JP2015193704A - High heat conductive ceramic powder-containing resin composition and cured article thereof - Google Patents

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祐二 大塚
Yuji Otsuka
祐二 大塚
中西 哲也
Tetsuya Nakanishi
哲也 中西
茂顕 田内
Shigeaki Tauchi
茂顕 田内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high heat conductive resin cured article, a high heat conductive semi-cured resin film, and high heat conductive resin composition having both of excellent heat conductivity and excellent voltage resistance.SOLUTION: There is provided a high heat conductive alumina powder-containing resin composition containing a resin (A) and a high density spherical alumina powder (B), satisfying that: the high density spherical alumina powder (B) has an average particle diameter of 50 μm or less, sphericity of 0.9 or more, and true specific gravity of 3.9 or more; a cumulative water content exposed amount by 200°C in a heating discharge gas analysis is 40% or less than of a total discharge water content by 1000°C; the cumulative water content exposed amount by 550°C is 90% or less than of the total discharge water content by 1000°C; and the cumulative water content exposed amount by 600 to 1000°C is 10% or less than of the total discharge water content by 1000°C.

Description

本発明は、高熱伝導性樹脂硬化物、高熱伝導性半硬化樹脂フィルム及び高熱伝導性樹脂組成物に関し、これらは回路基板や電子部品において絶縁層を形成する等の用途に有用である。   The present invention relates to a highly thermally conductive resin cured product, a highly thermally conductive semi-cured resin film, and a highly thermally conductive resin composition, which are useful for applications such as forming an insulating layer in a circuit board or an electronic component.

近年、半導体の高集積化や取り扱い電力の増大などによる電気機器の発熱が大きくなり、放熱が喫緊の課題となっている。従来は主にアルミナなどを焼結して作製したセラミックス基板を用いてデバイスの放熱を行っていたが、セラミックス基板は生産性が悪いほか、高価で脆く、重いという問題がある。これを解決するため、例えばアルミなどの厚い金属板を放熱板としたメタルベース基板が考案され、現在市場が広がりを見せている。   In recent years, heat generation of electrical equipment due to high integration of semiconductors and increased handling power has increased, and heat dissipation has become an urgent issue. Conventionally, heat dissipation of devices has been performed using a ceramic substrate produced mainly by sintering alumina or the like. However, the ceramic substrate has problems that it is not only productive but also expensive, brittle and heavy. In order to solve this, a metal base substrate using a thick metal plate such as aluminum as a heat sink has been devised, and the market is now expanding.

メタルベース基板は厚い金属板の上に樹脂製の絶縁層を配し、その上に回路を形成し、半導体を実装するものであるが、この絶縁層には熱をよく逃がす性質が求められる。このため、メタルベース基板の絶縁層は、樹脂に熱伝導性のフィラーを高充填することによって、絶縁性を確保しつつ、熱伝導性が付与されている。   A metal base substrate has a resin insulating layer disposed on a thick metal plate, a circuit is formed thereon, and a semiconductor is mounted. The insulating layer is required to have a property of releasing heat well. For this reason, the insulating layer of the metal base substrate is provided with thermal conductivity while ensuring insulation by highly filling the resin with a thermally conductive filler.

絶縁樹脂層の熱伝導性を高めるために、1)樹脂の高熱伝導化、2)フィラーの高熱伝導化または3)フィラーの高充填化、というそれぞれ独立した3つのアプローチがある。   In order to increase the thermal conductivity of the insulating resin layer, there are three independent approaches: 1) high thermal conductivity of the resin, 2) high thermal conductivity of the filler or 3) high packing of the filler.

アルミナは、比較的安価でありながら化学的に安定であり、熱伝導性も比較的高いことから、有用な熱伝導性材料として広く検討されている。フィラーには様々な形状のものが存在するが、形状によって特徴が大きく変化することについては、これまでに数多くの報告例がある。   Alumina is widely studied as a useful heat conductive material because it is relatively inexpensive but chemically stable and relatively high in heat conductivity. There are various types of fillers, but there have been many reports on the fact that the characteristics greatly change depending on the shape.

材料の熱伝導性は、結晶数が少なく、かつ、真比重および純度が高いものほど良好となる。例えばアルミナに関しては、最も真比重が高いαアルミナ単結晶が最も高い熱伝導性を示すが、球状アルミナは火炎溶融法により製造されることが一般的であるため、αアルミナ以外の結晶系も含まれる多結晶体となる。αアルミナ以外の結晶系は、いずれも高温により最終的にαアルミナに遷移していくため、球状アルミナを高温で再焼成することで球状を維持したままαアルミナ比率を高め、通常のアルミナよりも熱伝導性も高くすることができる。しかし、通常のアルミナを焼成して得られた高比重球状アルミナを実際に樹脂に混練すると、通常アルミナよりも硬化体物性が低下してしまう問題があった。この原因は、焼成によってアルミナ表面の水酸基が失われてしまうためであると考えられ、通常の球状アルミナ粉末よりも樹脂との濡れ性の悪化や、シランカップリング剤との反応点の減少による樹脂との化学結合の形成ができないことと考えられている。   The thermal conductivity of the material is better as the number of crystals is smaller and the true specific gravity and purity are higher. For example, with regard to alumina, α alumina single crystal with the highest true specific gravity shows the highest thermal conductivity, but since spherical alumina is generally produced by the flame melting method, it includes crystal systems other than α alumina. It becomes a polycrystal. Since all crystal systems other than α-alumina eventually transition to α-alumina at high temperatures, re-firing spherical alumina at high temperatures increases the α-alumina ratio while maintaining the spherical shape, which is higher than that of normal alumina. Thermal conductivity can also be increased. However, when the high specific gravity spherical alumina obtained by firing ordinary alumina is actually kneaded with the resin, there is a problem that the physical properties of the cured product are deteriorated as compared with ordinary alumina. This is thought to be due to the loss of hydroxyl groups on the surface of the alumina due to the firing. The resin is deteriorated in wettability with the resin compared to ordinary spherical alumina powder and the reaction point with the silane coupling agent is reduced. It is thought that a chemical bond cannot be formed.

一般的な表面状態を改善する方法として、例えば特許文献1には窒化ホウ素および、窒化アルミニウム粒子に紫外線を照射することにより粒子表面の表面エネルギーを増加させ、混練性を改善する方法が提案されている。しかしながら、アルミナは窒化ホウ素よりも化学的安定性に優れることもあって、紫外線照射による表面の改質は難しいといった問題があった。   As a general method for improving the surface condition, for example, Patent Document 1 proposes a method of improving the kneadability by increasing the surface energy of the particle surface by irradiating boron nitride and aluminum nitride particles with ultraviolet rays. Yes. However, alumina has a problem that it is difficult to modify the surface by ultraviolet irradiation because it has better chemical stability than boron nitride.

特許文献2には、平均粒径1〜10μmの球状アルミナを1100〜1500℃の熱処理をし、α化率80%、比重3.85以上に高めたアルミナ粉末とそれを使用した高熱伝導絶縁材料用の樹脂組成物が開示されている。この方法は後処理によってα化率を高めることによって熱伝導率を向上するものであるが、高温での熱処理により、粒子表面の水酸基が失われて樹脂との親和性が低下してしまうため、特に樹脂組成物の硬化体の機械物性および絶縁破壊電圧が低下する問題があった。   Patent Document 2 discloses an alumina powder obtained by heat-treating spherical alumina having an average particle diameter of 1 to 10 μm at 1100 to 1500 ° C. to increase an alpha conversion rate of 80% and a specific gravity of 3.85 or more, and a high thermal conductive insulating material using the same Resin compositions for use are disclosed. This method is to improve the thermal conductivity by increasing the alpha conversion rate by post-treatment, but due to the heat treatment at high temperature, the hydroxyl group on the particle surface is lost and the affinity with the resin is reduced, In particular, there was a problem that the mechanical properties and dielectric breakdown voltage of the cured product of the resin composition were lowered.

特許文献3、4には、アルミナ原料を2200〜2400℃で火炎溶融し、40〜120L/hrの水噴霧で急冷することにより、孤立OH基の多い球状アルミナ粉末を製造する方法が開示されている。しかしながら、急冷により製造される球状アルミナ粉末は従来よりもαアルミナ以外の結晶系の割合の多い多結晶体になり易く、製造される球状アルミナ粉末は従来よりもαアルミナ以外の結晶系の割合の多い多結晶体になり易く、その熱伝導率は従来の球状アルミナ粉末と何ら変わりなく、その熱伝導率が低下するといった問題があった。   Patent Documents 3 and 4 disclose a method of producing a spherical alumina powder having many isolated OH groups by flame melting an alumina raw material at 2200 to 2400 ° C. and quenching with an aqueous spray of 40 to 120 L / hr. Yes. However, the spherical alumina powder produced by rapid cooling tends to be a polycrystal having a higher proportion of crystal system other than α-alumina than the conventional one, and the produced spherical alumina powder has a proportion of crystal system other than α-alumina than the conventional one. There was a problem that many polycrystals were easily formed, and the thermal conductivity was not different from that of the conventional spherical alumina powder, and the thermal conductivity was lowered.

WO2013/046784WO2013 / 046784 特開2014−9140号公報JP 2014-9140 A 特開2011−98841号公報JP 2011-98841 A 特開2011−102215号公報JP 2011-102215 A

本発明は、優れた熱伝導性と優れた耐電圧特性を兼ね備えた高熱伝導性樹脂硬化物、高熱伝導性半硬化樹脂フィルム及び高熱伝導性樹脂組成物を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a highly thermally conductive resin cured product, a highly thermally conductive semi-cured resin film, and a highly thermally conductive resin composition having both excellent thermal conductivity and excellent withstand voltage characteristics.

本発明は、樹脂(A)と高比重球状アルミナ粉末(B)を含む樹脂組成物であって、高比重球状アルミナ粉末(B)が、平均粒子径が50μm以下、真球度が0.9以上、真比重が3.9以上であり、加熱放出ガス分析における、200℃までの累積水分表出量が1000℃までの総放出水分量の40%以下であること、550℃までの累積水分放出量が1000℃までの総放出水分量の90%以上であること、かつ600〜1000℃までの累積水分放出量が1000℃までの総放出水分量の10%以下であることを特徴とする高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物である。   The present invention is a resin composition comprising a resin (A) and a high specific gravity spherical alumina powder (B), wherein the high specific gravity spherical alumina powder (B) has an average particle diameter of 50 μm or less and a sphericity of 0.9. As described above, the true specific gravity is 3.9 or more, and the accumulated moisture expression up to 200 ° C. is 40% or less of the total released moisture amount up to 1000 ° C. in the heat release gas analysis, and the accumulated moisture up to 550 ° C. The discharge amount is 90% or more of the total released water amount up to 1000 ° C., and the cumulative water release amount up to 600 to 1000 ° C. is 10% or less of the total released water amount up to 1000 ° C. This is a resin composition containing a high thermal conductivity alumina powder.

高比重球状アルミナ粉末(B)の含有量は、樹脂組成物に対して40重量%以上であることが好ましい。樹脂(A)としては、熱又は光硬化性樹脂であることが好ましく、エポキシ樹脂であることがより好ましい。   The content of the high specific gravity spherical alumina powder (B) is preferably 40% by weight or more based on the resin composition. The resin (A) is preferably a heat or photocurable resin, and more preferably an epoxy resin.

また、本発明は上記の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物をフィルム状成型し、半硬化せしめた半硬化樹脂フィルム、及びこの半硬化樹脂フィルムを硬化して得られる硬化フィルムである。更に本発明は、上記の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物を硬化して得られる硬化物である。   Further, the present invention is a semi-cured resin film obtained by film-molding the above-mentioned highly thermally conductive alumina powder-containing resin composition and semi-cured, and a cured film obtained by curing the semi-cured resin film. Furthermore, this invention is a hardened | cured material obtained by hardening | curing said highly heat conductive alumina powder containing resin composition.

本発明の樹脂組成物は表面が改質された特定の高比重球状アルミナ粉末を含有するため、これから得られる硬化物、硬化フィルムは高熱伝導性と絶縁性を両立させ、優れた放熱特性と高い耐電圧特性を有するものとなる。従って、本発明の樹脂組成物、硬化物、硬化フィルムは、例えば回路基板、電子部品等における放熱性の絶縁層や、放熱性と絶縁性を兼ね備えた接着剤層の形成に好ましく適用できる   Since the resin composition of the present invention contains a specific high specific gravity spherical alumina powder whose surface has been modified, the cured product and cured film obtained therefrom have both high thermal conductivity and insulation, excellent heat dissipation characteristics and high It has a withstand voltage characteristic. Therefore, the resin composition, cured product, and cured film of the present invention can be preferably applied to, for example, the formation of a heat-dissipating insulating layer in a circuit board, an electronic component, or an adhesive layer having both heat dissipating properties and insulating properties.

次に、本発明の実施の形態について説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described.

本発明の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物(以下、樹脂組成物と記すことがある。)は、樹脂(A)と、高熱伝導性アルミナ粉末(B)を含有する。   The high thermal conductivity alumina powder-containing resin composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a resin composition) contains a resin (A) and a high thermal conductivity alumina powder (B).

樹脂(A)は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂が使用できる。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、クレゾール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂を用いることができる。好ましくは、光又は熱硬化性の樹脂であり、より好ましくは、熱膨張率が小さく、耐熱性、接着性に優れたエポキシ樹脂である。   Resin (A) is not specifically limited, A thermoplastic resin and a thermosetting resin can be used. For example, use epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, cresol resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, isocyanate resin, polyurethane resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene terephthalate resin, polyphenylene sulfide resin, fluorine resin, polyphenylene oxide resin Can do. Preferred is a light or thermosetting resin, and more preferred is an epoxy resin having a low coefficient of thermal expansion and excellent heat resistance and adhesiveness.

高熱伝導性アルミナ粉末(B)は、平均粒子径が50μm以下、真球度が0.9以上、真比重が3.9以上であり、次の特性を満足する。
a) 200℃までの累積水分放出量Aが、1000℃までの総放出水分量Dの40%以下であること、
b) 550℃までの累積水分放出量Bが、1000℃までの総放出水分量Dの90%以上であること、及び
c) 600〜1000℃までの累積水分放出量Cが、1000℃までの総放出水分量Dの10%以下である。
上記総放出水分量Dに対する累積水分放出量Aの比は、40%以下であるが、好ましくは、23〜38%の範囲である。上記総放出水分量Dに対する累積水分放出量Bの比は、90%以上であるが、好ましくは、90〜95%の範囲である。上記総放出水分量Dに対する累積水分放出量Cの比は、40%以下であるが、好ましくは、5〜8%の範囲である。
The high thermal conductivity alumina powder (B) has an average particle diameter of 50 μm or less, a sphericity of 0.9 or more, and a true specific gravity of 3.9 or more, and satisfies the following characteristics.
a) Cumulative water release amount A up to 200 ° C. is 40% or less of the total water release amount D up to 1000 ° C.,
b) Cumulative water release amount B up to 550 ° C. is 90% or more of the total water release amount D up to 1000 ° C., and
c) The cumulative water release amount C up to 600-1000 ° C. is 10% or less of the total water release amount D up to 1000 ° C.
The ratio of the cumulative water release amount A to the total water release amount D is 40% or less, preferably in the range of 23 to 38%. The ratio of the cumulative water release amount B to the total water release amount D is 90% or more, but is preferably in the range of 90 to 95%. The ratio of the cumulative water release amount C to the total water release amount D is 40% or less, but is preferably in the range of 5 to 8%.

ここで、加熱放出ガス分析の条件は実施例に記載の条件に従う。また、加熱放出ガス分析に付す初期状態の高比重球状アルミナ粉末は、常温25℃、相対湿度RH30%の条件で24h以上放置されたものである。累積水分放出量及び総放出水分量において、初期温度が記載されていない場合は、常温25℃からの累積水分放出量及び総放出水分量と理解される。   Here, the conditions of the heat release gas analysis follow the conditions described in the examples. In addition, the high specific gravity spherical alumina powder in the initial state subjected to the heat release gas analysis is left to stand for 24 hours or more at room temperature of 25 ° C. and relative humidity of RH 30%. In the cumulative water release amount and the total water release amount, when the initial temperature is not described, it is understood as the cumulative water release amount and the total water release amount from the room temperature of 25 ° C.

アルミナ粉末の種類としては、例えば、結晶性アルミナ、溶融アルミナ等が挙げられる。最密充填による高熱伝導性を図る観点から、結晶性アルミナ、溶融アルミナのいずれでもよいが、上記特性を満足する必要がある。   Examples of the type of alumina powder include crystalline alumina and fused alumina. From the viewpoint of achieving high thermal conductivity by close-packing, either crystalline alumina or fused alumina may be used, but it is necessary to satisfy the above characteristics.

一般的な球状アルミナ粉末は、火炎溶融法によって製造されているため多結晶体であり、α-アルミナ以外のγ-アルミナやδ-アルミナなどの遷移アルミナをも含む。α-アルミナはアルミナの結晶系のなかでも最も比重が高く、かつ熱伝導率が高いため、アルミナ粉末の比重が3.98に近ければ近いほど熱伝導性が良好となるが、実際にはアルミナ粉末の内部に若干の空隙を含むこともあるため、高比重球状アルミナ粉末の比重は3.9以上であればよい。高比重のアルミナ粉末を得る方法ついては、塊状のαアルミナの粉砕や、アルミニウムアルコキシドの分解、アルミナ粉末の再焼成などによる方法があげられるが、市販品としてあるような通常の球状アルミナ粉末を後焼成する方法が好ましい。塊状のα-アルミナの粉砕は粒子形状が不定形となるため、比表面積が大きくなり混練性が低下するほか、薬品や熱処理による球状化も真球度の高いものを作製することが難しい。また、アルミニウムアルコキシドの分解による方法も球状のフィラーを得ることが難しいほか、大粒径の粒子を得ることもまた困難である。   General spherical alumina powder is a polycrystal because it is produced by a flame melting method, and also includes transition alumina such as γ-alumina and δ-alumina other than α-alumina. Since α-alumina has the highest specific gravity among the crystal systems of alumina and high thermal conductivity, the closer the specific gravity of the alumina powder is to 3.98, the better the thermal conductivity. Since some voids may be included inside, the specific gravity of the high specific gravity spherical alumina powder may be 3.9 or more. The method for obtaining high specific gravity alumina powder includes pulverization of bulk α-alumina, decomposition of aluminum alkoxide, re-firing of alumina powder, etc., but post-firing normal spherical alumina powder as commercially available Is preferred. The pulverization of massive α-alumina has an irregular particle shape, so that the specific surface area is increased and the kneadability is lowered. In addition, it is difficult to produce a sphere with high sphericity by chemicals or heat treatment. In addition, it is difficult to obtain spherical fillers and it is also difficult to obtain particles having a large particle diameter by a method using aluminum alkoxide decomposition.

上記のように通常の球状アルミナ粉末は、αアルミナ以外の結晶系のアルミナ(遷移アルミナ)が含まれているが、これらの遷移アルミナは、いずれも1100℃以上の高温でαアルミナ結晶に転移するため、1100℃以上の温度でアルミナ粒子同士の焼結や、融解による形状の悪化を抑えるような条件で再焼成することによって、球状を維持したまま高比重のアルミナ粉末を得ることが可能である。真比重が3.9以上の高比重アルミナ粉末はほぼα-アルミナ単体からなるが、α-アルミナは他の遷移アルミナに比べて表面水酸基が少ないため、樹脂との親和性やシランカップリング剤との反応性が通常球状アルミナ粉末よりも低下する。このため、高比重アルミナ粉末を充填した樹脂組成物の物性が、従来の通常球状アルミナを使用したものよりも低下してしまい、それ故に充填量を上げられず、高熱伝導性を有効に活用することができなかった。しかし、上記加熱放出ガス分析における特定温度領域での水分放出量をある一定値以上と又は以下することで、高比重球状アルミナ粉末の樹脂とに親和性性や、シランカップリング剤との反応性を向上させることができ、高比重球状アルミナを高充填した樹脂組成物の電極耐電圧および熱伝導率を向上させることができる。   As described above, ordinary spherical alumina powder contains crystalline alumina (transition alumina) other than α-alumina, and these transition aluminas all transition to α-alumina crystals at a high temperature of 1100 ° C. or higher. Therefore, it is possible to obtain alumina powder having a high specific gravity while maintaining the spherical shape by refiring at a temperature of 1100 ° C. or higher under conditions that suppress sintering of alumina particles and deterioration of shape due to melting. . High specific gravity alumina powder with a true specific gravity of 3.9 or more is composed of α-alumina alone, but α-alumina has fewer surface hydroxyl groups than other transition aluminas, so it has affinity for resin and reaction with silane coupling agents. The properties are usually lower than spherical alumina powder. For this reason, the physical properties of the resin composition filled with the high specific gravity alumina powder are lower than those using the conventional ordinary spherical alumina, and therefore the filling amount cannot be increased, and the high thermal conductivity is effectively utilized. I couldn't. However, by setting the amount of water released in a specific temperature range in the above-mentioned heat release gas analysis to be above or below a certain value, it has affinity for high specific gravity spherical alumina powder resin and reactivity with silane coupling agent. The electrode withstand voltage and the thermal conductivity of the resin composition highly filled with high specific gravity spherical alumina can be improved.

このような加熱放出ガス分析における特定温度領域での水分放出量を満足する高比重球状アルミナ粉末は湿式もしくは乾式の表面改質処理を行うことによって得られるが、処理の均一性などの面から湿式処理が好ましく、例えば熱水で20分以上撹拌することによって、得ることができる。
なお、この時の水温は70℃以上が好ましく、80℃以上がより好ましい。さらに、アルミナはアルカリ性の水溶液に少量溶解することから、熱水にアルカリ性物質を添加すると、高比重球状アルミナの表面改質効果が高まることからより好ましい。
熱水にアルカリ性物質を添加する場合は、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの強アルカリ性を示すアルカリ金属の水酸化物が好ましく、その濃度は0.1M以上が好ましく、0.5〜5Mがより好ましい。なお、処理水に水溶性のアルカリ性物質を添加した場合は、処理水を脱水した後に純水で複数回洗浄を行うことが好ましい。このとき酸で中和処理を行ってしまうと、表面改質の効果を低減させてしまうため好ましくない。
The high specific gravity spherical alumina powder that satisfies the moisture release amount in a specific temperature region in the heat release gas analysis can be obtained by wet or dry surface modification treatment. Treatment is preferred, and it can be obtained, for example, by stirring with hot water for 20 minutes or more.
The water temperature at this time is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher. Furthermore, since alumina dissolves in a small amount in an alkaline aqueous solution, it is more preferable to add an alkaline substance to hot water because the surface modification effect of high specific gravity spherical alumina is enhanced.
When adding an alkaline substance to hot water, an alkali metal hydroxide exhibiting strong alkalinity such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is preferred, and its concentration is preferably 0.1 M or more, more preferably 0.5 to 5 M. preferable. In addition, when a water-soluble alkaline substance is added to the treated water, it is preferable to perform washing several times with pure water after dehydrating the treated water. If neutralization is performed with an acid at this time, the effect of surface modification is reduced, which is not preferable.

表面改質処理後の高比重球状アルミナ粉末は、不織布などのフィルターを用いて処理水より濾別し、熱風乾燥器などにより100℃以上の温度で8時間以上乾燥し、水分を除去したものが好ましい。   The high specific gravity spherical alumina powder after the surface modification treatment is filtered from treated water using a filter such as a non-woven fabric, dried by a hot air drier etc. at a temperature of 100 ° C. or more for 8 hours or more to remove moisture. preferable.

本発明の樹脂組成物は、高比重球状アルミナ粉末(B)をフィラーとして含むが、高比重球状アルミナ粉末(B)と共に他の高熱伝導セラミックス粉末を使用してもよい。他の高熱伝導セラミックス粉末としては、熱伝導率が5W/m・K以上のものが適する。かかる他の高熱伝導セラミックス粉末としては、アルミナ、窒化アルミニウム、結晶シリカ、窒化ホウ素、窒化ケイ素等があり、価格や化学的安定性、粉末粒子形状から窒化アルミニウムや窒化ホウ素、窒化ケイ素などが好ましく挙げられる。他の高熱伝導セラミックス粉末は、高比重球状アルミナ粉末(B)と高比重球状アルミナ粉末(B)の合計に対し、0〜70wt%の範囲が好ましく、より好ましくは0〜50wt%の範囲である。   The resin composition of the present invention contains the high specific gravity spherical alumina powder (B) as a filler, but other high heat conductive ceramic powders may be used together with the high specific gravity spherical alumina powder (B). Other high thermal conductive ceramic powders having a thermal conductivity of 5 W / m · K or more are suitable. Examples of such other high thermal conductive ceramic powders include alumina, aluminum nitride, crystalline silica, boron nitride, silicon nitride, etc., and aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, etc. are preferable because of their price, chemical stability, and powder particle shape. It is done. The other high thermal conductive ceramic powder is preferably in the range of 0 to 70 wt%, more preferably in the range of 0 to 50 wt%, based on the total of the high specific gravity spherical alumina powder (B) and the high specific gravity spherical alumina powder (B). .

フィラーとして配合される高比重球状アルミナ粉末(B)又は他の高熱伝導セラミックス粉末の粒度分布は、以下のように配合されることが好ましい。以下、フィラーというときは、特段の断りがない限り、高比重球状アルミナ粉末(B)を単独で使用するときは高比重球状アルミナ粉末(B)を意味し、他の高熱伝導セラミックス粉末を併用するときは両者を意味すると解される。   The particle size distribution of the high specific gravity spherical alumina powder (B) or other high thermal conductive ceramic powder blended as the filler is preferably blended as follows. Hereinafter, the term “filler” refers to the high specific gravity spherical alumina powder (B) when used alone, and other high heat conductive ceramic powders are used in combination unless otherwise specified. Sometimes understood to mean both.

i) 平均粒子径D50が0.1〜1.0μmの小粒径フィラーを、フィラーの全量に対し、15〜25wt%、好ましくは18〜22wt%、
ii) 平均粒子径D50が3〜20μmの範囲内の中粒径フィラーを、フィラーの全量に対し、15〜45wt%、好ましくは18〜42wt%、
iii) 平均粒子径D50が30〜60μmの範囲内の大粒径フィラーを、フィラーの全量に対し、40〜70wt%、好ましくは45〜65wt%。
ここで、上記小粒径フィラーと中粒径フィラーと大粒径フィラーの合計は100wt%であり、フィラー全体としてD50は50μm以下である。
i) A small particle size filler having an average particle diameter D50 of 0.1 to 1.0 μm is 15 to 25 wt%, preferably 18 to 22 wt%, based on the total amount of filler,
ii) A medium particle size filler having an average particle diameter D50 in the range of 3 to 20 μm is 15 to 45 wt%, preferably 18 to 42 wt%, based on the total amount of filler,
iii) 40 to 70 wt%, preferably 45 to 65 wt% of a large particle size filler having an average particle size D50 in the range of 30 to 60 [mu] m with respect to the total amount of filler.
Here, the total of the above-mentioned small particle size filler, medium particle size filler and large particle size filler is 100 wt%, and D50 as a whole filler is 50 μm or less.

フィラーの粒子径分布が上記範囲から外れると高熱伝導性と絶縁性との両立が困難になり、樹脂組成物を硬化させた硬化物において、十分な放熱特性と耐電圧特性が得られない。また、フィラーの粒子径分布が上記範囲から外れると、ワニスとした場合の粘度、または樹脂フィルムとした場合の溶融粘度が増大して、例えば絶縁性の接着剤層とした場合の加工性や接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりすることもある。なお、平均粒子径D50とは、フィラーの全体積を100%としたとき、粒子径の体積分率の累積カーブにおいて50%累積となるときの粒子径を意味する。   If the particle size distribution of the filler is out of the above range, it becomes difficult to achieve both high thermal conductivity and insulating properties, and sufficient heat dissipation characteristics and withstand voltage characteristics cannot be obtained in a cured product obtained by curing the resin composition. In addition, if the particle size distribution of the filler is out of the above range, the viscosity when used as a varnish or the melt viscosity when used as a resin film is increased. For example, workability and adhesion when an insulating adhesive layer is used. In some cases, the surface properties may deteriorate or the surface condition may deteriorate. The average particle diameter D50 means the particle diameter when 50% is accumulated in the cumulative curve of the volume fraction of the particle diameter when the total volume of the filler is 100%.

フィラーのうち、大粒径フィラーおよび/または中粒径フィラーには、特に高比重球状アルミナ粉末(B)を使うことが熱伝導率の向上に効果的であり、フィラーの総重量の40wt%以上を高比重球状アルミナ粉末(B)とすることが好ましく、大粒径フィラーの総重量の全量を高比重球状アルミナ粉末(B)とすることがより好ましい。ただし、この場合の大粒径フィラーのD50は50μm以下であることがよい。
また、フィラーの全量に対し、大粒径フィラーの配合量を50wt%以上にすることで、硬化物の厚み方向において大粒径フィラーが密に充填された状態となって厚み方向の熱伝導のパスが増加し、放熱特性を向上させることができる。それに対し、大粒径フィラーの配合量が少な過ぎると硬化物の厚み方向において隣接する大粒径フィラー間隔が開いて熱伝導のパスが少なくなり、放熱特性が低下する傾向がある。
Among the fillers, use of high specific gravity spherical alumina powder (B) is particularly effective for large particle size fillers and / or medium particle size fillers in order to improve thermal conductivity, and 40 wt% or more of the total weight of the fillers. Is preferably a high specific gravity spherical alumina powder (B), more preferably the total weight of the large particle size filler is the high specific gravity spherical alumina powder (B). However, D50 of the large particle size filler in this case is preferably 50 μm or less.
Further, by setting the blending amount of the large particle size filler to 50 wt% or more with respect to the total amount of the filler, the large particle size filler is densely packed in the thickness direction of the cured product, and the heat conduction in the thickness direction is increased. The number of paths increases and the heat dissipation characteristics can be improved. On the other hand, if the blending amount of the large particle size filler is too small, the adjacent large particle size fillers are opened in the thickness direction of the cured product, the heat conduction path is reduced, and the heat dissipation characteristics tend to be deteriorated.

また、大粒径フィラーに加え、中粒径フィラー及び小粒径フィラーを上記i)、ii)で規定するとおり配合することによって、大粒径フィラーの隙間を中粒径フィラー及び小粒径フィラーで埋めることが可能になって最密充填状態となり、放熱特性を向上させることができる。それに対し、中粒径フィラー及び小粒径フィラーが、合計で30wt%未満の添加量であると、大粒径フィラーの隙間を中粒径フィラー及び小粒径フィラーで埋めることが出来ずに、充填不良となり、放熱特性の低下をまねく。   Further, in addition to the large particle size filler, the medium particle size filler and the small particle size filler are blended as specified in the above i) and ii), so that the gap between the large particle size filler is filled with the medium particle size filler and the small particle size filler. It becomes possible to fill with, and it becomes a close-packed state, and can improve a thermal radiation characteristic. On the other hand, if the medium particle size filler and the small particle size filler are less than 30 wt% in total, the gap between the large particle size filler cannot be filled with the medium particle size filler and the small particle size filler, Filling failure results in deterioration of heat dissipation characteristics.

本発明の樹脂組成物は、高比重球状アルミナ粉末(B)含有量は、樹脂組成物の40wt%以上であることが好ましい。また、高比重球状アルミナ粉末(B)を含むフィラー全体としては、の含有量が70〜90wt%の範囲内であり、75〜85wt%の範囲内がより好ましい。ここで、フィラーの含有量は、樹脂組成物中の固形分あたりの含有量を意味する。
樹脂組成物中のフィラーの含有率は、多くなるほど放熱特性の向上を図ることが可能になる。樹脂組成物の固形分におけるフィラーの含有率が70wt%以上であれば熱伝導が十分となり、十分な放熱特性が発現する。一方、90wt%より多くなると、耐電圧特性の低下を招くほか、ワニスとした場合の粘度が増大したり、樹脂フィルムとした場合の溶融粘度が増大して、加工性や接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりすることがある。
In the resin composition of the present invention, the high specific gravity spherical alumina powder (B) content is preferably 40 wt% or more of the resin composition. Moreover, as the whole filler containing high specific gravity spherical alumina powder (B), the content is in the range of 70 to 90 wt%, and more preferably in the range of 75 to 85 wt%. Here, content of a filler means content per solid content in a resin composition.
As the content of the filler in the resin composition increases, the heat dissipation characteristics can be improved. If the filler content in the solid content of the resin composition is 70 wt% or more, heat conduction is sufficient and sufficient heat dissipation characteristics are exhibited. On the other hand, if it exceeds 90 wt%, the withstand voltage characteristic is lowered, and the viscosity when used as a varnish increases, the melt viscosity increases when used as a resin film, and the workability and adhesiveness decrease. The surface condition may deteriorate.

なお、樹脂組成物の固形分とは、例えば樹脂組成物が所定の溶剤を含むワニスの場合、このワニスを用いて絶縁層や接着剤層などの硬化物を形成する過程で、乾燥や硬化によって溶剤が除去された後に最終的に残る固形分を意味する。ここで、ワニスは、樹脂組成物の粘度を低減させて加工性を向上させることを目的として溶剤を含有させたものであるが、最終的に絶縁層や接着剤層などの硬化物を形成した後では、溶剤は乾燥、熱処理により除去される。従って、樹脂組成物中での成分の含有率は、樹脂組成物の固形分に対する成分含有率を用いて規定することとした。なお、本発明の樹脂組成物には、必要に応じて任意成分が配合される場合もあるが、その場合には別途配合された任意成分も含めて固形分量を計算すればよい。   The solid content of the resin composition means, for example, when the resin composition is a varnish containing a predetermined solvent, in the process of forming a cured product such as an insulating layer or an adhesive layer using the varnish, by drying or curing. It means the solid content finally remaining after the solvent is removed. Here, the varnish contains a solvent for the purpose of reducing the viscosity of the resin composition and improving processability, but finally formed a cured product such as an insulating layer or an adhesive layer. Later, the solvent is removed by drying and heat treatment. Therefore, the content of the component in the resin composition is defined using the component content relative to the solid content of the resin composition. In addition, although arbitrary components may be mix | blended with the resin composition of this invention as needed, the solid content should just be calculated also including the arbitrary component mix | blended separately in that case.

次に、本発明の樹脂組成物における(A)成分である樹脂原料の好ましい態様として、エポキシ樹脂系材料を用いる場合を例に挙げて説明する。エポキシ樹脂系材料は、例えば(イ)エポキシ樹脂、(ロ)硬化剤、及び(ハ)フェノキシ樹脂を含有する。   Next, as a preferred embodiment of the resin raw material that is the component (A) in the resin composition of the present invention, a case where an epoxy resin material is used will be described as an example. The epoxy resin-based material contains, for example, (a) an epoxy resin, (b) a curing agent, and (c) a phenoxy resin.

(イ)エポキシ樹脂としては、樹脂組成物から絶縁性の接着剤層や樹脂フィルムを作製した場合に、十分な絶縁性、密着性、耐熱性、機械的強度、加工性等を付与する。このエポキシ樹脂としては、特に制限なく使用できるが、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、臭素化エポキシ樹脂等の分子中にエポキシ基を2個以上有するエポキシ樹脂を例示することができる。これらのエポキシ樹脂は1種又は2種以上を用いることができる。また、エポキシ樹脂の純度については、耐電圧特性、耐湿信頼性向上の観点からイオン性不純物や加水分解性塩素が少ないものであることが好ましい。更に、Bステージ状態(半硬化の状態)の樹脂フィルムとした場合の割れを防止するという観点から、エポキシ樹脂100重量部に対して、液状のエポキシ樹脂を好ましくは30重量部以上、より好ましくは50重量部以上配合することがよい。ここで、液状とは、25℃で流動性を有する液体であることを意味し、具体的には、粘度20000Pa・s以下の液体を意味する。エポキシ樹脂として、液状のエポキシ樹脂を配合することにより、Bステージ状態の樹脂フィルムの軟化点を低下させ、表面の割れを抑制することができる。   (A) As an epoxy resin, when an insulating adhesive layer or a resin film is produced from a resin composition, sufficient insulation, adhesion, heat resistance, mechanical strength, workability, and the like are imparted. This epoxy resin can be used without any particular limitation. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, o -Epoxy having two or more epoxy groups in the molecule such as cresol novolac type epoxy resin, biphenyl novolac type epoxy resin, triphenylmethane type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, brominated epoxy resin, etc. Resins can be exemplified. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more. In addition, the purity of the epoxy resin is preferably low in ionic impurities and hydrolyzable chlorine from the standpoint of improving withstand voltage characteristics and moisture resistance reliability. Furthermore, from the viewpoint of preventing cracking when the resin film is in a B stage state (semi-cured state), the liquid epoxy resin is preferably 30 parts by weight or more, more preferably 100 parts by weight of the epoxy resin. It is preferable to blend 50 parts by weight or more. Here, the liquid state means a liquid having fluidity at 25 ° C., specifically, a liquid having a viscosity of 20000 Pa · s or less. By blending a liquid epoxy resin as the epoxy resin, the softening point of the resin film in the B-stage state can be lowered, and surface cracking can be suppressed.

また、(イ)エポキシ樹脂は、エポキシ当量が150〜220の範囲内、好ましくは150〜200の範囲内にあるエポキシ樹脂を、エポキシ樹脂の全量に対して50重量%以上、好ましくは60重量%以上含有することがよい。このエポキシ当量が150〜220の範囲内にあるエポキシ樹脂は、2種以上のエポキシ樹脂の組み合わせであってもよい。全エポキシ樹脂の平均のエポキシ当量が150を下回ると、エポキシ樹脂の結晶性が高くなり、溶剤溶解性が低下し、Bステージの樹脂フィルムが作製困難となることやBステージ割れが生じやすくなる。一方、全エポキシ樹脂の平均のエポキシ当量が220を上回ると、樹脂組成物の硬化後のガラス転移温度(Tg)が低下する傾向になる。   In addition, (i) the epoxy resin is an epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220, preferably in the range of 150 to 200, and is 50% by weight or more, preferably 60% by weight with respect to the total amount of the epoxy resin It is good to contain above. The epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220 may be a combination of two or more epoxy resins. When the average epoxy equivalent of all the epoxy resins is less than 150, the crystallinity of the epoxy resin is increased, the solvent solubility is lowered, and it becomes difficult to produce a B-stage resin film and the B-stage crack is likely to occur. On the other hand, when the average epoxy equivalent of all epoxy resins exceeds 220, the glass transition temperature (Tg) after curing of the resin composition tends to decrease.

上記樹脂組成物を硬化させて得られる本発明の硬化物のガラス転移温度は、好ましくは100℃以上、より好ましくは100〜180℃の範囲にあることがよい。硬化後の硬化物のガラス転移温度が100℃未満では、回路基板の実使用温度以下となり、金属配線からの金属イオンの発生を抑制する作用(耐マイグレーション性)が低下する傾向になる。なお、硬化物のガラス転移温度の測定は、例えば以下のようにして実施できる。まず、樹脂組成物をメチルエチルケトン溶剤に溶解して90重量%樹脂溶液とした後、縦×横×厚さ=50×150×1mmのフッ素樹脂シート上に塗布し、135℃で5分間乾燥して溶剤を蒸発させる。その後、塗布面に同一形状の別のフッ素樹脂シートを重ね、170℃で1時間、真空加熱プレスを行って、試料となる硬化物フィルムを調製する。このように調製した試料の温度分散tanδ曲線を、動的粘弾性測定装置を用い、周波数10Hz、温度範囲−150〜200℃、昇温速度2℃/分の条件で測定し、得られた温度−tanδ曲線のピーク温度をガラス転移温度(Tg)とすることができる。   The glass transition temperature of the cured product of the present invention obtained by curing the resin composition is preferably 100 ° C. or higher, more preferably 100 to 180 ° C. When the glass transition temperature of the cured product after curing is less than 100 ° C., the temperature becomes lower than the actual use temperature of the circuit board, and the action of suppressing the generation of metal ions from the metal wiring (migration resistance) tends to decrease. In addition, the measurement of the glass transition temperature of hardened | cured material can be implemented as follows, for example. First, the resin composition was dissolved in a methyl ethyl ketone solvent to form a 90% by weight resin solution, which was then applied on a fluororesin sheet of length × width × thickness = 50 × 150 × 1 mm and dried at 135 ° C. for 5 minutes. Evaporate the solvent. Thereafter, another fluororesin sheet having the same shape is stacked on the coated surface, and vacuum heating press is performed at 170 ° C. for 1 hour to prepare a cured film as a sample. The temperature dispersion tan δ curve of the sample thus prepared was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device under the conditions of a frequency of 10 Hz, a temperature range of −150 to 200 ° C., and a temperature increase rate of 2 ° C./min. The peak temperature of the −tan δ curve can be set as the glass transition temperature (Tg).

イ)エポキシ樹脂の含有率は、例えばエポキシ系樹脂原料の固形分100重量部に対して20〜90重量部の範囲内であることが好ましく、40〜80重量部の範囲内がより好ましい。エポキシ樹脂の含有量が前記固形分100重量部に対して90重量部より多くなると、樹脂組成物のBステージ状態での作業性の低下や、硬化物が脆くなり、接着力の低下や耐熱性の低下、耐温度サイクル性の低下などが生じることがある。一方、エポキシ樹脂の含有量が前記固形分100重量部に対して20重量部未満であると、樹脂組成物の硬化が不十分となり、接着力の低下や耐熱性の低下が生じることがある。   B) The content of the epoxy resin is, for example, preferably in the range of 20 to 90 parts by weight, more preferably in the range of 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the epoxy resin raw material. When the content of the epoxy resin is more than 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content, the workability in the B-stage state of the resin composition and the cured product become brittle, the adhesive strength is reduced, and the heat resistance And temperature cycle resistance may decrease. On the other hand, when the content of the epoxy resin is less than 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content, the resin composition may be insufficiently cured, resulting in a decrease in adhesive strength and a decrease in heat resistance.

(ロ)硬化剤は、エポキシ樹脂を硬化させる目的で配合されるものであり、樹脂組成物から絶縁層、接着剤層や樹脂フィルムを作製した場合に、十分な絶縁性、密着性、耐熱性、機械的強度等を付与するもので、アミン系やフェノール系、酸無水物系など一般的なエポキシ樹脂用の硬化剤であれば使用することができるが、中でもイミダゾール化合物が好ましく使用される。イミダゾール化合物は、例えば硬化時の熱処理において加熱されてもアンモニウムイオンを遊離させることがないため、硬化剤としてイミダゾール化合物を用いることによって、樹脂組成物を硬化させた硬化物中のアンモニウムイオンの量を容易に50重量ppm以下に抑えることができる。   (B) The curing agent is blended for the purpose of curing the epoxy resin. When an insulating layer, an adhesive layer or a resin film is produced from the resin composition, sufficient insulation, adhesion, and heat resistance are obtained. These are those that impart mechanical strength and can be used as long as they are curing agents for general epoxy resins such as amines, phenols, and acid anhydrides. Among them, imidazole compounds are preferably used. Since the imidazole compound does not liberate ammonium ions even when heated, for example, during heat treatment during curing, the amount of ammonium ions in the cured product obtained by curing the resin composition can be reduced by using the imidazole compound as a curing agent. It can be easily suppressed to 50 ppm by weight or less.

イミダゾール化合物としては、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、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、4―メチル−2−フェニルイミダゾール、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等を挙げることができる。上記イミダゾール化合物の中でも、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールを用いることが最も好ましい。一般に、イミダゾール化合物をエポキシ樹脂の硬化剤として使用する場合、イミダゾール化合物の活性が高いために硬化反応が進行しやすく、硬化反応のコントロールが難しい側面がある。2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールは、分子内に反応性の高いヒドロキシル基を2つ有しているが、反面、嵩高い官能基で反応性を抑える作用を有するフェニル基も有しているため、硬化剤としての活性を適度に抑えることが可能であり、硬化反応を適度にコントロールしやすい。また、硬化剤として2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールを使用することによって、例えば樹脂組成物の塗工時の温度を高めに設定することができる。   Examples of the imidazole compound include 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, and 2-phenyl. Examples include -4,5-dihydroxymethylimidazole and 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole. Among the imidazole compounds, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole is most preferably used. In general, when an imidazole compound is used as a curing agent for an epoxy resin, the curing reaction is likely to proceed because the activity of the imidazole compound is high, and it is difficult to control the curing reaction. 2-Phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole has two highly reactive hydroxyl groups in the molecule, but also has a phenyl group that acts to suppress reactivity with a bulky functional group. Therefore, it is possible to moderately suppress the activity as a curing agent, and it is easy to moderately control the curing reaction. Further, by using 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole as a curing agent, for example, the temperature at the time of coating the resin composition can be set higher.

イミダゾール化合物は、通常はエポキシ樹脂を主成分とする樹脂組成物において、硬化促進剤として配合されることが多いが、本実施の形態の樹脂組成物においては、硬化剤としてイミダゾール化合物以外の物質を使用しないため、エポキシ樹脂同士の縮合反応によって樹脂組成物を硬化させることができる。この場合、エポキシ樹脂の末端(又はエポキシ樹脂同士の縮合反応における架橋点の間)にイミダゾール化合物が結合し、この結合部位が触媒機能を奏することによって、エポキシ樹脂同士の縮合反応を促進するものと考えられる。このような反応特性から、イミダゾール化合物を硬化剤として機能させることができ、付加型の硬化剤成分を配合した反応系と比較すると、硬化剤としての配合量も低く抑えることができる。このようにイミダゾール化合物は、触媒型の硬化剤であるため、例えばジシアンジアミドやフェノールノボラック樹脂等の付加型の硬化剤成分が存在すると、付加型の硬化剤成分とエポキシ樹脂とが優先的に反応し、エポキシ樹脂単独での縮合反応は起こりにくい。   In general, an imidazole compound is often blended as a curing accelerator in a resin composition mainly composed of an epoxy resin. However, in the resin composition of the present embodiment, a substance other than an imidazole compound is used as a curing agent. Since it is not used, the resin composition can be cured by a condensation reaction between epoxy resins. In this case, the imidazole compound is bonded to the end of the epoxy resin (or between the cross-linking points in the condensation reaction between the epoxy resins), and this bonding site exerts a catalytic function, thereby promoting the condensation reaction between the epoxy resins. Conceivable. From such reaction characteristics, the imidazole compound can function as a curing agent, and the blending amount as the curing agent can be kept low as compared with a reaction system in which an addition type curing agent component is blended. Thus, since the imidazole compound is a catalyst type curing agent, for example, if an addition type curing agent component such as dicyandiamide or phenol novolac resin exists, the addition type curing agent component and the epoxy resin react preferentially. The condensation reaction with an epoxy resin alone hardly occurs.

(ロ)硬化剤の含有率は、例えばエポキシ系樹脂原料の固形分100重量部に対して2〜10重量部の範囲内であることが好ましく、3〜8重量部の範囲内がより好ましい。硬化剤の含有量が10重量部より多くなると、エポキシ樹脂に由来するハロゲン元素をハロゲンイオンとして誘発する恐れがある。一方、硬化剤の含有量が2重量部未満であると、硬化反応が十分に進行せず、接着力が低下したり、硬化時間が長くなって使用性が低下したりすることがある。また、十分な機械的強度を有する樹脂組成物が得られず好ましくない。   (B) The content of the curing agent is preferably in the range of 2 to 10 parts by weight, and more preferably in the range of 3 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the epoxy resin raw material. When the content of the curing agent is more than 10 parts by weight, there is a risk of inducing a halogen element derived from the epoxy resin as a halogen ion. On the other hand, when the content of the curing agent is less than 2 parts by weight, the curing reaction does not proceed sufficiently, and the adhesive strength may be reduced, or the curing time may be prolonged and the usability may be reduced. Moreover, a resin composition having sufficient mechanical strength cannot be obtained, which is not preferable.

(ハ)フェノキシ樹脂は、樹脂組成物から絶縁層、接着剤層や樹脂フィルムを作製した際の可とう性を向上させる成分である。フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールAF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールS型フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、臭素化ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、リン含有フェノキシ樹脂等が挙げられる。使用するフェノキシ樹脂の重量平均分子量は、例えば10,000〜200,000の範囲内が好ましく、20,000〜100,000の範囲内がより好ましい。フェノキシ樹脂の重量平均分子量が10,000より小さい場合には、エポキシ樹脂組成物の耐熱性、機械的強度、可とう性の低下を招くことがある。逆に、フェノキシ樹脂の重量平均分子量が200,000より大きいと有機溶剤への溶解性や、エポキシ樹脂、硬化剤との相溶性の低下を招くことに加えて、ワニスとした場合の粘度、または樹脂フィルムとした場合の溶融粘度が増大して、絶縁層、接着剤層としての加工性や接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりする。尚、ここでの重量平均分子量は、GPC(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算の値である。   (C) A phenoxy resin is a component that improves the flexibility when an insulating layer, an adhesive layer, or a resin film is produced from a resin composition. Examples of the phenoxy resin include bisphenol A type phenoxy resin, bisphenol F type phenoxy resin, bisphenol AF type phenoxy resin, bisphenol S type phenoxy resin, brominated bisphenol A type phenoxy resin, brominated bisphenol F type phenoxy resin, and phosphorus-containing phenoxy. Examples thereof include resins. The weight average molecular weight of the phenoxy resin used is preferably in the range of 10,000 to 200,000, for example, and more preferably in the range of 20,000 to 100,000. When the weight average molecular weight of the phenoxy resin is less than 10,000, the heat resistance, mechanical strength, and flexibility of the epoxy resin composition may be reduced. Conversely, if the weight average molecular weight of the phenoxy resin is greater than 200,000, in addition to causing a decrease in solubility in an organic solvent and compatibility with an epoxy resin and a curing agent, the viscosity when used as a varnish, or When the resin film is used, the melt viscosity increases, and the workability and adhesiveness as the insulating layer and the adhesive layer are lowered, or the surface state is deteriorated. In addition, the weight average molecular weight here is a value in terms of polystyrene by GPC (gel permeation chromatography) measurement.

(ハ)フェノキシ樹脂の含有量は、例えばエポキシ系樹脂原料の固形分100重量部に対して90重量部以下であることが好ましく、15〜70重量部の範囲内がより好ましい。フェノキシ樹脂の含有量が90重量部より多くなると、有機溶剤への溶解性が低下したり、(イ)エポキシ樹脂や(ロ)硬化剤との相溶性の低下を招いたりすることがある。また、ワニスとした場合の粘度や樹脂フィルムとした場合の溶融粘度が増大して、絶縁層、接着剤層としての加工性、接着性が低下したり、表面状態が悪くなったりすることがあり、さらに、耐熱性の低下を招く場合もある。   (C) The content of the phenoxy resin is preferably 90 parts by weight or less, and more preferably in the range of 15 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the epoxy resin raw material, for example. When the content of the phenoxy resin is more than 90 parts by weight, the solubility in an organic solvent may be reduced, or the compatibility with (i) an epoxy resin or (b) a curing agent may be reduced. In addition, the viscosity in the case of varnish and the melt viscosity in the case of a resin film may increase, and the workability and adhesiveness as an insulating layer and an adhesive layer may decrease, or the surface state may deteriorate. In addition, the heat resistance may be reduced.

本発明の樹脂組成物では、(イ)エポキシ樹脂中に、エポキシ当量が150〜220の範囲内にあるエポキシ樹脂をエポキシ樹脂の全量に対して50重量%以上含むことが好ましい。このエポキシ樹脂に組み合わせて、(ハ)フェノキシ樹脂を配合することによって、絶縁層、接着剤層や樹脂フィルムを作製した際の可とう性を向上させることが可能であり、さらに、硬化物の耐熱性の低下を補うことができる。   In the resin composition of the present invention, it is preferable that (b) the epoxy resin contains an epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220 in an amount of 50% by weight or more based on the total amount of the epoxy resin. By combining (ep) phenoxy resin in combination with this epoxy resin, it is possible to improve the flexibility when an insulating layer, an adhesive layer and a resin film are produced. It can compensate for the decline in sex.

樹脂組成物において、上記(イ)エポキシ樹脂の主体となるエポキシ樹脂として、エポキシ当量が150〜220の範囲内にある(イ’)ビスフェノールA型エポキシ樹脂(2官能)、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂(多官能)又はトリフェニルメタン型エポキシ樹脂(多官能)を使用し、(ロ)硬化剤として、(ロ’)2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾールを用いる組み合わせが好ましく、さらに、これらとともに、(ハ)フェノキシ樹脂として、(ハ’)ビスフェノールA型フェノキシ樹脂を用いる組み合わせが最も好ましい。かかる(イ’)〜(ハ’)の組み合わせにより、長期に亘って接着力および絶縁性が低下しにくく、耐電圧特性に優れた絶縁層や接着剤層を形成できる。また、樹脂組成物を硬化させた硬化物において、優れた熱伝導性が得られるとともに、Bステージ成形品においては、柔軟性・可とう性が改善され、表面割れを防止できる。さらに、フィラーを配合したワニスの状態でも粘度が好ましくは1000〜20000Pa・sの範囲内、より好ましくは2000〜10000Pa・sの範囲内に維持され、フィラーの沈降を長期間抑制することが可能になる。なお、(イ)エポキシ樹脂において、エポキシ当量が150〜220の範囲内にある2官能のエポキシ樹脂と、エポキシ当量が150〜220の範囲内にある多官能のエポキシ樹脂とを併用することが特に好ましい。   In the resin composition, (i) epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220 (ii) bisphenol A type epoxy resin (bifunctional), bisphenol F type epoxy resin, Using a cresol novolac type epoxy resin (polyfunctional) or a triphenylmethane type epoxy resin (polyfunctional), (b) a combination using (b ') 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole as a curing agent In addition, a combination using (ha ′) bisphenol A-type phenoxy resin as (ha) phenoxy resin is most preferable. By the combination of (A ') to (C'), it is possible to form an insulating layer and an adhesive layer that are less likely to deteriorate the adhesive strength and insulating properties over a long period of time and have excellent withstand voltage characteristics. Moreover, in the hardened | cured material which hardened the resin composition, while being excellent in heat conductivity, in a B stage molded article, a softness | flexibility and a flexibility are improved and it can prevent a surface crack. Furthermore, even in the state of a varnish containing a filler, the viscosity is preferably maintained in the range of 1000 to 20000 Pa · s, more preferably in the range of 2000 to 10000 Pa · s, and the sedimentation of the filler can be suppressed for a long period of time. Become. In addition, in the (a) epoxy resin, it is particularly preferable to use a bifunctional epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220 and a polyfunctional epoxy resin having an epoxy equivalent in the range of 150 to 220 in combination. preferable.

本発明の樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じて、例えば溶剤、ゴム成分、フッ素系、シリコーン系等の消泡剤、レベリング剤等を添加することができる。また、金属基板、銅配線等の部材との密着性向上の観点から、例えば、シランカップリング剤、熱可塑性オリゴマー等の密着性付与剤を添加することができる。さらに、この樹脂組成物には、高熱伝導セラミック粉末以外の充填剤として、必要に応じて本発明の効果を損なわない範囲で、他の無機充填剤、有機充填剤を添加してもよい。無機充填剤としては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等を挙げることができる。また、有機充填剤としては、例えば、シリコンパウダー、ナイロンパウダー、アクリロニトリル−ブタジエン系架橋ゴム等を挙げることができる。これらの充填剤については、その1種又は2種以上を用いることができる。また、樹脂組成物には、必要に応じて、フタロシアニン・グリーン、フタロシアニン・ブルー、カーボンブラック等の着色剤を配合することができる。   In addition to the above components, the resin composition of the present invention can contain, for example, a solvent, a rubber component, a fluorine-based or silicone-based antifoaming agent, a leveling agent, and the like as necessary. Moreover, from the viewpoint of improving the adhesion to members such as a metal substrate and copper wiring, for example, an adhesion imparting agent such as a silane coupling agent or a thermoplastic oligomer can be added. Furthermore, other inorganic fillers and organic fillers may be added to the resin composition as needed other than the high thermal conductive ceramic powder as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the inorganic filler include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate and the like. Examples of the organic filler include silicon powder, nylon powder, acrylonitrile-butadiene-based crosslinked rubber, and the like. About these fillers, the 1 type (s) or 2 or more types can be used. Moreover, colorants, such as phthalocyanine green, phthalocyanine blue, and carbon black, can be blended in the resin composition as necessary.

本発明の樹脂組成物は、上記の必須成分および任意成分を混合することにより調製できる。この場合、溶剤を含むワニスの形態とすることが好ましい。すなわち、樹脂組成物は、所定の溶剤に溶解又は分散させてワニスを形成するようにしてもよい。ここで使用可能な溶剤としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等のアミド系溶剤、1−メトキシ−2−プロパノ−ル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロヘキサノン、シクロペンタノン等のケトン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤等の1種又は2種以上を混合したものを例示できる。硬化剤、フィラー、さらに、必要により添加される任意成分の中で無機充填剤、有機充填剤、着色剤等については、溶剤中に均一分散していれば、必ずしも溶剤に溶解していなくてもよい。   The resin composition of the present invention can be prepared by mixing the above essential components and optional components. In this case, it is preferable to use a varnish containing a solvent. That is, the resin composition may be dissolved or dispersed in a predetermined solvent to form a varnish. Examples of solvents that can be used here include amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and 1-methoxy-2-propano- A mixture of one or more of ether solvents such as methyl ether, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), ketone solvents such as cyclohexanone and cyclopentanone, aromatic solvents such as toluene and xylene, etc. it can. Among curing agents, fillers, and optional components added as necessary, inorganic fillers, organic fillers, colorants, etc., are not necessarily dissolved in the solvent as long as they are uniformly dispersed in the solvent. Good.

ワニスは、例えば、以下に示す手順に従い調製することができる。まず、(ハ)フェノキシ樹脂を攪拌機付容器にて攪拌しながら適切な溶剤に溶解する。次に、この溶液に(イ)エポキシ樹脂、(ロ)硬化剤、さらに、任意成分を混合し、撹拌、溶解させる。なお、(イ)エポキシ樹脂の種類によっては、別途溶剤にエポキシ樹脂を溶解させた状態のものを調製しておき、それを混合するようにしてもよい。次に、この混合溶液にフィラーを配合し、攪拌し、均一に分散させることによって、樹脂組成物のワニスを作製することができる。   A varnish can be prepared according to the procedure shown below, for example. First, (c) phenoxy resin is dissolved in a suitable solvent while stirring in a container with a stirrer. Next, (a) an epoxy resin, (b) a curing agent, and optional components are mixed in this solution, and the mixture is stirred and dissolved. In addition, (a) Depending on the kind of epoxy resin, the thing of the state which dissolved the epoxy resin in the solvent may be prepared separately, and you may make it mix it. Next, a varnish of the resin composition can be prepared by blending a filler into the mixed solution, stirring, and uniformly dispersing the filler.

ワニスは、粘度が1000〜20000Pa・sの範囲内であることが好ましく、2000〜10000Pa・sの範囲内であることがより好ましい。ワニスの粘度が1000Pa・sより小さい場合には、フィラーの沈降が生じやすくなり、また塗工時のムラやはじきなどを生じやすくなる。一方、ワニスの粘度が20000Pa・sより大きい場合は、流動性の低下により、塗工性が低下し、均一な塗膜の作製が困難になる。   The varnish preferably has a viscosity in the range of 1000 to 20000 Pa · s, and more preferably in the range of 2000 to 10000 Pa · s. When the viscosity of the varnish is less than 1000 Pa · s, the filler tends to settle out, and unevenness or repellency during coating tends to occur. On the other hand, when the viscosity of the varnish is larger than 20000 Pa · s, the coating property is lowered due to the decrease in fluidity, and it becomes difficult to produce a uniform coating film.

また、本発明の樹脂組成物においては、樹脂組成物の固形分当たりの煮沸抽出水ナトリウムイオンが20ppm以下、好ましくは5ppm以下であることが好ましい。樹脂組成物は、耐電圧特性向上の観点から不純物金属が可及的に低減されたものであることが好ましい。アルミナ粉末には、製法上の理由からアルミナ中にナトリウムが残存する可能性があり、これらは耐電圧特性に大きな影響を与えかねない。そのため、ナトリウムイオンの量が上記範囲内となるようにすることが好ましい。ナトリウムイオンの量を上記範囲内にするためには、市販品のアルミナの中でも、ナトリウムイオンの量が少ない高純度グレードを使用することが好ましい。   Moreover, in the resin composition of this invention, it is preferable that the boiling extraction water sodium ion per solid content of a resin composition is 20 ppm or less, Preferably it is 5 ppm or less. The resin composition is preferably one in which impurity metals are reduced as much as possible from the viewpoint of improving withstand voltage characteristics. In the alumina powder, there is a possibility that sodium remains in the alumina for manufacturing reasons, and these may have a great influence on the withstand voltage characteristics. Therefore, it is preferable that the amount of sodium ions be within the above range. In order to keep the amount of sodium ions within the above range, it is preferable to use a high-purity grade having a small amount of sodium ions among commercially available aluminas.

次に、本発明の一実施の形態に関する樹脂フィルムについて説明する。この樹脂フィルムは、半硬化状態の樹脂と、フィラーとを含有する。本実施の形態の樹脂フィルムにおける上記フィラーの粒子径、その配合比、その最大粒子径、その平均粒子径、その含有量や、樹脂フィルムの膜厚、ナトリウムイオン濃度などは、上記樹脂組成物において説明した内容と同様である。   Next, a resin film according to an embodiment of the present invention will be described. This resin film contains a semi-cured resin and a filler. The particle diameter of the filler in the resin film of the present embodiment, the blending ratio thereof, the maximum particle diameter, the average particle diameter, the content thereof, the film thickness of the resin film, the sodium ion concentration, and the like in the resin composition The contents are the same as described.

本発明の半硬化樹脂フィルムは、Bステージ状態の樹脂フィルムであり、これは上記ワニスを支持材としてのベースフィルム上に塗布し、乾燥させることで得ることができる。また、上記ワニスを銅箔上に塗布し、乾燥させることによって樹脂フィルム付き銅箔を形成することもできる。ここで、樹脂フィルムの厚みは特に限定されるものではないが、硬化時の加圧条件や、樹脂フィルムの寸法の違いによる硬化後の膜厚の変動を考慮して、例えばBステージ状態の樹脂フィルムの膜厚は、硬化物の膜厚に対して、1.06〜1.33倍の範囲内とすることができる。別の観点から、硬化物の膜厚を150〜200μmの範囲内とするために、Bステージ状態の樹脂フィルムの膜厚を159〜266μmの範囲内とすることができる。Bステージ状態の樹脂フィルム(樹脂フィルム付き銅箔)は、折り曲げた場合に表面に割れ(クラック)が発生すると、製品としての価値が損なわれる。このようなBステージ状態での表面割れは、常温で固体の樹脂成分を多く配合することによって発生しやすくなる。硬化物中のアンモニウムイオンの含有量を低減する観点から、フェノールノボラック系の硬化剤を使用することも考えられるが、一般的に固体であるため、表面割れを生じやすい。しかし、硬化剤としてイミダゾール化合物を使用することによって、エポキシ系樹脂原料に占める固体の樹脂成分の割合を低く抑えることができるため好ましく使用される。また、イミダゾール化合物は、例えばフェノールノボラック系の硬化剤成分を配合した場合と比較すると、硬化剤としての配合量も低く抑えることができるため、常温で液状又は半固形の成分をより多く配合することができるので、Bステージ状態での柔軟性、可とう性が向上し、表面割れを防止することができるので好ましい。   The semi-cured resin film of the present invention is a B-stage resin film, which can be obtained by applying the varnish on a base film as a support material and drying it. Moreover, the copper foil with a resin film can also be formed by apply | coating the said varnish on copper foil, and making it dry. Here, the thickness of the resin film is not particularly limited, but for example, a resin in a B stage state in consideration of pressure conditions at the time of curing and film thickness variation after curing due to a difference in the dimensions of the resin film The film thickness of the film can be in the range of 1.06 to 1.33 times the film thickness of the cured product. From another viewpoint, in order to set the film thickness of the cured product within the range of 150 to 200 μm, the film thickness of the B-stage resin film can be set within the range of 159 to 266 μm. When a resin film in a B-stage state (copper foil with a resin film) is bent, the value as a product is impaired when the surface is cracked. Such surface cracks in the B-stage state are likely to occur when a large amount of a solid resin component is blended at room temperature. From the viewpoint of reducing the content of ammonium ions in the cured product, it may be possible to use a phenol novolac-based curing agent, but since it is generally solid, surface cracking is likely to occur. However, the use of an imidazole compound as a curing agent is preferred because the proportion of the solid resin component in the epoxy resin raw material can be kept low. In addition, since the imidazole compound can suppress the blending amount as a curing agent as compared with the case where, for example, a phenol novolac-based curing agent component is blended, more liquid or semi-solid components are blended at room temperature. Therefore, the flexibility and flexibility in the B-stage state are improved, and surface cracking can be prevented, which is preferable.

また、樹脂フィルム、又は樹脂フィルム付き銅箔(硬化前)のフィルムの柔軟性については、溶剤残存率が高いほどフィルムの柔軟性が良好な傾向にある。ただし、溶剤残存率が高すぎると、樹脂フィルム、又は樹脂フィルム付き銅箔(硬化前)にタックが発生したり、硬化時に発泡したりする。したがって、溶剤残存率は1重量%以下が好ましい。なお、溶剤残存率は、180℃雰囲気にて60分乾燥した際の、樹脂フィルム部分の正味重量減少率の測定により求めた値である。   Moreover, about the softness | flexibility of the film of a resin film or a copper foil with a resin film (before hardening), it exists in the tendency for the softness | flexibility of a film to be so favorable that a solvent residual rate is high. However, if the solvent residual ratio is too high, the resin film or the copper foil with resin film (before curing) may be tacked or foamed during curing. Therefore, the solvent residual ratio is preferably 1% by weight or less. In addition, a solvent residual rate is the value calculated | required by the measurement of the net weight reduction rate of the resin film part at the time of drying for 60 minutes in 180 degreeC atmosphere.

また、上記樹脂フィルム及び樹脂フィルム付き銅箔は、溶剤を含まない樹脂組成物を支持材としてのベースフィルム上に加熱溶融状態で塗布した後、冷却するようにして得てもよい。   In addition, the resin film and the copper foil with a resin film may be obtained by applying a resin composition not containing a solvent on a base film as a support material in a heated and melted state and then cooling.

樹脂フィルム又は樹脂フィルム付き銅箔を形成する際に用いる支持材としては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン、銅箔、アルミ箔、離型紙等を挙げることができる。支持材の厚みは、例えば10〜100μmとすることができる。支持材として、銅箔、アルミ箔等の金属箔を用いる場合、金属箔は、例えば電解法、圧延法等により製造されたものであってもよい。なお、これらの金属箔においては絶縁層との接着性を高める観点から、絶縁層と接する側の面が粗化処理されていることが好ましい。
また、樹脂フィルム又は樹脂フィルム付き銅箔は、支持材としてのベースフィルム上に貼り合わせた後、銅箔に接していないもう一方の面を、保護材としてのフィルムで覆い、ロール状に巻き取って保存することもできる。この際に用いられる保護材としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、離型紙等を挙げることができる。この場合、保護材の厚みは例えば10〜100μmとすることができる。
Examples of the support material used when forming the resin film or the copper foil with a resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, copper foil, aluminum foil, release paper, and the like. The thickness of the support material can be set to, for example, 10 to 100 μm. When using metal foil, such as copper foil and aluminum foil, as the support material, the metal foil may be manufactured by, for example, an electrolytic method, a rolling method, or the like. In these metal foils, the surface on the side in contact with the insulating layer is preferably roughened from the viewpoint of enhancing the adhesion to the insulating layer.
In addition, the resin film or the copper foil with a resin film is laminated on a base film as a support material, and then the other surface not in contact with the copper foil is covered with a film as a protective material and wound into a roll. Can also be saved. Examples of the protective material used at this time include polyethylene terephthalate, polyethylene, release paper, and the like. In this case, the thickness of the protective material can be set to 10 to 100 μm, for example.

次に、本発明の硬化物について説明する。硬化物は、樹脂とフィラーを含有する。硬化物における上記フィラーの粒子径、その配合比、その最大粒子径、その平均粒子径、その含有量や、硬化物の膜厚などは、上記樹脂組成物において説明した内容と同様である。
この硬化物は、例えば、樹脂組成物から上記Bステージ状態の樹脂フィルム(又は樹脂フィルム付き銅箔)を調製した後、例えば150℃〜250℃の範囲内の温度に加熱して硬化させることによって製造できる。このようにして得られる硬化物は、熱伝導率が例えば10W/mK以上であることが好ましく、11W/mK以上であることがより好ましい。硬化物の熱伝導率が10W/mK以上であることにより、放熱特性が優れたものとなり、高温環境で使用される回路基板等への適用が可能になる。このように優れた熱伝導率は、上記高比重球状アルミナ粉末(B)を使用することと、フィラーの配合量を上記範囲内に調節することによって可能になる。
Next, the cured product of the present invention will be described. The cured product contains a resin and a filler. The particle diameter of the filler in the cured product, the blending ratio thereof, the maximum particle diameter, the average particle diameter, the content thereof, the film thickness of the cured product, and the like are the same as those described in the resin composition.
This cured product is prepared by, for example, preparing the B-stage resin film (or copper foil with resin film) from the resin composition and then curing it by heating to a temperature in the range of 150 ° C. to 250 ° C., for example. Can be manufactured. The cured product thus obtained preferably has a thermal conductivity of, for example, 10 W / mK or more, and more preferably 11 W / mK or more. When the cured product has a thermal conductivity of 10 W / mK or more, it has excellent heat dissipation characteristics and can be applied to a circuit board or the like used in a high temperature environment. Thus, the outstanding heat conductivity is attained by using the said high specific gravity spherical alumina powder (B), and adjusting the compounding quantity of a filler in the said range.

また、本発明の硬化物は、絶縁破壊電圧が5kV以上であることが好ましい。硬化物の絶縁破壊電圧が5kV以上であることにより、十分な絶縁性が確保できることから、回路基板、電子部品等への適用が可能になる。このように優れた耐電圧特性は、高比重球状アルミナ粉末(B)を使用することと、配合量を上記範囲内に調節することによって可能になる。   The cured product of the present invention preferably has a dielectric breakdown voltage of 5 kV or higher. Since the dielectric breakdown voltage of the cured product is 5 kV or more, sufficient insulation can be ensured, so that it can be applied to circuit boards, electronic components, and the like. Thus, the outstanding withstand voltage characteristic becomes possible by using high specific gravity spherical alumina powder (B) and adjusting a compounding quantity in the said range.

次に、本発明の実施の形態である金属ベース回路基板を製造する方法の一例について説明する。ここでは、アルミニウム基板を用いたアルミニウムベース回路基板を例示する。まず、樹脂組成物から上記の樹脂フィルム付き銅箔を得た後、この樹脂フィルム付き銅箔を、アルミニウム基板の上にバッチ式真空プレスを用いて、例えば、温度150〜250℃、圧力1.0〜30MPaの条件で接着する。この際、アルミニウム基板面に樹脂フィルム面を接触させ、支持材としての銅箔を上面とした状態で加熱、加圧して、エポキシ樹脂を硬化させることにより、アルミニウム基板に貼り付ける。このようにして、樹脂フィルムを絶縁性の接着剤層として、銅箔層とアルミニウム基板との間に介在させた積層体を得ることができる。次に、エッチングによって所定箇所の銅箔を除去することにより回路配線を形成し、最終的にアルミニウムベース回路基板を得ることができる。なお、アルミニウム基板の厚さについては、特に制限はないが、一般的には例えば0.5〜3.0mmとすることができる。   Next, an example of a method for manufacturing a metal base circuit board according to an embodiment of the present invention will be described. Here, an aluminum base circuit board using an aluminum substrate is illustrated. First, after obtaining said copper foil with a resin film from a resin composition, this copper foil with a resin film is used for temperature 150-250 degreeC, pressure 1. for example using a batch type vacuum press on an aluminum substrate. Bonding is performed under conditions of 0 to 30 MPa. At this time, the resin film surface is brought into contact with the aluminum substrate surface, and the epoxy resin is cured by applying heat and pressure in a state where the copper foil as a support material is the upper surface, thereby being attached to the aluminum substrate. In this way, a laminate in which the resin film is used as an insulating adhesive layer and interposed between the copper foil layer and the aluminum substrate can be obtained. Next, by removing the copper foil at a predetermined location by etching, circuit wiring can be formed, and finally an aluminum base circuit board can be obtained. In addition, although there is no restriction | limiting in particular about the thickness of an aluminum substrate, Generally, it can be 0.5-3.0 mm, for example.

本発明の樹脂組成物を用いて、銅による導体層、絶縁性の接着剤層、及びアルミニウム層からなるアルミニウムベース回路基板を得るには、前記方法のほかに、アルミニウム基板面に接着剤層を形成し、この接着剤層の上に銅箔を載せて、加熱、加圧しながら硬化させる方法、又はアルミニウム基板面に絶縁性の接着剤層を形成し、硬化させた後に、銅めっきにより銅の導体層を形成する方法を採用してもよい。なお、このときの接着剤層の形成に関しては、ワニスを塗布した後に加熱により溶剤を揮発させる方法、無溶剤のペーストを塗布する方法、あるいは樹脂フィルムを貼り合せる方法のいずれを用いてもよい。   In order to obtain an aluminum base circuit board comprising a conductor layer made of copper, an insulating adhesive layer, and an aluminum layer using the resin composition of the present invention, in addition to the above method, an adhesive layer is provided on the aluminum substrate surface. After forming the copper foil on the adhesive layer and curing it while heating and pressing, or after forming and curing an insulating adhesive layer on the aluminum substrate surface, You may employ | adopt the method of forming a conductor layer. In addition, regarding the formation of the adhesive layer at this time, any of a method of volatilizing the solvent by heating after applying the varnish, a method of applying a solvent-free paste, or a method of bonding the resin film may be used.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following examples, various measurements and evaluations are as follows unless otherwise specified.

[熱伝導率]
所定量のBステージの樹脂フィルムを用いて、圧縮プレス成形機にて180℃で10分加熱し、プレスから取り出した後、さらに乾燥機中にて180℃で50分加熱することにより、直径50mm、厚さ5mmの円盤状試験片を得た。この試験片を、英弘精機製熱伝導率測定装置HC−110を用いて、定常法により熱伝導率[W/m・K]を測定した。
[Thermal conductivity]
A predetermined amount of B-stage resin film was heated at 180 ° C. for 10 minutes in a compression press molding machine, taken out of the press, and further heated at 180 ° C. for 50 minutes in a dryer to give a diameter of 50 mm. A disk-shaped test piece having a thickness of 5 mm was obtained. The thermal conductivity [W / m · K] of this test piece was measured by a steady method using a thermal conductivity measuring device HC-110 manufactured by Eiko Seiki.

[電極耐電圧]
耐電圧特性については絶縁破壊電圧により評価した。先ず、フィルム状樹脂付き銅箔を、バッチ式真空プレスを用いて、圧力10MPa、最高温度180℃で1時間維持の温度プロファイルにおいて、厚さ1.5mmのアルミニウム基板にプレスし、硬化させた。その際、アルミニウム基板面にフィルム状樹脂面を接触させ、銅箔を上面とした状態で加圧してアルミニウム基板に貼り付けた。そして、この試験片を180×180mmに切り取り、銅箔側のそのエリア内に、1箇所当たり直径20mmの円形測定電極を等間隔で縦2列、横2列の計4箇所、銅箔のエッチングすることにより形成した。このとき、4箇所の測定電極は互いに絶縁されていなければならない。このようにして得られた試験片を、多摩電測製TP−516UZを用いて、23℃の絶縁油中での短時間破壊試験法により1サンプルあたり複数枚測定した。そして各サンプルの絶縁破壊電圧の値として、複数枚の同一サンプルの絶縁破壊電圧測定値の平均値を採用した。
[電気信頼性]
電気信頼性については、恒温恒湿バイアス試験によって評価した。先ず、塗工基材である離形層付きPETフィルムから引きはがした未硬化樹脂シート(165mm角)の両面に、厚さ70μm電解銅箔(170mm角)の粗化面が樹脂シート側になるよう積層後、バッチ式真空プレスを用いて、圧力10MPa、最高温度180℃で1時間維持の温度プロファイルにおいて、加熱圧着し両面銅張積層板を作製した。作製した両面銅張積層板を160×160mmに整角したのち、PETフィルムから引きはがした側の銅箔面に、1箇所当たり直径20mmの円形電極を等間隔で縦2列、横2列の計4箇所をエッチング処理により形成した。そして、さらにこの4箇所の測定電極をそれぞれ電極より10mm以上の絶縁層を確保可能なサイズの個片に切り離し、恒温恒湿バイアス試験用の試験片とした。このようにして得られた試験片は、円形測定電極とその裏面の銅箔にバイアス印加用の配線を半田付けしたのち、恒温恒湿器を備えた楠本化成社製SIRシリーズ絶縁劣化、特性評価システム装置を用い85℃、85%RHの雰囲気化でDC1kVのバイアスを連続印加し、250時間の間、試験片の絶縁抵抗値を測定し続けた。試験片の良否については、絶縁性が維持されているか否かとし、その判定基準は試験片の絶縁抵抗値が1.0×106Ωを下回った場合をNGとした。なお、試験結果は、試験に使用した4枚の試験片が250時間後も全て生存(NGでない)していれば◎、2枚以上生存していた場合を○、1枚のみ生存していた場合を△、全てNGとなった場合を×とした。
[Electrode breakdown voltage]
Withstand voltage characteristics were evaluated by dielectric breakdown voltage. First, a copper foil with a film-like resin was pressed and cured on an aluminum substrate having a thickness of 1.5 mm using a batch type vacuum press in a temperature profile maintained at a pressure of 10 MPa and a maximum temperature of 180 ° C. for 1 hour. At that time, the film-like resin surface was brought into contact with the aluminum substrate surface, and the copper foil was pressed and applied to the aluminum substrate with the copper foil as the upper surface. Then, this test piece was cut into 180 × 180 mm, and a circular measuring electrode having a diameter of 20 mm per location in the area on the copper foil side was etched at an equal interval in a total of 4 locations in 2 rows and 2 rows in total. Was formed. At this time, the four measurement electrodes must be insulated from each other. A plurality of the test pieces thus obtained were measured per sample by a short time destructive test method in an insulating oil at 23 ° C. using TP-516UZ manufactured by Tama Denshoku. And the average value of the measured dielectric breakdown voltage value of a plurality of the same samples was adopted as the value of the dielectric breakdown voltage of each sample.
[Electric reliability]
The electrical reliability was evaluated by a constant temperature and humidity bias test. First, on both sides of an uncured resin sheet (165 mm square) peeled off from a PET film with a release layer as a coating substrate, a roughened surface of 70 μm thick electrolytic copper foil (170 mm square) is placed on the resin sheet side. After lamination, a double-sided copper-clad laminate was produced by thermocompression bonding using a batch type vacuum press in a temperature profile maintained at a pressure of 10 MPa and a maximum temperature of 180 ° C. for 1 hour. The prepared double-sided copper-clad laminate is angled to 160 x 160 mm, and then circular electrodes with a diameter of 20 mm per location are arranged at equal intervals in two vertical rows and two horizontal rows on the copper foil surface peeled from the PET film. A total of four locations were formed by etching. Further, the four measurement electrodes were cut into individual pieces each having a size capable of securing an insulating layer of 10 mm or more from the electrodes, and used as test pieces for a constant temperature and humidity bias test. The test piece obtained in this way was soldered to the circular measuring electrode and the copper foil on the backside of the wiring for bias application, and then SIR series insulation degradation and characteristics evaluation by Enomoto Kasei Co., Ltd. equipped with a constant temperature and humidity chamber Using a system apparatus, a DC 1 kV bias was continuously applied in an atmosphere of 85 ° C. and 85% RH, and the insulation resistance value of the test piece was continuously measured for 250 hours. The quality of the test piece was determined as to whether or not the insulation was maintained, and the criterion was NG when the insulation resistance value of the test piece was below 1.0 × 10 6 Ω. In addition, the test results were ◎ if all four test pieces used in the test were alive (not NG) after 250 hours, ◯ if two or more were alive, only one was alive A case was marked with Δ, and a case where all were NG was marked with ×.

[ボイド量]
アルファミラージュ社製電気比重計EW-300SGにより、液温23℃におけるBステージ状態の樹脂シートと、熱伝導率測定用の樹脂硬化物の密度をアルキメデス法により測定し、Bステージ状態の樹脂フィルムと硬化物の密度測定結果から、下式によって樹脂フィルム中のボイド量の計算をおこなった。
V(void) vol%=(1/ρ(樹脂フィルム)-1/ρ(硬化物))*ρ(樹脂シート)*100vol%
なお、厳密には上記式において、プレス後に残存する微少なボイドおよび硬化に伴う硬化収縮を考慮すべきであるが、この計算ではこれを考慮しない概算である。
[Void amount]
The density of the resin sheet in the B-stage state at a liquid temperature of 23 ° C and the cured resin for thermal conductivity measurement was measured by the Archimedes method using an electric hydrometer EW-300SG manufactured by Alpha Mirage, and the resin film in the B-stage state From the density measurement result of the cured product, the amount of voids in the resin film was calculated by the following formula.
V (void) vol% = (1 / ρ (resin film) -1 / ρ (cured product)) * ρ (resin sheet) * 100vol%
Strictly speaking, in the above formula, minute voids remaining after pressing and curing shrinkage due to curing should be considered, but this calculation is an approximation that does not consider this.

[三点曲げ試験片の作成方法およびその測定]
Bステージ状態の樹脂フィルムを折りたたみ、幅10mm、長さ100mm、厚さ4mmの形であけられた金型に入れて、180℃、15MPa、10分の条件でプレスをおこなった。得られた試験片は180℃、1hの条件でポストキュア処理をおこなった。得られた試験片は研磨により周囲の突起を除去した。三点曲げ試験はJIS K-7171に従って測定をおこなった。装置は島津製作所社製AUTOGRAPH AGS-X 10kNを用いた。
[Method of making a three-point bending specimen and its measurement]
The B-stage resin film was folded and placed in a mold opened in the form of 10 mm wide, 100 mm long and 4 mm thick, and pressed under conditions of 180 ° C., 15 MPa, 10 minutes. The obtained test piece was post-cured at 180 ° C. for 1 hour. The obtained test piece was polished to remove the surrounding protrusions. The three-point bending test was measured according to JIS K-7171. As the apparatus, AUTOGRAPH AGS-X 10kN manufactured by Shimadzu Corporation was used.

[ナトリウムイオン含有率]
所定量のフィルム状樹脂を用いて、圧縮プレス成形機にて180℃で10分加熱し、プレスから取り出した後、さらに乾燥機中にて180℃で50分加熱することにより、硬化物試験片を得た。このようにして得られた硬化物1gを純水50cc中に、121℃にて20時間抽出した。この抽出水について、DIONEX製イオンクロマト測定装置DX−300を用いて、ナトリウムイオン濃度を測定した。ナトリウムイオンの含有率は、硬化物に対するナトリウムイオンの重量分率(ppm)で示した。
[Sodium ion content]
Using a predetermined amount of film-like resin, heating at 180 ° C. for 10 minutes in a compression press molding machine, taking out from the press, and further heating at 180 ° C. for 50 minutes in a dryer, a cured product test piece Got. 1 g of the cured product thus obtained was extracted in 50 cc of pure water at 121 ° C. for 20 hours. About this extracted water, the sodium ion density | concentration was measured using the ion chromatography measuring apparatus DX-300 made from DIONEX. The content of sodium ions was expressed as a weight fraction (ppm) of sodium ions relative to the cured product.

高熱伝導性樹脂組成物、及び樹脂フィルムを作製するために使用した原料とその略号は以下の通りである。
(イ)エポキシ樹脂
・ エポトート8125:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学製、エポトート8125(商品名)、エポキシ当量175、液状)
・ EPPN−501H;トリフェニルメタン型エポキシ樹脂(日本化薬製、EPPN−501H(商品名)、エポキシ当量170、半固形)
(ロ)硬化剤
・ 2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成工業製、キュアゾール2PHz−PW(商品名))
(ハ)フェノキシ樹脂
・ ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学製、YP−50(商品名))
(ニ)シランカップリング剤
・ サイラエースS−510(チッソ製)
The raw materials used for producing the high thermal conductive resin composition and the resin film and their abbreviations are as follows.
(I) Epoxy resin / Epototo 8125: Bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical, Epototo 8125 (trade name), epoxy equivalent 175, liquid)
EPPN-501H; triphenylmethane type epoxy resin (manufactured by Nippon Kayaku, EPPN-501H (trade name), epoxy equivalent 170, semi-solid)
(B) Curing agent 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Curazole 2PHz-PW (trade name))
(C) Phenoxy resin / bisphenol A type phenoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., YP-50 (trade name))
(D) Silane coupling agent, Sila Ace S-510 (manufactured by Chisso)

・アルミナ粉末(1):通常球状アルミナ粉末、マイクロン社製、商品名;AL35−75R、球状、結晶性、平均粒子径D50:35μm
・アルミナ粉末(2):高比重球状アルミナ粉末、マイクロン社製、商品名;TA22B、球状、結晶性、平均粒子径D50:35μm
・アルミナ粉末(3):マイクロン社製、商品名;AL10−75R、球状、結晶性、平均粒子径D50:10μm、比重:3.83
アルミナ粉末(4):アドマテックス社製、商品名;AO−802、球状、結晶性、平均粒子径D50:0.7μm比重:3.75
Alumina powder (1): Normal spherical alumina powder, manufactured by Micron, trade name: AL35-75R, spherical, crystalline, average particle diameter D50: 35 μm
Alumina powder (2): high specific gravity spherical alumina powder, manufactured by Micron, trade name: TA22B, spherical, crystallinity, average particle diameter D50: 35 μm
Alumina powder (3): manufactured by Micron, trade name: AL10-75R, spherical, crystallinity, average particle diameter D50: 10 μm, specific gravity: 3.83
Alumina powder (4): manufactured by Admatechs, trade name: AO-802, spherical, crystalline, average particle diameter D50: 0.7 μm, specific gravity: 3.75

参考例1
表面改質された高比重球状アルミナ粉末は下記の処理により得た。
高比重球状アルミナ粉末(2)を25℃の純水に懸濁し、5時間撹拌を行った。その後、不織布を使用したフィルターでアルミナ粉末を濾別し、100℃に設定した熱風乾燥器内で8時間乾燥を行い、表面改質高比重アルミナ粉末(2A)を得た。
Reference example 1
The surface-modified high specific gravity spherical alumina powder was obtained by the following treatment.
The high specific gravity spherical alumina powder (2) was suspended in pure water at 25 ° C. and stirred for 5 hours. Thereafter, the alumina powder was separated by a filter using a non-woven fabric and dried for 8 hours in a hot air drier set at 100 ° C. to obtain a surface-modified high specific gravity alumina powder (2A).

参考例2
高比重球状アルミナ粉末(2)を純水中に懸濁させたのち、懸濁液の水温を100℃まで加温し、20分間撹拌を行った。その後、不織布を使用したフィルターでアルミナ粉末を濾別し、100℃に設定した熱風乾燥器内で8時間乾燥を行い、表面改質高比重アルミナ粉末(2B)を得た。
Reference example 2
After suspending the high specific gravity spherical alumina powder (2) in pure water, the water temperature of the suspension was heated to 100 ° C. and stirred for 20 minutes. Thereafter, the alumina powder was separated by a filter using a non-woven fabric and dried for 8 hours in a hot air dryer set at 100 ° C. to obtain a surface-modified high specific gravity alumina powder (2B).

参考例3
高比重球状アルミナ粉末(2)を1Mの水酸化ナトリウム水溶液に懸濁し、懸濁液の液温を80℃まで加温したのち、10時間撹拌を行った。その後、不織布を使用したフィルターでアルミナ粉末を濾別し、濾別後の洗浄水のpHが7になるまで水洗と濾過を繰り返した。洗浄後のアルミナ粉末は100℃に設定した熱風乾燥器内で8時間乾燥を行い、表面改質高比重アルミナ粉末(2C)を得た。
Reference example 3
The high specific gravity spherical alumina powder (2) was suspended in a 1M aqueous sodium hydroxide solution, and the suspension was heated to 80 ° C. and stirred for 10 hours. Thereafter, the alumina powder was filtered off with a filter using a non-woven fabric, and water washing and filtration were repeated until the pH of the washing water after the filtration became 7. The washed alumina powder was dried in a hot air dryer set at 100 ° C. for 8 hours to obtain a surface-modified high specific gravity alumina powder (2C).

参考例4〜5
得られた表面改質高比重アルミナ粉末(2A〜2C)、及び原料として使用したアルミナ粉末(1)および(2)について、粒度分布測定、真比重測定、比表面積測定を行った後、加熱放出ガス分析と吸油量試験を行った。結果を表1にまとめて示す。
Reference Examples 4-5
The obtained surface-modified high specific gravity alumina powders (2A to 2C) and the alumina powders (1) and (2) used as raw materials were subjected to particle size distribution measurement, true specific gravity measurement, specific surface area measurement, and then released by heating. Gas analysis and oil absorption test were performed. The results are summarized in Table 1.

[平均粒子径(D50)]
アルミナ粉末を分散媒である0.2重量%ヘキサメタりん酸ナトリウム溶液に試料濃度が0.04重量%になるように計量して混合し、超音波ホモジナイザーを用いて3分間分散させた。このフィラー分散液を、粒度分布測定装置マイクロトラックMT3300EX(日機装製)を用いて、波長780nmの半導体レーザの照射により得られた散乱光から粒子径分布を測定した。平均粒子径D50は、前記測定法により得られた粒子径分布において、粒子の全体積を100%としたとき、粒子径の体積分率の累積カーブにおいて50%累積となるときの粒子径を示す。
[Average particle diameter (D50)]
Alumina powder was weighed and mixed in a 0.2 wt% sodium hexametaphosphate solution as a dispersion medium so that the sample concentration was 0.04 wt%, and dispersed using an ultrasonic homogenizer for 3 minutes. The particle size distribution of the filler dispersion was measured from the scattered light obtained by irradiation with a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm, using a particle size distribution measuring device Microtrac MT3300EX (manufactured by Nikkiso). The average particle diameter D50 indicates the particle diameter when the particle volume distribution obtained by the measurement method is 50% cumulative in the cumulative curve of the volume fraction of the particle diameter when the total volume of the particles is 100%. .

[真比重測定]
アルミナ粉末の真比重は、JIS R9301−2−1アルミナ粉末の物性測定方法−ピクノメーター法による真密度に記載の方法を元に確認を行った。
[True specific gravity measurement]
The true specific gravity of the alumina powder was confirmed based on the method described in JIS R9301-2-1 alumina powder physical property measurement method-true density by pycnometer method.

[真球度測定]
アルミナ粉末の円形度は、シスメックス社製湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA−3000を用いた。測定はビーカーに秤量した所定量のアルミナ粉末を、蒸留水中で攪拌しながら超音波を3分間照射したのち、マグネットスターラで攪拌しながら吸引ピペットにより装置に投入して行い、得られたデータは75μm以下の粒子経範囲で解析し、各アルミナ粉末の真球度を算出した。
[Sphericality measurement]
For the circularity of the alumina powder, a wet flow type particle size / shape analyzer FPIA-3000 manufactured by Sysmex Corporation was used. The measurement was performed by irradiating a predetermined amount of alumina powder weighed in a beaker with ultrasonic waves for 3 minutes while stirring in distilled water, and then stirring it with a magnetic stirrer and using a suction pipette. The obtained data was 75 μm. Analysis was performed in the following particle diameter range, and the sphericity of each alumina powder was calculated.

[比表面積測定]
アルミナ粉末の比表面積測定は、株式会社マウンテック製の全自動BET比表面積測定装置Massorb HM−1201を使用して、BET一点法測定にて実施した。
[Specific surface area measurement]
The specific surface area of the alumina powder was measured by BET one-point method measurement using a fully automatic BET specific surface area measuring apparatus Massorb HM-1201 manufactured by Mountec Co., Ltd.

[加熱放出ガス分析]
球状アルミナ粉末は、日鉄住金テクノロジー社製TE−360S 真空中加熱ガス抽出・質量分析装置と、アネルバ社製四重極質量分析計M201QA−TDMによって構成される加熱放出ガス分析装置にて分析を行った。
測定に先立ち、試料は所定量を精秤して装置に挿入後、2時間真空排気を行った後、試料を真空中で室温から1000℃まで毎分10℃の割合で定速昇温し、その間に試料より発生したH2Oガスの放出曲線を温度と単位質量あたりの質量スペクトル強度として求めた。
なお、H2Oの放出量を算出するにあたっては、日本鉄鋼連盟で販売している水素分析用管理試料JSS GS−7aを測定試料として同様に分析して得られた水素放出曲線を元に換算係数を求め、算出した。
表中の加熱放出ガス分析の単位は、×103ml/gである。
[Heat release gas analysis]
Spherical alumina powder is analyzed with a heated emission gas analyzer consisting of a TE-360S vacuum heated gas extraction / mass spectrometer manufactured by Nippon Steel & Sumikin Technology Co., Ltd. and a quadrupole mass spectrometer M201QA-TDM manufactured by Anelva. went.
Prior to measurement, a predetermined amount of the sample was precisely weighed and inserted into the apparatus, and after evacuation for 2 hours, the sample was heated at a constant rate from room temperature to 1000 ° C. at a rate of 10 ° C. per minute in vacuum. In the meantime, the release curve of H 2 O gas generated from the sample was determined as temperature and mass spectral intensity per unit mass.
When calculating the release amount of H 2 O, the hydrogen release curve obtained by analyzing the hydrogen analysis control sample JSS GS-7a sold by the Japan Iron and Steel Federation as a measurement sample was converted based on The coefficient was obtained and calculated.
The unit of heat release gas analysis in the table is × 10 3 ml / g.

[吸油量]
高比重球状アルミナ粉末の吸油量は、JIS K 5101−13−2顔料試験法−吸油量に記載の方法を元に実施した。なお、油としては、煮あまに油に代わりに下記のエポキシ樹脂ワニスとポリイミド樹脂ワニスを使用した。
[Oil absorption]
The amount of oil absorption of the high specific gravity spherical alumina powder was carried out based on the method described in JIS K 5101-13-2 pigment test method-oil absorption. In addition, as the oil, the following epoxy resin varnish and polyimide resin varnish were used in place of the boiled oil.

・ワニスa;ビスフェノールA型エポキシ樹脂(新日鉄住金化学製、エポトート8125(商品名)、エポキシ当量175、液状)をシクロペンタノンで固形分濃度85wt%に希釈した樹脂溶液
・ワニスb;エポキシ樹脂ワニスaにシランカップリング剤として、サイラエースS−510(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、チッソ製)を1wt%添加した樹脂溶液
・ワニスc;ピロメリット酸無水物(PMDA)と2,2ービス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン(BAPP)の共重合物であるポリアミック酸のN,N−ジメチルアセトアミド溶液 (固形分濃度10wt%)
・ Varnish a: Resin solution obtained by diluting bisphenol A type epoxy resin (manufactured by NS Resin solution and varnish c containing 1 wt% of Silaace S-510 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Chisso) as a silane coupling agent to a; pyromellitic anhydride (PMDA) and 2,2-bis N, N-dimethylacetamide solution of polyamic acid which is a copolymer of [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane (BAPP) (solid content concentration 10 wt%)

Figure 2015193704
Figure 2015193704

アルミナ粉末は真比重が高いほど熱伝導性に優れ、吸油量が少ないほど樹脂との親和性に優れる。アルミナ粉末(1)は、真比重が低いが、各種樹脂ワニスの吸油量は少なく、樹脂との親和性に優れるのに対し、高比重アルミナ粉末(2)は真比重が高いものの、吸油量が多く、樹脂との親和性は通常球状アルミナよりも低い。このとき、高比重球状アルミナ粉末(2)200℃までにおける累積水分放出量の総H2Oガス放出量は、40%以上であった。一方、表面改質処理を施した表面改質高比重アルミナ粉末(2A〜2C)の550℃までの累積水分放出量の総H2Oガス放出量は90%以上と未処理品よりも高くなっており、特にアルミナ粉末(2B〜2C)は200℃までにおける総H2Oガス放出量は、40%以下であった。この、アルミナ粉末(2B〜2C)は吸油量の低下、すなわち、樹脂との親和性の向上が見られた。
これらの特定温度域におけるH2Oガスの放出は200℃までの温度領域ではおもに粉末表面における吸着水に由来するものと見られる。また、550℃までの累積H2Oガス放出は表面改質処理によって高比重球状アルミナ粉末表面に低温では乖離しない水酸化アルミニウムやベーマイト等のアルミナ水和物に由来する水酸基が生成しているものと考えられる。これら水酸基が存在することで、親水基を有さないアルミナ粉末よりも樹脂ワニスとの親和性に優れることが示されている。このことは、エポキシ樹脂ワニスaにシランカップリング剤を添加すること(エポキシ樹脂ワニスb)によって吸油量がさらに減少する結果からも明らかである。
The higher the true specific gravity of the alumina powder, the better the thermal conductivity, and the smaller the oil absorption, the better the affinity with the resin. Although the alumina powder (1) has a low true specific gravity, the oil absorption of various resin varnishes is small and the affinity with the resin is excellent. On the other hand, the high specific gravity alumina powder (2) has a high true specific gravity, but the oil absorption is low. In many cases, the affinity with the resin is usually lower than that of spherical alumina. At this time, the total H 2 O gas release amount of the cumulative moisture release amount up to 200 ° C. was 40% or more. On the other hand, the surface modified high specific gravity alumina powder (2A to 2C) subjected to the surface modification treatment has a total water release amount of up to 550 ° C. The total H 2 O gas release amount is 90% or higher, which is higher than that of the untreated product. In particular, alumina powder (2B to 2C) had a total H 2 O gas release amount of up to 40% up to 200 ° C. The alumina powder (2B to 2C) showed a decrease in oil absorption, that is, an improvement in affinity with the resin.
The release of H 2 O gas in these specific temperature ranges seems to originate mainly from the adsorbed water on the powder surface in the temperature range up to 200 ° C. In addition, cumulative H 2 O gas release up to 550 ° C is due to the generation of hydroxyl groups derived from alumina hydrates such as aluminum hydroxide and boehmite that do not dissociate at high temperatures on the surface of high specific gravity spherical alumina powder due to surface modification treatment. it is conceivable that. The presence of these hydroxyl groups has been shown to be more compatible with resin varnish than alumina powder having no hydrophilic group. This is clear from the result that the oil absorption is further reduced by adding a silane coupling agent to the epoxy resin varnish a (epoxy resin varnish b).

実施例1〜2、比較例1〜3
上記の原料を表2に示す割合で配合した。まず、フェノキシ樹脂のみを、攪拌機付容器にて、メチルイソブチルケトン(MIBK)に攪拌、溶解した。次に、このMIBK溶液に、エポキシ樹脂、硬化剤、シランカップリング剤を配合し、撹拌、溶解した。その後、この混合溶液にアルミナ粉末を配合し、攪拌、分散させ比較例1〜3及び実施例1、2の高熱伝導性樹脂組成物のワニスを作製した。
このワニスを、厚さ50μmの離型処理PETフィルム(三菱化学製MR−50)に、硬化物の膜厚が150μmとなるように塗工し、110℃で5分乾燥させてBステージ状態とした後、180℃で硬化させて、比較例1〜3及び実施例1、2の硬化物を得た。得られた硬化物について、絶縁破壊電圧を測定し、耐電圧特性を評価した。その結果を表2に併記した。なお、表2中、エポキシ系樹脂原料aの配合量は、高熱伝導性樹脂組成物の全固形分に対する質量%で示し、各アルミナ粉末の配合量は、高熱伝導性樹脂組成物の全固形分に対する質量%を記した。
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3
The above raw materials were blended in the proportions shown in Table 2. First, only the phenoxy resin was stirred and dissolved in methyl isobutyl ketone (MIBK) in a container equipped with a stirrer. Next, an epoxy resin, a curing agent, and a silane coupling agent were added to the MIBK solution, and the mixture was stirred and dissolved. Thereafter, alumina powder was blended in this mixed solution, and stirred and dispersed to prepare varnishes of high thermal conductive resin compositions of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 and 2.
This varnish was applied to a release-treated PET film (MR-50, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having a thickness of 50 μm so that the thickness of the cured product was 150 μm, and dried at 110 ° C. for 5 minutes to obtain a B-stage state. Then, it was cured at 180 ° C. to obtain cured products of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 and 2. About the obtained hardened | cured material, the dielectric breakdown voltage was measured and the withstand voltage characteristic was evaluated. The results are also shown in Table 2. In Table 2, the compounding amount of the epoxy resin raw material a is shown by mass% with respect to the total solid content of the high thermal conductive resin composition, and the compounding amount of each alumina powder is the total solid content of the high thermal conductive resin composition. The mass% with respect to was described.

Figure 2015193704
Figure 2015193704

表2からアルミナ粉末(2B)、(2C)を使用した樹脂組成物の硬化物は、表面処理を行わなかった高比重球状アルミナを使用した樹脂組成物の硬化物よりもボイド量が少なく、電極耐電圧や曲げ弾性率および曲げ強度も通常球状アルミナを使用した樹脂組成物の硬化体と同等以上にまで向上した。一方、200℃までにおける累積水分放出量の総H2Oガス放出量は、40%以上であった表面改質高比重アルミナ(2A)については、表面改質処理なしの高比重球状アルミナよりも硬化体の物性はさらに低下する結果となった。
このように、高比重球状アルミナ粉末表面を、特定の総H2Oガス放出量となるように調整することによって、高比重球状アルミナの特徴である高熱伝導性を維持しつつ、良好な物性を示す樹脂組成物の硬化体を作製することが可能となった。
From Table 2, the cured product of the resin composition using alumina powder (2B) and (2C) has a smaller amount of voids than the cured product of the resin composition using high specific gravity spherical alumina that was not subjected to surface treatment. The withstand voltage, flexural modulus, and flexural strength were also improved to the same or better than the cured product of the resin composition that usually uses spherical alumina. On the other hand, the total H 2 O gas release amount of accumulated water release up to 200 ° C. was 40% or more for surface-modified high specific gravity alumina (2A) than for high specific gravity spherical alumina without surface modification treatment. The physical properties of the cured product were further reduced.
In this way, by adjusting the surface of the high specific gravity spherical alumina powder so as to have a specific total H 2 O gas release amount, while maintaining the high thermal conductivity characteristic of the high specific gravity spherical alumina, it has good physical properties. It became possible to produce a cured product of the resin composition shown.

Claims (7)

樹脂(A)と高比重球状アルミナ粉末(B)を含む樹脂組成物であって、高比重球状アルミナ粉末(B)が、平均粒子径が50μm以下、真球度が0.9以上、真比重が3.9以上であり、加熱放出ガス分析における200℃までの累積水分表出量が1000℃までの総放出水分量の40%以下であること、550℃までの累積水分放出量が1000℃までの総放出水分量の90%以上であること、かつ600〜1000℃までの累積水分放出量が1000℃までの総放出水分量の10%以下であることを特徴とする高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物。   A resin composition comprising a resin (A) and a high specific gravity spherical alumina powder (B), wherein the high specific gravity spherical alumina powder (B) has an average particle diameter of 50 μm or less, a sphericity of 0.9 or more, and a true specific gravity. Is not less than 3.9, and the accumulated water release amount up to 200 ° C. in the heat release gas analysis is 40% or less of the total released water amount up to 1000 ° C., and the cumulative water release amount up to 550 ° C. is 1000 ° C. High thermal conductivity alumina powder, characterized in that it is 90% or more of the total amount of released water up to and the cumulative amount of released water up to 600-1000 ° C. is 10% or less of the total amount of released water up to 1000 ° C. Containing resin composition. 高比重球状アルミナ粉末(B)を、樹脂組成物に対して40重量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物。   The high specific gravity spherical alumina powder (B) is contained in an amount of 40% by weight or more based on the resin composition. 樹脂(A)が、熱又は光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物。   The resin composition (A) is a heat or photocurable resin, and the highly heat conductive alumina powder-containing resin composition according to claim 1 or 2. 樹脂(A)が、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物。   Resin (A) is an epoxy resin, The highly heat conductive alumina powder containing resin composition of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. 請求項1〜4のいずれかに記載の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物をフィルム状成型し、半硬化せしめた半硬化樹脂フィルム。   The semi-hardened resin film which shape | molded the highly heat conductive alumina powder containing resin composition in any one of Claims 1-4, and was semi-hardened. 請求項1〜4のいずれかに記載の高熱伝導性アルミナ粉末含有樹脂組成物を硬化して得られる硬化物。   Hardened | cured material obtained by hardening | curing the highly heat conductive alumina powder containing resin composition in any one of Claims 1-4. 請求項5に記載の半硬化樹脂フィルムを硬化して得られる硬化フィルム。   A cured film obtained by curing the semi-cured resin film according to claim 5.
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