JP2021193176A - Polymerizable compound, electronic component composition, and electronic component material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器の内部に生じた熱を効率よく伝導する放熱部材用組成物、およびこれに用いられる液晶性を有する重合性化合物に関する。 The present invention relates to a composition for a heat radiating member that efficiently conducts heat generated inside an electronic device, and a polymerizable compound having a liquid crystal display used therein.
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電力制御用の半導体素子や、高速コンピューター用のCPUなどにおいて、内部の半導体の温度が高くなり過ぎないように、パッケージ材料の高熱伝導化が望まれている。すなわち半導体チップから発生した熱を効果的に外部に放出させる能力が重要になっている。 In recent years, in semiconductor elements for power control such as hybrid vehicles and electric vehicles, CPUs for high-speed computers, and the like, it has been desired to increase the thermal conductivity of packaging materials so that the temperature of internal semiconductors does not become too high. That is, the ability to effectively release the heat generated from the semiconductor chip to the outside is important.
このような放熱問題を解決する方法としては、発熱部位に高熱伝導性材料(放熱部材)を接触させて熱を外部に導き、放熱する方法が挙げられる。熱伝導性が高い材料としては、金属や金属酸化物などの無機材料が挙げられる。しかし、このような無機材料は、加工性や絶縁性などに問題があり、単独で半導体パッケージの充填材に使用することは非常に難しい。そのため、これら無機材料と樹脂を複合化し、高熱伝導化した放熱部材の開発が行われている。 As a method for solving such a heat dissipation problem, there is a method in which a high thermal conductive material (heat dissipation member) is brought into contact with a heat generating portion to guide heat to the outside and dissipate heat. Examples of the material having high thermal conductivity include inorganic materials such as metals and metal oxides. However, such an inorganic material has problems in processability and insulating property, and it is very difficult to use it alone as a filler for a semiconductor package. Therefore, a heat radiating member which is made of a composite of these inorganic materials and a resin and has high thermal conductivity is being developed.
複合材の高熱伝導化は、一般的に、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの汎用樹脂に、金属充填材などの無機充填材を多量に添加することにより行われてきた。しかし、無機充填材の熱伝導率は物質固有の値であり上限が決まっている。そのため、樹脂の熱伝導率を向上させることで、複合材のこれを行う方法が広く試みられている。これを実際に行う手段としては、例えば、液晶性を有するオキシラン化合物を用いる方法が知られている。 High thermal conductivity of composite materials has generally been achieved by adding a large amount of inorganic fillers such as metal fillers to general-purpose resins such as polyethylene resins, polyamide resins, polystyrene resins, acrylic resins and epoxy resins. rice field. However, the thermal conductivity of the inorganic filler is a value peculiar to the substance and the upper limit is set. Therefore, a method for performing this in a composite material by improving the thermal conductivity of the resin has been widely attempted. As a means for actually performing this, for example, a method using an oxylan compound having a liquid crystallinity is known.
特許文献1には、グリシジルオキシを2つ有するターフェニル化合物が開示されている。また特許文献2には、グリシジルオキシを3つ有するターフェニル化合物が開示されている。しかしながら該特許文献に開示されている化合物は、液晶温度が無く、融点も117℃以上の高い温度であった。 Patent Document 1 discloses a terphenyl compound having two glycidyloxy. Further, Patent Document 2 discloses a terphenyl compound having three glycidyloxy. However, the compound disclosed in the patent document has no liquid crystal temperature and has a melting point as high as 117 ° C. or higher.
本発明の課題は、液晶性があり融点が低い、ターフェニル骨格を有する化合物を提供する。また、該化合物を用いた、熱伝導率の高い樹脂材料を提供する事である。 An object of the present invention is to provide a compound having a terphenyl skeleton, which has a liquid crystallinity and a low melting point. Another object of the present invention is to provide a resin material having a high thermal conductivity using the compound.
本発明者らは、以下の式(1)で表される化合物が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
式(1)中、Rceは独立して、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基であり、R1は独立して、水素、炭素数1から8のアルキル、または−ORceである。
The present inventors have found that the compound represented by the following formula (1) solves the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
In formula (1), R ce is independently a group having 4 to 12 carbon atoms containing oxylanyl or oxetanyl, and R 1 is independently being hydrogen, an alkyl having 1 to 8 carbon atoms, or −OR ce . be.
式(1)で表される化合物を原料とした組成物は、それ自体または該組成物を硬化する際に、液晶性を発現し易い。そのため、硬化物は高い熱伝導性を持つ。また式(1)で表される化合物を原料とした組成物は、ペースト化しやすい。そこで、パワー半導体用などの放熱材料として、好適に使用する事が出来る。 A composition made from a compound represented by the formula (1) tends to exhibit liquid crystallinity when itself or when the composition is cured. Therefore, the cured product has high thermal conductivity. Further, the composition using the compound represented by the formula (1) as a raw material is easy to be made into a paste. Therefore, it can be suitably used as a heat radiating material for power semiconductors and the like.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するまた、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. Further, the present invention is not limited to the following embodiments.
本発明は、下記の項などである。
[1] 式(1)で表される化合物。
式(1)中、Rceは独立して、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基であり、R1は独立して、水素、炭素数1から8のアルキル、または−ORceである。
The present invention includes the following items.
[1] A compound represented by the formula (1).
In formula (1), R ce is independently a group having 4 to 12 carbon atoms containing oxylanyl or oxetanyl, and R 1 is independently being hydrogen, an alkyl having 1 to 8 carbon atoms, or −OR ce . be.
[2] 式(1)で表される化合物および硬化剤を含む組成物。 [2] A composition containing a compound represented by the formula (1) and a curing agent.
[3] 硬化促進剤をさらに含む、項[2]に記載の組成物。 [3] The composition according to item [2], further comprising a curing accelerator.
[4] 硬化剤が、芳香族1級アミン、脂肪族1級アミン、2級アミノを分子骨格に2つ以上持つ芳香族、または2級アミノを分子骨格に2つ以上持つ脂肪族アミンである項[2]または[3]に記載の組成物。 [4] The curing agent is an aromatic amine having two or more aromatic primary amines, an aliphatic primary amine, and a secondary amino in the molecular skeleton, or an aliphatic amine having two or more secondary aminos in the molecular skeleton. The composition according to item [2] or [3].
[5] 硬化剤が、式(2−1)または(2−2)で表される、少なくとも1つの化合物である、項[4]に記載の組成物。
E1−Z−(L−Z)n−E1 (2−1)
L1−Z−E (2−2)
式(2−1)および(2−2)中、
Zは独立して、単結合、−O−、−NH−、−S−、−SO2−、−CO2−、または炭素数1〜12のアルキレンであり、
式(2−1)中、
Lは独立して、単結合、シクロヘキシレン、フェニレン、またはナフタレンであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
E1は独立して、アミノ、炭素数1〜10のアルキルアミノ、水酸基、又はカルボキシであり、少なくとも1つのEは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノであり、
nは、0〜7の整数である。
式(2−2)中、
L1は、水素、シクロヘキシル、フェニル、またはナフチルであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
Eは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノである。
[5] The composition according to item [4], wherein the curing agent is at least one compound represented by the formula (2-1) or (2-2).
E 1 -Z- (L-Z) n-E 1 (2-1)
L 1 -Z-E (2-2)
In equations (2-1) and (2-2),
Z is independently a single bond, -O-, -NH-, -S-, -SO 2- , -CO 2- , or an alkylene with 1-12 carbon atoms.
In equation (2-1),
L is independently a single bond, cyclohexylene, phenylene, or naphthalene, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E 1 is independently an amino, an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, or a carboxy, and at least one E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
n is an integer from 0 to 7.
In equation (2-2),
L 1 is hydrogen, cyclohexyl, phenyl, or naphthyl, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
[6] 硬化剤が、分子骨格に−OHを2つ以上持つフェノール類、またはそのフェノール類中の−OHの少なくとも1つが短鎖のエステルとなる化合物である、項[2]または[3]に記載の組成物。
(短鎖のエステルとは、以下の(3−E)で表される基が、OH基のHに置換した構造である。
式中R13は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基を表し、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基は、分岐鎖であってもよい。*は結合位置を表す。)
[6] Item [2] or [3], wherein the curing agent is a phenol having two or more -OH in the molecular skeleton, or a compound in which at least one of -OH in the phenol is a short-chain ester. The composition according to.
(The short-chain ester is a structure in which the group represented by (3-E) below is replaced with H of the OH group.
In the formula, R 13 represents a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, or hexyl group, and the propyl, butyl, pentyl, or hexyl group may be a branched chain. * Represents the bond position. )
[7] 硬化剤が、式(3−1)から(3−7)で表される少なくとも1つの化合物、またはその化合物中の−OHの少なくとも1つが短鎖のエステルとなる化合物である、項[6]に記載の組成物。
式(3−1)中、
n31は2以上4以下の整数であり;
環Bは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、または9,9‐ジフェニルフルオレンであり、これら環Bにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のアルコキシで置き換えられてもよい。
式(3−2)中、
n32およびn33は独立して、1〜3の整数であり;
Z30は、単結合、炭素数1〜10のアルキレン、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−、−S−、または−SO2−を表し、
ベンゼン環上の、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキルまたは炭素数2〜3のアルケニルで置き換えられてもよい。
式(3−3)および式(3−4)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、n35およびn36は独立して、0または1であり、n34が2以上の場合、このn35およびn36は繰り返し毎に異なってもよく、
式(3−4)中、
R10およびR11は独立して、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニレン、またはシクロペンタジエニレンを表し、
式(3−5)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
式(3−6)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
Z31は独立して、単結合、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−を表し、n34は1から5000以下の整数を表す。
式(3−7)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、R12は水素またはメチルである。
これら式(3−3)から式(3−7)中の芳香環上の少なくとも1つの水素はメチルで置き換えられてもよい。
短鎖のエステルとは、以下の(3−E)で表される基が、OH基のHに置換した構造である。
式中R13は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基を表し、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基は、分岐鎖であっても良く、*は結合位置を表す。
[7] The term, wherein the curing agent is at least one compound represented by the formulas (3-1) to (3-7), or a compound in which at least one of -OH in the compound is a short-chain ester. The composition according to [6].
In equation (3-1),
n31 is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to 4.
Ring B is benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, or 9,9-diphenylfluorene, in which at least one hydrogen is an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkoxy having 1-3 carbon atoms. It may be replaced.
In equation (3-2),
n32 and n33 are independently integers 1-3;
Z 30 is a single bond, alkylene with 1 to 10 carbon atoms, -CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -O-, -S-, or. Represents −SO 2 −
At least one hydrogen on the benzene ring may be replaced with an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkenyl having 2-3 carbon atoms.
In equations (3-3) and (3-4),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less, n35 and n36 are independently 0 or 1, and when n34 is 2 or more, these n35 and n36 may be different for each iteration.
In equation (3-4),
R 10 and R 11 independently represent 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, or cyclopentadienylene.
In equation (3-5),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
In equation (3-6),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
Z 31 independently represents a single bond, −CH (CH 3 ) −, −C (CH 3 ) 2 −, and n34 represents an integer from 1 to 5000 or less.
In equation (3-7),
n34 is an integer between 1 and 5000, inclusive, R 12 is hydrogen or methyl.
At least one hydrogen on the aromatic ring in these formulas (3-3) to (3-7) may be replaced with methyl.
The short-chain ester has a structure in which the group represented by (3-E) below is replaced with H of the OH group.
In the formula, R 13 represents a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, or hexyl group, the propyl, butyl, pentyl, or hexyl group may be a branched chain, and * represents a bond position.
[8] 硬化剤が、シアネートエステルを含む化合物である、項[2]または[3]に記載の組成物。 [8] The composition according to Item [2] or [3], wherein the curing agent is a compound containing a cyanate ester.
[9] 硬化剤が、カルボン酸、カルボン酸エステル、酸無水物、またはチオールを含む化合物である、項[2]または[3]に記載の組成物。 [9] The composition according to Item [2] or [3], wherein the curing agent is a compound containing a carboxylic acid, a carboxylic acid ester, an acid anhydride, or a thiol.
[10] 無機フィラーをさらに含む、項[2]から[9]のいずれか1項に記載の組成物。 [10] The composition according to any one of Items [2] to [9], further comprising an inorganic filler.
[11] 無機フィラーが酸化アルミニウム、窒化ホウ素、または窒化アルミニウムである、項[10]に記載の組成物。 [11] The composition according to item [10], wherein the inorganic filler is aluminum oxide, boron nitride, or aluminum nitride.
[12] 項[2]から[11]のいずれか1項に記載の組成物を硬化させた電子部品用材料。 [12] A material for electronic components obtained by curing the composition according to any one of items [2] to [11].
「環の少なくとも1つの水素は、又は炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく」の句は、例えば1,4−フェニレンの2,3,5,6位の水素の少なくとも1つがフッ素やメチル等の置換基で置き換えられた場合の態様を意味する。
「化合物(1)」は、式(1)で表される化合物を意味し、また、式(1)で表される化合物の少なくとも1種を意味することもある。
The phrase "at least one hydrogen in the ring may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms" states that, for example, at least one of the hydrogens at positions 2, 3, 5, and 6 of 1,4-phenylene is fluorine. It means an embodiment when it is replaced with a substituent such as or methyl.
"Compound (1)" means a compound represented by the formula (1), and may also mean at least one kind of the compound represented by the formula (1).
本発明者らは、以下の式(1)で表される化合物が、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。
式(1)中、Rceは独立して、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基であり、R1は独立して、水素、炭素数1から8のアルキル、またはORceである。
The present inventors have found that the compound represented by the following formula (1) solves the above-mentioned problems, and have completed the present invention.
In formula (1), R ce is independently a group of 4 to 12 carbon atoms containing oxylanyl or oxetanyl, and R 1 is independently hydrogen, an alkyl having 1 to 8 carbon atoms, or OR ce . ..
式(1)において、Rceは、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基である。このとき、本発明硬化物の耐熱性を向上させるためには、Rceとして、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から6の基を選択する事が好ましい。また本発明組成物の液晶性を向上させ、熱伝導率を向上させるためには、Rceとして、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数7から12の基を選択する事が好ましい。 In formula (1), R ce is a group having 4 to 12 carbon atoms containing oxylanyl or oxetanyl. At this time, in order to improve the heat resistance of the present invention cured product, as R ce, it is preferable to select a group from 4 to 6 carbon atoms containing oxiranyl or oxetanyl. The improved liquid crystallinity of the composition of the present invention, in order to improve the thermal conductivity, as R ce, it is preferable to select a group having 7 to 12 carbons containing oxiranyl or oxetanyl.
R1は、水素、炭素数1から8のアルキル、または−ORceである。本発明硬化物の耐熱性を向上させるためには、R1として、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基を選択する事が好ましい。このとき、本発明組成物の液晶性を向上させ、熱伝導率を向上させるためには、R1基として、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から6の基を選択する事が好ましい。 R 1 is hydrogen, alkyl or -OR, ce from 1 to 8 carbon atoms. In order to improve the heat resistance of the present invention cured product, as R 1, it is preferable to select the number 4 to 12 of the group having a carbon containing oxiranyl or oxetanyl. At this time, to improve the liquid crystal of the present invention the composition, in order to improve the thermal conductivity, as a group R, it is preferable to select the number 4-6 groups carbons that includes oxiranyl or oxetanyl.
本発明組成物の液晶性を大きく向上させ、熱伝導率を大きく向上させるためには、R1基として、炭素数1から5のアルキルを選択する事が好ましく、炭素数1から3のアルキルを選択する事がさらに好ましい。また本発明組成物の相溶性を向上させ、保存時に結晶の析出を防ぐためには、R1基として、炭素数3から8のアルキルを選択する事が好ましい。 In order to greatly improve the liquid crystallinity and the thermal conductivity of the composition of the present invention, it is preferable to select an alkyl having 1 to 5 carbon atoms as the R 1 group, and an alkyl having 1 to 3 carbon atoms is used. It is more preferable to select. Further to improve the compatibility of the composition of the present invention, in order to prevent the precipitation of crystals during storage as 1 group R, it is preferable to select an alkyl of from 3 to 8 carbon atoms.
R1は、3つのベンゼン環のどの位置に置き換えられてもよい。このとき、組成物の液晶性を大きく向上させ、熱伝導率を大きく向上させるためには、−ORceの隣接位以外に位置させる事が好ましい。 R 1 may be replaced at any position on the three benzene rings. At this time, in order to greatly improve the liquid crystal property of the composition and greatly improve the thermal conductivity, it is preferable to position the composition in a position other than the position adjacent to −OR ce.
上記のように、本発明の式(1)で表される化合物は、液晶性があり融点が低い。Rce、またはR1として−ORceを選択する場合、200℃以下の比較的低い温度で硬化出来る事から、これらの基としては、オキシラニルを選択する事が好ましい。 As described above, the compound represented by the formula (1) of the present invention is liquid crystal and has a low melting point. When -OR ce is selected as R ce or R 1, it is preferable to select oxylanyl as these groups because it can be cured at a relatively low temperature of 200 ° C. or lower.
本発明の組成物は、本発明重合性化合物、硬化剤、および必要に応じて添加される硬化促進剤を含む事を特徴とする。このような本発明の組成物は液晶性を呈し易い。さらにこの状態を保ったまま硬化させる事により、硬化物中の分子骨格同士の絡みが緩和される。結果として、熱を効率よく伝導させる材料を与える。 The composition of the present invention is characterized by containing the polymerizable compound of the present invention, a curing agent, and a curing accelerator added as needed. Such a composition of the present invention tends to exhibit liquid crystallinity. Further, by curing while maintaining this state, the entanglement between the molecular skeletons in the cured product is alleviated. As a result, it provides a material that conducts heat efficiently.
本発明の組成物は、上記式(1)で表される化合物を含む事を特徴とする。式(1)の化合物は1種類または複数を使用してもよい。組成物の液晶性を喪失させない限りにおいては、その他の公知のオキシラニル化合物を併用する事が出来る。このような化合物としては、以下のような式(o−1)から式(o−5)で表す事が出来る液晶性オキシラニル化合物を好ましく用いる事が出来る。 The composition of the present invention is characterized by containing the compound represented by the above formula (1). One kind or a plurality of compounds of the formula (1) may be used. Other known oxylanyl compounds can be used in combination as long as the liquid crystallinity of the composition is not lost. As such a compound, a liquid crystalline oxylanyl compound that can be represented by the following formulas (o-1) to (o-5) can be preferably used.
また上記他のオキシラニル化合物としては、以下の式(o−7)から式(o−21)で表される非液晶性オキシラニル化合物が好ましく用いられる。
As the other oxylanyl compound, a non-liquid crystal oxylanyl compound represented by the following formulas (o-7) to (o-21) is preferably used.
式(o−12)において、Z10は単結合、−CH2−、−O−、−S−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−SO2−、−C(CF3)2−を表す。
In equation (o-12), Z 10 is a single bond, -CH 2- , -O-, -S-, -CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2- , -SO 2 -,- Represents C (CF 3 ) 2 −.
式(o−13)および式(o−14)において、Z11は>CH−または>C(CH3)−を表す。
In equations (o-13) and (o-14), Z 11 represents> CH- or> C (CH 3 )-.
また上記他のオキシラニル化合物としては、以下の式(o−23)〜式(o−25)で表される構造の樹脂も好ましく用いられる。
Further, as the above-mentioned other oxylanyl compound, a resin having a structure represented by the following formulas (o-23) to (o-25) is also preferably used.
式(o−23)中、Z12およびZ13は単結合、−CH2−、−O−、−S−、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−SO2−、−C(CF3)2−を表し、n21は1から5000以下の整数を表し、
式(o−24)および式(o−25)中、n21は1から5000以下の整数を表し、n22およびn23は0または1を表し、n21が2以上の場合、n22およびn23は繰り返し毎に異なってもよく、
式(o−25)中、R10およびR11は1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニレン、またはシクロペンタジエニレンを表し、
またこれら式(o−24)から式(o−25)中の芳香環上の水素はメチルで置き換えられてもよい。
In equation (o-23), Z 12 and Z 13 are single bonds, -CH 2- , -O-, -S-, -CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2- , -SO 2 -, -C (CF 3 ) 2- represents, n21 represents an integer from 1 to 5000 or less.
In equations (o-24) and (o-25), n21 represents an integer from 1 to 5000, n22 and n23 represent 0 or 1, and when n21 is 2 or greater, n22 and n23 represent every iteration. May be different,
In formula (o-25), R 10 and R 11 represent 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, or cyclopentadienylene.
Further, the hydrogen on the aromatic ring in these formulas (o-24) to (o-25) may be replaced with methyl.
式(o−26)および式(o−27)中、n21は1から5000以下の整数を表す。式(o−27)中、Z14は単結合、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−を表す。
またこれら式(o−26)および式(o−27)中の芳香環上の水素はメチルで置き換えられてもよい。
In equations (o-26) and (o-27), n21 represents an integer from 1 to 5000 or less. In equation (o-27), Z 14 represents a single bond, −CH (CH 3 ) −, −C (CH 3 ) 2 −.
Further, hydrogen on the aromatic ring in these formulas (o-26) and (o-27) may be replaced with methyl.
式(1)の化合物に対する、このような公知のオキシラニル化合物の含有量は、組成物またはその硬化物が所望の特性を発現する限りにおいて、特に制限は無い。すなわちオキシラニル化合物の全重量に対し、0.1重量%から80重量%の間で使用する事が出来る。このとき本発明の効果を発現させるためには、0.1重量%から60重量%の間で使用する事が好ましく、0.1重量%から50重量%の間で使用する事がさらに好ましい。 The content of such a known oxylanyl compound with respect to the compound of the formula (1) is not particularly limited as long as the composition or a cured product thereof exhibits desired properties. That is, it can be used between 0.1% by weight and 80% by weight with respect to the total weight of the oxylanyl compound. At this time, in order to exhibit the effect of the present invention, it is preferable to use it between 0.1% by weight and 60% by weight, and it is more preferable to use it between 0.1% by weight and 50% by weight.
[硬化剤]
本発明の組成物において、硬化剤としては、公知のアミン、フェノール、シアネートエステル、カルボン酸、カルボン酸エステル、酸無水物、またはチオールなどの化合物を使用する事が出来る。
[Curing agent]
In the composition of the present invention, as the curing agent, known compounds such as amine, phenol, cyanate ester, carboxylic acid, carboxylic acid ester, acid anhydride, and thiol can be used.
アミン系硬化剤としては、組成物の液晶性を大きく損なう事がなく、容易に入手出来る事から、下記式(2−1)または(2−2)で表される少なくとも1つの化合物である事が好ましい。
E1−Z−(L−Z)n−E1 (2−1)
L1−Z−E (2−2)
The amine-based curing agent is at least one compound represented by the following formula (2-1) or (2-2) because it is easily available without significantly impairing the liquid crystallinity of the composition. Is preferable.
E 1 -Z- (L-Z) n-E 1 (2-1)
L 1 -Z-E (2-2)
式(2−1)および(2−2)中、
Zは独立して、単結合、−O−、−NH−、−S−、−SO2−、−CO2−、または炭素数1〜12のアルキレンであり、
式(2−1)中、
Lは独立して、単結合、シクロヘキシレン、フェニレン、またはナフタレンであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
E1は独立して、アミノ、炭素数1〜10のアルキルアミノ、水酸基、又はカルボキシであり、少なくとも1つのEは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノであり、
nは、0〜7の整数である。
式(2−2)中、
L1は、水素、シクロヘキシル、フェニル、またはナフチルであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
Eは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノである。
In equations (2-1) and (2-2),
Z is independently a single bond, -O-, -NH-, -S-, -SO 2- , -CO 2- , or an alkylene with 1-12 carbon atoms.
In equation (2-1),
L is independently a single bond, cyclohexylene, phenylene, or naphthalene, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E 1 is independently an amino, an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, or a carboxy, and at least one E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
n is an integer from 0 to 7.
In equation (2-2),
L 1 is hydrogen, cyclohexyl, phenyl, or naphthyl, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
このような式(2−1)で表される化合物としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、p−キシレンジアミン、m−キシレンジアミンなどの炭素数2〜12の脂肪族多価アミン、p−フェニレンジアミン、N−メチル−p−フェニレンジアミン、N−エチル−p−フェニレンジアミン、N−プロピル−p−フェニレンジアミン、N−ブチル−p−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、m−フェニレンジアミン、N−メチル−m−フェニレンジアミン、N−エチル−m−フェニレンジアミン、N−プロピル−m−フェニレンジアミン、N−ブチル−m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、o−フェニレンジアミン、1,5−ジアミノナフタレン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス(4−アミノフェニル)フェニルメタン、m−トリジン、o−トリジンなどの芳香族多価アミン、1,4−シクロヘキシルジアミン、1,3−シクロヘキシルジアミン、1,2−シクロヘキシルジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサンなどの、脂環式多価アミンが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (2-1) include ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, p-xylenediamine, m-xylenediamine and the like. 2-12 aliphatic polyvalent diamines, p-phenylenediamine, N-methyl-p-phenylenediamine, N-ethyl-p-phenylenediamine, N-propyl-p-phenylenediamine, N-butyl-p-phenylenediamine , 2,5-Diaminotoluene, m-phenylenediamine, N-methyl-m-phenylenediamine, N-ethyl-m-phenylenediamine, N-propyl-m-phenylenediamine, N-butyl-m-phenylenediamine, 2, , 4-Diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, o-phenylenediamine, 1,5-diaminonaphthalene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylpropane , 4,4'-Diaminodiphenyl ether, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, bis (4-aminophenyl) phenylmethane, m-tridine, o-tridine, etc. Examples thereof include alicyclic polyvalent amines such as aromatic polyvalent diamines, 1,4-cyclohexyldiamine, 1,3-cyclohexyldiamine, 1,2-cyclohexyldiamine, and 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane.
これらの中でも、組成物にした際の相溶性がよく、保存安定性に優れる事から、p−フェニレンジアミン、N−メチル−p−フェニレンジアミン、N−エチル−p−フェニレンジアミン、N−プロピル−p−フェニレンジアミン、N−ブチル−p−フェニレンジアミン、2,5−ジアミノトルエン、m−フェニレンジアミン、N−メチル−m−フェニレンジアミン、N−エチル−m−フェニレンジアミン、N−プロピル−m−フェニレンジアミン、N−ブチル−m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルプロパン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、および4,4’−ジアミノジフェニルスルホンが特に好適である。 Among these, p-phenylenediamine, N-methyl-p-phenylenediamine, N-ethyl-p-phenylenediamine, N-propyl- p-phenylenediamine, N-butyl-p-phenylenediamine, 2,5-diaminotoluene, m-phenylenediamine, N-methyl-m-phenylenediamine, N-ethyl-m-phenylenediamine, N-propyl-m- Phenylenediamine, N-butyl-m-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenyl Propane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 4,4'-diaminodiphenyl sulfone are particularly suitable.
式(2−2)で表される化合物としては、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−ドデシルアミンなどの炭素数2〜12の脂肪族アミン、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン、2,3−ジメチルアニリン、2,4−ジメチルアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,4,6−トリメチルアニリン、2−エチルアニリン、1−ナフチルアミン、1−アミノ−2−メチルナフタレンなどの芳香族アミン、シクロヘキシルアミン、2−メチルシクロヘキシルアミンなどの脂環式アミンが挙げられる。これらの中でも、組成物にした際の相溶性がよく、保存安定性に優れる事から、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン、2,3−ジメチルアニリン、2,4−ジメチルアニリン、2,6−ジメチルアニリン、2,4,6−トリメチルアニリン、2−エチルアニリンが特に好適である。 Examples of the compound represented by the formula (2-2) include n-propylamine, n-butylamine, n-pentylamine, n-hexylamine, n-octylamine, n-dodecylamine and the like having 2 to 12 carbon atoms. Aliphatic amines, aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 2,3-dimethylaniline, 2,4-dimethylaniline, 2,6-dimethylaniline, 2,4,6-trimethylaniline, 2- Examples include aromatic amines such as ethylaniline, 1-naphthylamine and 1-amino-2-methylnaphthalene, and alicyclic amines such as cyclohexylamine and 2-methylcyclohexylamine. Among these, aniline, o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine, 2,3-dimethylaniline, and 2,4-dimethylaniline are excellent in compatibility and storage stability when made into a composition. , 2,6-dimethylaniline, 2,4,6-trimethylaniline, 2-ethylaniline are particularly suitable.
フェノール系硬化剤としては、組成物の液晶性を大きく損なう事がなく、容易に入手出来る事から、下記式(3−1)から(3−7)で表される少なくとも1つのフェノール化合物、またはその短鎖のエステルである事が好ましい。
As the phenolic curing agent, at least one phenolic compound represented by the following formulas (3-1) to (3-7), or at least one phenolic compound represented by the following formulas (3-1) to (3-7), can be easily obtained without significantly impairing the liquid crystallinity of the composition. It is preferably the short chain ester.
式(3−1)中、
n31は2以上4以下の整数であり;
環Bは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、または9,9‐ジフェニルフルオレンであり、これら環Bにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のアルコキシで置き換えられてもよい。
式(3−2)中、
n32およびn33は独立して、1〜3の整数であり;
Z30は、単結合、炭素数1〜10のアルキレン、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−、−S−、または−SO2−を表し、
ベンゼン環上の、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキルまたは炭素数2〜3のアルケニルで置き換えられてもよく;
式(3−3)および式(3−4)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、n35およびn36は独立して、0または1であり、n34が2以上の場合、このn35およびn36は繰り返し毎に異なってもよく、
式(3−4)中、
R10およびR11は独立して、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニレン、または1,3−シクロペンタジエニレンを表し、
式(3−5)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
式(3−6)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
Z31は、単結合、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−を表し、n34は1から5000以下の整数を表す。
式(3−7)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、R12は水素またはメチルである。
またこれら式(3−3)から式(3−7)中の芳香環上の少なくとも1つの水素はメチルで置き換えられてもよい。
In equation (3-1),
n31 is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to 4.
Ring B is benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, or 9,9-diphenylfluorene, in which at least one hydrogen is an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkoxy having 1-3 carbon atoms. It may be replaced.
In equation (3-2),
n32 and n33 are independently integers 1-3;
Z 30 is a single bond, alkylene with 1 to 10 carbon atoms, -CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -O-, -S-, or. Represents −SO 2 −
At least one hydrogen on the benzene ring may be replaced with an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkenyl having 2-3 carbon atoms;
In equations (3-3) and (3-4),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less, n35 and n36 are independently 0 or 1, and when n34 is 2 or more, these n35 and n36 may be different for each iteration.
In equation (3-4),
R 10 and R 11 independently represent 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, or 1,3-cyclopentadienylene.
In equation (3-5),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
In equation (3-6),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
Z 31 represents a single bond, −CH (CH 3 ) −, −C (CH 3 ) 2 −, and n34 represents an integer from 1 to 5000 or less.
In equation (3-7),
n34 is an integer between 1 and 5000, inclusive, R 12 is hydrogen or methyl.
Further, at least one hydrogen on the aromatic ring in these formulas (3-3) to (3-7) may be replaced with methyl.
上記式(3−1)から(3−7)で表されるフェノール化合物の短鎖のエステルとは、以下の(3−E)で表される基が、OH基のHに置換した構造である。 The short-chain ester of the phenol compound represented by the above formulas (3-1) to (3-7) has a structure in which the group represented by the following (3-E) is replaced with H of the OH group. be.
式中R13は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基を表し、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基は、分岐鎖であってもよい。また、*は結合位置を表す。これらR13のうち、メチルを選択すると、化合物の結晶性が増大するため、組成物の液晶性を損なう場合がある。そのような場合には、より長鎖のアルキルを有する(3−E)を選択する事が好ましい。一方長鎖アルキルの場合、硬化物とした際の耐熱性が低下する場合がある。そのような場合には、より短鎖のアルキルを有する(3−E)を選択する事が好ましい。 In the formula, R 13 represents a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, or hexyl group, and the propyl, butyl, pentyl, or hexyl group may be a branched chain. In addition, * represents the bond position. Among these R 13, if you select the methyl, the crystallinity of the compound is increased, which may impair the liquid crystalline composition. In such a case, it is preferable to select (3-E) having a longer chain alkyl. On the other hand, in the case of long-chain alkyl, the heat resistance of the cured product may decrease. In such a case, it is preferable to select (3-E) having a shorter chain alkyl.
好ましいカルボキシ含有硬化剤としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,2’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、ベンゾフェノン−4,4’−ジカルボン酸などが挙げられる。 Preferred carboxy-containing curing agents include phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,2'-biphenyldicarboxylic acid, and the like. Examples thereof include 4,4'-biphenyldicarboxylic acid and benzophenone-4,4'-dicarboxylic acid.
本発明組成物に使用出来る硬化剤としては、上記したアミン、フェノール、シアネートエステル、カルボン酸、カルボン酸エステル、酸無水物、またはチオールなどの公知化合物に限らない。例えば、半硬化シートなどを作成するため、より高温で組成物を硬化する目的には、ジシアンジアミドなどを添加する事も好ましい。 The curing agent that can be used in the composition of the present invention is not limited to the above-mentioned known compounds such as amine, phenol, cyanate ester, carboxylic acid, carboxylic acid ester, acid anhydride, and thiol. For example, in order to prepare a semi-cured sheet or the like, it is also preferable to add dicyandiamide or the like for the purpose of curing the composition at a higher temperature.
本発明組成物において、式(1)の化合物と硬化剤の比は、特に制限は無い。このとき耐熱性を向上させるため反応を効率的に進めるために、式(1)の化合物と硬化剤との反応基を当量とする事が好ましい。例えば、オキシラニル:アミンの場合は2:1、オキシラニル:フェノールの場合は、1:1である。 In the composition of the present invention, the ratio of the compound of the formula (1) to the curing agent is not particularly limited. At this time, in order to efficiently proceed the reaction in order to improve the heat resistance, it is preferable to use an equivalent amount of the reactive group of the compound of the formula (1) and the curing agent. For example, in the case of oxylanyl: amine, it is 2: 1 and in the case of oxylanyl: phenol, it is 1: 1.
上記硬化剤は一種類を用いても、複数の種類を用いてもよい。 One type of the curing agent may be used, or a plurality of types may be used.
[硬化促進剤]
本発明組成物において、特にフェノール系の硬化剤を使用する場合、耐熱性を向上させるため反応を効率的に進めるために、硬化促進剤を組成物に添加する事が好ましい。このような硬化促進剤として、2−エチル−4−メチル−1H−イミダゾール、2−フェニル−4−メチル−1H−イミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、および1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール系硬化促進剤、トリフェニルフォスフィンなどのリン系硬化促進剤、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、などのアミン系硬化促進剤などが挙げられる。このような硬化促進剤のうち、硬化温度が200℃以下であり硬化が速いことから、イミダゾール系の硬化促進剤を使用する事が好ましい。
[Hardening accelerator]
In the composition of the present invention, particularly when a phenol-based curing agent is used, it is preferable to add a curing accelerator to the composition in order to efficiently proceed the reaction in order to improve heat resistance. Such curing accelerators include 2-ethyl-4-methyl-1H-imidazole, 2-phenyl-4-methyl-1H-imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-undecylimidazole, 1-benzyl-2. -Imidazole-based curing accelerators such as methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, and 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, phosphorus-based curing accelerators such as triphenylphosphine, 2,4 , 6-Tris (dimethylaminomethyl) phenol, triethylenediamine, benzyldimethylamine, 2- (dimethylaminomethyl) phenol, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, etc. Accelerators and the like can be mentioned. Among such curing accelerators, it is preferable to use an imidazole-based curing accelerator because the curing temperature is 200 ° C. or lower and the curing is fast.
本発明の組成物における硬化促進剤の濃度は、耐熱性を向上させるため反応を効率的に進めるために、本発明重合性化合物の重量に対し、0.1重量%以上である事が好ましく、0.5重量%以上である事がさらに好ましい。また硬化促進剤の昇華などによる信頼性などの悪化を避けるために、本発明重合性化合物の重量に対し、5重量%以下である事が好ましく、3重量%以下である事がさらに好ましい。 The concentration of the curing accelerator in the composition of the present invention is preferably 0.1% by weight or more with respect to the weight of the polymerizable compound of the present invention in order to efficiently proceed the reaction in order to improve the heat resistance. It is more preferably 0.5% by weight or more. Further, in order to avoid deterioration of reliability due to sublimation of the curing accelerator, the content is preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, based on the weight of the polymerizable compound of the present invention.
[無機フィラー]
本発明の電子部品用組成物は、無機フィラーを含有してもよい。
電子部品用組成物が含有する無機フィラーとしては、高熱伝導性の充填材として、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素などの窒化物が挙げられる。ダイアモンド、黒鉛、炭化珪素、珪素、ベリリア、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化珪素、酸化銅、酸化チタン、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化錫、酸化ホルミニウム、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化カルシウム、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、金、銀、銅、白金、鉄、錫、鉛、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、モリブデン、ステンレスなどの無機充填材や金属充填材であってもよい。好ましくは、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムである。窒化ホウ素、窒化アルミニウムは平面方向の熱伝導率が非常に高く、誘電率が低く、絶縁性が高いため好ましい。特に六方晶系の窒化ホウ素(h−BN)や窒化アルミニウムが好ましい。
[Inorganic filler]
The composition for electronic components of the present invention may contain an inorganic filler.
Examples of the inorganic filler contained in the composition for electronic components include nitrides such as aluminum nitride, boron nitride, and silicon nitride as a filler having high thermal conductivity. Diamond, Graphite, Silicon Carbide, Silicon, Berilia, Magnesium Oxide, Aluminum Oxide, Zinc Oxide, Silicon Oxide, Copper Oxide, Titanium Oxide, Cerium Oxide, Ittrium Oxide, Tin Oxide, Forminium Oxide, Bismus Oxide, Cobalt Oxide, Calcium Oxide, Inorganic fillers and metal fillings such as aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, gold, silver, copper, platinum, iron, tin, lead, nickel, aluminum, magnesium, tungsten, molybdenum, and stainless steel. It may be a material. Boron nitride, aluminum nitride and aluminum oxide are preferable. Boron nitride and aluminum nitride are preferable because they have a very high thermal conductivity in the plane direction, a low dielectric constant, and a high insulating property. Hexagonal boron nitride (h-BN) and aluminum nitride are particularly preferable.
無機フィラーの形状としては、球状、無定形、繊維状、棒状、筒状、板状、四脚状などが挙げられる。無機フィラーの種類、形状、大きさ、添加量などは、目的に応じて適宜選択できる。例えば、電子部品用組成物から形成された硬化物(電子部品用材料)が絶縁性を必要とする場合、所望の絶縁性が保たれれば導電性を有する無機フィラーであっても構わない。 Examples of the shape of the inorganic filler include spherical, amorphous, fibrous, rod-shaped, tubular, plate-shaped, and quadruped-shaped. The type, shape, size, addition amount, etc. of the inorganic filler can be appropriately selected according to the purpose. For example, when a cured product (material for electronic components) formed from a composition for electronic components requires insulating properties, an inorganic filler having conductivity may be used as long as the desired insulating properties are maintained.
無機フィラーの平均粒径は、例えば、0.1〜200μmであることが好ましい。より好ましくは、1〜100μmである。0.1μm以上であると熱伝導率がよく、200μm以下であると充填率を上げられる。なお、本明細書において平均粒径とは、レーザー回折・散乱法による粒度分布測定に基づく。すなわち、フランホーファー回折理論及びミーの散乱理論による解析を利用して、湿式法により、粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量(体積基準)となる径をメジアン径とした。 The average particle size of the inorganic filler is preferably 0.1 to 200 μm, for example. More preferably, it is 1 to 100 μm. When it is 0.1 μm or more, the thermal conductivity is good, and when it is 200 μm or less, the filling rate can be increased. In the present specification, the average particle size is based on the particle size distribution measurement by the laser diffraction / scattering method. That is, when the powder is divided into two from a certain particle size by the wet method using the analysis by Franhofer diffraction theory and Mie's scattering theory, the large side and the small side have the same amount (volume basis). Was taken as the median diameter.
無機フィラーの添加量は、例えば、放熱部材に用いる場合は、20〜95重量%であることが好ましい。より好ましくは、50〜95重量%である。20重量%以上であると熱伝導率が高くなり好ましい。95重量%以下であると放熱部材が脆くならず好ましい。 The amount of the inorganic filler added is preferably 20 to 95% by weight when used for a heat radiating member, for example. More preferably, it is 50 to 95% by weight. When it is 20% by weight or more, the thermal conductivity becomes high, which is preferable. When it is 95% by weight or less, the heat radiating member is not brittle and is preferable.
無機フィラーは、未修飾のものをそのまま使用してもよい。又は、その表面をカップリング剤で処理したものを用いてもよい。例えば、窒化ホウ素(h−BN)をシランカップリング剤で処理する。窒化ホウ素の場合は粒子の平面に反応基がないため、その周囲のみにシランカップリング剤が結合する。カップリング剤で処理された窒化ホウ素は、電子部品用組成物中の重合性化合物との結合を形成でき、この結合は熱伝導に寄与すると考えられる。そのため、カップリング剤は、オキシラニル、オキセタニル、又は硬化剤の有する基と反応するものが好ましい。例えば、アミン系、又はオキシラニル、オキセタニルを有するものが好ましい。具体的には、JNC(株)製では、サイラエースS310,S320,S330,S360,S510,S530(商品名)などが挙げられる。 As the inorganic filler, an unmodified one may be used as it is. Alternatively, a material whose surface is treated with a coupling agent may be used. For example, boron nitride (h-BN) is treated with a silane coupling agent. In the case of boron nitride, since there is no reactive group on the plane of the particles, the silane coupling agent is bonded only around the reaction group. Boron nitride treated with the coupling agent can form a bond with the polymerizable compound in the composition for electronic components, and this bond is considered to contribute to heat conduction. Therefore, the coupling agent is preferably one that reacts with the group of oxylanyl, oxetanyl, or a curing agent. For example, amine-based ones or those having oxylanyl or oxetanyl are preferable. Specifically, in the case of JNC Co., Ltd., Sila Ace S310, S320, S330, S360, S510, S530 (trade name) and the like can be mentioned.
無機フィラーは、カップリング剤で処理した後さらにオキシラニルなどの重合性の基を持つ化合物(重合性化合物)で表面修飾したものを用いてもよい。例えば、シランカップリング剤で処理された窒化ホウ素(h−BN)を重合性化合物で表面修飾する。重合性化合物で表面修飾された窒化ホウ素が、電子部品用組成物中の重合性化合物や硬化剤と結合を形成できると、この結合は熱伝導に寄与すると考えられる。例えば、重合性化合物は、式(1)で示す本発明重合性化合物であってもよく、それ以外の重合性化合物であってもよい。 The inorganic filler may be treated with a coupling agent and then surface-modified with a compound having a polymerizable group (polymerizable compound) such as oxylanyl. For example, boron nitride (h-BN) treated with a silane coupling agent is surface-modified with a polymerizable compound. If boron nitride surface-modified with a polymerizable compound can form a bond with a polymerizable compound or a curing agent in a composition for electronic components, this bond is considered to contribute to heat conduction. For example, the polymerizable compound may be the polymerizable compound of the present invention represented by the formula (1), or may be another polymerizable compound.
[その他の構成要素]
本発明の組成物において、含有する事の出来るその他の構成要素としては、特に限定されない。例えば式(1)以外の重合性化合物、非重合性化合物、重合開始剤、及び溶媒などが挙げられる。
[Other components]
The other components that can be contained in the composition of the present invention are not particularly limited. For example, a polymerizable compound other than the formula (1), a non-polymerizable compound, a polymerization initiator, a solvent and the like can be mentioned.
オキシラニル以外の重合性基を持つ重合性化合物としては、本発明の電子材料の特性を低下させない限りにおいて、特に制限は無く、公知の重合性化合物を使用する事が出来る。その中でも、アクリル化合物やスチレン系化合物などのラジカル重合する化合物が好ましく使用出来、液晶性を持つようなこれら化合物が、より好適に使用する事が出来る。 As the polymerizable compound having a polymerizable group other than oxylanyl, there is no particular limitation as long as the characteristics of the electronic material of the present invention are not deteriorated, and known polymerizable compounds can be used. Among them, radically polymerizing compounds such as acrylic compounds and styrene compounds can be preferably used, and these compounds having liquid crystallinity can be more preferably used.
重合開始剤としては、例えば熱重合開始剤、光カチオン重合開始剤、および光アニオン重合開始剤などが挙げられる。熱カチオン重合開始剤としてはスルホニウム塩系、三フッ化ホウ素-アミン錯体、ジシアンアジド、有機酸ヒドラジド、トルエンスルホン酸エステルなどが挙げられる。また光カチオン開始剤としては、スルホニウム塩系、ヨードニウム塩系、非イオン系などが知られている。さらに光アニオン開始剤としては、オキシム系、カーバメート系、グアニジウム−カルボン酸塩系、ニフェジピン系などが知られている。 Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator, a photocationic polymerization initiator, a photoanionic polymerization initiator, and the like. Examples of the thermal cationic polymerization initiator include sulfonium salts, boron trifluoride-amine complexes, dicyan azide, organic acid hydrazide, and toluene sulfonic acid esters. Further, as the photocation initiator, a sulfonium salt type, an iodonium salt type, a nonionic type and the like are known. Further, as the photoanion initiator, an oxime type, a carbamate type, a guanidium-carboxylate type, a nifedipine type and the like are known.
本発明組成物に、アクリル化合物やスチレン系化合物などのラジカル重合する化合物を含む場合は、ラジカル重合開始剤を使用してもよい。 When the composition of the present invention contains a compound that undergoes radical polymerization such as an acrylic compound or a styrene-based compound, a radical polymerization initiator may be used.
本発明の組成物は溶媒を含有してもよい。好ましい溶媒としては、例えば、1,4−ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−エチルヘキサノール、1−プロパノール、イソブチルアルコール、n−ブタノール、2−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール、エチレングリコールなどが挙げられる。溶媒は1種単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。 The composition of the present invention may contain a solvent. Preferred solvents include, for example, 1,4-dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether. , Propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, dipropylene glycol methyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, N-Methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether propionate, diethyl carbonate, ethylmethyl Carbonate, γ-butyrolactone, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, 2-ethylhexanol, 1-propanol, isobutyl alcohol, n-butanol, 2-pentanone, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, diacetone Examples include alcohol and ethylene glycol. The solvent may be used alone or in combination of two or more.
本発明の組成物は高い重合性を有するので、取扱いを容易にするために、安定剤を添加してもよい。このような安定剤としては、公知のものを制限なく使用できる。例えば、ハイドロキノン、4−エトキシフェノール、及び3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)などが挙げられる。 Since the composition of the present invention has high polymerizable properties, a stabilizer may be added for ease of handling. As such a stabilizer, known ones can be used without limitation. For example, hydroquinone, 4-ethoxyphenol, and 3,5-di-t-butyl-4-hydroxytoluene (BHT) can be mentioned.
さらに、電子部品用組成物の粘度や色を調整するために添加剤(酸化物等)を添加してもよい。例えば、白色にするための酸化チタン、黒色にするためのカーボンブラック、粘度を調整するためのシリカの微粉末を挙げることができる。また、機械的強度をさらに増すために、例えば、ガラス、カーボンファイバーなどの無機繊維や、それらのクロス、又は、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミドなどの合成繊維、又は、超分子などを添加してもよい。 Further, an additive (oxide or the like) may be added to adjust the viscosity or color of the composition for electronic components. For example, titanium oxide for whitening, carbon black for blackening, and fine powder of silica for adjusting the viscosity can be mentioned. Further, in order to further increase the mechanical strength, for example, inorganic fibers such as glass and carbon fiber, cloths thereof, synthetic fibers such as polyvinyl formal, polyvinyl butyral, polyester, polyamide and polyimide, or supermolecules, etc. May be added.
[電子部品用材料]
本発明の電子部品用材料は、上記第2の実施の形態に係る電子部品用組成物を硬化させた硬化物を用途に応じて成形したものである。例えば、本発明の電子部品用材料を放熱部材として利用できる。
電子部品用材料は、本発明の組成物を重合(硬化)させることによって得られる重合体からなる。この重合体は、高い熱伝導性を有するとともに、化学的安定性、耐熱性、硬度及び機械的強度などに優れている。なお、前記機械的強度とは、ヤング率、引っ張り強度、引き裂き強度、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃強度などである。
[Materials for electronic components]
The material for electronic parts of the present invention is obtained by molding a cured product obtained by curing the composition for electronic parts according to the second embodiment, according to the intended use. For example, the material for electronic parts of the present invention can be used as a heat radiating member.
The material for electronic parts consists of a polymer obtained by polymerizing (curing) the composition of the present invention. This polymer has high thermal conductivity and is excellent in chemical stability, heat resistance, hardness, mechanical strength and the like. The mechanical strength includes Young's modulus, tensile strength, tear strength, bending strength, flexural modulus, impact strength, and the like.
本発明の組成物は、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂は、原料となる組成物を加熱する事で、組成物に含まれるモノマーを高分子化させ、さらに三次元架橋させる事等により、硬化する。この際の加熱温度は、本発明の組成物が液晶相を示す温度範囲である事が好ましい。また本発明の組成物は、硬化をある程度進める事により、液晶温度範囲が上昇する場合もある。このような場合は、上昇した液晶温度範囲において硬化させてもよい。 The composition of the present invention is a thermosetting resin. The thermosetting resin is cured by heating the composition as a raw material to polymerize the monomer contained in the composition, and further by three-dimensionally cross-linking the monomer. The heating temperature at this time is preferably in the temperature range in which the composition of the present invention exhibits a liquid crystal phase. Further, in the composition of the present invention, the liquid crystal temperature range may be increased by advancing the curing to some extent. In such a case, it may be cured in an increased liquid crystal temperature range.
硬化させる温度は、一定であってもよく、段階的に上昇または降下させてもよい。後者の場合、最初の硬化温度は、材料の放熱特性を向上させるため、組成物またはその硬化物が液晶相を示す温度が好ましい。また耐熱性を向上させるため、最初の硬化温度より高い温度で加熱する事が好ましい。 The curing temperature may be constant and may be gradually increased or decreased. In the latter case, the initial curing temperature is preferably a temperature at which the composition or its cured product exhibits a liquid crystal phase in order to improve the heat dissipation characteristics of the material. Further, in order to improve heat resistance, it is preferable to heat at a temperature higher than the initial curing temperature.
熱重合による熱硬化温度は、室温〜350℃、好ましくは室温〜250℃、より好ましくは50℃〜200℃の範囲である。硬化時間は、5秒〜10時間、好ましくは1分〜8時間、より好ましくは5分〜5時間の範囲である。重合後は、応力ひずみなどを抑制するために徐冷することが好ましい。また、再加熱処理を行い、ひずみなどを緩和させてもよい。 The thermosetting temperature by thermal polymerization is in the range of room temperature to 350 ° C., preferably room temperature to 250 ° C., and more preferably 50 ° C. to 200 ° C. The curing time is in the range of 5 seconds to 10 hours, preferably 1 minute to 8 hours, and more preferably 5 minutes to 5 hours. After the polymerization, it is preferable to slowly cool the mixture in order to suppress stress-strain and the like. Further, the strain may be relaxed by performing a reheat treatment.
より架橋させるために架橋剤を添加してもよい。これにより、耐薬品性及び耐熱性に極めて優れた重合体(硬化物)を得られる。このような架橋剤としては、公知のものを制限なく使用できるが、例えば、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)などが挙げられる。 A cross-linking agent may be added for further cross-linking. As a result, a polymer (cured product) having extremely excellent chemical resistance and heat resistance can be obtained. As such a cross-linking agent, known ones can be used without limitation, and examples thereof include trimethylolpropane tris (3-mercaptopropionate).
本発明の電子部品用材料は、シート、フィルム、薄膜、繊維、成形体などの形状で使用できる。好ましい形状は、フィルム及び薄膜である。フィルム及び薄膜は、電子部品用組成物を基板に塗布した状態又は基板で挟んだ状態で重合させることによって得られる。また、溶媒を含有する電子部品用組成物を、基板に塗布し溶媒を除去することによっても得られる。さらに、フィルムについては、重合体をプレス成形することによっても得られる。なお、本明細書におけるシートの膜厚は1mm以上であり、フィルムの膜厚は5μm以上、好ましくは10〜900μmであり、より好ましくは20〜800μmであり、薄膜の膜厚は5μm未満である。膜厚は用途に応じて適宜変更すればよい。 The material for electronic parts of the present invention can be used in the form of a sheet, a film, a thin film, a fiber, a molded body or the like. Preferred shapes are films and thin films. The film and the thin film are obtained by polymerizing the composition for electronic components in a state of being applied to a substrate or in a state of being sandwiched between the substrates. It can also be obtained by applying a composition for electronic components containing a solvent to a substrate and removing the solvent. Further, the film can also be obtained by press-molding the polymer. In the present specification, the film thickness of the sheet is 1 mm or more, the film thickness of the film is 5 μm or more, preferably 10 to 900 μm, more preferably 20 to 800 μm, and the film thickness of the thin film is less than 5 μm. .. The film thickness may be appropriately changed according to the intended use.
本発明の電子部品用材料は、高熱伝導性に加え、化学的安定性、耐熱性、硬度及び機械的強度などの優れた特性をも有する。よって、放熱板、放熱シート、放熱フィルム、放熱塗膜、放熱接着材、放熱成形品などに有用である。 In addition to high thermal conductivity, the material for electronic components of the present invention also has excellent properties such as chemical stability, heat resistance, hardness and mechanical strength. Therefore, it is useful for heat-dissipating plates, heat-dissipating sheets, heat-dissipating films, heat-dissipating coating films, heat-dissipating adhesives, heat-dissipating molded products, and the like.
本発明の重合性化合物から形成された電子部品用材料を上記では放熱材料として用いることを説明したが、電子部品用材料の用途は放熱材料に限られない。例えば、封止材や接着材料として用いてもよい。 Although it has been described above that the material for electronic parts formed from the polymerizable compound of the present invention is used as a heat radiating material, the use of the material for electronic parts is not limited to the heat radiating material. For example, it may be used as a sealing material or an adhesive material.
[電子部品用組成物の製造方法]
無機フィラーにカップリング処理を施す場合の製造方法を以下に説明する。カップリング処理は公知の方法を用いることができる。
一例として、まず無機フィラー粒子とカップリング剤を溶媒に加える。スターラー等を用いて撹拌したのち、放置する。溶媒乾燥後に真空乾燥機等を用いて真空条件下で加熱処理をする。この無機フィラー粒子に溶媒を加えて、超音波処理により粉砕する。遠心分離機を用いてこの溶液を分離精製する。上澄みを捨てたのち、溶媒を加えて同様の操作を数回行う。オーブンを用いて精製後の無機フィラー粒子を乾燥させる。
次にカップリング処理された無機フィラー粒子と重合性化合物を、メノウ乳鉢等を用いて混合したのち、2軸ロール等を用いて混練する。その後、超音波処理及び遠心分離によって分離精製する。
さらにアミン系硬化剤を加え、メノウ乳鉢等を用いて混合したのち、2軸ロール等を用いて混練する。これにより、溶媒を含有しない電子部品用組成物を得られる。
[Manufacturing method of composition for electronic parts]
The manufacturing method when the inorganic filler is subjected to the coupling treatment will be described below. A known method can be used for the coupling treatment.
As an example, first, the inorganic filler particles and the coupling agent are added to the solvent. After stirring with a stirrer or the like, leave it to stand. After the solvent is dried, heat treatment is performed under vacuum conditions using a vacuum dryer or the like. A solvent is added to the inorganic filler particles, and the particles are pulverized by ultrasonic treatment. The solution is separated and purified using a centrifuge. After discarding the supernatant, add a solvent and perform the same operation several times. Dry the purified inorganic filler particles in an oven.
Next, the coupled inorganic filler particles and the polymerizable compound are mixed using an agate mortar or the like, and then kneaded using a biaxial roll or the like. Then, it is separated and purified by ultrasonic treatment and centrifugation.
Further, an amine-based curing agent is added, and the mixture is mixed using an agate mortar or the like, and then kneaded using a twin-screw roll or the like. As a result, a solvent-free composition for electronic components can be obtained.
[電子部品用材料の製造方法]
溶媒を含有しない電子部品用組成物を用いて、電子部品用材料としてのフィルムを製造する方法を以下に説明する。
溶媒を含有しない電子部品用組成物を、圧縮成形機を用いて加熱板中にはさみ、圧縮成形する。重合性化合物が所定の温度、時間で重合し重合体を形成する。さらに適切な時間、温度で後硬化を施してもよい。なお、圧縮成形時の圧力は、50〜500kgf/cm2が好ましく、より好ましくは70〜250kgf/cm2である。硬化時の圧力は基本的には高い方が好ましい。しかし、金型の流動性や、目的とする物性(どちら向きの熱伝導率を重視するかなど)によって適宜変更し、適切な圧力を加えることが好ましい。
なお、電子部品用組成物は一部を硬化させた状態(半硬化状態)とすると、扱い易さをより向上させられる。例えば、半硬化状態の組成物をシート状に形成し、好みの形に切り取り、これを好適な部材と部材の間に配置し貼りあわせることが可能となる。
[Manufacturing method of materials for electronic parts]
A method for producing a film as a material for electronic components using a solvent-free composition for electronic components will be described below.
The solvent-free composition for electronic components is sandwiched in a heating plate using a compression molding machine and compression molded. The polymerizable compound polymerizes at a predetermined temperature and time to form a polymer. Further, post-curing may be performed at an appropriate time and temperature. The pressure during compression molding is preferably 50 to 500 kgf / cm 2 , more preferably 70 to 250 kgf / cm 2 . Basically, it is preferable that the pressure at the time of curing is high. However, it is preferable to appropriately change it according to the fluidity of the mold and the desired physical properties (which direction the thermal conductivity is emphasized, etc.) and apply an appropriate pressure.
The ease of handling of the composition for electronic components can be further improved by setting a partially cured state (semi-cured state). For example, it is possible to form a semi-cured composition into a sheet shape, cut it into a desired shape, place it between suitable members, and bond them together.
溶媒を含有する電子部品用組成物を用いて、電子部品用材料としてのフィルムを製造する方法を以下に説明する。
基板上に電子部品用組成物を塗布し、溶媒を乾燥除去して膜厚の均一な塗膜層を形成する。塗布方法としては、例えば、スピンコート、ロールコート、カテンコート、フローコート、プリント、マイクログラビアコート、グラビアコート、ワイヤーバーコート、デップコート、スプレーコート、メニスカスコート法などが挙げられる。
溶媒の乾燥除去は、例えば、室温での風乾、ホットプレートでの乾燥、乾燥炉での乾燥、温風や熱風の吹き付けなどにより行うことができる。溶媒除去の条件は特に限定されず、溶媒がおおむね除去され、塗膜層の流動性がなくなるまで乾燥すればよい。
A method for producing a film as a material for electronic components by using a composition for electronic components containing a solvent will be described below.
The composition for electronic components is applied onto the substrate, and the solvent is dried and removed to form a coating film layer having a uniform film thickness. Examples of the coating method include spin coating, roll coating, cutane coating, flow coating, printing, micro gravure coating, gravure coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, meniscus coating method and the like.
The solvent can be removed by drying, for example, by air-drying at room temperature, drying on a hot plate, drying in a drying oven, blowing warm air or hot air, or the like. The conditions for removing the solvent are not particularly limited, and the solvent may be generally removed and dried until the coating film layer loses its fluidity.
[電子部品]
電子部品としては、例えば発熱部を有する電子デバイスが挙げられる。本発明の電子部品用材料を放熱部材として用いる場合は、放熱部材を前記発熱部に接触するように電子デバイスに配置する。放熱部材の形状は、放熱板、放熱シート、放熱フィルム、放熱接着材、放熱成形品などのいずれであってもよい。このように、放熱部材により電子デバイスに生じた熱を放熱させ、熱による故障を回避することで、電子デバイスを備える電子機器の寿命を延ばせる。
電子デバイスとしては、半導体素子を挙げることができる。放熱部材は、高熱伝導性に加えて、高耐熱性、高絶縁性を有する。そのため、半導体素子の中でも高電力のためより効率的な放熱機構を必要とする絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor、IGBT)に特に有効である。IGBTは半導体素子のひとつで、MOSFETをゲート部に組み込んだバイポーラトランジスタであり、電力制御の用途で使用される。IGBTを備えた電子機器には、大電力インバータの主変換素子、無停電電源装置、交流電動機の可変電圧可変周波数制御装置、鉄道車両の制御装置、ハイブリッドカー、エレクトリックカーなどの電動輸送機器、IH調理器などを挙げることができる。
[Electronic components]
Examples of the electronic component include an electronic device having a heat generating portion. When the material for electronic parts of the present invention is used as a heat radiating member, the heat radiating member is arranged in the electronic device so as to be in contact with the heat generating portion. The shape of the heat dissipation member may be any of a heat dissipation plate, a heat dissipation sheet, a heat dissipation film, a heat dissipation adhesive, a heat dissipation molded product, and the like. In this way, the heat generated in the electronic device is dissipated by the heat radiating member, and the failure due to the heat is avoided, so that the life of the electronic device including the electronic device can be extended.
Examples of electronic devices include semiconductor devices. The heat radiating member has high heat resistance and high insulation in addition to high thermal conductivity. Therefore, it is particularly effective for an insulated gate bipolar transistor (IGBT), which requires a more efficient heat dissipation mechanism due to its high power among semiconductor elements. An IGBT is one of the semiconductor elements, which is a bipolar transistor in which a MOSFET is incorporated in a gate portion, and is used for power control. Electronic devices equipped with IGBTs include main conversion elements for high-power inverters, uninterruptible power supplies, variable voltage variable frequency control devices for AC motors, control devices for railway vehicles, electric transport equipment such as hybrid cars and electric cars, and IH. Examples include cookers.
[式(1)で表される化合物の合成方法]
式(1)の化合物は、有機合成化学における公知の手法を組合せることにより合成できる。出発物質に目的の重合性基及び環構造を導入する方法は、例えば、ホーベン−ワイル(Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart)、オーガニック・シンセシーズ(Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.)、オーガニック・リアクションズ(Organic Reactions, John Wiley & Sons, Inc.)、コンプリヘンシブ・オーガニック・シンセシス(Comprehensive Organic Synthesis, Pergamon Press)、新実験化学講座(丸善)などの成書に記載されている。また、特開2006−265527号公報を参照してもよい。
[Method for synthesizing the compound represented by the formula (1)]
The compound of formula (1) can be synthesized by combining known methods in synthetic organic chemistry. Methods for introducing the desired polymerizable group and ring structure into the starting material include, for example, Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart, Organic Syntheses, John Wiley & Sons, Inc.), Organic Reactions (John Wiley & Sons, Inc.), Comprehensive Organic Synthesis (Pergamon Press), New Experimental Chemistry Course (Maruzen), etc. Has been described. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-265527 may be referred to.
以下に、本発明に対して実施例を用いて詳細に説明する。しかし本発明は、以下の実施例に記載された内容に限定されるものではない。なお温度の記載がない場合は、23℃で測定を行った。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the contents described in the following examples. When the temperature was not described, the measurement was performed at 23 ° C.
[式(1)の化合物の相転移点測定および液晶相の同定]
ホットステージ(メトラー トレド社製)付き偏光顕微鏡(ニコン社製)および示差走査熱量計(Perkin Elmer社製、Diamond DSC)を用いて行った。偏光顕微鏡測定は、クロスニコル下で観察した。昇温速度はどちらも3℃/minで測定した。Cは結晶、Nはネマチック相、Iは等方性液体を示し、()はモノトロピック液晶相を示す。
[Measurement of phase transition point of compound of formula (1) and identification of liquid crystal phase]
This was performed using a polarizing microscope (manufactured by Nikon) equipped with a hot stage (manufactured by METTLER TOLEDO) and a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer, Diamond DSC). Polarization microscopy measurements were observed under cross Nicol. Both heating rates were measured at 3 ° C./min. C is a crystal, N is a nematic phase, I is an isotropic liquid, and () is a monotropic liquid crystal phase.
[組成物の液晶性の確認]
組成物をガラスプレートに挟み、該組成物を一度溶融させてから急冷し、ガラスの間にまんべんなく密着させた。得られたサンプルを5℃/minの昇温速度で、200℃まで加熱後、室温まで急冷した。該サンプルは上記偏光顕微鏡を用い、クロスニコル下で観察した。接眼および対物レンズの倍率は、それぞれ10x10倍であった。散乱現象による光抜けが、目視で観察領域の半分程度以上にみられる場合、液晶性があると判断した。
[Confirmation of liquid crystallinity of composition]
The composition was sandwiched between glass plates, the composition was once melted, then rapidly cooled, and evenly adhered between the glasses. The obtained sample was heated to 200 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min and then rapidly cooled to room temperature. The sample was observed under a cross Nicol using the above-mentioned polarizing microscope. The magnification of the eyepiece and the objective lens was 10x10 times, respectively. When light leakage due to the scattering phenomenon is visually observed in about half or more of the observation area, it is judged to be liquid crystal.
[NMR測定]
NMRは、VARIAN社製のVARIAN NMR SYSTEMで計測した。1H NMR測定での磁場強度は500MHzであり、試料はCDCl3などの重水素化溶媒に溶解させ、測定は室温で行った。この際、積算回数は8回である。内部標準は、テトラメチルシランである。NMRの符号のうち、sはシングレット、dはダブレット、tはトリプレット、mはマルチプレット、brはブロードを意味する。
[NMR measurement]
NMR was measured by VARIAN NMR SYSTEM manufactured by VARIAN. 1 The magnetic field strength in 1 H NMR measurement was 500 MHz, the sample was dissolved in a deuterated solvent such as CDCl 3 , and the measurement was performed at room temperature. At this time, the total number of times is eight. The internal standard is tetramethylsilane. Among the NMR codes, s means singlet, d means doublet, t means triplet, m means multiplet, and br means broad.
[熱伝導率の測定]
・樹脂のみから成るサンプル;NETZSCH(株)製、LFA467 HyperFlashを用い、サンプルの熱拡散率(α、m2/s)を求めた。熱拡散率は、サンプルの厚み方向と面内方向に対して、それぞれ測定した。サンプルの比熱(c、J/(Kg))と密度(ρ、g/m3)から、以下の式に従い、熱伝導率(W/(Km))を求めた。
κ=αxcxρ
このとき、比熱は(株)リガク製DSC型高感度示差走査熱量計Thermo Plus EVO2 DSC−8231で測定した。比重は、新光電子(株)製比電子はかり式比重計DME−220により測定した。
・フィラー入りサンプル;(株)アイフェイズ製、ai−Phase Mobile 1u熱拡散率測定装置により、サンプルの厚み方向の熱拡散率を測定した。また上記と同様にして、サンプルの比熱と密度を測定した。これらの値から、上記と同様にして、熱伝導率を求めた。
[Measurement of thermal conductivity]
-Sample consisting only of resin; Thermal diffusivity (α, m 2 / s) of the sample was determined using LFA467 HyperFlash manufactured by NETZSCH Co., Ltd. The thermal diffusivity was measured in the thickness direction and the in-plane direction of the sample, respectively. From the specific heat (c, J / (Kg)) and density (ρ, g / m 3 ) of the sample, the thermal conductivity (W / (Km)) was determined according to the following formula.
κ = αxcxρ
At this time, the specific heat was measured with a DSC type high-sensitivity differential scanning calorimeter manufactured by Rigaku Co., Ltd., Thermo Plus EVO2 DSC-8231. The specific gravity was measured by a specific electron scale type hydrometer DME-220 manufactured by Shinko Denshi Co., Ltd.
-Sample containing filler; The thermal diffusivity in the thickness direction of the sample was measured by an ai-Phase Mobile 1u thermal diffusivity measuring device manufactured by iPhase Co., Ltd. In the same manner as above, the specific heat and density of the sample were measured. From these values, the thermal conductivity was determined in the same manner as above.
[エポキシ化合物]
式(1)で表されるエポキシ化合物として、下記式(1−1)から(1−4)を実施例に使用した。また比較化合物として、式(ref.1)で表される化合物も合成した。これらの化合物は以下に記載の通り合成した。さらに上記式(o−1)の化合物も使用した。(o−1)は特許5862479号公報に従い、合成した。
[Epoxy compound]
As the epoxy compound represented by the formula (1), the following formulas (1-1) to (1-4) were used in Examples. Further, as a comparative compound, a compound represented by the formula (ref. 1) was also synthesized. These compounds were synthesized as described below. Further, the compound of the above formula (o-1) was also used. (O-1) was synthesized in accordance with Japanese Patent No. 5862479.
[硬化剤]
1,3−フェニレンジアミン(PDA)および3,5−ジメチルアニリン(DMA)は、東京化成工業(株)製を、精製せずにそのまま使用した。またフェノール系硬化剤として、ビスフェノールEおよび以下の式(3−2−1)で表される化合物を用いた。ビスフェノールEは、東京化成工業(株)製を、精製せずにそのまま使用した。
[Curing agent]
As 1,3-phenylenediamine (PDA) and 3,5-dimethylaniline (DMA) were manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. and used as they were without purification. Further, as the phenolic curing agent, bisphenol E and a compound represented by the following formula (3-2-1) were used. The bisphenol E manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. was used as it was without purification.
[実施例1] 式(1−1)で表される化合物の合成
市販の2,4−ジブロモアニソール5.00g(18.8mmol)、4−メトキシフェニルボロン酸6.29g(41.4mmol)、テトラキストリフェニルフォスフィンパラジウム(0)2.17g(1.88mmol)、およびNa2CO38.37g(79.0mmol)の混合物を、ジメトキシエタン(40ml)中、窒素気流下、3時間還流した。反応液を冷却後、純水及びトルエン各100mlを加えた。有機層を分離後、同量の純水で2回洗浄し、MgSO4で乾燥した。ろ過及び溶媒を減圧留去後、得られた生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、トルエン/酢酸エチル=10/1)で精製することにより、化合物(1−1−a)を得た。収量2.05g(収率34%)。
[Example 1] Synthesis of the compound represented by the formula (1-1)
Commercially available 2,4-dibromoanisole 5.00 g (18.8 mmol), 4-methoxyphenylboronic acid 6.29 g (41.4 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium (0) 2.17 g (1.88 mmol), A mixture of 8.37 g (79.0 mmol) of Na 2 CO and Na 2 CO 3 was refluxed in dimethoxyethane (40 ml) under a nitrogen stream for 3 hours. After cooling the reaction solution, 100 ml each of pure water and toluene was added. After separating the organic layer, it was washed twice with the same amount of pure water and dried with ו4. After filtration and distillation of the solvent under reduced pressure, the obtained product was purified by column chromatography (silica gel, toluene / ethyl acetate = 10/1) to obtain compound (1-1-a). Yield 2.05 g (yield 34%).
化合物(1−1−a)4.98g(15.5mmol)を、氷浴上で冷やした、BBr3のCH2Cl2溶液(1mol/L)48.5ml(48.5mmol)に10℃以下で加え、そのまま室温で一晩撹拌した。その後、氷浴上で、反応液を純水(50ml)中に加え、生じた沈殿をろ過し、化合物(1−1−b)を得た。この化合物は精製をせずに、そのまま次の反応に用いた。 4.98 g (15.5 mmol) of compound (1-1-a) was added to 48.5 ml (48.5 mmol) of CH 2 Cl 2 solution (1 mol / L) of BBr 3 cooled on an ice bath at 10 ° C. or lower. Was added, and the mixture was stirred at room temperature overnight. Then, on an ice bath, the reaction solution was added to pure water (50 ml), and the resulting precipitate was filtered to obtain compound (1-1-1b). This compound was used as it was in the next reaction without purification.
化合物(1−1−b)2.00g(7.19mmol)、4−ブロモ−1,2−ブチレンオキシド16.3g(108mmol)、K2CO34.46g(32.3mmol)の混合物を、2−ブタノン(30ml)中、窒素気流下、20時間還流した。このとき、4−ブロモ−1,2−ブチレンオキシドはBioorganic and Medicinal Chemistry Letters,24,5399(2014).に従い合成した。反応液を冷却後、純水及びトルエン各100mlを加えた。有機層を分離後、同量の純水で2回洗浄し、MgSO4で乾燥した。ろ過及び溶媒を減圧留去後、得られた生成物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、トルエン/酢酸エチル=5/1)および再結晶(エタノール)で精製することにより、化合物(1−1)を得た。収量1.90g(収率54%)。 Compound (1-1-b) 2.00g (7.19mmol ), 4- bromo-1,2-butylene oxide 16.3 g (108 mmol), a mixture of K 2 CO 3 4.46g (32.3mmol) , The mixture was refluxed in 2-butanone (30 ml) under a nitrogen stream for 20 hours. At this time, 4-bromo-1,2-butylene oxide was added to Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters, 24 , 5399 (2014). Synthesized according to. After cooling the reaction solution, 100 ml each of pure water and toluene was added. After separating the organic layer, it was washed twice with the same amount of pure water and dried with ו4. After filtration and distillation of the solvent under reduced pressure, the obtained product was purified by column chromatography (silica gel, toluene / ethyl acetate = 5/1) and recrystallized (ethanol) to obtain compound (1-1). rice field. Yield 1.90 g (yield 54%).
相転移点(℃);C・(65.3・N・)90.5・I
1H NMR(ppm,CDCl3);7.57−7.50(m,4H),7.30(d,1H,J=7.50Hz),7.24(dd,1H,J=7.50,1.50Hz),7.14(d,1H,1.50Hz),7.01−6.90(m,4H),4.20−4.15(m,6H),2.16−1.97(m,6H).
Phase transition point (° C.); C. (65.3.N.) 90.5.I
1 1 H NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.57-7.50 (m, 4H), 7.30 (d, 1H, J = 7.50Hz), 7.24 (dd, 1H, J = 7. 50, 1.50Hz), 7.14 (d, 1H, 1.50Hz), 7.01-6.90 (m, 4H), 4.20-4.15 (m, 6H), 2.16- 1.97 (m, 6H).
[実施例2] 式(1−2)で表される化合物の合成
4−ブロモ−1,2−ブチレンオキシドを1−クロロ−2,3−ブチレンオキシドに代えた以外は、実施例1と同様な方法により合成し、化合物(1−2)を得た。このとき1−クロロ−2,3−ブチレンオキシドは、米国特許公報4616020号に従い合成した。収率48%。
[Example 2] Synthesis of the compound represented by the formula (1-2) Same as in Example 1 except that 4-bromo-1,2-butylene oxide was replaced with 1-chloro-2,3-butylene oxide. The compound (1-2) was obtained by the above-mentioned method. At this time, 1-chloro-2,3-butylene oxide was synthesized according to US Pat. No. 4,461,020. Yield 48%.
相転移点(℃);C・(90.5・N・)93.4・I
1H NMR(ppm、CDCl3);7.57−7.51(m,4H),7.37−7.15(m,3H),7.01−6.90(m,4H),4.23−4.04(m,6H),3.40−2.99(m,6H),1.56−1.30(m,9H).
Phase transition point (° C); C ・ (90.5 ・ N ・) 93.4 ・ I
1 1 H NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.57-7.51 (m, 4H), 7.37-7.15 (m, 3H), 7.01-6.90 (m, 4H), 4 .23-4.04 (m, 6H), 3.40-2.99 (m, 6H), 1.56-1.30 (m, 9H).
[実施例3] 式(1−3)で表される化合物の合成
4−ブロモ−1,2−ブチレンオキシドを5−ブロモ−1,2−エポキシペンタンに代えた以外は、実施例1と同様な方法により合成し、化合物(1−3)を得た。このとき5−ブロモ−1,2−エポキシペンタンは、Journal of the American Chemical Society,133,7853(2011).に従い合成した。収率53%。
[Example 3] Synthesis of the compound represented by the formula (1-3) Same as in Example 1 except that 4-bromo-1,2-butylene oxide was replaced with 5-bromo-1,2-epoxypentane. The compound (1-3) was obtained by the above-mentioned method. At this time, 5-bromo-1,2-epoxypentane was used in Journal of the American Chemical Society, 133 , 7853 (2011). Synthesized according to. Yield 53%.
相転移点(℃);C・(69.1・N・)77.4・I
1H NMR(ppm、CDCl3);7.56−7.50(m,4H),7.37−7.15(m,3H),7.00−6.94(m,4H),4.11−4.06(m,6H),3.07−2.42(m,9H),2.01−1.57(m,12H).
Phase transition point (° C.); C. (69.1, N.) 77.4, I
1 1 H NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.56-7.50 (m, 4H), 7.37-7.15 (m, 3H), 7.00-6.94 (m, 4H), 4 .11-4.06 (m, 6H), 3.07-2.42 (m, 9H), 2.11-1.57 (m, 12H).
[実施例4] 式(1−4)で表される化合物の合成
化合物(1−1−b)の代わりに、2−メチル−1,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼンを使用した以外は、実施例2と同様な方法に従い合成した。このとき、2−メチル−1,4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼンは、Journal of Materials Chemistry,15,1025(2005).に記載の方法に従い合成した。収率62%。
[Example 4] Synthesis of the compound represented by the formula (1-4) Other than the use of 2-methyl-1,4-bis (4-hydroxyphenyl) benzene instead of the compound (1-1-b). Was synthesized according to the same method as in Example 2. At this time, 2-methyl-1,4-bis (4-hydroxyphenyl) benzene was used in Journal of Materials Chemistry, 15 , 1025 (2005). Was synthesized according to the method described in. Yield 62%.
相転移点(℃);C・98.2・N・139.9・I
1H NMR(ppm、CDCl3);7.57−7.51(m,2H),7.45−7.40(m,2H),7.29−7.26(m,3H),7.01−6.95(m,4H),4.43−4.04(m,4H),3.39−2.74(m,4H),2.34−2.33(m,3H),1.46−1.40(m,6H).
Phase transition point (° C); C ・ 98.2 ・ N ・ 139.9 ・ I
1 1 H NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.57-7.51 (m, 2H), 7.45-7.40 (m, 2H), 7.29-7.26 (m, 3H), 7 0.01-6.95 (m, 4H), 4.43-4.04 (m, 4H), 3.32-2.74 (m, 4H), 2.34-2.33 (m, 3H) , 1.46-1.40 (m, 6H).
[比較例1] 式(ref.1)で表される化合物の合成
4−ブロモ−1,2−ブチレンオキシドをエピブロモヒドリンに代えた以外は、実施例1と同様な方法により合成し、化合物(ref.1)を得た。この化合物は液晶性を示さなかった。
[Comparative Example 1] Synthesis of the compound represented by the formula (ref.1) The compound was synthesized by the same method as in Example 1 except that 4-bromo-1,2-butylene oxide was replaced with epibromohydrin. Compound (ref. 1) was obtained. This compound did not show liquid crystallinity.
相転移点(℃);C・140.4・I
1H NMR(ppm,CDCl3);7.56−7.50(m,4H),7.36(d,1H,J=8.00Hz),7.24(dd,1H,J=7.50,1.50Hz),7.14(d,1H,1.50Hz),7.02−6.97(m,4H),4.23−2.70(m,15H).
Phase transition point (° C); C ・ 140.4 ・ I
1 1 H NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.56-7.50 (m, 4H), 7.36 (d, 1H, J = 8.00Hz), 7.24 (dd, 1H, J = 7. 50, 1.50Hz), 7.14 (d, 1H, 1.50Hz), 7.02-6.97 (m, 4H), 4.23-2.70 (m, 15H).
[合成例1] 式(3−2−1)で表される化合物の合成
[Synthesis Example 1] Synthesis of the compound represented by the formula (3-2-1)
3−ホルミル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル 2.00g(9.34mmol)、3,4−ジヒドロ−2H−ピラン 4.7g(56mmol)、およびPPTS0.47g(1.9mmol)の混合物を、CH2Cl2 20ml中、室温で一晩撹拌した。上記反応において、3−ホルミル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルは、Journal of Medicinal Chemistry, vol.52, p.858(2009).に従って合成した。反応液に飽和重曹水30mlを加え、有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した後ろ過し、溶媒を減圧留去後、得られた生成物をカラムクロマトグラフィー(トルエン/酢酸エチル=10/1)で精製する事により、化合物(3−2−1−a)を得た。収量244mg(収率7.9%)。 CH 3-formyl-4,4'-dihydroxybiphenyl 2.00 g (9.34 mmol), 3,4-dihydro-2H-pyran 4.7 g (56 mmol), and PPTS 0.47 g (1.9 mmol) CH 2 Cl 2 In 20 ml, stirred overnight at room temperature. In the above reaction, 3-formyl-4,4'-dihydroxybiphenyl was added to Journal of Medicinal Chemistry, vol. 52, p. 858 (2009). Synthesized according to. 30 ml of saturated aqueous sodium hydrogen carbonate was added to the reaction solution, and the organic layer was separated. The organic layer is dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, the solvent is distilled off under reduced pressure, and the obtained product is purified by column chromatography (toluene / ethyl acetate = 10/1) to purify the compound (3-2). -1-a) was obtained. Yield 244 mg (yield 7.9%).
メチルトリフェニルホスホニウムブロミド868mg(2.43mmol)のTHF(10ml)溶液に、t−BuOK294mg(2.62mmol)のTHF(10ml)溶液を、0℃以下で加えた。0℃で30分撹拌後、−20℃に冷却し、化合物(3−2−1−a)1.00g(1.87mmol)を加えた。室温で2時間撹拌後、純水(50ml)にあけ、トルエン(50ml)で抽出した。有機層を純水(50ml)で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。有機層をろ過し、溶媒を減圧留去後、得られた生成物をカラムクロマトグラフィー(ヘプタン/トルエン=1/1→トルエン)で精製し、化合物(3−2−1−b)を得た。収量766mg、収率77%。 A solution of t-BuOK 294 mg (2.62 mmol) in THF (10 ml) was added to a solution of methyltriphenylphosphonium bromide in 868 mg (2.43 mmol) in THF (10 ml) at 0 ° C. or lower. After stirring at 0 ° C. for 30 minutes, the mixture was cooled to −20 ° C., and 1.00 g (1.87 mmol) of compound (3-2-1-a) was added. After stirring at room temperature for 2 hours, the mixture was poured into pure water (50 ml) and extracted with toluene (50 ml). The organic layer was washed with pure water (50 ml) and then dried over anhydrous magnesium sulfate. The organic layer was filtered, the solvent was distilled off under reduced pressure, and the obtained product was purified by column chromatography (heptane / toluene = 1/1 → toluene) to obtain compound (3-2-1-1b). .. Yield 766 mg, yield 77%.
化合物(3−2−1−b)1.61g(4.21mmol)のTHF(10ml)−MeOH(10ml)混合溶液に、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム425mg(16.9mmol)を加え、室温で一晩撹拌した。反応液にブラインおよび酢酸エチル(それぞれ30ml)を加え、有機層を分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥後、ろ過し、溶媒を減圧留去した。得られた生成物をカラムクロマトグラフィー(トルエン:酢酸エチル=2:1)で精製し、化合物(3−2−1)を得た。収率100%。 To a mixed solution of 1.61 g (4.21 mmol) of compound (3-2-1-b) in THF (10 ml) -MeOH (10 ml), 425 mg (16.9 mmol) of pyridinium p-toluenesulfonate was added, and the mixture was added at room temperature. It was stirred in the evening. Brine and ethyl acetate (30 ml each) were added to the reaction solution, and the organic layer was separated. The organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The obtained product was purified by column chromatography (toluene: ethyl acetate = 2: 1) to obtain compound (3-2-1). Yield 100%.
融点(℃);138.0−145.7.
1H―NMR(ppm,CDCl3);7.54(d,1H,J=2.50Hz),7.44−7.41(AA’BB’,2H),7.31(dd,1H,J=8.00,2.50Hz),6.97(dd,1H,J=17.50,10.50Hz),6.91−6.87(AA’BB’,2H),6.85(d,1H,J=8.50Hz),5.80(d,1H,J=18.00Hz),5.41(d,1H,J=11.00Hz),4.99(s,1H),4.76(s,1H).
Melting point (° C); 138.0-145.7.
1 1 H-NMR (ppm, CDCl 3 ); 7.54 (d, 1H, J = 2.50Hz), 7.44-7.41 (AA'BB', 2H), 7.31 (dd, 1H, J = 8.00, 2.50Hz), 6.97 (dd, 1H, J = 17.50, 10.50Hz), 6.91-6.87 (AA'BB', 2H), 6.85 ( d, 1H, J = 8.50Hz), 5.80 (d, 1H, J = 18.00Hz), 5.41 (d, 1H, J = 11.000Hz), 4.99 (s, 1H), 4.76 (s, 1H).
[実施例5]・組成物の調製と液晶性確認
実施例1で合成した式(1−1)で表される化合物1.000g(2.047mmol)、PDA 0.1660g(1.535mmol)をサンプル瓶に入れ、テトラヒドロフラン(10mmol)を加え、固形分を溶解した。この溶液を室温で2時間真空乾燥する事により、本発明の組成物(組成物5)を得た。この組成物をホットプレート上で偏光顕微鏡観察したところ、観察領域のほぼ全面で、散乱による光抜けが観察された。
[Example 5] Preparation of composition and confirmation of liquid crystal property 1.000 g (2.047 mmol) of the compound represented by the formula (1-1) synthesized in Example 1 and 0.1660 g (1.535 mmol) of PDA were added. It was placed in a sample bottle and tetrahydrofuran (10 mmol) was added to dissolve the solid content. The solution of the present invention was obtained by vacuum drying this solution at room temperature for 2 hours. When this composition was observed with a polarizing microscope on a hot plate, light loss due to scattering was observed in almost the entire observation area.
・組成物5から調整した硬化物の熱伝導率の測定
上記組成物5を、φ2.4cmのアルミ製容器に入れ、150℃の温度に加温したホットプレート上にて120分間保持し、厚みが1.5mmの円形片を取り出した。この硬化物(硬化物5)の熱伝導率は、サンプルの面内方向と厚み方向で、それぞれ0.92W/m・Kおよび0.43W/m・Kであった。
-Measurement of thermal conductivity of cured product adjusted from composition 5 The above composition 5 was placed in an aluminum container having a diameter of 2.4 cm and held on a hot plate heated to a temperature of 150 ° C. for 120 minutes to obtain a thickness. Removed a 1.5 mm circular piece. The thermal conductivity of this cured product (cured product 5) was 0.92 W / m · K and 0.43 W / m · K, respectively, in the in-plane direction and the thickness direction of the sample.
[実施例6]から[実施例10]
上記実施例5と同様な方法で、以下表1に記載の組成物、または該組成物から調製した硬化物の特性を確認した。表中において、カッコ内には各構成要素におけるそれぞれの成分化合物のモル%を示した。また液晶性に関しては、ある場合を〇、無い場合を×とした。さらに実施例5を再掲する。
[Example 6] to [Example 10]
The characteristics of the compositions shown in Table 1 below or the cured product prepared from the compositions were confirmed by the same method as in Example 5 above. In the table, the molar% of each component compound in each component is shown in parentheses. Regarding the liquid crystal property, the case where there was a case was evaluated as ◯, and the case where there was no case was evaluated as x. Further, Example 5 is reprinted.
表1.組成物の液晶性と熱伝導率
Table 1. Liquid crystallinity and thermal conductivity of the composition
[実施例11]
・組成物の調製と液晶性確認2
実施例1で合成した式(1−1)で表される化合物1.000g(2.047mmol)、ビスフェノールE 0.6578g(3.070mmol)をサンプル瓶に入れ、テトラヒドロフラン(10mmol)を加え、固形分を溶解した。この溶液を室温で2時間真空乾燥する事により、本発明の組成物(組成物11)を得た。この組成物をホットプレート上で偏光顕微鏡観察したところ、観察領域のほぼ全面で、散乱による光抜けが観察された。
[Example 11]
・ Preparation of composition and confirmation of liquid crystal property 2
1.000 g (2.047 mmol) of the compound represented by the formula (1-1) synthesized in Example 1 and 0.6578 g (3.070 mmol) of bisphenol E are placed in a sample bottle, tetrahydrofuran (10 mmol) is added, and a solid is added. The minute was dissolved. The solution of the present invention was obtained by vacuum drying this solution at room temperature for 2 hours. When this composition was observed with a polarizing microscope on a hot plate, light loss due to scattering was observed in almost the entire observation area.
・組成物11から調整した硬化物の熱伝導率の測定
上記組成物11に、イミダゾール0.0139g(0.2050mmol)を加え、この混合物を、φ2.4cmのアルミ製容器に入れ、150℃の温度に加温したホットプレート上にて120分間保持し、厚みが1.3mmの円形片を取り出した。この硬化物(硬化物11)の熱伝導率は、サンプルの面内方向と厚み方向で、それぞれ0.85W/m・Kおよび0.38W/m・Kであった。
-Measurement of Thermal Conductivity of Cured Product Prepared from Composition 11 0.0139 g (0.2050 mmol) of imidazole was added to the above composition 11, and this mixture was placed in a φ2.4 cm aluminum container at 150 ° C. It was held on a hot plate heated to a temperature for 120 minutes, and a circular piece having a thickness of 1.3 mm was taken out. The thermal conductivity of this cured product (cured product 11) was 0.85 W / m · K and 0.38 W / m · K, respectively, in the in-plane direction and the thickness direction of the sample.
[実施例12]から[実施例14]
上記実施例11と同様な方法で、以下表2に記載の組成物、または該組成物から調製した硬化物の特性を確認した。また液晶性に関しては、ある場合を〇、無い場合を×とした。さらに実施例11を再掲する。
[Example 12] to [Example 14]
By the same method as in Example 11 above, the characteristics of the compositions shown in Table 2 below or the cured product prepared from the compositions were confirmed. Regarding the liquid crystal property, the case where there was a case was evaluated as ◯, and the case where there was no case was evaluated as x. Further, Example 11 is reprinted.
表2 組成物の液晶性と熱伝導率2
Table 2 Liquid crystallinity and thermal conductivity of the composition 2
[実施例15] フィラー入りサンプルの作製
実施例5で得た組成物5 0.10gおよび窒化ホウ素粒子(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン(合)製PolarTherm PTX−25)0.90gをそれぞれ量りとってよく混ぜ、ステンレス製板中に挟み、150℃の温度に加温した圧縮成形機((株)井元製作所製IMC−19EC)にて20MPaの圧力をかけて45分間保持し、放熱部材としての厚みが768μmの四角片を取り出した。このサンプル(フィラー入りサンプル5)の熱伝導率は、9.2W/m・Kであった。
[Example 15] Preparation of sample containing filler Weigh 0.10 g of the composition obtained in Example 5 and 0.90 g of boron nitride particles (PolarTerm PTX-25 manufactured by Momentive Performance Materials Japan (Joint)). Mix well, sandwich it in a stainless steel plate, apply a pressure of 20 MPa with a compression molding machine (IMC-19EC manufactured by Imoto Seisakusho Co., Ltd.) heated to a temperature of 150 ° C, and hold it for 45 minutes as a heat dissipation member. A square piece having a thickness of 768 μm was taken out. The thermal conductivity of this sample (sample 5 containing filler) was 9.2 W / m · K.
[実施例16]から[実施例24]
組成物5に代え組成物6から10を使用した以外は、上記実施例15に記載の方法と同様にして、フィラー入りサンプル6から10を調製し、熱伝導率を測定した。結果を表3に示す。また実施例15を再掲する。
[Example 16] to [Example 24]
Samples 6 to 10 containing a filler were prepared and the thermal conductivity was measured in the same manner as in Example 15 above, except that the compositions 6 to 10 were used instead of the composition 5. The results are shown in Table 3. In addition, Example 15 is reprinted.
表3.フィラー入りサンプルの熱伝導率
[実施例25] フィラー入りサンプルの作製2
実施例11で得た組成物11 0.10gおよび酸化アルミニウム粒子(デンカ製DAW−10)0.90gをそれぞれ量りとってよく混ぜ、上記実施例15と同様な方法で、フィラー入りサンプル(フィラー入りサンプル11AO)を得た。このサンプルの熱伝導率は、7.2W/m・Kであった。
Table 3. Thermal conductivity of sample with filler
[Example 25] Preparation of sample containing filler 2
0.10 g of the composition 11 obtained in Example 11 and 0.90 g of aluminum oxide particles (DAW-10 manufactured by Denka) are weighed and mixed well, and a sample containing a filler (containing a filler) is mixed in the same manner as in Example 15 above. Sample 11 AO ) was obtained. The thermal conductivity of this sample was 7.2 W / m · K.
[実施例26]から[実施例28]
組成物11に代え組成物12から14を使用した以外は、上記実施例25に記載の方法と同様にして、フィラー入りサンプル12から14を調製し、熱伝導率を測定した。結果を表4に示す。また実施例25を再掲する。
[Example 26] to [Example 28]
Samples 12 to 14 containing a filler were prepared and the thermal conductivity was measured in the same manner as in Example 25 above, except that the compositions 12 to 14 were used instead of the composition 11. The results are shown in Table 4. In addition, Example 25 is reprinted.
表4.フィラー入りサンプルの熱伝導率2
Table 4. Thermal conductivity of sample with filler 2
上記のように、本発明に開示された技術は、高い熱伝導率を与える事が分かる。 As mentioned above, it can be seen that the technique disclosed in the present invention provides high thermal conductivity.
本発明の技術は、半導体素子のパッケージ用材料に好適に使用する事が出来る。また接着剤などその他のオキシラニル樹脂に対する代替用途にも、使用する事が出来る。 The technique of the present invention can be suitably used as a material for packaging a semiconductor device. It can also be used as an alternative to other oxylanyl resins such as adhesives.
Claims (12)
式(1)中、Rceは独立して、オキシラニルまたはオキセタニルを含む炭素数4から12の基であり、R1は独立して、水素、炭素数1から8のアルキル、または−ORceである。 A compound represented by the formula (1).
In formula (1), R ce is independently a group having 4 to 12 carbon atoms containing oxylanyl or oxetanyl, and R 1 is independently being hydrogen, an alkyl having 1 to 8 carbon atoms, or −OR ce . be.
E1−Z−(L−Z)n−E1 (2−1)
L1−Z−E (2−2)
式(2−1)および(2−2)中、
Zは独立して、単結合、−O−、−NH−、−S−、−SO2−、−CO2−、または炭素数1〜12のアルキレンであり、
式(2−1)中、
Lは独立して、単結合、シクロヘキシレン、フェニレン、またはナフタレンであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
E1は独立して、アミノ、炭素数1〜10のアルキルアミノ、水酸基、又はカルボキシであり、少なくとも1つのEは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノであり、
nは、0〜7の整数である。
式(2−2)中、
L1は、水素、シクロヘキシル、フェニル、またはナフチルであり、これらの環の少なくとも1つの水素は、または炭素数1〜10のアルキルで置き換えられてもよく、
Eは、アミノまたは炭素数1〜10のアルキルアミノである。 The composition according to claim 4, wherein the curing agent is at least one compound represented by the formula (2-1) or (2-2).
E 1 -Z- (L-Z) n-E 1 (2-1)
L 1 -Z-E (2-2)
In equations (2-1) and (2-2),
Z is independently a single bond, -O-, -NH-, -S-, -SO 2- , -CO 2- , or an alkylene with 1-12 carbon atoms.
In equation (2-1),
L is independently a single bond, cyclohexylene, phenylene, or naphthalene, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E 1 is independently an amino, an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms, a hydroxyl group, or a carboxy, and at least one E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
n is an integer from 0 to 7.
In equation (2-2),
L 1 is hydrogen, cyclohexyl, phenyl, or naphthyl, and at least one hydrogen in these rings may be replaced with an alkyl having 1 to 10 carbon atoms.
E is an amino or an alkylamino having 1 to 10 carbon atoms.
(短鎖のエステルとは、以下の(3−E)で表される基が、OH基のHに置換した構造である。
式中R13は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基を表し、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基は、分岐鎖であっても よい。*は結合位置を表す。) The composition according to claim 2 or 3, wherein the curing agent is a phenol having two or more -OH in the molecular skeleton, or a compound in which at least one of -OH in the phenol is a short-chain ester.
(The short-chain ester is a structure in which the group represented by (3-E) below is replaced with H of the OH group.
In the formula, R 13 represents a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, or hexyl group, and the propyl, butyl, pentyl, or hexyl group may be a branched chain. * Represents the bond position. )
式(3−1)中、
n31は2以上4以下の整数であり;
環Bは、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、または9,9‐ジフェニルフルオレンであり、これら環Bにおいて、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキル、または炭素数1〜3のアルコキシで置き換えられてもよく;
式(3−2)中、
n32およびn33は独立して、1〜3の整数であり;
Z30は、単結合、炭素数1〜10のアルキレン、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CF3)2−、−O−、−S−、または−SO2−を表し、
ベンゼン環上の、少なくとも1つの水素は、炭素数1〜3のアルキルまたは炭素数2〜3のアルケニルで置き換えられてもよく;
式(3−3)および式(3−4)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、n35およびn36は独立して、0または1であり、n34が2以上の場合、繰り返し毎に異なってもよく、
式(3−4)中、
R10およびR11は独立して、1,4−フェニレン、4,4’−ビフェニレン、または1,3−シクロペンタジエニレンを表し、
式(3−5)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
式(3−6)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、
Z31は独立して、単結合、−CH(CH3)−、−C(CH3)2−を表し、n34は1から5000以下の整数を表す。
式(3−7)中、
n34は1以上5000以下の整数であり、R12は独立して水素またはメチルである。
これら式(3−3)から式(3−7)中の芳香環上の少なくとも1つの水素はメチルで置き換えられてもよい。
短鎖のエステルとは、以下の(3−E)で表される基が、OH基のHに置換した構造である。
式中R13は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基を表し、プロピル、ブチル、ペンチル、またはヘキシル基は、分岐鎖であっても良く、*は結合位置を表す。 The sixth aspect of the present invention, wherein the curing agent is at least one compound represented by the formulas (3-1) to (3-7), or a compound in which at least one of -OH in the compound is a short-chain ester. The composition described.
In equation (3-1),
n31 is an integer greater than or equal to 2 and less than or equal to 4.
Ring B is benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, or 9,9-diphenylfluorene, in which at least one hydrogen is an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkoxy having 1-3 carbon atoms. May be replaced;
In equation (3-2),
n32 and n33 are independently integers 1-3;
Z 30 is a single bond, alkylene with 1 to 10 carbon atoms, -CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2- , -C (CF 3 ) 2- , -O-, -S-, or. Represents −SO 2 −
At least one hydrogen on the benzene ring may be replaced with an alkyl having 1-3 carbon atoms or an alkenyl having 2-3 carbon atoms;
In equations (3-3) and (3-4),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less, n35 and n36 are independently 0 or 1, and when n34 is 2 or more, it may be different for each iteration.
In equation (3-4),
R 10 and R 11 independently represent 1,4-phenylene, 4,4'-biphenylene, or 1,3-cyclopentadienylene.
In equation (3-5),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
In equation (3-6),
n34 is an integer of 1 or more and 5000 or less,
Z 31 independently represents a single bond, −CH (CH 3 ) −, −C (CH 3 ) 2 −, and n34 represents an integer from 1 to 5000 or less.
In equation (3-7),
n34 is an integer between 1 and 5000, inclusive, R 12 is independently hydrogen or methyl.
At least one hydrogen on the aromatic ring in these formulas (3-3) to (3-7) may be replaced with methyl.
The short-chain ester has a structure in which the group represented by (3-E) below is replaced with H of the OH group.
In the formula, R 13 represents a methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, or hexyl group, the propyl, butyl, pentyl, or hexyl group may be a branched chain, and * represents a bond position.
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WO2024071323A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 富士フイルム株式会社 | Composition, optically anisotropic layer, laminate, method for manufacturing optically anisotropic layer, and liquid crystal compound |
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