JP2018021156A - Resin composition, and cured molding, adhesive sheet, and substrate comprising the same - Google Patents

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染谷 昌男
Masao Someya
昌男 染谷
孝介 池内
Kosuke Ikeuchi
孝介 池内
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition having high thermal conductivity, and a cured molding, an adhesive sheet, and a substrate comprising the resin composition.SOLUTION: A resin composition contains a thermosetting resin, an inorganic filler, and a resin fiber. Based on 100 pts.mass of all the resin components, a content of the inorganic filler is 300-1500 pts.mass and a content of the resin fiber is 0.1-20 pts.mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、樹脂組成物、並びにこれを用いた硬化成形物、接着シート、並びに基板に関する。   The present invention relates to a resin composition, and a cured molded article, an adhesive sheet, and a substrate using the same.

近年、電気機器あるいは電子機器の回路の高速・高集積化、及び発熱性電子部品のプリント配線板への実装密度の増加に伴って、電子機器内部の発熱密度は年々増加している。そのため、電子部品などにて発生する熱を効率よく放散させる高い熱伝導率と電気絶縁性を有する部材が求められている。   2. Description of the Related Art In recent years, the heat generation density inside an electronic device has been increasing year by year with the increase in the speed and integration of circuits of electric devices or electronic devices and the increase in the mounting density of heat-generating electronic components on printed wiring boards. Therefore, a member having high thermal conductivity and electrical insulation that efficiently dissipates heat generated in an electronic component or the like is required.

特に半導体パワーデバイスを実装する電子機器においては、軽量化、大容量化に伴う、小型化で発熱密度の増大によって、従来にも増してより一層高い放熱性を有する絶縁性高熱伝導性材料が求められている。   In particular, in electronic equipment that mounts semiconductor power devices, insulation and high thermal conductivity materials that have higher heat dissipation than ever are required due to downsizing and increased heat generation density due to weight reduction and increase in capacity. It has been.

このような課題を解決するため、一般的に無機フィラーを含む複合材料を用いた高熱伝導性材料が知られている。例えば、絶縁層となるバインダー樹脂中に、アルミニウム酸化物などの熱伝導性フィラーを分散配合する方法が提案されている(例えば、下記特許文献1参照)。   In order to solve such a problem, a high thermal conductivity material using a composite material containing an inorganic filler is generally known. For example, a method has been proposed in which a thermally conductive filler such as aluminum oxide is dispersed and blended in a binder resin that serves as an insulating layer (see, for example, Patent Document 1 below).

また、絶縁性を有し熱伝導性に優れたフィルムやシートを得る為に、熱伝導性を付与することができる樹脂繊維に熱硬化性樹脂を導入する手法が提案されている(例えば、下記特許文献2)。   In addition, in order to obtain a film or sheet having insulating properties and excellent thermal conductivity, a method of introducing a thermosetting resin into a resin fiber capable of imparting thermal conductivity has been proposed (for example, the following) Patent Document 2).

特開2004−10668号公報JP 2004-10668 A 特開2014−214281号公報JP 2014-214281 A

しかしながら、上述の特許文献1に開示された方法では、樹脂中への無機フィラーの充填可能量には上限があった。即ち、無機フィラーの充填のみでは熱伝導性の向上に限界がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1 described above, there is an upper limit on the amount of inorganic filler that can be filled into the resin. That is, there is a limit to improvement in thermal conductivity only by filling with an inorganic filler.

また、上述の特許文献2に開示された方法では、十分な熱伝導率を得るまで樹脂繊維を含ませることができない場合がある。即ち、樹脂繊維を用いたとしても得られたフィルムやシートの熱伝導性が不足する場合がある。   In addition, in the method disclosed in Patent Document 2 described above, there are cases where resin fibers cannot be included until a sufficient thermal conductivity is obtained. That is, even if resin fibers are used, the thermal conductivity of the obtained film or sheet may be insufficient.

本発明は上述の課題を解決すべく、高熱伝導性を有する樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物を用いた硬化成形物、接着シート、及び基板を提供するものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a resin composition having high thermal conductivity, and a cured molded article, an adhesive sheet, and a substrate using the resin composition.

本発明者らは、かかる課題に鋭意検討を重ねた結果、熱硬化性樹脂(A)、無機フィラー(C)、及び樹脂繊維(D)を含有する樹脂組成物について、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)を特定量で調製した場合に高熱伝動性を有する樹脂組成物を得ることを見出し本発明に到達した。
即ち本発明は以下の通りである。
As a result of intensive studies on such problems, the present inventors have found that the resin composition containing the thermosetting resin (A), the inorganic filler (C), and the resin fiber (D), the inorganic filler (C) and It has been found that a resin composition having high thermal conductivity is obtained when the resin fiber (D) is prepared in a specific amount, and the present invention has been achieved.
That is, the present invention is as follows.

<1> 熱硬化性樹脂と、無機フィラーと、樹脂繊維と、を含有する樹脂組成物であって、全樹脂構成成分100質量部に対して、前記無機フィラーの含有量が300〜1500質量部、且つ、前記樹脂繊維の含有量が0.1〜20質量部である樹脂組成物。
<2> 前記樹脂繊維の繊維長が、0.01mm〜20mmである、前記<1>に記載の樹脂組成物。
<3> 前記樹脂繊維が、結晶性熱可塑樹脂繊維である、前記<1>又は<2>に記載の樹脂組成物。
<4> 前記樹脂繊維の繊維長さ方向における熱伝導率が、10W/mK以上である、前記<1>〜<3>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<5> 前記樹脂繊維が、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維である、前記<1>〜<4>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<6> 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、及びフェノール樹脂からなる群より選ばれる1種以上である、前記<1>〜<5>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<7> 前記無機フィラーの熱伝導率が、10W/mK以上である、前記<1>〜<6>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<8> 前記無機フィラーが、アルミニウム酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化ベリリウムからなる群より選ばれる1種以上である、前記<1>〜<7>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<9> 更に、硬化剤を含む前記<1>〜<8>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<10> 更に有機溶剤を含む前記<1>〜<9>のいずれか一つに記載の樹脂組成物。
<11> 前記<1>〜<10>のいずれか一つに記載の樹脂組成物を硬化した硬化成形物。
<12> 前記<1>〜<10>のいずれか一つに記載の樹脂組成物を含む、Bステージ状態の接着シート。
<13> 前記<12>に記載の接着シートを硬化した基板。
<1> A resin composition containing a thermosetting resin, an inorganic filler, and a resin fiber, wherein the content of the inorganic filler is 300 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all resin components. And the resin composition whose content of the said resin fiber is 0.1-20 mass parts.
<2> The resin composition according to <1>, wherein a fiber length of the resin fiber is 0.01 mm to 20 mm.
<3> The resin composition according to <1> or <2>, wherein the resin fiber is a crystalline thermoplastic resin fiber.
<4> The resin composition according to any one of <1> to <3>, wherein the thermal conductivity in the fiber length direction of the resin fiber is 10 W / mK or more.
<5> The resin composition according to any one of <1> to <4>, wherein the resin fiber is a polybenzoxazole resin fiber.
<6> The thermosetting resin according to any one of <1> to <5>, wherein the thermosetting resin is at least one selected from the group consisting of an epoxy resin, a bismaleimide resin, a cyanate resin, and a phenol resin. Resin composition.
<7> The resin composition according to any one of <1> to <6>, wherein the inorganic filler has a thermal conductivity of 10 W / mK or more.
<8> Any one of <1> to <7>, wherein the inorganic filler is one or more selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and beryllium oxide. The resin composition as described in one.
<9> The resin composition according to any one of <1> to <8>, further including a curing agent.
<10> The resin composition according to any one of <1> to <9>, further including an organic solvent.
<11> A cured molded product obtained by curing the resin composition according to any one of <1> to <10>.
<12> An adhesive sheet in a B-stage state comprising the resin composition according to any one of <1> to <10>.
<13> A substrate obtained by curing the adhesive sheet according to <12>.

本発明によれば、高熱伝導性を有する樹脂組成物、並びに、該樹脂組成物を用いた硬化成形物、接着シート、及び基板を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a resin composition having high thermal conductivity, and a cured molded article, an adhesive sheet, and a substrate using the resin composition.

以下、本発明について実施形態を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using embodiments. In addition, the following embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to the embodiment.

《樹脂組成物》
本実施形態の樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)と、無機フィラー(C)と、樹脂繊維(D)と、を含有する樹脂組成物であって、全樹脂構成成分100質量部に対して、前記無機フィラー(C)の含有量が300〜1500質量部、且つ、前記樹脂繊維(D)の含有量が0.1〜20質量部である。また、本実施形態の樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)の種類に応じて、必要に応じて硬化剤(B)を用いてもよい。ここで、「全樹脂構成成分」とは、樹脂組成物中に含まれる熱硬化性樹脂(A)及び硬化剤(B)の総量を意味する。即ち、樹脂組成物中に硬化剤(B)が用いられていない場合には、熱硬化性樹脂(A)の総量となる。本実施形態の樹脂組成物は、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)の含有量を上述の範囲にすることにより、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)のどちらか一方を単独で用いた場合に比して優れた熱伝導率を発揮することができる。また、本実施形態の樹脂組成物は、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)を併用した場合であっても、各含有量が上述の範疇外にある組成物に比して優れた熱伝導率を発揮することができる。
<Resin composition>
The resin composition of the present embodiment is a resin composition containing a thermosetting resin (A), an inorganic filler (C), and a resin fiber (D), and 100 parts by mass of all resin components. On the other hand, content of the said inorganic filler (C) is 300-1500 mass parts, and content of the said resin fiber (D) is 0.1-20 mass parts. Moreover, the resin composition of this embodiment may use a hardening | curing agent (B) as needed according to the kind of thermosetting resin (A). Here, “all resin constituent components” means the total amount of the thermosetting resin (A) and the curing agent (B) contained in the resin composition. That is, when the curing agent (B) is not used in the resin composition, the total amount of the thermosetting resin (A) is obtained. In the resin composition of the present embodiment, by setting the contents of the inorganic filler (C) and the resin fiber (D) in the above range, either the inorganic filler (C) or the resin fiber (D) is used alone. Excellent thermal conductivity can be exhibited compared to the case of using. In addition, the resin composition of the present embodiment has excellent heat as compared with a composition in which each content is out of the above category even when the inorganic filler (C) and the resin fiber (D) are used in combination. Conductivity can be demonstrated.

本実施形態の樹脂組成物は、硬化させて硬化成形物とすることができる。本実施形態の樹脂組成物は硬化した際に空気層(気泡)ができにくい。硬化成形物中の空気層は熱伝導率の低下の原因になるため、かかる観点からも本実施形態における樹脂組成物は熱伝導率に優れるものと推測される。更に、本実施形態の樹脂組成物は、組成物中に気泡ができにくいため硬化成形物表面に空隙が発生しにくく硬化成形後の成形性にも優れる。   The resin composition of the present embodiment can be cured to form a cured molded product. When the resin composition of the present embodiment is cured, it is difficult to form an air layer (bubbles). Since the air layer in the cured molded product causes a decrease in thermal conductivity, the resin composition in the present embodiment is presumed to be excellent in thermal conductivity from this viewpoint. Furthermore, since the resin composition of this embodiment hardly forms bubbles in the composition, voids are hardly generated on the surface of the cured molded article, and the moldability after curing molding is excellent.

<熱硬化性樹脂(A)>
本実施形態で使用する熱硬化性樹脂(A)は、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)を配合し、加熱によって(必要に応じて硬化剤(B)と)重合反応し硬化物に成形することができる樹脂であれば特に限定なく用いることができる。熱硬化性樹脂(A)は、特に限定されるものではないが、得られる成形物の耐衝撃性の観点から、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらは、一種又は二種以上を組み合わせて用いることもできる。
<Thermosetting resin (A)>
The thermosetting resin (A) used in the present embodiment contains an inorganic filler (C) and a resin fiber (D), and undergoes a polymerization reaction (with a curing agent (B) as necessary) by heating to form a cured product. Any resin that can be molded can be used without particular limitation. The thermosetting resin (A) is not particularly limited, and examples thereof include an epoxy resin, a bismaleimide resin, a cyanate resin, and a phenol resin from the viewpoint of impact resistance of the obtained molded product. These may be used alone or in combination of two or more.

エポキシ樹脂としては、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、公知のものを適宜使用することができ、その種類は特に限定されない。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、アラルキルノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能フェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ポリオール型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエステル、ブタジエンなどの二重結合をエポキシ化した化合物、水酸基含有シリコーン樹脂類とエピクロルヒドリンとの反応により得られる化合物などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂のなかでは、融点が低いものが硬化成形時の成形性の面で好ましく、特に常温液状であるビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。これらのエポキシ樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   As an epoxy resin, if it is an epoxy resin which has two or more epoxy groups in 1 molecule, a well-known thing can be used suitably, The kind is not specifically limited. Specifically, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol E type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, bisphenol A novolac type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, aralkyl novolak Type epoxy resin, biphenyl aralkyl type epoxy resin, naphthylene ether type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, polyfunctional phenol type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, anthracene type epoxy resin, naphthalene skeleton modified novolak type epoxy resin, phenol aralkyl Type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, alicyclic ester Carboxy resin, a polyol type epoxy resins, phosphorus-containing epoxy resin, glycidyl amine, glycidyl ester, compounds of the double bonds epoxidized in butadiene, such as a compound obtained by reaction of a hydroxyl-group-containing silicon resin with epichlorohydrin. Among these epoxy resins, those having a low melting point are preferable in terms of moldability at the time of curing molding, and bisphenol A type epoxy resins that are liquid at room temperature are particularly preferable. These epoxy resins can be used alone or in combination of two or more.

ビスマレイミド樹脂は、ビスマレイミド化合物を重合させた樹脂である。前記ビスマレイミド化合物としては、1,1’−(メチレンジ−4,1−フェニレン)ビスマレイミド、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、2,2’−ビス−[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、3,3’−ジメチル−5,5’−ジエチル−4,4’−ジフェニルメタンビスマレイミド、4−メチル−1,3−フェニレンビスマレイミド、4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、4,4’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、1,3−ビス(3−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、N,N’−4,4’−ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,N’−4,4−ジシクロヘキシルメタンビスマレイミド、N,N’−エチレンビスマレイミド、N,N’−ブチレンビスマレイミド、N,N’−ヘキサメチレンビスマレイミド、N,N’−ジフェニルシクロヘキサンビスマレイミド、1,6−ビスマレイミド−(2,2,4−トリメチル)ヘキサン、1,6−ビスマレイミドヘキサン、1,11−ビスマレイミドジエチレングリコール、1,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)エタン、1,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)プロパン、1,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ブタン、1,4−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ヘキサン、ビス(4−マレイミドフェニル)メチルアミン、ビス(4−マレイミドフェニル)フェニルアミン、N,N’−4,4’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、N,N’−4,4’−ジフェニルスルフィドビスマレイミド、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのビスマレイミド化合物から合成されたビスマレイミド樹脂は単独又は2種類以上を混合して用いることができる。   The bismaleimide resin is a resin obtained by polymerizing a bismaleimide compound. Examples of the bismaleimide compound include 1,1 ′-(methylenedi-4,1-phenylene) bismaleimide, N, N′-m-phenylenebismaleimide, and 2,2′-bis- [4- (4-maleimidephenoxy). ) Phenyl] propane, 3,3′-dimethyl-5,5′-diethyl-4,4′-diphenylmethane bismaleimide, 4-methyl-1,3-phenylene bismaleimide, 4,4′-diphenyl ether bismaleimide, 4 , 4′-diphenylsulfone bismaleimide, 1,3-bis (3-maleimidophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-maleimidophenoxy) benzene, N, N′-4,4′-diphenyl ether bismaleimide, N , N′-4,4-dicyclohexylmethane bismaleimide, N, N′-ethylene bismaleimide, N N′-butylene bismaleimide, N, N′-hexamethylene bismaleimide, N, N′-diphenylcyclohexane bismaleimide, 1,6-bismaleimide- (2,2,4-trimethyl) hexane, 1,6-bis Maleimidohexane, 1,11-bismaleimide diethylene glycol, 1,4-bis (4-maleimidophenoxy) ethane, 1,4-bis (4-maleimidophenoxy) propane, 1,4-bis (4-maleimidophenoxy) butane, 1,4-bis (4-maleimidophenoxy) hexane, bis (4-maleimidophenyl) methylamine, bis (4-maleimidophenyl) phenylamine, N, N′-4,4′-diphenylsulfone bismaleimide, N, N'-4,4'-diphenyl sulfide bismaleimide, etc. That, without being limited thereto. The bismaleimide resins synthesized from these bismaleimide compounds can be used alone or in combination of two or more.

シアネート樹脂としては、公知のものを適宜使用することができ、その種類は特に限定されない。具体的には、ナフトールアラルキル型シアネート樹脂、フェノールノボラック型シアネート樹脂、クレゾールノボラック型シアネート樹脂、フェノールアラルキル型シアネート樹脂が挙げられる。これらのシアネート樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   As cyanate resin, a well-known thing can be used suitably, The kind is not specifically limited. Specifically, naphthol aralkyl type cyanate resin, phenol novolak type cyanate resin, cresol novolak type cyanate resin, and phenol aralkyl type cyanate resin can be mentioned. These cyanate resins can be used alone or in combination of two or more.

フェノール樹脂としては、1分子中に2個以上のヒドロキシル基を有するフェノール樹脂であれば、一般に公知のものを使用できる。例えば、ビスフェノールA型フェノール樹脂、ビスフェノールE型フェノール樹脂、ビスフェノールF型フェノール樹脂、ビスフェノールS型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック型フェノール樹脂、グリシジルエステル型フェノール樹脂、アラルキルノボラック型フェノール樹脂、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、クレゾールノボラック型フェノール樹脂、多官能フェノール樹脂、ナフトール樹脂、ナフトールノボラック樹脂、多官能ナフトール樹脂、アントラセン型フェノール樹脂、ナフタレン骨格変性ノボラック型フェノール樹脂、フェノールアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、ビフェニル型フェノール樹脂、脂環式フェノール樹脂、ポリオール型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、重合性不飽和炭化水素基含有フェノール樹脂及び水酸基含有シリコーン樹脂類等が挙げられるが、特に制限されるものではない。これらのフェノール樹脂の中では、ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂、ナフトールアラルキル型フェノール樹脂、リン含有フェノール樹脂、水酸基含有シリコーン樹脂が難燃性の点で好ましい。これらのフェノール樹脂は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   As the phenol resin, a generally known resin can be used as long as it is a phenol resin having two or more hydroxyl groups in one molecule. For example, bisphenol A type phenol resin, bisphenol E type phenol resin, bisphenol F type phenol resin, bisphenol S type phenol resin, phenol novolac resin, bisphenol A novolac type phenol resin, glycidyl ester type phenol resin, aralkyl novolac type phenol resin, biphenyl Aralkyl type phenolic resin, cresol novolac type phenolic resin, polyfunctional phenolic resin, naphthol resin, naphthol novolak resin, polyfunctional naphthol resin, anthracene type phenolic resin, naphthalene skeleton modified novolak type phenolic resin, phenolaralkyl type phenolic resin, naphthol aralkyl type Phenol resin, dicyclopentadiene type phenol resin, biphenyl type phenol resin Alicyclic phenolic resins, polyol-type phenolic resin, a phosphorus-containing phenol resin, a polymerizable unsaturated hydrocarbon of the group containing phenolic resin and hydroxyl-containing silicone resins and the like, but is not particularly limited. Among these phenol resins, biphenyl aralkyl type phenol resins, naphthol aralkyl type phenol resins, phosphorus-containing phenol resins, and hydroxyl group-containing silicone resins are preferable in terms of flame retardancy. These phenol resins can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

上述のように、熱硬化性樹脂(A)が、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、及びフェノール樹脂からなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。さらに流通性、価格、強度などの観点から、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂がより好ましい。   As described above, the thermosetting resin (A) is preferably at least one selected from the group consisting of epoxy resins, bismaleimide resins, cyanate resins, and phenol resins. Furthermore, bisphenol A type liquid epoxy resin is more preferable from the viewpoint of flowability, price, strength, and the like.

<硬化剤(B)>
本実施形態の樹脂組成物は必要に応じて硬化剤(B)を用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂(A)としてエポキシ樹脂等を用いる場合には硬化剤(B)を用いることで熱硬化性樹脂(A)の架橋反応を開始及び促進させることができる。硬化剤(B)としては、熱硬化性樹脂(A)と反応し、熱硬化性樹脂(A)を架橋反応などにより硬化できるものであれば特に限定されないが、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、及びフェノール樹脂それぞれに対して適用できる硬化剤が好ましい。このような硬化剤としては、例えば、フェノール化合物、酸無水物化合物、アミン化合物、アリル化合物、プロペニル化合物等が好ましく、例えば、市販品のフェノールノボラック硬化剤(DL−92、明和化成(株)製)、アミン硬化剤(ST12、三菱化学株式会社製)等を用いることができる。
<Curing agent (B)>
The resin composition of this embodiment can use a hardening | curing agent (B) as needed. For example, when an epoxy resin or the like is used as the thermosetting resin (A), the crosslinking reaction of the thermosetting resin (A) can be started and promoted by using the curing agent (B). The curing agent (B) is not particularly limited as long as it can react with the thermosetting resin (A) and can cure the thermosetting resin (A) by a crosslinking reaction or the like, but is not limited to epoxy resin, bismaleimide resin, cyanate. A curing agent applicable to each of the resin and the phenol resin is preferable. As such a curing agent, for example, a phenol compound, an acid anhydride compound, an amine compound, an allyl compound, a propenyl compound, and the like are preferable. ), An amine curing agent (ST12, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and the like.

−熱硬化性樹脂(A)及び硬化剤(B)の含有量−
樹脂組成物中の熱硬化性樹脂(A)及び硬化剤(B)の各々の含有量は種類や用途に応じて適宜設定することが可能である。一方、樹脂組成物中の熱硬化性樹脂(A)及び硬化剤(B)の総量(硬化剤(B)を用いない場合も含む)は、特に限定されるものではないが、高熱伝導性の観点から、組成物中の全固形分(即ち、熱硬化性樹脂(A)、硬化剤(B)、無機フィラー(C)及び樹脂繊維(D)の総量)に対して、6〜24.9質量%が好ましく、6〜23質量%が更に好ましく、6〜22.5質量%が特に好ましい。
-Content of thermosetting resin (A) and curing agent (B)-
The respective contents of the thermosetting resin (A) and the curing agent (B) in the resin composition can be appropriately set according to the type and application. On the other hand, the total amount of the thermosetting resin (A) and the curing agent (B) in the resin composition (including the case where the curing agent (B) is not used) is not particularly limited, but has a high thermal conductivity. From the viewpoint, the total solid content in the composition (that is, the total amount of the thermosetting resin (A), the curing agent (B), the inorganic filler (C), and the resin fiber (D)) is 6 to 24.9. % By mass is preferable, 6 to 23% by mass is more preferable, and 6 to 22.5% by mass is particularly preferable.

また、本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて熱硬化性樹脂(A)の硬化速度を適宜調節するために硬化促進剤を含有していてもよい。前記硬化促進剤としては、エポキシ樹脂やシアネート樹脂等の硬化促進剤として一般に使用されているものを好適に用いることができ、その種類は特に限定されない。
硬化促進剤の具体例としては、オクチル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸銅、アセチルアセトン鉄、オクチル酸ニッケル、オクチル酸マンガン等の有機金属塩類、フェノール、キシレノール、クレゾール、レゾルシン、カテコール、オクチルフェノール、ノニルフェノール等のフェノール化合物、1−ブタノール、2−エチルヘキサノール等のアルコール類、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール等のイミダゾール類及びこれらのイミダゾール類のカルボン酸もしくはその酸無水類の付加体等の誘導体、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4−メチル−N,N−ジメチルベンジルアミン等のアミン類、ホスフィン系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、ホスホニウム塩系化合物、ダイホスフィン系化合物等のリン化合物、エポキシ−イミダゾールアダクト系化合物、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシカーボネート等の過酸化物、又はアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。硬化促進剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、硬化促進剤の使用量は、樹脂の硬化度や樹脂組成物の粘度等を考慮して適宜調整でき、特に限定されないが、通常は、全樹脂構成成分を100質量部とした場合、0.001〜10質量部であることが好ましい。
Moreover, the resin composition of this embodiment may contain a hardening accelerator in order to adjust the hardening rate of a thermosetting resin (A) suitably as needed. As said hardening accelerator, what is generally used as hardening accelerators, such as an epoxy resin and cyanate resin, can be used suitably, The kind is not specifically limited.
Specific examples of the curing accelerator include zinc octylate, zinc naphthenate, cobalt naphthenate, copper naphthenate, iron acetylacetone, nickel octylate, manganese octylate, phenol, xylenol, cresol, resorcin, and catechol. Phenol compounds such as octylphenol and nonylphenol, alcohols such as 1-butanol and 2-ethylhexanol, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, Imidazoles such as 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and Derivatives of imidazoles such as carboxylic acids or their anhydrides, dicyandiamide, benzyldimethylamine, amines such as 4-methyl-N, N-dimethylbenzylamine, phosphine compounds, phosphine oxide compounds, Phosphorium salt compounds, phosphorus compounds such as diphosphine compounds, epoxy-imidazole adduct compounds, benzoyl peroxide, p-chlorobenzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, diisopropyl peroxycarbonate, di-2-ethylhexyl Examples thereof include peroxides such as peroxycarbonate, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile. A hardening accelerator can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
The amount of the curing accelerator used can be appropriately adjusted in consideration of the degree of curing of the resin, the viscosity of the resin composition, and the like, and is not particularly limited, but is usually 0 when all resin components are 100 parts by mass. It is preferably 0.001 to 10 parts by mass.

<無機フィラー(C)>
本実施形態の樹脂組成物は、無機フィラー(C)を含む。無機フィラー(C)は樹脂組成物の熱伝導性の向上に寄与し、充填材として用いられる。本実施形態において、樹脂組成物中の無機フィラー(C)の含有量は、全樹脂構成成分100質量部に対して、300〜1500質量部であり、好ましくは350〜1400質量部である。無機フィラー(C)の含有量が300質量部より少ない場合、樹脂組成物において十分な熱伝導性が得られない場合がある。また、無機フィラー(C)の含有量が1500質量部より多い場合、樹脂成分の不足で硬化成形物中に空気層(所謂ボイド(気泡))を含み、熱伝導性が低下する場合がある。また、樹脂組成物中の樹脂成分が不足すると樹脂組成物の成形性が低下する場合がある。
<Inorganic filler (C)>
The resin composition of this embodiment contains an inorganic filler (C). The inorganic filler (C) contributes to the improvement of the thermal conductivity of the resin composition and is used as a filler. In this embodiment, content of the inorganic filler (C) in a resin composition is 300-1500 mass parts with respect to 100 mass parts of all the resin structural components, Preferably it is 350-1400 mass parts. When the content of the inorganic filler (C) is less than 300 parts by mass, sufficient thermal conductivity may not be obtained in the resin composition. Moreover, when there is more content of an inorganic filler (C) than 1500 mass parts, an air layer (what is called a void (bubble)) is included in a hardening molding by lack of a resin component, and thermal conductivity may fall. Moreover, when the resin component in a resin composition is insufficient, the moldability of a resin composition may fall.

無機フィラー(C)は、特に限定されず公知のものを適宜使用することができる。例えば、無機フィラー(C)は、熱伝導性の観点からアルミニウム酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化ベリリウムからなる群より選ばれる1種以上であることが好ましい。これらの無機フィラー(C)は、1種を単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。   An inorganic filler (C) is not specifically limited, A well-known thing can be used suitably. For example, the inorganic filler (C) is preferably at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and beryllium oxide from the viewpoint of thermal conductivity. These inorganic fillers (C) can be used singly or in appropriate combination of two or more.

前記無機フィラー(C)の熱伝導率は、熱伝導性の観点から10W/mK以上であることが好ましく、12W/mK以上であることが更に好ましく、15W/mK以上が特に好ましい。   The thermal conductivity of the inorganic filler (C) is preferably 10 W / mK or more from the viewpoint of thermal conductivity, more preferably 12 W / mK or more, and particularly preferably 15 W / mK or more.

無機フィラー(C)の形状は特に限定されず、粒子状、粉状、繊維状、鱗片状、ウィスカー状、針状など特に限定されるものではない。また、無機フィラーのサイズも特に限定されるものではないが、例えば、組成物の均一分散の観点から、粒子状の無機フィラー(C)の平均粒径は、100μm〜100mmが好ましく、150μm〜80mmが更に好ましく、200μm〜70mmが特に好ましい。   The shape of the inorganic filler (C) is not particularly limited, and is not particularly limited such as a particle shape, a powder shape, a fiber shape, a scale shape, a whisker shape, and a needle shape. Also, the size of the inorganic filler is not particularly limited. For example, from the viewpoint of uniform dispersion of the composition, the average particle size of the particulate inorganic filler (C) is preferably 100 μm to 100 mm, and 150 μm to 80 mm. Is more preferable, and 200 μm to 70 mm is particularly preferable.

前記無機フィラー(C)を使用するにあたり、シランカップリング剤を併用してもよい。シランカップリング剤としては、一般に無機物の表面処理に使用されているものを好適に用いることができ、その種類は特に限定されない。具体的には、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシランなどのアミノシラン系、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランなどのエポキシシラン系、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルートリ(β−メトキシエトキシ)シランなどのビニルシラン系、N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩などのカチオニックシラン系、フェニルシラン系などが挙げられる。シランカップリング剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。シランカップリング剤の含有量は、特に限定されるものではないが、樹脂に対する分散性を向上する観点から、無機フィラー(C)の総量に対して、0.1〜10質量%が好ましく、0.3〜5質量%が更に好ましく、0.5〜3質量%が特に好ましい。   In using the inorganic filler (C), a silane coupling agent may be used in combination. As the silane coupling agent, those generally used for inorganic surface treatment can be suitably used, and the type thereof is not particularly limited. Specifically, aminosilanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxylane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β- (3,4) -Epoxycyclohexyl) Epoxysilane such as ethyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinylsilane such as vinyl-tri (β-methoxyethoxy) silane, N-β- (N-vinylbenzylaminoethyl)- Cationic silanes such as γ-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, phenylsilanes and the like can be mentioned. A silane coupling agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Although content of a silane coupling agent is not specifically limited, From a viewpoint of improving the dispersibility with respect to resin, 0.1-10 mass% is preferable with respect to the total amount of an inorganic filler (C), 0 3 to 5% by mass is more preferable, and 0.5 to 3% by mass is particularly preferable.

<樹脂繊維(D)>
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂繊維(D)を含む。樹脂繊維(D)は樹脂組成物の熱伝導性の向上に寄与し、充填材として用いられる。また、樹脂繊維(D)と無機フィラー(C)とを併用し、これらの含有量を所定の範囲とすることで樹脂組成物の熱伝導率が向上する理由は明らかではないが、無機フィラー(C)間を樹脂繊維(D)が熱的に連結されることによって樹脂組成物全体の熱伝導率が向上するものと推測される。また、樹脂繊維(D)としては、絶縁性を有することが好ましい。
<Resin fiber (D)>
The resin composition of this embodiment contains a resin fiber (D). The resin fiber (D) contributes to the improvement of the thermal conductivity of the resin composition and is used as a filler. In addition, it is not clear why the resin composition (D) and the inorganic filler (C) are used in combination, and the content of these resins is within a predetermined range, thereby improving the thermal conductivity of the resin composition. It is presumed that the thermal conductivity of the entire resin composition is improved by thermally connecting the resin fibers (D) between C). Moreover, as resin fiber (D), it is preferable to have insulation.

本実施形態において、樹脂繊維(D)の含有量は、全樹脂構成成分100質量部に対して、0.1〜20質量部であり、1〜20質量部であることが好ましく、取り扱い性の観点から5〜10質量部が更に好ましい。樹脂繊維(D)の含有量が、全樹脂構成成分100質量部に対して、20質量部よりも多量に含む場合、無機フィラー(C)と樹脂繊維(D)との間の空間を満たす樹脂成分が不足し硬化成形物中に空気層を含んでしまい、熱伝導性が低下する場合がある。また、これにより硬化成形物の成形性も低下してしまう場合がある。樹脂繊維(D)が、全樹脂構成成分100質量部に対して、0.1質量部より少量の場合、所望の熱伝導性が保持できない場合がある。   In the present embodiment, the content of the resin fiber (D) is 0.1 to 20 parts by mass, preferably 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all resin constituents, and easy to handle. From a viewpoint, 5-10 mass parts is still more preferable. Resin satisfying the space between the inorganic filler (C) and the resin fiber (D) when the content of the resin fiber (D) is larger than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all resin constituent components Insufficient components may include an air layer in the cured molded product, which may reduce thermal conductivity. Moreover, this may also reduce the moldability of the cured molded product. When the amount of the resin fiber (D) is less than 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total resin components, desired thermal conductivity may not be maintained.

樹脂繊維(D)の繊維長は、0.01mm〜20mmであることが好ましく、0.1mm〜1.0mmであることがさらに好ましい。樹脂繊維(D)の繊維長が上述の範囲にある場合、樹脂組成物中で混練又は攪拌により分散しやすい。   The fiber length of the resin fiber (D) is preferably 0.01 mm to 20 mm, and more preferably 0.1 mm to 1.0 mm. When the fiber length of the resin fiber (D) is in the above range, it is easy to disperse in the resin composition by kneading or stirring.

前記樹脂繊維(D)は、繊維状であればその種類は特に限定されないが、熱伝導性の観点から結晶性熱可塑樹脂であることが好ましい。ここで、「結晶性熱可塑樹脂」とは分子鎖が規則正しく配列した結晶を有し、加熱した際に可塑性を示す樹脂を意味する。結晶性熱可塑性樹脂の具体例としては、特に限定されるものではないが、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー等が挙げられる。これらの中でもポリアミド樹脂が好ましく、具体的には、ポリベンザゾール樹脂繊維やポリベンゾオキサゾール樹脂繊維(PBO繊維)等が好ましく、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維が特に好ましい。   The resin fiber (D) is not particularly limited as long as it is fibrous, but is preferably a crystalline thermoplastic resin from the viewpoint of thermal conductivity. Here, the “crystalline thermoplastic resin” means a resin having crystals in which molecular chains are regularly arranged and exhibiting plasticity when heated. Specific examples of the crystalline thermoplastic resin include, but are not limited to, polyolefin resin, polyester resin, polyacetal resin, polyphenylene sulfide resin, polyamide resin, liquid crystal polymer, and the like. Among these, polyamide resins are preferable, specifically, polybenzazole resin fibers and polybenzoxazole resin fibers (PBO fibers) are preferable, and polybenzoxazole resin fibers are particularly preferable.

また、樹脂繊維(D)は、熱伝導性の観点から、繊維長さ方向における熱伝導率が10W/mK以上であることが好ましく、20W/mK以上であることが更に好ましく、30W/mK以上が特に好ましい。例えば、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維は、高い熱伝導性を有し、流通面の観点から見て好適である。   The resin fiber (D) preferably has a thermal conductivity in the fiber length direction of 10 W / mK or more, more preferably 20 W / mK or more, and more preferably 30 W / mK or more from the viewpoint of thermal conductivity. Is particularly preferred. For example, polybenzoxazole resin fibers have high thermal conductivity and are preferable from the viewpoint of distribution.

本実施形態の樹脂組成物は常法にしたがって調製することができ、熱硬化性樹脂(A)、硬化剤(B)、無機フィラー(C)、及び樹脂繊維(D)が均一分散する樹脂組成物が得られる方法であれば、その調製方法は特に限定されない。例えば、公転・自転型の混合装置、加熱ロール、ニーダーによる混合などの公知の装置を用いて適宜行うことができる。   The resin composition of this embodiment can be prepared according to a conventional method, and the resin composition in which the thermosetting resin (A), the curing agent (B), the inorganic filler (C), and the resin fiber (D) are uniformly dispersed. If it is a method by which a thing is obtained, the preparation method will not be specifically limited. For example, it can be appropriately carried out using a known device such as a revolving / spinning type mixing device, a heating roll, and a kneader.

また、本実施形態の樹脂組成物中に含まれる無機フィラー(C)と樹脂繊維(D)との質量比(C:D)は、熱伝導性、成形性の観点から、15000:1〜15:1が好ましく、1500:1〜20:1が更に好ましく、500:1〜30:1が特に好ましい。   Moreover, the mass ratio (C: D) of the inorganic filler (C) and the resin fiber (D) contained in the resin composition of the present embodiment is 15000: 1 to 15 from the viewpoint of thermal conductivity and moldability. : 1 is preferable, 1500: 1 to 20: 1 is more preferable, and 500: 1 to 30: 1 is particularly preferable.

《有機溶剤を含む樹脂組成物(ワニス)》
上述の調製方法以外の方法としては、組成物を構成する成分を溶剤(例えば、有機溶剤)に溶解又は分散させワニスとして用いることもできる(以下、溶剤を含む樹脂組成物を単に”ワニス“と称することがある)。有機溶剤を用いた樹脂組成物は、塗布等の後に有機溶剤を除去することで各成分が均一分散した樹脂組成物を得ることができる。
<< Resin composition containing organic solvent (varnish) >>
As a method other than the above-mentioned preparation method, components constituting the composition can be dissolved or dispersed in a solvent (for example, an organic solvent) and used as a varnish (hereinafter, a resin composition containing a solvent is simply referred to as “varnish”. Sometimes called). A resin composition using an organic solvent can obtain a resin composition in which each component is uniformly dispersed by removing the organic solvent after coating or the like.

前記有機溶剤としては、上述の各種樹脂組成物の成分の少なくとも一部、好ましくは全部を溶解又は相溶可能なものであれば、公知のものを適宜用いることができ、その種類は特に限定されるものではない。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のセロソルブ系溶媒;乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、ヒドロキシイソ酪酸メチル等のエステル系溶媒;ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類などの極性溶剤類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等の無極性溶剤等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。   Any known organic solvent can be used as long as it dissolves or is compatible with at least a part, preferably all of the components of the various resin compositions described above, and the type thereof is particularly limited. It is not something. Specifically, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; cellosolv solvents such as propylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monomethyl ether acetate; ethyl lactate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, isoamyl acetate, ethyl lactate And ester solvents such as methyl methoxypropionate and methyl hydroxyisobutyrate; polar solvents such as amides such as dimethylacetamide and dimethylformamide; and nonpolar solvents such as aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. These can be used alone or in combination of two or more.

上述のように、熱硬化性樹脂(A)、硬化剤(B)、無機フィラー(C)、及び樹脂繊維(D)を均一分散させた後などに、樹脂組成物を硬化成形する。硬化成形方法は特に限定されず、ポッティング、トランスファー成形、インジェクション成形、圧縮成形等の公知の方法を適宜用いることができる。   As described above, after the thermosetting resin (A), the curing agent (B), the inorganic filler (C), and the resin fiber (D) are uniformly dispersed, the resin composition is cured and molded. The curing molding method is not particularly limited, and known methods such as potting, transfer molding, injection molding, and compression molding can be appropriately used.

《Bステージ状態接着シート及びこれを硬化した基板》
また、例えば、上述の樹脂組成物を用いて接着シートを形成することができる。例えば、上述のワニス(有機溶剤を含む樹脂組成物)を樹脂フィルム又は銅箔等の基材上に塗布等によって付与し必要に応じて乾燥することで半硬化状態、すなわちBステージ状態の接着シートを得ることができる。樹脂組成物は基材上の膜厚が50μm〜400μmとなるように塗布することが好ましい。尚、上述のように本明細書において、「Bステージ状態」とは、溶剤を揮発させ、乾燥加熱を行った、半硬化の状態をいう。当該Bステージ状態の接着シートを硬化させることで、熱伝導率に優れた基板を製造することができる。
<< B-stage state adhesive sheet and substrate cured thereof >>
For example, an adhesive sheet can be formed using the above-mentioned resin composition. For example, the above-mentioned varnish (resin composition containing an organic solvent) is applied on a substrate such as a resin film or copper foil by coating or the like, and dried as necessary to obtain a semi-cured state, that is, an adhesive sheet in a B-stage state Can be obtained. The resin composition is preferably applied so that the film thickness on the substrate is 50 μm to 400 μm. As described above, in this specification, the “B stage state” refers to a semi-cured state in which a solvent is volatilized and dried and heated. By curing the adhesive sheet in the B-stage state, a substrate having excellent thermal conductivity can be manufactured.

ワニスを塗布する方法としては、上述の膜厚を有するシート状の樹脂組成物が得られる方法あれば特に限定されないが、例えば、ディップ法、スピンコート法、スプレーコート法、ブレード法などの方法で塗膜を形成することができる。ワニスの塗布には、スピンコーター、スリットコーター、ダイコーター、ブレードコーターなどの塗布装置を用いることにより、基板上に所定の膜厚の塗膜を均一に形成することができる。   The method for applying the varnish is not particularly limited as long as the sheet-shaped resin composition having the above-described film thickness can be obtained. For example, the varnish is applied by a method such as a dip method, a spin coating method, a spray coating method, or a blade method. A coating film can be formed. For coating the varnish, a coating film having a predetermined film thickness can be uniformly formed on the substrate by using a coating apparatus such as a spin coater, a slit coater, a die coater, or a blade coater.

有機溶剤を除去する乾燥工程では、加熱温度が低過ぎると、塗膜中の有機溶剤を十分に除去できず、得られた乾燥膜中に有機溶剤が残留し、残留した有機溶剤が硬化成形時の高温加圧処理で蒸発し、残留溶剤の蒸発跡がボイドとなる場合があり、高熱伝導性が低下する場合がある。逆に、乾燥の加熱温度が高過ぎると、樹脂の硬化が進行し、良好な半硬化状態の膜とすることができない場合がある。従って、乾燥時の加熱条件は、塗布した樹脂組成物の膜厚や塗布液中の有機溶剤の沸点、用いた熱硬化性樹脂(A)の種類によっても異なる。50〜400μmの膜厚の場合には通常40〜150℃、好ましくは60〜120℃で溶剤が完全に除去されるまで乾燥し、Bステージ状態の接着シートを得ることが望ましい。   In the drying process for removing the organic solvent, if the heating temperature is too low, the organic solvent in the coating film cannot be sufficiently removed, and the organic solvent remains in the obtained dry film, and the remaining organic solvent is not cured during the molding process. In some cases, the residual solvent evaporates, resulting in voids, and high thermal conductivity may decrease. On the other hand, if the heating temperature for drying is too high, the curing of the resin proceeds, and it may not be possible to obtain a good semi-cured film. Therefore, the heating conditions at the time of drying differ depending on the film thickness of the applied resin composition, the boiling point of the organic solvent in the coating liquid, and the type of the thermosetting resin (A) used. In the case of a film thickness of 50 to 400 μm, it is desirable to obtain a B-staged adhesive sheet by drying at 40 to 150 ° C., preferably 60 to 120 ° C., until the solvent is completely removed.

上述の方法で形成したBステージ状態の接着シートは、150℃〜250℃の範囲内の温度に加熱して硬化させることによって成形した基板を製造できる。プレス機を用いた加熱加圧を行う成形方法が平滑な基板を製造する上で好ましい。このような樹脂組成物を接着層とした基板は電子デバイス等で実装される放熱性の基板とすることができる。   The B-staged adhesive sheet formed by the above-described method can produce a molded substrate by heating to a temperature within the range of 150 ° C. to 250 ° C. and curing. A molding method for performing heating and pressing using a press machine is preferable for producing a smooth substrate. The board | substrate which used such a resin composition as the contact bonding layer can be used as the heat dissipation board | substrate mounted by an electronic device etc.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not limited to these.

以下、実施例及び比較例で用いた各成分について説明する。   Hereinafter, each component used in the Examples and Comparative Examples will be described.

<熱硬化性樹脂(A)>
・DIC−850s (ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、DIC(株)製)
・jER828 (ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂、三菱化学(株)製)
<Thermosetting resin (A)>
・ DIC-850s (Bisphenol A type liquid epoxy resin, manufactured by DIC Corporation)
・ JER828 (Bisphenol A type liquid epoxy resin, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)

<硬化剤(B)>
・DL−92 (フェノールノボラック硬化剤、明和化成(株)製)
・ST12 (アミン硬化剤、三菱化学(株)製)
<Curing agent (B)>
DL-92 (phenol novolac curing agent, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
・ ST12 (Amine curing agent, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)

<無機フィラー(C)>
・FAN−f50(窒化アルミニウム粒子、平均粒径:50μm、古河電子(株)製)
・AA−18(アルミナ粒子、平均粒径:18μm、住友化学(株)製)
・AA−3(アルミナ粒子、平均粒径:3μm、住友化学(株)製)
・AA−03(アルミナ粒子、平均粒径:0.3μm、住友化学(株)製)
・AZ35−75(アルミナ粒子、平均粒径:35μm、新日鉄住金マテリアルズ(株)製)
・AZ10−75(アルミナ粒子、平均粒径:10μm、新日鉄住金マテリアルズ(株)製)
・PT110(鱗片型窒化ホウ素粒子、平均粒径:45μm、モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズ・ジャパン合同会社製)
<Inorganic filler (C)>
FAN-f50 (aluminum nitride particles, average particle size: 50 μm, manufactured by Furukawa Electronics Co., Ltd.)
AA-18 (alumina particles, average particle size: 18 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
AA-3 (alumina particles, average particle size: 3 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
AA-03 (alumina particles, average particle size: 0.3 μm, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
・ AZ35-75 (alumina particles, average particle size: 35 μm, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd.)
AZ10-75 (alumina particles, average particle size: 10 μm, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd.)
PT110 (scale-type boron nitride particles, average particle size: 45 μm, manufactured by Momentive Performance Materials Japan GK)

<樹脂繊維(D)>
・ザイロンHM (ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維、繊維長1mm、繊維径:12μm、東洋紡(株)製)
<Resin fiber (D)>
・ Zylon HM (polybenzoxazole resin fiber, fiber length 1 mm, fiber diameter: 12 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.)

<硬化促進剤>
・2PZ:2−フェニルイミダゾール
<Curing accelerator>
2PZ: 2-phenylimidazole

<シランカップリング剤>
・KBM−403(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学(株)製)
<Silane coupling agent>
・ KBM-403 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)

上述の原料を用いて配合を実施した。熱硬化性樹脂(A)と硬化剤(B)の配合比率は全て、熱硬化性樹脂(A)/硬化剤(B)の官能基が当量比で1.0とした。   The blending was carried out using the raw materials described above. As for the compounding ratio of the thermosetting resin (A) and the curing agent (B), the functional group of the thermosetting resin (A) / the curing agent (B) was 1.0 in an equivalent ratio.

各実施例及び比較例の配合は、熱硬化性樹脂(A)、硬化剤(B)、無機フィラー(C)、樹脂繊維(D)、硬化促進剤、シランカップリング剤を下記表に示す分量で定量し容器中に加え、さらに有機溶剤(メチルエチルケトン)を加えて常温攪拌により各成分を溶解又は分散させ樹脂組成物(ワニス)を調製した。また、下記表の全ての例においても溶剤としてメチルエチルケトンを使用しているため、各表においてはその記載を省略している。   The composition of each example and comparative example is as shown in the table below for thermosetting resin (A), curing agent (B), inorganic filler (C), resin fiber (D), curing accelerator, and silane coupling agent. Then, an organic solvent (methyl ethyl ketone) was added, and each component was dissolved or dispersed by stirring at room temperature to prepare a resin composition (varnish). Moreover, since methyl ethyl ketone is used as a solvent in all the examples in the following table, the description is omitted in each table.

得られた樹脂組成物(ワニス)を、表面が離型処理された厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の樹脂厚さが200〜300μmになるように塗布した。次いで、塗膜を120℃で10分間乾燥させることによって各成分が均一分散した樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物は半硬化の状態であり、Bステージ状態の接着シートに相当する。さらにこの樹脂組成物を1mm厚のプレス金型に充填し、真空プレス機で10MPaの圧力下で200℃、30分間硬化処理を施すことによって各試験片を得た。   The obtained resin composition (varnish) was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 50 μm whose surface was release-treated so that the resin thickness after drying was 200 to 300 μm. Next, the coating film was dried at 120 ° C. for 10 minutes to obtain a resin composition in which each component was uniformly dispersed. The obtained resin composition is in a semi-cured state and corresponds to an adhesive sheet in a B stage state. Furthermore, each test piece was obtained by filling this resin composition into a 1 mm-thick press die and performing a curing treatment at 200 ° C. for 30 minutes under a pressure of 10 MPa with a vacuum press.

<熱伝導率測定>
得られた、試験片について熱伝導率を測定した。熱伝導率は、NETZSCH製のキセノンフラッシュアナライザーLFA447型熱伝導率計を用いてレーザフラッシュ法により10mm×10mmサイズの試験片で測定した。
<成形性>
得られた、試験片(10mm×10mmサイズ)について、試験片の表面を目視により観察し、下記基準に従って、成形性を評価した。
(基準)
A:試験片の表面にボイド(気泡)が認められなかった。
B:試験片の表面にボイド(気泡)が数点発生していたが問題のない範囲であった。
C:試験片の表面にボイド(気泡)の発生が顕著に認められた。
<Measurement of thermal conductivity>
The thermal conductivity of the obtained test piece was measured. The thermal conductivity was measured with a test piece of 10 mm × 10 mm size by a laser flash method using a xenon flash analyzer LFA447 type thermal conductivity meter manufactured by NETZSCH.
<Moldability>
About the obtained test piece (10 mm x 10 mm size), the surface of the test piece was observed visually and the moldability was evaluated according to the following criteria.
(Standard)
A: No void (bubble) was observed on the surface of the test piece.
B: Although several voids (bubbles) were generated on the surface of the test piece, it was in a range where there was no problem.
C: Generation | occurrence | production of the void (bubble) was recognized notably on the surface of the test piece.

上述の各表から明らかなように実施例と比較例との比較から、全樹脂構成成分(熱硬化性樹脂(A)及び硬化剤(B)の総量)に対する無機フィラー(C)の含有量及び樹脂繊維(D)の含有量を本発明の範囲で組み合わせて樹脂成分中に充填した実施例の樹脂組成物は、無機フィラーのみを充填した樹脂組成物及び繊維状フィラーを多量に含む樹脂組成物よりも優れた熱伝導性能を発揮できることが確認された。一方、実施例1と比較例7との比較から、無機フィラーと樹脂繊維とを併用した場合であっても無機フィラーの含有量が少ない場合には同種の無機フィラーを使用した実施例に比して熱伝導率が低いことが分かる。また、実施例4と比較例9との比較から無機フィラーと樹脂繊維とを併用した場合であっても無機フィラーの含有量が多すぎる場合には同種の無機フィラーを使用した実施例に比して熱伝導率が低いことが分かる。また、比較例9は硬化膜にボイド(気泡)は発生しており成形性に劣っていた。更に、実施例1と比較例8との比較から、無機フィラーと樹脂繊維とを併用した場合であっても樹脂繊維の含有量が多すぎる場合には同種の無機フィラーを使用した実施例に比して熱伝導率が低いことが分かる。
また、実施例6と比較例10との比較及び実施例7と比較例8との比較から、フィラーや樹脂繊維等について同じ材料を用いた組成物であっても樹脂繊維(D)の含有量が0.1質量%未満又は20質量%を超えると熱伝導率が低下してしまうことが分かる。
As is apparent from the above tables, the content of the inorganic filler (C) relative to the total resin components (total amount of the thermosetting resin (A) and the curing agent (B)) and The resin composition of the Example which filled the resin component combining the content of the resin fiber (D) within the scope of the present invention is a resin composition filled with only an inorganic filler and a resin composition containing a large amount of fibrous filler. It was confirmed that heat conduction performance superior to that can be exhibited. On the other hand, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 7, even when the inorganic filler and the resin fiber are used in combination, when the content of the inorganic filler is small, compared to the example using the same kind of inorganic filler. It can be seen that the thermal conductivity is low. Moreover, even if it is a case where an inorganic filler and resin fiber are used together from the comparison with Example 4 and Comparative Example 9, when there is too much content of an inorganic filler, it is compared with the Example which uses the same kind of inorganic filler. It can be seen that the thermal conductivity is low. In Comparative Example 9, voids (bubbles) were generated in the cured film, and the moldability was poor. Furthermore, from the comparison between Example 1 and Comparative Example 8, even when the inorganic filler and the resin fiber are used in combination, when the content of the resin fiber is too much, it is compared with the example using the same kind of inorganic filler. It can be seen that the thermal conductivity is low.
Moreover, even if it is a composition using the same material about a filler, resin fiber, etc. from the comparison with Example 6 and the comparative example 10, and the comparison with Example 7 and Comparative Example 8, content of resin fiber (D) It can be seen that the thermal conductivity decreases when the content is less than 0.1% by mass or exceeds 20% by mass.

以上説明した通り、本発明の高熱伝導性樹脂組成物は種々の分野に適用可能であり、例えば、回路基板、電子機器等における放熱性の絶縁層や接着剤層の形成に好ましく適用できる。   As described above, the highly thermally conductive resin composition of the present invention can be applied to various fields, and for example, can be preferably applied to the formation of a heat-dissipating insulating layer or an adhesive layer in circuit boards, electronic devices, and the like.

Claims (13)

熱硬化性樹脂と、無機フィラーと、樹脂繊維と、を含有する樹脂組成物であって、
全樹脂構成成分100質量部に対して、前記無機フィラーの含有量が300〜1500質量部、且つ、前記樹脂繊維の含有量が0.1〜20質量部である樹脂組成物。
A resin composition containing a thermosetting resin, an inorganic filler, and a resin fiber,
The resin composition whose content of the said inorganic filler is 300-1500 mass parts with respect to 100 mass parts of all the resin structural components, and whose content of the said resin fiber is 0.1-20 mass parts.
前記樹脂繊維の繊維長が、0.01mm〜20mmである、請求項1に記載の樹脂組成物。   The resin composition of Claim 1 whose fiber length of the said resin fiber is 0.01 mm-20 mm. 前記樹脂繊維が、結晶性熱可塑樹脂繊維である、請求項1又は2に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 1, wherein the resin fiber is a crystalline thermoplastic resin fiber. 前記樹脂繊維の繊維長さ方向における熱伝導率が、10W/mK以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition as described in any one of Claims 1-3 whose heat conductivity in the fiber length direction of the said resin fiber is 10 W / mK or more. 前記樹脂繊維が、ポリベンゾオキサゾール樹脂繊維である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin fiber is a polybenzoxazole resin fiber. 前記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、及びフェノール樹脂からなる群より選ばれる1種以上である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the thermosetting resin is one or more selected from the group consisting of an epoxy resin, a bismaleimide resin, a cyanate resin, and a phenol resin. 前記無機フィラーの熱伝導率が、10W/mK以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin composition as described in any one of Claims 1-6 whose thermal conductivity of the said inorganic filler is 10 W / mK or more. 前記無機フィラーが、アルミニウム酸化物、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化ベリリウムからなる群より選ばれる1種以上である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   The resin according to any one of claims 1 to 7, wherein the inorganic filler is at least one selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride, boron nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and beryllium oxide. Composition. 更に、硬化剤を含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   Furthermore, the resin composition as described in any one of Claims 1-8 containing a hardening | curing agent. 更に有機溶剤を含む請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂組成物。   Furthermore, the resin composition as described in any one of Claims 1-9 containing an organic solvent. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の樹脂組成物を硬化した硬化成形物。   A cured molded product obtained by curing the resin composition according to any one of claims 1 to 10. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、Bステージ状態の接着シート。   The adhesive sheet of a B-stage state containing the resin composition as described in any one of Claims 1-10. 請求項12に記載の接着シートを硬化した基板。   A substrate obtained by curing the adhesive sheet according to claim 12.
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WO2023135857A1 (en) * 2022-01-14 2023-07-20 富士高分子工業株式会社 Thermally conductive composition, thermally conductive sheet obtained from same, and production method therefor

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