JP2013151655A - 樹脂組成物、樹脂組成物シート及び樹脂組成物シートの製造方法、金属箔付樹脂組成物シート、bステージシート、半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、メタルベース配線板材料、メタルベース配線板、led光源部材、並びにパワー半導体装置 - Google Patents
樹脂組成物、樹脂組成物シート及び樹脂組成物シートの製造方法、金属箔付樹脂組成物シート、bステージシート、半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、メタルベース配線板材料、メタルベース配線板、led光源部材、並びにパワー半導体装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と、(B)常温で液状のエポキシ樹脂と、(C)フェノール樹脂と、(D)無機充填材とを含み、前記(D)無機充填材としてアルミナを含み、前記(D)無機充填材の含有率が全固形分中75質量%以上であり、かつ含有される前記(D)無機充填材全体の吸油量が7.5ml/100g以下である樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
前記(D)無機充填材の全量に対する前記無機充填材群(D−1)、(D−2)及び(D−3)の割合が、それぞれ、40質量%以上90質量%以下、5質量%以上40質量%以下、1質量%以上30質量%以下(ただし、前記無機充填材群(D−1)、(D−2)及び(D−3)の総質量%は100質量%)である前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物。
前記金属箔上に設けられた前記<1>〜<5>のいずれか一項に記載の樹脂組成物から形成されてなる樹脂組成物層と、
を有する金属箔付樹脂組成物シート。
前記金属箔と前記金属板との間に設けられた、前記<1>〜<5>のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物である熱伝導性絶縁層と、
を有するメタルベース配線板材料。
を有するメタルベース配線板。
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量は、組成物中の各成分に該当する物質が複数存在する場合には、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。
本発明の樹脂組成物は、(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と、(B)常温で液状のエポキシ樹脂と、(C)フェノール樹脂と、(D)無機充填材を含み、前記(D)無機充填材としてアルミナを含み、前記(D)無機充填材の含有率が全固形分中75質量%以上であり、かつ含有される前記(D)無機充填材全体の吸油量が7.5ml/100g以下である。本発明の樹脂組成物は、更に必要に応じて、その他の成分を含んでもよい。
また、(D)無機充填材としてアルミナを含むことで、熱伝導性及び耐湿性のバランスが良好となる。そして、樹脂組成物中に含有される(D)無機充填材全体の吸油量を7.5ml/100g以下とすることで、樹脂組成物シート中により多くの無機充填材を充填することができ、高い熱伝導率と流動性を両立させることができる。無機充填材全体の吸油量は小さければ小さいほどより高い充填量でも成形性と流動性が両立するために好ましい。
以下に各成分について説明する。
本発明の樹脂組成物は、エポキシ樹脂として、少なくとも(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と、(B)常温で液状のエポキシ樹脂とを含む。必要に応じて、適宜その他のエポキシ樹脂を含有してもよい。
(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂は、分子鎖中に少なくとも1つのビフェニル骨格を含めば特に制限はない。(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂はメソゲン骨格を有するため、樹脂の高次構造を高めることが可能となり、高い放熱性を実現することができる。
前記ビフェニル骨格としては、下記一般式(II)で表される構造を挙げることができる。
本発明の樹脂組成物は、(B)常温で液状のエポキシ樹脂を含む。(B)常温で液状のエポキシ樹脂を含有することで、常温で樹脂組成物シートを取り扱う際に良好な可とう性を付与することができる。
なお、本発明において「常温で液状」とは、結晶化した樹脂を加熱により一旦融解させた後に、常温(25℃)まで戻しても6時間以上室温で流動性を有する液状であることを意味する。可とう性付与の観点から、室温での粘度が100mPa・s〜10000mPa・sであることが特に好ましい。
また、本発明では、エポキシ樹脂として、前記(A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂や前記(B)常温で液状のエポキシ樹脂以外のその他のエポキシ樹脂を、本発明の効果を損なわない範囲において用いることが可能である。その他のエポキシ樹脂としては、封止用エポキシ樹脂組成物に一般に使用されているエポキシ樹脂が挙げられる。
(C)フェノール樹脂としては、多官能性フェノールが好ましく、フェノールノボラック、フェノールアラルキル、ナフトールアラルキル、ビフェニレンアラルキル、ジシクロペンタジエンフェノール、カテコールノボラック、レゾルシノールノボラック等を挙げることができる。フェノール樹脂は、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
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。
本発明の樹脂組成物では、無機充填材は、熱伝導性及び耐湿性のバランスの観点からアルミナを含み、更に必要に応じて、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、酸化マグネシウム等を併用してもよい。
この効果により、熱伝導率が高いα-アルミナ、及び窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素等の窒化物充填材の非真球状充填材を入れた場合でも無機充填材同士の嵌合が抑制できるため、より多くの充填材を充填した樹脂組成物を作製することができる。また、本発明の樹脂組成物を用いて形成した樹脂組成物シート及び金属箔付樹脂組成物シートでは、作製時に形成された気泡や被着材界面との空孔を、これらシートの貼付時に良好に埋めることができるため、耐絶縁破壊性が向上する。更に、良好な流動性により、被着材の形状に良好に追従できるため、被着材への接着性も良好となる。
よって、前記無機充填材群(D−1)の粒子径D50は、一般的な樹脂組成物シートの膜厚を踏まえると、5μm以上100μm以下であることが好ましく、充填性および熱抵抗及び熱伝導性の観点から、10μm以上75μm以下であることがより好ましく、10μm以上45μm以下であることが更に好ましい。
なお、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。
(1)チャック付ポリ袋「ユニパックE−4」(株式会社日本生産社製)に分散剤としてのED−113(密度0.94g/ml、楠本化成株式会社製)を0.3g、設定混合比の無機充填材を50g計りとる。
(2)チャックを締め、袋を揉んでED−113を充填材に馴染ませる。
(3)フタル酸ジオクチル(DOP、密度0.988g/ml)を0.2〜0.3g程度ずつ添加し、都度袋を揉んで馴染ませる。袋の中の充填材が一体化して表面にテリが出た点を終点とし、下記の式にて吸油量を求める。
この際、充填材としてAA−18(住友化学株式会社製)31.5g、AA−3(住友化学株式会社製)11.25g、AA−04(住友化学株式会社製)7.25gで測定した場合、DOPを2.8g入れ、馴染ませたもの(吸油量:6.2ml/100g)の感触及び外観を終点の目安とするとよい。また、充填材の表面積が大きい場合、DOPが充填材に馴染むのに時間がかかることがある。その場合はED−113の添加量を増やすことで馴染むまでの時間を短くすることができる。終点判断を誤り、過剰にDOPを添加してしまうのを防止することができる。
(充填材100gの体積)[ml/100g]=100/(充填材の平均密度)=100/Σ{(i番目の充填材の体積分率)×(i番目の充填材の密度)}
本発明の樹脂組成物にはシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤は、無機充填材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)を果たし、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。
本発明の樹脂組成物は上述の各成分を、混合、溶解、及び分散することで製造される。混合及び分散は公知の方法で行われる。具体的にはホモミキサー、2本ロール、3本ロール、プラネタリミキサー、ボールミル、ビーズミル、などの装置を単独、又は組み合わせて用いることができる。
本発明の樹脂組成物は、高い熱伝導性及び優れた流動性が両立される。また本発明の樹脂組成物を用いて形成された樹脂硬化物は、熱伝導率が高く、また絶縁性に優れる。したがって、LED光源部材や、パワー半導体装置の放熱材料への展開が期待できる。
本発明の樹脂組成物シートは、前記樹脂組成物をシート状に成形したものである。具体的には、前記樹脂組成物を基材上に塗布し、乾燥することで製造される。本発明の樹脂組成物シートは、前記樹脂組成物に由来する半硬化樹脂組成物からなる、いわゆるBステージシートであることが好ましい。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、基材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。しかしながらBステージシートは半硬化されているため取り扱い性に優れる。
まず、上述の樹脂組成物で説明した各成分を、混合、溶解、及び分散して、樹脂組成物を調製する。そして、調製した樹脂組成物を離型基材上に塗布し塗膜を形成する。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。所定の厚みに樹脂組成物シート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ワニス状の樹脂組成物を塗布するダイコート法等を適用することができる。また、必要に応じて各々の塗布装置のワニス溜め部分を緩やかに攪拌しながら塗布することで、無機充填物の沈降による分離を抑制しながら塗布することができる。
ずり粘弾性を測定する条件の例として、昇温速度5℃/min(プレスの昇温速度)、周波数1Hz〜10Hzが挙げられ、樹脂組成物シート(Bステージシート)をはさむ測定冶具は円形の平板が挙げられる。サンプルは、必要に応じて樹脂組成物シート(Bステージシート)を積層したものを用いてもよい。
厚みの合計が180μm〜200μmとなるよう樹脂組成物シート(Bステージシート)を重ね、30mm角に打ち抜いて試料を準備し、この試料を大気圧条件下で、0.5mm厚のテフロン(登録商標)フィルムを介して温度130℃、プレス圧0.2MPaの条件で20秒間押圧したときの、押圧前後の樹脂組成物シート(Bステージシート)の面積変化率を測定する。
面積変化率は、試料を300DPI以上のスキャナで取り込み、画像解析ソフト(Adobe Photoshop)にて2値化処理した後、面積(ピクセル数)の変化率から求める。
本発明の金属箔付樹脂組成物シートは、金属箔と、前記金属箔上に設けられた前記樹脂組成物から形成されてなる樹脂組成物層と、を有する。樹脂組成物層は半硬化され、いわゆるBステージであることが好ましい。
金属箔付樹脂組成物シートは、前記樹脂組成物を金属箔上に塗布及び乾燥して樹脂組成物層を形成することで、又は前記樹脂組成物シートを金属箔と貼り合せることで作製することができる。なお、金属箔上に樹脂組成物を塗布及び乾燥して樹脂組成物層を形成する場合、前記樹脂組成物シートと同様に、樹脂組成物層の乾燥後に必要に応じて樹脂組成物層が対向するように背合せ、或いは樹脂組成物層に離型基材をあてて熱間加圧することで、接着面を平滑化することができ、この工程により塗工時のピンホール等を解消できる確率が高まるため好ましい。また、樹脂組成物層が対向するように背合せして2枚の樹脂組成物層を熱間加圧することにより、所望の膜厚が厚過ぎて1回の塗布では塗りきれない場合に充分な膜厚を得ることが可能となる。
熱伝導性絶縁層は、後述のメタルベース配線板材料やメタルベース配線板において、金属基板と配線層又は金属箔との間を絶縁させる接着層であり、前記樹脂組成物の硬化物層である。前記樹脂組成物シートの半硬化物であるBステージシート又は半硬化の金属箔付き樹脂組成物シートを本硬化(Cステージ化)して熱伝導性絶縁層(Cステージ)とすることができる。
メタルベース配線板材料は、金属箔と、金属基板とを有し、金属箔と金属基板との間に、前記樹脂組成物の硬化物である熱伝導性絶縁層を備える。熱伝導性絶縁層は、前記樹脂組成物シートの硬化物であっても、前記金属箔付樹脂組成物シートの硬化物であってもよい。以下、前記樹脂組成物シート又は金属箔付樹脂組成物シートの硬化物を、「シート硬化物」と総称する場合がある。本発明におけるシート硬化物により金属基板と金属箔は絶縁される。
配線板を大きなサイズで作製した後、電子部品実装後に使用するサイズにカットすることが生産性を高めるために好ましい。そのため、金属基板はカットするための加工性が高いことが望ましい。
メタルベース配線板は、金属基板と配線層とを有し、前記シート硬化物を備える。前記シート硬化物により金属基板と配線層は絶縁される。
本発明のパワー半導体装置は、前記樹脂組成物シート、前記金属箔付樹脂組成物シート、前記Bステージシート、前記半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、前記メタルベース配線板材料、及び前記メタルベース配線板のうちのいずれか1つを用いて作製される。図1〜図3に、本発明のパワー半導体装置の構成例を示す。
なお、図2では、樹脂組成物の硬化物層2に密着した放熱ベース6と水冷ジャケット20とがグリース層8を介して配置されているが、樹脂組成物の硬化物層2と水冷ジャケット20とが直接接触するように配置されていてもよい。
図3では樹脂組成物の硬化物層2に密着した放熱ベース6と水冷ジャケット20とがグリース層8を介して配置されているが、樹脂組成物の硬化物層2と水冷ジャケット20とが直接接触するように配置されていてもよい。
本発明のLED光源部材は、前記樹脂組成物シート、前記金属箔付樹脂組成物シート、前記Bステージシート、前記半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、前記メタルベース配線板材料、及び前記メタルベース配線板のうちのいずれか1つを用いて作製される。
LED光源部材では、金属基板と配線層との間に熱伝導性絶縁層である樹脂組成物の硬化物層を備え、配線層に電子部品が搭載される。このLED光源機器を用いて、LEDバックライトユニット等が作製でき、あるいはLED電灯やLED電球等を作製することができる。
発熱体であるLEDチップ30が本発明の樹脂組成物の硬化物層32を介してアルミニウム基板34上に配置されることで、効率よく放熱することができる。
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水酸基当量は65g/eqであった。得られたフェノール樹脂は、モノマーであるレゾルシノールおよびカテコールを合計で35%含んでいた。
粒子径D50が18μmであるアルミナ(スミコランダムAA18、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)63部、粒子径D50が3μmであるアルミナ(スミコランダムAA3、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)22.5部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)14.5部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、6.2ml/100gであった。
粒子径D50が18μmであるアルミナ(スミコランダムAA18、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)66部、粒子径D50が3μmであるアルミナ(スミコランダムAA3、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)24部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)10部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、6.7ml/100gであった。
粒子径D50が18μmであるアルミナ(スミコランダムAA18、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)74部、粒子径D50が3μmであるアルミナ(スミコランダムAA3、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)14部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)12部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、7.6ml/100gであった。
粒子径D50が31μmであるアルミナ(AL35−63、マイクロン社製、密度3.80g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(AX3−32、マイクロン社製、密度3.77g/ml)18部、粒子径D50が0.5μmであるアルミナ(LS−235、日本軽金属株式会社製、密度3.94g/ml)17部を、粒子径D50が0.7μmである球状アルミナ(AO802、株式会社アドマテックス製、密度3.7g/ml)2部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、5.6ml/100gであった。
粒子径D50が31μmであるアルミナ(AL35−63、マイクロン社製、密度3.80g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(AX3−32、マイクロン社製、密度3.77g/ml)18部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)17部を、粒子径D50が0.7μmである球状アルミナ(AO802、株式会社アドマテックス製、密度3.7g/ml)2部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、5.9ml/100gであった。
粒子径D50が32μmであるアルミナ(A35−01、マイクロン社製、密度3.77g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(AX3−32、マイクロン社製、密度3.77g/ml)18部、粒子径D50が0.5μmであるアルミナ(LS−235、日本軽金属株式会社製、密度3.94g/ml)17部を、粒子径D50が0.7μmである球状アルミナ(AO802 、株式会社アドマテックス製、密度3.7g/ml)2部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、5.6ml/100gであった。
粒子径D50が19μmであるアルミナ(AX−116、マイクロン社製、密度3.71g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(AX3−32、マイクロン社製、密度3.77g/ml)18部、粒子径D50が0.5μmであるアルミナ(LS−235、日本軽金属株式会社製、密度3.94g/ml)17部を、粒子径D50が0.7μmである球状アルミナ(AO802、株式会社アドマテックス製、密度3.7g/ml)2部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、7.0ml/100gであった。
粒子径D50が18μmであるアルミナ(AS−30、昭和電工株式会社製、密度3.95g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(TA−982、マイクロン社製、密度3.67g/ml)20.5部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)14.5部を、粒子径D50が0.7μmである球状アルミナ(AO802、株式会社アドマテックス製、密度3.7g/ml)2部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、7.4ml/100gであった。
粒子径D50が18μmであるアルミナ(AS−30、昭和電工株式会社製、密度3.95g/ml)63部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(TA−982、マイクロン社製、密度3.67g/ml)22.5部、粒子径D50が0.4μmであるアルミナ(スミコランダムAA04、住友化学株式会社製、密度3.98g/ml)14.5部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、8.1ml/100gであった。
粒子径D50が22μmであるアルミナ(AS−20、昭和電工株式会社製、密度3.95g/ml)62.5部、粒子径D50が5μmであるアルミナ(LS−210、日本軽金属株式会社製、密度3.94g/ml)25部、粒子径D50が0.5μmであるアルミナ(LS−235、日本軽金属株式会社製、密度3.94g/ml)12.5部を混合した。混合物の吸油量を測定した結果、7.8ml/100gであった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物1を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を14.33g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.181g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.62g(固形分)加えて攪拌した。さらに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175g/eq)を6.24g、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142g/eq)を0.69g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.100g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物1を得た。
上記で得られたシート成形物を200mm角に切り出した後、両面のPETを剥がした樹脂組成物シートを2枚重ね、2枚の銅箔(日本電解社製、35μm)のマット面がそれぞれ樹脂組成物シートに対向するようにして挟んだ。これを両側から厚み1mmのステンレス板で挟み、真空プレス(北川精機製 KVHC型)にて、気圧10kPaまで減圧の後に面圧2MPaで加圧し、常温から昇温速度5℃/分で170℃まで昇温し、1時間保持してプレス中で硬化させ、銅貼硬化物を得た。
上記で得られたシート成形物を200mm角に切り出した後、両面のPETを剥がした樹脂組成物シートを、銅箔(35μm)とアルミ板(A5052、厚み1mm)とで挟んだ。なお銅箔はマット面が樹脂組成物シートに接するように配置した。これを両側から厚み1mmのステンレス板に挟み、真空プレス(北川精機製 KVHC型)にて、気圧10kPaまで減圧の後に面圧2MPaで加圧し、常温から昇温速度5℃/分で170℃まで昇温し、1時間保持してプレス中で硬化させ、アルミベース基板を得た。
得られた銅貼硬化物、アルミベース基板を用いて下記の手法にて特性を評価した。表1には各実施例及び比較例の組成の違いを、表2に各実施例及び比較例の評価結果を示す。
銅箔貼硬化物の銅箔をエッチングした樹脂硬化物を10mm角に切り出してグラファイトスプレーにて黒化処理した後、キセノンフラッシュ法(NETZSCH LFA447 nanoflash)を用いて熱拡散率を評価した。この値をアルキメデス法で測定した密度と、DSC(Perkin Elmer製DSC、Pyris1)で測定した比熱との積から熱伝導率を求めた。
アルミベース基板の銅箔面に直径20mmの丸パターンをエッチングにより形成し、ヤマヨ試験機製YST−243−100RHOを用いて、昇圧速度500V/s、室温、フロリナート(住友3M製、FC−40)中にて測定し、20点以上の測定点で平均値を記録した。
JIS−C6481(1996年度版)に準拠して、作製したアルミベース基板を用いて90°ピールの試験片を作製した。金属基板を25mm × 100mmに切り出し、中心10mm幅で残した銅箔(35μm)を、テンシロン引張試験機(オリエンテック社製 TM−100)を用いて常温で50mm/minの速度で90°の方向に引き剥がし多時の平均荷重から、ピール強度を測定した。
無機充填材混合物1を無機充填混合物2とした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は115%であった。
無機充填材混合物1を無機充填混合物3とした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は105%であった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物1を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を14.33g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.181g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.56g(固形分)加えて攪拌した。さらに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175g/eq)を6.08g、半水添ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製、YL6800、エポキシ当量193g/eq)を0.92g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.100g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物を得た。以下、実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は170%であった。
無機充填材混合物1を無機充填混合物4とし、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.36gとした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は220%であった。
2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を13.6g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.49g(固形分)、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175g/eq)を5.92g、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142g/eq)を0.66g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.095gとした以外は実施例4と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は180%であった。
2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を13.7g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.36g(固形分)、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175g/eq)を5.61g、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142g/eq)を0.62g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.09gとした以外は実施例4と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は140%であった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物4を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を13.59g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.361g、フェノール樹脂としてXLC−LL(三井化学株式会社製、水酸基当量174g/eq)を4.57g加えて攪拌した。さらに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175g/eq)を4.02g、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142g/eq)を0.47g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.095g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物を得た。以下、実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は170%であった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物4を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を15.40g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.171g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.46g(固形分)加えて攪拌した。さらに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175g/eq.)を5.86g、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142g/eq.)を0.65g、重量平均分子量61万のメタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/アクリル酸エチル/メタクリル酸グリシジル共重合体系アクリルエラストマ(ナガセケムテックス株式会社製、HTR860−P3−#25)を0.09g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.095g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物を得た。以下、実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は151%であった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物4を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を13.59g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.361g、フェノール樹脂としてXLC−LL(三井化学株式会社製、水酸基当量174g/eq)を4.52g加えて攪拌した。さらに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175g/eq)を4.54g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.095g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物を得た。以下、実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は脆く容易に割れるものであり、前述のフロー率測定法によるフロー率は130%であった。
無機充填材混合物4を無機充填混合物7とした以外は実施例4と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は165%であった。
無機充填材混合物4を無機充填混合物5とした以外は実施例5と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は170%であった。
無機充填材混合物4を無機充填混合物6とした以外は実施例4と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は159%であった。
ポリプロピレン製の100mL蓋付き容器中に、無機充填材混合物4を90.16g秤量し、シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製、KBM403)を0.099g、溶剤として2−ブタノン(和光純薬株式会社製)を14.33g、分散剤(楠本化成株式会社製、ED−113)を0.361g、樹脂合成例1で得られたフェノール樹脂を2.47g(固形分)加えて攪拌した。さらに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175g/eq)を5.87g、ビスフェノールF型エポキシ樹脂(新日鐵化学株式会社製、YDF−8170C、エポキシ当量160g/eq)を0.73g、イミダゾール化合物(四国化成工業株式会社製、2PZ−CN)を0.095g加えた。さらに、直径5mmのアルミナ製ボールを120g投入し、ボールミル架台上で、100rpmで12時間攪拌した後、アルミナ製ボールを濾別し、ワニス状の樹脂組成物を得た。以下、実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は185%であった。
無機充填材混合物1を無機充填混合物8とした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は114%であった。
無機充填材混合物1を無機充填混合物9とした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は102%と、ほとんど流動がみられなかった。
無機充填材混合物1を無機充填混合物10とした以外は実施例1と同様にシート成形物を作製した。得られたシート成形物は可とう性に優れており、前述のフロー率測定法によるフロー率は100%と、ほとんど流動がみられなかった。
なお、実施例1と3との比較及び実施例4と12との比較から、(B)常温で液状のエポキシ樹脂を硬化性に影響の小さい範囲で添加すれば、その種類による影響は見られなかった。
4 銅板
6 放熱ベース
8 グリース層
10 半導体チップ
12 はんだ層
14 ハウジング
20 水冷ジャケット
30 LEDチップ
32 樹脂組成物の硬化物層
34 アルミニウム基板
36 グリース層
38 ハウジング(筐体)
40 固定ネジ
42 回路層
43 はんだ層
46 封止樹脂
48 電源部材
100 パワー半導体装置
150 パワー半導体装置
200 パワー半導体装置
300 LEDライトバー
350 発光部
400 LED基板
450 LED電球
Claims (14)
- (A)ビフェニル骨格を有するエポキシ樹脂と、(B)常温で液状のエポキシ樹脂と、(C)フェノール樹脂と、(D)無機充填材とを含み、前記(D)無機充填材としてアルミナを含み、前記(D)無機充填材の含有率が全固形分中75質量%以上であり、かつ含有される前記(D)無機充填材全体の吸油量が7.5ml/100g以下である樹脂組成物。
- 前記(C)フェノール樹脂として、下記一般式(I)で表される構造単位を有するフェノール樹脂を含む請求項1に記載の樹脂組成物。
〔一般式(I)中、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、各々独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、mは0〜2の整数を表し、nは1〜10の数を表す。〕 - 前記(D)無機充填材は、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5μm以上100μm以下の無機充填材群(D−1)と、D50が前記無機充填材群(D−1)の1/2以下であり1μm以上10μm以下の無機充填材群(D−2)と、D50が前記無機充填材群(D−2)の1/2以下であり0.1μm以上5μm以下の無機充填材群(D−3)と、を含んで構成され、
前記(D)無機充填材の全量に対する前記無機充填材群(D−1)、(D−2)及び(D−3)の割合が、それぞれ、40質量%以上90質量%以下、5質量%以上40質量%以下、1質量%以上30質量%以下(ただし、前記無機充填材群(D−1)、(D−2)及び(D−3)の総質量%は100質量%)である請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物。 - 前記無機充填材(D−3)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0.1μm以上1μm以下の球状アルミナを0.5質量%以上15質量%以下の範囲で含有する請求項3に記載の樹脂組成物。
- 前記(B)常温で液状のエポキシ樹脂は、ビスフェノールA、ビスフェノールF、およびジヒドロキシナフタレンから選択される少なくとも1種に由来する骨格を有する液状エポキシ樹脂を含み、総エポキシ樹脂/総フェノール樹脂の当量比が0.8〜1.1である請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の樹脂組成物をシート状に成型してなる樹脂組成物シート。
- 金属箔と、
前記金属箔上に設けられた請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の樹脂組成物から形成されてなる樹脂組成物層と、
を有する金属箔付樹脂組成物シート。 - 請求項6に記載の樹脂組成物シートの半硬化物であるBステージシート。
- 請求項7に記載の金属箔付樹脂組成物シートの半硬化物である、半硬化の金属箔付樹脂組成物シート。
- 金属箔と、金属板と、
前記金属箔と前記金属板との間に設けられた、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物である熱伝導性絶縁層と、
を有するメタルベース配線板材料。 - 配線層と、金属板と、前記配線層と前記金属板との間に、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の樹脂組成物の硬化物である熱伝導性絶縁層と、
を有するメタルベース配線板。 - 請求項6に記載の樹脂組成物シート、請求項7に記載の金属箔付樹脂組成物シート、請求項8に記載のBステージシート、請求項9に記載の半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、請求項10に記載のメタルベース配線板材料、及び請求項11に記載のメタルベース配線板のうちのいずれか1つを用いて製造されたLED光源部材。
- 請求項6に記載の樹脂組成物シート、請求項7に記載の金属箔付樹脂組成物シート、請求項8に記載のBステージシート、請求項9に記載の半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、請求項10に記載のメタルベース配線板材料、及び請求項11に記載のメタルベース配線板のうちのいずれか1つを用いて製造されたパワー半導体装置。
- ジヒドロキシベンゼン由来の(C)フェノール樹脂を含有する請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の樹脂組成物を基材上に塗布し、前記ジヒドロキシベンゼンがシート中にモノマーの状態で残存する条件で乾燥させることによりシート状に成型する工程を含む樹脂組成物シートの製造方法。
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