JP2015196823A - 熱硬化性樹脂組成物、熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】熱伝導性、耐熱性及び接着強度に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供すること。【解決手段】ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂が、全エポキシ樹脂に対して50質量%以上含まれ、且つ該フェノール硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲であるか、又は該アミン硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量の範囲である熱硬化性樹脂組成物である。【選択図】なし
Description
本発明は、熱硬化性樹脂組成物、熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュールに関し、特に電気・電子機器等の発熱部材から放熱部材へ熱を伝達させる熱伝導性樹脂シートを製造するために用いられる熱硬化性樹脂組成物、この熱硬化性樹脂組成物を用いた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュールに関する。
従来、電気・電子機器の発熱部材から放熱部材へ熱を伝達させる部材には、熱伝導性及び電気絶縁性に優れていることが要求される。この要求を満たすものとして、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた無機充填材を樹脂マトリックス成分中に分散させた熱硬化性樹脂組成物を用いて製造された熱伝導性樹脂シートが広く用いられている。ここで、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた無機充填材としては、アルミナ、窒化ホウ素(BN)、シリカ、窒化アルミニウム等が挙げられるが、その中でも窒化ホウ素は、熱伝導性及び電気絶縁性に加えて化学的安定性にも優れており、また無毒性且つ比較的安価でもあるため、熱伝導性樹脂シートに広く用いられている。
窒化ホウ素の分子構造は、黒鉛と同様の層状構造であり、一般に市販されている窒化ホウ素の結晶構造は鱗片状である。この鱗片状窒化ホウ素粒子は熱的異方性を有しており、結晶の面方向(a軸方向)の熱伝導率は、厚さ方向(c軸方向)の熱伝導率の数倍から数十倍と言われている。そのため、鱗片状窒化ホウ素粒子を分散させた熱硬化性樹脂組成物を用い、ドクターブレード法などの公知の方法によって熱伝導性樹脂シートを製造した場合、鱗片状窒化ホウ素粒子のa軸方向はシートの面方向に配向し易いため、シートの厚さ方向の熱伝導性が十分に得られないという問題がある。そこで、鱗片状窒化ホウ素粒子を凝集させた二次凝集体や、これをさらに焼結させた二次焼結体のような等方的な熱伝導性を有する二次粒子を作製し、この二次粒子を樹脂マトリックス成分中に分散させた熱硬化性樹脂組成物を用いて熱伝導性樹脂シートを製造することにより、シートの厚さ方向の熱伝導性を向上させる方法が提案されている。
しかしながら、熱伝導性を高めることを目的として窒化ホウ素粒子の二次凝集粒子のような無機充填材の配合量を増加する場合、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面の接着性を良好にする工夫が必要となる。すなわち、二次凝集粒子のような無機充填材の配合量の増加に伴って樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面が増大することにより樹脂マトリクスが二次凝集粒子の微小空洞(ポア)に浸透し難くなる。樹脂マトリクスと二次凝集粒子との界面の密着性が十分ではなかったり、二次凝集粒子の微小空洞(ポア)に樹脂マトリクスが十分に浸透できない場合、熱伝導性樹脂シートの接着強度の低下に繋がる。一方、窒化ホウ素粒子の二次凝集粒子のような無機充填材の配合量を増加する場合、銅箔などの導体基材の表面の凹凸に無機充填材が入り込むために樹脂マトリクスが浸透し難くなる。樹脂マトリクスが銅箔などの導体基材の表面の凹凸に浸透できない場合、絶縁シートと銅箔などの導体基材との接着強度が低下する。このため、熱伝導性及び接着強度に優れたシートを得るためには、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面の十分な接着性や樹脂マトリクスと銅箔などの導体基材の表面との十分な接着性を得ることが必要となる。
そこで、絶縁シートと銅箔のような導体基材との接着強度を高めるために、ビスフェノールS骨格を有し、且つ重量平均分子量が1万以上であるフェノキシ樹脂と、重量平均分子量が1万未満であるエポキシ樹脂及び重量平均分子量が1万未満であるオキセタン樹脂の内の少なくとも一方の樹脂と、硬化剤と、熱伝導率が10W/(m・K)以上である充填材とを含む絶縁シートが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、窒化ホウ素粒子を凝集させて焼結した二次凝集粒子を特許文献1における充填材として用いた場合、特許文献1に記載のビスフェノールS骨格を有するフェノキシ樹脂は、重量平均分子量が1万以上と高いために熱硬化性樹脂組成物の粘度が高くなり、二次凝集粒子中の微小空洞(ポア)に樹脂マトリックス成分が浸透し難くなる。その結果、この熱硬化性樹脂組成物を用いて作製した熱伝導性樹脂シートでは、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の十分な密着性が得られず、また、樹脂マトリクスが銅箔基材などの導体基材表面の凹凸に浸透しにくくなり、熱伝導性樹脂シート硬化物の十分な接着強度を得ることができないという問題がある。
一方、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面の接着性や樹脂マトリクスと銅箔などの導体基材の表面との接着性を向上させる方法として、樹脂マトリクスの粘度を低下させることにより二次凝集粒子や銅箔などの導体基材の表面に樹脂マトリクスを浸透させ易くする方法が考えられるが、粘度を低下させるのに用いるエポキシ樹脂は、その樹脂構造が耐熱性に乏しい構造となってしまう。そのため、樹脂マトリクスの粘度を低下させることにより二次凝集粒子の微小空洞(ポア)や銅箔などの導体基材の表面の凹凸に樹脂マトリクスが浸透し易くなり接着強度を向上させることはできるものの、樹脂マトリクスの耐熱性が不十分となるという問題がある。
さらに、樹脂マトリクスと二次凝集粒子との間の界面の接着性や樹脂マトリクスと銅箔などの導体基材の表面との接着性を向上させる方法として、熱伝導性樹脂シートを製造する際のプレス工程においてプレス圧を増加する方法が考えられるが、シート中で二次凝集粒子が崩れ、窒化ホウ素のa軸方向がシートの面方向に配向してしまうため、シート厚み方向の熱伝導率が向上しないという問題がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、熱伝導性、耐熱性及び銅箔などの導体基材との接着強度に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、熱伝導性、耐熱性及び銅箔などの導体基材との接着強度に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、耐熱性及び熱放散性に優れたパワーモジュールを提供することを目的とする。
また、本発明は、熱伝導性、耐熱性及び銅箔などの導体基材との接着強度に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、耐熱性及び熱放散性に優れたパワーモジュールを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、窒化ホウ素粒子などの二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を樹脂マトリックス成分中に分散させた熱硬化性樹脂組成物において、特定にエポキシ樹脂と特定の硬化剤とエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤とを併用することにより、樹脂マトリクスの構造とその硬化反応とを制御すれば、熱伝導性及び耐熱性を低下させることなく、接着強度を向上させた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂が、全エポキシ樹脂に対して50質量%以上含まれ、且つ該フェノール硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲であるか、又は該アミン硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量の範囲であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
すなわち、本発明は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、該ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂が、全エポキシ樹脂に対して50質量%以上含まれ、且つ該フェノール硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲であるか、又は該アミン硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量の範囲であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シートである。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法である。
さらに、本発明は、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、該電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、該電力半導体素子で発生する熱を該一方の放熱部材から該他方の放熱部材に伝達する、上記の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュールである。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法である。
さらに、本発明は、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、該電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、該電力半導体素子で発生する熱を該一方の放熱部材から該他方の放熱部材に伝達する、上記の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュールである。
本発明によれば、熱伝導性、耐熱性及び銅箔などの導体基材との接着強度に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、熱伝導性、耐熱性及び接着強度に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、熱放散性及び耐熱性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
また、本発明によれば、熱伝導性、耐熱性及び接着強度に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、熱放散性及び耐熱性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
実施の形態1.
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有するものである。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有するものである。
<エポキシ樹脂>
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を必須成分として含み、全エポキシ樹脂に対してビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を50質量%以上含む。樹脂マトリクスとなる全エポキシ樹脂に対して、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が50質量%以上であれば、樹脂硬化物の接着強度は目標レベルに達する。一方、樹脂マトリクスとなる全エポキシ樹脂に占めるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が50質量%未満であると、樹脂硬化物の接着強度は目標レベルよりも低くなる。熱硬化性樹脂組成物において、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は、好ましくは全エポキシ樹脂に対して60質量%以上100質量%以下含まれる。熱硬化性樹脂組成物に用いるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、好ましくは100以上1000以下のエポキシ当量、より好ましくは150以上500以下のエポキシ当量を有するものである。
ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の具体例としては、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E型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4‘−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4’−(1,4−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)などが挙げられる。これらのビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂を必須成分として含み、全エポキシ樹脂に対してビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を50質量%以上含む。樹脂マトリクスとなる全エポキシ樹脂に対して、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が50質量%以上であれば、樹脂硬化物の接着強度は目標レベルに達する。一方、樹脂マトリクスとなる全エポキシ樹脂に占めるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が50質量%未満であると、樹脂硬化物の接着強度は目標レベルよりも低くなる。熱硬化性樹脂組成物において、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は、好ましくは全エポキシ樹脂に対して60質量%以上100質量%以下含まれる。熱硬化性樹脂組成物に用いるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、1分子中に2個以上のエポキシ基を有し、好ましくは100以上1000以下のエポキシ当量、より好ましくは150以上500以下のエポキシ当量を有するものである。
ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の具体例としては、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E型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂(4,4‘−シクロヘキシジエンビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールP型エポキシ樹脂(4,4’−(1,4−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)、ビスフェノールM型エポキシ樹脂(4,4−(1,3−フェニレンジイソプリジエン)ビスフェノール型エポキシ樹脂)などが挙げられる。これらのビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;ナフタレン型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;アントラセン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;メチルエピクロ型エポキシ樹脂;フルオレン型エポキシ樹脂;ピレン型エポキシ樹脂;キサンテン型エポキシ樹脂;アダマンタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、フェノール硬化剤及びアミン硬化剤の何れか一方を必須成分として含む。
<フェノール硬化剤>
フェノール硬化剤としては、特に限定されることはなく、ジシアンジアミド及びアジピン酸ジヒドラジドなどの有機ジヒドラジド;トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール;ジメチルベンジルアミン;1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン及びその誘導体;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール及び2−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、フェノールノボラック、o−クレゾールノボラック、p−クレゾールノボラック、t−ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾール、ポリパラビニルフェノール、ビスフェノールA型ノボラック、キシリレン変性ノボラック、デカリン変性ノボラック、ポリ(ジ−o−ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ−m−ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ−p−ヒドロキシフェニル)メタンなどのフェノール樹脂が挙げられる。これらのフェノール硬化剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性樹脂組成物にフェノール硬化剤を配合する場合、その配合量は、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール硬化剤の官能基が0.2〜0.8当量となる量であり、好ましくは0.25〜0.75当量となる量である。フェノール硬化剤の配合量が上記範囲外であると、所望の耐熱性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。
<アミン硬化剤>
アミン硬化剤としては、特に限定されることはなく、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンの如き炭素原子数2〜20の脂肪族多価アミン;p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4−ジアミノジフェニルエタン、4,4−ジアミノジフェニプロパン、4,4−ジアミノジフェニルエーテル、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、4,4−ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタンの如き芳香族多価アミン;4,4−ジアミノジシクロヘキサン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンの如き脂環式多価アミン;ジシアンジアミドなどが挙げられる。これらのアミン硬化剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性樹脂組成物にアミン硬化剤を配合する場合、その配合量は、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、アミン硬化剤の官能基が0.1〜0.95当量となる量であり、好ましくは0.15〜0.9当量となる量である。アミン硬化剤の配合量が上記範囲外であると、所望の耐熱性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。
<フェノール硬化剤>
フェノール硬化剤としては、特に限定されることはなく、ジシアンジアミド及びアジピン酸ジヒドラジドなどの有機ジヒドラジド;トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール;ジメチルベンジルアミン;1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン及びその誘導体;2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール及び2−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類、フェノールノボラック、o−クレゾールノボラック、p−クレゾールノボラック、t−ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾール、ポリパラビニルフェノール、ビスフェノールA型ノボラック、キシリレン変性ノボラック、デカリン変性ノボラック、ポリ(ジ−o−ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ−m−ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ−p−ヒドロキシフェニル)メタンなどのフェノール樹脂が挙げられる。これらのフェノール硬化剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性樹脂組成物にフェノール硬化剤を配合する場合、その配合量は、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、フェノール硬化剤の官能基が0.2〜0.8当量となる量であり、好ましくは0.25〜0.75当量となる量である。フェノール硬化剤の配合量が上記範囲外であると、所望の耐熱性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。
<アミン硬化剤>
アミン硬化剤としては、特に限定されることはなく、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンの如き炭素原子数2〜20の脂肪族多価アミン;p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4−ジアミノジフェニルメタン、4,4−ジアミノジフェニルエタン、4,4−ジアミノジフェニプロパン、4,4−ジアミノジフェニルエーテル、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、4,4−ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタンの如き芳香族多価アミン;4,4−ジアミノジシクロヘキサン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサンの如き脂環式多価アミン;ジシアンジアミドなどが挙げられる。これらのアミン硬化剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱硬化性樹脂組成物にアミン硬化剤を配合する場合、その配合量は、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して、アミン硬化剤の官能基が0.1〜0.95当量となる量であり、好ましくは0.15〜0.9当量となる量である。アミン硬化剤の配合量が上記範囲外であると、所望の耐熱性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記のエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤を必須成分として含む。このようなエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤としては、エポキシ樹脂の自己重合反応を促進させる作用を有するものであればよく、例えば、イミダゾール硬化促進剤、アミン硬化促進剤などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化性樹脂組成物におけるエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤の配合量は、全エポキシ樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
<イミダゾール硬化促進剤>
イミダゾール硬化促進剤としては、特に限定されることはなく、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2,4−ジ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−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、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、1−ビニル−2−メチルイミダゾール、1−プロピル−2−メチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノメチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾールなどの他、マスク化イミダゾール類が挙げられる。
<アミン硬化促進剤>
アミン硬化促進剤としては、特に限定されることはなく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルブタンジアミン、テトラメチルペンタンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチルトルイジン、N,N−ジメチルアニシジン、ピリジン、ピコリン、キノリン、N−メチルピペリジン、N,N−ジメチルピペラジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)などが挙げられる。
硬化性樹脂組成物におけるエポキシ樹脂の自己重合反応促進剤の配合量は、全エポキシ樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
<イミダゾール硬化促進剤>
イミダゾール硬化促進剤としては、特に限定されることはなく、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2,4−ジ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−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、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、1−ビニル−2−メチルイミダゾール、1−プロピル−2−メチルイミダゾール、2−イソプロピルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノメチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾールなどの他、マスク化イミダゾール類が挙げられる。
<アミン硬化促進剤>
アミン硬化促進剤としては、特に限定されることはなく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、テトラメチルブタンジアミン、テトラメチルペンタンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン、トリエチレンジアミン、N,N−ジメチルベンジルアミン、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチルトルイジン、N,N−ジメチルアニシジン、ピリジン、ピコリン、キノリン、N−メチルピペリジン、N,N−ジメチルピペラジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン(DBU)などが挙げられる。
<熱伝導性無機充填材>
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を必須成分として含む。熱硬化性樹脂組成物に二次凝集粒子を配合しない場合、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。熱伝導性樹脂シートをSiCパワー半導体に適用し得る熱伝導率を確保するという観点から、熱伝導性無機充填材の熱伝導率は10W/m・K以上であることが好ましい。二次凝集粒子としては、窒化ホウ素などの一次粒子を凝集させた公知のものが10W/m・K以上の熱伝導率を有するために好ましく用いることができる。このような窒化ホウ素の二次凝集粒子としては、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させたもの、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させて焼結したものなどが挙げられる。窒化ホウ素の分子構造は、図1に示すように、黒鉛と同様の層状構造である。この窒化ホウ素は、熱的異方性を有しており、図2に示すように、結晶の面方向(a軸方向)の熱伝導率は、厚さ方向(c軸方向)の熱伝導率の数倍から数十倍である。そのため、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させたものでは、一次粒子があらゆる方向を向いて凝集、すなわち等方的に凝集し、二次凝集粒子は等方的な熱伝導性を有することとなる。
二次凝集粒子を構成する一次粒子の平均長径は、好ましくは15μm以下、より好ましくは0.1μm以上8μm以下である。一次粒子の平均長径が15μmよりも大きいと、一次粒子の焼結密度が低くなりすぎてしまい、二次凝集粒子自体の熱伝導性が低下すると共に、熱伝導性樹脂シートの製造工程(プレス工程)において二次凝集粒子が崩れ易くなり、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない場合がある。なお、本実施の形態において、平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定による値である。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を必須成分として含む。熱硬化性樹脂組成物に二次凝集粒子を配合しない場合、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない。熱伝導性樹脂シートをSiCパワー半導体に適用し得る熱伝導率を確保するという観点から、熱伝導性無機充填材の熱伝導率は10W/m・K以上であることが好ましい。二次凝集粒子としては、窒化ホウ素などの一次粒子を凝集させた公知のものが10W/m・K以上の熱伝導率を有するために好ましく用いることができる。このような窒化ホウ素の二次凝集粒子としては、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させたもの、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させて焼結したものなどが挙げられる。窒化ホウ素の分子構造は、図1に示すように、黒鉛と同様の層状構造である。この窒化ホウ素は、熱的異方性を有しており、図2に示すように、結晶の面方向(a軸方向)の熱伝導率は、厚さ方向(c軸方向)の熱伝導率の数倍から数十倍である。そのため、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させたものでは、一次粒子があらゆる方向を向いて凝集、すなわち等方的に凝集し、二次凝集粒子は等方的な熱伝導性を有することとなる。
二次凝集粒子を構成する一次粒子の平均長径は、好ましくは15μm以下、より好ましくは0.1μm以上8μm以下である。一次粒子の平均長径が15μmよりも大きいと、一次粒子の焼結密度が低くなりすぎてしまい、二次凝集粒子自体の熱伝導性が低下すると共に、熱伝導性樹脂シートの製造工程(プレス工程)において二次凝集粒子が崩れ易くなり、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない場合がある。なお、本実施の形態において、平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定による値である。
二次凝集粒子の平均粒径は、20μm以上180μm以下であることが好ましく、40μm以上130μm以下であることがより好ましい。二次凝集粒子の平均粒径が20μm未満であると、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない場合がある。一方、二次凝集粒子の平均粒径が180μmを超えると、熱硬化性樹脂組成物中に二次凝集粒子を混練分散させることが難しくなり、作業性や成形性に支障を生じることがある上に、所望の厚さを有する熱伝導性樹脂シートが得られず、電気絶縁性が低下する場合もある。
なお、二次凝集粒子の形状は、球状に限定されず、鱗片状等の他の形状であってもよい。ただし、球状以外の他の形状の場合、平均粒径は当該形状における長辺の長さを意味する。また、球状の二次凝集粒子であれば、熱硬化性樹脂組成物を製造する際に、熱硬化性樹脂組成物の流動性を確保しつつ、二次凝集粒子の配合量を多くすることができるので好ましい。
なお、二次凝集粒子の形状は、球状に限定されず、鱗片状等の他の形状であってもよい。ただし、球状以外の他の形状の場合、平均粒径は当該形状における長辺の長さを意味する。また、球状の二次凝集粒子であれば、熱硬化性樹脂組成物を製造する際に、熱硬化性樹脂組成物の流動性を確保しつつ、二次凝集粒子の配合量を多くすることができるので好ましい。
好ましい二次凝集粒子は、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子を用いて、公知の方法に従って製造することができる。具体的には、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子を焼成して解砕させたり、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子をスプレードライ等の公知の方法によって凝集させた後、焼成して焼結(粒成長)させる。ここで、焼成温度は特に限定されないが、一般的に2,000℃である。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記の二次凝集粒子からなる熱伝導性無機充填材を含むことが望ましいが、本発明の効果を損なわない範囲で、上記の二次凝集粒子と共に、当該技術分野において一般的な熱伝導性無機充填材を含有してもよい。このような熱伝導性無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、窒化ホウ素(BN)の一次粒子、溶融シリカ(SiO2)、結晶シリカ(SiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、炭化ケイ素(SiC)などが挙げられる。これらの熱伝導性無機充填材は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、熱伝導性をより向上させる観点から、窒化ホウ素の一次粒子が好ましい。これらの熱伝導性無機充填材の平均粒径は、0.5μm以上100μm以下であることが好ましい。熱伝導性無機充填材の平均粒径が0.5μm未満であると、粘度が上昇して成形性に劣る場合がある。一方、熱伝導性無機充填材の平均粒径が100μmを超えると、二次凝集粒子との充填性が低下して熱伝導性樹脂シート内にボイドが発生し易くなり、熱伝導性樹脂シートの熱伝導性や電気絶縁性が低下する場合がある。
二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材の配合量は、熱硬化性樹脂組成物全量に対して、20体積%以上であることが好ましく、30体積%以上90体積%以下であることがより好ましい。なお、熱硬化性樹脂組成物が下記で説明する有機溶剤を含有する場合、有機溶剤を除いた熱硬化性樹脂組成物における熱伝導性無機充填材の配合量を意味する。二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材の配合量が20体積%未満であると、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られない場合がある。一方、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材の配合量が90体積%を超えると、熱伝導性樹脂シート内にボイドが発生し易くなり、熱伝導性樹脂シートの熱伝導性及び電気絶縁性が低下する場合がある。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と熱伝導性無機充填材との界面の接着強度を向上させる観点から、カップリング剤を含有することができる。カップリング剤としては、特に限定されることはなく、上記のエポキシ樹脂及び熱伝導性無機充填材の種類に応じて公知のものを適宜選択すればよい。カップリング剤としては、例えば、γ―グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ―アミノプロピルトリエトキシシラン、N−フェニル−γ―アミノプロピルトリメトキシシラン、γ―メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらのカップリング剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カップリング剤の配合量は、使用するエポキシ樹脂及びカップリング剤の種類等に応じて適宜設定すればよく、一般的に、全エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下である。
カップリング剤の配合量は、使用するエポキシ樹脂及びカップリング剤の種類等に応じて適宜設定すればよく、一般的に、全エポキシ樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上20質量部以下である。
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、当該組成物の粘度を調整するために、有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、特に限定されることはなく、使用するエポキシ樹脂及び熱伝導性無機充填材の種類等に応じて公知のものを適宜選択すればよい。有機溶剤としては、例えば、トルエン、メチルエチルケトン、n−ヘキサンなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶剤の配合量は、熱硬化性樹脂組成物の混練が可能な量であれば特に限定されることはなく、一般的に、有機溶剤を除く熱硬化性樹脂組成物(固形分)100質量部に対して、20質量部以上85質量部以下である。
有機溶剤の配合量は、熱硬化性樹脂組成物の混練が可能な量であれば特に限定されることはなく、一般的に、有機溶剤を除く熱硬化性樹脂組成物(固形分)100質量部に対して、20質量部以上85質量部以下である。
上記のような構成成分を含有する本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物の製造方法は、特に限定されることはなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、以下のようにして製造することができる。
まず、所定量のエポキシ樹脂と、所定量のフェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、所定量のエポキシ樹脂自己重合反応促進剤とを混合する。
次に、この混合物に有機溶剤を加え、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を加えて予備混合する。なお、混合物の粘度が低い場合には、有機溶剤を加えなくてもよい。
次に、この予備混合物を3本ロールやニーダ等を用いて混練することによって熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物にカップリング剤を配合する場合、カップリング剤は混練工程前までに加えればよい。
まず、所定量のエポキシ樹脂と、所定量のフェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、所定量のエポキシ樹脂自己重合反応促進剤とを混合する。
次に、この混合物に有機溶剤を加え、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を加えて予備混合する。なお、混合物の粘度が低い場合には、有機溶剤を加えなくてもよい。
次に、この予備混合物を3本ロールやニーダ等を用いて混練することによって熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物にカップリング剤を配合する場合、カップリング剤は混練工程前までに加えればよい。
上記のようにして得られる本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%以上の範囲で調整されており、樹脂マトリクスの硬化反応は、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化剤反応と、エポキシ樹脂単独の自己重合反応とにより進行する。ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は柔軟な構造を有しており、剛直な骨格を有するエポキシ樹脂よりも分子運動も起こり易く樹脂粘度も低くなる。そのため、熱伝導性無機充填材として窒化ホウ素などの一次粒子を凝集させた二次凝集粒子を配合しているにも関わらず、樹脂マトリクスは二次凝集粒子の微小空洞(ポア)にも十分に浸透し、樹脂マトリクスと熱伝導性無機充填材との相互作用が強まることにより接着強度が向上する。また、本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、銅箔などの導体基材の表面の凹凸にも浸透し易くなり接着強度が向上する。
なお、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂などの柔軟な骨格を有する熱硬化性樹脂を樹脂マトリクスとして用いる場合、一般的には、樹脂硬化物の耐熱性が低下するという問題が起こるが、本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物では、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化剤反応だけではなく、エポキシ樹脂単独の自己重合反応を併用することで、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%以上であっても所望の耐熱性(200℃レベル)を得ることができる。
なお、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂などの柔軟な骨格を有する熱硬化性樹脂を樹脂マトリクスとして用いる場合、一般的には、樹脂硬化物の耐熱性が低下するという問題が起こるが、本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物では、エポキシ樹脂と硬化剤との硬化剤反応だけではなく、エポキシ樹脂単独の自己重合反応を併用することで、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%以上であっても所望の耐熱性(200℃レベル)を得ることができる。
実施の形態2.
本実施の形態の熱伝導性樹脂シートは、上記の熱硬化性樹脂組成物をシート化して硬化させたものである。
以下、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートについて図面を用いて説明する。
図3は、本実施の形態に係る熱伝導性樹脂シートの模式断面図である。図4は、本実施の形態に係る熱伝導性樹脂シートにおける樹脂マトリックスと二次凝集粒子との界面の模式拡大断面図である。図3において、熱伝導性樹脂シート1は、樹脂マトリックス2と、樹脂マトリックス2中に分散された二次凝集粒子3とを含む。また、二次凝集粒子3は、窒化ホウ素の一次粒子4から構成されている。
本実施の形態の熱伝導性樹脂シートは、上記の熱硬化性樹脂組成物をシート化して硬化させたものである。
以下、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートについて図面を用いて説明する。
図3は、本実施の形態に係る熱伝導性樹脂シートの模式断面図である。図4は、本実施の形態に係る熱伝導性樹脂シートにおける樹脂マトリックスと二次凝集粒子との界面の模式拡大断面図である。図3において、熱伝導性樹脂シート1は、樹脂マトリックス2と、樹脂マトリックス2中に分散された二次凝集粒子3とを含む。また、二次凝集粒子3は、窒化ホウ素の一次粒子4から構成されている。
本実施の形態の熱伝導性樹脂シート1では、図4に示すように、樹脂マトリックス2が二次凝集粒子3中の微小空洞(ポア)に浸透し、樹脂マトリックス2と二次凝集粒子3との界面の接着性が向上する。これにより、樹脂マトリックス2と二次凝集粒子3との界面における割れや剥離が抑制され、熱伝導性樹脂シート1の熱伝導性及び接着強度が向上する。
一方、本発明で規定される条件を満たさない(ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%未満である場合)熱伝導性絶縁シートにおける樹脂マトリックスと二次凝集粒子との界面の模式拡大断面図を図5に示す。図5に示すように、この熱伝導性樹脂シート1では、樹脂マトリックス2が二次凝集粒子3中の微小空洞(ポア)内部にまで浸透せず、樹脂マトリクス2と二次凝集粒子3との界面の接着性が不十分となる。このように樹脂マトリクス2と二次凝集粒子3との接着性が不十分であると、シートの割れや剥離の原因となり、熱伝導性樹脂シート1の熱伝導性及び接着強度が低下してしまう。
本実施の形態の熱伝導性樹脂シート1は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含む方法によって製造することができる。基材としては、特に限定されることはなく、例えば、銅箔、離型処理された樹脂シートあるいはフィルムなどの公知の基材を用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されることはなく、ドクターブレード法等のような公知の方法を用いることができる。
塗布した熱硬化性樹脂組成物の乾燥は、周囲温度で行ってよいが、有機溶剤の揮発を促進させる観点から、必要に応じて80℃以上150℃以下に加熱してもよい。
塗布乾燥物の硬化温度は、使用するエポキシ樹脂の種類に応じて適宜設定すればよいが、一般的に80℃以上250℃以下である。また、硬化時間は、特に限定されないが、一般的に2分以上24時間以下である。
また、塗布乾燥物を硬化させる場合、必要に応じて加圧してもよい。この場合のプレス圧は、好ましくは0.5MPa以上50MPa以下、より好ましくは1.9MPa以上30MPa以下である。プレス圧が0.5MPa未満であると、熱伝導性樹脂シート1内のボイドを十分に除去することができないことがある。一方、プレス圧が50MPaを超えると、二次凝集粒子3が変形又は崩壊してしまい、熱伝導性樹脂シート1の熱伝導性及び電気絶縁性が低下することがある。また、プレス時間は、特に限定されないが、一般的に5分以上180分以下である。
熱硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されることはなく、ドクターブレード法等のような公知の方法を用いることができる。
塗布した熱硬化性樹脂組成物の乾燥は、周囲温度で行ってよいが、有機溶剤の揮発を促進させる観点から、必要に応じて80℃以上150℃以下に加熱してもよい。
塗布乾燥物の硬化温度は、使用するエポキシ樹脂の種類に応じて適宜設定すればよいが、一般的に80℃以上250℃以下である。また、硬化時間は、特に限定されないが、一般的に2分以上24時間以下である。
また、塗布乾燥物を硬化させる場合、必要に応じて加圧してもよい。この場合のプレス圧は、好ましくは0.5MPa以上50MPa以下、より好ましくは1.9MPa以上30MPa以下である。プレス圧が0.5MPa未満であると、熱伝導性樹脂シート1内のボイドを十分に除去することができないことがある。一方、プレス圧が50MPaを超えると、二次凝集粒子3が変形又は崩壊してしまい、熱伝導性樹脂シート1の熱伝導性及び電気絶縁性が低下することがある。また、プレス時間は、特に限定されないが、一般的に5分以上180分以下である。
本実施の形態の熱伝導性樹脂シート1を電気・電子機器に組み込む場合、熱硬化性樹脂組成物を発熱部材や放熱部材上に直接塗布して熱伝導性樹脂シート1を作製することも可能である。また、樹脂マトリックスとなるエポキシ樹脂がBステージ状態にある熱伝導性樹脂シート1を予め作製しておき、これを発熱部材と放熱部材との間に配置した後、所定のプレス圧で加圧しながら80℃以上250℃以下に加熱することで熱伝導性樹脂シート1を作製することも可能である。これらの方法によれば、熱伝導性樹脂シート1に対する発熱部材や放熱部材の接着性がより高くなる。
上記のようにして得られる本実施の形態の熱伝導性樹脂シート1は、電気・電子機器の発熱部材と放熱部材との間に配置することにより、発熱部材と放熱部材とを接着すると共に電気絶縁することができる。特に、本実施の形態の熱伝導性樹脂シート1は、樹脂マトリックス2を母材とし、且つ樹脂マトリックス2と二次凝集粒子3との界面の接着性に優れているため、樹脂マトリックス2と二次凝集粒子3との界面における割れや剥離が抑制され、接着強度、熱伝導性及び耐熱性が向上する。
実施の形態3.
本実施の形態のパワーモジュールは、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、電力半導体素子で発生する熱を一方の放熱部材から他方の放熱部材に伝達する上記の熱伝導性樹脂シートとを備える。
以下、本実施の形態のパワーモジュールについて図面を用いて説明する。
図6は、本実施の形態のパワーモジュールの模式断面図である。図6において、パワーモジュール10は、一方の放熱部材であるリードフレーム11に搭載された電力半導体素子12と、他方の放熱部材であるヒートシンク13と、リードフレーム11とヒートシンク13との間に配置された熱伝導性樹脂シート1とを備えている。さらに、電力半導体素子12と制御用半導体素子14との間、及び電力半導体素子12とリードフレーム11との間は、金属線15によってワイアボンディングされている。また、リードフレーム11の端部及びヒートシンク13の外部放熱のための部分以外は封止樹脂16で封止されている。パワーモジュール10において、熱伝導性樹脂シート1以外の部材は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
本実施の形態のパワーモジュールは、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、電力半導体素子で発生する熱を一方の放熱部材から他方の放熱部材に伝達する上記の熱伝導性樹脂シートとを備える。
以下、本実施の形態のパワーモジュールについて図面を用いて説明する。
図6は、本実施の形態のパワーモジュールの模式断面図である。図6において、パワーモジュール10は、一方の放熱部材であるリードフレーム11に搭載された電力半導体素子12と、他方の放熱部材であるヒートシンク13と、リードフレーム11とヒートシンク13との間に配置された熱伝導性樹脂シート1とを備えている。さらに、電力半導体素子12と制御用半導体素子14との間、及び電力半導体素子12とリードフレーム11との間は、金属線15によってワイアボンディングされている。また、リードフレーム11の端部及びヒートシンク13の外部放熱のための部分以外は封止樹脂16で封止されている。パワーモジュール10において、熱伝導性樹脂シート1以外の部材は、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
このような構成を有するパワーモジュール10は、接着強度、熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導性樹脂シート1を有しているので、接着強度、熱放散性や耐熱性に優れている。
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
〔実施例1〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq):50質量部、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq):50質量部、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq):12.3質量部、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW):1質量部、及びメチルエチルケトン(有機溶剤):111.5質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して20体積%となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq):50質量部、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq):50質量部、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq):12.3質量部、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW):1質量部、及びメチルエチルケトン(有機溶剤):111.5質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して20体積%となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例2〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を128.4質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を128.4質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例3〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を44質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を143.1質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を44質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を143.1質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例4〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の配合量を80質量部に変え、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の配合量を20質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を28.2質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.4質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の配合量を80質量部に変え、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の配合量を20質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を28.2質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.4質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例5〕
ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の配合量を100質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を27.5質量部、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を126.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の配合量を100質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を27.5質量部、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を126.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例6〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):3.6質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を102.9質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):3.6質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を102.9質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例7〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):7.6質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を106.9質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):7.6質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を106.9質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例8〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):15.1質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を114.5質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):15.1質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を114.5質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例9〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):22.7質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を122.2質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):22.7質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を122.2質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例10〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):28.2質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM、49.6g/eq):28.2質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例11〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりにクレゾールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) KA−1160、117g/eq):35.7質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を134.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828、189g/eq)の代わりにビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1750、159g/eq):50質量部を配合し、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりにクレゾールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) KA−1160、117g/eq):35.7質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を134.7質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例12〕
ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDS、62.1g/eq):17.4質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を116.8質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710、167g/eq)の代わりにトリフェノールメタン型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 1032H60、169g/eq):50質量部を配合し、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルスルホン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDS、62.1g/eq):17.4質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を116.8質量部に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例13〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を142.2質量部に変え、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)の配合量を有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して25体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を142.2質量部に変え、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)の配合量を有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して25体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔実施例14〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を252.2質量部に変え、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)の配合量を有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131、104g/eq)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を252.2質量部に変え、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)の配合量を有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例1〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828):40質量部、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710):60質量部、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131):29.7質量部、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW):1質量部、及びメチルエチルケトン(有機溶剤):128.8質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して20体積%となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828):40質量部、ナフタレン骨格型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) HP−4710):60質量部、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131):29.7質量部、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW):1質量部、及びメチルエチルケトン(有機溶剤):128.8質量部を撹拌混合した。次に、この混合物に、窒化ホウ素の二次凝集粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同株式会社製PTX60)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して20体積%となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次凝集粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例2〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を99.2質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を99.2質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例3〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を8.8質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を108質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を8.8質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を108質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例4〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.3質量部に変え、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW)の代わりにトリフェニルホスフィン(リン触媒、北興化学工業製TPP):1質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.5質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.3質量部に変え、イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW)の代わりにトリフェニルホスフィン(リン触媒、北興化学工業製TPP):1質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.5質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例5〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を49.9質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を149質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を49.9質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を149質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例6〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を5.9質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を105質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を5.9質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を105質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例7〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を45質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を55質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.5質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を128.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を45質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を55質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.5質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を128.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例8〕
イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):14質量部を配合し、メチルエチルケトン(溶剤)の配合量を112.4質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
イミダゾール硬化促進剤(四国化成製2P4MHZ−PW)を配合せず、ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):14質量部を配合し、メチルエチルケトン(溶剤)の配合量を112.4質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例9〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):28質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):28質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を127.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例10〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):1.4質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を100.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)の配合量を50質量部に変え、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を50質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の代わりに4,4’−ジアミノジフェニルメタン(アミン硬化剤、東京化成工業株式会社製DDM):1.4質量部を配合し、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を100.6質量部に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例11〕
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)を配合せず、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を100質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を31.1質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を255.6質量部に変え、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子(二次凝集粒子を含まない)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製JER(登録商標) 828)を配合せず、ナフタレン型エポキシ樹脂(DIC株式会社製EPICLON(登録商標) EXA−4710)の配合量を100質量部に変え、フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を31.1質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を255.6質量部に変え、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子(二次凝集粒子を含まない)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は比較例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
〔比較例12〕
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を252.2質量部に変え、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子(二次凝集粒子を含まない)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
フェノールノボラック樹脂(フェノール硬化剤、DIC株式会社製PHENOLITE(登録商標) TD−2131)の配合量を29.3質量部に変え、メチルエチルケトン(有機溶剤)の配合量を252.2質量部に変え、鱗片状窒化ホウ素の一次粒子(二次凝集粒子を含まない)を、有機溶剤を除いた混合物の合計体積に対して50体積%に変えたこと以外は実施例1と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
<熱伝導性樹脂シートの作製、並びに熱伝導性、接着強度及び耐熱性の評価>
実施例1〜14及び比較例1〜12で得られた熱硬化性樹脂組成物をそれぞれ、厚さ105μmの放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、110℃で15分間、加熱乾燥させることによって、厚さが100μmの塗布乾燥物を得た。
次に、放熱部材上に形成した塗布乾燥物を、塗布乾燥物側が内側になるように2枚重ねた後、5MPaのプレス圧で加圧しながら100℃で20分間加熱することで半硬化(Bステージ)状態の熱伝導性樹脂シートを得た。これをさらに5MPaのプレス圧で加圧しながら200℃で3時間加熱することで、Bステージ状態の熱伝導性樹脂シートを完全に硬化させ、2つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シート(厚さ200μm)を得た。
実施例1〜14及び比較例1〜12で得られた熱硬化性樹脂組成物をそれぞれ、厚さ105μmの放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、110℃で15分間、加熱乾燥させることによって、厚さが100μmの塗布乾燥物を得た。
次に、放熱部材上に形成した塗布乾燥物を、塗布乾燥物側が内側になるように2枚重ねた後、5MPaのプレス圧で加圧しながら100℃で20分間加熱することで半硬化(Bステージ)状態の熱伝導性樹脂シートを得た。これをさらに5MPaのプレス圧で加圧しながら200℃で3時間加熱することで、Bステージ状態の熱伝導性樹脂シートを完全に硬化させ、2つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シート(厚さ200μm)を得た。
上記の2つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シートについて、シート厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定した。この熱伝導率の測定結果は、比較例1の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率を基準とし、各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率の相対値([各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率]/[比較例1の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率]の値)として表1に示した。
また、上記の2つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シートについて、10mm幅に切断しオートグラフにて接着強度を測定した。この接着強度の結果は、比較例1の熱伝導性樹脂シートで得られた接着強度を基準とし、各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた接着強度の相対値([各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた接着強度]/[比較例1の熱伝導性樹脂シートで得られた接着強度]の値)として表1に示した。
また、放熱部材の代わりに離型処理したフィルムを用い、塗布乾燥物を完全に硬化した後に、フィルムを除去したこと以外は上記と同様にして、熱伝導性樹脂シート(厚さ200μm)を得た。この熱伝導性樹脂シートについて、動的粘弾性測定装置を用いてガラス転移温度を測定した。その結果を表1に示す。
なお、表1では、各実施例及び比較例で使用した構成成分の種類及び配合量についてもまとめた。各構成成分の配合量は質量部である。
なお、表1では、各実施例及び比較例で使用した構成成分の種類及び配合量についてもまとめた。各構成成分の配合量は質量部である。
表1の結果に示されているように、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%以上であり、且つフェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲であるか、又はアミン硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量であり、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤を含み、且つ二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材を含有する熱硬化性樹脂組成物(実施例1〜14)は、接着強度に優れ、且つ耐熱及び熱伝導率にも優れる熱伝導性樹脂シートを与えることがわかった。
これに対して、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%未満であると、熱伝導性及び耐熱性は十分であったものの、接着強度が低下した(比較例1、7及び11)。また、フェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲に入らない場合及びアミン硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量の範囲に入らない場合は、熱伝導率及び接着強度は十分であるものの耐熱性が低下したり(比較例3、5、6、9及び10)、熱伝導率は十分であるものの耐熱性及び接着強度が低下した(比較例2)。さらに、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤を含まない熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導率は十分であるものの耐熱性及び接着強度が低下した(比較例4及び8)。また、二次凝集粒子を含まない熱硬化性樹脂組成物は、耐熱性及び接着強度は十分であるものの熱伝導率が低下した(比較例12)。
これらの結果を詳細に検討するため、実施例1〜14及び比較例1〜12におけるフェノール硬化剤の配合量(当量)と熱硬化性樹脂組成物の耐熱性との関係を図6に示し、アミン硬化剤の配合量(当量)と熱硬化性樹脂組成物の耐熱性との関係を図7に示す。
図6からわかるように、フェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲にあると、熱伝導性樹脂シートの耐熱性が目標レベルである約200℃以上に達する。逆に、フェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2当量未満の範囲である場合、あるいは0.8当量超の範囲である場合は、エポキシ樹脂の自己重合反応とエポキシ樹脂と硬化剤との硬化剤反応との2つの硬化反応のバランスが崩れて耐熱性が低下する。また、アミン硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1当量未満の範囲である場合、あるいは0.95当量超の範囲であると、自己重合反応と硬化剤反応とのバランスが取れず耐熱性が低下する。
図6からわかるように、フェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲にあると、熱伝導性樹脂シートの耐熱性が目標レベルである約200℃以上に達する。逆に、フェノール硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2当量未満の範囲である場合、あるいは0.8当量超の範囲である場合は、エポキシ樹脂の自己重合反応とエポキシ樹脂と硬化剤との硬化剤反応との2つの硬化反応のバランスが崩れて耐熱性が低下する。また、アミン硬化剤の官能基が全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1当量未満の範囲である場合、あるいは0.95当量超の範囲であると、自己重合反応と硬化剤反応とのバランスが取れず耐熱性が低下する。
さらに、実施例1〜14及び比較例1〜12におけるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合と接着強度(相対値)との関係を図8に示す。ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の配合割合が全エポキシ樹脂に対して50質量%以上の範囲であると、樹脂硬化物の接着強度が大きく向上することが確認できる。
以上より、所望の接着強度や耐熱性を得るためには、熱硬化性樹脂組成物におけるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の全エポキシ樹脂に対する配合割合、及び自己重合反応と硬化剤反応との2つの硬化反応のバランスの調整が重要であるといえる。
以上より、所望の接着強度や耐熱性を得るためには、熱硬化性樹脂組成物におけるビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂の全エポキシ樹脂に対する配合割合、及び自己重合反応と硬化剤反応との2つの硬化反応のバランスの調整が重要であるといえる。
次に、実施例1〜14の熱硬化性樹脂組成物から得られた熱伝導性樹脂シートを用い、トランスファーモールド法にて封止樹脂で封止して、パワーモジュールを作製した。
このパワーモジュールにおいて、リードフレームと銅のヒートシンクの中央部とに熱電対を取り付けた後、パワーモジュールを稼動させ、リードフレームとヒートシンクとの温度をそれぞれ測定した。その結果、実施例1〜14の熱硬化性樹脂組成物から得られた熱伝導性樹脂シートを用いたパワーモジュールはいずれも、リードフレームとヒートシンクとの温度差が小さく、熱放散性に優れていた。
このパワーモジュールにおいて、リードフレームと銅のヒートシンクの中央部とに熱電対を取り付けた後、パワーモジュールを稼動させ、リードフレームとヒートシンクとの温度をそれぞれ測定した。その結果、実施例1〜14の熱硬化性樹脂組成物から得られた熱伝導性樹脂シートを用いたパワーモジュールはいずれも、リードフレームとヒートシンクとの温度差が小さく、熱放散性に優れていた。
以上の結果からわかるように、本発明によれば、接着強度、熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、接着強度、熱伝導性及び耐熱性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、熱放散性、接着強度、耐熱性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
1 熱伝導性樹脂シート、2 樹脂マトリックス、3 二次凝集粒子、4 窒化ホウ素の一次粒子、10 パワーモジュール、11 リードフレーム、12 電力半導体素子、13 ヒートシンク、14 制御用半導体素子、15 金属線、16 封止樹脂。
Claims (11)
- ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と、フェノール硬化剤又はアミン硬化剤と、エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤と、二次凝集粒子を含む熱伝導性無機充填材とを含有する熱硬化性樹脂組成物であって、
該ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂が、全エポキシ樹脂に対して50質量%以上含まれ、且つ該フェノール硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.2〜0.8当量の範囲であるか、又は該アミン硬化剤の官能基が、全エポキシ樹脂中のエポキシ基1当量に対して0.1〜0.95当量の範囲であることを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。 - 前記エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤は、イミダゾール硬化促進剤及びアミン硬化促進剤からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記エポキシ樹脂の自己重合反応促進剤は、全エポキシ樹脂100質量部に対して0.01質量部以上10質量部以下含まれることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂は、100以上1000以下のエポキシ当量を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記熱伝導性無機充填材は、前記熱硬化性樹脂組成物に対して20体積%以上含まれることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記熱伝導性無機充填材は、10W/(m・K)以上の熱伝導率を有することを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記二次凝集粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させた二次凝集粒子であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 前記二次凝集粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を凝集させて焼結した二次凝集粒子であることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シート。
- 請求項1〜8の何れか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法。
- 一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、該電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、該電力半導体素子で発生する熱を該一方の放熱部材から該他方の放熱部材に伝達する、請求項9に記載の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュール。
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