JP2014031484A - Insulation properties heat conduction filler dispersion composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulation properties heat conduction filler dispersion composition that can combine thermal conductivity and insulation properties, and to provide a production method of an insulation properties heat conduction polyimide resin composition in which the insulation properties heat conduction filler dispersion composition is used, and thereby high breakdown voltage can be obtained; an insulation film; a metal radiator plate; and a metal base circuit board.SOLUTION: An insulation properties heat conduction filler dispersion composition includes: a polyamic acid; an insulation properties heat conduction filler; and a solvent, wherein the polyamic acid is obtained by reacting biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and diaminodiphenyl ether, the insulation properties heat conduction filler comprises aluminium nitride in which a surface is coated by aluminium nitride or aluminum oxide, a specific surface is 1.5-5 m/g, a content of the insulation properties heat conduction filler is 35-70 vol.%, and the insulation properties heat conduction filler is subjected to homogeneous dispersion so that a volume average particle diameter may become 1-8 μm, dmay become at least 0.5 μm and dmay become at most 15 μm.

Description

本発明は、熱伝導性と絶縁性とを両立させることが可能な絶縁性熱伝導フィラー分散組成物に関する。また、該絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を用いて、高い絶縁破壊電圧を得ることができる絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法、絶縁フィルム、金属放熱板及び金属ベース回路基板に関する。 The present invention relates to an insulating thermally conductive filler dispersion composition capable of achieving both thermal conductivity and insulating properties. Moreover, it is related with the manufacturing method of an insulating heat conductive polyimide resin composition which can obtain a high dielectric breakdown voltage using this insulating heat conductive filler dispersion composition, an insulating film, a metal heat sink, and a metal base circuit board.

近年、電力変換装置に求められる出力エネルギーは増大しており、電気エネルギーを変換・制御する際のエネルギーロスの低減が今後の重要課題となっている。
汎用ユニットやインバーターはもとより、環境対策車として普及が進んでいるハイブリッド自動車や次世代環境対策である電気自動車、燃料電池等には、インバーター回路基板が多く使用されている。また、液晶分野や照明分野等の様々な分野において、ハイパワーLED基板等の使用が検討されている。
In recent years, output energy required for power conversion devices has increased, and reduction of energy loss when converting and controlling electric energy has become an important issue in the future.
Inverter circuit boards are often used not only for general-purpose units and inverters, but also for hybrid vehicles that are spreading as environmentally-friendly vehicles, electric vehicles that are next-generation environmentally friendly, and fuel cells. In various fields such as the liquid crystal field and the lighting field, the use of a high power LED substrate or the like is being studied.

高密度実装に伴って、これらの用途において使用される回路基板では、素子より発生する熱の放熱性を高めるために高い熱伝導性を有することや、高電圧に対する電気絶縁特性に優れるものが必要とされている。
そのため、電子工業分野において普及している金属ベースプリント基板用途として、高温条件下でも安定した物性を有するポリイミドに、高熱伝導フィラーを分散させた高熱伝導材料を使用することが試みられている。
Along with high-density mounting, circuit boards used in these applications need to have high thermal conductivity and excellent electrical insulation characteristics against high voltages in order to improve the heat dissipation of the heat generated from the element. It is said that.
For this reason, attempts have been made to use a high thermal conductive material in which a high thermal conductive filler is dispersed in polyimide having stable physical properties even under high temperature conditions as a metal base printed circuit board application that is widespread in the electronics industry.

しかしながら、このような高熱伝導材料であっても、近年必要とされる伝導特性のレベル(熱伝導率:1.0W/(m・k)、ポリイミドでの熱拡散率換算:4×10−7(m/S))を得ようとすると、高熱伝導フィラーを35体積%以上添加することが必要となっていた。その結果、このような高熱伝導材料を用いて得られる製品の強度低下や、絶縁性の低下を招いていた。また、シートとして使用する場合はもちろん、回路基板として使用する場合にも回路形成時の荷重やひずみに加えて、実使用時の駆動電圧による絶縁破壊により、樹脂材料が破壊される等の問題が生じていた。 However, even with such a high thermal conductivity material, the level of the required conduction characteristics in recent years (thermal conductivity: 1.0 W / (m · k), thermal diffusivity conversion with polyimide: 4 × 10 −7 In order to obtain (m 2 / S)), it is necessary to add 35% by volume or more of a high thermal conductive filler. As a result, the strength of the product obtained by using such a high thermal conductive material and the insulation are reduced. Also, when used as a sheet as well as when used as a circuit board, in addition to the load and strain at the time of circuit formation, there is a problem that the resin material is destroyed due to dielectric breakdown due to drive voltage at the time of actual use. It was happening.

これに対して、熱伝導性と絶縁性とを両立させるための材料が検討されており、例えば、特許文献1には、パワートランジスタ、サイリスタ、整流器、トランス、パワーMOS FET等の発熱性部品の放熱フィンや、放熱板に張り付ける絶縁性放熱シートとして、絶縁性があり耐熱性柔軟性が高いシリコーンゴムに高熱伝導素材を混入した硬化物を用いているが、このような材料を200℃以上の高温条件下で使用すると、高熱伝導素材中の不純物の影響によりシリコーンゴムが劣化し、経時で絶縁特性が損なわれるという欠点がある。 On the other hand, materials for achieving both thermal conductivity and insulation have been studied. For example, Patent Document 1 discloses a heat transistor such as a power transistor, a thyristor, a rectifier, a transformer, and a power MOS FET. As a heat-dissipating fin or an insulating heat-dissipating sheet to be attached to the heat-dissipating plate, a cured product obtained by mixing a highly heat-conductive material in a silicone rubber that has insulating properties and high heat resistance is used. When used under these high temperature conditions, the silicone rubber deteriorates due to the influence of impurities in the high heat conductive material, and there is a drawback that the insulating properties are impaired over time.

また、特許文献2には、1.0μm以下の窒化ホウ素フィラーを60重量%以上含有することで、熱伝導性に優れたポリイミド組成物を得ることが記載されている。また、分散性やフィラーの結晶性の問題を解決するため、窒化ホウ素フィラーとして、比表面積が2〜50m/gであるものを用いることが記載されている。
しかしながら、特許文献2に記載の方法では、成形時のイミド化反応による体積変化や運用時のひずみ緩和効果が少ないために、フィラー樹脂間の界面剥離による耐電圧物性や強度の低下が問題となる。
更に、特許文献2に記載のフィラーを用いた場合は、充分な熱伝導経路と物理的に安定した界面を確保することができず、必要とされる熱伝導性のレベルを得るには、多量のフィラーを添加する必要があった。その結果、フィラーと樹脂間の界面が増加し、界面剥離が発生する確率が大きくなるため、充分な電気絶縁性を実現できないという問題がある。
Patent Document 2 describes that a polyimide composition excellent in thermal conductivity is obtained by containing 60% by weight or more of a boron nitride filler of 1.0 μm or less. In addition, in order to solve the problem of dispersibility and filler crystallinity, it is described that a boron nitride filler having a specific surface area of 2 to 50 m 2 / g is used.
However, in the method described in Patent Document 2, since volume change due to an imidization reaction during molding and a strain relaxation effect during operation are small, a decrease in withstand voltage physical properties and strength due to interfacial peeling between filler resins becomes a problem. .
Furthermore, when the filler described in Patent Document 2 is used, a sufficient heat conduction path and a physically stable interface cannot be secured, and a large amount is required to obtain the required level of heat conductivity. It was necessary to add the filler. As a result, the interface between the filler and the resin increases, and the probability of occurrence of interfacial peeling increases, so that there is a problem that sufficient electrical insulation cannot be realized.

特許文献3には、接着強度と熱伝導率とを両立させた材料として、フィラーを含有する接着剤組成物が記載されており、フィラーの例として窒化アルミを含むものを用いることが記載されている。
しかしながら、特許文献3に記載されているエポキシ樹脂やアクリリル樹脂では、200℃以上の高温条件下での耐久性に問題があり、一般的なポリイミドではポリイミド樹脂とフィラー界面が不安定となる為に電気絶縁性が低下する問題がある。
Patent Document 3 describes an adhesive composition containing a filler as a material having both adhesive strength and thermal conductivity, and describes that an aluminum nitride-containing material is used as an example of the filler. Yes.
However, the epoxy resin and acrylyl resin described in Patent Document 3 have a problem in durability under a high temperature condition of 200 ° C. or more, and in general polyimide, the interface between the polyimide resin and the filler becomes unstable. There is a problem in that the electrical insulation is lowered.

特許文献4には、様々なポリイミド樹脂に熱伝導フィラーを分散した熱伝導ポリイミドフィルム材料が記載されており、実施例中には、絶縁耐力として197kV/mmを超える絶縁性が実現できたことが記載されている。
しかしながら、特許文献4の構成でも、必要とされる熱伝導性や充分な電気絶縁性が得られないという問題がある。
Patent Document 4 describes a heat conductive polyimide film material in which a heat conductive filler is dispersed in various polyimide resins, and in the examples, it was possible to realize insulation exceeding 197 kV / mm as a dielectric strength. Have been described.
However, even the configuration of Patent Document 4 has a problem that the required thermal conductivity and sufficient electrical insulation cannot be obtained.

特公平7−7605号公報Japanese Patent Publication No. 7-7605 特開平10−87990号公報JP-A-10-87990 特開2003−206469号公報JP 2003-206469 A 特開2006−169534号公報JP 2006-169534 A

本発明は、上記現状に鑑み、熱伝導性と絶縁性とを両立させることが可能な絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を提供することにある。また、該絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を用いて、高い絶縁破壊電圧を得ることができる絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法、絶縁フィルム、金属放熱板及び金属ベース回路基板を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned present situation, the present invention is to provide an insulating heat conductive filler dispersion composition capable of achieving both heat conductivity and insulating properties. Also provided are a method for producing an insulating heat conductive polyimide resin composition capable of obtaining a high dielectric breakdown voltage, an insulating film, a metal heat sink, and a metal base circuit board using the insulating heat conductive filler dispersion composition. For the purpose.

本発明は、ポリアミド酸と絶縁性熱伝導フィラーと溶媒とを含有する絶縁性熱伝導フィラー分散組成物であって、前記ポリアミド酸は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミノジフェニルエーテルとを反応して得られるものであり、前記絶縁性熱伝導フィラーは、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウムで表面を被覆した窒化アルミニウムからなり、比表面積が1.5〜5m/gであり、前記絶縁性熱伝導フィラーの含有量は、35〜70体積%であり、かつ、前記絶縁性熱伝導フィラーは、体積平均粒子径が1〜8μm、d10が0.5μm以上及びd90が15μm以下となるように均一分散されている絶縁性熱伝導フィラー分散組成物である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is an insulating heat conductive filler dispersion composition comprising a polyamic acid, an insulating heat conductive filler, and a solvent, wherein the polyamic acid reacts with biphenyltetracarboxylic dianhydride and diaminodiphenyl ether. The insulating heat conductive filler is made of aluminum nitride or aluminum nitride whose surface is coated with aluminum oxide, and has a specific surface area of 1.5 to 5 m 2 / g, and the insulating heat conductive filler The insulating heat conductive filler is uniform so that the volume average particle diameter is 1 to 8 μm, d 10 is 0.5 μm or more, and d 90 is 15 μm or less. It is the insulating heat conductive filler dispersion composition currently disperse | distributed.
The present invention is described in detail below.

本発明者らは、鋭意検討の結果、絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を構成するマトリックスとしてのポリイミド樹脂として、特定のポリアミド酸を用い、かつ、特定形状の絶縁性熱伝導フィラーを用いることで、マトリックス−フィラー間の界面剥離を抑制することができ、その結果、高い熱伝導性と十分な電気絶縁性とを同時に実現可能な絶縁性熱伝導フィラー分散組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have used a specific polyamic acid as a polyimide resin as a matrix constituting the insulating heat conductive filler dispersion composition and using an insulating heat conductive filler having a specific shape. The present invention has found that an insulating thermal conductive filler dispersion composition that can suppress interfacial delamination between matrix and filler, and as a result, can achieve high thermal conductivity and sufficient electrical insulation at the same time. The invention has been completed.

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミノジフェニルエーテルとを反応して得られるポリアミド酸を含有する。
上記ポリアミド酸によって得られるポリイミド樹脂は、非熱可塑性であるため、高温での使用における物性変化が少ない。また、ポリアミド酸のイミド化反応時における脱水縮合時の体積変化が少なく、結晶性でありながら分子構造中に柔軟な結合を持つことにより、イミド化反応を伴う成形時の収縮応力も小さい。
これらの特性を有することにより、成形時の応力を分子構造中の柔軟な結合により吸収することが可能となり、樹脂−フィラー間の界面に作用するひずみが小さくなることから、界面剥離を抑制し、優れた耐電圧物性(電気絶縁性)を実現できるものと考えられる。
The insulating thermally conductive filler dispersion composition of the present invention contains a polyamic acid obtained by reacting biphenyltetracarboxylic dianhydride with diaminodiphenyl ether.
Since the polyimide resin obtained by the polyamic acid is non-thermoplastic, there is little change in physical properties when used at high temperatures. In addition, the volume change during dehydration condensation during the imidization reaction of the polyamic acid is small, and the crystalline structure has a flexible bond in the molecular structure, so that the shrinkage stress during molding accompanied by the imidization reaction is also small.
By having these characteristics, it becomes possible to absorb the stress at the time of molding by a flexible bond in the molecular structure, and since the strain acting on the interface between the resin and the filler is reduced, the interface peeling is suppressed, It is considered that excellent withstand voltage physical properties (electrical insulation) can be realized.

上記ビフェニルテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(s−BPDA)、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(a−BPDA)、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(i−BPDA)、さらには、前記を2種以上ブレンドしたビフェニルテトラカルボン酸二無水物等を用いることができる。 Examples of the biphenyltetracarboxylic dianhydride include 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (s-BPDA) and 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid. Dianhydride (a-BPDA), 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (i-BPDA), biphenyltetracarboxylic dianhydride blended with two or more of the above Can be used.

上記ジアミノジフェニルエーテルとしては、具体的には例えば、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル等が挙げられる。
これらジアミノジフェニルエーテルは、エーテル結合で2つのフェニレン環を結んでいる為に一定分子量に対するイミド化の際の脱水反応による体積減少が少ないため、樹脂−フィラー間の界面に作用するひずみが小さく界面剥離が起こりにくく、高い耐電圧特性を実現することができる。
また、分子中にあるエーテル結合によりひずみを柔軟に吸収することができるため、樹脂−フィラー間の界面剥離を効果的に抑制することができる。
Specific examples of the diaminodiphenyl ether include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, and 3,4′-diaminodiphenyl ether.
Since these diaminodiphenyl ethers have two phenylene rings connected by an ether bond, there is little volume reduction due to dehydration reaction at the time of imidization with respect to a constant molecular weight. It is difficult to occur and high withstand voltage characteristics can be realized.
In addition, since the strain can be flexibly absorbed by the ether bond in the molecule, the interfacial peeling between the resin and the filler can be effectively suppressed.

上記反応における上記ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルとの配合比は、略等モル量であればよい。ここで「略等モル」とは、具体的には、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の1モルあたり、ジアミノジフェニルエーテルを0.8〜1.2モル用いることをいう。好ましくは0.9〜1.1モル、より好ましくは0.99〜1.01モル用いる。 The mixing ratio of the biphenyltetracarboxylic dianhydride and diaminodiphenyl ether in the reaction may be approximately equimolar. Here, “substantially equimolar” specifically means that 0.8 to 1.2 mol of diaminodiphenyl ether is used per 1 mol of biphenyltetracarboxylic dianhydride. Preferably 0.9 to 1.1 mol, more preferably 0.99 to 1.01 mol is used.

上記ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルとの反応としては、重縮合反応等が挙げられる。
上記重縮合反応としては、公知の方法を採用することができ、例えば、ジアミノジフェニルエーテルを含む溶液に、室温(15〜30℃程度)でビフェニルテトラカルボン酸二無水物を添加しアミド化させてポリアミド酸溶液を調製する方法が挙げられる。
Examples of the reaction between the biphenyltetracarboxylic dianhydride and diaminodiphenyl ether include a polycondensation reaction.
As the polycondensation reaction, a known method can be employed, for example, a solution containing diaminodiphenyl ether and amidated by adding biphenyltetracarboxylic dianhydride at room temperature (about 15 to 30 ° C.). The method of preparing an acid solution is mentioned.

上記ポリイミド樹脂は、特に、有機極性溶媒中で、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミノジフェニルエーテルとを反応して得られるものであることが好ましい。 The polyimide resin is particularly preferably obtained by reacting biphenyltetracarboxylic dianhydride and diaminodiphenyl ether in an organic polar solvent.

上記有機極性溶媒としては、非プロトン系有機極性溶媒が好ましく、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(以下、「NMP」と呼ぶ。)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ヘキサメチルホスホアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が使用される。これらのうちの1種又は2種以上の混合溶媒であってもよい。特に、NMPが好ましい。 The organic polar solvent is preferably an aprotic organic polar solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as “NMP”), N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, hexamethylphosphoamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and the like are used. One or two or more of these solvents may be used. In particular, NMP is preferable.

上記ポリアミド酸の重量平均分子量は、3000〜30000であることが好ましい。
上記重量平均分子量が3000未満であると、オリゴマー状態の分子は内部分子との絡み合い効果がなく、結果的に熱伝導性ポリイミド組成物の表面に脆弱層を形成してしまうことになる。上記重量平均分子量が30000を超えると、分子鎖の絡み合いが多く高粘度となる結果、フィラー分散可能な粘度に調整する際に多量の溶剤が必要となり、成形コストが増大することがある。より好ましくは6000〜25000である。
なお、上記ポリアミド酸の重量平均分子量の調整は、公知の方法で行うことができる。
また、上記重量平均分子量はGPC法(溶媒:NMP、ポリエチレンオキサイド換算)により測定することができる。
The polyamic acid preferably has a weight average molecular weight of 3000 to 30000.
When the weight average molecular weight is less than 3,000, oligomeric molecules do not have an entanglement effect with internal molecules, resulting in the formation of a fragile layer on the surface of the thermally conductive polyimide composition. When the weight average molecular weight exceeds 30000, the molecular chain is entangled and the viscosity becomes high. As a result, a large amount of solvent is required to adjust the viscosity so that the filler can be dispersed, and the molding cost may increase. More preferably, it is 6000-25000.
In addition, adjustment of the weight average molecular weight of the said polyamic acid can be performed by a well-known method.
The weight average molecular weight can be measured by the GPC method (solvent: NMP, converted to polyethylene oxide).

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物は、所定の絶縁性熱伝導フィラーを含有する。
このような絶縁性熱伝導フィラーを用いることで、ポリイミド樹脂と絶縁性熱伝導フィラー間の物理的な相互作用(アンカー効果)が大きくなり、イミド化反応時の成形収縮ひずみや、使用時の曲げ・圧縮ひずみに対して界面剥離を抑制することができる。その結果、優れた熱伝導性と絶縁特性とを兼ね備えた絶縁性熱伝導フィラー分散組成物が得られると推測される。
The insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention contains a predetermined insulating heat conductive filler.
By using such an insulative heat conductive filler, the physical interaction (anchor effect) between the polyimide resin and the insulative heat conductive filler is increased, and molding shrinkage strain during imidization reaction and bending during use -Interfacial peeling can be suppressed against compressive strain. As a result, it is presumed that an insulating heat conductive filler dispersion composition having both excellent heat conductivity and insulating properties can be obtained.

上記絶縁性熱伝導フィラーは、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウムで表面を被覆した窒化アルミニウムからなる。
上記窒化アルミニウムからなる絶縁性熱伝導フィラーの市販品としては、例えば、シェイパル(TOKUYAMA社製)、TOYALNITE(東洋アルミニウム社製)等が挙げられる。
The insulating heat conductive filler is made of aluminum nitride whose surface is coated with aluminum nitride or aluminum oxide.
As a commercial item of the insulating heat conductive filler which consists of said aluminum nitride, Shapepal (made by TOKYAMA), TOYALNITE (made by Toyo Aluminum Co., Ltd.) etc. are mentioned, for example.

上記酸化アルミニウムで表面を被覆した窒化アルミニウムとしては、シェイパル(TOKUYAMA社製)のHグレードやFグレードが挙げられる。
なお、上記酸化アルミニウムの市販品としては、例えば、新日鉄マテリアルズ社製、マイクロン社製、電気化学工業社製のもの等を用いることができる。
Examples of the aluminum nitride whose surface is coated with the aluminum oxide include H grade and F grade of Shapel (manufactured by TOKYAMA).
In addition, as a commercial item of the said aluminum oxide, the Nippon Steel Materials company make, the Micron company make, the electrochemical industry company thing, etc. can be used, for example.

上記絶縁性熱伝導フィラーは、Si−Al−O−N層が表面に形成された窒化アルミニウム、又は、有機ケイ素系カップリング剤或いはチタネート系及びアルミネート系カップリング剤で表面処理された窒化アルミニウムであることが好ましい。 The insulating heat conductive filler is aluminum nitride having a Si—Al—O—N layer formed on the surface, or aluminum nitride surface-treated with an organosilicon coupling agent or a titanate and aluminate coupling agent. It is preferable that

上記Si−Al−O−N層が表面に形成された窒化アルミニウムとしては、例えば、TOYALNITEスーパーFLシリーズ(東洋アルミニウム社製)等が挙げられる。 Examples of aluminum nitride on which the Si—Al—O—N layer is formed include TOYALNITE Super FL series (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.).

上記有機ケイ素系カップリング剤或いはチタネート系及びアルミネート系カップリング剤で表面処理された窒化アルミニウムは、例えば、アミノシラン系カップリング剤(商品名:KBM503やKBE903等、信越化学社製)、アルミネート系カップリング剤(商品名:プレンアクト、味の素ファインテクノ社製)、チタネート系カップリング剤を用いて、既知の方法で表面を処理することにより得られる。 Aluminum nitride surface-treated with the above organosilicon coupling agent or titanate and aluminate coupling agent includes, for example, aminosilane coupling agents (trade names: KBM503, KBE903, etc., manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), aluminate It is obtained by treating the surface by a known method using a system coupling agent (trade name: Preneact, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.) and a titanate coupling agent.

上記絶縁性熱伝導フィラーの比表面積は、1.5〜5m/gである。
上記比表面積が1.5m/g未満であると、絶縁破壊電圧が低下する現象が確認されるが、これはフィラーとポリイミド界面の物理的な相互作用が弱いため、イミド化の過程においてフィラーの沈降とイミド化反応の収縮による残留応力によりフィラーとポリイミド界面に微細な空隙が発生するためであると考えられる。
一方、上記比表面積が5m/gを超えても、絶縁破壊電圧が低下する現象が確認されており、これはフィラー表面の凹凸が微細で多量なために、絶縁性熱伝導フィラー分散組成物中においてフィラー界面とポリアミド酸溶液間の十分な濡れが得られず、結果としてイミド化後の絶縁樹脂においてフィラーとイミド界面に空隙が多く発生するためであると考えられる。
上記絶縁性熱伝導フィラーの比表面積は、2〜4.5m/gであることが好ましい。このような範囲とすることで、イミド化の過程において、フィラーとイミド界面がアンカー効果のような物理的相互作用により強固な連続層となるとともに、沈降によるフィラーの偏在も少なくなるため、より効率的な伝熱ネットワークを形成することができる。
なお、上記比表面積は、BET法による比表面積測定原理によって測定することができる。測定装置としては、例えば、SA3100(ベックマンコールター社製)や、フローソーブ(島津製作所社製)等が挙げられる。
The insulating heat conductive filler has a specific surface area of 1.5 to 5 m 2 / g.
When the specific surface area is less than 1.5 m 2 / g, it is confirmed that the dielectric breakdown voltage decreases. This is because the physical interaction between the filler and the polyimide interface is weak. This is presumably because fine voids are generated at the filler-polyimide interface due to residual stress due to sedimentation of the resin and shrinkage of the imidization reaction.
On the other hand, even when the specific surface area exceeds 5 m 2 / g, it has been confirmed that the dielectric breakdown voltage decreases. This is because the irregularities on the filler surface are fine and large, and therefore the insulating heat conductive filler dispersion composition. This is probably because sufficient wetting between the filler interface and the polyamic acid solution cannot be obtained, and as a result, many voids are generated at the filler-imide interface in the insulating resin after imidization.
The specific surface area of the insulating heat conductive filler is preferably 2 to 4.5 m 2 / g. By setting it in this range, the filler and imide interface in the imidization process becomes a strong continuous layer due to the physical interaction such as the anchor effect, and the uneven distribution of filler due to sedimentation is also reduced. A heat transfer network can be formed.
In addition, the said specific surface area can be measured by the specific surface area measurement principle by BET method. Examples of the measuring apparatus include SA3100 (manufactured by Beckman Coulter), Flowsorb (manufactured by Shimadzu Corporation), and the like.

上記絶縁性熱伝導フィラーは、体積平均粒子径が1〜8μmであることが好ましい。
上記体積平均粒子径が1μm未満であると、絶縁破壊電圧が低下するとともに、絶縁性熱伝導フィラーによる伝熱ネットワークを構成することが困難となるため、充分な熱伝導特性を得ることが困難となることがある。
上記体積平均粒子径が8μmを超えると、ポリアミド酸中での沈降が激しく、厚み方向にフィラーの偏在が発生する為に絶縁破壊電圧が低下するとともに、イミド化反応後のポリイミドフィルムにおいては自由表面の凹凸が激しく放熱相手材との接触抵抗が大きくなり、上記ポリアミド酸の熱伝導特性を充分に生かすことが困難となることがある。
なお、上記体積平均粒子径は、市販の粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPAシリーズ、MP3000IIシリーズ等)によって測定することができる。
The insulating heat conductive filler preferably has a volume average particle diameter of 1 to 8 μm.
When the volume average particle size is less than 1 μm, the dielectric breakdown voltage is lowered, and it is difficult to form a heat transfer network using an insulating heat conductive filler, so that it is difficult to obtain sufficient heat conduction characteristics. May be.
When the volume average particle diameter exceeds 8 μm, the precipitation in the polyamic acid is severe, and the dielectric breakdown voltage decreases due to the uneven distribution of the filler in the thickness direction. In the polyimide film after the imidation reaction, the free surface However, it may be difficult to make full use of the thermal conductivity characteristics of the polyamic acid.
In addition, the said volume average particle diameter can be measured with a commercially available particle size distribution measuring apparatus (The Nikkiso Co., Ltd. make, Nanotrac UPA series, MP3000II series etc.).

上記体積平均粒子径と比表面積との関係は、下記式(1)の関係を満たす場合に完全な球形に近い形状となるため、等方的な熱伝導方向の材料を得るため、下記式(1)の関係式に近い熱伝導フィラーを選択することが好ましい。
なお、式(1)中、Svは比表面積(m/g)、Dは直径(m)、ρは密度(g/m)を表す。
Sv = 6/(D・ρ) (1)
Since the relationship between the volume average particle diameter and the specific surface area is a shape close to a perfect sphere when the relationship of the following formula (1) is satisfied, in order to obtain a material having an isotropic heat conduction direction, the following formula ( It is preferable to select a heat conductive filler close to the relational expression 1).
In the formula (1), Sv represents a specific surface area (m 2 / g), D represents a diameter (m), and ρ represents a density (g / m 3 ).
Sv = 6 / (D · ρ) (1)

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物における上記絶縁性熱伝導フィラーの含有量は、35〜70体積%である。
上記含有量が35体積%未満であると、放熱材料として求められる熱伝導性が得られず、70体積%を超えると、充分な絶縁性が得られず絶縁破壊電圧が低下する。
好ましくは35〜65体積%であり、より好ましくは35〜60体積%である。
なお、上記含有量は、熱伝導性がフィラー間の伝熱ネットワークにより得られることから、体積分率により規定する。
Content of the said insulating heat conductive filler in the insulating heat conductive filler dispersion composition of this invention is 35-70 volume%.
If the content is less than 35% by volume, the thermal conductivity required as a heat dissipation material cannot be obtained, and if it exceeds 70% by volume, sufficient insulation cannot be obtained and the dielectric breakdown voltage decreases.
Preferably it is 35-65 volume%, More preferably, it is 35-60 volume%.
In addition, since the heat conductivity is obtained by a heat transfer network between fillers, the content is defined by the volume fraction.

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物では、上記絶縁性熱伝導フィラーが、体積平均粒子径が1〜8μm、d10が0.5μm以上及びd90が15μm以下となるように均一分散されている。これにより、中心粒径が規定範囲内でも分布範囲に規定を大きく外れる範囲の絶縁性熱伝導フィラーが存在することにより生じる問題を解消することができ、絶縁性と高熱伝導性を両立した絶縁性熱伝導フィラー分散組成物となる。 In the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention, the insulating heat conductive filler is uniformly dispersed so that the volume average particle diameter is 1 to 8 μm, d 10 is 0.5 μm or more, and d 90 is 15 μm or less. ing. This eliminates the problems caused by the presence of insulating thermal conductive fillers in the range where the center particle size is within the specified range, which is far outside the specified range. Insulating properties with both insulating properties and high thermal conductivity It becomes a heat conductive filler dispersion composition.

上記絶縁性熱伝導フィラーは、体積平均粒子径が1〜8μmで均一分散されており、このような体積平均粒子径で均一分散されていることで、フィラーがマトリクス中で均等に分散されるとともに熱伝導ネットワークを形成することができる為、絶縁性と熱伝導性を兼ね備えた絶縁・高熱伝導フィルムをとなる。
上記体積平均粒子径が1μm未満であると、絶縁破壊電圧が低下するとともに、絶縁性熱伝導フィラーによる伝熱ネットワークを構成することが困難となり、充分な熱伝導特性を得ることが困難となるとともに、フィラーとマトリクス間に空隙が発生するため絶縁性も低下する。
上記体積平均粒子径が8μmを超える場合にも絶縁破壊電圧が低下するとともに、自由表面の凹凸が激しく放熱相手材との接触抵抗が大きくなり、上記ポリアミド酸の熱伝導特性を充分に生かすことが困難となる。
また、2〜7μmで均一分散されていることが好ましい。
なお、上記体積平均粒子径は、市販の粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPAシリーズ、MP3000IIシリーズ等)によって測定することができる。
The insulating heat conductive filler is uniformly dispersed with a volume average particle diameter of 1 to 8 μm. By being uniformly dispersed with such a volume average particle diameter, the filler is evenly dispersed in the matrix. Since a heat conduction network can be formed, an insulating / high heat conduction film having both insulation and heat conductivity is obtained.
When the volume average particle diameter is less than 1 μm, the dielectric breakdown voltage is lowered, and it is difficult to form a heat transfer network with an insulating heat conductive filler, and it is difficult to obtain sufficient heat conduction characteristics. In addition, since an air gap is generated between the filler and the matrix, the insulating property is also lowered.
Even when the volume average particle diameter exceeds 8 μm, the dielectric breakdown voltage decreases, the unevenness of the free surface is severe, the contact resistance with the heat radiation partner material increases, and the heat conduction characteristics of the polyamic acid can be fully utilized. It becomes difficult.
Moreover, it is preferable that it is uniformly dispersed by 2-7 micrometers.
In addition, the said volume average particle diameter can be measured with a commercially available particle size distribution measuring apparatus (The Nikkiso Co., Ltd. make, Nanotrac UPA series, MP3000II series etc.).

上記絶縁性熱伝導フィラーは、粒度分布において10体積%の粒子径であるd10が0.5μm以上であり、かつ、90体積%の粒子径であるd90が15μm以下である。
上記d10が0.5μm未満であると、絶縁破壊電圧のバラツキが大きくなるため安定した絶縁材料を得ることが難しくなる。
また、上記d90が15μmを超えると、絶縁破壊電圧が低下する。
上記d10は、0.5〜1μmであることが好ましい。また、上記d90は、12〜15μmであることが好ましい。
なお、上記d10及びd90は体積平均粒子径と同様に市販の粒度分布測定装置(日機装社製、ナノトラックUPAシリーズ及びMP3000IIシリーズ等)によって測定することができる。
The insulating thermally conductive filler is a d 10 is 0.5μm or more is a particle size of 10 vol% in the particle size distribution, and, d 90 is 15μm or less a particle size of 90% by volume.
When the d 10 is less than 0.5 [mu] m, the variation of the breakdown voltage can be obtained a stable insulating material for greater difficult.
On the other hand, when the d 90 exceeds 15 μm, the dielectric breakdown voltage decreases.
The d 10 is preferably 0.5 to 1 μm. Further, the d 90 is preferably 12~15Myuemu.
Incidentally, the d 10 and d 90 may be measured by commercially available particle size distribution measuring apparatus similar to the volume average particle diameter (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., Nano Truck UPA series and MP3000II series, etc.).

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物は、回転粘度計を用いて、25℃で測定した粘度が、0.5〜35Pa・sであることが好ましい。なお、上記粘度は、例えば、TVE−33Hにおいて 3°×R9.7コーンローター(東機産業株式会社製)を用いて測定することができる。
上記粘度が0.5Pa・s未満であると、塗布後の加熱処理の過程でフィラーが沈降する事で厚み方向の熱伝導ネットワークが部分的に形成されず熱伝導性が損なわれたり、沈降部分でのフィラー密度が高まることで、ポリイミド樹脂とフィラー間の微細な空隙の発生確率が高くなり、絶縁性が低下したりすることがある。
また、上記粘度が35Pa・sを超えると、流動性が著しく低下するために塗布による薄膜成形が困難になり、膜厚バラツキが大きくなることで材料全体での熱伝導性及び耐電圧性にバラツキが生じる場合や、成形時のせん断によりポリイミド樹脂とフィラー間に生じる微細な空隙が増加する事により絶縁性が低下することがある。
The insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention preferably has a viscosity of 0.5 to 35 Pa · s measured at 25 ° C. using a rotational viscometer. In addition, the said viscosity can be measured, for example in TVE-33H using 3 degrees xR9.7 cone rotor (made by Toki Sangyo Co., Ltd.).
When the viscosity is less than 0.5 Pa · s, a heat conduction network in the thickness direction is not partially formed because the filler settles in the course of the heat treatment after coating, or the heat conductivity is impaired, or the sedimentation part. By increasing the filler density at, the probability of occurrence of fine voids between the polyimide resin and the filler increases, and the insulating property may decrease.
Further, when the viscosity exceeds 35 Pa · s, the fluidity is remarkably lowered, so that it is difficult to form a thin film by coating, and the variation in the film thickness increases the variation in thermal conductivity and voltage resistance of the entire material. Insulation may be reduced due to increase in the number of fine voids generated between the polyimide resin and the filler due to shear during molding.

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を製造する方法としては例えば、上記ポリアミド酸と絶縁性熱伝導フィラーと溶媒とをボールミルやジェットミル、ビーズミルやメディアレス分散等を用いて混合する方法等が挙げられる。なかでもメディアレス分散を用いた方法が好ましい。
特に、上述した体積平均粒子径、d10、d90の範囲で均一分散するため、メディアの衝突エネルギーにより絶縁性熱伝導フィラーを破砕するのではなく、せん断力により凝集体を解離させるような条件又は方法を用いることが好ましい。
具体的には、30〜300μmのスリットに対してフィラー分散液を20〜200MPaの高圧で通過する際の圧縮・せん断・乱流による効果により分散する方法が好ましい。
Examples of the method for producing the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention include a method in which the polyamic acid, the insulating heat conductive filler, and the solvent are mixed using a ball mill, a jet mill, a bead mill, a medialess dispersion, or the like. Is mentioned. Among these, a method using medialess dispersion is preferable.
In particular, since the particles are uniformly dispersed in the above-mentioned volume average particle diameter, d 10 , d 90 , the conditions are such that the insulating heat conductive filler is not crushed by the collision energy of the media but the aggregate is dissociated by shearing force. Alternatively, it is preferable to use a method.
Specifically, a method of dispersing the filler dispersion liquid by the effect of compression, shearing, and turbulent flow when passing through the slit of 30 to 300 μm at a high pressure of 20 to 200 MPa is preferable.

本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を塗布した後、加熱処理する工程を行うことでポリアミド酸がイミド化され、絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物が得られる。このようにして得られる絶縁フィルムもまた本発明の1つである。
上記絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、例えば、本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を金属板やガラス板上へ塗布した後、加熱処理する方法等が挙げられる。
上記塗布方法としては、例えば、コンマコーター、ナイフコーター、ロールコーター、リバースコーター、ダイコーター、グラビアコーター、ワイヤーバー等公知の塗布方法・装置を使用することができる。
また、上記加熱処理の方法としては、例えば、熱風、熱窒素、遠赤外線、高周波誘導加熱など公知の方法で加熱する方法が挙げられる。
After applying the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention, the polyamic acid is imidized by performing a heat treatment step, and an insulating heat conductive polyimide resin composition is obtained. The insulating film thus obtained is also one aspect of the present invention.
Although the manufacturing method of the said insulating heat conductive polyimide resin composition is not specifically limited, For example, after apply | coating the insulating heat conductive filler dispersion composition of this invention on a metal plate or a glass plate, the method of heat-processing etc. are mentioned. It is done.
Examples of the coating method include known coating methods and apparatuses such as a comma coater, a knife coater, a roll coater, a reverse coater, a die coater, a gravure coater, and a wire bar.
Examples of the heat treatment method include a method of heating by a known method such as hot air, hot nitrogen, far infrared rays, and high frequency induction heating.

本発明の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物からなる絶縁層と金属板とを組み合わせることで金属放熱板が得られる。
上記金属放熱板を作製する方法としては、特に限定されないが、例えば、本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を金属板の表面に均一な厚みに塗工した後、加熱処理する工程を行う方法等が挙げられる。
上記塗工及び加熱処理の方法としては、上記絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法と同様の方法を用いることができる。
なお、塗工を行う際には、付着している切削油等の揮発分を予め除去することが好ましい。また、上記塗工を行う際には、金属板の表面を予めエッチング処理を行い微細な凹凸を与える事でアンカー効果によりポリイミド樹脂と金属板との密着性を向上させることができる。上記エッチング処理の方法としては、例えば、金属板がアルミニウム製である場合は、メックアルマットAR−1200(メック社製)等を用いてエッチングする方法等が挙げられる。
A metal heat radiating plate is obtained by combining an insulating layer made of the insulating thermally conductive polyimide resin composition of the present invention and a metal plate.
The method for producing the metal heat radiating plate is not particularly limited. For example, the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention is applied to the surface of the metal plate with a uniform thickness, and then a heat treatment step is performed. Methods and the like.
As a method for the coating and heat treatment, the same method as the method for producing the insulating heat conductive polyimide resin composition can be used.
In addition, when performing coating, it is preferable to remove previously attached volatile components such as cutting oil. Moreover, when performing the said coating, the adhesiveness of a polyimide resin and a metal plate can be improved by an anchor effect by etching the surface of a metal plate previously, and giving a fine unevenness | corrugation. Examples of the etching method include a method of etching using Mec Almat AR-1200 (manufactured by Mec Co., Ltd.) or the like when the metal plate is made of aluminum.

本発明の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物からなる絶縁層と回路用金属箔とを有する金属ベース回路基板もまた本発明の1つである。 The metal base circuit board which has the insulating layer which consists of the insulating heat conductive polyimide resin composition of this invention, and the metal foil for circuits is also one of this invention.

上記回路用金属箔の厚みは、3〜175μmであることが好ましく、より好ましくは17.5〜175μmである。ベース基板用の金属箔(板)用としては50〜3000μmのものが好適に使用される。
また、上記回路用金属箔としては、表面に金属単体やその酸化物などの無機物を塗膜したり、アミノシラン、エポキシシラン等のカップリング剤で処理したりした片面若しくは両面表面処理銅箔が用いることが好ましい。
上記回路用金属箔としては、より耐食性の高い表面処理箔を用いるか、加熱時の雰囲気を不活性下とする等の対処を行うことがより好ましい。
The thickness of the metal foil for circuit is preferably 3 to 175 μm, more preferably 17.5 to 175 μm. For the metal foil (plate) for the base substrate, those having a thickness of 50 to 3000 μm are preferably used.
As the circuit metal foil, a single-sided or double-sided surface-treated copper foil coated with an inorganic substance such as a single metal or its oxide on the surface or treated with a coupling agent such as aminosilane or epoxysilane is used. It is preferable.
As the metal foil for circuit, it is more preferable to use a surface-treated foil having higher corrosion resistance or to take measures such as making the atmosphere during heating inactive.

本発明の金属ベース回路基板を製造する方法としては、例えば、本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を回路用金属箔の表面に均一な厚みに塗工した後、加熱処理する工程を行う方法等が挙げられる。
なお、上記金属ベース回路基板は、片面一層の回路基板であってもよく、絶縁樹脂層上に別途無電解メッキにより金属層を設ける場合や、接着剤を介して金属箔を設けるなど既知の方法により両面金属ベース回路基板としてもよい。
As a method for producing the metal base circuit board of the present invention, for example, the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention is coated on the surface of the circuit metal foil to a uniform thickness and then subjected to a heat treatment step. Methods and the like.
Note that the metal base circuit board may be a single-sided circuit board, and a known method such as providing a metal layer on the insulating resin layer by electroless plating or providing a metal foil via an adhesive. It is good also as a double-sided metal base circuit board.

本発明の絶縁フィルム、金属放熱板及び金属ベース回路基板において、絶縁層の熱拡散率は4×10−7W/(m・k)以上であることが好ましく、絶縁破壊電圧は50kV/mm以上であることが好ましい。 In the insulating film, metal heat sink and metal base circuit board of the present invention, the thermal diffusivity of the insulating layer is preferably 4 × 10 −7 W / (m · k) or more, and the dielectric breakdown voltage is 50 kV / mm or more. It is preferable that

本発明によれば、熱伝導性と絶縁性とを両立させることが可能な絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を提供できる。また、該絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を用いて、高い絶縁破壊電圧を得ることができる絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法、絶縁フィルム、金属放熱板及び金属ベース回路基板を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the insulating heat conductive filler dispersion composition which can make heat conductivity and insulation compatible is provided. In addition, by using the insulating heat conductive filler dispersion composition, a method for producing an insulating heat conductive polyimide resin composition capable of obtaining a high dielectric breakdown voltage, an insulating film, a metal heat sink, and a metal base circuit board can be provided. .

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
窒素流通下で4,4’−ジアミノジフェニルエーテル47.6gを、N−メチルピロリドン(NMP)488gに添加して50℃で保温、攪拌し完全に溶解させた。この溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物70gを徐々に添加することにより、605.6gのポリアミド酸溶液を得た。
得られたポリアミド酸溶液の粘度は3Pa・s、固形分濃度は18.0重量%であった。なお、粘度は、TVE−33Hを用い、25℃で3°×R9.7コーンローター(東機産業株式会社製)により測定した。
Example 1
Under a nitrogen flow, 47.6 g of 4,4′-diaminodiphenyl ether was added to 488 g of N-methylpyrrolidone (NMP), kept at 50 ° C., stirred, and completely dissolved. By gradually adding 70 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride to this solution, 605.6 g of a polyamic acid solution was obtained.
The resulting polyamic acid solution had a viscosity of 3 Pa · s and a solid content concentration of 18.0% by weight. The viscosity was measured using TVE-33H at 25 ° C. with 3 ° × R9.7 cone rotor (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

得られたポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)41.5gとNMP5.2gとを加えて、加圧式湿式分散装置を用いて150μmのスリットに対してフィラー分散液を100MPaで通過することで窒化アルミニウム粒子の均一分散を行うことにより、窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液を得た。
なお、窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を、粒度分布測定装置(日機装社製、MT3300)を用いて確認したところ、窒化アルミニウム粒子の2次粒子を含む体積平均粒子径が5μm、d10が1μm、d90が13μmとなっていた。
この窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の固形分濃度は41重量%であり、25℃での粘度は18.5Pa・sであった。
41.5 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and 5.2 g of NMP are added to 99.0 g of the obtained polyamic acid solution, and a pressure-type wet dispersion apparatus is added. The aluminum nitride dispersed polyamic acid solution was obtained by uniformly dispersing the aluminum nitride particles by passing the filler dispersion at 100 MPa through a 150 μm slit.
In addition, when the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed using a particle size distribution measuring device (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., MT3300), the volume average particle diameter including secondary particles of aluminum nitride particles was 5 μm, and d 10 was 1 μm and d 90 were 13 μm.
The aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution had a solid content concentration of 41% by weight and a viscosity at 25 ° C. of 18.5 Pa · s.

幅300mm、長さ450mmの成形金属板(表面は鏡面仕上げ)を準備し、十分に水平をとった塗工装置(テスター産業株式会社製、PI1210自動塗工装置)に設置した。
次いで、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液16.5gを採取し、これを成形金属板上に、塗布液膜厚が180μmとなるよう調整したドクターブレードをストローク速度10mm/secにて成形金属板上を移動させることで均一な塗膜厚みである液塗膜を得た。
更に、塗工済の成形金属板を、熱風乾燥炉内床より100mmの位置で高床状に水平調整された幅400mm、長さ550mm保持板上に設置し、幅350mm、長さ500mm、高さ150mmとなるステンレス製のカバーで成形金属板を被うように設置し、320℃まで1時間を要して、徐々に昇温し、そしてその温度で1時間加熱を続行した。
この加熱を終了し常温になった後に成形金属板より剥離させポリイミドフィルムを得た。
なお、加熱処理によって微量残存していたN−メチルピロリドンが完全に除去され、イミド化したことを赤外線分光スペクトル分析によって確認した。
得られたポリイミドフィルムの厚さは50μm±2μm、表面と裏面の粗度はRz(10点平均粗さ)で3.2μmと1.6μmであった。また該フィルムの1部をカットして、その断面を走査型電子顕微鏡で(以下、SEMと呼ぶ)で拡大して窒化アルミ粉体の分散状態を観察したところ、表面から裏面(自由表面から成形金属板との界面)に向かって、体積分率としての連続的な傾斜状態で徐々に大きな窒化アルミニウム粒子が多くなって分散されていることも確認することができた。
A formed metal plate having a width of 300 mm and a length of 450 mm (the surface was mirror-finished) was prepared and installed in a sufficiently horizontal coating apparatus (PI1210 automatic coating apparatus manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.).
Next, 16.5 g of the obtained aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was collected, and a doctor blade adjusted so that the coating solution film thickness was 180 μm was formed on the molded metal plate at a stroke speed of 10 mm / sec. By moving the top, a liquid coating film having a uniform coating thickness was obtained.
Further, the coated molded metal plate is placed on a holding plate having a width of 400 mm and a length of 550 mm which is horizontally adjusted to a raised floor at a position 100 mm from the inner floor of the hot air drying furnace, and has a width of 350 mm, a length of 500 mm, and a height. A stainless steel cover having a thickness of 150 mm was placed so as to cover the molded metal plate, and the temperature was gradually raised to 320 ° C. for 1 hour, and heating was continued at that temperature for 1 hour.
After this heating was completed and the temperature reached room temperature, the polyimide film was obtained by peeling from the molded metal plate.
In addition, it was confirmed by infrared spectroscopic analysis that N-methylpyrrolidone remaining in a trace amount by heat treatment was completely removed and imidized.
The thickness of the obtained polyimide film was 50 μm ± 2 μm, and the roughness of the front and back surfaces was 3.2 μm and 1.6 μm in terms of Rz (10-point average roughness). A part of the film was cut and the cross section was enlarged with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) to observe the dispersion state of the aluminum nitride powder. From the front surface to the back surface (molded from the free surface) It was also confirmed that large aluminum nitride particles gradually increased and dispersed in a continuous inclined state as a volume fraction toward the interface with the metal plate.

(実施例2)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)27.6gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。なお、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の粘度は8.0Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 2)
In Example 1, except that 27.6 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained. The resulting aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution had a viscosity of 8.0 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例3)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)96.8gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。なお、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の粘度は24.0Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 3)
In Example 1, except that 96.8 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained. In addition, the viscosity of the obtained aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 24.0 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例4)
成形金属板に代えて、放熱板として幅300mm、長さ450mm、厚み2mmのアルミ板(A5052)を用い、剥離を行わなかった以外は実施例1と同様にして金属製放熱板を得た。
こうして得られた金属製放熱板上に発熱素子(トランジスタ:2SC4058)を設けて素子温度と比較した。その結果、金属製放熱板の素子反対面の温度が低いことが確認され、パワートランジスタに対応する放熱板として充分な性能を有することが分かった。
Example 4
Instead of the molded metal plate, an aluminum plate (A5052) having a width of 300 mm, a length of 450 mm, and a thickness of 2 mm was used as a heat sink, and a metal heat sink was obtained in the same manner as in Example 1 except that peeling was not performed.
A heating element (transistor: 2SC4058) was provided on the metal heat dissipation plate thus obtained and compared with the element temperature. As a result, it was confirmed that the temperature of the element opposite surface of the metal heat sink was low, and it was found that the metal heat sink has sufficient performance as a heat sink corresponding to the power transistor.

(実施例5)
成形金属板に代えて、金属製回路基板素材として、幅300mm、長さ450mm、厚み2mmの片面処理銅箔(古河電工社製、電解銅箔 GTS−STD、厚み175μm)を用い、剥離を行わなかった以外は実施例1と同様にして銅回路基板素材を得た。
こうして得られた銅回路基板素材について、環境試験として260℃環境下に3分間放置することを3回繰り返した後に160℃環境下で500時間放置後に熱伝導性と絶縁性を確認した。その結果、環境試験前後で絶縁性能及び熱伝導性能に変化はなく回路基板素材としての性能を有することが確認できた。
従って、この銅回路基板素材の銅箔を既知の方法でエッチングして配線を形成することで回路基板を得ることが可能となる。
(Example 5)
Peeling is performed using a single-side treated copper foil (Furukawa Electric Co., Ltd., electrolytic copper foil GTS-STD, thickness 175 μm) having a width of 300 mm, a length of 450 mm, and a thickness of 2 mm as a metal circuit board material instead of a molded metal plate. A copper circuit board material was obtained in the same manner as in Example 1 except that there was no.
The copper circuit board material obtained in this way was left as it was for 3 minutes in an environment test at 260 ° C. for 3 minutes, and then was left in a 160 ° C. environment for 500 hours to confirm thermal conductivity and insulation. As a result, it was confirmed that there was no change in insulation performance and heat conduction performance before and after the environmental test, and the performance as a circuit board material was obtained.
Therefore, it is possible to obtain a circuit board by forming a wiring by etching the copper foil of the copper circuit board material by a known method.

(実施例6)
実施例1において、体積平均粒子径4.2μm、比表面積が4.5m/gである窒化アルミニウム粒子を用い、かつ、加圧式湿式分散装置を用いて150μmのスリットに対してフィラー分散液を100MPaで通過することで窒化アルミニウム粒子の均一分散を行った以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液は、体積平均粒子径が3.5μm、d10が1.0μm、d90が9.0μmであった。また、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の粘度は22.0Pa・sであった。
更に、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 6)
In Example 1, aluminum nitride particles having a volume average particle diameter of 4.2 μm and a specific surface area of 4.5 m 2 / g were used, and a filler dispersion liquid was applied to a 150 μm slit using a pressure-type wet dispersion apparatus. An aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained in the same manner as in Example 1 except that the aluminum nitride particles were uniformly dispersed by passing at 100 MPa. Obtained aluminum nitride dispersed polyamic acid solution has a volume average particle diameter of 3.5 [mu] m, d 10 is 1.0 .mu.m, d 90 was 9.0 .mu.m. Moreover, the viscosity of the obtained aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 22.0 Pa · s.
Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例7)
実施例1において、体積平均粒子径7.5μm、比表面積が2.0m/gである窒化アルミニウム粒子を用い、かつ、加圧式湿式分散装置を用いて150μmのスリットに対してフィラー分散液を100MPaで通過することで窒化アルミニウム粒子の均一分散を行った以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液は、体積平均粒子径が7.0μm、d10が3.5μm、d90が14μmであった。なお、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の粘度は14.5Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 7)
In Example 1, aluminum nitride particles having a volume average particle diameter of 7.5 μm and a specific surface area of 2.0 m 2 / g were used, and a filler dispersion liquid was applied to a 150 μm slit using a pressurized wet dispersion apparatus. An aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained in the same manner as in Example 1 except that the aluminum nitride particles were uniformly dispersed by passing at 100 MPa. Obtained aluminum nitride dispersed polyamic acid solution has a volume average particle diameter of 7.0 .mu.m, d 10 is 3.5 [mu] m, d 90 was 14 [mu] m. In addition, the viscosity of the obtained aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 14.5 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例8)
実施例1において、窒化アルミニウム粒子を加えて加圧式湿式分散装置を用いて150μmのスリットに対してフィラー分散液を100MPaで通過することで窒化アルミニウム粒子の均一分散を行った後、シランカップリング剤(信越シリコーン社製、KBM903)を0.24g滴下し、簡易攪拌装置にて30分間攪拌を行い、カップリング処理を施した以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。なお、得られた窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の粘度は19.5Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 8)
In Example 1, after adding aluminum nitride particles and passing the filler dispersion at 100 MPa through a 150 μm slit using a pressurized wet dispersion apparatus, the aluminum nitride particles were uniformly dispersed, and then the silane coupling agent. An aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were dropped in the same manner as in Example 1 except that 0.24 g (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., KBM903) was added dropwise, stirred for 30 minutes with a simple stirrer, and subjected to coupling treatment. Got. The viscosity of the obtained aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 19.5 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例9)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)35.4gとNMP77.6gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
なお、窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液のフィラー濃度は35体積%であり、25℃で測定した粘度は0.7Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
Example 9
In Example 1, except that 35.4 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and NMP 77.6 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.
The filler concentration of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 35% by volume, and the viscosity measured at 25 ° C. was 0.7 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(実施例10)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)197.1gとNMP50.5gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
なお、窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液のフィラー濃度は70体積%であり、25℃で測定した粘度は28Pa・sであった。また、実施例1と同様の方法で窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を確認した。
(Example 10)
In Example 1, except that 197.1 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and 50.5 g of NMP were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.
The filler concentration of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was 70% by volume, and the viscosity measured at 25 ° C. was 28 Pa · s. Further, the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was confirmed by the same method as in Example 1.

(比較例1)
窒素流通下でパラフェニレンジアミン(PPD)47.6gを、N−メチルピロリドン(NMP)488gに添加して50℃で保温、攪拌し完全に溶解させた。この溶液に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物70gを徐々に添加することにより、605.6gのポリアミド酸溶液を得た。
窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液を用い、製膜用金型を用いて430℃まで1時間を要して、徐々に昇温し、そしてその温度で1時間加熱を続行した以外は実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 1)
Under nitrogen flow, 47.6 g of paraphenylenediamine (PPD) was added to 488 g of N-methylpyrrolidone (NMP), and the mixture was kept at 50 ° C. and stirred to completely dissolve. By gradually adding 70 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride to this solution, 605.6 g of a polyamic acid solution was obtained.
Similar to Example 1, except that an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was used, and a film-forming mold was used to take 1 hour to 430 ° C., the temperature was gradually raised, and heating was continued at that temperature for 1 hour. Thus, a polyimide film was obtained.

(比較例2)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)17.8gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 2)
In Example 1, except that 17.8 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例3)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=2.5m/g、体積平均粒子径1.2μm)124.5gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 3)
In Example 1, except that 124.5 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 2.5 m 2 / g, volume average particle diameter 1.2 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例4)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=0.9m/g、体積平均粒子径7.0μm)27.6gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 4)
In Example 1, except that 27.6 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 0.9 m 2 / g, volume average particle diameter 7.0 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例5)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=0.9m/g、体積平均粒子径7.0μm)96.8gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 5)
In Example 1, except that 96.8 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 0.9 m 2 / g, volume average particle diameter 7.0 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例6)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=7.0m/g、体積平均粒子径1.5μm)27.6gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 6)
In Example 1, except that 27.6 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 7.0 m 2 / g, volume average particle diameter 1.5 μm) and NMP 5.2 g were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例7)
実施例1において、ポリアミド酸溶液99.0gに、窒化アルミニウム粒子(比表面積=7.0m/g、体積平均粒子径7.5μm)96.8gとNMP5.2gとを加えた以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 7)
In Example 1, except that 96.8 g of aluminum nitride particles (specific surface area = 7.0 m 2 / g, volume average particle diameter 7.5 μm) and 5.2 g of NMP were added to 99.0 g of the polyamic acid solution. In the same manner as in Example 1, an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained.

(比較例8)
実施例1において、分散方式をメディア衝突型分散機であるビーズミルとして窒化アルミフィラーを破砕分散させ、窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の分散状態を、粒度分布測定装置(日機装社製、MT3300)を用いて確認した。その結果、窒化アルミニウム粒子の2次粒子を含む体積平均粒子径が4μm、d10が0.4μm、d90が10.5μmとなる窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液を得た。
この窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液の固形分濃度は41重量%であり、25℃での粘度は19.0Pa・sであった。
(Comparative Example 8)
In Example 1, an aluminum nitride filler was crushed and dispersed using a bead mill which is a media collision type dispersing machine, and the dispersion state of the aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution was measured using a particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Nikkiso Co., Ltd., MT3300). confirmed. As a result, the volume average particle diameter comprising secondary particles of aluminum nitride particles was obtained 4 [mu] m, d 10 is 0.4 .mu.m, d 90 is an aluminum nitride dispersed polyamic acid solution to be 10.5 [mu] m.
The aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution had a solid content concentration of 41% by weight and a viscosity at 25 ° C. of 19.0 Pa · s.

(比較例9)
実施例1において、加圧式湿式分散装置を用いて300μmのスリットに対してフィラー分散液を30MPaで通過することで、窒化アルミニウム粒子の2次粒子を含む体積平均粒子径が6μm、d10が1.5μm、d90が17μmとなる窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液を得た以外は実施例1と同様にして窒化アルミニウム分散ポリアミド酸溶液及びポリイミドフィルムを得た。
(Comparative Example 9)
In Example 1, the volume average particle size including secondary particles of aluminum nitride particles is 6 μm, and d 10 is 1 by passing the filler dispersion liquid at 30 MPa through a 300 μm slit using a pressurized wet dispersion apparatus. An aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution and a polyimide film were obtained in the same manner as in Example 1 except that an aluminum nitride-dispersed polyamic acid solution having a thickness of 0.5 μm and d 90 of 17 μm was obtained.

(評価)
実施例及び比較例で得られたポリイミドフィルムについて、以下の方法により評価を行った。結果を表1に示した。
(Evaluation)
About the polyimide film obtained by the Example and the comparative example, it evaluated by the following method. The results are shown in Table 1.

(1)熱拡散率
温度波熱分析法により熱拡散率を測定した。また、下記式(2)と別途測定した比熱及び密度とから参考値として、より熱伝導率を算出した。
なお、式中、Kは熱伝導率[W/(m・k)]、αは熱拡散率[W/(m・k)]、Cpは比熱[J/(kg・k)]、ρは密度[kg/m]を表す。
(1) Thermal diffusivity Thermal diffusivity was measured by temperature wave thermal analysis. Moreover, thermal conductivity was calculated more as a reference value from the following formula (2) and specific heat and density measured separately.
In the formula, K is thermal conductivity [W / (m · k)], α is thermal diffusivity [W / (m · k)], Cp is specific heat [J / (kg · k)], and ρ is It represents density [kg / m 3 ].

K = α・Cp・ρ (2) K = α · Cp · ρ (2)

(2)絶縁破壊電圧
JIS C 2110の気中試験方法に準拠して、標準電極−1を用いて、絶縁破壊電圧を測定した。
(2) Dielectric breakdown voltage In accordance with the air test method of JIS C 2110, the dielectric breakdown voltage was measured using the standard electrode-1.

Figure 2014031484
Figure 2014031484

本発明によれば、熱伝導性と絶縁性とを両立させることが可能な絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を提供することができる。また、該絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を用いて、高い絶縁破壊電圧を得ることができる絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法、絶縁フィルム、金属放熱板及び金属ベース回路基板を提供することができる。
また、本発明の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物は、ハイブリット自動車及び燃料電池自動車等のインバーター基板、モーター部品、高密度・高輝度LEDの実装基板、携帯電話機や携帯型端末、通信システムの基地局機器、パソコン/サーバー、半導体製造装置等の放熱と熱拡散の用途として使用することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the insulating heat conductive filler dispersion composition which can make heat conductivity and insulation compatible is provided. Also provided are a method for producing an insulating heat conductive polyimide resin composition capable of obtaining a high dielectric breakdown voltage, an insulating film, a metal heat sink, and a metal base circuit board using the insulating heat conductive filler dispersion composition. be able to.
In addition, the insulating heat conductive filler dispersion composition of the present invention is used in inverter boards, motor parts, high-density / high-brightness LED mounting boards, mobile phones, portable terminals, communication system bases for hybrid cars and fuel cell cars. It can be used for heat dissipation and heat diffusion of station equipment, personal computers / servers, semiconductor manufacturing equipment, etc.

Claims (10)

ポリアミド酸と絶縁性熱伝導フィラーと溶媒とを含有する絶縁性熱伝導フィラー分散組成物であって、
前記ポリアミド酸は、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミノジフェニルエーテルとを反応して得られるものであり、
前記絶縁性熱伝導フィラーは、窒化アルミニウム又は酸化アルミニウムで表面を被覆した窒化アルミニウムからなり、比表面積が1.5〜5m/gであり、
前記絶縁性熱伝導フィラーの含有量は、35〜70体積%であり、かつ、
前記絶縁性熱伝導フィラーは、体積平均粒子径が1〜8μm、d10が0.5μm以上及びd90が15μm以下となるように均一分散されている
ことを特徴とする絶縁性熱伝導フィラー分散組成物。
An insulating heat conductive filler dispersion composition containing a polyamic acid, an insulating heat conductive filler, and a solvent,
The polyamic acid is obtained by reacting biphenyltetracarboxylic dianhydride with diaminodiphenyl ether,
The insulating heat conductive filler is made of aluminum nitride or aluminum nitride whose surface is coated with aluminum oxide, and has a specific surface area of 1.5 to 5 m 2 / g,
The content of the insulating heat conductive filler is 35 to 70% by volume, and
The insulating heat conductive filler is dispersed uniformly so that the volume average particle diameter is 1 to 8 μm, d 10 is 0.5 μm or more, and d 90 is 15 μm or less. Composition.
絶縁性熱伝導フィラーは、Si−Al−O−N層が表面に形成された窒化アルミニウム、又は、有機ケイ素系カップリング剤或いはチタネート系及びアルミネート系カップリング剤で表面処理された窒化アルミニウムであることを特徴とする請求項1記載の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物。 The insulating heat conductive filler is made of aluminum nitride having a Si—Al—O—N layer formed on the surface, or aluminum nitride surface-treated with an organosilicon coupling agent or a titanate and aluminate coupling agent. The insulating heat conductive filler dispersion composition according to claim 1, wherein 溶媒が、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ヘキサメチルホスホアミド及び1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンからなる群より選択される少なくとも1種の有機極性溶媒であることを特徴とする請求項1又は2記載の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物。 Solvents are N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, hexamethylphosphoamide and 1,3-dimethyl- The insulating thermal conductive filler dispersion composition according to claim 1 or 2, wherein the dispersion composition is an at least one organic polar solvent selected from the group consisting of 2-imidazolidinone. 絶縁性熱伝導フィラーの含有量が、35〜60体積%であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物。 The insulating heat conductive filler dispersion composition according to claim 1, 2 or 3, wherein the content of the insulating heat conductive filler is 35 to 60% by volume. 回転粘度計を用いて、25℃で測定した粘度が、0.5〜35Pa・sであることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物。 5. The insulating thermally conductive filler dispersion composition according to claim 1, wherein the viscosity measured at 25 ° C. using a rotational viscometer is 0.5 to 35 Pa · s. 請求項1、2、3、4又は5記載の絶縁性熱伝導フィラー分散組成物を塗布した後、加熱処理する工程を有することを特徴とする絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法。 A method for producing an insulating thermally conductive polyimide resin composition comprising a step of heat-treating after applying the insulating thermally conductive filler dispersion composition according to claim 1, 2, 3, 4 or 5. 請求項6記載の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物の製造方法により製造されることを特徴とする絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物。 It manufactures with the manufacturing method of the insulating heat conductive polyimide resin composition of Claim 6. The insulating heat conductive polyimide resin composition characterized by the above-mentioned. 請求項7記載の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物を用いてなることを特徴とする絶縁フィルム。 An insulating film comprising the insulating thermally conductive polyimide resin composition according to claim 7. 請求項7記載の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物からなる絶縁層と金属板とを有することを特徴とする金属放熱板。 A metal heat radiating plate comprising an insulating layer made of the insulating heat conductive polyimide resin composition according to claim 7 and a metal plate. 請求項7記載の絶縁性熱伝導ポリイミド樹脂組成物からなる絶縁層と回路用金属箔とを有することを特徴とする金属ベース回路基板。 A metal base circuit board comprising an insulating layer made of the insulating thermally conductive polyimide resin composition according to claim 7 and a circuit metal foil.
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