JP2018021180A - Epoxy resin composition, heat conduction material precursor, b stage sheet, prepreg, heat conduction material, laminate, metal substrate and printed wiring board - Google Patents

Epoxy resin composition, heat conduction material precursor, b stage sheet, prepreg, heat conduction material, laminate, metal substrate and printed wiring board Download PDF

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竹澤 由高
Yoshitaka Takezawa
由高 竹澤
優香 吉田
Yuka Yoshida
優香 吉田
士輝 宋
Shihui Song
士輝 宋
田中慎吾
Shingo Tanaka
慎吾 田中
房郎 北條
Fusao Hojo
房郎 北條
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition having excellent thermal conductivity when becoming a cured product, and a heat conduction material precursor, a B stage sheet, a prepreg, a heat conduction material, a laminate, a metal substrate and a printed wiring board.SOLUTION: An epoxy resin composition has: a boron nitride particle with an oxygen atom concentration on its surface being 1.5 at% or more; a bisphenol type liquid crystalline epoxy monomer obtained from a structure in which two phenols are linked together with a linking group such as -N=N-, -HC=CH-, -HC=N-, an optionally substituted divalent aromatic group or divalent alicyclic group, and the like; and a curing agent. The substitution may occur with a plurality of groups of at least one selected from C1-C8 aliphatic hydrocarbon groups, aliphatic alkoxy groups, halogens, cyano groups, nitro groups or acetyl groups.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、Bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板及びプリント配線板に関する。   The present invention relates to an epoxy resin composition, a heat conductive material precursor, a B stage sheet, a prepreg, a heat conductive material, a laminate, a metal substrate, and a printed wiring board.

近年、電子機器の小型化によるエネルギー密度の増加に伴い、単位体積当たりの発熱量が増加傾向にあることから、電子機器を構成する絶縁材料には高い熱伝導性が求められている。また、絶縁材料には、絶縁耐圧の高さ及び成型の容易さの観点から、広くエポキシ樹脂が用いられている。エポキシ樹脂の高熱伝導化の方法として、例えば特許文献1には、配向性の高いメソゲン基を有するモノマーを含む樹脂組成物を重合させた液晶性エポキシ樹脂を利用することが有効であることが記載されている。   In recent years, with the increase in energy density due to the downsizing of electronic devices, the amount of heat generated per unit volume tends to increase. Therefore, high thermal conductivity is required for insulating materials constituting electronic devices. In addition, an epoxy resin is widely used as an insulating material from the viewpoint of high withstand voltage and easy molding. As a method for increasing the thermal conductivity of an epoxy resin, for example, Patent Document 1 describes that it is effective to use a liquid crystalline epoxy resin obtained by polymerizing a resin composition containing a monomer having a highly oriented mesogenic group. Has been.

更に、エポキシ樹脂の熱伝導性を高めるために、熱伝導率が高く、絶縁性のフィラーを樹脂に添加する方法が一般に用いられている。熱伝導率が高く、絶縁性のフィラーとしては、窒化ホウ素粒子、窒化アルミニウム、アルミナ等がある。   Furthermore, in order to increase the thermal conductivity of the epoxy resin, a method of adding an insulating filler having a high thermal conductivity and an insulating property is generally used. Examples of the insulating filler having high thermal conductivity include boron nitride particles, aluminum nitride, and alumina.

特開平11−323162号公報JP-A-11-323162

しかし、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物粒子と液晶性エポキシ樹脂とをコンポジット化すると、液晶性エポキシ樹脂の配向を無機窒化物粒子が阻害し、熱伝導率が低下する場合があった。
そこで本発明の課題は、硬化物としたときに熱伝導率に優れるエポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、Bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板、及びプリント配線板を提供することにある。
However, when inorganic nitride particles such as boron nitride and aluminum nitride are combined with a liquid crystalline epoxy resin, the orientation of the liquid crystalline epoxy resin is inhibited by the inorganic nitride particles, and the thermal conductivity may be lowered.
Therefore, the object of the present invention is to provide an epoxy resin composition, a heat conductive material precursor, a B stage sheet, a prepreg, a heat conductive material, a laminated board, a metal board, and a printed wiring board that have excellent thermal conductivity when cured. It is to provide.

本発明は以下の通りである。
<1> 表面の酸素原子濃度が1.5at%以上の窒化ホウ素粒子と、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーと、硬化剤と、を含むエポキシ樹脂組成物。
The present invention is as follows.
<1> An epoxy resin composition comprising boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more, a liquid crystalline epoxy monomer represented by the following general formula (1), and a curing agent.


一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群(I)より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは各々独立に0〜4の整数を示し、kは0〜7の整数を示し、mは0〜8の整数を示し、lは0〜12の整数を示す。   In the general formula (1), X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group (I) consisting of a divalent group represented by the following chemical formula. Y is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group. Indicates. n independently represents an integer of 0 to 4, k represents an integer of 0 to 7, m represents an integer of 0 to 8, and l represents an integer of 0 to 12.


<2> 前記窒化ホウ素粒子の含有率が、全固形分中20質量%〜95質量%である前記<1>に記載のエポキシ樹脂組成物。 <2> The epoxy resin composition according to <1>, wherein the content of the boron nitride particles is 20% by mass to 95% by mass in the total solid content.

<3> 前記窒化ホウ素粒子が、波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる前記<1>又は<2>に記載のエポキシ樹脂組成物。 <3> The epoxy resin composition according to <1> or <2>, wherein the boron nitride particles are irradiated with 100 mJ / cm 2 or more of light including ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm.

<4> 前記窒化ホウ素粒子が、60℃〜400℃で1分以上熱処理され、且つ波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる前記<1>又は<2>に記載のエポキシ樹脂組成物。 <4> The above <1> or <2>, wherein the boron nitride particles are heat-treated at 60 ° C. to 400 ° C. for 1 minute or longer and irradiated with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm for 100 mJ / cm 2 or more. The epoxy resin composition as described.

<5> アルミナ粒子を含有しない、又はアルミナ粒子を含有し、前記アルミナ粒子の含有率が70質量%以下である前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。 <5> The epoxy resin composition according to any one of <1> to <4>, wherein the epoxy resin composition does not contain alumina particles or contains alumina particles, and the content of the alumina particles is 70% by mass or less.

<6> 前記アルミナ粒子が、波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる前記<5>に記載のエポキシ樹脂組成物。 <6> The epoxy resin composition according to <5>, wherein the alumina particles are irradiated with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm in an amount of 100 mJ / cm 2 or more.

<7> 前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化物である熱伝導材料前駆体。 <7> A heat conductive material precursor that is a semi-cured product of the epoxy resin composition according to any one of <1> to <6>.

<8> 前記半硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する前記<7>に記載の熱伝導材料前駆体。 <8> The heat-curing material precursor according to <7>, wherein the semi-cured product has a periodic structure with a period of 2 nm to 3 nm.

<9> 前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート。 <9> A B-stage sheet, which is a sheet-like semi-cured product of the epoxy resin composition according to any one of <1> to <6>.

<10> 前記エポキシ樹脂組成物のシート状の半硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する前記<9>に記載のBステージシート。 <10> The B-stage sheet according to <9>, wherein the sheet-like semi-cured product of the epoxy resin composition has a periodic structure having a period of 2 nm to 3 nm.

<11> 繊維基材と、前記繊維基材に含浸された前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化物と、を有するプリプレグ。 The prepreg which has a <11> fiber base material and the semi-hardened | cured material of the epoxy resin composition of any one of said <1>-<6> impregnated in the said fiber base material.

<12> 前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物である熱伝導材料。 <12> A heat conductive material which is a cured product of the epoxy resin composition according to any one of <1> to <6>.

<13> 前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する請求項12に記載の熱伝導材料。 <13> The heat conductive material according to claim 12, wherein the cured product of the epoxy resin composition has a periodic structure having a period of 2 nm to 3 nm.

<14> 被着材と、
前記被着材上に設けられた、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<9>又は<10>に記載のBステージシート、及び前記<11>に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有する積層板。
<14> A substrate,
The resin layer comprised from the epoxy resin composition of any one of said <1>-<6> provided on the said adherend, B stage as described in said <9> or <10> A cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of a sheet and the prepreg according to <11>,
A laminate having

<15> 金属箔と、
金属板と、
前記金属箔と前記金属板との間に配置される、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載の樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<9>又は<10>に記載のBステージシート、及び前記<11>に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有する金属基板。
<15> Metal foil,
A metal plate,
In the resin layer comprised from the resin composition of any one of said <1>-<6> arrange | positioned between the said metal foil and the said metal plate, <9> or <10> A cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of the B-stage sheet described above and the prepreg described in <11>,
A metal substrate.

<16> 配線層と、
金属板と、
前記配線層と前記金属板との間に配置される、前記<1>〜<6>のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<9>又は<10>に記載のBステージシート、及び前記<11>に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有するプリント配線板。
<16> a wiring layer;
A metal plate,
<9> or <10>, the resin layer comprising the epoxy resin composition according to any one of <1> to <6>, which is disposed between the wiring layer and the metal plate. A cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of the B stage sheet described in <11> and the prepreg described in <11>,
A printed wiring board having:

本発明によれば、硬化物としたときに熱伝導率に優れるエポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、Bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板、及びプリント配線板を提供することができる。   According to the present invention, there are provided an epoxy resin composition, a heat conductive material precursor, a B stage sheet, a prepreg, a heat conductive material, a laminate, a metal substrate, and a printed wiring board that have excellent thermal conductivity when cured. can do.

本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
また本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
更に本明細書において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .
In the present specification, a numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
Further, in the present specification, the amount of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific notice when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. means.

<エポキシ樹脂組成物>
本発明のエポキシ樹脂組成物は、表面の酸素原子濃度が1.5at%以上の窒化ホウ素粒子と、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマー(以下、単に「液晶性エポキシモノマー」と称する場合がある)と、硬化剤と、を含有する。尚、本発明における表面とは極表面から深さ5nm以下の領域のこととする。特に、本発明において表面とは、X線光電子分光装置(XPS)の測定条件で検出される深さ限界以内の範囲とする。
<Epoxy resin composition>
The epoxy resin composition of the present invention comprises boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more and a liquid crystalline epoxy monomer represented by the following general formula (1) (hereinafter simply referred to as “liquid crystalline epoxy monomer”). And a curing agent. The surface in the present invention is a region having a depth of 5 nm or less from the extreme surface. In particular, in the present invention, the surface is a range within the depth limit detected under the measurement conditions of an X-ray photoelectron spectrometer (XPS).


一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群(I)より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0〜4の整数を示し、kは0〜7の整数を示し、mは0〜8の整数を示し、lは0〜12の整数を示す。   In the general formula (1), X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group (I) consisting of a divalent group represented by the following chemical formula. Y is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group. Indicates. n represents an integer of 0 to 4, k represents an integer of 0 to 7, m represents an integer of 0 to 8, and l represents an integer of 0 to 12.


上記化学式で表される2価の基において、結合手の連結方向はいずれであってもよい。   In the divalent group represented by the above chemical formula, the connecting direction of the bond may be any.

窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を1.5at%以上とすることにより、窒化ホウ素粒子の表面での液晶性エポキシモノマーの配向性が高まるものと考えられる。結果として、本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化させたときに、液晶性エポキシモノマーの重合体である液晶性エポキシ樹脂の配向が、窒化ホウ素粒子により阻害されるのが抑制され、エポキシ樹脂組成物の硬化物における熱伝導率が向上するものと考えられる。以下、エポキシ樹脂組成物の構成成分について詳細に説明する。   It is considered that the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer on the surface of the boron nitride particles is enhanced by setting the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles to 1.5 at% or more. As a result, when the epoxy resin composition of the present invention is cured, the orientation of the liquid crystalline epoxy resin that is a polymer of the liquid crystalline epoxy monomer is suppressed from being inhibited by the boron nitride particles, and the epoxy resin composition It is considered that the thermal conductivity of the cured product is improved. Hereinafter, the components of the epoxy resin composition will be described in detail.

(窒化ホウ素粒子)
本発明における窒化ホウ素粒子は、表面の酸素原子濃度が1.5at%以上である。
一般的に窒化ホウ素粒子の表面エネルギーは小さく、窒化ホウ素粒子はエポキシ樹脂に対する分散性に優れない傾向にある。そこで本発明者らは、窒化ホウ素粒子のエポキシ樹脂に対する分散性を向上させるために、窒化ホウ素粒子の表面エネルギーを高めることを検討した。その鋭意検討の過程で、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を1.5at%以上にすると、窒化ホウ素粒子の表面エネルギーを向上させることができ、窒化ホウ素粒子を含むエポキシ樹脂組成物中の液晶性エポキシモノマーの配向性、更にはエポキシ樹脂組成物の硬化物中の液晶性エポキシ樹脂の配向性が向上することを導き出した。これは、以下のように考えることができる。
(Boron nitride particles)
The boron nitride particles in the present invention have a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more.
In general, the surface energy of boron nitride particles is small, and the boron nitride particles tend not to have excellent dispersibility in epoxy resin. Therefore, the present inventors have studied to increase the surface energy of the boron nitride particles in order to improve the dispersibility of the boron nitride particles in the epoxy resin. When the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is 1.5 at% or more in the process of earnest examination, the surface energy of the boron nitride particles can be improved, and the liquid crystal in the epoxy resin composition containing the boron nitride particles It was derived that the orientation of the curable epoxy monomer and further the orientation of the liquid crystalline epoxy resin in the cured product of the epoxy resin composition were improved. This can be considered as follows.

元来窒化ホウ素粒子は、n−ヘキサデカン、n−テトラデカン、n−ドデカン、n−ウンデカン、n−デカン、n−ノナン、n−オクタン等の非極性化合物に対する親和性が高く疎水性を示すが、水、ジヨードメタン、テトラブロモエタン、テトラクロロエタン、グリセリン、ホルムアミド等の極性化合物に対する親和性は低く親水性に乏しい。ここで、液晶性エポキシモノマーのエポキシ基は親水性基であることから、液晶性エポキシモノマーの配向性を高めるためには、窒化ホウ素粒子の表面を適度に親水性化して、窒化ホウ素粒子と液晶性エポキシモノマーとの親和性を向上させることが有効であると考えられる。液晶性エポキシモノマーの配向性の向上に効果的な、窒化ホウ素粒子の適度な親水性化の状態が、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度1.5at%以上であるものと考えられる。   Boron nitride particles originally have a high affinity for nonpolar compounds such as n-hexadecane, n-tetradecane, n-dodecane, n-undecane, n-decane, n-nonane, and n-octane, and are hydrophobic. It has a low affinity for polar compounds such as water, diiodomethane, tetrabromoethane, tetrachloroethane, glycerin, formamide, etc. and poor hydrophilicity. Here, since the epoxy group of the liquid crystalline epoxy monomer is a hydrophilic group, in order to enhance the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer, the surface of the boron nitride particles is appropriately made hydrophilic so that the boron nitride particles and the liquid crystal It is considered effective to improve the affinity with the functional epoxy monomer. It is considered that an appropriate hydrophilic state of the boron nitride particles that is effective in improving the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer is an oxygen atom concentration of 1.5 at% or more on the surface of the boron nitride particles.

このように、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を1.5at%以上とすることで、液晶性エポキシモノマーの配向が阻害されにくくなる。そのため、本発明のエポキシ樹脂組成物の半硬化物及び硬化物中に含まれる、液晶性エポキシモノマーと硬化剤とに由来する液晶性エポキシ樹脂の配向も窒化ホウ素粒子によって阻害されにくくなり、エポキシ樹脂組成物の硬化物の熱伝導性が向上する。   As described above, when the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is 1.5 at% or more, the alignment of the liquid crystalline epoxy monomer is hardly inhibited. Therefore, the orientation of the liquid crystalline epoxy resin derived from the liquid crystalline epoxy monomer and the curing agent contained in the semi-cured product and cured product of the epoxy resin composition of the present invention is also less likely to be inhibited by the boron nitride particles. The thermal conductivity of the cured product of the composition is improved.

より液晶性エポキシモノマーの配向性を高める観点から、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は、2at%以上であることがより好ましい。これは、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を高めることにより、窒化ホウ素粒子の表面エネルギーが高くなって、液晶性エポキシモノマーの配向性が向上するためと考えられる。また、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度が高くなり過ぎて窒化ホウ素粒子の表面の酸化層自体が熱抵抗となり熱伝導性が低下するのを抑える観点から、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は、5at%以下であることが望ましい。   From the viewpoint of increasing the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer, the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is more preferably 2 at% or more. This is presumably because the surface energy of the boron nitride particles is increased by increasing the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles, and the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer is improved. In addition, from the viewpoint of suppressing the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles from being excessively high and the oxide layer itself on the surface of the boron nitride particles to become a thermal resistance to reduce the thermal conductivity, the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is suppressed. Is preferably 5 at% or less.

他方、窒化ホウ素粒子内部は、酸素原子濃度が低いことが好ましい。窒化ホウ素粒子内部の酸素原子濃度が高いと、酸素原子が窒化ホウ素の結晶格子の欠陥となり、熱伝導を阻害する場合がある。   On the other hand, the boron nitride particles preferably have a low oxygen atom concentration. If the oxygen atom concentration inside the boron nitride particles is high, the oxygen atoms may become defects in the crystal lattice of boron nitride, which may hinder thermal conduction.

本発明における窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は以下のように測定される。すなわち、窒化ホウ素粒子をX線光電子分光装置(XPS)(島津/KRATOS社製:AXIS−HS)により、走査速度20eV/min(0.1eVステップ)で測定する。詳細な測定条件としては、X線源として、モノクロAl(管電圧;15kV、管電流;15mA)を使い、レンズ条件は、HYBRID(分析面積;600μm×1000μm)とし、分解能は、Pass Energy 40とする。測定により得られた、酸素、窒素、ホウ素及び炭素のピーク面積値をそれぞれの元素の感度係数で補正する。補正した、酸素、窒素、ホウ素及び炭素の総量に対する酸素の比を求めることにより、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を測定することができる。   The oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles in the present invention is measured as follows. That is, boron nitride particles are measured with an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) (manufactured by Shimadzu / KRATOS: AXIS-HS) at a scanning speed of 20 eV / min (0.1 eV step). As detailed measurement conditions, monochrome Al (tube voltage: 15 kV, tube current: 15 mA) was used as the X-ray source, the lens conditions were HYBRID (analysis area: 600 μm × 1000 μm), and the resolution was Pass Energy 40. To do. The peak area values of oxygen, nitrogen, boron, and carbon obtained by measurement are corrected with the sensitivity coefficient of each element. By obtaining the corrected ratio of oxygen to the total amount of oxygen, nitrogen, boron and carbon, the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles can be measured.

測定により得られた、酸素、窒素、ホウ素及び炭素のピーク面積値にそれぞれの元素の感度係数で補正する方法は、具体的には、酸素に対しては、528eVから537eVのピーク面積値を、酸素に対する感度係数0.780で除し、窒素に対しては、395eVから402eVのピーク面積値を、窒素に対する感度係数0.477で除し、ホウ素に対しては、188eVから194eVのピーク面積値を、ホウ素に対する感度係数0.159で除し、炭素に対しては、282eVから289eVのピーク面積値を、炭素に対する感度係数0.278で除す。   Specifically, the method of correcting the peak area values of oxygen, nitrogen, boron, and carbon obtained by measurement with the sensitivity coefficient of each element is as follows. For oxygen, a peak area value of 528 eV to 537 eV is obtained. Divided by a sensitivity factor of 0.780 for oxygen, for nitrogen, the peak area value from 395 eV to 402 eV, divided by a sensitivity factor of 0.477 for nitrogen, and for boron, a peak area value of 188 eV to 194 eV Is divided by a sensitivity coefficient of 0.159 for boron, and for carbon, the peak area value from 282 eV to 289 eV is divided by a sensitivity coefficient of 0.282 for carbon.

また、前記窒化ホウ素粒子は、単結晶粒子、単結晶の凝集粒子、多結晶体粒子、多結晶体の凝集粒子等のいずれであってもよい。また、前記窒化ホウ素粒子の結晶構造は、六方晶、立方晶及びウルツ鉱型のいずれの結晶構造でもよい。熱伝導材料のフィラーとして使用する観点からは、六方晶が好ましい。   The boron nitride particles may be any of single crystal particles, single crystal aggregate particles, polycrystal particles, polycrystal aggregate particles, and the like. The crystal structure of the boron nitride particles may be any of hexagonal, cubic and wurtzite type. From the viewpoint of use as a filler of a heat conductive material, hexagonal crystals are preferable.

前記窒化ホウ素粒子の体積平均粒子径は、熱伝導材料のフィラーとして使用する観点からは0.01μm〜1mmであることが好ましく、窒化ホウ素粒子を高充填する観点から、0.1μm〜100μmであることがより好ましい。   The volume average particle diameter of the boron nitride particles is preferably 0.01 μm to 1 mm from the viewpoint of use as a filler of the heat conductive material, and is 0.1 μm to 100 μm from the viewpoint of highly filling the boron nitride particles. It is more preferable.

前記窒化ホウ素粒子の体積平均粒子径は、レーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行うことができる。
エポキシ樹脂組成物中の窒化ホウ素粒子の体積平均粒子径は、エポキシ樹脂組成物中から窒化ホウ素粒子を抽出した後、レーザー回折散乱粒度分布測定装置を用いて測定される。具体的には、有機溶剤、硝酸、王水等を用いて、エポキシ樹脂組成物中から窒化ホウ素粒子を抽出し、超音波分散機等で充分に分散して分散液を調製する。この分散液についてレーザー回折散乱粒度分布測定装置によって、小径側から体積累積分布曲線を描いた場合に、累積50%となる粒子径(D50)を体積平均粒子径として求めることで、エポキシ樹脂組成物に含有される窒化ホウ素粒子の体積平均粒子径の測定が可能になる。
The volume average particle diameter of the boron nitride particles is measured using a laser diffraction method. The laser diffraction method can be performed using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
The volume average particle diameter of the boron nitride particles in the epoxy resin composition is measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device after extracting the boron nitride particles from the epoxy resin composition. Specifically, boron nitride particles are extracted from the epoxy resin composition using an organic solvent, nitric acid, aqua regia, etc., and sufficiently dispersed with an ultrasonic disperser or the like to prepare a dispersion. When the volume cumulative distribution curve is drawn from the small diameter side with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device, the particle diameter (D50) of 50% is obtained as the volume average particle diameter. The volume average particle diameter of the boron nitride particles contained in the can be measured.

前記窒化ホウ素粒子は、表面の酸素原子濃度が1.5at%以上であれば、その製造方法は特に制限されず、直接窒化法、還元窒化法、気相反応法等のいずれの製造法により形成されていてもよい。   The boron nitride particles are not particularly limited as long as the surface oxygen atom concentration is 1.5 at% or more, and are formed by any manufacturing method such as a direct nitriding method, a reductive nitriding method, or a gas phase reaction method. May be.

尚、一般に窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は1.5at%未満である。そこで、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を1.5at%以上にする方法としては、窒化ホウ素粒子を900℃以上で加熱する方法、紫外線照射する方法、オゾン処理する方法、Oプラズマ処理する方法、大気圧プラズマ処理する方法、クロム酸処理する方法等が挙げられる。中でも、紫外線照射する方法により、窒化ホウ素粒子の内部の酸素原子濃度を増加させることなく、効率よく窒化ホウ素粒子の表面に親水性部分を形成することができ、エポキシ樹脂の極性基に対する親和性を向上させることができる。一方、窒化ホウ素粒子を高温で加熱する方法のみで窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を高めようとすると、窒化ホウ素粒子内部まで酸素原子濃度が増加する可能性があり、窒化ホウ素粒子自体の熱伝導性が低下する場合がある。 In general, the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is less than 1.5 at%. Therefore, as a method of setting the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles to 1.5 at% or more, a method of heating the boron nitride particles at 900 ° C. or higher, a method of irradiating with ultraviolet rays, a method of ozone treatment, or an O 2 plasma treatment. Examples thereof include a method, a method of performing atmospheric pressure plasma treatment, and a method of treating chromic acid. Among them, the method of irradiating ultraviolet rays can efficiently form a hydrophilic portion on the surface of the boron nitride particles without increasing the oxygen atom concentration inside the boron nitride particles, and has an affinity for the polar group of the epoxy resin. Can be improved. On the other hand, if it is attempted to increase the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles only by heating the boron nitride particles at a high temperature, the oxygen atom concentration may increase up to the inside of the boron nitride particles. Conductivity may be reduced.

上述の通り窒化ホウ素粒子に紫外線を照射することで、疎水性の表面の一部が親水性化して、効果的に表面の酸素原子濃度を1.5at%以上とすることができる。窒化ホウ素粒子への紫外線の照射には、例えば、各種化学製品の製造技術で利用されている紫外線照射処理技術及び紫外線照射装置を利用することができる。紫外線照射装置としては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、重水素ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ等が挙げられる。   As described above, by irradiating the boron nitride particles with ultraviolet rays, a part of the hydrophobic surface becomes hydrophilic, and the oxygen atom concentration on the surface can be effectively increased to 1.5 at% or more. For irradiation of the boron nitride particles with ultraviolet rays, for example, an ultraviolet irradiation treatment technique and an ultraviolet irradiation apparatus that are used in manufacturing techniques of various chemical products can be used. Examples of the ultraviolet irradiation device include a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a deuterium lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, and a halogen lamp.

照射に用いる紫外線としては、波長150nm〜400nmの紫外領域を含む光を含んでいることが好ましく、その他の波長の光を含んでいてもよい。窒化ホウ素粒子の表面の有機不純物を分解する観点から、波長150nm〜400nmの光を含んでいることが好ましく、窒化ホウ素粒子の表面の活性化の観点から、波長150nm〜300nmの光を含んでいることがより好ましい。   The ultraviolet rays used for irradiation preferably include light including an ultraviolet region having a wavelength of 150 nm to 400 nm, and may include light of other wavelengths. From the viewpoint of decomposing organic impurities on the surface of the boron nitride particles, it is preferable to include light having a wavelength of 150 nm to 400 nm, and from the viewpoint of activation of the surface of the boron nitride particles, light having a wavelength of 150 nm to 300 nm is included. It is more preferable.

紫外線照射条件として、照射強度は特には制限されないが、0.5mW/cm以上であることが好ましい。この照射強度であると、目的とする効果がより充分に発揮される傾向がある。また100mW/cm以下であることが好ましい。この照射強度であると、紫外線照射による窒化ホウ素粒子の損傷をより抑えることができる傾向がある。照射強度の好適な範囲は0.5mW/cm〜100mW/cmであり、より好適には、1mW/cm〜20mW/cmである。 The irradiation intensity is not particularly limited as the ultraviolet irradiation condition, but it is preferably 0.5 mW / cm 2 or more. With this irradiation intensity, the intended effect tends to be more fully exhibited. Moreover, it is preferable that it is 100 mW / cm < 2 > or less. With this irradiation intensity, there is a tendency that damage to boron nitride particles due to ultraviolet irradiation can be further suppressed. A preferred range of the irradiation intensity was 0.5mW / cm 2 ~100mW / cm 2 , more preferably a 1mW / cm 2 ~20mW / cm 2 .

目的とする効果をより充分に発揮させるために、照射時間は10秒以上であることが好ましい。また、紫外線照射による窒化ホウ素粒子の損傷を抑える観点から30分以下とすることが好ましい。照射時間の好適な範囲は10秒〜30分間である。   The irradiation time is preferably 10 seconds or longer in order to exhibit the intended effect more fully. Moreover, it is preferable to set it as 30 minutes or less from a viewpoint of suppressing the damage of the boron nitride particle by ultraviolet irradiation. A suitable range of irradiation time is 10 seconds to 30 minutes.

照射紫外線量は、照射強度(mW/cm)×照射時間(秒)で規定され、目的とする効果をより充分に発揮させる観点から、100mJ/cm以上であることが好ましく、極性液体及び非極性液体との親和性向上の観点から1000mJ/cm以上であることがより好ましく、5000mJ/cm以上であることが更に好ましく、10000mJ/cm以上であることが特に好ましい。また、紫外線照射による窒化ホウ素粒子の損傷をより抑える観点から50000mJ/cm以下であることが好ましい。照射紫外線量の好適な範囲は100mJ/cm〜50000mJ/cm以下であり、より好適には1000mJ/cm〜50000mJ/cm以下であり、更に好適には5000mJ/cm〜50000mJ/cm以下であり、更に好適には10000mJ/cm〜50000mJ/cm以下である。
尚、紫外線照射強度は、後述する実施例に記載されている方法で規定される。
The amount of irradiation ultraviolet rays is defined by irradiation intensity (mW / cm 2 ) × irradiation time (seconds), and is preferably 100 mJ / cm 2 or more from the viewpoint of fully exhibiting the intended effect. more preferably from the viewpoint of improved affinity of the non-polar liquid is 1000 mJ / cm 2 or more, still more preferably 5000 mJ / cm 2 or more, and particularly preferably 10000 mJ / cm 2 or more. Moreover, it is preferable that it is 50000 mJ / cm < 2 > or less from a viewpoint of suppressing the damage of the boron nitride particle by ultraviolet irradiation more. A preferred range of the irradiation amount of ultraviolet rays is less than 100mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 , more preferably not more than 1000mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 , more preferably 5000mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 or less, even more preferably less 10000mJ / cm 2 ~50000mJ / cm 2 .
In addition, ultraviolet irradiation intensity | strength is prescribed | regulated by the method described in the Example mentioned later.

上記紫外線照射処理は、例えば、窒化ホウ素粒子に波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射することが好ましい。 In the ultraviolet irradiation treatment, for example, it is preferable to irradiate boron nitride particles with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm at 100 mJ / cm 2 or more.

窒化ホウ素粒子に紫外線を照射する際には、窒化ホウ素粒子全体に対して紫外線をなるべく均一に照射することが好ましい。照射を均一化する方法としては、窒化ホウ素粒子を攪拌しながら紫外線を照射する方法等が挙げられる。紫外線照射の際の窒化ホウ素粒子の攪拌には、攪拌棒、スパチュラ、薬さじ等で攪拌する方法、窒化ホウ素粒子を入れた容器を振動させて攪拌する方法等の攪拌装置を用いない方法と、紫外線照射の際に、振動型混合機、リボン型混合機、パドル型混合機等の攪拌装置を用いる方法のいずれも適用することができる。均一な混合の観点から、攪拌装置を用いることが好ましく、具体的にはパドル型混合機等の攪拌装置を用いることが好適である。
また、紫外線照射雰囲気には制限はないが、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度の向上の観点から、酸素存在下又はオゾン存在下であることが好ましい。
When irradiating the boron nitride particles with ultraviolet rays, it is preferable to irradiate the entire boron nitride particles with ultraviolet rays as uniformly as possible. Examples of a method for making the irradiation uniform include a method of irradiating ultraviolet rays while stirring boron nitride particles. For the stirring of boron nitride particles at the time of ultraviolet irradiation, a method that does not use a stirring device, such as a stirring rod, a spatula, a method of stirring with a spoon, a method of stirring a container containing boron nitride particles, and the like, Any of the methods using a stirring device such as a vibration mixer, a ribbon mixer, a paddle mixer, or the like can be applied during the ultraviolet irradiation. From the viewpoint of uniform mixing, a stirrer is preferably used, and specifically, a stirrer such as a paddle type mixer is preferably used.
Moreover, although there is no restriction | limiting in an ultraviolet irradiation atmosphere, From a viewpoint of the improvement of the oxygen atom density | concentration on the surface of a boron nitride particle, it is preferable in oxygen presence or ozone presence.

また、窒化ホウ素粒子への紫外線照射効果の向上の観点から、窒化ホウ素粒子は加熱処理されることが好ましい。前記加熱処理において、窒化ホウ素粒子を60℃〜400℃に加熱することが好ましく、水分を除去する観点から100℃〜400℃で加熱することがより好ましい。そして、窒化ホウ素粒子の表面の有機付着物の除去をより効果的に行う観点から、200℃〜400℃で加熱することが更に好ましい。上記のように窒化ホウ素粒子の表面における水分、有機付着物等の余分な付着物を除去することによって、窒化ホウ素粒子における紫外線照射の効果の向上を期待することができる。   Further, from the viewpoint of improving the effect of ultraviolet irradiation on the boron nitride particles, the boron nitride particles are preferably heat-treated. In the heat treatment, the boron nitride particles are preferably heated to 60 ° C. to 400 ° C., and more preferably 100 ° C. to 400 ° C. from the viewpoint of removing moisture. And it is still more preferable to heat at 200 to 400 degreeC from a viewpoint of removing the organic deposit | attachment of the surface of a boron nitride particle more effectively. By removing extraneous deposits such as moisture and organic deposits on the surface of the boron nitride particles as described above, an improvement in the effect of ultraviolet irradiation on the boron nitride particles can be expected.

窒化ホウ素粒子の加熱処理の時間は、窒化ホウ素粒子への紫外線照射の効果をより向上させる観点から1分以上であることが好ましく、水分除去の観点から5分以上120分以下であることがより好ましく、有機付着物の除去の観点から10分以上120分以下であることが更に好ましい。   The heat treatment time of the boron nitride particles is preferably 1 minute or more from the viewpoint of further improving the effect of ultraviolet irradiation to the boron nitride particles, and more preferably 5 minutes or more and 120 minutes or less from the viewpoint of moisture removal. Preferably, it is 10 minutes or more and 120 minutes or less from the viewpoint of removal of organic deposits.

窒化ホウ素粒子の加熱処理は、一般的な方法で行うことができる。加熱処理では、ホットプレート、恒温槽、電気炉、焼成炉等の各種化学製品の製造技術で利用されている一般的な加熱装置を利用することができる。   The heat treatment of the boron nitride particles can be performed by a general method. In the heat treatment, it is possible to use a general heating apparatus that is used in the manufacturing technology of various chemical products such as a hot plate, a thermostatic bath, an electric furnace, and a baking furnace.

窒化ホウ素粒子に紫外線照射を施すことにより液晶性エポキシ樹脂の配向性を向上できる理由については、次のように考えることができる。紫外線照射処理により窒化ホウ素粒子の表面自体の酸素原子濃度が増加し、B−O結合が生成していると考えられる。更に、B−O結合が生成された末端部には、B−O結合の生成と併せて、B−OH(水酸基)が生成していると考えられる。その結果、窒化ホウ素粒子の表面の親水性が向上する。よって、液晶性エポキシモノマーのエポキシ基と窒化ホウ素粒子の親和性が向上し、液晶性エポキシ樹脂の配向性が向上する。   The reason why the orientation of the liquid crystalline epoxy resin can be improved by irradiating the boron nitride particles with ultraviolet rays can be considered as follows. It is considered that the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles itself is increased by the ultraviolet irradiation treatment, and B—O bonds are generated. Furthermore, it is considered that B—OH (hydroxyl group) is generated at the terminal portion where the B—O bond is generated together with the generation of the B—O bond. As a result, the hydrophilicity of the surface of the boron nitride particles is improved. Therefore, the affinity between the epoxy group of the liquid crystalline epoxy monomer and the boron nitride particles is improved, and the orientation of the liquid crystalline epoxy resin is improved.

尚、紫外線照射処理では、処理装置内部の温度が上昇することがある。例えば、常温で処理を開始したときに、最高温度が60℃近くになることがある。しかしながら、窒化ホウ素粒子を単に60℃まで加熱したとしても、液晶性エポキシモノマーを含む組成物において、液晶性エポキシ樹脂の配向の阻害は抑制されない。従って紫外線照射の効果は温度上昇によるものではないと考えられる。   In the ultraviolet irradiation process, the temperature inside the processing apparatus may rise. For example, when processing is started at room temperature, the maximum temperature may be close to 60 ° C. However, even if the boron nitride particles are simply heated to 60 ° C., the inhibition of the alignment of the liquid crystalline epoxy resin is not suppressed in the composition containing the liquid crystalline epoxy monomer. Therefore, it is thought that the effect of ultraviolet irradiation is not due to temperature rise.

また、窒化ホウ素粒子の前記加熱処理は、前記紫外線照射処理と一括して行ってもよく、前記紫外線照射処理に先立って行ってもよい。   Further, the heat treatment of boron nitride particles may be performed together with the ultraviolet irradiation treatment, or may be performed prior to the ultraviolet irradiation treatment.

本発明のエポキシ樹脂組成物に含有される、表面の酸素原子濃度が1.5at%以上である窒化ホウ素粒子は、この条件を満たさない窒化ホウ素粒子に比べて、液晶性エポキシモノマーの配向性を向上させ、更には液晶性エポキシ樹脂の配向性を向上させる。   The boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more contained in the epoxy resin composition of the present invention have an alignment property of the liquid crystalline epoxy monomer as compared with boron nitride particles not satisfying this condition. To improve the orientation of the liquid crystalline epoxy resin.

本発明のエポキシ樹脂組成物における窒化ホウ素粒子の含有率としては特に制限はないが、粘度調整の観点から、エポキシ樹脂組成物を構成する全固形分中、20質量%〜95質量%であることが好ましく、熱伝導率の観点から、30質量%〜90質量%であることがより好ましく、50質量%〜85質量%であることが更に好ましい。
尚、樹脂組成物中の固形分とは、樹脂組成物を構成する成分から揮発性の成分を除去した残分を意味する。
Although there is no restriction | limiting in particular as a content rate of the boron nitride particle in the epoxy resin composition of this invention, it is 20 mass%-95 mass% in the total solid which comprises an epoxy resin composition from a viewpoint of viscosity adjustment. From the viewpoint of thermal conductivity, it is more preferably 30% by mass to 90% by mass, and further preferably 50% by mass to 85% by mass.
In addition, solid content in a resin composition means the residue which removed the volatile component from the component which comprises a resin composition.

(液晶性エポキシモノマー)
本発明のエポキシ樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーを含む。
(Liquid crystal epoxy monomer)
The epoxy resin composition of this invention contains the liquid crystalline epoxy monomer represented by following General formula (1).


一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群(I)より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは各々独立に0〜4の整数を示し、kは0〜7の整数を示し、mは0〜8の整数を示し、lは0〜12の整数を示す。   In the general formula (1), X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group (I) consisting of a divalent group represented by the following chemical formula. Y is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group. Indicates. n independently represents an integer of 0 to 4, k represents an integer of 0 to 7, m represents an integer of 0 to 8, and l represents an integer of 0 to 12.


本発明における液晶性エポキシモノマーは、いわゆるメソゲン基を有するモノマーである。液晶性エポキシモノマーが硬化剤とともに硬化物を形成した場合に、硬化物中にメソゲン基(ビフェニル基、ターフェニル基、ターフェニル類縁基、アントラセン基、これらがアゾメチン基又はエステル基で接続された基等)に由来する高次構造(周期構造ともいう)が形成される。ここでいう高次構造(周期構造)とは、エポキシ樹脂組成物の硬化後に分子が配向配列している状態を意味し、例えば、硬化物中に結晶構造又は液晶構造が存在する状態である。このような結晶構造又は液晶構造は、例えば、直交ニコル下での偏光顕微鏡による観察又はX線散乱により、その存在を直接確認することができる。また貯蔵弾性率の温度に対する変化が小さくなることでも、間接的に存在を確認できる。   The liquid crystalline epoxy monomer in the present invention is a monomer having a so-called mesogenic group. When a liquid crystalline epoxy monomer forms a cured product together with a curing agent, a mesogenic group (biphenyl group, terphenyl group, terphenyl analog group, anthracene group, a group in which these are connected by an azomethine group or an ester group in the cured product. Etc.), a higher order structure (also referred to as a periodic structure) is formed. Here, the higher order structure (periodic structure) means a state in which molecules are oriented and aligned after the epoxy resin composition is cured. For example, a crystal structure or a liquid crystal structure is present in the cured product. The presence of such a crystal structure or liquid crystal structure can be directly confirmed by, for example, observation with a polarizing microscope under crossed Nicols or X-ray scattering. In addition, the presence of the elastic modulus of storage can be confirmed indirectly by a small change in temperature.

本発明のエポキシ樹脂組成物の半硬化物及び硬化物は、前記周期構造における1周期の長さが2nm〜3nmであることが好ましい。1周期の長さが2nm〜3nmであることにより、より高い熱伝導性を発揮することができる。   In the semi-cured product and cured product of the epoxy resin composition of the present invention, the length of one cycle in the periodic structure is preferably 2 nm to 3 nm. When the length of one cycle is 2 nm to 3 nm, higher thermal conductivity can be exhibited.

前記1周期の長さは、広角X線回折装置(例えば、リガク製RINT2500HL)を用いて下記条件でエポキシ樹脂組成物の半硬化物又は硬化物を測定し、これにより得られた回折角度を、下記ブラッグの式により換算することにより得られる。   The length of the one period is a semi-cured product or a cured product of the epoxy resin composition measured under the following conditions using a wide-angle X-ray diffractometer (for example, RINT2500HL manufactured by Rigaku), and the diffraction angle obtained thereby is calculated as follows: It is obtained by conversion according to the following Bragg equation.

(測定条件)
・X線源:Cu
・X線出力:50kV、250mA
・発散スリット(DS):1.0度
・散乱スリット(SS):1.0度
・受光スリット(RS):0.3mm
・走査速度:1.0度/分
(Measurement condition)
・ X-ray source: Cu
・ X-ray output: 50 kV, 250 mA
-Divergence slit (DS): 1.0 degree-Scattering slit (SS): 1.0 degree-Receiving slit (RS): 0.3 mm
・ Scanning speed: 1.0 degree / min

2dsinθ=nλ     2 dsin θ = nλ

ここで、dは1周期の長さ、θは回折角度、nは反射次数、λはX線波長(0.15406nm)を示している。   Here, d is the length of one period, θ is the diffraction angle, n is the reflection order, and λ is the X-ray wavelength (0.15406 nm).

本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物では、高い熱伝導率を達成することができる。これは例えば、以下のように考えることができる。すなわち、分子中に一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーが、硬化剤とともに硬化物を形成することで、硬化物中にメソゲン基に由来する規則性の高い高次構造を形成することができる。このため、絶縁樹脂における熱伝導の媒体であるフォノン伝導の散乱を抑制することができ、これにより高い熱伝導率を達成することができると考えられる。また、一般的には、フィラーの存在により、液晶性エポキシ樹脂による規則性の高い高次構造の形成が阻害される。しかしながら、表面の酸素原子濃度が1.5at%以上である窒化ホウ素粒子をフィラーとして用いれば、液晶性エポキシ樹脂の配向の阻害が抑制される。その結果、熱伝導率が向上すると考えることができる。   In the cured product of the epoxy resin composition of the present invention, high thermal conductivity can be achieved. For example, this can be considered as follows. That is, the liquid crystalline epoxy monomer represented by the general formula (1) in the molecule forms a cured product together with the curing agent, thereby forming a highly ordered higher-order structure derived from a mesogenic group in the cured product. be able to. For this reason, it is considered that scattering of phonon conduction, which is a heat conductive medium in the insulating resin, can be suppressed, and thereby high thermal conductivity can be achieved. In general, the presence of the filler hinders formation of a highly ordered higher-order structure by the liquid crystalline epoxy resin. However, if boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more are used as fillers, inhibition of alignment of the liquid crystalline epoxy resin is suppressed. As a result, it can be considered that the thermal conductivity is improved.

一般式(1)におけるYは、それぞれ独立に、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜4の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基であることが好ましく、メチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は塩素原子であることがより好ましく、メチル基又はエチル基であることが更に好ましい。   Y in the general formula (1) is each independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, or a cyano group. , A nitro group, or an acetyl group, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, an ethoxy group, or a chlorine atom is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is still more preferable.

一般式(1)におけるnは、0〜2の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。kは0〜3の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。mは0〜4の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。lは0〜4の整数であることが好ましく、0又は1であることがより好ましい。   N in the general formula (1) is preferably an integer of 0 to 2, and more preferably 0 or 1. k is preferably an integer of 0 to 3, and more preferably 0 or 1. m is preferably an integer of 0 to 4, and more preferably 0 or 1. l is preferably an integer of 0 to 4, and more preferably 0 or 1.

一般式(1)におけるXは、好ましくは下記化学式で表される2価の基からなる群(II)より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基である。   X in the general formula (1) is preferably a linking group composed of at least one selected from the group (II) consisting of a divalent group represented by the following chemical formula.


前記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーとしては、液晶相を発現する温度範囲が25℃以上であり、液晶性エポキシ樹脂の配向性が向上し、硬化物としたときの熱伝導性が向上する観点から、1−(3−メチル−4−オキシラニルメトキシフェニル)−4−(4−オキシラニルメトキシフェニル)−1−シクロヘキセン、1−(3−メチル−4−オキシラニルメトキシフェニル)−4−(4−オキシラニルメトキシフェニル)ベンゼン、2−メチル−1,4−フェニレン−ビス{4−(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゾエート}、又は4−{4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル−4−(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゾエート等が好ましく、1−(3−メチル−4−オキシラニルメトキシフェニル)−4−(4−オキシラニルメトキシフェニル)−1−シクロヘキセンがより好ましい。
液晶性エポキシモノマーは、単一種で用いても、2種以上で用いてもよい。
As the liquid crystalline epoxy monomer represented by the general formula (1), the temperature range in which the liquid crystal phase is expressed is 25 ° C. or more, the orientation of the liquid crystalline epoxy resin is improved, and the heat conduction when the cured product is obtained. From the viewpoint of improving the properties, 1- (3-methyl-4-oxiranylmethoxyphenyl) -4- (4-oxiranylmethoxyphenyl) -1-cyclohexene, 1- (3-methyl-4-oxira Nylmethoxyphenyl) -4- (4-oxiranylmethoxyphenyl) benzene, 2-methyl-1,4-phenylene-bis {4- (2,3-epoxypropoxy) benzoate}, or 4- {4- ( 2,3-epoxypropoxy) phenyl} cyclohexyl-4- (2,3-epoxypropoxy) benzoate and the like, and preferably 1- (3-methyl-4-oxiranylmethoxyphenyl) ) -4- (4-oxiranylmethoxy-phenyl) -1-cyclohexene is more preferable.
A liquid crystalline epoxy monomer may be used by a single type, or may be used by 2 or more types.

前記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーは、公知の方法により製造することができ、特許第4619770号公報、特開2011−98952号公報、特開2011−74366号公報等に記載の製造方法を参照することができる。   The liquid crystalline epoxy monomer represented by the general formula (1) can be produced by a known method, and described in Japanese Patent No. 4619770, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-98952, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-74366, and the like. Can be referred to.

エポキシ樹脂組成物中における液晶性エポキシモノマーは、その一部が硬化剤等により部分的に重合してプレポリマーを形成していてもよい。液晶性エポキシモノマーは一般に結晶化し易く、溶媒への溶解度が低いものが多いが、一部重合させると結晶化を抑制することができる。このため、プリポリマー化しておくと成形性が向上する場合がある。   The liquid crystalline epoxy monomer in the epoxy resin composition may be partially polymerized with a curing agent or the like to form a prepolymer. Liquid crystalline epoxy monomers are generally easy to crystallize and many have low solubility in a solvent, but crystallization can be suppressed by partial polymerization. For this reason, if prepolymerized, moldability may be improved.

液晶性エポキシモノマーの含有率は、成形性、接着性、及び熱伝導性の観点から、エポキシ樹脂組成物の全固形分の全体積中の3体積%〜30体積%であることが好ましく、5体積%〜25体積%であることがより好ましい。   The content of the liquid crystalline epoxy monomer is preferably 3% by volume to 30% by volume in the total volume of the total solid content of the epoxy resin composition from the viewpoints of moldability, adhesiveness, and thermal conductivity. It is more preferable that the volume is 25% by volume.

尚、本明細書において、全固形分に対する液晶性エポキシモノマーの体積基準の含有率は、次式により求めた値とする。   In the present specification, the volume-based content of the liquid crystalline epoxy monomer with respect to the total solid content is a value determined by the following formula.

液晶性エポキシモノマーの全固形分に対する含有率(体積%)={(Bw/Bd)/((Aw/Ad)+(Bw/Bd)+(Cw/Cd)+(Dw/Dd))}×100   Content (volume%) of liquid crystalline epoxy monomer with respect to the total solid content = {(Bw / Bd) / ((Aw / Ad) + (Bw / Bd) + (Cw / Cd) + (Dw / Dd))} × 100

ここで、各変数は以下の通りである。
Aw:窒化ホウ素粒子の質量組成比(質量%)
Bw:液晶性エポキシモノマーの質量組成比(質量%)
Cw:硬化剤の質量組成比(質量%)
Dw:その他の任意成分(溶媒を除く)の質量組成比(質量%)
Ad:窒化ホウ素粒子の比重
Bd:液晶性エポキシモノマーの比重
Cd:硬化剤の比重
Dd:その他の任意成分(溶媒を除く)の比重
Here, each variable is as follows.
Aw: Mass composition ratio (% by mass) of boron nitride particles
Bw: Mass composition ratio of liquid crystalline epoxy monomer (mass%)
Cw: mass composition ratio (% by mass) of curing agent
Dw: mass composition ratio (% by mass) of other optional components (excluding solvent)
Ad: Specific gravity of boron nitride particles Bd: Specific gravity of liquid crystalline epoxy monomer Cd: Specific gravity of curing agent Dd: Specific gravity of other optional components (excluding solvent)

(硬化剤)
本発明における硬化剤としては、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤、ポリメルカプタン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤等が挙げられる。なかでも、アミン系硬化剤が好ましい。
(Curing agent)
Examples of the curing agent in the present invention include amine curing agents, acid anhydride curing agents, phenol curing agents, polymercaptan curing agents, polyaminoamide curing agents, isocyanate curing agents, and block isocyanate curing agents. It is done. Of these, amine-based curing agents are preferred.

前記硬化剤の含有量は、配合する硬化剤の種類及び前記液晶性エポキシモノマーの物性を考慮して適宜設定することができる。具体的に硬化剤の含有量は、前記液晶性エポキシモノマーにおけるエポキシ基1モルに対して硬化剤の化学当量が0.005当量〜5当量であることが好ましく、0.01当量〜3当量であることがより好ましく、0.5当量〜1.5当量であることが更に好ましい。硬化剤の含有率がエポキシ基1モルに対して0.005当量以上であると、液晶性エポキシモノマーの硬化速度により優れる。また5当量以下の場合、硬化反応をより適切に抑えることができる。   Content of the said hardening | curing agent can be suitably set in consideration of the kind of hardening | curing agent to mix | blend and the physical property of the said liquid crystalline epoxy monomer. Specifically, the content of the curing agent is preferably such that the chemical equivalent of the curing agent is 0.005 to 5 equivalents relative to 1 mol of the epoxy group in the liquid crystalline epoxy monomer, and 0.01 to 3 equivalents. More preferably, it is more preferably 0.5 equivalent to 1.5 equivalent. When the content of the curing agent is 0.005 equivalent or more with respect to 1 mol of the epoxy group, the curing rate of the liquid crystalline epoxy monomer is more excellent. Moreover, when it is 5 equivalents or less, the curing reaction can be suppressed more appropriately.

尚、ここでの化学当量は、例えば硬化剤としてアミン系硬化剤を使用した際は、エポキシ基1モルに対するアミンの活性水素のモル数を表わす。   Here, the chemical equivalent represents the number of moles of active hydrogen of amine with respect to 1 mole of epoxy group, for example, when an amine-based curing agent is used as the curing agent.

(その他の成分)
本発明のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂又は硬化剤が固体の場合はこれらを溶解させるため、また、液体の場合は粘度を低減させるために、溶媒を含有してもよい。
前記溶媒としては、アセトン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、イソペンチルアルコール、エチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、キシレン、クレゾール、クロロベンゼン、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、酢酸イソペンチル、酢酸エチル、酢酸メチル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、1,4−ジオキサン、ジクロロメタン、スチレン、テトラクロロエチレン、テトラヒドラフラン、トルエン、ノルマルヘキサン、1−ブタノール、2−ブタノール、メタノール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、メチルシクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等の一般的に各種化学製品の製造技術で利用されている有機溶剤を使用することができる。
(Other ingredients)
The epoxy resin composition of the present invention may contain a solvent for dissolving the epoxy resin or the curing agent when the epoxy resin or the curing agent is solid, and for reducing the viscosity when the epoxy resin or the curing agent is liquid.
Examples of the solvent include acetone, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, isopentyl alcohol, ethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, xylene, cresol, chlorobenzene, isobutyl acetate, isopropyl acetate, isopentyl acetate, ethyl acetate, methyl acetate, cyclohexanol, Cyclohexanone, 1,4-dioxane, dichloromethane, styrene, tetrachloroethylene, tetrahydrafuran, toluene, normal hexane, 1-butanol, 2-butanol, methanol, methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl cyclohexanol, methyl cyclohexanone, chloroform, tetrachloride Organic solvents that are commonly used in the manufacturing technology of various chemical products such as carbon and 1,2-dichloroethane It is possible to use.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物は、窒化ホウ素粒子以外のセラミック粒子、カップリング剤、分散剤、エラストマー等を適宜含有することができる。前記セラミック粒子としては、アルミナ粒子、シリカ粒子、酸化マグネシウム粒子、窒化アルミニウム粒子、窒化ケイ素粒子等が挙げられる。窒化ホウ素粒子以外のセラミック粒子としては、アルミナ粒子が好ましい。本発明のエポキシ樹脂組成物は、アルミナ粒子を含有していても、含有していなくてもよい。本発明のエポキシ樹脂組成物がアルミナ粒子を含有する場合には、窒化ホウ素粒子とアルミナ粒子の総量に対してアルミナ粒子の含有率は、0質量%〜70質量%であることが好ましく、0質量%〜50質量%であることがより好ましい。   Moreover, the epoxy resin composition of this invention can contain suitably ceramic particles other than boron nitride particles, a coupling agent, a dispersing agent, an elastomer, etc. Examples of the ceramic particles include alumina particles, silica particles, magnesium oxide particles, aluminum nitride particles, and silicon nitride particles. As ceramic particles other than boron nitride particles, alumina particles are preferable. The epoxy resin composition of the present invention may or may not contain alumina particles. When the epoxy resin composition of the present invention contains alumina particles, the content of alumina particles is preferably 0% by mass to 70% by mass with respect to the total amount of boron nitride particles and alumina particles, and 0% by mass. It is more preferable that it is% -50 mass%.

前記アルミナ粒子の体積平均粒子径は、熱伝導材のフィラーとして使用する観点からは0.01μm〜1mmであることが好ましく、アルミナ粒子を高充填する観点から、0.1μm〜100μmであることがより好ましい。   The volume average particle diameter of the alumina particles is preferably 0.01 μm to 1 mm from the viewpoint of use as a filler of a heat conductive material, and is preferably 0.1 μm to 100 μm from the viewpoint of highly filling the alumina particles. More preferred.

アルミナ粒子を併用する場合、アルミナ粒子についても表面の酸素原子濃度を高めることが好ましく、その方法としては、窒化ホウ素粒子と同様の方法が挙げられ、中でも、紫外線照射する方法が好ましい。アルミナ粒子における紫外線照射の条件は、窒化ホウ素粒子の場合と同様である。具体的には、アルミナ粒子における紫外線照射処理では、例えば、波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射することが好ましい。 When the alumina particles are used in combination, it is preferable to increase the oxygen atom concentration on the surface of the alumina particles. Examples of the method include the same methods as the boron nitride particles, and among them, the method of irradiating with ultraviolet rays is preferable. The conditions of ultraviolet irradiation in the alumina particles are the same as in the case of boron nitride particles. Specifically, in the ultraviolet irradiation treatment on the alumina particles, for example, it is preferable to irradiate light including ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm at 100 mJ / cm 2 or more.

また、窒化ホウ素粒子と同様に、アルミナ粒子への紫外線照射効果の向上の観点から、アルミナ粒子は加熱処理されることが好ましい。アルミナ粒子における加熱処理の条件(加熱温度及び加熱時間)は、窒化ホウ素粒子の場合と同様である。   Further, like the boron nitride particles, the alumina particles are preferably heat-treated from the viewpoint of improving the effect of ultraviolet irradiation on the alumina particles. The heat treatment conditions (heating temperature and heating time) for the alumina particles are the same as for the boron nitride particles.

アルミナ粒子と窒化ホウ素粒子とは一括して、紫外線照射処理及び/又は加熱処理を行ってもよい。粒子の表面処理条件(紫外線照射条件及び/又は加熱条件)が同じであれば、窒化ホウ素粒子を単独で表面処理したときの表面酸素原子濃度と、窒化ホウ素とアルミナ粒子との混合粒子を表面処理したときの窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は、等しくなると考えられる。   The alumina particles and boron nitride particles may be collectively subjected to ultraviolet irradiation treatment and / or heat treatment. If the surface treatment conditions (ultraviolet irradiation conditions and / or heating conditions) of the particles are the same, the surface oxygen atom concentration when the boron nitride particles are surface treated alone and the mixed particles of boron nitride and alumina particles are surface treated. The oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is considered to be equal.

尚、窒化ホウ素粒子とアルミナ粒子とを併用した際、エポキシ樹脂組成物、又はエポキシ樹脂組成物の半硬化物若しくは硬化物を加熱して樹脂を熱分解することで樹脂を除去した後、窒化ホウ素粒子とアルミナ粒子を分級し、得られた窒化ホウ素粒子をXPSにより測定して、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を推定することができる。   In addition, when boron nitride particles and alumina particles are used in combination, the epoxy resin composition, or a semi-cured product or a cured product of the epoxy resin composition is heated to thermally decompose the resin, and then the boron nitride is removed. Particles and alumina particles are classified, and the obtained boron nitride particles can be measured by XPS to estimate the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles.

(用途)
本発明のエポキシ樹脂組成物では、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度が1.5at%以上であるため液晶性エポキシモノマーの配向性が向上し、結果、エポキシ樹脂組成物の半硬化物及び硬化物は熱伝導率に優れる。したがって、本発明のエポキシ樹脂組成物は、各種の電気及び電子機器の発熱性電子部品(例えば、IC(Integrated Circuit)チップ又はプリント配線基板)の熱伝導材料に好適に用いることができる。前記熱伝導材料として、具体的には、熱伝導材料前駆体、Bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板、プリント配線板等が挙げられる。
(Use)
In the epoxy resin composition of the present invention, since the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is 1.5 at% or more, the orientation of the liquid crystalline epoxy monomer is improved. As a result, the epoxy resin composition is semi-cured and cured. The thing is excellent in thermal conductivity. Accordingly, the epoxy resin composition of the present invention can be suitably used as a heat conductive material for heat-generating electronic components (for example, IC (Integrated Circuit) chips or printed wiring boards) of various electric and electronic devices. Specific examples of the heat conductive material include a heat conductive material precursor, a B stage sheet, a prepreg, a heat conductive material, a laminated board, a metal substrate, and a printed wiring board.

<熱伝導材料前駆体>
本発明の熱伝導材料前駆体は、前記エポキシ樹脂組成物の半硬化物である。これにより取扱い性に優れ、優れた熱伝導性を有する熱伝導材料を構成することができる。
前記熱伝導材料前駆体としては、前記エポキシ樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート、及び、繊維基材と前記繊維基材に含浸された前記エポキシ樹脂組成物の半硬化物とを有するプリプレグを挙げることができる。
<Heat conductive material precursor>
The heat conductive material precursor of the present invention is a semi-cured product of the epoxy resin composition. Thereby, it is excellent in handleability and can comprise the heat conductive material which has the outstanding heat conductivity.
As the heat conductive material precursor, a B stage sheet which is a sheet-like semi-cured product of the epoxy resin composition, and a semi-cured product of the epoxy resin composition impregnated in a fiber base material and the fiber base material And a prepreg having the following.

前述のとおり、本発明のエポキシ樹脂組成物の半硬化物は、前記周期構造における1周期の長さが2nm〜3nmであることが好ましい。1周期の長さが2nm〜3nmであることにより、より高い熱伝導性を発揮することができる。   As described above, the semi-cured product of the epoxy resin composition of the present invention preferably has a period length of 2 nm to 3 nm in the periodic structure. When the length of one cycle is 2 nm to 3 nm, higher thermal conductivity can be exhibited.

<Bステージシート>
本発明のBステージシートは、本発明のエポキシ樹脂組成物のシート状物の半硬化物である。本発明のBステージシートは、前記エポキシ樹脂組成物をシート状に成形し、これを半硬化することで得られる。前記Bステージシートが前記エポキシ樹脂組成物を含んで構成されることで、硬化後の熱伝導性に優れる。ここで半硬化とは、一般にBステージ状態と称される状態をいい、常温(25℃)における粘度が10Pa・s〜10Pa・sであるのに対して、100℃における粘度が10Pa・s〜10Pa・sに粘度が低下する状態を意味する。Bステージは、JIS K 6900:1994で定義される。尚、粘度は、ねじり型動的粘弾性測定装置などにより測定が可能である。
<B stage sheet>
The B stage sheet of the present invention is a semi-cured product of the sheet-like product of the epoxy resin composition of the present invention. The B stage sheet of the present invention is obtained by molding the epoxy resin composition into a sheet shape and semi-curing it. Since the B stage sheet includes the epoxy resin composition, the thermal conductivity after curing is excellent. Here, semi-curing refers to a state generally referred to as a B-stage state, where the viscosity at room temperature (25 ° C.) is 10 4 Pa · s to 10 5 Pa · s, whereas the viscosity at 100 ° C. It means a state in which the viscosity decreases to 10 2 Pa · s to 10 3 Pa · s. The B stage is defined in JIS K 6900: 1994. The viscosity can be measured with a torsional dynamic viscoelasticity measuring device or the like.

本発明のBステージシートは、例えば、前記支持体上に前記エポキシ樹脂組成物を塗布し、乾燥して樹脂シートを作製し、これを半硬化することで製造することができる。エポキシ樹脂組成物の塗布方法及び乾燥方法については特に制限なく通常用いられる方法を適宜選択することができる。具体的には、塗布方法として、コンマコータ、ダイコータ、ディップ等が挙げられる。   The B stage sheet of the present invention can be produced, for example, by applying the epoxy resin composition on the support, drying it to produce a resin sheet, and semi-curing it. With respect to the application method and the drying method of the epoxy resin composition, a method that is usually used can be appropriately selected without particular limitation. Specifically, a comma coater, a die coater, a dip, etc. are mentioned as a coating method.

前記乾燥方法としては、バッチ処理の場合には箱型温風乾燥機、塗工機との連続処理の場合には多段式温風乾燥機等が使用できる。また乾燥のための加熱条件についても特に制限はなく、温風乾燥機を用いる場合は、エポキシ樹脂組成物の塗工物の膨れを防ぐ観点から、溶媒の沸点より低い温度範囲の温風で加熱処理する工程を含むことが好ましい。   As the drying method, a box-type hot air dryer can be used for batch processing, and a multistage hot air dryer can be used for continuous processing with a coating machine. There is no particular limitation on the heating conditions for drying, and when using a hot air dryer, heating with hot air in a temperature range lower than the boiling point of the solvent is used from the viewpoint of preventing the epoxy resin composition from swelling. It is preferable to include the process of processing.

前記半硬化する方法としては、特に制限はなく通常用いられる方法を適宜選択することができ、例えば、加熱処理することで前記エポキシ樹脂組成物が半硬化される。半硬化のための加熱処理方法は特に制限はない。   There is no restriction | limiting in particular as the method of semi-hardening, The method used normally can be selected suitably, For example, the said epoxy resin composition is semi-hardened by heat-processing. There is no particular limitation on the heat treatment method for semi-curing.

前記半硬化のための温度範囲は、エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂に応じて適宜選択することができる。Bステージシートの強度の観点から、熱処理により硬化反応を若干進めることが好ましく、熱処理の温度範囲は80℃〜180℃であることが好ましく、100℃〜160℃であることがより好ましい。また、半硬化のための加熱処理の時間としては、特に制限はないが、Bステージシートの樹脂の硬化速度、樹脂の流動性及び接着性の観点で適宜選択することができ、1分以上30分以内で加熱することが好ましく、1分以上10分以内がより好ましい。
半硬化のための熱処理のときに加圧してもよく、その加圧条件は特に限定されない。通常0.5MPa〜15MPaの範囲であり、好ましくは1MPa〜10MPaの範囲である。また、加熱及び加圧処理には、真空プレスが好適に用いられる。
The temperature range for the semi-curing can be appropriately selected according to the epoxy resin constituting the epoxy resin composition. From the viewpoint of the strength of the B stage sheet, it is preferable to proceed the curing reaction slightly by heat treatment, and the temperature range of the heat treatment is preferably 80 ° C to 180 ° C, and more preferably 100 ° C to 160 ° C. Further, the time for the heat treatment for semi-curing is not particularly limited, but can be appropriately selected from the viewpoint of the curing speed of the resin of the B stage sheet, the fluidity and the adhesiveness of the resin, and is from 1 minute to 30 minutes. Heating is preferably performed within minutes, and more preferably within 1 minute and within 10 minutes.
Pressurization may be applied during the heat treatment for semi-curing, and the pressurization conditions are not particularly limited. Usually, it is in the range of 0.5 MPa to 15 MPa, preferably in the range of 1 MPa to 10 MPa. Moreover, a vacuum press is used suitably for a heating and pressurizing process.

前記Bステージシートの厚みは、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50μm〜500μmとすることができ、熱伝導性、電気絶縁性、及び可とう性の観点から、80μm〜300μmであることが好ましい。また、2層以上の樹脂シート(エポキシ樹脂組成物のシート状物であり、硬化処理前のもの)を積層しながら、熱プレスすることにより作製することもできる。   The thickness of the B stage sheet can be appropriately selected according to the purpose, and can be, for example, 50 μm to 500 μm. From the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility, the thickness is 80 μm to 300 μm. Preferably there is. Moreover, it can also produce by heat-pressing, laminating | stacking the resin sheet of 2 or more layers (The sheet-like material of an epoxy resin composition, and the thing before a hardening process).

Bステージシートは、1周期の長さが2nm〜3nmであることが好ましい。1周期の長さが2nm〜3nmであることにより、より高い熱伝導性を発揮することができる。   The B stage sheet preferably has a length of one cycle of 2 nm to 3 nm. When the length of one cycle is 2 nm to 3 nm, higher thermal conductivity can be exhibited.

<プリプレグ>
本発明のプリプレグは、繊維基材と、前記繊維基材に含浸された前記エポキシ樹脂組成物の半硬化物とを有する。前記プリプレグは、必要に応じて保護フィルム等のその他の層を有して構成される。エポキシ樹脂組成物の半硬化物が、本発明に係る窒化ホウ素粒子を含むことで熱伝導性に優れる。
<Prepreg>
The prepreg of the present invention has a fiber base material and a semi-cured product of the epoxy resin composition impregnated in the fiber base material. The prepreg is configured to have other layers such as a protective film as necessary. The semi-cured product of the epoxy resin composition is excellent in thermal conductivity by containing the boron nitride particles according to the present invention.

プリプレグを構成する繊維基材としては、金属箔張り積層板又は多層プリント配線板を製造する際に用いられるものであれば特に制限されない。具体的には、通常織布、不織布等の繊維基材が用いられる。ただし、目が極めて詰まった繊維の場合、前記窒化ホウ素粒子が詰まってしまい含浸が困難となる場合があるため、目開きは窒化ホウ素粒子の体積平均粒子径の5倍以上とすることが好ましい。   The fiber base material constituting the prepreg is not particularly limited as long as it is used when producing a metal foil-clad laminate or a multilayer printed wiring board. Specifically, a fiber substrate such as a woven fabric or a nonwoven fabric is usually used. However, in the case of a fiber with extremely clogged eyes, the boron nitride particles may be clogged and impregnation may be difficult. Therefore, the opening is preferably set to 5 times or more the volume average particle diameter of the boron nitride particles.

繊維基材の材質としては、ガラス、アルミナ、ボロン、シリカアルミナガラス、シリカガラス、チラノ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の無機繊維;アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、カーボン、セルロース等の有機繊維;及びこれらの混抄系がある。中でも特にガラス繊維の織布が好ましく用いられる。これにより屈曲性のある任意に折り曲げ可能なプリント配線板を得ることができる。更に、製造プロセスでの温度、吸湿等に伴うプリント配線板の寸法変化を小さくすることも可能となる。   The material of the fiber base material is inorganic fiber such as glass, alumina, boron, silica alumina glass, silica glass, tyrano, silicon carbide, silicon nitride, zirconia; aramid, polyetheretherketone, polyetherimide, polyethersulfone Organic fibers such as carbon and cellulose; and mixed papers thereof. Of these, glass fiber woven fabric is particularly preferably used. As a result, it is possible to obtain a flexible printed wiring board having flexibility. Furthermore, it becomes possible to reduce the dimensional change of the printed wiring board accompanying the temperature, moisture absorption, etc. in the manufacturing process.

繊維基材の厚さは特に限定されないが、より良好な可とう性を付与する観点から、30μm以下であることが好ましく、含浸性の観点から15μm以下であることがより好ましい。繊維基材の厚みの下限は特に制限されないが、通常5μm程度である。   The thickness of the fiber substrate is not particularly limited, but is preferably 30 μm or less from the viewpoint of imparting better flexibility, and more preferably 15 μm or less from the viewpoint of impregnation. Although the minimum of the thickness of a fiber base material is not restrict | limited in particular, Usually, it is about 5 micrometers.

前記プリプレグにおいて、前記エポキシ樹脂組成物の含浸率は、繊維基材及び液晶性エポキシ樹脂組成物の総質量に対して50質量%〜99.9質量%であることが好ましい。   In the prepreg, the impregnation ratio of the epoxy resin composition is preferably 50% by mass to 99.9% by mass with respect to the total mass of the fiber base material and the liquid crystalline epoxy resin composition.

前記プリプレグは、上記と同様に調製されたエポキシ樹脂組成物を、繊維基材に含浸し、80℃〜180℃の加熱により溶媒を除去して製造することができる。プリプレグにおける溶媒残存率は、2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以下であることが更に好ましい。   The prepreg can be produced by impregnating a fiber base material with an epoxy resin composition prepared in the same manner as described above, and removing the solvent by heating at 80 ° C to 180 ° C. The solvent residual ratio in the prepreg is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and further preferably 0.7% by mass or less.

溶媒残存率は、プリプレグを40mm角に切り出し、190℃に予熱した恒温槽中に2時間乾燥させたときの、乾燥前後の質量変化から求める。   The solvent residual rate is determined from the change in mass before and after drying when the prepreg is cut into 40 mm square and dried in a thermostat preheated to 190 ° C. for 2 hours.

加熱により溶媒を除去する乾燥時間については特に制限されない。またエポキシ樹脂組成物を繊維基材に含浸する方法に特に制限はなく、例えば、塗工機により塗布する方法を挙げることができる。詳細には、繊維基材をエポキシ樹脂組成物にくぐらせて引き上げる縦型塗工法、支持フィルム上にエポキシ樹脂組成物を塗工してから繊維基材を押し付けて含浸させる横型塗工法等を挙げることができ、繊維基材内での熱伝導性フィラーの偏在を抑える観点からは、横型塗工法が好適である。   The drying time for removing the solvent by heating is not particularly limited. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the method of impregnating a fiber base material with an epoxy resin composition, For example, the method of apply | coating with a coating machine can be mentioned. Specifically, a vertical coating method in which a fiber base material is pulled through an epoxy resin composition, a horizontal coating method in which an epoxy resin composition is coated on a support film and then impregnated by pressing the fiber base material, etc. From the viewpoint of suppressing the uneven distribution of the thermally conductive filler in the fiber base material, the horizontal coating method is suitable.

前記プリプレグにおいては、前記繊維基材に含浸された前記エポキシ樹脂組成物が半硬化し、Bステージ状態となっている。プリプレグにおけるBステージ状態は、前記BステージシートにおけるBステージ状態と同様であり、Bステージ化する方法についても同様の条件を適用できる。   In the prepreg, the epoxy resin composition impregnated in the fiber base material is semi-cured and is in a B-stage state. The B stage state in the prepreg is the same as the B stage state in the B stage sheet, and the same conditions can be applied to the B stage method.

また前記プリプレグは、プレス、ロールラミネータ等による加熱加圧処理により、積層又は貼付する前に予め表面を平滑化してから使用してもよい。加熱加圧処理の方法は、上記Bステージシートで挙げた方法と同様である。また、プリプレグの加熱加圧処理における加熱温度、真空度、及びプレス圧の条件についても、Bステージシートの加熱処理及び加圧処理で挙げた条件と同様である。   The prepreg may be used after the surface has been smoothed before being laminated or pasted by heat and pressure treatment using a press, a roll laminator or the like. The method for the heat and pressure treatment is the same as the method mentioned for the B stage sheet. Moreover, the conditions of the heating temperature, the degree of vacuum, and the pressing pressure in the heat and pressure treatment of the prepreg are the same as the conditions mentioned in the heat treatment and pressure treatment of the B stage sheet.

前記プリプレグの厚みは、目的に応じて適宜選択することができ、例えば50μm以上500μm以下とすることができ、熱伝導率及び可とう性の観点から、60μm以上300μm以下であることが好ましい。
また、プリプレグは2以上のプリプレグを積層して熱プレスすることにより作製することもできる。
The thickness of the prepreg can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be 50 μm or more and 500 μm or less, and preferably 60 μm or more and 300 μm or less from the viewpoint of thermal conductivity and flexibility.
The prepreg can also be produced by laminating two or more prepregs and hot pressing.

<熱伝導材料>
本発明の熱伝導材料は、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物である。前記熱伝導材料として具体的には、前記エポキシ樹脂組成物の硬化物を有して構成される、積層板、金属基板、プリント配線板等を挙げることができる。前記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーの硬化物と前記窒化ホウ素粒子を含むことで優れた熱伝導性を有する。
<Heat conduction material>
The heat conductive material of the present invention is a cured product of the epoxy resin composition. Specific examples of the heat conductive material include a laminated board, a metal board, a printed wiring board, and the like that are configured by having a cured product of the epoxy resin composition. It has excellent thermal conductivity by containing a cured product of the liquid crystalline epoxy monomer represented by the general formula (1) and the boron nitride particles.

前述のとおり、本発明のエポキシ樹脂組成物の硬化物は、前記周期構造における1周期の長さが2nm〜3nmであることが好ましい。1周期の長さが2nm〜3nmであることにより、より高い熱伝導性を発揮することができる。   As described above, the cured product of the epoxy resin composition of the present invention preferably has a period length of 2 nm to 3 nm in the periodic structure. When the length of one cycle is 2 nm to 3 nm, higher thermal conductivity can be exhibited.

<積層板>
本発明における積層板は、被着材と、前記被着材上に配置された硬化層と、を有する。前記硬化層は、前記エポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、前記Bステージシート及び前記プリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層である。前記エポキシ樹脂組成物から形成される硬化層を有することで、熱伝導性に優れた積層板となる。
<Laminated plate>
The laminated board in this invention has an adherend and the hardened layer arrange | positioned on the said adherend. The cured layer is a cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of a resin layer composed of the epoxy resin composition, the B stage sheet, and the prepreg. By having the hardened layer formed from the epoxy resin composition, a laminated board having excellent thermal conductivity is obtained.

前記被着材としては、金属箔、金属板等を挙げることができる。前記被着材は、前記硬化層の片面のみに付設しても、両面に付設してもよい。
前記積層板においては、硬化層として、前記樹脂層、前記Bステージシート、又は前記プリプレグのいずれか1つの樹脂含有層の硬化層を有する形態であってもよく、2層以上を積層して有する形態であってもよい。2層以上の硬化層を有する場合、前記樹脂層を2層以上有する形態、前記Bステージシートを2枚以上有する形態、及び前記プリプレグを2枚以上有する形態のいずれであってもよい。更には、前記樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグのいずれか2つ以上を組み合わせて有してもよい。
Examples of the adherend include a metal foil and a metal plate. The adherend may be attached to only one side of the cured layer or may be attached to both sides.
In the said laminated board, the form which has the cured layer of any one resin content layer of the said resin layer, the said B stage sheet, or the said prepreg as a cured layer may be sufficient, and it has laminated | stacked two or more layers. Form may be sufficient. In the case of having two or more cured layers, any of a form having two or more resin layers, a form having two or more B stage sheets, and a form having two or more prepregs may be used. Furthermore, you may have in combination any 2 or more of the said resin layer, the said B stage sheet | seat, and the said prepreg.

本発明における積層板は、例えば、被着材上に前記エポキシ樹脂組成物を塗工して樹脂層を形成し、これを加熱及び加圧処理して前記樹脂層を硬化させるとともに被着材に密着させることで得られる。または、前記被着材に前記樹脂シート、前記Bステージシート又は前記プリプレグを積層したものを準備し、これを加熱及び加圧して前記前記樹脂シート、Bステージシート又は前記プリプレグを硬化させるとともに被着材に密着させることで得られる。   The laminated board in the present invention is, for example, formed by applying the epoxy resin composition on an adherend to form a resin layer, and heating and pressurizing the resin layer to cure the resin layer. Obtained by close contact. Alternatively, a laminate of the resin sheet, the B-stage sheet, or the prepreg is prepared on the adherend, and the resin sheet, the B-stage sheet, or the prepreg is cured by heating and pressurizing the adherend. It is obtained by sticking to the material.

前記樹脂層(樹脂シート)、Bステージシート、及びプリプレグを硬化する硬化方法は特に制限されない。例えば、加熱及び加圧処理であることが好ましい。加熱及び加圧処理における加熱温度は特に限定されない。通常100℃〜250℃の範囲であり、好ましくは130℃〜230℃の範囲である。また、加熱及び加圧処理における加圧条件は特に限定されない。通常1MPa〜10MPaの範囲であり、好ましくは1MPa〜5MPaの範囲である。また、加熱及び加圧処理には、真空プレスが好適に用いられる。   The curing method for curing the resin layer (resin sheet), the B stage sheet, and the prepreg is not particularly limited. For example, heat treatment and pressure treatment are preferable. The heating temperature in the heating and pressure treatment is not particularly limited. Usually, it is the range of 100 to 250 degreeC, Preferably it is the range of 130 to 230 degreeC. Moreover, the pressurization conditions in a heating and pressurizing process are not specifically limited. Usually, it is in the range of 1 MPa to 10 MPa, preferably in the range of 1 MPa to 5 MPa. Moreover, a vacuum press is used suitably for a heating and pressurizing process.

積層板の厚さは500μm以下であることが好ましく、100μm〜300μmであることがより好ましい。厚さが500μm以下であると可とう性に優れ、曲げ加工時にクラックが発生するのが抑えられ、厚さが300μm以下の場合はその傾向がより向上する。また、厚さが100μm以上の場合には作業性に優れる。
積層板の厚さは、マイクロメーターにより、任意の5箇所を測定したときの平均値をいう。
The thickness of the laminate is preferably 500 μm or less, and more preferably 100 μm to 300 μm. When the thickness is 500 μm or less, the flexibility is excellent, and the occurrence of cracks during bending is suppressed, and when the thickness is 300 μm or less, the tendency is further improved. Further, when the thickness is 100 μm or more, the workability is excellent.
The thickness of a laminated board means the average value when arbitrary five places are measured with a micrometer.

<金属基板>
前記金属基板は、金属箔と、金属板と、前記金属箔と前記金属板との間に配置される硬化層と、を有する。前記硬化層は、前記エポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、前記Bステージシート及び前記プリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層である。前記エポキシ樹脂組成物から形成される硬化層を有することで、熱伝導性に優れた積層板となる。
<Metal substrate>
The metal substrate includes a metal foil, a metal plate, and a hardened layer disposed between the metal foil and the metal plate. The cured layer is a cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of a resin layer composed of the epoxy resin composition, the B stage sheet, and the prepreg. By having the hardened layer formed from the epoxy resin composition, a laminated board having excellent thermal conductivity is obtained.

前記金属箔としては特に制限されず、通常用いられる金属箔から適宜選択することができる。具体的には金箔、銅箔、アルミニウム箔等を挙げることができ、一般的には銅箔が用いられる。前記金属箔の厚みとしては、1μm〜200μmが挙げられ、使用する電力等に応じて好適な厚みを選択することができる。   The metal foil is not particularly limited, and can be appropriately selected from commonly used metal foils. Specifically, gold foil, copper foil, aluminum foil, etc. can be mentioned, and copper foil is generally used. As thickness of the said metal foil, 1 micrometer-200 micrometers are mentioned, A suitable thickness can be selected according to the electric power etc. to be used.

また、前記金属箔として、ニッケル、ニッケル−リン、ニッケル−スズ合金、ニッケル−鉄合金、鉛、鉛−スズ合金等を中間層とし、この両表面に0.5μm〜15μmの銅層と10μm〜150μmの銅層とを設けた3層構造の複合箔、又はアルミニウムと銅箔とを複合した2層構造複合箔を用いることもできる。   Further, as the metal foil, nickel, nickel-phosphorus, nickel-tin alloy, nickel-iron alloy, lead, lead-tin alloy or the like is used as an intermediate layer, and a copper layer of 0.5 μm to 15 μm and 10 μm to A composite foil having a three-layer structure provided with a 150 μm copper layer, or a two-layer structure composite foil in which aluminum and a copper foil are combined can also be used.

前記金属板は熱伝導率が高く、熱容量が大きい金属材料からなることが好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、鉄、リードフレームに使われる合金等が例示できる。   The metal plate is preferably made of a metal material having a high thermal conductivity and a large heat capacity. Specific examples include copper, aluminum, iron, alloys used for lead frames, and the like.

前記金属板の板厚は用途に応じて適宜選択することができる。例えば、前記金属板は、軽量化又は加工性を優先する場合はアルミニウムを、熱伝導性を優先する場合は銅を、というように目的を応じて材質を選定することができる。
金属板の厚みは特に制限されない。加工性の観点から、金属板の厚みは0.5mm以上5mm以下であることが好ましい。
The plate | board thickness of the said metal plate can be suitably selected according to a use. For example, the material of the metal plate can be selected according to the purpose, such as aluminum when priority is given to weight reduction or workability, and copper when priority is given to thermal conductivity.
The thickness of the metal plate is not particularly limited. From the viewpoint of workability, the thickness of the metal plate is preferably 0.5 mm or more and 5 mm or less.

また、前記金属板は、生産性を高める観点から、必要分より大きなサイズで作製されて電子部品を実装した後に、使用するサイズに切断されることが好ましい。そのため、金属基板に用いる金属板は切断加工性に優れることが望ましい。   Moreover, it is preferable that the said metal plate is cut | disconnected to the size to be used, after producing a larger size than necessary and mounting an electronic component from a viewpoint of improving productivity. Therefore, it is desirable that the metal plate used for the metal substrate is excellent in cutting workability.

前記金属板としてアルミニウムを用いる場合、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金を材質として選定できる。アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金は、その化学組成と熱処理条件により多種類のものが入手可能である。中でも、切削し易い等の加工性が高く、かつ強度に優れた種類を選定することが好ましい。   When aluminum is used as the metal plate, aluminum or an alloy mainly composed of aluminum can be selected as the material. Many types of aluminum or alloys containing aluminum as a main component are available depending on the chemical composition and heat treatment conditions. Among them, it is preferable to select a type having high workability such as easy cutting and excellent strength.

<プリント配線板>
本発明のプリント配線板は、配線層と、前記金属板と、前記配線層と前記金属板との間に配置される硬化層と、を有する。前記硬化層は、前記エポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、前記Bステージシート及び前記プリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層である。前記エポキシ樹脂組成物から形成される硬化層を有することで、熱伝導性に優れたプリント配線板となる。
前記配線層は、既述の金属基板における金属箔を回路加工することにより製造することができる。前記金属箔の回路加工には、通常のフォトリソグラフィーによる方法が適用できる。
<Printed wiring board>
The printed wiring board of this invention has a wiring layer, the said metal plate, and the hardening layer arrange | positioned between the said wiring layer and the said metal plate. The cured layer is a cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of a resin layer composed of the epoxy resin composition, the B stage sheet, and the prepreg. By having a hardened layer formed from the epoxy resin composition, a printed wiring board having excellent thermal conductivity is obtained.
The wiring layer can be manufactured by circuit processing the metal foil on the metal substrate described above. An ordinary photolithography method can be applied to the circuit processing of the metal foil.

前記プリント配線板の好ましい態様としては、例えば、特開2009−214525号公報の段落番号0064、及び特開2009−275086号公報の段落番号0056〜0059に記載のプリント配線板と同様のものを挙げることができる。   Preferable embodiments of the printed wiring board include, for example, the same printed wiring board as described in paragraph No. 0064 of JP2009-214525A and paragraph Nos. 0056 to 0059 of JP2009-275086A. be able to.

尚、本発明のエポキシ樹脂組成物を硬化して硬化物とした場合には、その中に含まれる窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度は、以下のようにして測定することができる。
前記硬化物を600℃、30分間、大気下で加熱してエポキシ樹脂などの樹脂分を分解して窒化ホウ素粒子を取り出す。得られた窒化ホウ素粒子について上述の方法で表面の酸素原子濃度を測定することができる。
When the epoxy resin composition of the present invention is cured to obtain a cured product, the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles contained therein can be measured as follows.
The cured product is heated at 600 ° C. for 30 minutes in the atmosphere to decompose a resin component such as an epoxy resin and take out boron nitride particles. With respect to the obtained boron nitride particles, the oxygen atom concentration on the surface can be measured by the method described above.

上記では硬化物の樹脂分を分解させ、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を測定しているが、「エポキシ樹脂組成物に添加する前;エポキシ樹脂組成物中;又はエポキシ樹脂組成物の硬化物中の窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度」と「硬化物の樹脂分を分解させた後の窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度」とでは殆ど差がないと考えられる。この理由としては、窒化ホウ素が酸化される温度が900℃以上であり、窒化ホウ素粒子を600℃で加熱しても酸素原子濃度に差が現れないと考えられるためである。   In the above, the resin content of the cured product is decomposed and the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles is measured, but “before adding to the epoxy resin composition; in the epoxy resin composition; or curing of the epoxy resin composition” It is considered that there is almost no difference between “the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles in the product” and “the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles after decomposing the resin content of the cured product”. This is because the temperature at which boron nitride is oxidized is 900 ° C. or higher, and it is considered that there is no difference in oxygen atom concentration even when boron nitride particles are heated at 600 ° C.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” and “%” are based on mass.

(実施例1)
体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子(水島合金鉄(株)商品名:HP−40)に卓上型光表面処理装置(セン特殊光源(株)装置名:Photo Surface Processor PL21−200)を用いて、攪拌しながら200Wの低圧水銀灯により10分間紫外線照射した。
Example 1
Using a desktop light surface treatment device (Sen Special Light Source Co., Ltd. device name: Photo Surface Processor PL21-200) on boron nitride particles (Mizushima Alloy Iron Co., Ltd., trade name: HP-40) having a volume average particle size of 40 μm. The mixture was irradiated with UV light for 10 minutes with a 200 W low-pressure mercury lamp while stirring.

紫外線の照射強度は、紫外線積算光量計(USHIO UIT−150)により254nm光の光量を測定し、254nm光の平均照射強度として求めた。より具体的には、表面処理装置に紫外線積算光量計を入れて照射強度を測定し、光量計に表示された値を10秒毎に記録した。その後に記録した値の総和を紫外線照射時間で除して平均照射強度を求めた。   The irradiation intensity of ultraviolet rays was obtained as an average irradiation intensity of 254 nm light by measuring the light amount of 254 nm light with an ultraviolet integrating light meter (USHIO UIT-150). More specifically, the ultraviolet intensity meter was put in the surface treatment apparatus, the irradiation intensity was measured, and the value displayed on the meter was recorded every 10 seconds. Thereafter, the sum of the recorded values was divided by the ultraviolet irradiation time to obtain the average irradiation intensity.

紫外線照射した窒化ホウ素粒子をX線光電子分光装置(XPS)(島津/KRATOS社製:AXIS−HS)により、走査速度20eV/min(0.1eVステップ)で測定した。詳細な測定条件としては、X線源として、モノクロAl(管電圧;15kV、管電流;15mA)を使い、レンズ条件は、HYBRID(分析面積;600μm×1000μm)とし、分解能は、Pass Energy 40として測定した。測定により得られた、酸素、窒素、ホウ素及び炭素のピーク面積値をそれぞれの元素の感度係数で補正した。補正した、酸素、窒素、ホウ素及び炭素の総量に対する酸素の比を求めることにより、窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を測定した。表面の酸素原子濃度は、2.5at%であった。   The boron nitride particles irradiated with ultraviolet rays were measured with an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) (manufactured by Shimadzu / KRATOS: AXIS-HS) at a scanning speed of 20 eV / min (0.1 eV step). As detailed measurement conditions, monochrome Al (tube voltage: 15 kV, tube current: 15 mA) was used as the X-ray source, the lens conditions were HYBRID (analysis area; 600 μm × 1000 μm), and the resolution was Pass Energy 40. It was measured. The peak area values of oxygen, nitrogen, boron, and carbon obtained by measurement were corrected with the sensitivity coefficient of each element. The oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles was measured by obtaining the corrected ratio of oxygen to the total amount of oxygen, nitrogen, boron and carbon. The oxygen atom concentration on the surface was 2.5 at%.

測定により得られた、酸素、窒素、ホウ素及び炭素のピーク面積値にそれぞれの元素の感度係数で補正する方法は、具体的には、酸素に対しては、528eVから537eVのピーク面積値を、酸素に対する感度係数0.780で除し、窒素に対しては、395eVから402eVのピーク面積値を、窒素に対する感度係数0.477で除し、ホウ素に対しては、188eVから194eVのピーク面積値を、ホウ素に対する感度係数0.159で除し、炭素に対しては、282eVから289eVのピーク面積値を、炭素に対する感度係数0.278で除した。   Specifically, the method of correcting the peak area values of oxygen, nitrogen, boron, and carbon obtained by measurement with the sensitivity coefficient of each element is as follows. For oxygen, a peak area value of 528 eV to 537 eV is obtained. Divided by a sensitivity factor of 0.780 for oxygen, for nitrogen, the peak area value from 395 eV to 402 eV, divided by a sensitivity factor of 0.477 for nitrogen, and for boron, a peak area value of 188 eV to 194 eV Was divided by a sensitivity coefficient of 0.159 for boron, and for carbon, the peak area value from 282 eV to 289 eV was divided by a sensitivity coefficient of 0.278 for carbon.

紫外線照射した窒化ホウ素粒子、液晶性エポキシ樹脂(1−(3−メチル−4−オキシラニメトキシフェニル)−4−(オキシラニルメトキシフェニル)−1−シクロヘキセン、一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマー)(以下、「樹脂1」ともいう)と、硬化剤(1,5−ジアミノナフタレン)と、溶剤(シクロヘキサノン)と、を加えてエポキシ樹脂組成物を調製した。液晶性エポキシモノマー及び硬化剤の配合量は、液晶性エポキシモノマーのエポキシ基に対する硬化剤のアミンの活性水素のモル比が、1対1となるように調整した。また硬化後のエポキシ樹脂組成物における窒化ホウ素含有率が60質量%となるように窒化ホウ素の添加量を調整した。   Boron nitride particles irradiated with ultraviolet rays, liquid crystalline epoxy resin (1- (3-methyl-4-oxiranimethoxyphenyl) -4- (oxiranylmethoxyphenyl) -1-cyclohexene, represented by the general formula (1) A liquid crystal epoxy monomer (hereinafter also referred to as “resin 1”), a curing agent (1,5-diaminonaphthalene), and a solvent (cyclohexanone) were added to prepare an epoxy resin composition. The compounding amounts of the liquid crystalline epoxy monomer and the curing agent were adjusted so that the molar ratio of the active hydrogen of the amine of the curing agent to the epoxy group of the liquid crystalline epoxy monomer was 1: 1. Moreover, the addition amount of boron nitride was adjusted so that the boron nitride content rate in the epoxy resin composition after hardening might be 60 mass%.

調製したエポキシ樹脂組成物を、厚さ75μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、300μmの厚さで塗工した後、エポキシ樹脂組成物をPETフィルムで挟み、140℃、1MPa、2分間で真空プレスすることによりBステージシートを得た。   The prepared epoxy resin composition was coated on a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 75 μm at a thickness of 300 μm, and then the epoxy resin composition was sandwiched between the PET films and vacuumed at 140 ° C., 1 MPa for 2 minutes. A B stage sheet was obtained by pressing.

得られた半硬化物であるBステージシートの周期構造由来の回折角度を、広角X線回折装置(リガク製RINT2500HL)により測定した。詳細な測定条件としては、X線源として、Cuを用い、X線出力を50kV、250mAとし、発散スリット(DS)を1.0度とし、散乱スリット(SS)を1.0度とし、受光スリット(RS)を0.3mmとし、走査速度を1.0度/分として測定した。
測定した回折角度を、下記ブラッグの式で1周期の長さに換算した。
The diffraction angle derived from the periodic structure of the obtained B-stage sheet, which is a semi-cured product, was measured with a wide-angle X-ray diffractometer (RINT 2500HL manufactured by Rigaku). As detailed measurement conditions, Cu is used as the X-ray source, the X-ray output is 50 kV, 250 mA, the divergence slit (DS) is 1.0 degree, and the scattering slit (SS) is 1.0 degree. The slit (RS) was 0.3 mm, and the scanning speed was 1.0 degree / min.
The measured diffraction angle was converted into the length of one period by the following Bragg equation.

2dsinθ=nλ     2 dsin θ = nλ

ここで、dは1周期の長さ、θは回折角度、nは反射次数、λはX線波長(0.15406nm)を示している。   Here, d is the length of one period, θ is the diffraction angle, n is the reflection order, and λ is the X-ray wavelength (0.15406 nm).

得られたBステージシートの両面のPETフィルムを剥がし、代わりに表面が粗化された銅箔(古河電工社製、商品名:GTS)で挟み160℃で真空プレスを行い、銅箔に圧着させた。これを更に、140℃で2時間、更に190℃で2時間加熱することにより硬化させ、シート状の銅圧着硬化物を得た。   The PET film on both sides of the obtained B-stage sheet is peeled off. Instead, it is sandwiched between copper foils with a roughened surface (made by Furukawa Electric Co., Ltd., trade name: GTS), and vacuum-pressed at 160 ° C. to be crimped to the copper foil. It was. This was further cured by heating at 140 ° C. for 2 hours and further at 190 ° C. for 2 hours to obtain a sheet-like copper press-cured cured product.

得られた銅圧着硬化物の両面の銅箔を200g/Lの過硫酸アンモニウム及び5ml/Lの硫酸の混合溶液を用いた酸エッチングにより除去し、シート状のエポキシ樹脂硬化物を得た。   The copper foil on both sides of the obtained copper pressure-cured cured product was removed by acid etching using a mixed solution of 200 g / L ammonium persulfate and 5 ml / L sulfuric acid to obtain a sheet-shaped epoxy resin cured product.

得られたシート状のエポキシ樹脂硬化物を1cm角に切出し、熱拡散率を測定するための試験片とした。フラッシュ法装置(Bruker製、NETZSCH,nanoflash LFA447)を用いて、切出した試験片の熱拡散率を測定し、これにアルキメデス法により測定した密度とDSC法により測定した比熱とを乗じて、厚さ方向の熱伝導率を求めた。   The obtained sheet-like cured epoxy resin was cut into a 1 cm square and used as a test piece for measuring the thermal diffusivity. Using a flash method apparatus (manufactured by Bruker, NETZSCH, nanoflash LFA447), the thermal diffusivity of the cut specimen was measured, and this was multiplied by the density measured by the Archimedes method and the specific heat measured by the DSC method to obtain a thickness. The thermal conductivity in the direction was determined.

得られたシート状のエポキシ樹脂硬化物の周期構造由来の回折角度を、Bステージシートの場合と同様にして測定した。   The diffraction angle derived from the periodic structure of the obtained sheet-like cured epoxy resin was measured in the same manner as in the case of the B stage sheet.

エポキシ樹脂硬化物に含まれる窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度を測定するため、大気下において600℃で30分間加熱することにより樹脂分を分解させた。その後に残存した窒化ホウ素粒子の表面の酸素原子濃度をX線光電子分光装置(島津/KRATOS社製:AXIS−HS)により、走査速度20eV/min(0.1eVステップ)で測定した。得られた結果を表1に示す。   In order to measure the oxygen atom concentration on the surface of the boron nitride particles contained in the cured epoxy resin, the resin content was decomposed by heating at 600 ° C. for 30 minutes in the air. Thereafter, the oxygen atom concentration on the surface of the remaining boron nitride particles was measured with an X-ray photoelectron spectrometer (manufactured by Shimadzu / KRATOS: AXIS-HS) at a scanning speed of 20 eV / min (0.1 eV step). The obtained results are shown in Table 1.

詳細な測定条件としては、X線源として、モノクロAl(管電圧;15kV、管電流;15mA)を使い、レンズ条件は、HYBRID(分析面積;600×1000μm)とし、分解能は、Pass Energy 40とした。   As detailed measurement conditions, monochrome Al (tube voltage: 15 kV, tube current: 15 mA) was used as the X-ray source, the lens conditions were HYBRID (analysis area: 600 × 1000 μm), and the resolution was Pass Energy 40. did.

(実施例2)
実施例1において、紫外線照射時間を20分としたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 2)
In Example 1, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the ultraviolet irradiation time was 20 minutes. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(実施例3)
実施例1において、紫外線照射時間を30分としたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 3)
In Example 1, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the ultraviolet irradiation time was 30 minutes. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(実施例4)
実施例3において、紫外線照射処理の前処理として、150℃の恒温槽で10分間熱処理をしたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
Example 4
In Example 3, as a pretreatment for the ultraviolet irradiation treatment, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the heat treatment was performed in a thermostatic bath at 150 ° C. for 10 minutes. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(実施例5)
実施例4において、熱処理の温度を250℃としたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 5)
In Example 4, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the heat treatment temperature was 250 ° C. Using the treated boron nitride particles, a cured epoxy resin was produced in the same manner as in Example 1, and the length of one cycle and the thermal conductivity were determined.

(実施例6)
実施例5において、熱処理の時間を30分としたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 6)
In Example 5, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the heat treatment time was 30 minutes. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(実施例7)
実施例1において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例1と同様に紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 7)
In Example 1, after adding alumina particles having a volume average particle diameter of 0.4 μm (trade name: AA04) to boron nitride particles having a volume average particle diameter of 40 μm, ultraviolet irradiation is performed in the same manner as in Example 1. The epoxy resin composition was obtained in the same manner except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass. . Using the obtained epoxy resin composition, a B stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(実施例8)
実施例2において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例2と同様に紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例2と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 8)
In Example 2, after adding alumina particles having a volume average particle diameter of 0.4 μm (trade name: AA04) to boron nitride particles having a volume average particle diameter of 40 μm, ultraviolet irradiation was performed in the same manner as in Example 2. The epoxy resin composition was obtained in the same manner except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass. . Using the obtained epoxy resin composition, a B stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 2, and the length of one cycle and the thermal conductivity were determined.

(実施例9)
実施例3において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例3と同様に紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例3と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
Example 9
In Example 3, after adding alumina particles (Sumitomo Chemical Co., Ltd., trade name: AA04) having a volume average particle diameter of 0.4 μm to boron nitride particles having a volume average particle diameter of 40 μm, ultraviolet irradiation was performed in the same manner as in Example 3. The epoxy resin composition was obtained in the same manner except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass. . Using the obtained epoxy resin composition, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 3, and the length of one cycle and the thermal conductivity were determined.

(実施例10)
実施例4において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例4と同様に熱処理と紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例4と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 10)
In Example 4, after adding alumina particles having a volume average particle size of 0.4 μm (trade name: AA04) to boron nitride particles having a volume average particle size of 40 μm, heat treatment is performed in the same manner as in Example 4. The epoxy resin composition was prepared in the same manner as above except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass after UV irradiation. Obtained. Using the obtained epoxy resin composition, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 4, and the length of one cycle and the thermal conductivity were determined.

(実施例11)
実施例5において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例5と同様に熱処理と紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例5と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 11)
In Example 5, after adding alumina particles having a volume average particle size of 0.4 μm (trade name: AA04) to boron nitride particles having a volume average particle size of 40 μm, heat treatment is performed in the same manner as in Example 5. The epoxy resin composition was prepared in the same manner as above except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass after UV irradiation. Obtained. Using the obtained epoxy resin composition, a B stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 5, and the length of one cycle and the thermal conductivity were determined.

(実施例12)
実施例6において、体積平均粒子径40μmの窒化ホウ素粒子に、体積平均粒子径0.4μmのアルミナ粒子(住友化学社製、商品名:AA04)を加えた後、実施例6と同様に熱処理と紫外線照射を施し、硬化後の樹脂における窒化ホウ素含有量が60質量%、アルミナ粒子含有量が20質量%となるようにエポキシ樹脂組成物を調製したこと以外は同様の方法でエポキシ樹脂組成物を得た。得られたエポキシ樹脂組成物を用いて、実施例6と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Example 12)
In Example 6, after adding alumina particles having a volume average particle diameter of 0.4 μm (trade name: AA04) to boron nitride particles having a volume average particle diameter of 40 μm, heat treatment is performed in the same manner as in Example 6. The epoxy resin composition was prepared in the same manner as above except that the epoxy resin composition was prepared so that the boron nitride content in the cured resin was 60% by mass and the alumina particle content was 20% by mass after UV irradiation. Obtained. Using the obtained epoxy resin composition, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were produced in the same manner as in Example 6, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(比較例1)
実施例6において、液晶性エポキシ樹脂(1−(3−メチル−4−オキシラニメトキシフェニル)−4−(オキシラニメトキシフェニル)−1−シクロヘキセンをエポキシモノマー(三菱化学製:jER828、一般式(1)とは異なる)に代えたこと以外は同様に実施例6と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、実施例1と同様に1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 1)
In Example 6, a liquid crystalline epoxy resin (1- (3-methyl-4-oxiranimethoxyphenyl) -4- (oxiranimethoxyphenyl) -1-cyclohexene was replaced with an epoxy monomer (Mitsubishi Chemical: jER828, general formula ( A B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 6 except that the difference was changed to 1), which was different from 1), and the length and thermal conductivity of one cycle were determined in the same manner as in Example 1. .

(比較例2)
窒化ホウ素粒子を処理せずに、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 2)
Without treating the boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(比較例3)
実施例1において、紫外線照射時間を6秒としたこと以外は同様の方法で窒化ホウ素粒子の処理を行った。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 3)
In Example 1, the boron nitride particles were treated in the same manner except that the ultraviolet irradiation time was 6 seconds. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(比較例4)
窒化ホウ素粒子に150℃の恒温槽で10分間熱処理をした。処理した窒化ホウ素粒子を用いて、実施例1と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 4)
The boron nitride particles were heat-treated in a constant temperature bath at 150 ° C. for 10 minutes. Using the treated boron nitride particles, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 1, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(比較例5)
窒化ホウ素粒子とアルミナ粒子を加熱処理も紫外線照射処理も行わずに、実施例7と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 5)
B stage sheet and cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 7 without heating treatment and ultraviolet irradiation treatment of boron nitride particles and alumina particles, and the length and thermal conductivity of one cycle were obtained.

(比較例6)
実施例7において、窒化ホウ素粒子とアルミナ粒子の紫外線照射時間を6秒としたこと以外は同様の方法で粒子の処理を行った。実施例7と同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 6)
In Example 7, the particles were treated in the same manner except that the ultraviolet irradiation time of boron nitride particles and alumina particles was set to 6 seconds. A B stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner as in Example 7, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined.

(比較例7)
実施例7において、紫外線照射の代わりに150℃の恒温槽で10分間熱処理をしたこと以外は同様にBステージシート及びエポキシ樹脂硬化物を作製し、1周期の長さ及び熱伝導率を求めた。
(Comparative Example 7)
In Example 7, a B-stage sheet and a cured epoxy resin were prepared in the same manner except that heat treatment was performed for 10 minutes in a thermostatic bath at 150 ° C. instead of ultraviolet irradiation, and the length and thermal conductivity of one cycle were determined. .

表1より、比較例1のエポキシモノマーが液晶性でないために周期構造が確認されないのに対し、実施例1〜6は、エポキシ樹脂硬化物が1周期あたり2.5nmの周期構造を有し、熱伝導率が高くなっていることが分かる。
また、表面の酸素原子濃度が1.5at%未満である窒化ホウ素粒子を用いた比較例2〜4、更には比較例5〜7では、周期構造が確認されなかった。そして、実施例1〜12と比較例2〜7を比べると、実施例1〜12のいずれの実施例も比較例2〜7のいずれの比較例よりも熱伝導率が高い。よって、表面の酸素原子濃度が1.5at%未満の窒化ホウ素粒子が存在すると、液晶性エポキシ樹脂が周期構造を形成しなくなってしまうため、熱伝導率が低下することが分かる。
From Table 1, since the epoxy monomer of Comparative Example 1 is not liquid crystalline, the periodic structure is not confirmed, whereas in Examples 1 to 6, the cured epoxy resin has a periodic structure of 2.5 nm per period, It can be seen that the thermal conductivity is high.
In Comparative Examples 2 to 4, and further Comparative Examples 5 to 7 using boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of less than 1.5 at%, no periodic structure was confirmed. And when Examples 1-12 are compared with Comparative Examples 2-7, any Example of Examples 1-12 has higher thermal conductivity than any Comparative Example of Comparative Examples 2-7. Therefore, it can be seen that when boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of less than 1.5 at% are present, the liquid crystalline epoxy resin does not form a periodic structure, so that the thermal conductivity is lowered.

Claims (16)

表面の酸素原子濃度が1.5at%以上の窒化ホウ素粒子と、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシモノマーと、硬化剤と、を含むエポキシ樹脂組成物。


〔一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群(I)より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは各々独立に0〜4の整数を示し、kは0〜7の整数を示し、mは0〜8の整数を示し、lは0〜12の整数を示す。〕

An epoxy resin composition comprising boron nitride particles having a surface oxygen atom concentration of 1.5 at% or more, a liquid crystalline epoxy monomer represented by the following general formula (1), and a curing agent.


[In General Formula (1), X represents a linking group composed of at least one selected from the group (I) consisting of a single bond or a divalent group represented by the following chemical formula. Y is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group. Indicates. n independently represents an integer of 0 to 4, k represents an integer of 0 to 7, m represents an integer of 0 to 8, and l represents an integer of 0 to 12. ]

前記窒化ホウ素粒子の含有率が、全固形分中20質量%〜95質量%である請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the content of the boron nitride particles is 20% by mass to 95% by mass in the total solid content. 前記窒化ホウ素粒子が、波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物。 3. The epoxy resin composition according to claim 1, wherein the boron nitride particles are irradiated with 100 mJ / cm 2 or more of light including ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm. 前記窒化ホウ素粒子が、60℃〜400℃で1分以上熱処理され、且つ波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる請求項1又は請求項2に記載のエポキシ樹脂組成物。 3. The epoxy resin according to claim 1, wherein the boron nitride particles are heat-treated at 60 ° C. to 400 ° C. for 1 minute or longer and irradiated with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm for 100 mJ / cm 2 or more. Composition. アルミナ粒子を含有しない、又はアルミナ粒子を含有し、前記アルミナ粒子の含有率が70質量%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the epoxy resin composition does not contain alumina particles or contains alumina particles, and the content of the alumina particles is 70% by mass or less. 前記アルミナ粒子が、波長150nm〜400nmの紫外線を含む光を100mJ/cm以上照射されてなる請求項5に記載のエポキシ樹脂組成物。 The epoxy resin composition according to claim 5, wherein the alumina particles are irradiated with light containing ultraviolet rays having a wavelength of 150 nm to 400 nm at 100 mJ / cm 2 or more. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化物である熱伝導材料前駆体。   The heat conductive material precursor which is a semi-hardened | cured material of the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6. 前記半硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する請求項7に記載の熱伝導材料前駆体。   The heat conductive material precursor according to claim 7, wherein the semi-cured product has a periodic structure having a length of one cycle of 2 nm to 3 nm. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート。   The B stage sheet | seat which is a sheet-like semicured material of the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6. 前記エポキシ樹脂組成物のシート状の半硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する請求項9に記載のBステージシート。   The B-stage sheet according to claim 9, wherein the sheet-like semi-cured product of the epoxy resin composition has a periodic structure having a period of 2 nm to 3 nm. 繊維基材と、前記繊維基材に含浸された請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の半硬化物と、を有するプリプレグ。   The prepreg which has a fiber base material and the semi-hardened | cured material of the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6 impregnated in the said fiber base material. 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物である熱伝導材料。   The heat conductive material which is a hardened | cured material of the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6. 前記エポキシ樹脂組成物の硬化物は、1周期の長さが2nm〜3nmの周期構造を有する請求項12に記載の熱伝導材料。   The thermally conductive material according to claim 12, wherein the cured product of the epoxy resin composition has a periodic structure having a length of one cycle of 2 nm to 3 nm. 被着材と、
前記被着材上に設けられた、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項9又は請求項10に記載のBステージシート、及び請求項11に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有する積層板。
A substrate,
The resin layer comprised from the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6 provided on the said adherend, The B stage sheet | seat of Claim 9 or Claim 10, And a cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of the prepreg according to claim 11;
A laminate having
金属箔と、
金属板と、
前記金属箔と前記金属板との間に配置される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項9又は請求項10に記載のBステージシート、及び請求項11に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有する金属基板。
Metal foil,
A metal plate,
The resin layer comprised from the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6 arrange | positioned between the said metal foil and the said metal plate, Claim 9 or Claim 10. A cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of the B stage sheet of claim 11 and the prepreg according to claim 11;
A metal substrate.
配線層と、
金属板と、
前記配線層と前記金属板との間に配置される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のエポキシ樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項9又は請求項10に記載のBステージシート、及び請求項11に記載のプリプレグからなる群より選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、
を有するプリント配線板。
A wiring layer;
A metal plate,
The resin layer comprised from the epoxy resin composition of any one of Claims 1-6 arrange | positioned between the said wiring layer and the said metal plate, Claim 9 or Claim 10. A cured layer of at least one resin-containing layer selected from the group consisting of the B stage sheet of claim 11 and the prepreg according to claim 11;
A printed wiring board having:
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