JP2014196403A - 熱硬化性樹脂組成物、熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エポキシ樹脂と、フェノール硬化剤と、硬化促進剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該熱硬化性樹脂組成物からなる未硬化あるいは半硬化シートの発熱挙動を示差走査型熱量計で測定したときに、発熱開始温度が100℃以上200℃未満であり且つ発熱ピーク温度が100℃以上200℃以下であり、該二次凝集粒子の配合量が熱硬化性樹脂組成物全量に対して25体積%以上70体積%以下であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
【選択図】なし
Description
樹脂マトリクスと二次凝集粒子とを含有する熱伝導性樹脂シートを搭載したパワーモジュールをトランスファーモールドにて製造する際、高温雰囲気で極めて短い加圧成形時間内(例えば180℃で90秒)で、樹脂マトリクスを二次凝集粒子の微小空洞内部にまで浸透させ、電気絶縁性を確保できる硬化度を得る必要がある。そのため、樹脂マトリクスの潜在性及び速硬化性といった反応性のコントロールが重要となる。つまり、樹脂マトリクスの反応性が速すぎると(潜在性が不十分である場合)、トランスファーモールド時の加圧状態に至るまでに樹脂マトリクスの硬化が進み粘度が上昇することで、樹脂マトリクスが二次凝集粒子の微小空洞内部にまで浸透せず、電気絶縁性が低下するといった問題が生じる。また、樹脂マトリクスの反応性が遅すぎると(速硬化性が不十分である場合)、加圧成形時間内(例えば180℃で90秒)に樹脂マトリクスの硬化が完了しないために、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面の十分な密着性が得られず、電気絶縁性が低下するといった問題が生じる。このため、極めて短い加圧成形時間内に樹脂マトリクスが二次凝集粒子の微小空洞内部に十分に浸透し、電気絶縁性を確保できる硬化度を得ることができるような樹脂マトリクスの反応性の調整が必要となるが、特許文献1及び2には、樹脂マトリクスの反応性をコントロールすることについて何ら言及がない。
また、例えば、特許文献3には、樹脂マトリクスの反応性をコントロールするために、速硬化性を有する硬化促進剤(例えば、テトラフェニルホスホニウム(4−メチルフェニル)ボレート)を樹脂組成物の構成成分として含有させることが提案されているものの、特許文献3では、トランスファーモールド法にて製造されるパワーモジュールに搭載される熱伝導性樹脂シートへの適用については何ら検討がなされていない。
また、本発明は、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、耐熱性、熱放散性及び電気絶縁性に優れたパワーモジュールを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、エポキシ樹脂と、フェノール硬化剤と、硬化促進剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該熱硬化性樹脂組成物からなる未硬化あるいは半硬化シートの発熱挙動をDSCで測定したときに、発熱開始温度が100℃以上200℃未満であり且つ発熱ピークの温度が100℃以上200℃以下であるか、又は、発熱開始温度が100℃以上200℃未満であり、発熱ピーク温度が200℃超であり且つ発熱ピークの半値幅が50℃以下であり、該二次凝集粒子の配合量が熱硬化性樹脂組成物全量に対して25体積%以上70体積以下であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シートである。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法である。
さらに、本発明は、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、該電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、該電力半導体素子で発生する熱を該一方の放熱部材から該他方の放熱部材に伝達する上記の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュールである。
また、本発明によれば、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、耐熱性、熱放散性及び電気絶縁性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、フェノール硬化剤と、硬化促進剤と、熱伝導性無機充填材とを含有するものである。熱伝導性無機充填材は、熱硬化性樹脂組成物中に分散されている。以下では、エポキシ樹脂とフェノール硬化剤との混合物を樹脂マトリクスと呼ぶことがある。
また、イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン、2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジン、 2,4−ジアミノ−6−ビニル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2,4−ジアミノ−6−メタクリロイルオキシエチル−s−トリアジン、エポキシ−イミダゾールアダクト、エポキシ−フェノール−ホウ酸エステル配合物などが挙げられる。
このようなビスフェノール型フェノキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、三菱化学株式会社から販売されているE1256、E4250、E4275などを用いることができる。
このような変性ビスフェノール型エポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、三菱化学株式会社から販売されているYL7175−500、YL7175−1000などを用いることができる。
このようなポリアルキレンオキシ化したビスフェノールA型エポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、DIC株式会社から販売されているEPICLON EXA4850、4816、4822などが挙げられる。
本発明において好ましいポリアルキレンオキシ化したビスフェノール型エポキシ樹脂は、ビスフェノール型樹脂をエーテル結合を有する炭化水素基によりポリアルキレンオキシ化したフェノール性樹脂とクロロヒドリンとを反応させたエポキシ樹脂であり、より好ましくはアルキレンオキシ基の繰り返し単位によりビスフェノール型樹脂が結合された構造を有するエポキシ樹脂であり、より好ましくは一般式(3)で示される構造を持つものである。
二次凝集粒子を構成する一次粒子の平均長径は、好ましくは15μm以下、より好ましくは0.1μm以上8μm以下である。一次粒子の平均長径が15μmよりも大きいと、一次粒子の焼結密度が低くなりすぎてしまい、二次凝集粒子自体の熱伝導性が低下すると共に、熱伝導性樹脂シートの製造工程(プレス工程)において二次凝集粒子が崩れ易くなり、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない場合がある。
なお、二次凝集粒子の形状は、球状に限定されず、鱗片状等の他の形状であってもよい。ただし、球状以外の他の形状の場合、平均粒径は当該形状における長辺の長さを意味する。また、球状の二次凝集粒子であれば、熱硬化性樹脂組成物を製造する際に、熱硬化性樹脂組成物の流動性を確保しつつ、二次凝集粒子の配合量を多くすることができるので好ましい。
まず、所定量のエポキシ樹脂と、このエポキシ樹脂を硬化させるために必要な量のフェノール硬化剤と、所定量の硬化促進剤と、所定量の柔軟性付与剤(使用する場合)とを混合する。
次に、この混合物に有機溶剤を加え、熱伝導率が10W/m・K以上である二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を加えて予備混合する。なお、混合物の粘度が低い場合には、有機溶剤を加えなくてもよい。
次に、この予備混合物を3本ロールやニーダ等を用いて混練することによって熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物にカップリング剤を配合する場合、カップリング剤は混練工程前までに加えればよい。
本実施の形態の熱伝導性樹脂シートは、上記の熱硬化性樹脂組成物をシート化して硬化させたものである。
以下、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートについて図面を用いて説明する。
図3は、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートの模式断面図である。図4は、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートにおける樹脂マトリクスと二次凝集粒子との界面の模式拡大断面図である。図3において、熱伝導性樹脂シート1は、樹脂マトリクス2と、樹脂マトリクス2中に分散された二次凝集粒子3から構成されている。また、二次凝集粒子3は、窒化ホウ素の一次粒子4から構成されている。
熱硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されず、ドクターブレード法などの公知の方法を用いることができる。
塗布した熱硬化性樹脂組成物の乾燥は、周囲温度で行ってよいが、有機溶剤の揮発を促進させる観点から、必要に応じて80℃以上150℃以下に加熱してもよい。
塗布乾燥物の硬化温度は、使用するエポキシ樹脂の種類に応じて適宜設定すればよいが、一般的に80℃以上250℃以下である。また、硬化時間は、特に限定されないが、一般的に2分以上24時間以下である。
また、塗布乾燥物を半硬化させる場合、必要に応じて加圧してもよい。この場合のプレス圧は、好ましくは0.5MPa以上50MPa以下、より好ましくは1.9MPa以上30MPa以下である。プレス圧が0.5MPa未満であると、熱伝導性樹脂シート1内のボイドを十分に除去することができない場合がある。一方、プレス圧が50MPaを超えると、二次凝集粒子3が変形又は崩壊してしまい、熱伝導性樹脂シート1の熱伝導性及び電気絶縁性が低下する場合がある。また、プレス時間は、特に限定されないが、一般的に1分以上60分以下である。
本実施の形態のパワーモジュールは、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、電力半導体素子で発生する熱を一方の放熱部材から他方の放熱部材に伝達する熱伝導性樹脂シートとを備える。
以下、本実施の形態のパワーモジュールについて図面を用いて説明する。
図6は、本実施の形態のパワーモジュールの模式断面模式図である。図6において、パワーモジュール10は、一方の放熱部材であるリードフレーム11に搭載された電力半導体素子12と、他方の放熱部材であるヒートシンク13と、リードフレーム11とヒートシンク13との間に配置された熱伝導性樹脂シート1とを備えている。さらに、電力半導体素子12と制御用半導体素子14との間、及び電力半導体素子12とリードフレーム11との間は、金属線15によってワイアボンディングされている。また、リードフレーム11の端部及びヒートシンク13の外部放熱のための部分以外は封止樹脂16で封止されている。
このような構成を有するパワーモジュール10は、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート1を有しているので、耐熱性及び熱放散性に優れている。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON EXA−4710)20質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER828)80質量部、フェノール硬化剤としてのフェノールノボラック樹脂(群栄化学工業株式会社製PSM6842)57質量部、硬化促進剤としてのトリス(p−メトキシフェニル)ホスフィン(融点:132℃、最大粒径:150μm以下)を樹脂マトリクス100質量部に対して0.3質量部、有機溶剤としてのn−ヘキサン302質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60、熱伝導率:60W/m・K、平均粒径:62μm)及び二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して25体積%ずつ添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子及び鱗片状窒化ホウ素が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
トリス(p−メトキシフェニル)ホスフィン0.3質量部の代わりに、1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(融点:139℃、最大粒径:150μm以下)0.3質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON EXA−4710)50質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER828)50質量部、フェノール硬化剤としてのフェノールノボラック樹脂(DIC株式会社製TD−2131)59質量部、硬化促進剤としてのトリ−p−トリルホスフィン(融点:142℃、最大粒径:150μm以下)を樹脂マトリクス100質量部に対して0.3質量部、有機溶剤としてのn−ヘキサン306質量部を用いて混合物を調製した以外は、実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON EXA−4710)50質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER828)50質量部、フェノール硬化剤としてのフェノールノボラック樹脂(DIC株式会社製TD−2131)59質量部、硬化促進剤としての1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン(融点:139℃、最大粒径:150μm以下)を樹脂マトリクス100質量部に対して0.3質量部、有機溶剤としてのn−ヘキサン306質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して50体積%添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
トリ−p−トリルホスフィン0.3質量部の代わりに、2−カルボキシエチルトリフェニルホスホニウムブロミド(融点:197℃、最大粒径:150μm以下)0.3質量部を用いた以外は、実施例3と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
トリ−p−トリルホスフィン0.3質量部の代わりに、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(融点:234℃、最大粒径:150μm以下)0.3質量部を用いた以外は、実施例3と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON EXA−4710)50質量部、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER828)50質量部、フェノール硬化剤としてのフェノールノボラック樹脂(DIC株式会社製TD−2131)59質量部、硬化促進剤としてのトリフェニルホスフィン(融点:89℃、最大粒径:150μm以下)を樹脂マトリクス100質量部に対して0.3質量部、有機溶剤としてのメチルエチルケトン306質量部を攪拌混合した。次に、この混合物に、二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して50体積%添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、鱗片状窒化ホウ素が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)50体積%の代わりに、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)及び二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して25体積%ずつ添加した以外は、比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
トリフェニルホスフィン0.3質量部の代わりに、テトラフェニルホスホニウムブロミド(融点:294℃、最大粒径:150μm以下)0.3質量部を用いると共に、二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)50体積%の代わりに、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)及び二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して25体積%ずつ添加した以外は、比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
トリフェニルホスフィン0.3質量部の代わりに、トリ−o−トリホスフィン(融点:124℃、最大粒径:150μm以下)0.3質量部を用いると共に、二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)50体積%の代わりに、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)及び二次凝集粒子を含まない鱗片状窒化ホウ素(電気化学工業株式会社製GP、平均粒径:8μm)を、有機溶剤を除いた混合物の体積に対して25体積%ずつ添加した以外は、比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜4の熱硬化性樹脂組成物から硬化促進剤、熱伝導性無機充填材及び有機溶剤を除いた樹脂マトリクス(すなわち、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック樹脂からなる樹脂マトリクス)について、100℃での溶融粘度をB型粘度計(東機産業株式会社製TV−10)にて測定した。結果を表1及び2に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた熱硬化性樹脂組成物を放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、120℃で10分間加熱乾燥させることによって得られた半硬化シートを作製した。この半硬化シートの発熱挙動(発熱開始温度、発熱ピーク温度及び発熱ピークの半値幅)を示差走査型熱量計(MAC SCIENCE製DSC3100)にて測定した。結果を表1及び2に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた熱硬化性樹脂組成物それぞれを、厚さ105μmの放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、110℃で15分間加熱乾燥させることによって、厚さが100μmの塗布乾燥物を得た。
次に、放熱部材上に形成した塗布乾燥物を、塗布乾燥物側が内側になるように2枚重ねた後、5MPaのプレス圧で加圧しながら100℃で20分間加熱することで半硬化(Bステージ)状態の熱伝導性樹脂シートを得た。これをさらに5MPaのプレス圧で加圧しながら200℃で3時間加熱することで、Bステージ状態の熱伝導性樹脂シートを完全に硬化させ、2つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シート(厚さ200μm)を得た。
実施例1〜6及び比較例1〜4で得られた熱硬化性樹脂組成物を放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、120℃で10分間加熱乾燥させることによって得られた半硬化シートを作製した。この半硬化シートを40℃雰囲気下にて10日間保存した後、トランスファーモールドにてパワーモジュールを作製し、熱伝導性樹脂シートとヒートスプレッダとの間の密着性を超音波映像装置にて確認し、下記基準で評価した。結果を表1及び2に示す。
○:剥離あり
×:剥離なし
これに対して、比較例1の熱硬化性樹脂組成物から得られる熱伝導性樹脂シートの熱伝導性は不十分であった。また、比較例2〜4の熱硬化性樹脂組成物から得られる熱伝導性樹脂シートを適用したパワーモジュールは、絶縁破壊電界が目標値(比較例1)を下回ることが判明した。さらに、比較例1、2及び4の熱硬化性樹脂組成物では、ポットライフが確保できないことが判明した。
また、硬化促進剤の融点、最大粒径及び有機溶剤に対する溶解性・分散性を規定することにより、熱伝導性樹脂シートの潜在性及び速硬化性を兼ね備えた反応性、並びに良好なポットライフを得ることができる。
Claims (11)
- エポキシ樹脂と、フェノール硬化剤と、硬化促進剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該熱硬化性樹脂組成物からなる未硬化あるいは半硬化シートの発熱挙動を示差走査型熱量計で測定したときに、発熱開始温度が100℃以上200℃未満であり且つ発熱ピーク温度が100℃以上200℃以下であり、該二次凝集粒子の配合量が熱硬化性樹脂組成物全量に対して25体積%以上70体積%以下であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
- エポキシ樹脂と、フェノール硬化剤と、硬化促進剤と、熱伝導率が10W/m・K以上である二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該熱硬化性樹脂組成物からなる未硬化あるいは半硬化シートの発熱挙動を示差走査型熱量計で測定したときに、発熱開始温度が100℃以上200℃未満であり、発熱ピーク温度が200℃超であり且つ発熱ピークの半値幅が50℃以下であり、該二次凝集粒子の配合量が熱硬化性樹脂組成物全量に対して25体積%以上70体積%以下であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化促進剤の融点は、130℃以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化促進剤は、前記熱硬化性樹脂組成物を調製する際に使用する樹脂マトリクス及び有機溶剤に不溶であり且つ分散することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記硬化促進剤の最大粒径は、150μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記熱硬化性樹脂組成物から前記硬化促進剤と前記熱伝導性無機充填材とを除いた樹脂マトリクスの100℃における粘度が20Pa・s以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記二次凝集粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させたものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記二次凝集粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させて焼結したものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シート。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法。
- 一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、該電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、該電力半導体素子で発生する熱を該一方の放熱部材から該他方の放熱部材に伝達する、請求項9に記載の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュール。
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016098301A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 | 熱伝導性に優れた熱溶融性フッ素樹脂組成物、該組成物から製造された成形品および、その製造方法 |
JP2017028128A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
JP2017028130A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
JP2017028129A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
JPWO2017014238A1 (ja) * | 2015-07-21 | 2018-05-10 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性シートおよび半導体装置 |
JP2018095541A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | デンカ株式会社 | グラファイト樹脂複合体 |
KR20180124915A (ko) | 2016-03-10 | 2018-11-21 | 덴카 주식회사 | 세라믹 수지 복합체 |
WO2019111978A1 (ja) | 2017-12-05 | 2019-06-13 | デンカ株式会社 | 窒化物系セラミックス樹脂複合体 |
JPWO2021157246A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | ||
CN113631504A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-09 | 富士胶片株式会社 | 散热片的制造方法 |
WO2022080078A1 (ja) * | 2020-10-16 | 2022-04-21 | 富士フイルム株式会社 | 硬化性組成物、熱伝導材料、熱伝導シート、熱伝導層付きデバイス |
WO2022118873A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物および成形体 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0853601A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
WO2009041300A1 (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corporation | 熱伝導性シート及びパワーモジュール |
WO2011104996A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 三菱電機株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、bステージ熱伝導性シート及びパワーモジュール |
JP2013001861A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Kyocera Chemical Corp | 半導体封止用樹脂組成物、その製造方法及び半導体装置 |
-
2013
- 2013-03-29 JP JP2013072435A patent/JP5855042B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0853601A (ja) * | 1994-08-10 | 1996-02-27 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 半導体封止用エポキシ樹脂組成物 |
WO2009041300A1 (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corporation | 熱伝導性シート及びパワーモジュール |
US20100226095A1 (en) * | 2007-09-26 | 2010-09-09 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat conductive sheet and power module |
WO2011104996A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | 三菱電機株式会社 | 熱硬化性樹脂組成物、bステージ熱伝導性シート及びパワーモジュール |
US20130012621A1 (en) * | 2010-02-23 | 2013-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Thermosetting resin composition, b-stage heat conductive sheet, and power module |
JP2013001861A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Kyocera Chemical Corp | 半導体封止用樹脂組成物、その製造方法及び半導体装置 |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016098301A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 | 熱伝導性に優れた熱溶融性フッ素樹脂組成物、該組成物から製造された成形品および、その製造方法 |
JPWO2017014238A1 (ja) * | 2015-07-21 | 2018-05-10 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性シートおよび半導体装置 |
JP7073716B2 (ja) | 2015-07-21 | 2022-05-24 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物、熱伝導性シートおよび半導体装置 |
JP2017028128A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
JP2017028130A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
JP2017028129A (ja) * | 2015-07-23 | 2017-02-02 | 住友ベークライト株式会社 | パワーモジュール用基板、パワーモジュール用回路基板およびパワーモジュール |
KR102306153B1 (ko) | 2016-03-10 | 2021-09-27 | 덴카 주식회사 | 세라믹 수지 복합체 |
KR20180124915A (ko) | 2016-03-10 | 2018-11-21 | 덴카 주식회사 | 세라믹 수지 복합체 |
US10487013B2 (en) | 2016-03-10 | 2019-11-26 | Denka Company Limited | Ceramic resin composite body |
JP2018095541A (ja) * | 2016-12-16 | 2018-06-21 | デンカ株式会社 | グラファイト樹脂複合体 |
WO2019111978A1 (ja) | 2017-12-05 | 2019-06-13 | デンカ株式会社 | 窒化物系セラミックス樹脂複合体 |
US11492299B2 (en) | 2017-12-05 | 2022-11-08 | Denka Company Limited | Nitride ceramic resin composite body |
KR20200090166A (ko) | 2017-12-05 | 2020-07-28 | 덴카 주식회사 | 질화물계 세라믹스 수지 복합체 |
CN113631504A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-11-09 | 富士胶片株式会社 | 散热片的制造方法 |
CN113631504B (zh) * | 2019-03-27 | 2024-02-09 | 富士胶片株式会社 | 散热片的制造方法 |
JPWO2021157246A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | ||
CN115066465A (zh) * | 2020-02-06 | 2022-09-16 | 富士胶片株式会社 | 组合物、导热材料、导热片及带导热层的器件 |
WO2021157246A1 (ja) * | 2020-02-06 | 2021-08-12 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、熱伝導材料、熱伝導シート、熱伝導層付きデバイス |
JP7297109B2 (ja) | 2020-02-06 | 2023-06-23 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、熱伝導材料、熱伝導シート、熱伝導層付きデバイス |
WO2022080078A1 (ja) * | 2020-10-16 | 2022-04-21 | 富士フイルム株式会社 | 硬化性組成物、熱伝導材料、熱伝導シート、熱伝導層付きデバイス |
WO2022118873A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 住友ベークライト株式会社 | 熱伝導性樹脂組成物および成形体 |
JPWO2022118873A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | ||
CN116547361A (zh) * | 2020-12-04 | 2023-08-04 | 住友电木株式会社 | 导热性树脂组合物和成型体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5855042B2 (ja) | 2016-02-09 |
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