜10のアリール基、又は炭素数6〜10のアラルキル基を表し、nは0〜10の整数を示す。 In general formula (IV), R 1 to R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or carbon. The aralkyl group of several 6-10 is represented, n shows the integer of 0-10.
前記炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、及びイソブチル基等を挙げることができる。炭素数1〜10のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基等を挙げることができる。炭素数6〜10のアリール基としては例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基等を挙げることができる。また炭素数7〜10のアラルキル基としては、ベンジル基、及びフェネチル基等を挙げることができる。
なかでもR1〜R9は、水素原子又はメチル基が好ましい。
Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, and isobutyl group. Examples of the alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a xylyl group. Examples of the aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms include a benzyl group and a phenethyl group.
Among these, R 1 to R 9 are preferably a hydrogen atom or a methyl group.
上記一般式(IV)で示されるビフェニル型エポキシ樹脂としては例えば、NC−3000(日本化薬株式会社製商品名)が市販品として入手可能である。 As the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (IV), for example, NC-3000 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) is commercially available.
本発明におけるビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂としては、熱伝導性、電気絶縁性及びBステージシートの可とう性の観点から、前記一般式(III)又は一般式(IV)で表される化合物の少なくとも1種を含むことが好ましく、一般式(III)で表される化合物の少なくとも1種を含むことがより好ましい。 The bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton in the present invention is a compound represented by the general formula (III) or the general formula (IV) from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation and flexibility of the B stage sheet. It is preferable to include at least one of the above, and it is more preferable to include at least one of the compounds represented by the general formula (III).
本発明の樹脂組成物の全固形分における前記ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂の含有率としては、特に制限はないが、熱伝導性、電気絶縁性及びBステージシートの可とう性の観点から、3質量%以上10質量%以下であることが好ましく、4質量%以上7質量%以下であることがより好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular as content rate of the bifunctional epoxy resin which has the said biphenyl skeleton in the total solid of the resin composition of this invention, From a thermal conductivity, electrical insulation, and a flexible viewpoint of a B stage sheet | seat. It is preferably 3% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 4% by mass or more and 7% by mass or less.
本発明の樹脂組成物は、前記ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂に加えて、その他のエポキシ樹脂を含んでいてもよい。その他のエポキシ樹脂としては、ビフェニル骨格を有しないものであれば、従来公知のエポキシ樹脂を特に制限なく用いることができる。 The resin composition of the present invention may contain other epoxy resins in addition to the bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton. As other epoxy resins, conventionally known epoxy resins can be used without particular limitation as long as they do not have a biphenyl skeleton.
具体的には例えば、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするフェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類及び/又はα−ナフトール、β−ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類とホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂をエポキシ化したもの。 Specifically, phenols such as phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolak type epoxy resin, epoxy resin having triphenylmethane skeleton, phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A, bisphenol F, etc. And / or obtained by condensation or cocondensation of naphthols such as α-naphthol, β-naphthol, dihydroxynaphthalene and the like and a compound having an aldehyde group such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, benzaldehyde, salicylaldehyde in the presence of an acidic catalyst. Epoxidized novolac resin.
ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンとフェノール類の共縮合樹脂のエポキシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、フェノール・アラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を含有するフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂などが挙げられ、これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて併用して用いてもよい。 Bisphenol A, bisphenol F, bisphenol S, stilbene type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin obtained by reaction of polybasic acid such as phthalic acid and dimer acid and epichlorohydrin, diaminodiphenylmethane, isocyanuric acid and other polyamines Glycidylamine-type epoxy resin obtained by the reaction of chlorohydrin and epichlorohydrin, epoxidized product of co-condensation resin of dicyclopentadiene and phenol, epoxy resin having naphthalene ring, phenol-aralkyl resin, phenol-aralkyl resin containing biphenylene skeleton, naphthol -Epoxidized aralkyl type phenol resin such as aralkyl resin, trimethylolpropane type epoxy resin, terpene modified epoxy resin, olefin Examples include linear aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and sulfur atom-containing epoxy resins obtained by oxidizing a combination with a peracid such as peracetic acid. These may be used alone or in combination of two or more. You may use together.
本発明の樹脂組成物は、Bステージシートを構成した場合の可とう性の観点から、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 It is preferable that the resin composition of this invention contains at least 1 sort (s) chosen from the epoxy resin which has a naphthalene ring from a flexible viewpoint at the time of comprising a B stage sheet.
前記ナフタレン環を有するエポキシ樹脂としては少なくとも1つのナフタレン環と少なくとも1つのエポキシ基とを有する化合物であれば特に制限されない。例えば、HP4032D(DIC株式会社製)を挙げることができる。 The epoxy resin having a naphthalene ring is not particularly limited as long as it is a compound having at least one naphthalene ring and at least one epoxy group. For example, HP4032D (made by DIC Corporation) can be mentioned.
本発明の樹脂組成物が、その他のエポキシ樹脂(好ましくは、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂)を含む場合、その含有率には特に制限はないが、例えば、前記ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂に対して0.01質量%以上15質量%以下とすることができ、0.01質量%以上12質量%以下であることが好ましい。かかる含有率であることで熱伝導率、電気絶縁性及びBステージシートの可とう性がより効果的に向上する。 When the resin composition of the present invention contains another epoxy resin (preferably an epoxy resin having a naphthalene ring), the content is not particularly limited. For example, the bifunctional epoxy resin having the biphenyl skeleton On the other hand, it can be 0.01 mass% or more and 15 mass% or less, and it is preferable that it is 0.01 mass% or more and 12 mass% or less. With such a content, the thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility of the B stage sheet are more effectively improved.
本発明の樹脂組成物が、その他のエポキシ樹脂(好ましくは、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂)を含む場合、ビフェニル骨格を有する2官能のエポキシ樹脂とその他のエポキシ樹脂の含有比(ビフェニル骨格を有する2官能のエポキシ樹脂/その他のエポキシ樹脂)には特に制限はない。例えば、可とう性の観点から、80/20以上とすることができ、90/10以上であることが好ましく、95/5以上であることがより好ましい。 When the resin composition of the present invention contains another epoxy resin (preferably an epoxy resin having a naphthalene ring), the content ratio of the bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton and the other epoxy resin (2 having a biphenyl skeleton) There are no particular restrictions on the functional epoxy resin / other epoxy resins). For example, from the viewpoint of flexibility, it can be set to 80/20 or more, preferably 90/10 or more, and more preferably 95/5 or more.
[フェノール樹脂]
前記樹脂組成物は、フェノール樹脂の少なくとも1種を含む。前記フェノール樹脂としては、エポキシ樹脂の硬化剤として通常用いられるものから適宜選択して用いることができる。中でも熱伝導性と電気絶縁性の観点から、下記一般式(I)で表される構造単位を有する化合物の少なくとも1種を含むフェノール樹脂(以下、「ノボラック樹脂」ということがある)を含むことが好ましい。前記フェノール樹脂は、例えば、エポキシ樹脂の硬化剤として作用する。
特定の構造を有するフェノール樹脂を含むことで、熱伝導性がより効果的に向上し、さらに硬化前の状態における可使時間を十分に長くすることができる。
[Phenolic resin]
The resin composition includes at least one phenol resin. The phenol resin can be appropriately selected from those usually used as a curing agent for epoxy resins. Among them, from the viewpoint of thermal conductivity and electrical insulation, it contains a phenol resin (hereinafter sometimes referred to as “novolak resin”) containing at least one compound having a structural unit represented by the following general formula (I). Is preferred. The phenol resin acts as a curing agent for an epoxy resin, for example.
By including a phenol resin having a specific structure, the thermal conductivity can be more effectively improved, and the pot life in the state before curing can be sufficiently increased.
一般式(I)においてR1は、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、アリール基、フェニル基又はアラルキル基を表し、mは0〜2の整数を表す。 In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group, and R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a phenyl group, or an aralkyl group, m represents an integer of 0-2.
上記一般式(I)においてR1は、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。R1で表されるアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、可能であれば置換基をさらに有していてもよく、該置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、及び水酸基等を挙げることができる。
mは0〜2の整数を表し、mが2の場合、2つのR1は同一であっても異なってもよい。本発明において、mは0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。
In the general formula (I), R 1 represents an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group. The alkyl group, aryl group and aralkyl group represented by R 1 may further have a substituent if possible. Examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, and a hydroxyl group. Can be mentioned.
m represents an integer of 0 to 2, and when m is 2, two R 1 may be the same or different. In the present invention, m is preferably 0 or 1, and more preferably 0.
前記フェノール樹脂は、上記一般式(I)で表される構造単位を有する化合物の少なくとも1種を含むものが好ましいが、上記一般式(I)で表される構造単位を有する化合物の2種以上を含むものであってもよい。 The phenol resin preferably contains at least one compound having the structural unit represented by the general formula (I), but two or more compounds having the structural unit represented by the general formula (I). May be included.
前記フェノール樹脂は、フェノール性化合物としてレゾルシノールに由来する部分構造を含むことが好ましいが、レゾルシノール以外のフェノール性化合物に由来する部分構造の少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。レゾルシノール以外のフェノール性化合物としては、例えば、フェノール、クレゾール、カテコール、ヒドロキノン等を挙げることができる。前記フェノール樹脂は、これらに由来する部分構造を1種単独でも、2種以上組み合わせて含んでいてもよい。
ここでフェノール性化合物に由来する部分構造とは、フェノール性化合物のベンゼン環部分から水素原子を1個又は2個取り除いて構成される1価又は2価の基を意味する。尚、水素原子が取り除かれる位置は特に限定されない。
The phenol resin preferably includes a partial structure derived from resorcinol as a phenolic compound, but may further include at least one partial structure derived from a phenolic compound other than resorcinol. Examples of phenolic compounds other than resorcinol include phenol, cresol, catechol, and hydroquinone. The said phenol resin may contain the partial structure derived from these individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
Here, the partial structure derived from the phenolic compound means a monovalent or divalent group constituted by removing one or two hydrogen atoms from the benzene ring portion of the phenolic compound. The position where the hydrogen atom is removed is not particularly limited.
前記レゾルシノール以外のフェノール性化合物に由来する部分構造としては、熱伝導率、接着性、保存安定性の観点から、フェノール、クレゾール、カテコール、ヒドロキノン、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、及び1,3,5−トリヒドロキシベンゼンから選ばれる少なくとも1種に由来する部分構造であることが好ましく、カテコール及びヒドロキノンから選ばれる少なくとも1種に由来する部分構造であることがより好ましい。 The partial structure derived from the phenolic compound other than the resorcinol includes phenol, cresol, catechol, hydroquinone, 1,2,3-trihydroxybenzene, 1,2 from the viewpoint of thermal conductivity, adhesiveness, and storage stability. It is preferably a partial structure derived from at least one selected from 1,4-trihydroxybenzene and 1,3,5-trihydroxybenzene, and is a partial structure derived from at least one selected from catechol and hydroquinone It is more preferable.
また前記フェノール樹脂におけるレゾルシノールに由来する部分構造の含有比率については特に制限はないが、熱伝導率と保存安定性の観点から、フェノール樹脂の全質量中に、レゾルシノールに由来する部分構造の含有比率が55質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることがさらに好ましい。 The content ratio of the partial structure derived from resorcinol in the phenol resin is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity and storage stability, the content ratio of the partial structure derived from resorcinol in the total mass of the phenol resin. Is preferably 55% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more.
一般式(I)においてR2及びR3は、それぞれ独立して水素原子、アルキル基、アリール基、フェニル基又はアラルキル基を表す。R2及びR3で表されるアルキル基、フェニル基、アリール基及びアラルキル基は、可能であれば置換基をさらに有していてもよく、該置換基としては、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、及び水酸基等を挙げることができる。 In the general formula (I), R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a phenyl group, or an aralkyl group. The alkyl group, phenyl group, aryl group and aralkyl group represented by R 2 and R 3 may further have a substituent if possible, and examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, An atom, a hydroxyl group, etc. can be mentioned.
本発明におけるR2及びR3としては、保存安定性と熱伝導率の観点から、水素原子、アルキル基、フェニル基又はアリール基であることが好ましく、水素原子、炭素数1から4のアルキル基又は炭素数3から6のアリール基、フェニル基であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
さらに耐熱性の観点から、R2及びR3の少なくとも一方はアリール基であることもまた好ましい。
R 2 and R 3 in the present invention are preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a phenyl group or an aryl group from the viewpoint of storage stability and thermal conductivity, and are preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Alternatively, an aryl group having 3 to 6 carbon atoms and a phenyl group are more preferable, and a hydrogen atom is further preferable.
Furthermore, from the viewpoint of heat resistance, it is also preferable that at least one of R 2 and R 3 is an aryl group.
本発明におけるフェノール樹脂として、具体的には、以下に示す一般式(Ia)〜一般式(If)のいずれかで表される部分構造を有する化合物を含むフェノール樹脂であることが好ましい。 Specifically, the phenol resin in the present invention is preferably a phenol resin containing a compound having a partial structure represented by any one of the following general formulas (Ia) to (If).
一般式(Ia)〜一般式(If)において、i、jはそれぞれのフェノール性化合物に由来する構造単位の含有比率(質量%)を表し、iは5質量%〜30質量%、jは70質量%〜95質量%であり、iとjの合計は100質量%である。
本発明におけるフェノール樹脂は、熱伝導率と保存安定性の観点から、一般式(Ia)、一般式(Ie)のいずれかで表される構造単位を含み、iが5質量%〜20質量%であって、jが80質量%〜95質量%であることが好ましく、一般式(Ia)で表される構造単位を含み、iが2質量%〜10質量%であって、jが90質量%〜98質量%であることがより好ましい。
In the general formula (Ia) to the general formula (If), i and j represent the content ratio (% by mass) of the structural unit derived from each phenolic compound, i is 5% by mass to 30% by mass, and j is 70%. The total of i and j is 100% by mass.
The phenol resin in the present invention includes a structural unit represented by any one of the general formula (Ia) and the general formula (Ie) from the viewpoint of thermal conductivity and storage stability, and i is 5% by mass to 20% by mass. Wherein j is preferably 80% by mass to 95% by mass, includes a structural unit represented by the general formula (Ia), i is 2% by mass to 10% by mass, and j is 90% by mass. It is more preferable that it is% -98 mass%.
前記フェノール樹脂は上記一般式(I)で表される構造単位を有する化合物を含むことが好ましいが、下記一般式(II)で表される化合物の少なくとも1種を含むものであることがより好ましい The phenol resin preferably contains a compound having a structural unit represented by the above general formula (I), but more preferably contains at least one compound represented by the following general formula (II).
一般式(II)中、R11は水素原子又は下記一般式(IIp)で表されるフェノール性化合物に由来する1価の基を表し、R12はフェノール性化合物に由来する1価の基を表す。また、R1、R2、R3、mおよびnは、一般式(I)におけるR1、R2、R3、mおよびnとそれぞれ同義である。
R11およびR12で表されるフェノール性化合物に由来する1価の基は、フェノール性化合物のベンゼン環部分から水素原子を1個取り除いて構成される1価の基であり、水素原子が取り除かれる位置は特に限定されない。
In the general formula (II), R 11 represents a hydrogen atom or a monovalent group derived from a phenolic compound represented by the following general formula (IIp), and R 12 represents a monovalent group derived from a phenolic compound. Represent. Further, R 1, R 2, R 3 , m and n are respectively the same as R 1, R 2, R 3 , m and n in the general formula (I).
The monovalent group derived from the phenolic compound represented by R 11 and R 12 is a monovalent group constituted by removing one hydrogen atom from the benzene ring portion of the phenolic compound, and the hydrogen atom is removed. There is no particular limitation on the position.
一般式(IIp)中、pは1〜3の整数を表わす。また、R1、R2及びR3は一般式(I)におけるR1、R2及びR3とそれぞれ同義であり、mは0〜2の整数を表す。 In general formula (IIp), p represents an integer of 1 to 3. Further, R 1, R 2 and R 3 are respectively the same meaning as R 1, R 2 and R 3 in formula (I), m represents an integer of 0 to 2.
R11及びR12におけるフェノール性化合物は、フェノール性水酸基を有する化合物であれば特に限定されない。具体的には例えば、フェノール、クレゾール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン等を挙げることができる。中でも熱伝導率と保存安定性の観点から、クレゾール、カテコール、レゾルシノールから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 The phenolic compound in R 11 and R 12 is not particularly limited as long as it is a compound having a phenolic hydroxyl group. Specific examples include phenol, cresol, catechol, resorcinol, hydroquinone and the like. Among these, from the viewpoints of thermal conductivity and storage stability, at least one selected from cresol, catechol, and resorcinol is preferable.
前記フェノール樹脂の数平均分子量としては熱伝導率の観点から、800以下であることが好ましく、300以上700以下であることがより好ましく、350以上550以下であることがより好ましい。 The number average molecular weight of the phenol resin is preferably 800 or less, more preferably 300 or more and 700 or less, and more preferably 350 or more and 550 or less from the viewpoint of thermal conductivity.
前記樹脂組成物が、上記一般式(I)で表される構造単位を有する化合物を含むフェノール樹脂を含む場合、フェノール樹脂を構成するフェノール性化合物であるモノマーをさらに含んでいてもよい。フェノール樹脂を構成するフェノール性化合物であるモノマーの含有比率(以下、「モノマー含有比率」ということがある)としては特に制限はないが、5質量%〜80質量%であることが好ましく、15質量%〜60質量%であることがより好ましく、20質量%〜50質量%であることがさらに好ましい。 When the said resin composition contains the phenol resin containing the compound which has a structural unit represented by the said general formula (I), the monomer which is a phenolic compound which comprises a phenol resin may further be included. Although there is no restriction | limiting in particular as content rate (henceforth "monomer content rate") of the monomer which is a phenolic compound which comprises a phenol resin, It is preferable that it is 5 mass%-80 mass%, and 15 mass It is more preferable that it is% -60 mass%, and it is further more preferable that it is 20 mass%-50 mass%.
モノマー含有比率が5質量%以上であることで、フェノール樹脂の粘度上昇を抑制し、無機充填剤の密着性がより向上する。また80質量%以下であることで、硬化の際における架橋反応により、より高密度な高次構造が形成され、優れた熱伝導率と耐熱性が達成できる。 When the monomer content ratio is 5% by mass or more, an increase in the viscosity of the phenol resin is suppressed, and the adhesion of the inorganic filler is further improved. Moreover, by being 80 mass% or less, a higher-order higher-order structure is formed by the crosslinking reaction in the case of hardening, and the outstanding heat conductivity and heat resistance can be achieved.
尚、フェノール樹脂を構成するフェノール性化合物のモノマーとしては、レゾルシノール、カテコール、及びヒドロキノンを挙げることができ、少なくともレゾルシノールをモノマーとして含むことが好ましい。 In addition, as a monomer of the phenolic compound which comprises a phenol resin, resorcinol, catechol, and hydroquinone can be mentioned, It is preferable that a resorcinol is included as a monomer at least.
また前記樹脂組成物の全固形分における前記フェノール樹脂の含有比率としては、特に制限はないが、熱伝導率、電気絶縁性、Bステージシートの可とう性及び可使時間の観点から、1質量%以上10質量%以下であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。 Further, the content ratio of the phenol resin in the total solid content of the resin composition is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, flexibility of the B stage sheet, and pot life, 1 mass. % To 10% by mass, more preferably 2% to 5% by mass.
また前記樹脂組成物における前記ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂と前記フェノール樹脂の含有比(エポキシ樹脂/フェノール樹脂)としては例えば、当量比基準で、0.6以上1.5以下とすることができ、熱伝導率、Bステージシートの可とう性及び可使時間の観点から、0.8以上1.25以下であることが好ましく、0.8以上1.2以下であることがより好ましい。
尚、当量基準の含有比率は具体的には、下記式より算出される。
式 含有比率(エポキシ樹脂/フェノール樹脂) = Σ(エポキシ樹脂量/エポキシ樹脂のエポキシ当量)/Σ(フェノール樹脂量/フェノール樹脂のフェノール当量)
The content ratio of the bifunctional epoxy resin having the biphenyl skeleton and the phenol resin in the resin composition (epoxy resin / phenol resin) is, for example, 0.6 to 1.5 on an equivalent ratio basis. In view of thermal conductivity, flexibility of the B-stage sheet, and pot life, it is preferably 0.8 or more and 1.25 or less, and more preferably 0.8 or more and 1.2 or less.
In addition, the content ratio on an equivalent basis is specifically calculated from the following formula.
Formula Content ratio (epoxy resin / phenolic resin) = Σ (epoxy resin amount / epoxy resin epoxy equivalent) / Σ (phenol resin amount / phenolic resin phenol equivalent)
前記樹脂組成物は、前記フェノール樹脂に加え、必要に応じて、フェノール樹脂以外のその他の硬化剤を含んでいてもよい。その他の硬化剤としては従来公知の硬化剤を特に制限なく用いることができる。具体的には例えば、アミン系硬化剤、メルカプタン系硬化剤などの重付加型硬化剤や、イミダゾールなどの潜在性硬化剤などを用いることができる。 In addition to the phenol resin, the resin composition may contain other curing agent other than the phenol resin, if necessary. As other curing agents, conventionally known curing agents can be used without particular limitation. Specifically, for example, polyaddition type curing agents such as amine curing agents and mercaptan curing agents, latent curing agents such as imidazole, and the like can be used.
前記樹脂組成物は上記必須成分に加えて、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては例えば、溶剤、シランカップリング剤、分散剤、沈降防止剤等を挙げることができる。
前記溶剤としては樹脂組成物の硬化反応を阻害しないものであれば特に制限なく、通常用いられる有機溶剤を適宜選択して用いることができる。
有機溶剤として具体的には、2-ブタノン、シクロヘキサンノン等のケトン系溶剤、シクロヘキサノール等のアルコール系溶剤などが挙げられる。
The resin composition may contain other components as necessary in addition to the essential components. Examples of other components include a solvent, a silane coupling agent, a dispersant, and an anti-settling agent.
The solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the curing reaction of the resin composition, and a commonly used organic solvent can be appropriately selected and used.
Specific examples of the organic solvent include ketone solvents such as 2-butanone and cyclohexaneone, and alcohol solvents such as cyclohexanol.
(シランカップリング剤)
前記樹脂組成物はシランカップリング剤の少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。シランカップリング剤を含むことで、アルミナ粒子の表面とその周りを取り囲む有機樹脂の間で共有結合を形成する役割(バインダ剤に相当)を果たすことによって、熱を効率よく伝達する働きや、更には水分の浸入を妨げることにより、絶縁信頼性の向上にも寄与する。さらに硬化物の実比重の理論比重からの乖離率をより低下させることができる。
(Silane coupling agent)
It is preferable that the resin composition further includes at least one silane coupling agent. By including a silane coupling agent, it plays a role of forming a covalent bond between the surface of the alumina particles and the organic resin surrounding the surface (corresponding to a binder agent), thereby efficiently transferring heat, and Contributes to the improvement of insulation reliability by preventing moisture from entering. Furthermore, the rate of deviation from the actual specific gravity of the cured product can be further reduced.
シランカップリング剤としては、市販のものを通常使用できるが、エポキシ樹脂やフェノール樹脂との相溶性及び樹脂層とアルミナとの界面での熱伝導ロスを低減することを考慮すると、末端にエポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基、水酸基を有するシランカップリング剤を用いることが好適である。 As the silane coupling agent, commercially available ones can be usually used, but considering the compatibility with the epoxy resin and the phenol resin and the reduction of the heat conduction loss at the interface between the resin layer and the alumina, an epoxy group at the end is used. It is preferable to use a silane coupling agent having an amino group, a mercapto group, a ureido group or a hydroxyl group.
具体的には、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤;3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤;3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のスルファニル基(メルカプト基)を有するシランカップリング剤;、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイド基を有するシランカップリング剤などを挙げることができ、またSC−6000KS2に代表されるシランカップリング剤オリゴマ(日立化成コーテットサンド株式会社製)等も挙げられる。
これらシランカップリング剤は1種単独で又は2種類以上を併用することもできる。
Specifically, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2- (3 , 4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and other silane coupling agents having an epoxy group; 3-aminopropyltriethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) ) Silane coupling agents having an amino group such as aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, etc. of A silane coupling agent having a sulfanyl group (mercapto group); a silane coupling agent having a ureido group such as 3-ureidopropyltriethoxysilane; and a silane coupling agent typified by SC-6000KS2 Examples include oligomers (manufactured by Hitachi Chemical Coated Sand Co., Ltd.).
These silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more.
これらのシランカップリング剤の中でも、熱伝導性と硬化物の実比重の理論比重からの乖離率の観点から、エポキシ基を有するシランカップリング剤、及びアルキル基を有するシランカップリング剤から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、エポキシ基を有するシランカップリング剤から選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。 Among these silane coupling agents, a silane coupling agent having an epoxy group and a silane coupling agent having an alkyl group are selected from the viewpoint of thermal conductivity and the rate of deviation from the theoretical specific gravity of the actual specific gravity of the cured product. It is preferable to include at least one, and more preferably to include at least one selected from silane coupling agents having an epoxy group.
前記樹脂組成物がシランカップリング剤を含む場合、樹脂組成物中のシランカップリング剤の含有率は、熱伝導性と硬化物の実比重の理論比重からの乖離率の観点から、アルミナ粒子群の総含有量に対して0.01質量%以上5.00質量%以下であることが好ましく、0.10質量%以上質量3.00%以下であることがより好ましい。
さらに前記樹脂組成物がシランカップリング剤を含む場合、熱伝導性と硬化物の実比重の理論比重からの乖離率の観点から、エポキシ基を有するシランカップリング剤、及びアルキル基を有するシランカップリング剤から選ばれる少なくとも1種を、アルミナ粒子群の総含有量に対して0.01質量%以上5.00質量%以下含むことが好ましく、エポキシ基を有するシランカップリング剤から選ばれる少なくとも1種を、アルミナ粒子群の総含有量に対して0.10質量%以上3.00質量%以下含むことがより好ましい。
When the resin composition contains a silane coupling agent, the content of the silane coupling agent in the resin composition is a group of alumina particles from the viewpoint of the rate of deviation from the theoretical specific gravity of the thermal conductivity and the actual specific gravity of the cured product. The total content is preferably 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less, and more preferably 0.10% by mass or more and 3.00% by mass or less.
Further, when the resin composition contains a silane coupling agent, from the viewpoint of the deviation rate from the theoretical specific gravity of the thermal conductivity and the actual specific gravity of the cured product, the silane coupling agent having an epoxy group and the silane cup having an alkyl group It is preferable that at least one selected from ring agents is contained in an amount of 0.01% by mass or more and 5.00% by mass or less based on the total content of the alumina particle group, and at least one selected from silane coupling agents having an epoxy group More preferably, the seed is contained in an amount of 0.10% by mass to 3.00% by mass with respect to the total content of the alumina particle group.
(分散剤)
前記樹脂組成物は、分散剤の少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。分散剤を含むことで、熱伝導性がより向上し、さらに硬化物の実比重の理論比重からの乖離率をより低下することができる。分散剤を使用することでアルミナの凝集を抑制することができる。これによりアルミナ凝集体に物理的に閉じ込められる空隙(ボイド)の発生を抑制することができ、結果としてアルミナ粒子を60体積%以上も含む樹脂硬化物としての実比重が向上する。すなわち硬化物の実比重を理論比重に近づけることができる。
(Dispersant)
It is preferable that the resin composition further includes at least one dispersant. By including the dispersant, the thermal conductivity is further improved, and further, the deviation rate from the theoretical specific gravity of the cured product can be further reduced. Aggregation of alumina can be suppressed by using a dispersant. Thereby, generation | occurrence | production of the space | gap (void) physically confined in an alumina aggregate can be suppressed, As a result, the actual specific gravity as a resin hardened | cured material which contains 60 volume% or more of alumina particles improves. That is, the actual specific gravity of the cured product can be brought close to the theoretical specific gravity.
前記分散剤としてはアルミナ粒子の分散性向上に効果のある分散剤であれば特に制限なく通常用いられる分散剤から適宜選択して使用することができる。
分散剤として具体的には、ポリエーテルエステル酸のアミン塩、ポリカルボン酸のアミドアミン塩、ポリエステル酸のアミン塩、高級脂肪酸のアルキルアミン塩、リン酸エステルのアミン塩などが挙げられる。これらの中には界面活性剤に分類されるものがある。界面活性剤としてみた場合、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤などのいずれであってもよい。
As the dispersant, any dispersant that is effective for improving the dispersibility of alumina particles can be appropriately selected from commonly used dispersants without particular limitation.
Specific examples of the dispersant include amine esters of polyetherester acids, amide amine salts of polycarboxylic acids, amine salts of polyester acids, alkylamine salts of higher fatty acids, and amine salts of phosphate esters. Some of these are classified as surfactants. When viewed as a surfactant, any of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, and the like may be used.
アニオン界面活性剤としては、オレイン酸・N−メチルタウリン塩、オレイン酸・カリウム・ジエタノールアミン塩、アルキルエーテルサルフェート・トリエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート・トリエタノールアミン塩、特殊変成ポリエーテルエステル酸のアミン塩、高級脂肪酸誘導体のアミン塩、特殊変成ポリエステル酸のアミン塩、高分子量ポリエーテルエステル酸のアミン塩、特殊変成燐酸エステルのアミン塩、高分子量ポリエステル酸アミドアミン塩、特殊脂肪酸誘導体のアミドアミン塩、高級脂肪酸のアルキルアミン塩、高分子量ポリカルボン酸のアミドアミン塩、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル硫酸エステルナトリウム塩、セチル硫酸エステルナトリウム塩、ステアリル硫酸エステルナトリウム塩、オレイル硫酸エステルナトリウム塩、ラウリルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、油溶性アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、高級アルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩、高級アルコールリン酸ジエステルジナトリウム塩、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。 Anionic surfactants include oleic acid / N-methyltaurine salt, oleic acid / potassium / diethanolamine salt, alkyl ether sulfate / triethanolamine salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate / triethanolamine salt, special modified polyether ester Amine salt of acid, amine salt of higher fatty acid derivative, amine salt of special modified polyester acid, amine salt of high molecular weight polyether ester acid, amine salt of special modified phosphoric acid ester, high molecular weight polyester acid amide amine salt, amide amine of special fatty acid derivative Salts, alkylamine salts of higher fatty acids, amidoamine salts of high molecular weight polycarboxylic acids, sodium laurate, sodium stearate, sodium oleate, sodium lauryl sulfate, cetyl sulfate ester Tellurium salt, stearyl sulfate ester sodium salt, oleyl sulfate ester sodium salt, lauryl ether sulfate ester salt, sodium alkylbenzene sulfonate, oil-soluble alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, higher alcohol phosphate monoester disodium salt Higher alcohol phosphoric acid diester disodium salt, zinc dialkyldithiophosphate and the like.
またカチオン界面活性剤としては、ベンジルジメチル{2−[2−(P−1,1,3,3−テトラメチルブチルフェノオキシ)エトキシ]エチル}アンモニウムクロライド、オクタデシルアミン酢酸塩、テトラデシルアミン酢酸塩、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロライド、牛脂トリメチルアンモニウムクロライド、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ヤシトリメチルアンモニウムクロライド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、ヤシジメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、オクタデシルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ジオレイルジメチルアンモニウムクロライド、1−ヒドロキシエチル−2−牛脂イミダゾリン4級塩、2−ヘプタデセニル−ヒドロキシエチルイミダゾリン、ステアラミドエチルジエチルアミン酢酸塩、ステアラミドエチルジエチルアミン塩酸塩、トリエタノールアミンモノステアレートギ酸塩、アルキルピリジウム塩、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、ポリアクリルアミドアミン塩、変成ポリアクリルアミドアミン塩、パーフルオロアルキル第4級アンモニウムヨウ化物などが挙げられる。 As cationic surfactants, benzyldimethyl {2- [2- (P-1,1,3,3-tetramethylbutylphenoxy) ethoxy] ethyl} ammonium chloride, octadecylamine acetate, tetradecylamine acetate , Octadecyltrimethylammonium chloride, tallow trimethylammonium chloride, dodecyltrimethylammonium chloride, coconut trimethylammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium chloride, behenyltrimethylammonium chloride, coconut dimethylbenzylammonium chloride, tetradecyldimethylbenzylammonium chloride, octadecyldimethylbenzylammonium chloride Dioleoyldimethylammonium chloride, 1-hydroxy ester L-2-tallow imidazoline quaternary salt, 2-heptadecenyl-hydroxyethyl imidazoline, stearamide ethyl diethylamine acetate, stearamide ethyl diethylamine hydrochloride, triethanolamine monostearate formate, alkyl pyridium salt, higher alkyl amine ethylene Examples thereof include oxide adducts, polyacrylamide amine salts, modified polyacrylamide amine salts, and perfluoroalkyl quaternary ammonium iodides.
また両性界面活性剤としては、ジメチルヤシベタイン、ジメチルラウリルベタイン、ラウリルアミノエチルグリシンナトリウム、ラウリルアミノプロピオン酸ナトリウム、ステアリルジメチルベタイン、ラウリルジヒドロキシエチルベタイン、アミドベタイン、イミダゾリニウムベタイン、レシチン、3−[ω−フルオロアルカノイルーN−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、N−[3−(パーフルオロオクタンスルホンアミド)プロピル]−N,N−ジメチル−N−カルボキシメチレンアンモニウムベタインなどが挙げられる。 Examples of amphoteric surfactants include dimethyl coconut betaine, dimethyl lauryl betaine, sodium laurylaminoethylglycine, sodium laurylaminopropionate, stearyl dimethyl betaine, lauryl dihydroxyethyl betaine, amide betaine, imidazolinium betaine, lecithin, 3- [ ω-fluoroalkanoyl-N-ethylamino] -1-propanesulfonic acid sodium, N- [3- (perfluorooctanesulfonamido) propyl] -N, N-dimethyl-N-carboxymethyleneammonium betaine, and the like can be given.
また非イオン界面活性剤としては、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:2型)、ヤシ脂肪酸ジエタノールアミド(1:1型)、牛脂肪酸ジエタノールアミド(1:2型)、牛脂肪酸ジエタノールアミド(1:1型)、オレイン酸ジエタノールアミド(1:1型)、ヒドロキシエチルラウリルアミン、ポリエチレングリコールラウリルアミン、ポリエチレングリコールヤシアミン、ポリエチレングリコールステアリルアミン、ポリエチレングリコール牛脂アミン、ポリエチレングリコール牛脂プロピレンジアミン、ポリエチレングリコールジオレイルアミン、ジメチルラウリルアミンオキサイド、ジメチルステアリルアミンオキサイド、ジヒドロキシエチルラウリルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルアミンオキサイド、ポリビニルピロリドン、高級アルコールエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物、グリセリンの脂肪酸エステル、ペンタエリスリットの脂肪酸エステル、ソルビットの脂肪酸エステル、ソルビタンの脂肪酸エステル、砂糖の脂肪酸エステルなどが挙げられる。 Nonionic surfactants include coconut fatty acid diethanolamide (1: 2 type), coconut fatty acid diethanolamide (1: 1 type), bovine fatty acid diethanolamide (1: 2 type), and bovine fatty acid diethanolamide (1: 1). Type), oleic acid diethanolamide (1: 1 type), hydroxyethyl lauryl amine, polyethylene glycol lauryl amine, polyethylene glycol coconut amine, polyethylene glycol stearyl amine, polyethylene glycol beef tallow amine, polyethylene glycol beef tallow propylene diamine, polyethylene glycol dioleyl amine, Dimethyl lauryl amine oxide, dimethyl stearyl amine oxide, dihydroxyethyl lauryl amine oxide, perfluoroalkylamine oxide, polyvinyl chloride Lidon, higher alcohol ethylene oxide adduct, alkylphenol ethylene oxide adduct, fatty acid ethylene oxide adduct, polypropylene glycol ethylene oxide adduct, glycerin fatty acid ester, pentaerythritol fatty acid ester, sorbit fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, Examples include sugar fatty acid esters.
分散剤として具体的には、味の素ファインテック株式会社製アジスパーシリーズ、楠本化成株式会社製HIPLAADシリーズ、株式会社花王製ホモゲノールシリーズ等が挙げられる。これら分散剤は1種単独でも2種類以上を併用することもできる。
これらの中でも、硬化物の実比重が理論値に近くなるという観点から、楠本化成株式会社製HIPLAADシリーズから選ばれる少なくとも1種が好ましい。
Specific examples of the dispersing agent include Ajinomoto Finetech Co., Ltd. Addisper Series, Enomoto Kasei Co., Ltd. HIPLAAD Series, Kao Corporation Homogenol Series, and the like. These dispersants can be used alone or in combination of two or more.
Among these, at least one selected from the HIPLAAD series manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd. is preferable from the viewpoint that the actual specific gravity of the cured product is close to the theoretical value.
前記樹脂組成物が分散剤を含む場合、樹脂組成物中の分散剤の含有率は、熱伝導性と硬化物の実比重の理論比重からの乖離率の観点から、アルミナ粒子群の総含有量に対して0.03質量%以上1.0質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以上0.5質量%以下がより好ましく、0.03質量%以上0.3質量%以下の範囲がさらに好ましい。
さらに前記樹脂組成物が分散剤を含む場合、伝導性と硬化物の実比重の理論比重からの乖離率の観点から、脂肪酸及びその誘導体の塩から選ばれる少なくとも1種を、アルミナ粒子群の総含有量に対して0.03質量%以上1.0質量%以下含むことが好ましく、0.03質量%以上0.5質量%以下含むことがより好ましく、0.03質量%以上0.3質量%以下含むことがさらに好ましい。
When the resin composition includes a dispersant, the content of the dispersant in the resin composition is the total content of the alumina particles from the viewpoint of the deviation rate from the theoretical specific gravity of the thermal conductivity and the actual specific gravity of the cured product. It is preferably 0.03% by mass or more and 1.0% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 0.5% by mass or less, and 0.03% by mass or more and 0.3% by mass or less. A range is further preferred.
Further, when the resin composition contains a dispersant, from the viewpoint of the deviation rate from the theoretical specific gravity of the conductivity and the actual specific gravity of the cured product, at least one selected from fatty acid and salts of derivatives thereof is added to the total of the alumina particles. The content is preferably 0.03% by mass or more and 1.0% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or more and 0.5% by mass or less, and more preferably 0.03% by mass or more and 0.3% by mass. It is more preferable that the content is not more than%.
<Bステージシート>
本発明のBステージシートは、前記樹脂組成物の半硬化物からなり、シート状の形状を有する。
Bステージシートは、例えば、前記樹脂組成物を離型フィルム上に塗布・乾燥して樹脂フィルムを形成する工程と、前記樹脂フィルムをBステージ状態まで加熱処理する工程とを含む製造方法で製造できる。
前記樹脂組成物を加熱処理して形成されることで、熱伝導率および電気絶縁性に優れ、Bステージシートとしての可とう性および可使時間に優れる。
本発明のBステージシートとは樹脂シートの粘度として、動的粘弾性測定時に(周波数1ヘルツ、荷重40g、昇温速度3℃/分)常温(25℃)においては104〜105mPa・sであるのに対して、100℃で102〜103mPa・sに粘度が低下するものである。また、後述する硬化後の硬化樹脂層は加温によっても溶融することはない。
<B stage sheet>
The B stage sheet of the present invention is made of a semi-cured product of the resin composition and has a sheet shape.
The B stage sheet can be manufactured by a manufacturing method including, for example, a step of applying and drying the resin composition on a release film to form a resin film, and a step of heat-treating the resin film to a B stage state. .
By forming by heat-treating the resin composition, the resin composition is excellent in thermal conductivity and electrical insulation, and is excellent in flexibility and usable time as a B stage sheet.
The B-stage sheet of the present invention is the viscosity of the resin sheet, measured at dynamic viscoelasticity (frequency 1 Hz, load 40 g, temperature rising rate 3 ° C./min) at room temperature (25 ° C.) 10 4 to 10 5 mPa · In contrast to s, the viscosity decreases to 10 2 to 10 3 mPa · s at 100 ° C. Moreover, the cured resin layer after curing described later is not melted even by heating.
具体的には例えば、PETフィルム等の離型フィルム上に、メチルエチルケトンやシクロヘキサンノン等の溶剤を添加したワニス状の樹脂組成物(以下、「樹脂ワニス」ともいう)を、塗布後、乾燥することで離型フィルム上に樹脂層が設けられた樹脂フィルムを得ることができる。
塗布は、公知の方法により実施することができる。塗布方法として、具体的には、コンマコート、ダイコート、リップコート、グラビアコート等の方法が挙げられる。所定の厚みに樹脂層を形成するための塗布方法としては、ギャップ間に被塗工物を通過させるコンマコート法、ノズルから流量を調整した樹脂ワニスを塗布するダイコート法等を適用することができる。例えば、乾燥前の樹脂層の厚みが50μm〜500μmである場合、コンマコート法を用いることが好ましい。
Specifically, for example, a varnish-like resin composition (hereinafter also referred to as “resin varnish”) in which a solvent such as methyl ethyl ketone or cyclohexane is added on a release film such as a PET film is dried after being applied. Thus, a resin film in which a resin layer is provided on the release film can be obtained.
Application | coating can be implemented by a well-known method. Specific examples of the coating method include comma coating, die coating, lip coating, and gravure coating. As a coating method for forming a resin layer with a predetermined thickness, a comma coating method in which an object to be coated is passed between gaps, a die coating method in which a resin varnish whose flow rate is adjusted from a nozzle, or the like can be applied. . For example, when the thickness of the resin layer before drying is 50 μm to 500 μm, it is preferable to use a comma coating method.
塗工後の樹脂層は硬化反応がほとんど進行していないため、可とう性を有するものの、シートとしての柔軟性に乏しく、支持体である前記PETフィルムを除去した状態ではシート自立性に乏しく、取り扱いが困難である。そこで、本発明においては後述する加熱処理により樹脂組成物をBステージ化する。
得られた樹脂フィルムを加熱処理する条件は、樹脂組成物をBステージ状態にまで半硬化することができれば特に制限されず、樹脂組成物の構成に応じて適宜選択することができる。具体的には例えば、加熱温度80℃〜130℃で、1秒間〜30秒間とすることができる。
加熱処理の方法としては、熱真空プレス、および熱ロールラミネート等から選択されることが好ましい。これにより塗工の際に生じた樹脂層中の空隙(ボイド)を低減することができ、平坦なBステージシートを効率よく製造することができる。
Since the resin layer after coating has hardly progressed the curing reaction, it has flexibility, but it has poor flexibility as a sheet, and in the state where the PET film as a support is removed, the sheet is not self-supporting, It is difficult to handle. Therefore, in the present invention, the resin composition is B-staged by heat treatment described later.
Conditions for heat-treating the obtained resin film are not particularly limited as long as the resin composition can be semi-cured to the B stage state, and can be appropriately selected according to the configuration of the resin composition. Specifically, for example, the heating temperature can be set to 80 ° C. to 130 ° C. for 1 second to 30 seconds.
The heat treatment method is preferably selected from a hot vacuum press, a hot roll laminate, and the like. As a result, voids in the resin layer generated during coating can be reduced, and a flat B-stage sheet can be efficiently produced.
前記Bステージシートの厚みは、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、50μm以上200μm以下とすることができ、熱伝導率、電気絶縁性およびシート可とう性の観点から、60μm以上150μm以下であることが好ましい。また、2層以上の樹脂フィルムを積層しながら熱プレスすることにより作製することもできる。 The thickness of the B stage sheet can be appropriately selected according to the purpose. For example, it can be 50 μm or more and 200 μm or less, and preferably 60 μm or more and 150 μm or less from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, and sheet flexibility. It can also be produced by hot pressing while laminating two or more resin films.
<樹脂付金属箔>
本発明の樹脂付金属箔は、金属箔と、前記金属箔上に配置された前記樹脂組成物の半硬化体である半硬化樹脂層とを備える。前記樹脂組成物に由来する半硬化樹脂層を有することで、熱伝導率、電気絶縁性、可とう性に優れる。
前記半硬化樹脂層は前記樹脂組成物をBステージ状態になるように加熱処理して得られるものである。
<Metal foil with resin>
The metal foil with resin of this invention is equipped with metal foil and the semi-hardened resin layer which is a semi-hardened body of the said resin composition arrange | positioned on the said metal foil. By having the semi-cured resin layer derived from the resin composition, the thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility are excellent.
The semi-cured resin layer is obtained by heat-treating the resin composition so as to be in a B-stage state.
前記金属箔としては、金箔、銅箔、アルミニウム箔など特に制限されないが、一般的には銅箔が用いられる。
前記金属箔の厚みとしては、1μm〜35μmであれば特に制限されないが、20μm以下の金属箔を用いることで可とう性がより向上する。
また、金属箔として、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−スズ合金、ニッケル−鉄合金、鉛、鉛−スズ合金等を中間層とし、この両面に0.5μm〜15μmの銅層と10μm〜300μmの銅層を設けた3層構造の複合箔、又はアルミニウムと銅箔とを複合した2層構造複合箔を用いることもできる。
The metal foil is not particularly limited, such as a gold foil, a copper foil, and an aluminum foil, but generally a copper foil is used.
The thickness of the metal foil is not particularly limited as long as it is 1 μm to 35 μm, but the flexibility is further improved by using a metal foil of 20 μm or less.
Moreover, as metal foil, nickel, nickel-phosphorus, nickel-tin alloy, nickel-iron alloy, lead, lead-tin alloy, etc. are used as intermediate layers, and 0.5 μm to 15 μm copper layer and 10 μm to 300 μm on both sides. A composite foil having a three-layer structure provided with a copper layer or a two-layer structure composite foil in which aluminum and copper foil are combined can also be used.
樹脂付金属箔は、前記樹脂組成物を金属箔上に塗布・乾燥することにより樹脂層を形成することで製造することができ、樹脂層の形成方法は既述の通りである。 The metal foil with a resin can be produced by forming a resin layer by applying and drying the resin composition on the metal foil, and the method for forming the resin layer is as described above.
樹脂付金属箔の製造条件は特に制限されないが、乾燥後の樹脂層において、樹脂ワニスに使用した有機溶媒が80質量%以上揮発していることが好ましい。乾燥温度は80℃〜180℃程度であり、乾燥時間はワニスのゲル化時間との兼ね合いで決めることができ、特に制限はない。樹脂ワニスの塗布量は、乾燥後の樹脂層の厚みが30μm〜100μmとなるように塗布することが好ましく、30μm〜80μmとなることがより好ましい。
前記乾燥後の樹脂層は、加熱処理されることでBステージ状態になる。前記樹脂組成物を加熱処理する条件はBステージシートにおける加熱処理条件と同様である。
The production conditions of the resin-coated metal foil are not particularly limited, but it is preferable that 80% by mass or more of the organic solvent used for the resin varnish is volatilized in the resin layer after drying. The drying temperature is about 80 ° C. to 180 ° C., and the drying time can be determined in consideration of the gelling time of the varnish, and is not particularly limited. The application amount of the resin varnish is preferably applied so that the thickness of the resin layer after drying is 30 μm to 100 μm, and more preferably 30 μm to 80 μm.
The resin layer after drying becomes a B stage state by heat treatment. The heat treatment conditions for the resin composition are the same as the heat treatment conditions for the B-stage sheet.
<金属基板>
本発明の金属基板は、金属支持体と、前記金属支持体上に配置された前記樹脂組成物の硬化体である硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層上に配置された金属箔とを備える。金属支持体と金属箔との間に配置された硬化樹脂層が、前記樹脂組成物を硬化状態になるように加熱処理して形成されたものであることで、接着性、熱伝導率、電気絶縁性に優れる。
<Metal substrate>
The metal substrate of the present invention includes a metal support, a cured resin layer that is a cured body of the resin composition disposed on the metal support, and a metal foil disposed on the cured resin layer. The cured resin layer disposed between the metal support and the metal foil is formed by heat-treating the resin composition so as to be in a cured state, so that adhesiveness, thermal conductivity, electricity Excellent insulation.
前記金属支持体は目的に応じて、その素材及び厚み等が適宜選択される。具体的には例えば、アルミニウム、鉄等の金属を用い、厚みを0.5mm以上5mm以下とすることができる。 The material and thickness of the metal support are appropriately selected according to the purpose. Specifically, for example, a metal such as aluminum or iron can be used, and the thickness can be set to 0.5 mm or more and 5 mm or less.
また樹脂層上に配置される金属箔は、前記樹脂付金属箔における金属箔と同義であり、好ましい態様も同様である。 Moreover, the metal foil arrange | positioned on a resin layer is synonymous with the metal foil in the said metal foil with resin, and its preferable aspect is also the same.
前記金属基板は、例えば以下のようにして製造することができる。アルミニウム等の金属支持体上に、前記樹脂組成物を上記と同様にして塗布・乾燥することで樹脂層を形成し、さらに樹脂層上に金属箔を配置して、これを加熱・加圧処理して、樹脂層を硬化することで製造することができる。また、金属支持体上に、前記樹脂付金属箔を樹脂層が金属支持体に対向するように張り合わせた後、これを加熱・加圧処理して、樹脂層を硬化することで製造することもできる。 The metal substrate can be manufactured, for example, as follows. On the metal support such as aluminum, the resin composition is applied and dried in the same manner as described above to form a resin layer. Further, a metal foil is disposed on the resin layer, and this is heated and pressurized. And it can manufacture by hardening | curing a resin layer. Alternatively, the metal foil with resin may be laminated on a metal support so that the resin layer faces the metal support, and then heated and pressurized to cure the resin layer. it can.
前記樹脂層を硬化する加熱・加圧処理の条件は、樹脂組成物の構成に応じて適宜選択される。例えば、加熱温度が80℃〜250℃で、圧力が0.5MPa〜8.0MPaであることが好ましく、加熱温度が130℃〜230℃で、圧力が1.5MPa〜5.0MPaであることがより好ましい。 The conditions of the heating / pressurizing treatment for curing the resin layer are appropriately selected according to the configuration of the resin composition. For example, the heating temperature is preferably 80 ° C. to 250 ° C., the pressure is preferably 0.5 MPa to 8.0 MPa, the heating temperature is 130 ° C. to 230 ° C., and the pressure is 1.5 MPa to 5.0 MPa. More preferred.
<LED基板>
本発明のLED基板は、金属支持体と、前記金属支持体上に配置された前記樹脂組成物の硬化体である硬化樹脂層と、前記硬化樹脂層上に配置された銅箔からなる回路層と、前記回路層上に配置されたLED素子と、を備える。
金属支持体上に接着性、熱伝導率および電気絶縁性に優れる前記硬化樹脂層が形成されていることで、LED素子から放出される熱を効率的に放熱することが可能になる。
<LED board>
The LED board of the present invention is a circuit layer comprising a metal support, a cured resin layer that is a cured body of the resin composition disposed on the metal support, and a copper foil disposed on the cured resin layer. And an LED element disposed on the circuit layer.
By forming the cured resin layer having excellent adhesion, thermal conductivity, and electrical insulation on the metal support, it is possible to efficiently dissipate heat released from the LED element.
本発明のLED基板は、例えば、上記のようにして得られる金属基板上の金属箔に回路加工して回路層を形成する工程と、形成された回路層上にLED素子を配置する工程と、を含む製造方法で製造することができる。
金属基板上の金属箔に回路加工する工程には、フォトリソ等の通常用いられる方法を適用することができる。また回路層上にLED素子を配置する工程についても、通常用いられる方法を特に制限なく用いることができる。
The LED substrate of the present invention includes, for example, a step of forming a circuit layer by processing a metal foil on the metal substrate obtained as described above, a step of arranging an LED element on the formed circuit layer, It can manufacture with the manufacturing method containing.
A commonly used method such as photolithography can be applied to the process of processing the metal foil on the metal substrate. Moreover, the method generally used can also be used without a restriction | limiting especially also about the process of arrange | positioning an LED element on a circuit layer.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “%” is based on mass.
(フェノール樹脂合成例1)
撹拌機、冷却器、温度計を備えた3Lのセパラブルフラスコにレゾルシノール594g、カテコール66g、37%ホルマリン316.2g、シュウ酸15g、水100gを入れ、オイルバスで加温しながら100℃に昇温した。還流温度で4時間反応を続けた。
その後水を留去しながら、フラスコ内の温度を170℃に昇温した。170℃を保持しながら8時間反応を続けた。その後減圧下、20分間濃縮を行い系内の水等を除去して、一般式(I)で表される構造単位を有するフェノール樹脂を取り出した。得られたフェノール樹脂の数平均分子量は530、重量平均分子量は930であった。またフェノール樹脂のフェノール当量は65g/eq.であった。
(Phenolic resin synthesis example 1)
Into a 3 L separable flask equipped with a stirrer, a cooler and a thermometer, 594 g of resorcinol, 66 g of catechol, 316.2 g of 37% formalin, 15 g of oxalic acid, and 100 g of water were heated to 100 ° C. while heating in an oil bath. Warm up. The reaction was continued for 4 hours at reflux temperature.
Thereafter, the temperature in the flask was raised to 170 ° C. while distilling off water. The reaction was continued for 8 hours while maintaining 170 ° C. Thereafter, concentration was performed under reduced pressure for 20 minutes to remove water and the like in the system, and a phenol resin having a structural unit represented by the general formula (I) was taken out. The number average molecular weight of the obtained phenol resin was 530, and the weight average molecular weight was 930. The phenol equivalent of the phenol resin is 65 g / eq. Met.
<実施例1>
プライミクス社製のTKホモミクサ40L蓋付き容器中に、上記で得られたフェノール樹脂を2743g、ビフェニル骨格を有する2官能エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YL6121H、エポキシ当量172g/eq.)を6531g、ナフタレン系エポキシ樹脂(DIC株式会社製、HP4032D、エポキシ当量140g/eq.)を726g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を5250g秤量し、7000rpmで150分間攪拌を行った。
次にプライミクス社製プラネタリミキサ50L蓋付き容器中に上記で得られた溶液16500g投入し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を95.3g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を173.2g投入し、46rpmで10分間攪拌を行った。
ここにアルミナ粒子の含有率が樹脂組成物の全固形分中において74体積%となるようにアルミナ粒子を投入した。具体的には粒子径D50が18μmであるアルミナ(住友化学株式会社製、スミコランダムAA18、第一のアルミナ粒子群)を54540g(63%(対アルミナ総質量))と、粒子径D50が3μmであるアルミナ(住友化学株式会社製、スミコランダムAA3、第二のアルミナ粒子群)を19479g(22.5%(対アルミナ総質量))と、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(住友化学株式会社製、スミコランダムAA04、第二のアルミナ粒子群)を12553g(14.5%(対アルミナ総質量))を秤量、投入し46rpmで30分間攪拌を行った。その後、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を3439g加え再度46rpmで60分間攪拌した後、目開き95μmのナイロンメッシュで濾別し、ワニス状の樹脂組成物1を得た。
<Example 1>
In a container with a TK homomixer 40L lid manufactured by PRIMIX, 2743 g of the phenol resin obtained above, 6531 g of a bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YL6121H, epoxy equivalent 172 g / eq.) 726 g of naphthalene-based epoxy resin (manufactured by DIC Corporation, HP4032D, epoxy equivalent 140 g / eq.) And 5250 g of 2-butanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent were weighed and stirred at 7000 rpm for 150 minutes.
Next, 16500 g of the solution obtained above was put into a container with a lid for planetary mixer 50L manufactured by Primix Co., Ltd., 95.3 g of silane coupling agent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM403), dispersant (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) , ED-113) was added and stirred at 46 rpm for 10 minutes.
The alumina particles were added so that the content of the alumina particles was 74% by volume in the total solid content of the resin composition. Specifically, 54540 g (63% (total mass of alumina)) of alumina (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumiko Random AA18, first alumina particle group) having a particle diameter D50 of 18 μm and a particle diameter D50 of 3 μm Alumina (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumiko Random AA3, second alumina particle group) 19479 g (22.5% (total mass of alumina)) and alumina having a particle diameter D50 of 0.4 μm (Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 12553g (14.5% (total mass of alumina)) of Sumiko Random AA04, second alumina particle group) manufactured by company was weighed and charged and stirred at 46 rpm for 30 minutes. Thereafter, 3439 g of 2-butanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added as a solvent and stirred again at 46 rpm for 60 minutes, followed by filtration with a nylon mesh having an opening of 95 μm to obtain a varnish-like resin composition 1.
上記で得られた樹脂組成物1を、80μmのギャップを有するコンマコーターを用いて、PETフィルム(帝人デュポンフィルム社製、A53)上に毎分3mの速度で塗布して樹脂層を形成し、炉長6mの乾燥炉において前半3mは100℃で、後半3m120℃で乾燥を行なって樹脂層付きPETフィルムを得た。乾燥後の樹脂層の膜厚は38μm〜40μmであった。
乾燥後の樹脂層上に同様にして得た樹脂層付きPETフィルムの樹脂層側を張り合わせ、ロールラミネータを用いて、100℃、0.3MPa下においてシート成形物(Bステージシート)を得た。得られたシート成形物は可とう性に優れていた。
Using a comma coater having a gap of 80 μm, the resin composition 1 obtained above is applied on a PET film (Teijin DuPont Films, A53) at a rate of 3 m / min to form a resin layer, In a drying furnace having a furnace length of 6 m, the first half 3 m was 100 ° C., and the latter half 3 m was 120 ° C. to obtain a PET film with a resin layer. The film thickness of the resin layer after drying was 38 μm to 40 μm.
The resin layer side of a PET film with a resin layer obtained in the same manner was laminated on the resin layer after drying, and a sheet molded product (B stage sheet) was obtained at 100 ° C. and 0.3 MPa using a roll laminator. The obtained sheet molding was excellent in flexibility.
[評価]
上記で得られたシート成形物の両面からPETフィルムを剥がし、1mm厚のアルミ基板(表面をジェットスクラブ処理したもの)と35μmの片面粗化電解銅箔(日本電解社製)の粗化面とで挟んだ。これを真空加圧プレス機において30℃から170℃まで毎分3℃で上昇させ、170℃で1時間、加熱加圧処理を行った後、常温まで急冷をおこなった。なお、加熱加圧処理時の圧力は2MPaで開始し、100分後に0.7MPaまで5分間かけて変化させ、その後は0.7MPaを保持して本硬化処理を行って、アルミ基板と硬化樹脂層と銅箔とがこの順に積層された金属基板を得た。
得られた金属基板について以下の評価を行なった。評価結果を表1に示した。
[Evaluation]
The PET film is peeled off from both sides of the sheet molded product obtained above, and the 1 mm thick aluminum substrate (the surface is jet scrubbed) and the roughened surface of 35 μm single-side roughened electrolytic copper foil (manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd.) Sandwiched between. This was increased from 30 ° C. to 170 ° C. at 3 ° C. per minute in a vacuum press machine, subjected to heat and pressure treatment at 170 ° C. for 1 hour, and then rapidly cooled to room temperature. In addition, the pressure at the time of the heat and pressure treatment starts at 2 MPa, and after 100 minutes, is changed to 0.7 MPa over 5 minutes, and then the main curing treatment is performed while maintaining 0.7 MPa, and the aluminum substrate and the cured resin A metal substrate having a layer and a copper foil laminated in this order was obtained.
The following evaluation was performed about the obtained metal substrate. The evaluation results are shown in Table 1.
(乖離率)
硬化樹脂層の実比重の理論比重からの乖離率を以下のようにして算出した。
上記で得られた金属基板の銅箔とアルミ板をエッチングして除去し、硬化樹脂層を得た。なお、銅箔のエッチングには過硫酸アンモニウム水溶液を用いた。アルミ板のエッチングには塩酸を用いた。
得られた硬化樹脂層について、電子比重計(アルファミラージュ社製、SD−200L)を用い、アルキメデス法によって硬化樹脂層の実比重を測定したところ、3.25(g/cm3)であった。
(Deviation rate)
The deviation rate of the actual specific gravity of the cured resin layer from the theoretical specific gravity was calculated as follows.
The copper foil and the aluminum plate of the metal substrate obtained above were removed by etching to obtain a cured resin layer. In addition, the ammonium persulfate aqueous solution was used for the etching of copper foil. Hydrochloric acid was used for etching the aluminum plate.
About the obtained cured resin layer, when the actual specific gravity of the cured resin layer was measured by the Archimedes method using the electronic hydrometer (Alpha Mirage SD-200L), it was 3.25 (g / cm < 3 >). .
一方、アルミナ粒子を添加しなかったこと以外は上記と同様にして金属基板を得て、さらに同様にしてアルミナ粒子を含まない硬化樹脂層を得た。得られた硬化樹脂層について同様にして比重を測定したところ1.20(g/cm3)であった。またアルミナ粒子の比重は3.98(g/cm3)であった。
硬化樹脂層中のアルミナ粒子の含有率を74体積%として、理論比重を算出したところ、3.26(g/cm3)であった。
On the other hand, a metal substrate was obtained in the same manner as above except that no alumina particles were added, and a cured resin layer containing no alumina particles was obtained in the same manner. It was 1.20 (g / cm < 3 >) when specific gravity was similarly measured about the obtained cured resin layer. The specific gravity of the alumina particles was 3.98 (g / cm 3 ).
The theoretical specific gravity was calculated by setting the content of alumina particles in the cured resin layer to 74% by volume and found to be 3.26 (g / cm 3 ).
硬化樹脂層の実比重と理論比重から、乖離率を次の式で算出したところ、上記で得られた金属基板中の硬化樹脂層の実比重の理論比重からの乖離率は、0.3%であった。
乖離率=(理論比重−実比重)÷理論比重
When the deviation rate was calculated from the actual specific gravity and the theoretical specific gravity of the cured resin layer by the following formula, the deviation rate from the theoretical specific gravity of the actual specific gravity of the cured resin layer in the metal substrate obtained above was 0.3%. Met.
Deviation rate = (theoretical specific gravity-actual specific gravity) ÷ theoretical specific gravity
(熱伝導率)
上記で得られた金属基板の銅箔とアルミ板をエッチングして除去し、硬化樹脂層を得た。なお、銅箔のエッチングには過硫酸アンモニウム水溶液を用いた。アルミ板のエッチングには塩酸を用いた。
得られた熱伝導性絶縁層の熱伝導率は次のようにして求めた。まず、熱拡散率測定装置(メッチ社製 キセノンフラッシュ測定法)にて熱拡散係数を求めた。
次いで、比熱を示差走査熱量計(Perkin Elmer社製 DSC Ryris1)にて測定した。また硬化物の実比重を電子比重計(アルファミラージュ社製、SD−200L)にて測定した。
これを元に熱伝導率[W/mK]を、拡散率[mm2/s]×比熱[J/kg・K]×実比重[g/cm3]から求めた。熱伝導率は5.6W/mKであった。
(Thermal conductivity)
The copper foil and the aluminum plate of the metal substrate obtained above were removed by etching to obtain a cured resin layer. In addition, the ammonium persulfate aqueous solution was used for the etching of copper foil. Hydrochloric acid was used for etching the aluminum plate.
The heat conductivity of the obtained heat conductive insulating layer was calculated | required as follows. First, the thermal diffusivity was determined with a thermal diffusivity measuring device (Xenon flash measurement method manufactured by Metch Co.).
Next, specific heat was measured with a differential scanning calorimeter (DSC Ryris 1 manufactured by Perkin Elmer). Further, the actual specific gravity of the cured product was measured with an electronic hydrometer (manufactured by Alpha Mirage, SD-200L).
Based on this, the thermal conductivity [W / mK] was determined from diffusivity [mm 2 / s] × specific heat [J / kg · K] × actual specific gravity [g / cm 3 ]. The thermal conductivity was 5.6 W / mK.
<電気絶縁性>
得られた金属基板の銅箔を直径20mmの丸型パターンを残し、過硫酸アンモニウム水溶液にてエッチングして、測定用サンプルを作製した。
次いで絶縁破壊電圧測定装置(TOA Electronics Ltd. Japan社製、Puncture Tester PT−1011)を用いて、交流印加(500V/秒)の条件で最低絶縁耐圧を50個測定し、最も低かった測定値を最低絶縁破壊電圧とした。最低絶縁破壊電圧は6.4kVであった。
<Electrical insulation>
The copper foil of the obtained metal substrate was etched with an aqueous ammonium persulfate solution, leaving a round pattern with a diameter of 20 mm, to prepare a measurement sample.
Next, using a dielectric breakdown voltage measuring apparatus (TOA Electronics Ltd. Japan, Puncture Tester PT-1011), 50 minimum dielectric strength voltages were measured under the condition of alternating current application (500 V / second), and the lowest measured value was obtained. The minimum dielectric breakdown voltage was used. The minimum breakdown voltage was 6.4 kV.
<実施例2>
実施例1において、第一のアルミナ粒子群であるアルミナ(昭和電工株式会社製、AS−20、粒子径D50:22μm)を82947g(92.0%(対アルミナ総質量))と、第二のアルミナ粒子群であるアルミナ(住友化学製、スミコランダムAA04、粒子径D50:0.4μm)を7212g(8%(対アルミナ総質量))と、を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ワニス状の樹脂組成物2を調製し、同様にして評価した。評価結果を表1に示した。
得られた金属基板の硬化樹脂層の実比重は理論比重3.26に対して2.1%の乖離にとどまり熱伝導率・絶縁破壊電圧供に優れていた。
<Example 2>
In Example 1, 82947 g (92.0% (vs. total alumina mass)) of alumina (AS-20, particle size D50: 22 μm, manufactured by Showa Denko KK) as the first alumina particle group, and the second Except that 7212 g (8% (total mass of alumina)) of alumina (Sumitomo Chemical, Sumiko Random AA04, particle diameter D50: 0.4 μm), which is an alumina particle group, was used, was performed in the same manner as in Example 1. A varnish-like resin composition 2 was prepared and evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1.
The actual specific gravity of the cured resin layer of the obtained metal substrate was only 2.1% different from the theoretical specific gravity of 3.26, and was excellent in thermal conductivity and dielectric breakdown voltage.
<比較例1>
実施例1において、第一のアルミナ粒子群であるアルミナ(昭和電工株式会社製、AS−30、粒子径D50:18μm)を82947g(92.0%(対アルミナ総質量))と、第二のアルミナ粒子群であるアルミナ(住友化学製、スミコランダムAA04、粒子径D50:0.4μm)を7212g(8%(対アルミナ総質量))と、を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ワニス状の樹脂組成物を調製し、同様にして評価した。評価結果を表1に示した。
得られた金属基板の硬化樹脂層の実比重は理論比重3.26に対して5.5%の乖離となり熱伝導率・絶縁破壊電圧供に非常に劣るものとなった。
<Comparative Example 1>
In Example 1, 82947 g (92.0% (vs. total alumina mass)) of alumina (AS-30, particle size D50: 18 μm, manufactured by Showa Denko KK) as the first alumina particle group, and the second Except that 7212 g (8% (total mass of alumina)) of alumina (Sumitomo Chemical, Sumiko Random AA04, particle diameter D50: 0.4 μm), which is an alumina particle group, was used, was performed in the same manner as in Example 1. A varnish-like resin composition was prepared and evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1.
The actual specific gravity of the cured resin layer of the obtained metal substrate was 5.5% different from the theoretical specific gravity of 3.26, which was very inferior in thermal conductivity and breakdown voltage.
<比較例2>
実施例1において、第一のアルミナ粒子群であるアルミナ(昭和電工株式会社製、AS−30、粒子径D50:18μm)を82947g(92.0%(対アルミナ総質量))と、第二のアルミナ粒子群であるアルミナ(住友化学製、スミコランダムAA04、粒子径D50:0.4μm)を7212g(8%(対アルミナ総質量))と、を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ワニス状の樹脂組成物を調製し、同様にして評価した。評価結果を表1に示した。
得られた金属基板の硬化樹脂層の実比重は理論比重3.26に対して10.4%の乖離となり熱伝導率・絶縁破壊電圧供に非常に劣るものとなった。
<Comparative example 2>
In Example 1, 82947 g (92.0% (vs. total alumina mass)) of alumina (AS-30, particle size D50: 18 μm, manufactured by Showa Denko KK) as the first alumina particle group, and the second Except that 7212 g (8% (total mass of alumina)) of alumina (Sumitomo Chemical, Sumiko Random AA04, particle diameter D50: 0.4 μm), which is an alumina particle group, was used, was performed in the same manner as in Example 1. A varnish-like resin composition was prepared and evaluated in the same manner. The evaluation results are shown in Table 1.
The actual specific gravity of the cured resin layer of the obtained metal substrate was 10.4% different from the theoretical specific gravity of 3.26, which was very inferior in thermal conductivity and dielectric breakdown voltage.
表1から、本発明の樹脂組成物を硬化して得られる樹脂硬化物は、熱伝導性と電気絶縁性に優れることが分かる。 From Table 1, it can be seen that the cured resin obtained by curing the resin composition of the present invention is excellent in thermal conductivity and electrical insulation.
Claims (6)
フェノール樹脂と、
重量累積粒度分布の小粒径側からの累積50%に対応する粒子径D50が0.1μm以上30μm以下であり、含有率が60体積%以上であるアルミナ粒子群と、を含み、
硬化物とした場合に、前記硬化物の実比重の理論比重からの乖離率が5.0%以内である樹脂組成物。 A bifunctional epoxy resin having a biphenyl skeleton;
Phenolic resin,
A particle size D50 corresponding to 50% cumulative from the small particle size side of the weight cumulative particle size distribution is 0.1 μm or more and 30 μm or less, and an alumina particle group whose content is 60% by volume or more, and
A resin composition having a deviation rate from the theoretical specific gravity of the cured product within 5.0% when the cured product is used.
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