JP2017149909A - Heat-conductive adhesive composition, heat-conductive adhesive sheet, and method for producing laminate - Google Patents
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- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
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Abstract
Description
本発明は、熱伝導性接着剤組成物、熱伝導性接着剤シートおよび積層体の製造方法に関する。
特に、窒化ホウ素粒子の配合量を減少させて低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができる熱伝導性接着剤組成物、これを用いた熱伝導性接着剤シートおよび積層体の製造方法に関する。
The present invention relates to a heat conductive adhesive composition, a heat conductive adhesive sheet, and a method for producing a laminate.
In particular, while reducing the amount of boron nitride particles to reduce costs, thermal conductivity that can be stably maintained without lowering the thermal conductivity, adhesiveness, and heat resistance when cured. The present invention relates to an adhesive composition, a thermally conductive adhesive sheet using the same, and a method for producing a laminate.
従来、各種電子機器において、半導体集積回路が用いられている。
中でも、大きな電力を必要とする機器においては、ハイパワーのダイオード、トランジスタおよびICなどのパワー素子を実装したパワーモジュールが用いられている。
かかるパワーモジュールでは、パワー素子から発生した熱を逃がすための十分な放熱性が要求される。
そこで、パワーモジュールとヒートシンクとを、熱伝導性接着剤シートにより接着する技術が広く用いられている。
Conventionally, semiconductor integrated circuits are used in various electronic devices.
Among them, in a device that requires a large amount of power, a power module in which power elements such as high-power diodes, transistors, and ICs are mounted is used.
Such a power module is required to have sufficient heat dissipation for releasing heat generated from the power element.
Therefore, a technique of bonding the power module and the heat sink with a heat conductive adhesive sheet is widely used.
このような熱伝導性接着剤シートおよびこれを形成するための熱伝導性接着剤組成物としては、樹脂成分中に無機粒子を分散させてなるものが種々提案されている。
中でも、特許文献1〜3には、無機粒子として窒化ホウ素粒子とその他の無機酸化物粒子を併用する熱伝導性接着剤が開示されている。
As such a heat conductive adhesive sheet and a heat conductive adhesive composition for forming the heat conductive adhesive sheet, various types in which inorganic particles are dispersed in a resin component have been proposed.
Among these, Patent Documents 1 to 3 disclose thermal conductive adhesives that use boron nitride particles and other inorganic oxide particles in combination as inorganic particles.
すなわち、特許文献1には、(a)熱可塑性樹脂、(b)エポキシ樹脂、(c)硬化剤、(d)窒化ホウ素粒子および(e)無機球状粒子を含有する電子機器用接着剤組成物であって、(e)無機球状粒子の一次平均粒径が(d)窒化ホウ素粒子の体積基準における一次粒径分布の10体積%粒径以下であることを特徴とする電子機器用接着剤組成物が開示されている。
また、(e)無機球状粒子としては、アルミナ粒子や酸化マグネシウム粒子等が記載されている。
That is, Patent Document 1 discloses an adhesive composition for electronic equipment containing (a) a thermoplastic resin, (b) an epoxy resin, (c) a curing agent, (d) boron nitride particles, and (e) inorganic spherical particles. And (e) the primary average particle diameter of the inorganic spherical particles is not more than 10 volume% of the primary particle size distribution on the volume basis of the (d) boron nitride particles. Things are disclosed.
As (e) inorganic spherical particles, alumina particles, magnesium oxide particles and the like are described.
また、特許文献2には、熱界面材料において、整合性のある第1の型の熱伝導粒子であって、当該第1の熱伝導粒子の各々自体が、さらに小さな扁平粒子の自己結合性の凝集である第1の型の熱伝導粒子と;第2の型の熱伝導粒子と;樹脂粒子と;不安定性の液体と;を含み、不安定性の液体および樹脂粒子が20%未満の範囲まで互いに可溶であることを特徴とする熱界面材料が開示されている。
また、第1の型の熱伝導粒子としては、窒化ホウ素粒子が記載されており、第2の型の熱伝導粒子としては、アルミナ粒子や酸化亜鉛粒子等が記載されている。
Further, Patent Document 2 discloses a first type of heat conduction particles that are consistent in the thermal interface material, and each of the first heat conduction particles itself has a self-binding property of smaller flat particles. A first type of thermally conductive particles that are agglomerated; a second type of thermally conductive particles; a resin particle; and an unstable liquid; up to a range of less than 20% unstable liquid and resin particles Thermal interface materials are disclosed that are soluble in each other.
Further, boron nitride particles are described as the first type of heat conductive particles, and alumina particles, zinc oxide particles, and the like are described as the second type of heat conductive particles.
また、特許文献3には、主層と、主層の少なくとも一面に表皮層を設けた接着性シートであって、主層がアルミナまたは窒化ホウ素を75〜95体積%含有する樹脂からなり、表皮層がアルミナを70〜80体積%含有する樹脂からなる接着性シートが開示されている。 Patent Document 3 discloses an adhesive sheet in which a main layer and a skin layer are provided on at least one surface of the main layer, and the main layer is made of a resin containing 75 to 95% by volume of alumina or boron nitride. An adhesive sheet whose layer is made of a resin containing 70 to 80% by volume of alumina is disclosed.
しかしながら、特許文献1〜3に記載の熱伝導性接着剤組成物等は、窒化ホウ素粒子と、アルミナ粒子等の金属酸化物粒子と、を併用しているものの、窒化ホウ素粒子の配合量の方が金属酸化物粒子よりもはるかに多いため、低コスト化を十分に実現することができないという問題が見られた。
また、窒化ホウ素粒子と併用される金属酸化物粒子の粒径が10μm以下の小粒径であることからも明らかなように、金属酸化物粒子は、あくまでもメイン粒子である窒化ホウ素粒子を減らした分の間隙を埋めるためのサブ粒子として使用されているに過ぎなかった。
それ故、サブ粒子である金属酸化物粒子を併用したものは、あくまでもメイン粒子である窒化ホウ素粒子のみを用いたものの劣化版に過ぎず、事実、十分な熱伝導性を得ることが困難になるという問題が見られた。
However, although the thermally conductive adhesive compositions described in Patent Documents 1 to 3 use boron nitride particles and metal oxide particles such as alumina particles in combination, the amount of boron nitride particles is larger. However, since there are much more than metal oxide particles, the problem that cost reduction cannot fully be realized was observed.
Further, as is clear from the fact that the metal oxide particles used in combination with the boron nitride particles have a small particle size of 10 μm or less, the metal oxide particles have reduced the boron nitride particles as the main particles to the last. It was only used as a sub-particle to fill the minute gap.
Therefore, the combination of the metal oxide particles as the sub-particles is only a deteriorated version of the one using only the boron nitride particles as the main particles, and in fact, it is difficult to obtain sufficient thermal conductivity. The problem was seen.
そこで、本発明者らは、このような問題を検討した結果、窒化ホウ素粒子の配合量を減少させた場合であっても、所定粒径の金属酸化物粒子(以下、「大粒径金属酸化物粒子」と称する場合がある。)を所定の割合で併用することで、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と同等の特性を有する硬化物を得ることができることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、窒化ホウ素粒子の配合量を減少させて低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができる熱伝導性接着剤組成物、これを用いた熱伝導性接着剤シートおよび積層体の製造方法を提供することを目的とする。
Accordingly, as a result of studying such problems, the present inventors have determined that metal oxide particles having a predetermined particle size (hereinafter referred to as “large particle size metal oxide”) even when the amount of boron nitride particles is reduced. In other words, it is possible to obtain a cured product having the same characteristics as when only a large amount of boron nitride particles are used. It has been made.
That is, the present invention can reduce the amount of boron nitride particles and reduce the cost, while maintaining stable without reducing the thermal conductivity, adhesiveness and heat resistance when cured. It aims at providing the manufacturing method of the heat conductive adhesive composition which can be performed, a heat conductive adhesive sheet using the same, and a laminated body.
本発明によれば、下記(A)、(B1)および(B2)成分を含有することを特徴とする熱伝導性接着剤組成物が提供され、上述した問題を解決することができる。
(A) 熱可塑性樹脂 100重量部
(B1)窒化ホウ素粒子 100〜450重量部
(B2)数平均粒径15〜200μmの金属酸化物粒子 600〜5000重量部
すなわち、本発明の熱伝導性接着剤組成物であれば、窒化ホウ素粒子の配合量を所定の範囲まで減少させつつ、大粒径金属酸化物粒子を所定の割合で併用していることから、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と比較して、低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができる。
According to this invention, the heat conductive adhesive composition characterized by containing the following (A), (B1), and (B2) component is provided, and the problem mentioned above can be solved.
(A) Thermoplastic resin 100 parts by weight (B1) Boron nitride particles 100 to 450 parts by weight (B2) Metal oxide particles having a number average particle size of 15 to 200 μm 600 to 5000 parts by weight That is, the thermally conductive adhesive of the present invention In the case of a composition, the amount of boron nitride particles is reduced to a predetermined range, and large-sized metal oxide particles are used in a predetermined ratio, so that only a large amount of boron nitride particles is used. As compared with the above, it is possible to stably maintain the cost without lowering the thermal conductivity, adhesiveness and heat resistance when cured, while reducing the cost.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、(B2)成分としての金属酸化物粒子が、酸化アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子および酸化亜鉛粒子からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
このように構成することにより、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と同等の特性を有する硬化物を、より安定的に得ることができる。
In constituting the thermally conductive adhesive composition of the present invention, the metal oxide particles as the component (B2) are at least one selected from the group consisting of aluminum oxide particles, magnesium oxide particles, and zinc oxide particles. Preferably there is.
By comprising in this way, the hardened | cured material which has a characteristic equivalent to the case where only a large amount of boron nitride particles is used can be obtained more stably.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、(B1)成分としての窒化ホウ素粒子の数平均粒径を5〜200μmの範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、硬化物における熱伝導性および接着性をより向上させることができる。
In constituting the heat conductive adhesive composition of the present invention, the number average particle size of the boron nitride particles as the component (B1) is preferably set to a value in the range of 5 to 200 μm.
By comprising in this way, the heat conductivity and adhesiveness in hardened | cured material can be improved more.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、(B1)成分としての窒化ホウ素粒子が窒化ホウ素粒子凝集体であることが好ましい。
このように構成することにより、硬化物における熱伝導性および接着性をさらに向上させることができる。
なお、窒化ホウ素粒子凝集体を構成する一次粒子の粒径は、0.1〜100μmの範囲内の値であることが好ましい。
In constituting the thermally conductive adhesive composition of the present invention, the boron nitride particles as the component (B1) are preferably boron nitride particle aggregates.
By comprising in this way, the heat conductivity and adhesiveness in hardened | cured material can be improved further.
In addition, it is preferable that the particle size of the primary particle which comprises a boron nitride particle aggregate is a value within the range of 0.1-100 micrometers.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、(A)成分としての熱可塑性樹脂がポリアミドイミドオリゴマーであることが好ましい。
このように構成することにより、硬化物における接着性および耐熱性をさらに向上させることができる。
Moreover, when comprising the heat conductive adhesive composition of this invention, it is preferable that the thermoplastic resin as (A) component is a polyamideimide oligomer.
By comprising in this way, the adhesiveness and heat resistance in hardened | cured material can further be improved.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量を1000〜15000の範囲内の値とすることが好ましい。
このように構成することにより、硬化物における接着性および耐熱性をより一段と向上させることができる。
Moreover, when comprising the heat conductive adhesive composition of this invention, it is preferable to make the number average molecular weight of a polyamideimide oligomer into the value within the range of 1000-15000.
By comprising in this way, the adhesiveness and heat resistance in hardened | cured material can be improved further.
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物を構成するにあたり、(C)成分として、(A)成分としての熱可塑性樹脂同士を架橋するための熱架橋剤を、(A)成分としての熱可塑性樹脂100重量部に対して1〜80重量部の範囲内で含むことが好ましい。
このように構成することにより、(A)成分同士を架橋させて熱伝導性接着剤組成物を安定的に硬化させことができる。
Further, in constituting the thermally conductive adhesive composition of the present invention, as the component (C), as the component (A), a thermal crosslinking agent for crosslinking thermoplastic resins as the component (A), It is preferable to contain in 1-80 weight part with respect to 100 weight part of plastic resins.
By comprising in this way, (A) component can be bridge | crosslinked and a heat conductive adhesive composition can be hardened stably.
また、本発明の別の態様は、上述した熱伝導性接着剤組成物から形成された熱伝導性接着剤シートである。
すなわち、本発明の熱伝導性接着剤シートであれば、所定の熱伝導性接着剤組成物から形成されることから、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と比較して、低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができる。
Another aspect of the present invention is a thermally conductive adhesive sheet formed from the above-described thermally conductive adhesive composition.
That is, since the heat conductive adhesive sheet of the present invention is formed from a predetermined heat conductive adhesive composition, the cost can be reduced compared with the case where only a large amount of boron nitride particles are used. Although it is intended, it can be stably held without lowering the thermal conductivity, adhesiveness and heat resistance when cured.
また、本発明のさらに別の態様は、上述した熱伝導性接着剤シートを用いた積層体の製造方法であって、下記工程(a)〜(b)を含むことを特徴とする積層体の製造方法である。
(a)第1の構造体と第2の構造体との間に熱伝導性接着剤シートを介在させる工程
(b)熱プレスにより熱伝導性接着剤シートを圧着・硬化させ、第1の構造体と第2の構造体とを接着する工程
すなわち、本発明の積層体の製造方法であれば、所定の熱伝導性接着剤シートを用いていることから、高温環境下であっても第1および第2の構造体間の接着を安定的に保持しつつ、相対的に高温の構造体から相対的に低温の構造体に対して効率的に熱を伝導し、外部環境に放熱が可能な積層体を安定的に、かつ、低コストで製造することができる。
Still another embodiment of the present invention is a method for manufacturing a laminate using the above-described heat conductive adhesive sheet, comprising the following steps (a) to (b): It is a manufacturing method.
(A) Step of interposing a heat conductive adhesive sheet between the first structure and the second structure (b) The heat conductive adhesive sheet is pressure-bonded and cured by hot pressing, and the first structure Step of bonding the body and the second structure In other words, in the method for manufacturing a laminate of the present invention, since the predetermined heat conductive adhesive sheet is used, the first method is used even in a high temperature environment. In addition, heat can be efficiently conducted from a relatively high temperature structure to a relatively low temperature structure while stably maintaining the adhesion between the second structure and heat dissipation to the external environment. A laminated body can be manufactured stably and at low cost.
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、下記(A)、(B1)および(B2)成分を含有することを特徴とする熱伝導性接着剤組成物である。
(A) 熱可塑性樹脂 100重量部
(B1)窒化ホウ素粒子 100〜450重量部
(B2)数平均粒径15〜200μmの金属酸化物粒子 600〜5000重量部
以下、第1の実施形態の熱伝導性接着剤組成物について、具体的に説明する。
[First Embodiment]
1st Embodiment is a heat conductive adhesive composition characterized by containing the following (A), (B1), and (B2) component.
(A) Thermoplastic resin 100 parts by weight (B1) Boron nitride particles 100-450 parts by weight (B2) Metal oxide particles having a number average particle size of 15-200 μm 600-5000 parts by weight Hereinafter, heat conduction of the first embodiment The adhesive adhesive composition will be specifically described.
1.(A)成分:熱可塑性樹脂
本発明の熱伝導性接着剤組成物は、主剤として熱可塑性樹脂を含むことを特徴とする。
この理由は、熱可塑性樹脂であれば、可撓性、熱応力の緩和、接着性等の機能を、得られる硬化物に対して効果的に付与することができるためである。
1. (A) component: Thermoplastic resin The heat conductive adhesive composition of this invention is characterized by including a thermoplastic resin as a main ingredient.
This is because a thermoplastic resin can effectively impart functions such as flexibility, thermal stress relaxation, and adhesiveness to the obtained cured product.
(1)種類
また、熱可塑性樹脂の種類としては、特に制限されるものではなく、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン−エチレン樹脂、アクリルゴム、ポリビニルブチラール、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン等が挙げられる。
中でも、耐熱性の観点から、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドがより好ましく挙げられ、粒子分散性の観点からポリアミドイミドが特に好ましく挙げられる。
また、これらの熱可塑性樹脂は、後述する(C)成分としての熱架橋剤との反応が可能な官能基を有していることが好ましい。
より具体的には、エポキシ基、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシアルキル基、ビニル基、イソシアネート基等を有することが好ましい。
以下、接着性や耐熱性等、熱伝導性接着剤組成物の主剤として、総合的な観点から特に好適なポリアミドイミドオリゴマーを例に挙げて、具体的に説明する。
(1) Kind Moreover, it does not restrict | limit especially as a kind of thermoplastic resin, For example, acrylonitrile butadiene copolymer, acrylonitrile butadiene styrene resin, polybutadiene, styrene butadiene ethylene resin, acrylic rubber, Examples thereof include polyvinyl butyral, polyamide, polyester, polyimide, polyamideimide, polyurethane and the like.
Among these, polyamide, polyimide, and polyamideimide are more preferable from the viewpoint of heat resistance, and polyamideimide is particularly preferable from the viewpoint of particle dispersibility.
These thermoplastic resins preferably have a functional group capable of reacting with a thermal crosslinking agent as the component (C) described later.
More specifically, it preferably has an epoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyalkyl group, a vinyl group, an isocyanate group, or the like.
Hereinafter, a polyamideimide oligomer that is particularly suitable from the comprehensive viewpoint will be described as an example of the main component of the thermally conductive adhesive composition such as adhesiveness and heat resistance.
(2)分子構造
かかるポリアミドイミドオリゴマーの分子構造としては、特に制限されないが、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を主要構成単位として有することが好ましい。
(2) Molecular structure Although it does not restrict | limit especially as a molecular structure of this polyamideimide oligomer, It is preferable to have a repeating unit represented by following General formula (1) as a main structural unit.
(一般式(1)中、Arは下記式(2)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、Rは下記式(3)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、繰り返し数nは2〜80の範囲内の正数である。) (In the general formula (1), Ar is at least one selected from the structure represented by the following formula (2), R is at least one selected from the structure represented by the following formula (3), (The repetition number n is a positive number within the range of 2 to 80.)
また、上述した主要構成単位以外の構成単位として、ポリアミド構成単位やポリイミド構成単位が含まれていてもよい。 Moreover, a polyamide structural unit and a polyimide structural unit may be contained as structural units other than the main structural unit mentioned above.
また、ポリアミドイミドオリゴマーが、下記一般式(4)に示すように分子の両末端に、あるいは下記一般式(5)に示すように分子の片末端に、架橋点となるカルボキシル基を有することが好ましい。
このように分子末端に架橋点となるカルボキシル基を有することで、後述する(C)成分としての熱架橋剤により、ポリアミドイミドオリゴマーの末端同士を効果的に架橋できる。これにより、実質的に他の硬化成分を用いることなく、熱伝導性、接着性および耐久性に優れた硬化物を得ることができ、かつ、硬化前の熱伝導性接着剤組成物の保存安定性を効果的に向上させることができる。
すなわち、ポリアミドイミドオリゴマーという高ガラス転移点を有する成分同士を、熱架橋剤を介して互いに架橋することにより、耐熱性に優れた樹脂を得ることができる。
Further, the polyamideimide oligomer may have a carboxyl group as a crosslinking point at both ends of the molecule as shown in the following general formula (4) or at one end of the molecule as shown in the following general formula (5). preferable.
Thus, by having the carboxyl group used as a crosslinking point in a molecular terminal, the terminal of a polyamide-imide oligomer can be bridge | crosslinked effectively by the thermal crosslinking agent as (C) component mentioned later. As a result, a cured product having excellent thermal conductivity, adhesion and durability can be obtained without substantially using other curing components, and the storage stability of the thermally conductive adhesive composition before curing can be obtained. Can be improved effectively.
That is, a resin excellent in heat resistance can be obtained by cross-linking components having a high glass transition point, which are polyamideimide oligomers, with each other via a thermal cross-linking agent.
(一般式(4)中、Arは式(2)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、Rは式(3)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、繰り返し数nは2〜80の範囲内の正数である。) (In General Formula (4), Ar is at least one selected from the structure represented by Formula (2), R is at least one selected from the structure represented by Formula (3), and the number of repetitions. n is a positive number in the range of 2-80.)
(一般式(5)中、Arは式(2)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、Rは式(3)で表される構造から選択される少なくとも一種であり、繰り返し数nは2〜80の範囲内の正数である。) (In General Formula (5), Ar is at least one selected from the structure represented by Formula (2), R is at least one selected from the structure represented by Formula (3), and the number of repetitions. n is a positive number in the range of 2-80.)
(3)数平均分子量
また、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量を1000〜15000の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量が1000未満の値となると、得られる硬化物における耐熱性が過度に低くなるほか、接着剤組成物の粘度が低くなり過ぎて形態安定性が悪化する場合があるためである。一方、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量が15000を超えた値となると、(A)成分が溶剤に溶解しにくくなって熱伝導性接着剤組成物の塗工性が過度に低下したり、(A)成分同士の架橋が過度に少なくなって十分な接着性を得ることが困難になったりする場合があるためである。
したがって、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量の下限値を2000以上の値とすることがより好ましく、3000以上の値とすることがさらに好ましく、5000以上の値とすることが特に好ましい。
また、ポリアミドイミドオリゴマーの数平均分子量の上限値を12000以下の値とすることがより好ましく、10000以下の値とすることがさらに好ましい。
(3) Number average molecular weight Moreover, it is preferable to make the number average molecular weight of a polyamidoimide oligomer into the value within the range of 1000-15000.
The reason for this is that when the number average molecular weight of the polyamideimide oligomer is less than 1000, the heat resistance in the resulting cured product becomes excessively low, and the viscosity of the adhesive composition becomes too low and the shape stability deteriorates. This is because there are cases. On the other hand, when the number average molecular weight of the polyamideimide oligomer exceeds 15000, the component (A) is difficult to dissolve in the solvent, and the coating property of the heat conductive adhesive composition is excessively reduced. This is because it may be difficult to obtain sufficient adhesiveness due to excessive decrease in cross-linking between components.
Therefore, the lower limit of the number average molecular weight of the polyamideimide oligomer is more preferably 2000 or more, further preferably 3000 or more, and particularly preferably 5000 or more.
The upper limit of the number average molecular weight of the polyamideimide oligomer is more preferably 12000 or less, and even more preferably 10,000 or less.
(4)ガラス転移点
また、ポリアミドイミドオリゴマーのガラス転移点を100〜300℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、ポリアミドイミドオリゴマーのガラス転移点が100℃未満の値となると、耐熱性が過度に低下する場合があるためである。一方、ポリアミドイミドオリゴマーのガラス転移点が300℃を超えた値となると、接着力が過度に低下する場合があるためである。
したがって、ポリアミドイミドオリゴマーのガラス転移点の下限値を135℃以上の値とすることがより好ましく、150℃以上の値とすることがさらに好ましい。
また、ポリアミドイミドオリゴマーのガラス転移点の上限値を280℃以下の値とすることがより好ましく、250℃以下の値とすることがさらに好ましく、220℃以下の値とすることが特に好ましい。
(4) Glass transition point Moreover, it is preferable to make the glass transition point of a polyamide-imide oligomer into the value within the range of 100-300 degreeC.
The reason for this is that when the glass transition point of the polyamideimide oligomer is less than 100 ° C., the heat resistance may be excessively lowered. On the other hand, when the glass transition point of the polyamide-imide oligomer becomes a value exceeding 300 ° C., the adhesive force may be excessively reduced.
Therefore, the lower limit value of the glass transition point of the polyamideimide oligomer is more preferably set to a value of 135 ° C. or higher, and further preferably set to a value of 150 ° C. or higher.
The upper limit value of the glass transition point of the polyamideimide oligomer is more preferably 280 ° C. or less, further preferably 250 ° C. or less, and particularly preferably 220 ° C. or less.
(5)配合量
また、熱可塑性樹脂の配合量を、熱伝導性接着剤組成物の固形分100重量%に対して、1〜30重量%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、熱可塑性樹脂の配合量が1重量%未満の値となると、後述する(C)成分による(A)成分同士の架橋が過度に少なくなって、十分な接着性を得ることが困難になったり、(B)成分としての熱伝導性無機粒子を伝導性接着剤組成物中に均一に分散・保持することが困難になったりする場合があるためである。一方、熱可塑性樹脂の配合量が30重量%を超えた値となると、熱伝導性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、熱伝導性接着剤組成物の固形分100重量%に対する熱可塑性樹脂の配合量の下限値を、3重量%以上の値とすることがより好ましく、5重量%以上の値とすることがさらに好ましい。
また、熱伝導性接着剤組成物の固形分100重量%に対する熱可塑性樹脂の配合量の上限値を20重量%以下の値とすることがより好ましく、10重量%以下の値とすることがさらに好ましい。
(5) Compounding quantity Moreover, it is preferable to make the compounding quantity of a thermoplastic resin into the value within the range of 1-30 weight% with respect to 100 weight% of solid content of a heat conductive adhesive composition.
The reason for this is that when the blending amount of the thermoplastic resin is less than 1% by weight, crosslinking between the components (A) by the component (C) described later is excessively reduced, and it is difficult to obtain sufficient adhesion. This is because it may be difficult to uniformly disperse and hold the thermally conductive inorganic particles as the component (B) in the conductive adhesive composition. On the other hand, when the blending amount of the thermoplastic resin exceeds 30% by weight, the thermal conductivity may be excessively lowered.
Therefore, the lower limit value of the thermoplastic resin content relative to 100% by weight of the solid content of the thermally conductive adhesive composition is more preferably 3% by weight or more, and more preferably 5% by weight or more. Further preferred.
Further, the upper limit value of the amount of the thermoplastic resin based on 100% by weight of the solid content of the heat conductive adhesive composition is more preferably 20% by weight or less, and further preferably 10% by weight or less. preferable.
2.(B)成分:熱伝導性無機粒子
本発明の熱伝導性接着剤組成物は、接着剤組成物に対して熱伝導性を付与する観点から、(B)成分としての熱伝導性無機粒子を含むことを特徴とする。
より具体的には、少なくとも、(B1)成分としての窒化ホウ素粒子と、(B2)成分としての金属酸化物粒子を含むことを特徴とする。
以下、(B)成分を構成する各成分について、それぞれ具体的に説明する。
2. (B) Component: Thermally conductive inorganic particles The thermally conductive adhesive composition of the present invention comprises (B) a thermally conductive inorganic particle as a component from the viewpoint of imparting thermal conductivity to the adhesive composition. It is characterized by including.
More specifically, at least boron nitride particles as the component (B1) and metal oxide particles as the component (B2) are included.
Hereinafter, each component constituting the component (B) will be specifically described.
(1)(B1)成分:窒化ホウ素粒子
本発明の熱伝導性接着剤組成物は、(B1)成分として窒化ホウ素粒子を含むことを特徴とする。
この理由は、窒化ホウ素粒子であれば、絶縁性を安定的に保持しつつ、接着剤組成物に対して効率的に熱伝導性を付与することができるためである。
また、窒化ホウ素粒子であれば、(A)成分としての熱可塑性樹脂中に分散した状態で、メインの(B)成分である(B2)成分としての大粒径金属酸化物粒子間の間隙を効果的に充填することができる。そのため、少量の配合であっても効率的に窒化ホウ素粒子による伝熱ネットワークを構成することができ、ひいては硬化した際の熱伝導性を効果的に向上させることができる。
すなわち、(B2)成分としての大粒径金属酸化物粒子間の間隙に熱伝導率の高い窒化ホウ素粒子が存在することにより、大粒径金属酸化物粒子のみを含む場合よりも効率的に伝熱ネットワークを構成することができる。
(1) Component (B1): Boron Nitride Particles The thermally conductive adhesive composition of the present invention is characterized by containing boron nitride particles as the component (B1).
This is because boron nitride particles can efficiently impart thermal conductivity to the adhesive composition while stably maintaining insulation.
In the case of boron nitride particles, the gap between the large-diameter metal oxide particles as the component (B2) which is the main component (B) is dispersed in the thermoplastic resin as the component (A). It can be filled effectively. Therefore, even with a small amount of blending, a heat transfer network with boron nitride particles can be efficiently constructed, and as a result, the thermal conductivity when cured can be effectively improved.
In other words, the presence of boron nitride particles having high thermal conductivity in the gaps between the large-sized metal oxide particles as the component (B2) allows more efficient transmission than when only large-sized metal oxide particles are included. A thermal network can be constructed.
また、窒化ホウ素粒子は、大粒径化したものを用いる観点から、鱗片状の結晶体、もしくは小粒径の窒化ホウ素粒子を二次凝集させた窒化ホウ素粒子凝集体が好ましく挙げられる。
特に、窒化ホウ素粒子が凝集した窒化ホウ素粒子凝集体を用いることが好ましい。
この理由は、窒化ホウ素粒子凝集体であれば、塗工時や硬化時に窒化ホウ素粒子が特定の方向(例えば、厚み方向)に配向することを抑制することにより、熱伝導性における異方性の発現を抑制し、全ての方向に等しく熱を伝えることができるためである。
なお、本発明における「凝集体」とは、一次粒子が少なくとも100個以上高次凝集し、配向することなく規則的に円球状(真円球、楕円球、半円球、円柱状を含む)もしくは多角形状を形成したものを意味する。
In addition, from the viewpoint of using a boron nitride particle having a large particle size, a scaly crystal or a boron nitride particle aggregate obtained by secondary aggregation of boron nitride particles having a small particle diameter is preferable.
In particular, it is preferable to use a boron nitride particle aggregate in which boron nitride particles are aggregated.
The reason for this is that if boron nitride particle aggregates are used, it is possible to prevent the boron nitride particles from being oriented in a specific direction (for example, the thickness direction) at the time of coating or curing, thereby reducing the anisotropy in thermal conductivity. This is because expression can be suppressed and heat can be transferred equally in all directions.
The “aggregate” in the present invention is a high-order aggregation of at least 100 primary particles, and is regularly spherical without any orientation (including a perfect sphere, an ellipsoid, a semicircle, and a column). Or the thing which formed polygonal shape is meant.
(1)−1 粒径
また、窒化ホウ素粒子の数平均粒径を5〜200μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、窒化ホウ素粒子の数平均粒径が5μm未満の値となると、窒化ホウ素粒子による伝熱ネットワークを構成することが困難になり、熱伝導率が過度に低下する場合があるためである。一方、窒化ホウ素粒子の数平均粒径が200μmを超えた値となると、接着面への窒化ホウ素粒子の露出により接着性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、窒化ホウ素粒子の数平均粒径の下限値を10μm以上の値とすることがより好ましく、30μm以上の値とすることがさらに好ましく、50μm以上の値とすることが特に好ましい。
また、窒化ホウ素粒子の数平均粒径の上限値を150μm以下の値とすることがより好ましく、100μm以下の値とすることがさらに好ましい。
なお、窒化ホウ素粒子が窒化ホウ素粒子凝集体である場合、該凝集体を構成する一次粒子の粒径は、0.1〜100μmであることが好ましく、1〜50μmであることがより好ましく、8〜30μm程度であることが特に好ましい。また、凝集体を構成する全ての一次粒子が上述した範囲内の一次粒径である必要は無く、全体の50%以上がそのような粒子から構成されていることが好ましい。
また、当該一次粒子は球状であっても、断面が楕円形状であってもよいが、より凝集しやすい観点から、断面が楕円形状のものがより好ましい。
断面が楕円形状である一次粒子の場合、長軸が上述した一次粒径の範囲内の値となることが好ましい。一方、短軸は、0.05〜50μmであることが好ましく、0.1〜20μmであることがより好ましく、0.3〜5μmであることが特に好ましい。また、一次粒子のアスペクト比は、1.2〜50であることが好ましく、3〜30であることがより好ましく、6〜15であることが特に好ましい。
なお、本発明における数平均粒径は、レーザー散乱粒度分布計(堀場製作所(株)製、LA−920)を用い、粒子が膨潤しない媒体に分散させて測定することができる。
(1) -1 Particle size The number average particle size of the boron nitride particles is preferably set to a value in the range of 5 to 200 μm.
This is because, when the number average particle diameter of the boron nitride particles is less than 5 μm, it becomes difficult to form a heat transfer network by the boron nitride particles, and the thermal conductivity may be excessively lowered. . On the other hand, when the number average particle size of the boron nitride particles exceeds 200 μm, the adhesion may be excessively lowered due to the exposure of the boron nitride particles to the bonding surface.
Therefore, the lower limit value of the number average particle diameter of the boron nitride particles is more preferably 10 μm or more, further preferably 30 μm or more, and particularly preferably 50 μm or more.
Further, the upper limit of the number average particle diameter of the boron nitride particles is more preferably set to 150 μm or less, and further preferably set to 100 μm or less.
When the boron nitride particles are aggregates of boron nitride particles, the primary particles constituting the aggregates preferably have a particle size of 0.1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm, and 8 It is particularly preferable that the thickness is about ˜30 μm. In addition, it is not necessary that all primary particles constituting the aggregate have a primary particle size within the above-described range, and it is preferable that 50% or more of the total particles are composed of such particles.
Moreover, although the said primary particle may be spherical or the cross section may be elliptical, the cross section is more preferably elliptical from the viewpoint of easier aggregation.
In the case of primary particles having an elliptical cross section, the major axis is preferably a value within the range of the primary particle diameter described above. On the other hand, the minor axis is preferably 0.05 to 50 μm, more preferably 0.1 to 20 μm, and particularly preferably 0.3 to 5 μm. Further, the aspect ratio of the primary particles is preferably 1.2 to 50, more preferably 3 to 30, and particularly preferably 6 to 15.
In addition, the number average particle diameter in the present invention can be measured by using a laser scattering particle size distribution meter (LA-920, manufactured by Horiba, Ltd.) and dispersing the particles in a medium in which the particles do not swell.
(1)−2 アスペクト比
また、窒化ホウ素粒子のアスペクト比を1.1〜30の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、窒化ホウ素粒子のアスペクト比が1.1未満の値となると、粒子が球状となるため、粒子同士の接触面積が減少し、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、窒化ホウ素粒子のアスペクト比が30を超えた値となると、塗工時や硬化時に粒子が配向しやすくなり、所望の方向への熱伝導率が発現しにくくなる場合があるためである。
したがって、窒化ホウ素粒子のアスペクト比の下限値を1.2以上の値とすることがより好ましく、1.3以上の値とすることがさらに好ましい。
また、窒化ホウ素粒子のアスペクト比の上限値を20以下の値とすることがより好ましく、10以下の値とすることがさらに好ましく、5以下の値とすることが特に好ましい。
なお、かかるアスペクト比を有する窒化ホウ素粒子の形状としては、凝集体もしくは鱗片状とすることが好ましく、凝集体とすることが特に好ましい。
(1) -2 Aspect ratio Moreover, it is preferable to make the aspect ratio of boron nitride particles into a value within the range of 1.1-30.
The reason for this is that when the aspect ratio of the boron nitride particles is less than 1.1, the particles are spherical, so that the contact area between the particles decreases and the thermal conductivity may decrease. On the other hand, when the aspect ratio of the boron nitride particles exceeds 30, the particles are likely to be oriented during coating or curing, and the thermal conductivity in a desired direction may be difficult to express.
Therefore, the lower limit of the aspect ratio of the boron nitride particles is more preferably 1.2 or more, and further preferably 1.3 or more.
The upper limit of the aspect ratio of the boron nitride particles is more preferably 20 or less, further preferably 10 or less, and particularly preferably 5 or less.
The shape of the boron nitride particles having such an aspect ratio is preferably an aggregate or a scale, and particularly preferably an aggregate.
(1)−3 配合量
また、窒化ホウ素粒子の配合量を、(A)成分100重量部に対して100〜450重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、窒化ホウ素粒子の配合量が100重量部未満の値となると、(B2)成分としての大粒径金属酸化物粒子の間隙を埋める効果が低くなり、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、窒化ホウ素粒子の配合量が450重量部を超えた値となると、熱伝導率には問題がないものの、高価な窒化ホウ素の配合量が多くなるため、高コストとなる場合があるためである。
したがって、(A)成分100重量部に対する窒化ホウ素粒子の配合量の下限値を125重量部以上の値とすることがより好ましく、150重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(A)成分100重量部に対する窒化ホウ素粒子の配合量の上限値を400重量部以下の値とすることがより好ましく、350重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
(1) -3 Blending amount Further, the blending amount of boron nitride particles is set to a value within the range of 100 to 450 parts by weight with respect to 100 parts by weight of component (A).
The reason for this is that when the amount of boron nitride particles is less than 100 parts by weight, the effect of filling the gaps of the large-diameter metal oxide particles as the component (B2) is reduced, and the thermal conductivity may decrease. Because there is. On the other hand, when the amount of boron nitride particles exceeds 450 parts by weight, there is no problem in thermal conductivity, but the amount of expensive boron nitride increases, which may increase the cost. is there.
Therefore, the lower limit value of the amount of boron nitride particles added to 100 parts by weight of component (A) is more preferably 125 parts by weight or more, and even more preferably 150 parts by weight or more.
Further, the upper limit value of the amount of boron nitride particles added to 100 parts by weight of component (A) is more preferably 400 parts by weight or less, and even more preferably 350 parts by weight or less.
(2)(B2)成分:大粒径金属酸化物粒子
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物は、(B2)成分として大粒径金属酸化物粒子を含むことを特徴とする。
この理由は、大粒径金属酸化物粒子を配合することにより、粒子間の接触界面での伝熱損失の回数を低減することにより効率的な伝熱ネットワークが形成されるためである。さらに、大粒径金属酸化物粒子間の間隙の体積が大きいため、その中に窒化ホウ素粒子が多く入るため、伝熱ネットワークがさらに効率的なものとなるためである。
(2) Component (B2): Large-diameter metal oxide particles The thermally conductive adhesive composition of the present invention is characterized by containing large-diameter metal oxide particles as the (B2) component.
This is because an efficient heat transfer network is formed by reducing the number of heat transfer losses at the contact interface between the particles by blending the large-diameter metal oxide particles. Further, since the volume of the gap between the large-diameter metal oxide particles is large, a large amount of boron nitride particles are contained therein, so that the heat transfer network becomes more efficient.
(2)−1 種類
また、大粒径金属酸化物粒子の種類としては、特に制限されるものではなく、例えば、酸化アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ベリリウム粒子、酸化チタン粒子等の従来公知のものを使用することができる。
中でも、特に、酸化アルミニウム粒子、酸化マグネシウム粒子および酸化亜鉛粒子からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。
この理由は、これらの金属酸化物粒子であれば、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と同等の特性を有する硬化物を、より安定的に得ることができるためである。
すなわち、これらの金属酸化物粒子であれば、単体での熱伝導率が比較的高く、かつ、大粒径の粒子を容易に製造することができるためである。
(2) -1 Type In addition, the type of large-diameter metal oxide particles is not particularly limited, and examples thereof include aluminum oxide particles, magnesium oxide particles, zinc oxide particles, beryllium oxide particles, titanium oxide particles, and the like. Conventionally known ones can be used.
Among these, at least one selected from the group consisting of aluminum oxide particles, magnesium oxide particles, and zinc oxide particles is particularly preferable.
This is because, if these metal oxide particles are used, it is possible to more stably obtain a cured product having the same characteristics as when only a large amount of boron nitride particles are used.
That is, these metal oxide particles have a relatively high thermal conductivity as a single substance, and can easily produce particles having a large particle diameter.
(2)−2 粒径
また、大粒径金属酸化物粒子の数平均粒径を15〜200μmの範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、大粒径金属酸化物粒子の数平均粒径が15μm未満の値となると、大粒径酸化物粒子同士の接触回数が多くなるため、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、大粒径金属酸化物粒子の数平均粒径が200μmを超えた値となると、接着面への粒子の露出により接着性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、大粒径金属酸化物粒子の数平均粒径の下限値を25μm以上の値とすることがより好ましく、35μm以上の値とすることがさらに好ましい。
また、大粒径金属酸化物粒子の数平均粒径の上限値を150μm以下の値とすることがより好ましく、100μm以下の値とすることがさらに好ましい。
なお、大粒径金属酸化物粒子は、非凝集体である。
(2) -2 Particle size The number average particle size of the large particle size metal oxide particles is a value within the range of 15 to 200 μm.
The reason for this is that when the number average particle diameter of the large-diameter metal oxide particles is less than 15 μm, the number of contacts between the large-diameter oxide particles increases, and the thermal conductivity may decrease. is there. On the other hand, when the number average particle diameter of the large-diameter metal oxide particles exceeds 200 μm, the adhesion may be excessively lowered due to the exposure of the particles to the bonding surface.
Therefore, the lower limit of the number average particle diameter of the large-diameter metal oxide particles is more preferably 25 μm or more, and even more preferably 35 μm or more.
Further, the upper limit value of the number average particle diameter of the large-sized metal oxide particles is more preferably set to 150 μm or less, and further preferably set to 100 μm or less.
The large-sized metal oxide particles are non-aggregated.
(2)−3 アスペクト比
また、大粒径金属酸化物粒子のアスペクト比を1.1〜5の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、大粒径金属酸化物粒子のアスペクト比が1.1未満の値となると、粒子が球状となるため、粒子同士の接触面積が減少し、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、大粒径金属酸化物粒子のアスペクト比が5を超えた値となると、塗工時や硬化時に粒子が配向しやすくなり、所望の方向への熱伝導率が発現しにくくなる場合があるためである。
したがって、大粒径金属酸化物粒子のアスペクト比の下限値を1.2以上の値とすることがより好ましく、1.3以上の値とすることがさらに好ましい。
また、大粒径金属酸化物粒子のアスペクト比の上限値を4.0以下の値とすることがより好ましく、3.0以下の値とすることがさらに好ましい。
(2) -3 Aspect Ratio The aspect ratio of the large-diameter metal oxide particles is preferably set to a value within the range of 1.1-5.
The reason for this is that when the aspect ratio of the large-diameter metal oxide particles is less than 1.1, the particles become spherical, so that the contact area between the particles decreases and the thermal conductivity may decrease. It is. On the other hand, when the aspect ratio of the large-diameter metal oxide particles exceeds 5, the particles are likely to be oriented during coating or curing, and the thermal conductivity in a desired direction may be difficult to express. Because.
Therefore, the lower limit of the aspect ratio of the large-diameter metal oxide particles is more preferably 1.2 or more, and further preferably 1.3 or more.
The upper limit of the aspect ratio of the large-sized metal oxide particles is more preferably 4.0 or less, and further preferably 3.0 or less.
(2)−4 配合量
また、大粒径金属酸化物粒子の配合量を、(A)成分100重量部に対して600〜5000重量部の範囲内の値とすることを特徴とする。
この理由は、大粒径金属酸化物粒子の配合量が600重量部未満の値となると、大粒径金属酸化物粒子による伝熱ネットワークが形成されず、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、大粒径金属酸化物粒子の配合量が5000重量部を超えた値となると、樹脂成分の機能阻害や、接着面への大粒径金属酸化物粒子の露出により接着性が低下する場合があるためである。
したがって、(A)成分100重量部に対する大粒径金属酸化物粒子の配合量の下限値を700重量部以上の値とすることがより好ましく、800重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(A)成分100重量部に対する大粒径金属酸化物粒子の配合量の上限値を3000重量部以下の値とすることがより好ましく、2000重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
(2) -4 Blending amount The blending amount of the large-sized metal oxide particles is set to a value in the range of 600 to 5000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).
The reason for this is that when the blending amount of the large particle size metal oxide particles is less than 600 parts by weight, a heat transfer network is not formed by the large particle size metal oxide particles, and the thermal conductivity may decrease. It is. On the other hand, when the compounding amount of the large-sized metal oxide particles exceeds 5000 parts by weight, the adhesiveness decreases due to the functional inhibition of the resin component or the exposure of the large-sized metal oxide particles to the bonding surface. Because there is.
Therefore, the lower limit value of the compounding amount of the large-sized metal oxide particles with respect to 100 parts by weight of the component (A) is more preferably 700 parts by weight or more, and still more preferably 800 parts by weight or more.
Moreover, it is more preferable to make the upper limit of the compounding quantity of the large-sized metal oxide particles with respect to 100 parts by weight of the component (A) a value of 3000 parts by weight or less, and it is more preferable to set it to a value of 2000 parts by weight or less.
(3)(B3)成分:小粒径金属酸化物粒子
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物は、(B3)成分として小粒径金属酸化物粒子をさらに含むことが好ましい。
この理由は、小粒径金属酸化物粒子を配合することにより、大粒径金属酸化物粒子間に小粒径金属酸化物粒子が入ることで、金属酸化物粒子の接触面積が増加し、熱伝導率が増加するためである。
(3) Component (B3): Small Particle Size Metal Oxide Particles The heat conductive adhesive composition of the present invention preferably further contains small particle size metal oxide particles as the component (B3).
This is because the contact area of the metal oxide particles increases due to the inclusion of the small particle size metal oxide particles, and the small particle size metal oxide particles enter between the large particle size metal oxide particles. This is because the conductivity increases.
(3)−1 種類
また、小粒径金属酸化物粒子の種類としては、特に制限されるものではなく、上述した(B2)成分としての大粒径金属酸化物粒子の種類として挙げたものを使用することができる。
(3) -1 Type In addition, the type of the small particle size metal oxide particles is not particularly limited, and the above-mentioned types of the large particle size metal oxide particles as the component (B2) are listed. Can be used.
(3)−2 粒径
また、小粒径金属酸化物粒子の数平均粒径を0.1〜10μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、小粒径金属酸化物粒子の数平均粒径が0.1μm未満の値となると、小粒径金属酸化物粒子の接触回数が多くなるため、熱伝導率の上昇効果が得られない場合があるためである。一方、小粒径金属酸化物粒子の数平均粒径が10μmを超えた値となると、大粒径金属酸化物粒子の間隙に入ることが困難となって、熱伝導率の上昇効果が得られない場合があるためである。
したがって、小粒径金属酸化物粒子の数平均粒径の下限値を0.25μm以上の値とすることがより好ましく、0.5μm以上の値とすることがさらに好ましい。
また、小粒径金属酸化物粒子の数平均粒径の上限値を7μm以下の値とすることがより好ましく、5μm以下の値とすることがさらに好ましい。
(3) -2 Particle size The number average particle size of the small particle size metal oxide particles is preferably set to a value in the range of 0.1 to 10 μm.
The reason for this is that when the number average particle diameter of the small-sized metal oxide particles is less than 0.1 μm, the number of contact times of the small-sized metal oxide particles increases, so that the effect of increasing the thermal conductivity is obtained. This is because there may not be. On the other hand, when the number average particle diameter of the small-diameter metal oxide particles exceeds 10 μm, it becomes difficult to enter the gaps between the large-diameter metal oxide particles, and the effect of increasing the thermal conductivity is obtained. This is because there may not be.
Therefore, the lower limit of the number average particle diameter of the small-diameter metal oxide particles is more preferably 0.25 μm or more, and further preferably 0.5 μm or more.
The upper limit of the number average particle size of the small-diameter metal oxide particles is more preferably 7 μm or less, and even more preferably 5 μm or less.
(3)−3 アスペクト比
また、小粒径金属酸化物粒子のアスペクト比を1.1〜5の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、小粒径金属酸化物粒子のアスペクト比が1.1未満の値となると、粒子が球状となるため、粒子同士の接触面積が減少し、熱伝導率が低下する場合があるためである。一方、小粒径金属酸化物粒子のアスペクト比が5を超えた値となると、大粒径金属酸化物粒子の間隙に充填しにくくなる場合があるためである。
したがって、小粒径金属酸化物粒子のアスペクト比の下限値を1.2以上の値とすることがより好ましく、1.3以上の値とすることがさらに好ましい。
また、小粒径金属酸化物粒子のアスペクト比の上限値を4以下の値とすることがより好ましく、3以下の値とすることがさらに好ましい。
(3) -3 Aspect Ratio The aspect ratio of the small-diameter metal oxide particles is preferably set to a value within the range of 1.1-5.
The reason for this is that when the aspect ratio of the small-diameter metal oxide particles is less than 1.1, the particles become spherical, so that the contact area between the particles decreases and the thermal conductivity may decrease. It is. On the other hand, when the aspect ratio of the small-diameter metal oxide particles exceeds 5, it may be difficult to fill the gaps between the large-diameter metal oxide particles.
Therefore, the lower limit of the aspect ratio of the small-diameter metal oxide particles is more preferably 1.2 or more, and further preferably 1.3 or more.
The upper limit of the aspect ratio of the small-diameter metal oxide particles is more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
(3)−4 配合量
また、小粒径金属酸化物粒子の配合量を、(A)成分100重量部に対して100〜1000重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、小粒径金属酸化物粒子の配合量が100重量部未満の値となると、大粒径金属酸化物粒子の間隙を十分に充填することが困難になって、熱伝導率の上昇効果が得られない場合があるためである。一方、小粒径金属酸化物粒子の配合量が1000重量部を超えた値となると、小粒径金属酸化物粒子が大粒径金属酸化物粒子の間隙を充填するだけでなく、小粒径金属酸化物粒子同士が独自に伝熱ネットワークを構築することになる。そのため、小粒径金属酸化物粒子同士の接触界面が多くなり、熱伝導率が低下する場合があるためである。
したがって、(A)成分100重量部に対する小粒径金属酸化物粒子の配合量の下限値を150重量部以上の値とすることがより好ましく、200重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(A)成分100重量部に対する小粒径金属酸化物粒子の配合量の上限値を900重量部以下の値とすることがより好ましく、800重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
(3) -4 Blending amount The blending amount of the small-diameter metal oxide particles is preferably set to a value in the range of 100 to 1000 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the component (A).
The reason for this is that when the amount of the small-sized metal oxide particles is less than 100 parts by weight, it becomes difficult to sufficiently fill the gaps of the large-sized metal oxide particles, and the thermal conductivity increases. This is because the effect may not be obtained. On the other hand, when the amount of the small-sized metal oxide particles exceeds 1000 parts by weight, the small-sized metal oxide particles not only fill the gaps of the large-sized metal oxide particles, Metal oxide particles will independently construct a heat transfer network. For this reason, the contact interface between the small-diameter metal oxide particles increases, and the thermal conductivity may decrease.
Therefore, the lower limit value of the compounding amount of the small-sized metal oxide particles with respect to 100 parts by weight of the component (A) is more preferably 150 parts by weight or more, and further preferably 200 parts by weight or more.
Moreover, it is more preferable to make the upper limit of the compounding quantity of the small-sized metal oxide particles with respect to 100 parts by weight of the component (A) a value of 900 parts by weight or less, and it is more preferable to set the value to 800 parts by weight or less.
(4)配合割合
また、(B1)成分100重量部に対し、(B2)成分の配合割合を150〜1500重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B2)成分の配合割合が150重量部未満の範囲内の値となると、高価な窒化ホウ素粒子の配合量が多くなり、低コスト化の効果が得られない場合があるためである。一方、(B2)成分の配合割合が1500重量部を超えた値となると、大粒径金属酸化物粒子の配合量が多くなり、間隙を充填する窒化ホウ素粒子の量が十分でなくなるため、熱伝導率が低下する場合があるためである。
したがって、(B1)成分100重量部に対する(B2)成分の配合割合の下限値を200重量部以上の値とすることがより好ましく、300重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(B1)成分100重量部に対する(B2)成分の配合割合の上限値を1250重量部以下の値とすることがより好ましく、1000重量部以下の値とすることがさらに好ましく、(B3)成分を併用する観点を加味すると、500重量部以下の値とすることがより好ましい。
(4) Mixing ratio Moreover, it is preferable to make the mixing ratio of (B2) component into the value within the range of 150-1500 weight part with respect to 100 weight part of (B1) component.
The reason for this is that when the blending ratio of the component (B2) becomes a value within the range of less than 150 parts by weight, the blending amount of expensive boron nitride particles increases, and the cost reduction effect may not be obtained. is there. On the other hand, when the blending ratio of the component (B2) exceeds 1500 parts by weight, the blending amount of the large-diameter metal oxide particles increases, and the amount of boron nitride particles filling the gap becomes insufficient. This is because the conductivity may decrease.
Therefore, the lower limit value of the blending ratio of the component (B2) to 100 parts by weight of the component (B1) is more preferably 200 parts by weight or more, and further preferably 300 parts by weight or more.
Further, the upper limit value of the blending ratio of the component (B2) with respect to 100 parts by weight of the component (B1) is more preferably 1250 parts by weight or less, further preferably 1000 parts by weight or less, (B3) Considering the viewpoint of using the components in combination, the value is more preferably 500 parts by weight or less.
また、(B1)成分100重量部に対し、(B3)成分の配合割合を100〜700重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、(B3)成分の配合割合が100重量部未満の値となると、大粒径金属酸化物粒子の間隙を十分に充填することが困難になって、熱伝導率の上昇効果が得られない場合があるためである。一方、(B3)成分の配合割合が700重量部を超えた値となると、小粒径金属酸化物粒子が大粒径金属酸化物粒子の間隙を充填するだけでなく、小粒径金属酸化物粒子同士が独自に伝熱ネットワークを構築することになる。そのため、小粒径金属酸化物粒子同士の接触界面が多くなり、熱伝導率が低下する場合があるためである。
したがって、(B1)成分100重量部に対する(B3)成分の配合割合の下限値を150重量部以上の値とすることがより好ましく、200重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(B1)成分100重量部に対する(B3)成分の配合割合の上限値を600重量部以下の値とすることがより好ましく、500重量部以下の値とすることがさらに好ましく、350重量部以下の値とすることが特に好ましい。
Moreover, it is preferable to make the mixture ratio of (B3) component into the value within the range of 100-700 weight part with respect to 100 weight part of (B1) component.
The reason for this is that when the blending ratio of the component (B3) is less than 100 parts by weight, it becomes difficult to sufficiently fill the gaps of the large-diameter metal oxide particles, and the effect of increasing the thermal conductivity is obtained. This is because it may not be possible. On the other hand, when the blending ratio of the component (B3) exceeds 700 parts by weight, not only the small particle size metal oxide particles fill the gaps of the large particle size metal oxide particles but also the small particle size metal oxides. Particles will build their own heat transfer network. For this reason, the contact interface between the small-diameter metal oxide particles increases, and the thermal conductivity may decrease.
Therefore, the lower limit value of the blending ratio of the component (B3) to 100 parts by weight of the component (B1) is more preferably 150 parts by weight or more, and further preferably 200 parts by weight or more.
Further, the upper limit of the blending ratio of the component (B3) to 100 parts by weight of the component (B1) is more preferably 600 parts by weight or less, further preferably 500 parts by weight or less, and 350 parts by weight. The following values are particularly preferable.
3.(C)成分:熱架橋剤
本発明の熱伝導性接着剤組成物は、(A)成分としての熱可塑性樹脂同士を架橋するための成分として、熱架橋剤を含むことが好ましい。
この理由は、熱架橋剤であれば、適切な(A)成分を選択することにより、実質的に他の硬化成分を含むことなく(A)成分同士を架橋することができるためである。
その結果、容易に接着性および耐熱性に優れた硬化物を得ることができる一方、硬化前の熱伝導性接着剤組成物の保存安定性を効果的に向上させることができる。
3. (C) Component: Thermal crosslinking agent It is preferable that the heat conductive adhesive composition of this invention contains a thermal crosslinking agent as a component for bridge | crosslinking the thermoplastic resins as (A) component.
This is because the component (A) can be crosslinked with substantially no other curing component by selecting an appropriate component (A) if it is a thermal crosslinking agent.
As a result, a cured product excellent in adhesiveness and heat resistance can be easily obtained, while the storage stability of the thermally conductive adhesive composition before curing can be effectively improved.
(1)種類
また、熱架橋剤の種類としては、特に制限されるものではなく、従来公知の熱架橋剤を使用することができる。
例えば、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、メラミン系化合物、アジリジン系化合物、金属キレート化合物、金属アルコキシド、金属塩等の化合物を熱架橋剤として用いることができる。
これらは1種のみを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(1) Kind Moreover, it does not restrict | limit especially as a kind of thermal crosslinking agent, A conventionally well-known thermal crosslinking agent can be used.
For example, a compound such as an isocyanate compound, an epoxy compound, a melamine compound, an aziridine compound, a metal chelate compound, a metal alkoxide, or a metal salt can be used as the thermal crosslinking agent.
These may be used alone or in combination of two or more.
また、上述した熱架橋剤の中でも、エポキシ系化合物からなる熱架橋剤(以下、「エポキシ系熱架橋剤」と称する。)を使用することが好ましい。
この理由は、エポキシ系熱架橋剤であれば、得られる硬化物におけるゲル分率を高くして優れた耐熱性を得ることができる一方で、組成物での保管時や接着剤シート形成のための乾燥時には硬化反応が進行しづらいためである。
Of the thermal crosslinking agents described above, it is preferable to use a thermal crosslinking agent comprising an epoxy compound (hereinafter referred to as “epoxy thermal crosslinking agent”).
The reason for this is that if it is an epoxy-based thermal crosslinking agent, the gel fraction in the resulting cured product can be increased to obtain excellent heat resistance, while at the time of storage in the composition or for the formation of an adhesive sheet This is because the curing reaction is difficult to proceed during drying.
(2)分子量
また、熱架橋剤の分子量を100〜500の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、熱架橋剤の分子量が100未満の値となると、熱伝導性接着剤組成物の塗工性に悪影響を及ぼすことはないものの、得られる硬化物における耐熱性が過度に低下する場合があるためである。一方、熱架橋剤の分子量が500を超えた値となると、通常、常温で固体となることから、熱伝導性接着剤組成物の塗工性に悪影響を及ぼしたり、架橋が不十分になってゲル分率が低下し、接着性が過度に低下したりする場合があるためである。
したがって、熱架橋剤の分子量の下限値を150以上の値とすることがより好ましく、200以上の値とすることがさらに好ましい。
また、熱架橋剤の分子量の上限値を450以下の値とすることがより好ましく、400以下の値とすることがさらに好ましい。
(2) Molecular weight Moreover, it is preferable to make the molecular weight of a thermal crosslinking agent into the value within the range of 100-500.
The reason for this is that, when the molecular weight of the thermal crosslinking agent is less than 100, the coating property of the heat conductive adhesive composition is not adversely affected, but the heat resistance of the resulting cured product is excessively reduced. Because there is. On the other hand, when the molecular weight of the thermal crosslinking agent exceeds 500, it usually becomes a solid at room temperature, so that the coating property of the thermally conductive adhesive composition is adversely affected or the crosslinking becomes insufficient. This is because the gel fraction may decrease and the adhesiveness may decrease excessively.
Therefore, the lower limit of the molecular weight of the thermal crosslinking agent is more preferably 150 or more, and even more preferably 200 or more.
Further, the upper limit value of the molecular weight of the thermal crosslinking agent is more preferably set to 450 or less, and further preferably set to 400 or less.
また、このようなエポキシ系熱架橋剤としては、例えば、2,2−[イソプロピリデンビス[4,1−フェニレン(オキシメチレン)]]ビスオキシラン(分子量340、常温で液体)、2,2−[メチレンビス(2,1−フェニレンオキシメチレン)]ビスオキシラン(分子量312、常温で液体)等が好適に使用される。 Examples of such epoxy-based thermal crosslinking agents include 2,2- [isopropylidenebis [4,1-phenylene (oxymethylene)]] bisoxirane (molecular weight 340, liquid at room temperature), 2,2- [Methylenebis (2,1-phenyleneoxymethylene)] bisoxirane (molecular weight 312, liquid at room temperature) and the like are preferably used.
(3)配合量
また、熱架橋剤の配合量を、(A)成分100重量部に対して1〜80重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、熱架橋剤の配合量が1重量部未満の値となると、硬化反応が十分に進行せず接着性が過度に低下する場合があるためである。一方、熱架橋剤の配合量が80重量部を超えた値となると、未反応の架橋剤が残存し、熱伝導性、接着性および耐熱性がいずれも過度に低下する場合があるためである。
したがって、(A)成分100重量部に対する熱架橋剤の配合量の下限値を3重量部以上の値とすることがより好ましく、5重量部以上の値とすることがさらに好ましく、20重量部以上とすることが特に好ましい。
また、(A)成分100重量部に対する熱架橋剤の配合量の上限値を70重量部以下の値とすることがより好ましく、60重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
(3) Compounding quantity Moreover, it is preferable to make the compounding quantity of a thermal crosslinking agent into the value within the range of 1-80 weight part with respect to 100 weight part of (A) component.
The reason for this is that when the blending amount of the thermal crosslinking agent is less than 1 part by weight, the curing reaction does not proceed sufficiently and the adhesiveness may be excessively lowered. On the other hand, when the blending amount of the thermal crosslinking agent exceeds 80 parts by weight, unreacted crosslinking agent remains, and thermal conductivity, adhesiveness, and heat resistance may all be excessively reduced. .
Therefore, the lower limit of the amount of the thermal crosslinking agent relative to 100 parts by weight of component (A) is more preferably 3 parts by weight or more, further preferably 5 parts by weight or more, and 20 parts by weight or more. It is particularly preferable that
Moreover, it is more preferable to make the upper limit of the compounding quantity of the thermal crosslinking agent with respect to 100 weight part of (A) component into 70 weight part or less, and it is further more preferable to set it as 60 weight part or less.
4.(D)成分:有機溶剤
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物は、有機溶剤を含むことが好ましい。
この理由は、有機溶剤を含むことにより、熱伝導性接着剤組成物の粘度を適正な範囲に調節し、塗工性を向上させることができるためである。
4). (D) component: Organic solvent Moreover, it is preferable that the heat conductive adhesive composition of this invention contains the organic solvent.
The reason for this is that by including an organic solvent, the viscosity of the heat conductive adhesive composition can be adjusted to an appropriate range and the coating property can be improved.
(1)種類
また、有機溶剤の種類としては、特に制限されるものではなく、従来公知の有機溶剤を使用することができ、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、イソホロン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、ヘキサメチルホスホアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられる。
特に、熱可塑性樹脂に対する相溶性および乾燥時の蒸発のしやすさの観点から、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、イソホロンからなる群から選択される少なくとも一種を用いることがより好ましい。
(1) Kind In addition, the kind of the organic solvent is not particularly limited, and a conventionally known organic solvent can be used. For example, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, isophorone, N-methyl- Examples include 2-pyrrolidone, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, γ-butyrolactone, hexamethylphosphoamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone.
In particular, it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of cyclohexanone, methylcyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, and isophorone from the viewpoint of compatibility with the thermoplastic resin and ease of evaporation during drying.
(2)配合量
また、有機溶剤の配合量としては、(A)成分100重量部に対して100〜1500重量部の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、有機溶剤の配合量が100重量部未満の値となると、塗液の粘度が高くなり塗工が困難になる場合があるためである。一方、有機溶剤の配合量が1500重量部を超えた値となると、乾燥時に溶剤が蒸発しきらず、シート内に残留し、絶縁破壊電圧を低下させる場合があるためである。
したがって、(A)成分100重量部に対する有機溶剤の配合量の下限値を、150重量部以上の値とすることがより好ましく、200重量部以上の値とすることがさらに好ましい。
また、(A)成分100重量部に対する有機溶剤の配合量の上限値を、1200重量部以下の値とすることがより好ましく、1000重量部以下の値とすることがさらに好ましい。
(2) Compounding quantity Moreover, it is preferable to set it as the value within the range of 100-1500 weight part with respect to 100 weight part of (A) component as a compounding quantity of an organic solvent.
This is because when the blending amount of the organic solvent is less than 100 parts by weight, the viscosity of the coating liquid becomes high and coating may be difficult. On the other hand, when the amount of the organic solvent exceeds 1500 parts by weight, the solvent does not evaporate during drying and remains in the sheet, which may reduce the dielectric breakdown voltage.
Therefore, the lower limit value of the amount of the organic solvent added relative to 100 parts by weight of component (A) is more preferably 150 parts by weight or more, and even more preferably 200 parts by weight or more.
Moreover, it is more preferable to make the upper limit of the compounding quantity of the organic solvent with respect to 100 weight part of (A) component into the value of 1200 weight part or less, and it is further more preferable to set it as the value of 1000 weight part or less.
5.その他の添加物
また、本発明の熱伝導性接着剤組成物は、上述した(A)〜(D)成分以外にも、シランカップリング剤等のその他の添加物を配合しても良いが、硬化成分に関しては、実質的に配合しないことが好ましい。
この理由は、(A)〜(D)成分の他に、さらに硬化成分を配合すると、熱伝導性接着剤組成物の保存安定性が低下しやすくなる場合があるためである。
このような硬化成分としては、例えば、(C)成分としてエポキシ系熱架橋剤を用いた場合であれば、その硬化剤としてのジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンより合成されるポリアミド樹脂、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、フェノールノボラック等の多価フェノール化合物、トリフェニルメタンおよびこれらの変性物、イミダゾール、BF3−アミン錯体、グアニジン誘導体等が挙げられる。
5. Other additives In addition to the components (A) to (D) described above, the thermally conductive adhesive composition of the present invention may contain other additives such as a silane coupling agent, It is preferable that the curing component is not substantially blended.
The reason for this is that the storage stability of the thermally conductive adhesive composition may be easily lowered when a curing component is further blended in addition to the components (A) to (D).
As such a curing component, for example, when an epoxy thermal crosslinking agent is used as the component (C), diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, dicyandiamide as the curing agent. , Polyamide resin synthesized from dimer of linolenic acid and ethylenediamine, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, mentioned amine complex, guanidine derivatives, and - hexahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, a polyhydric phenol compound such as phenol novolak, triphenylmethane and their modified products, imidazole, BF 3 It is.
また、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等の第3級アミン類、トリフェニルホスフィン等のホスフィン類、オクチル酸スズ等の金属化合物等の硬化触媒についても、実質的に配合しないことが好ましい。 Also, for example, imidazoles such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diaza-bicyclo (5,4,0) It is preferable that substantially no curing catalyst such as tertiary amines such as undecene-7, phosphines such as triphenylphosphine, and metal compounds such as tin octylate is substantially blended.
なお、(A)〜(D)成分の他に、さらに硬化成分を配合する場合には、(A)成分100重量部に対して、10重量部以下の値とすることが好ましく、5重量部以下の値とすることがより好ましく、1重量部以下の値とすることがさらに好ましい。 In addition to the components (A) to (D), when a curing component is further blended, the value is preferably 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the component (A). The following value is more preferable, and a value of 1 part by weight or less is further preferable.
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、第1の実施形態の熱伝導性接着剤組成物から形成された熱伝導性接着剤シートである。
かかる熱伝導性接着剤シートであれば、所定の熱伝導性接着剤組成物から形成されることから、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と比較して、低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができる。
以下、第2の実施形態の熱伝導性接着剤シートについて、具体的に説明する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is a heat conductive adhesive sheet formed from the heat conductive adhesive composition of the first embodiment.
With such a heat conductive adhesive sheet, since it is formed from a predetermined heat conductive adhesive composition, while achieving cost reduction compared to the case where only a large amount of boron nitride particles is used, It can be stably held without lowering the thermal conductivity, adhesiveness and heat resistance when cured.
Hereinafter, the heat conductive adhesive sheet of 2nd Embodiment is demonstrated concretely.
1.製造方法
本発明の熱伝導性接着剤シートは、第1の実施形態の熱伝導性接着剤組成物から形成することを特徴とする。
より具体的には、シリコーン剥離処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム等の剥離フィルムに対して、スピンコーター、スプレーコーター、バーコーター、ナイフコーター、ロールコーター、ナイフロールコーター、ブレードコーター、グラビアコータ―、カーテンコーター、ダイコーター等を用いて熱伝導性接着剤組成物を塗布する。
次いで、70〜140℃で1〜30分間乾燥させ、熱伝導性接着剤シートを得ることができる。
なお、得られた熱伝導性接着剤シートの露出面を保護する観点から、かかる露出面に対しても剥離フィルムを貼合することが好ましい。
1. Manufacturing method The heat conductive adhesive sheet of this invention is formed from the heat conductive adhesive composition of 1st Embodiment, It is characterized by the above-mentioned.
More specifically, for a release film such as a polyethylene terephthalate film subjected to silicone release treatment, a spin coater, spray coater, bar coater, knife coater, roll coater, knife roll coater, blade coater, gravure coater, curtain The heat conductive adhesive composition is applied using a coater, a die coater or the like.
Then, it can be dried at 70 to 140 ° C. for 1 to 30 minutes to obtain a heat conductive adhesive sheet.
In addition, it is preferable to bond a peeling film also to this exposed surface from a viewpoint of protecting the exposed surface of the obtained heat conductive adhesive sheet.
2.厚さ
また、熱伝導性接着剤シートの厚さを50〜800μmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、熱伝導性接着剤シートの厚さが50μm未満の値となると、十分な絶縁性を確保できなくなったり、シートの厚さが熱伝導性無機粒子よりも薄くなり、熱伝導性無機粒子がシート表面に露出して接着性が過度に低下したりする場合があるためである。一方、熱伝導性接着剤シートの厚さが800μmを超えた値となると、乾燥時に溶剤が蒸発しきらず、シート内に残留し、絶縁破壊電圧を低下させる場合があるためである。
したがって、熱伝導性接着剤シートの厚さの下限値を60μm以上の値とすることがより好ましく、70μm以上の値とすることがさらに好ましい。
また、熱伝導性接着剤シートの厚さの上限値を700μm以下の値とすることがより好ましく、600μm以下の値とすることがさらに好ましく、300μm以下の値とすることが特に好ましい。
2. Thickness Moreover, it is preferable to make the thickness of a heat conductive adhesive sheet into the value within the range of 50-800 micrometers.
This is because when the thickness of the thermally conductive adhesive sheet is less than 50 μm, sufficient insulation cannot be secured, or the thickness of the sheet becomes thinner than the thermally conductive inorganic particles. This is because the particles may be exposed on the sheet surface and the adhesiveness may be excessively lowered. On the other hand, when the thickness of the thermally conductive adhesive sheet exceeds 800 μm, the solvent does not completely evaporate during drying and remains in the sheet, which may reduce the dielectric breakdown voltage.
Therefore, the lower limit value of the thickness of the heat conductive adhesive sheet is more preferably 60 μm or more, and even more preferably 70 μm or more.
The upper limit value of the thickness of the heat conductive adhesive sheet is more preferably 700 μm or less, further preferably 600 μm or less, and particularly preferably 300 μm or less.
3.ゲル分率
また、熱伝導性接着剤シートのゲル分率を10%以下の値とすることが好ましい。
この理由は、熱伝導性接着剤シートのゲル分率が10%を超えた値となると、熱プレスにより部材間の接着に供されるまでの保存安定性が過度に低い疑いが生じる場合があるためである。
したがって、熱伝導性接着剤シートのゲル分率を8%以下の値とすることがより好ましく、5%以下の値とすることがさらに好ましい。
3. Gel fraction Moreover, it is preferable to make the gel fraction of a heat conductive adhesive sheet into the value of 10% or less.
The reason for this is that when the gel fraction of the thermally conductive adhesive sheet exceeds 10%, there is a possibility that the storage stability until it is used for adhesion between members by hot pressing is too low. Because.
Therefore, the gel fraction of the heat conductive adhesive sheet is more preferably 8% or less, and further preferably 5% or less.
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、第2の実施形態の熱伝導性接着剤シートを用いた積層体の製造方法であって、下記工程(a)〜(b)を含むことを特徴とする積層体の製造方法である。
(a)第1の構造体と第2の構造体との間に熱伝導性接着剤シートを介在させる工程
(b)熱プレスにより熱伝導性接着剤シートを圧着・硬化させ、第1の構造体と第2の構造体とを接着する工程
かかる積層体の製造方法であれば、所定の熱伝導性接着剤シートを用いていることから、高温環境下であっても第1および第2の構造体間の接着を安定的に保持しつつ、相対的に高温の構造体から相対的に低温の構造体に対して効率的に熱を伝導し、外部環境に放熱が可能な積層体を安定的に、かつ、低コストで製造することができる。
以下、第3の実施形態の積層体の製造方法について、具体的に説明する。
[Third Embodiment]
3rd Embodiment is a manufacturing method of the laminated body using the heat conductive adhesive sheet of 2nd Embodiment, Comprising: The laminated body characterized by including the following process (a)-(b) It is a manufacturing method.
(A) Step of interposing a heat conductive adhesive sheet between the first structure and the second structure (b) The heat conductive adhesive sheet is pressure-bonded and cured by hot pressing, and the first structure The process of adhering the body and the second structure The manufacturing method of such a laminated body uses the predetermined heat conductive adhesive sheet, so that the first and second structures can be used even in a high temperature environment. While maintaining stable adhesion between structures, heat can be efficiently conducted from a relatively high temperature structure to a relatively low temperature structure, and a laminate that can dissipate heat to the external environment is stable. And can be manufactured at low cost.
Hereinafter, the manufacturing method of the laminated body of 3rd Embodiment is demonstrated concretely.
1.工程(a)
工程(a)は、図1(a)に示すように、第1の構造体20と第2の構造体30との間に第2の実施形態の熱伝導性接着剤シート1を介在させる工程である。
ここで、第1の構造体20および第2の構造体30としては、一方の熱を他方に伝導させることが必要とされる用途の組み合わせであれば特に制限されるものではない。
例えば、図1(c)に示すように、第1の構造体20をパワーモジュールとし、第2の構造体30をヒートシンクとした場合、パワーモジュールから生じる熱を、熱伝導性接着剤シート1の硬化物10を介してヒートシンクに効率的に伝導し、外部環境に放熱することができる。
なお、その他の第1の構造体20および第2の構造体30の組み合わせとしては、半導体回路と放熱基板やLEDヒートシンクの組み合わせ、あるいは携帯機器用電池と筐体の組み合わせ等が挙げられる。
1. Step (a)
In the step (a), as shown in FIG. 1A, the thermally conductive adhesive sheet 1 of the second embodiment is interposed between the first structure 20 and the second structure 30. It is.
Here, the first structure 20 and the second structure 30 are not particularly limited as long as they are used in combination that requires one heat to be conducted to the other.
For example, as shown in FIG. 1C, when the first structure 20 is a power module and the second structure 30 is a heat sink, the heat generated from the power module is transferred to the heat conductive adhesive sheet 1. It can be efficiently conducted to the heat sink through the cured product 10 and can be radiated to the external environment.
Other combinations of the first structure 20 and the second structure 30 include a combination of a semiconductor circuit and a heat dissipation board or an LED heat sink, or a combination of a battery for a portable device and a housing.
2.工程(b)
工程(B)は、図1(b)に示すように、熱プレス(200a、200b)により熱伝導性接着剤シート1を圧着・硬化させ、第1の構造体20と第2の構造体30とを接着し、図1(c)に示すように、第1の構造体20/硬化物10/第2の構造体30からなる積層体100を得る工程である。
このときの熱プレスの条件としては、プレス温度を150〜250℃の範囲内の値とし、プレス圧力を150〜600kgf/cm2の範囲内の値とし、プレス時間を3〜60分の範囲内の値とすることが好ましい。
また、硬化物10の厚さは、熱プレスを行う前の熱伝導性接着剤シートよりも薄くなるため、40〜500μmの範囲内の値とすることが好ましい。
2. Step (b)
In the step (B), as shown in FIG. 1B, the heat conductive adhesive sheet 1 is pressure-bonded and cured by hot pressing (200a, 200b), and the first structure 20 and the second structure 30 are bonded. Are bonded to each other, and as shown in FIG. 1 (c), a laminated body 100 composed of the first structure 20 / cured product 10 / second structure 30 is obtained.
The conditions for the hot press at this time are a press temperature within a range of 150 to 250 ° C., a press pressure within a range of 150 to 600 kgf / cm 2 , and a press time within a range of 3 to 60 minutes. It is preferable to set the value of.
Moreover, since the thickness of the hardened | cured material 10 becomes thinner than the heat conductive adhesive sheet before performing a hot press, it is preferable to set it as the value within the range of 40-500 micrometers.
3.硬化物のゲル分率
また、硬化物のゲル分率を50〜100%の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、硬化物のゲル分率が50%未満の値となると、接着性および耐熱性が過度に低下する場合があるためである。
したがって、硬化物のゲル分率の下限値を60%以上の値とすることがより好ましく、70%以上の値とすることがさらに好ましい。
なお、硬化物のゲル分率の測定条件については、実施例に記載する。
3. Gel fraction of cured product It is preferable to make the gel fraction of the cured product a value in the range of 50 to 100%.
This is because when the gel fraction of the cured product is less than 50%, the adhesiveness and heat resistance may be excessively lowered.
Therefore, the lower limit value of the gel fraction of the cured product is more preferably 60% or more, and further preferably 70% or more.
In addition, about the measurement conditions of the gel fraction of hardened | cured material, it describes in an Example.
4.硬化物の熱伝導率
また、硬化物の熱伝導率を8〜200W/m・Kの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、硬化物の熱伝導率が8W/m・K未満の値となると、直接的に熱伝導性が低下して、所望の放熱効果を得ることが困難になる場合があるためである。一方、硬化物の熱伝導率が200W/m・Kを超えた値となると、熱伝導性無機粒子の含有量が多くなって接着力が過度に低下する場合があるためである。
したがって、硬化物の熱伝導率の下限値を10W/m・K以上の値とすることがより好ましく、12W/m・K以上の値とすることがさらに好ましい。
また、硬化物の熱伝導率の上限値を150W/m・K以下の値とすることがより好ましく、100W/m・K以下の値とすることがさらに好ましく、20W/m・K以下の値とすることが特に好ましい。
なお、硬化物の熱伝導率の測定条件については、実施例に記載する。
また、本発明において、「W/m・K」は、「W/(m・K)」を意味する。
4). Further, it is preferable to set the thermal conductivity of the cured product to a value within the range of 8 to 200 W / m · K.
The reason for this is that when the thermal conductivity of the cured product is less than 8 W / m · K, the thermal conductivity directly decreases, and it may be difficult to obtain a desired heat dissipation effect. . On the other hand, when the heat conductivity of the cured product exceeds 200 W / m · K, the content of the heat conductive inorganic particles increases and the adhesive strength may be excessively reduced.
Therefore, the lower limit value of the thermal conductivity of the cured product is more preferably 10 W / m · K or more, and further preferably 12 W / m · K or more.
The upper limit value of the thermal conductivity of the cured product is more preferably 150 W / m · K or less, more preferably 100 W / m · K or less, and a value of 20 W / m · K or less. It is particularly preferable that
In addition, about the measurement conditions of the heat conductivity of hardened | cured material, it describes in an Example.
In the present invention, “W / m · K” means “W / (m · K)”.
5.硬化物の接着力
また、硬化物の23℃環境下における接着力を3〜50N/25mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、硬化物の23℃環境下における接着力が3N/25mm未満の値となると、積層体として使用する際に第1の構造体と第2の構造体とが剥離する場合があるためである。一方、硬化物の23℃環境下における接着力が50N/25mmを超えた値となると、積層体の使用を終えた後に、第1の構造体と第2の構造体とを分解することが困難になる場合があるためである。
したがって、硬化物の23℃環境下における接着力の下限値を4.5N/25mm以上の値とすることがより好ましく、6N/25mm以上の値とすることがさらに好ましい。
また、硬化物の接着力の23℃環境下における上限値を40N/25mm以下の値とすることがより好ましく、30N/25mm以下の値とすることがさらに好ましく、18N/25mm以下の値であることが特に好ましい。
なお、硬化物の23℃環境下における接着力の測定条件については、実施例に記載する。
5. Adhesive strength of the cured product The adhesive strength of the cured product in a 23 ° C. environment is preferably set to a value in the range of 3 to 50 N / 25 mm.
This is because the first structure and the second structure may be peeled when used as a laminate when the adhesive strength of the cured product at 23 ° C. is less than 3 N / 25 mm. It is. On the other hand, when the adhesive strength of the cured product in a 23 ° C. environment exceeds 50 N / 25 mm, it is difficult to disassemble the first structure and the second structure after the use of the laminate is finished. This is because it may become.
Therefore, the lower limit value of the adhesive strength of the cured product in a 23 ° C. environment is more preferably 4.5 N / 25 mm or more, and further preferably 6 N / 25 mm or more.
Further, the upper limit value of the adhesive strength of the cured product in a 23 ° C. environment is preferably set to a value of 40 N / 25 mm or less, more preferably set to a value of 30 N / 25 mm or less, and a value of 18 N / 25 mm or less. It is particularly preferred.
In addition, about the measurement conditions of the adhesive force in 23 degreeC environment of hardened | cured material, it describes in an Example.
また、硬化物の150℃環境下における接着力を1〜40N/25mmの範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、硬化物の150℃環境下における接着力が1N/25mm未満の値となると、積層体が高温の環境下に置かれた際に、第1の構造体と第2の構造体とが剥離する場合があるためである。一方、硬化物の150℃環境下における接着力が40N/25mmを超えた値となると、積層体の使用を終えた際に、第1の構造体と第2の構造体とを分解することが困難になる場合があるためである。
したがって、硬化物の150℃環境下における接着力の下限値を1.5N/25mm以上の値とすることがより好ましく、2N/25mm以上の値とすることがさらに好ましい。
また、硬化物の接着力の150℃環境下における上限値を30N/25mm以下の値とすることがより好ましく、20N/25mm以下の値とすることがさらに好ましく、10N/25mm以下とすることが特に好ましい。
なお、硬化物の150℃環境下における接着力の測定条件については、実施例に記載する。
Moreover, it is preferable to make the adhesive force in 150 degreeC environment of hardened | cured material into the value within the range of 1-40N / 25mm.
The reason for this is that when the adhesive strength of the cured product at 150 ° C. is less than 1 N / 25 mm, the first structure and the second structure can be obtained when the laminate is placed in a high temperature environment. This is because may peel off. On the other hand, when the adhesive strength of the cured product at 150 ° C. exceeds 40 N / 25 mm, the first structure and the second structure may be decomposed when the use of the laminate is finished. This is because it may be difficult.
Accordingly, the lower limit value of the adhesive strength of the cured product in an environment of 150 ° C. is more preferably 1.5 N / 25 mm or more, and further preferably 2 N / 25 mm or more.
The upper limit value of the adhesive strength of the cured product in an environment at 150 ° C. is more preferably 30 N / 25 mm or less, further preferably 20 N / 25 mm or less, and 10 N / 25 mm or less. Particularly preferred.
In addition, about the measurement conditions of the adhesive force in 150 degreeC environment of hardened | cured material, it describes in an Example.
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。但し、本発明はこれらの記載に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited to these descriptions.
[実施例1]
1.熱伝導性接着剤組成物の調製
表1および以下に示すように、(A)成分としての熱可塑性樹脂と、(B1)成分としての窒化ホウ素粒子と、(B2)成分としての金属酸化物粒子と、(C)成分としての熱架橋剤と、(D)成分としての有機溶剤と、を混合し、熱伝導性接着剤組成物を調製した。
なお、表1および下記における配合量は、(D)成分および液状の(C)成分以外は、固形分換算された値を示す。なお、(C)成分および(D)成分は純分換算された値を示す。
[Example 1]
1. Preparation of Thermally Conductive Adhesive Composition As shown in Table 1 and below, thermoplastic resin as component (A), boron nitride particles as component (B1), and metal oxide particles as component (B2) And the thermal crosslinking agent as (C) component and the organic solvent as (D) component were mixed, and the heat conductive adhesive composition was prepared.
In addition, the compounding quantity in Table 1 and the following shows the value converted into solid content except (D) component and liquid (C) component. In addition, (C) component and (D) component show the value converted into pure part.
(A) 成分:ポリアミドイミドオリゴマー 100重量部
(東洋紡(株)製、ACX−02、数平均分子量:8000、ガラス転移点:190℃、両末端にカルボキシル基を有する)
(B1)成分:窒化ホウ素粒子凝集体 230重量部
(昭和電工(株)製、UHP−G1F、数平均粒径:80μm、アスペクト比:1.5)
(B2)成分:丸み状酸化アルミニウム粒子 1350重量部
(昭和電工(株)製、AS−10、数平均粒径:50μm、アスペクト比:1.5)
(C) 成分:エポキシ系樹脂 40重量部
(2,2’−[イソプロピリデンビス[4,1−フェニレン(オキシメチレン)]]ビスオキシラン(下記式(6)、分子量340、液状)
(D) 成分:シクロヘキサノン 1000重量部
なお、以下において、上述した(B2)成分を「大粒径酸化アルミニウム粒子A」と称する場合がある。
また、(B1)成分に関し、電子顕微鏡観察によると、該凝集体の一次粒子は、断面が楕円形状であり、長軸粒径10μm程度、アスペクト比10程度であった。
(A) Component: Polyamideimide oligomer 100 parts by weight (manufactured by Toyobo Co., Ltd., ACX-02, number average molecular weight: 8000, glass transition point: 190 ° C., having carboxyl groups at both ends)
Component (B1): 230 parts by weight of boron nitride particle aggregate (manufactured by Showa Denko KK, UHP-G1F, number average particle size: 80 μm, aspect ratio: 1.5)
Component (B2): 1350 parts by weight of round aluminum oxide particles (AS-10, manufactured by Showa Denko KK, number average particle size: 50 μm, aspect ratio: 1.5)
(C) Component: 40 parts by weight of epoxy resin (2,2 ′-[isopropylidenebis [4,1-phenylene (oxymethylene)]] bisoxirane (the following formula (6), molecular weight 340, liquid)
(D) Component: 1000 parts by weight of cyclohexanone In addition, in the following, the component (B2) described above may be referred to as “large-diameter aluminum oxide particles A”.
Regarding the component (B1), according to observation with an electron microscope, the primary particles of the aggregate had an elliptical cross section, a major axis particle size of about 10 μm, and an aspect ratio of about 10.
2.熱伝導性接着剤シートの製造
次いで、得られた熱伝導性接着剤組成物を、シリコーン剥離処理を施したポリエチレンテレフタレートフィルム(リンテック(株)製、SP−PET751031)(以下、「PET」と称する。)の剥離処理面に塗布し、120℃で3分間乾燥させ、厚さ150μmの熱伝導性接着剤シートを得た。
2. Production of Thermally Conductive Adhesive Sheet Next, the obtained thermally conductive adhesive composition was a polyethylene terephthalate film (manufactured by Lintec Corporation, SP-PET751031) subjected to silicone release treatment (hereinafter referred to as “PET”). )) And dried at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a heat conductive adhesive sheet having a thickness of 150 μm.
3.評価
(1)塗工性
熱伝導性接着剤シートを製造する際の熱伝導性接着剤組成物の塗工性を、目視により、下記基準に沿って評価した。得られた結果を表1に示す。
○:得られた熱伝導性接着剤シートの表面が均一である
△:得られた熱伝導性接着剤シートの表面にヒビ割れが発生している
×:熱伝導性接着剤組成物が不均一であり、塗工することができない
3. Evaluation (1) Coating property The coating property of the thermally conductive adhesive composition when producing the thermally conductive adhesive sheet was visually evaluated according to the following criteria. The obtained results are shown in Table 1.
○: The surface of the obtained heat conductive adhesive sheet is uniform. Δ: The surface of the obtained heat conductive adhesive sheet is cracked. ×: The heat conductive adhesive composition is non-uniform. And cannot be applied
(2)ゲル分率
熱伝導性接着剤シートの硬化性を、ゲル分率(%)により評価した。
すなわち、まず、得られた熱伝導性接着剤組成物から(B1)および(B2)成分等の熱伝導性無機粒子のみを除いた組成のゲル分率測定用接着剤組成物を調製した。
次いで、得られたゲル分率測定用接着剤組成物を、PETの剥離処理面に塗布し、120℃で3分間乾燥させ、厚さ150μmのゲル分率測定用接着剤シートを得た。
次いで、得られたゲル分率測定用接着剤シートの露出面に対し、別のPETを剥離処理面が接するように積層し、両面がPETに挟持された状態のゲル分率測定用接着剤シートを得た。
次いで、両面がPETに挟持された状態のゲル分率測定用接着剤シートに対して、180℃、500kgf/cm2、30分の条件で熱プレスを行い、ゲル分率測定用接着剤シートをゲル分率測定用硬化物とした。
次いで、得られたゲル分率測定用硬化物をメッシュサイズ200のポリエステルメッシュで包み、十分な量のシクロヘキサノン中に常温で48時間浸漬し、浸漬前後に測定した重量からゲル分率(%)を算出した。得られた結果を表1に示す。
(2) Gel fraction The curability of the heat conductive adhesive sheet was evaluated by the gel fraction (%).
That is, first, an adhesive composition for gel fraction measurement having a composition in which only the heat conductive inorganic particles such as the components (B1) and (B2) were removed from the obtained heat conductive adhesive composition was prepared.
Next, the obtained adhesive composition for measuring a gel fraction was applied to a release-treated surface of PET and dried at 120 ° C. for 3 minutes to obtain a 150 μm thick adhesive sheet for measuring a gel fraction.
Subsequently, another PET is laminated so that the peeled surface is in contact with the exposed surface of the obtained adhesive sheet for measuring gel fraction, and the adhesive sheet for measuring gel fraction in a state where both surfaces are sandwiched by PET. Got.
Next, the gel sheet for measuring the gel fraction in a state where both surfaces are sandwiched between PET is hot-pressed under the conditions of 180 ° C., 500 kgf / cm 2 , 30 minutes, It was set as the hardened | cured material for a gel fraction measurement.
Next, the obtained cured product for gel fraction measurement is wrapped in a polyester mesh having a mesh size of 200, immersed in a sufficient amount of cyclohexanone at room temperature for 48 hours, and the gel fraction (%) is determined from the weight measured before and after immersion. Calculated. The obtained results are shown in Table 1.
(3)熱伝導率
得られた熱伝導性接着剤シートを硬化した際の熱伝導率(W/m・K)を評価した。
すなわち、得られた熱伝導性接着剤シートの露出面に対し、別のPETを剥離処理面が接するように積層し、両面がPETに挟持された状態の熱伝導性接着剤シートを得た。
次いで、両面がPETに挟持された状態の熱伝導性接着剤シートに対して、180℃、500kgf/cm2、30分の条件で熱プレスを行い、熱伝導性接着剤シートを硬化させて硬化物とした。このとき、得られた硬化物の厚さは100μmであった。
次いで、両面のPETを剥離した後、硬化物の熱伝導率(W/m・K)を、薄膜の熱拡散・熱伝導率測定装置(アイフェイズ(株)製、ai−Phase Mobile 1u)を用いて温度波法(TWA)にて測定した。得られた結果を表1に示す。
(3) Thermal conductivity The thermal conductivity (W / m · K) when the obtained thermally conductive adhesive sheet was cured was evaluated.
That is, another PET was laminated so that the release-treated surface was in contact with the exposed surface of the obtained heat conductive adhesive sheet, and a heat conductive adhesive sheet in which both surfaces were sandwiched between PET was obtained.
Next, the heat conductive adhesive sheet in which both sides are sandwiched between PET is subjected to hot pressing under conditions of 180 ° C., 500 kgf / cm 2 , 30 minutes, and the heat conductive adhesive sheet is cured and cured. It was a thing. At this time, the thickness of the obtained cured product was 100 μm.
Next, after peeling the PET on both sides, the thermal conductivity (W / m · K) of the cured product was measured using a thin film thermal diffusion / thermal conductivity measuring device (ai-Phase Mobile 1u, manufactured by Eye Phase Co., Ltd.). And measured by the temperature wave method (TWA). The obtained results are shown in Table 1.
(4)接着力
得られた熱伝導性接着剤シートを硬化した際の接着力(N/25mm)を測定した。
すなわち、得られた熱伝導性接着剤シートからPETを剥離し、熱伝導性接着剤シートの両面に対し、電解銅箔(福田金属箔粉工業(株)製、CF−T8G−UN 35)をツヤ面が接するように積層し、両面が電解銅箔に挟持された状態の熱伝導性接着剤シートを得た。
次いで、両面が電解銅箔に挟持された状態の熱伝導性接着剤シートに対して、180℃、500kgf/cm2、30分の条件で熱プレスを行い、熱伝導性接着剤シートを硬化させて硬化物とした。このとき、得られた硬化物の厚さは100μmであった。
次いで、硬化物を、両面の電解銅箔ごと25mm幅に裁断した後、一方の電解銅箔をチャック(固定)して引張試験機(オリエンテック(株)製、テンシロン万能引張試験機)を用いて、剥離角度180°、剥離速度300mm/分、23℃環境下の条件にて引き剥がし、接着力(N/25mm)を測定した。
また、150℃の環境下においても同様に接着力(N/25mm)を測定した。得られた結果を表1に示す。
(4) Adhesive strength The adhesive strength (N / 25 mm) when the obtained heat conductive adhesive sheet was cured was measured.
That is, PET is peeled from the obtained heat conductive adhesive sheet, and electrolytic copper foil (Fukuda Metal Foil Powder Co., Ltd., CF-T8G-UN 35) is applied to both sides of the heat conductive adhesive sheet. Lamination was performed so that the glossy surfaces were in contact with each other, and a heat conductive adhesive sheet in a state where both surfaces were sandwiched between electrolytic copper foils was obtained.
Next, the heat conductive adhesive sheet with both surfaces sandwiched between the electrolytic copper foils is subjected to hot pressing under conditions of 180 ° C., 500 kgf / cm 2 and 30 minutes to cure the heat conductive adhesive sheet. To obtain a cured product. At this time, the thickness of the obtained cured product was 100 μm.
Next, the cured product is cut into a width of 25 mm together with the electrolytic copper foils on both sides, and then one electrolytic copper foil is chucked (fixed) and a tensile tester (Orientec Co., Ltd. Tensilon Universal Tensile Tester) is used. Then, the film was peeled off under conditions of a peeling angle of 180 °, a peeling speed of 300 mm / min, and a 23 ° C. environment, and the adhesive strength (N / 25 mm) was measured.
Moreover, the adhesive force (N / 25 mm) was similarly measured under an environment of 150 ° C. The obtained results are shown in Table 1.
[実施例2]
実施例2では、熱伝導性接着剤組成物における(B2)成分を、丸み状酸化アルミニウム粒子(昭和電工(株)製、AS−20、数平均粒径:40μm、アスペクト比:1.5)に変え、これを810重量部配合し、さらに(B3)成分として、丸み状酸化アルミニウム粒子(昭和電工(株)製、AL−47−H、数平均粒径:2μm、アスペクト比:1.5)を540重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
なお、以下において、上述した(B2)成分を「大粒径酸化アルミニウム粒子B」と称し、(B3)成分を「小粒径酸化アルミニウム粒子a」と称する場合がある。
[Example 2]
In Example 2, the component (B2) in the thermally conductive adhesive composition was made of round aluminum oxide particles (AS-20, number average particle diameter: 40 μm, aspect ratio: 1.5, manufactured by Showa Denko KK). In addition, 810 parts by weight of this was blended, and as the component (B3), round aluminum oxide particles (manufactured by Showa Denko KK, AL-47-H, number average particle size: 2 μm, aspect ratio: 1.5) ), And a heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The obtained results are shown in Table 1.
In the following, the component (B2) described above may be referred to as “large particle size aluminum oxide particles B” and the component (B3) may be referred to as “small particle size aluminum oxide particles a”.
また、得られた熱伝導性接着剤シートの断面における電子顕微鏡写真を図2に示す。
なお、かかる断面は、得られた熱伝導性接着剤シートを、クロスセクションポリッシャーによって厚さ方向に切断し、その切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したものである。
また、図2における上部、中間部、下部および金属酸化物粒子間部分の拡大写真を、それぞれ図3(a)、図3(b)、図4(a)および図4(b)に示す。
また、図5(a)に示す熱伝導性接着シートの断面における元素分布(ホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)およびアルミニウム(Al)を、それぞれ図5(b)、図6(a)、図6(b)、図7(a)および図7(b)に示す。
図2〜7より、大粒径金属酸化物粒子の間隙を窒化ホウ素粒子および小粒径金属酸化物粒子が充填していることが確認された。
したがって、特に大粒径金属酸化物粒子の間隙を熱伝導率の高い窒化ホウ素粒子により充填することで、効率的な伝熱ネットワークとなっていることが理解される。
Moreover, the electron micrograph in the cross section of the obtained heat conductive adhesive sheet is shown in FIG.
This cross section is obtained by cutting the obtained heat conductive adhesive sheet in the thickness direction with a cross section polisher and observing the cut surface with a scanning electron microscope (SEM).
Moreover, the enlarged photograph of the upper part, intermediate | middle part, lower part in FIG. 2, and the part between metal oxide particles is shown to Fig.3 (a), FIG.3 (b), FIG.4 (a), and FIG.4 (b), respectively.
In addition, element distribution (boron (B), carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), and aluminum (Al) in the cross section of the thermally conductive adhesive sheet shown in FIG. b), FIG. 6 (a), FIG. 6 (b), FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b).
2-7, it was confirmed that the boron nitride particles and the small-sized metal oxide particles are filled in the gaps of the large-sized metal oxide particles.
Therefore, it is understood that an efficient heat transfer network is obtained by filling the gaps between the large-sized metal oxide particles with boron nitride particles having high thermal conductivity.
また、得られた硬化物の断面における電子顕微鏡写真を図8に示す。
また、図8における上部、中間部、下部および金属酸化物粒子間部分の拡大写真を、それぞれ図9(a)、図9(b)、図10(a)および図10(b)に示す。
また、図11(a)に示す熱伝導性接着シートの断面における元素分布(ホウ素(B)、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)およびアルミニウム(Al)を、それぞれ図11(b)、図12(a)、図12(b)、図13(a)および図13(b)に示す。
図9〜14より、熱伝導性接着剤シートの断面写真に見られた空隙が無くなっていることが確認された。
したがって、粒子同士がより密に充填し、接触面積が増加しているため、熱伝導率が上昇したことが理解される。
Moreover, the electron micrograph in the cross section of the obtained hardened | cured material is shown in FIG.
Moreover, the enlarged photograph of the upper part, intermediate | middle part, lower part in FIG. 8, and the part between metal oxide particles is shown to Fig.9 (a), FIG.9 (b), FIG.10 (a), and FIG.10 (b), respectively.
Moreover, element distribution (boron (B), carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), and aluminum (Al) in the cross section of the heat conductive adhesive sheet shown in FIG. b), FIG. 12 (a), FIG. 12 (b), FIG. 13 (a) and FIG. 13 (b).
From FIGS. 9-14, it was confirmed that the space | gap seen by the cross-sectional photograph of the heat conductive adhesive sheet is lose | eliminated.
Therefore, it is understood that the thermal conductivity is increased because the particles are more closely packed and the contact area is increased.
[実施例3]
実施例3では、熱伝導性接着剤組成物における(B2)成分を、酸化マグネシウム粒子(宇部興産(株)製、RF−98、数平均粒子径:50μm、アスペクト比:1.5)に変え、これを1250重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
なお、以下において、上述した(B2)成分を「大粒径酸化マグネシウム粒子」と称する場合がある。
[Example 3]
In Example 3, the component (B2) in the thermally conductive adhesive composition was changed to magnesium oxide particles (manufactured by Ube Industries, RF-98, number average particle size: 50 μm, aspect ratio: 1.5). A heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1250 parts by weight of this was blended. The obtained results are shown in Table 1.
Hereinafter, the component (B2) described above may be referred to as “large-diameter magnesium oxide particles”.
[実施例4]
実施例4では、熱伝導性接着剤組成物における(B1)成分を、鱗片状窒化ホウ素粒子(昭和電工(株)製、UHP−2、数平均粒径:10μm、アスペクト比:30)に変え、これを230重量部配合し、(B2)成分を、大粒径酸化アルミニウム粒子Bに変え、これを810重量部配合し、さらに(B3)成分として、小粒径酸化アルミニウム粒子aを540重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[Example 4]
In Example 4, the component (B1) in the thermally conductive adhesive composition was changed to scaly boron nitride particles (manufactured by Showa Denko KK, UHP-2, number average particle size: 10 μm, aspect ratio: 30). , 230 parts by weight of this, and the component (B2) is changed to the large-diameter aluminum oxide particles B, 810 parts by weight of this, and further, the component (B3) is 540 parts by weight of the small-diameter aluminum oxide particles a. A heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components were mixed. The obtained results are shown in Table 1.
[実施例5]
実施例5では、熱伝導性接着剤組成物における(B1)成分の配合量を150重量部に変えるとともに、(B2)成分を、大粒径酸化アルミニウム粒子Bに変え、これを900重量部配合し、さらに(B3)成分として、小粒径酸化アルミニウム粒子aを600重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[Example 5]
In Example 5, the blending amount of the component (B1) in the heat conductive adhesive composition was changed to 150 parts by weight, and the component (B2) was changed to the large-diameter aluminum oxide particles B, which was blended by 900 parts by weight. Further, a heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 600 parts by weight of the small-diameter aluminum oxide particles a were blended as the component (B3). did. The obtained results are shown in Table 1.
[比較例1]
比較例1では、熱伝導性接着剤組成物における(B2)成分を配合せず、(B3)成分として、球状酸化アルミニウム粒子(昭和電工(株)製、CB−P05、数平均粒径:5μm、アスペクト比:1.0)に変え、これを1350重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
なお、以下において、上述した(B3)成分を「小粒径酸化アルミニウム粒子b」と称する場合がある。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the component (B2) in the heat conductive adhesive composition was not blended, and as the component (B3), spherical aluminum oxide particles (manufactured by Showa Denko KK, CB-P05, number average particle size: 5 μm) The aspect ratio was changed to 1.0), and a heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 1350 parts by weight of this was blended. The obtained results are shown in Table 1.
Hereinafter, the component (B3) described above may be referred to as “small-diameter aluminum oxide particles b”.
[比較例2]
比較例2では、熱伝導性接着剤組成物における(B1)および(B2)成分を配合せず、(B3)成分として、小粒径酸化アルミニウム粒子bを1700重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, the components (B1) and (B2) in the heat conductive adhesive composition were not blended, and as the component (B3), 1700 parts by weight of the small-diameter aluminum oxide particles b were blended. 1 and the heat conductive adhesive composition and the heat conductive adhesive sheet were manufactured and evaluated. The obtained results are shown in Table 1.
[比較例3]
比較例3では、熱伝導性接着剤組成物における(B1)成分を配合せず、(B2)成分を、大粒径酸化マグネシウム粒子に変え、これを1250重量部配合したほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 3, the component (B1) in the thermally conductive adhesive composition was not blended, the component (B2) was replaced with large-sized magnesium oxide particles, and 1250 parts by weight of this was blended in Example 1. In the same manner, a heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated. The obtained results are shown in Table 1.
[参考例4]
参考例4では、熱伝導性接着剤組成物における熱伝導性接着剤組成物における(B1)成分の配合量を485重量部に変え、(B2)成分を配合しなかったほかは、実施例1と同様に熱伝導性接着剤組成物および熱伝導性接着剤シートを製造し、評価した。得られた結果を表1に示す。
[Reference Example 4]
In Reference Example 4, Example 1 except that the blending amount of the component (B1) in the thermally conductive adhesive composition in the thermally conductive adhesive composition was changed to 485 parts by weight and the component (B2) was not blended. In the same manner, a heat conductive adhesive composition and a heat conductive adhesive sheet were produced and evaluated. The obtained results are shown in Table 1.
以上、詳述したように、本発明の熱伝導性接着剤組成物によれば、窒化ホウ素粒子の配合量を減少させた場合であっても、所定粒径の金属酸化物粒子を所定の割合で併用することで、窒化ホウ素粒子のみを多量に用いた場合と同等の特性を有する硬化物を得ることができるようになった。
その結果、窒化ホウ素粒子の配合量を減少させて低コスト化を図りつつも、硬化した際の熱伝導性、接着性および耐熱性を低下させることなく、安定的に保持することができるようになった。
したがって、本発明の熱伝導性接着剤組成物等は、例えば、パワーモジュール等の電子部品の放熱用途に使用される高性能な熱伝導性接着剤組成物等における低コスト化に、著しく寄与することが期待される。
As described above in detail, according to the thermally conductive adhesive composition of the present invention, even when the blending amount of boron nitride particles is reduced, the metal oxide particles having a predetermined particle diameter are in a predetermined ratio. By using in combination, it becomes possible to obtain a cured product having the same characteristics as when only a large amount of boron nitride particles are used.
As a result, while reducing the amount of boron nitride particles to reduce costs, it can be held stably without reducing the thermal conductivity, adhesiveness and heat resistance when cured. became.
Therefore, the heat conductive adhesive composition of the present invention contributes significantly to the cost reduction in a high performance heat conductive adhesive composition used for heat dissipation of electronic parts such as power modules. It is expected.
1:熱伝導性接着剤シート、10:硬化物、20:第1の構造体、30:第2の構造体、100:積層体 1: thermally conductive adhesive sheet, 10: cured product, 20: first structure, 30: second structure, 100: laminate
Claims (9)
(A) 熱可塑性樹脂 100重量部
(B1)窒化ホウ素粒子 100〜450重量部
(B2)数平均粒径15〜200μmの金属酸化物粒子 600〜5000重量部 A heat conductive adhesive composition comprising the following components (A), (B1) and (B2):
(A) Thermoplastic resin 100 parts by weight (B1) Boron nitride particles 100 to 450 parts by weight (B2) Metal oxide particles having a number average particle diameter of 15 to 200 μm 600 to 5000 parts by weight
下記工程(a)〜(b)を含むことを特徴とする積層体の製造方法。
(a)第1の構造体と第2の構造体との間に前記熱伝導性接着剤シートを介在させる工程
(b)熱プレスにより前記熱伝導性接着剤シートを圧着・硬化させ、前記第1の構造体と第2の構造体とを接着する工程 It is a manufacturing method of a layered product using the heat conductive adhesive sheet according to claim 8,
The manufacturing method of the laminated body characterized by including the following process (a)-(b).
(A) a step of interposing the thermally conductive adhesive sheet between the first structure and the second structure (b) the thermal conductive adhesive sheet is pressure-bonded and cured by hot pressing; The process of bonding the structure of 1 and the second structure
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