JP2023154941A - Thermosetting resin composition, resin sheet, resin substrate, and circuit board - Google Patents

Thermosetting resin composition, resin sheet, resin substrate, and circuit board Download PDF

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JP2023154941A JP2022064597A JP2022064597A JP2023154941A JP 2023154941 A JP2023154941 A JP 2023154941A JP 2022064597 A JP2022064597 A JP 2022064597A JP 2022064597 A JP2022064597 A JP 2022064597A JP 2023154941 A JP2023154941 A JP 2023154941A
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thermosetting resin
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智將 樫野
Tomomasa Kashino
昭良 大葉
Akiyoshi Oba
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Abstract

To provide a thermosetting resin composition that can be used to produce a thermally conductive sheet with high thermal conductivity.SOLUTION: A thermosetting resin composition includes an epoxy resin expressed by the formula (1) and a curing agent, where n represents the number of repetitions of the structure within the parentheses, which is an integer of 1 or greater, Y represents a group expressed by the formula (ep), A represents a divalent group with a mesogenic skeleton, and B represents -(CH2)p- or -O-(CH2)q-O-, where p and q each represent an integer of 2-6, and r represents an integer of 1-3.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、熱硬化性樹脂組成物、当該熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂シート、当該樹脂シートの硬化物からなる樹脂基板、当該樹脂シートの硬化物を備える回路基板に関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition, a resin sheet made of the thermosetting resin composition, a resin substrate made of a cured product of the resin sheet, and a circuit board equipped with the cured product of the resin sheet.

半導体の高集積化や電子機器の処理能力の急速な向上に伴い、処理能力の高い電子部品からは多くの熱が発生する。そのため電子部品から熱を効果的に外部へ放散させる熱対策が非常に重要な課題になっている。このような放熱対策として、プリント配線基板、半導体パッケージ、筐体、ヒートパイプ、放熱板、熱拡散板等の放熱部材には、金属、セラミックス、高分子組成物等の放熱材料からなる熱伝導性部材が適用されている。 With the increasing integration of semiconductors and the rapid improvement in the processing power of electronic devices, a large amount of heat is generated from electronic components with high processing power. Therefore, heat countermeasures that effectively dissipate heat from electronic components to the outside have become an extremely important issue. As a heat dissipation measure, heat dissipation materials such as printed wiring boards, semiconductor packages, housings, heat pipes, heat sinks, and heat diffusion plates are made of thermally conductive materials such as metals, ceramics, and polymer compositions. member is applied.

これらの放熱部材の中でも、エポキシ樹脂組成物から成形される熱伝導性エポキシ樹脂成形体は、電気絶縁性、機械的性質、耐熱性、耐薬品性、接着性等に優れているため、注型品、積層板、封止材、熱伝導性シート、接着剤等として電気電子分野を中心に広く使用されている。 Among these heat dissipation members, thermally conductive epoxy resin molded bodies made from epoxy resin compositions have excellent electrical insulation, mechanical properties, heat resistance, chemical resistance, adhesive properties, etc., and are therefore suitable for casting. It is widely used mainly in the electrical and electronic fields as products, laminates, sealants, thermally conductive sheets, adhesives, etc.

この種の技術として、たとえば、特許文献1には、エポキシ樹脂としてのビスフェノールA型エポキシ樹脂に、熱伝導性粒子として鱗片状または球形状の窒化ホウ素粒子を配合した熱伝導性エポキシ樹脂組成物およびその成形体が提案されている。また、エポキシ樹脂自体の熱伝導率や耐熱性を向上させることも提案されている(たとえば、特許文献2)。特許文献2では、メソゲン基を有する液晶性エポキシ樹脂等を重合することにより、熱伝導性を向上させた絶縁組成物を得ている。 As this type of technology, for example, Patent Document 1 describes a thermally conductive epoxy resin composition in which scale-shaped or spherical boron nitride particles are blended as thermally conductive particles into a bisphenol A epoxy resin as an epoxy resin; A molded article thereof has been proposed. It has also been proposed to improve the thermal conductivity and heat resistance of the epoxy resin itself (for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, an insulating composition with improved thermal conductivity is obtained by polymerizing a liquid crystalline epoxy resin or the like having a mesogenic group.

特開2015-193504号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-193504 特願2004-331811号公報Patent Application No. 2004-331811

しかしながら、本発明者が検討した結果、従来の樹脂組成物は、熱伝導性の点においてさらなる改善の余地を有することが判明した。 However, as a result of studies conducted by the present inventors, it has been found that the conventional resin compositions have room for further improvement in terms of thermal conductivity.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、特定のメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂が高熱伝導性を有することを見出し、本発明を完成させた。 The present invention was made in view of the above problems, and the present invention was completed by discovering that an epoxy resin having a specific mesogen skeleton has high thermal conductivity.

本発明によれば、以下に示す熱硬化性樹脂組成物、ならびにこれを用いて得られる樹脂シート、樹脂基板および回路基板が提供される。
[1]式(1)で表されるエポキシ樹脂と、
硬化剤と、を含む、熱硬化性樹脂組成物であって、

Figure 2023154941000001
式(1)中、
nは、括弧内の構造の繰り返し数を表し、1以上の整数であり、
Yは、式(ep)で表される基であり、
Aは、メソゲン骨格を有する2価の基であり、
Bは、-(CH-、または-O-(CH-O-であり、ここで、pおよびqは、2~6の整数であり、
Figure 2023154941000002
式(ep)中、rは、1~3の整数である、
熱硬化性樹脂組成物。
[2]前記メソゲン骨格を有する2価の基は、式(1-1)、式(1-2)、または式(1-3)で表される基から選択される基であり、
Figure 2023154941000003
式(1-1)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表し、
Figure 2023154941000004
式(1-2)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表し、
Figure 2023154941000005
式(1-3)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表す、項目[1]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[3]前記式(1)中のnが1である、項目[1]または[2]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[4]前記硬化剤は、フェノール樹脂、アミン化合物、活性エステル化合物、酸無水物、およびシアネート化合物から選択される少なくとも1つである、項目[1]~[3]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[5]硬化促進剤をさらに含む、項目[1]~[4]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[6]前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物、ホスフィン化合物、およびフェノール化合物から選択される少なくとも1つである、項目[5]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[7]熱伝導性フィラーをさらに含む、項目[1]~[6]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[8]溶剤をさらに含む、項目[1]~[7]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[9]項目[1]~[8]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に形成して得られる樹脂シート。
[10]項目[1]~[8]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂基板。
[11]金属層と、
前記金属層の少なくとも一方の面に積層された樹脂層と、を備え、
前記樹脂層は、項目[1]~[8]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる、回路基板。 According to the present invention, there are provided the following thermosetting resin composition, as well as resin sheets, resin substrates, and circuit boards obtained using the same.
[1] An epoxy resin represented by formula (1),
A thermosetting resin composition comprising a curing agent,
Figure 2023154941000001
In formula (1),
n represents the number of repetitions of the structure in parentheses, and is an integer of 1 or more,
Y is a group represented by formula (ep),
A is a divalent group having a mesogenic skeleton,
B is -(CH 2 ) p - or -O-(CH 2 ) q -O-, where p and q are integers from 2 to 6,
Figure 2023154941000002
In the formula (ep), r is an integer from 1 to 3,
Thermosetting resin composition.
[2] The divalent group having a mesogenic skeleton is a group selected from a group represented by formula (1-1), formula (1-2), or formula (1-3),
Figure 2023154941000003
In formula (1-1), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * represents a linking site,
Figure 2023154941000004
In formula (1-2), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * represents a linking site,
Figure 2023154941000005
In formula (1-3), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and * represents a linking site, as described in item [1] Thermosetting resin composition.
[3] The thermosetting resin composition according to item [1] or [2], wherein n in the formula (1) is 1.
[4] The curing agent according to any one of items [1] to [3], wherein the curing agent is at least one selected from a phenolic resin, an amine compound, an active ester compound, an acid anhydride, and a cyanate compound. Curable resin composition.
[5] The thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [4], further comprising a curing accelerator.
[6] The thermosetting resin composition according to item [5], wherein the curing accelerator is at least one selected from an imidazole compound, a phosphine compound, and a phenol compound.
[7] The thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [6], further comprising a thermally conductive filler.
[8] The thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [7], further comprising a solvent.
[9] A resin sheet obtained by forming the thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [8] into a film.
[10] A resin substrate comprising a cured product of the thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [8].
[11] Metal layer;
a resin layer laminated on at least one surface of the metal layer,
The circuit board, wherein the resin layer is made of a cured product of the thermosetting resin composition according to any one of items [1] to [8].

本発明によれば、その硬化物が高い熱伝導性を有する熱硬化性樹脂組成物が提供される。 According to the present invention, a thermosetting resin composition whose cured product has high thermal conductivity is provided.

本実施形態に係る回路基板の構造を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a circuit board according to the present embodiment. 本実施形態に係る金属ベース基板を用いた電子装置の構成を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an electronic device using a metal base substrate according to the present embodiment.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、「~」は特に断りがなければ「以上から以下」を表す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that in all the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. In addition, "~" means "from the above to the following" unless otherwise specified.

[熱硬化性樹脂組成物]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、を含む。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂は、特定のメソゲン骨格を有する。これにより、得られる熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、高い熱伝導性を有する。
以下に本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられる成分について説明する。
[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of this embodiment includes an epoxy resin and a curing agent. The epoxy resin used in the thermosetting resin composition of this embodiment has a specific mesogenic skeleton. Thereby, the cured product of the thermosetting resin composition obtained has high thermal conductivity.
The components used in the thermosetting resin composition of this embodiment will be explained below.

(エポキシ樹脂)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂は、式(1)で表される構造を有する。
(Epoxy resin)
The epoxy resin used in the thermosetting resin composition of this embodiment has a structure represented by formula (1).

Figure 2023154941000006
Figure 2023154941000006

式(1)中、
nは、括弧内の構造の繰り返し数を表し、1以上の整数である。nは、好ましくは、1~20であり、より好ましくは、1~15であり、さらに好ましくは、1~10である。
Yは、式(ep)で表される基である。
In formula (1),
n represents the number of repetitions of the structure in parentheses, and is an integer of 1 or more. n is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 15, and still more preferably 1 to 10.
Y is a group represented by formula (ep).

Figure 2023154941000007
式(ep)中、rは、1~3の整数である。rは、好ましくは、1または2であり、より好ましくは、1である。
Aは、メソゲン骨格を有する2価の基である。メソゲン骨格を有する2価の基としては、例えば、式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)で表される基が挙げられる。
Figure 2023154941000007
In formula (ep), r is an integer from 1 to 3. r is preferably 1 or 2, more preferably 1.
A is a divalent group having a mesogenic skeleton. Examples of the divalent group having a mesogenic skeleton include groups represented by formula (1-1), formula (1-2), and formula (1-3).

Figure 2023154941000008
Figure 2023154941000008

式(1-1)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表す。炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、およびiso-プロピル基が挙げられる。 In formula (1-1), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and * represents a linking site. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, and iso-propyl group.

Figure 2023154941000009
Figure 2023154941000009

式(1-2)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表す。炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、およびiso-プロピル基が挙げられる。 In formula (1-2), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and * represents a linking site. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, and iso-propyl group.

Figure 2023154941000010
Figure 2023154941000010

式(1-3)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表す。炭素数1~3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、およびiso-プロピル基が挙げられる。 In formula (1-3), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and * represents a linking site. Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, and iso-propyl group.

Bは、-(CH-、または-O-(CH-O-であり、ここで、pおよびqは、2~6の整数である。pおよびqは、好ましくは、2~4の整数である。 B is -(CH 2 ) p - or -O-(CH 2 ) q -O-, where p and q are integers from 2 to 6. p and q are preferably integers from 2 to 4.

本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられるエポキシ樹脂の具体例としては、以下式(EP1-1)、式(EP1-2)、式(EP1-3)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the epoxy resin used in the thermosetting resin composition of the present embodiment include compounds represented by the following formulas (EP1-1), (EP1-2), and (EP1-3). .

Figure 2023154941000011
Figure 2023154941000011

式(EP1-1)において、
nは、括弧内の構造の繰り返し数を表し、1以上の整数であり、
複数のR同士、R同士、R同士、R同士、R同士、R同士、R同士、およびR同士は、互いに同一であり、R、R、R、R、R、R、R、およびRは、独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、
Xは、炭素数2~6のアルキレン基であり、
Yは、上記式(ep)で表される基である。
In formula (EP1-1),
n represents the number of repetitions of the structure in parentheses, and is an integer of 1 or more,
A plurality of R 1s , R 2s , R 3s , R 4s , R 5s , R 6s , R 7s , and R 8s are the same, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
X is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms,
Y is a group represented by the above formula (ep).

Figure 2023154941000012
Figure 2023154941000012

式(EP1-2)において、
2つのR同士、R同士、R同士、およびR同士は互いに同一であり、R、R、R、およびRは、独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、
、R、R、R、R、R10、R11、およびR12は、独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、
Xは、炭素数2~4のアルキレン基であり、
Yは、上記式(ep)で表される基である。
In formula (EP1-2),
Two R 1s , R 2s , R 3s , and R 4s are the same, and R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are independently a hydrogen atom or a carbon atom with 1 to 1 carbon atoms. 3 is an alkyl group,
R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 and R 12 are independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
X is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms,
Y is a group represented by the above formula (ep).

Figure 2023154941000013
Figure 2023154941000013

式(EP1-3)において、
nは、括弧内の構造の繰り返し数を表し、1以上の整数であり、
複数のR同士、R同士、R同士、R同士、R同士、R同士、R同士、およびR同士は、互いに同一であり、R、R、R、R、R、R、R、およびRは、独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、
Xは、炭素数2~6のアルキレン基であり、
Yは、上記式(ep)で表される基である。
In formula (EP1-3),
n represents the number of repetitions of the structure in parentheses, and is an integer of 1 or more,
A plurality of R 1s , R 2s , R 3s , R 4s , R 5s , R 6s , R 7s , and R 8s are the same, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
X is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms,
Y is a group represented by the above formula (ep).

(硬化剤)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられる硬化剤としては、フェノール樹脂、アミン化合物、活性エステル化合物、酸無水物、およびシアネート化合物が挙げられる。これらの硬化剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(hardening agent)
Examples of the curing agent used in the thermosetting resin composition of this embodiment include phenol resins, amine compounds, active ester compounds, acid anhydrides, and cyanate compounds. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.

硬化剤として用いられるフェノール樹脂としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂、およびレゾール型フェノール樹脂等が挙げられる。これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the phenolic resin used as a curing agent include novolac type phenolic resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, and bisphenol A novolac resin, and resol type phenolic resin. One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination.

硬化剤として用いられるアミン化合物としては、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン(TETA)、メタキシレンジアミン(MXDA)などの脂肪族ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン(DDM)、m-フェニレンジアミン(MPDA)、ジアミノジフェニルスルホン(DDS)等の芳香族ポリアミン;ジシアンジアミド(DICY)、有機酸ジヒドラジド等のポリアミン化合物;トリエチルアミン、トリブチルアミン、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等の3級アミン類が挙げられる。 Amine compounds used as curing agents include aliphatic polyamines such as diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine (TETA), and metaxylene diamine (MXDA), diaminodiphenylmethane (DDM), m-phenylenediamine (MPDA), and diaminodiphenyl. Aromatic polyamines such as sulfone (DDS); polyamine compounds such as dicyandiamide (DICY) and organic acid dihydrazide; tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, and 1,4-diazabicyclo[2.2.2]octane. .

硬化剤として用いられる活性エステル化合物としては、芳香族エステル化合物が挙げられる。
硬化剤として用いられる酸無水物としては、ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)等の脂環族酸無水物;無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)等の芳香族酸無水物等を含む酸無水物等が挙げられる。
硬化剤としてのシアネートエステル化合物としては、ノボラック型シアネートエステル化合物、ビスフェノールA型シアネートエステル化合物、ジシクロペンタジエン型シアネートエステル化合物などが挙げられる。イソシアネート化合物としては種々のイソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネート等が挙げられる。
Examples of active ester compounds used as curing agents include aromatic ester compounds.
Acid anhydrides used as curing agents include alicyclic acid anhydrides such as hexahydrophthalic anhydride (HHPA) and methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA); trimellitic anhydride (TMA) and pyromellitic anhydride (PMDA). ), aromatic acid anhydrides such as benzophenonetetracarboxylic acid (BTDA), and the like.
Examples of the cyanate ester compound as a curing agent include a novolac type cyanate ester compound, a bisphenol A type cyanate ester compound, a dicyclopentadiene type cyanate ester compound, and the like. Examples of the isocyanate compound include various isocyanate prepolymers, blocked isocyanates, and the like.

熱硬化性樹脂組成物中における硬化剤の含有量は、とくに限定されないが、たとえば樹脂組成物全体に対して、1質量%以上12質量%以下であることが好ましく、3質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。硬化剤の含有量を上記下限値以上とすることにより、樹脂組成物を適切に硬化しやすくなる。一方、硬化剤の含有量を上記上限値以下とすることにより、適度な流動性を保持することができる。 The content of the curing agent in the thermosetting resin composition is not particularly limited, but for example, it is preferably 1% by mass or more and 12% by mass or less, and 3% by mass or more and 10% by mass, based on the entire resin composition. It is more preferable that it is below. By setting the content of the curing agent to the above lower limit or more, it becomes easier to appropriately cure the resin composition. On the other hand, by controlling the content of the curing agent to be equal to or less than the above upper limit, appropriate fluidity can be maintained.

(硬化促進剤)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化促進剤を含むことができる。
硬化促進剤の種類や配合量は特に限定されないが、反応速度や反応温度、保管性などの観点から、適切なものを選択することができる。
(hardening accelerator)
The thermosetting resin composition of this embodiment can contain a curing accelerator, if necessary.
Although the type and amount of the curing accelerator are not particularly limited, an appropriate one can be selected from the viewpoints of reaction rate, reaction temperature, storage stability, etc.

硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール化合物、ホスフィン化合物、およびフェノール化合物等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、耐熱性を高める観点から、イミダゾール化合物などの窒素原子含有化合物を用いることが好ましい。 Examples of the curing accelerator include imidazole compounds, phosphine compounds, and phenol compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of improving heat resistance, it is preferable to use a nitrogen atom-containing compound such as an imidazole compound.

イミダゾール類としては、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-ウンデシルイミダゾール、2-ヘプタデシルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、1-ベンジル-2-フェニルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-ウンデシルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-エチル-4-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2'-メチルイミダゾリル(1')]-エチル-s-トリアジンのイソシアヌル酸付加物、2-フェニルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2-メチルイミダゾールのイソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシジメチルイミダゾール、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。 Examples of imidazoles include imidazole, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecyl imidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl -4-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl- 2-Undecylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazolium trimellitate, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimellitate, 2,4-diamino-6- [2'-Methylimidazolyl(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-undecylimidazolyl(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino -6-[2'-ethyl-4-methylimidazolyl(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct of 2-phenylimidazole, isocyanuric acid adduct of 2-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxydimethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethyl Examples include imidazole.

ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ-p-トリルホスフィン、テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、トリフェニルホスフィン・トリフェニルボラン、1,2-ビス-(ジフェニルホスフィノ)エタン等が挙げられる。 Examples of the phosphine compound include triphenylphosphine, tri-p-tolylphosphine, tetraphenylphosphonium/tetraphenylborate, triphenylphosphine/triphenylborane, and 1,2-bis-(diphenylphosphino)ethane.

フェノール化合物としては、例えば、フェノール樹脂、ビスフェノールA、ノニルフェノール、2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、アリルフェノール等が挙げられる。 Examples of the phenol compound include phenol resin, bisphenol A, nonylphenol, 2,2-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propane, and allylphenol.

硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂の合計100質量%に対して、0.01質量%~10質量%でもよく、0.02質量%~5質量%でもよく、0.05質量%~1.5質量%でもよい。 The content of the curing accelerator may be 0.01% by mass to 10% by mass, 0.02% by mass to 5% by mass, or 0.05% by mass with respect to the total 100% by mass of the thermosetting resin. It may be up to 1.5% by mass.

(熱伝導性フィラー)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、熱伝導性フィラーを含むことができる。
熱伝導性フィラーは、たとえば、20W/m・K以上の熱伝導率を有する高熱伝導性無機粒子を含むことができる。高熱伝導性無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化珪素、炭化珪素及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも1種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(thermal conductive filler)
The thermosetting resin composition of this embodiment can contain a thermally conductive filler, if necessary.
The thermally conductive filler can include, for example, highly thermally conductive inorganic particles having a thermal conductivity of 20 W/m·K or more. The highly thermally conductive inorganic particles may include, for example, at least one selected from silica, alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, silicon carbide, and magnesium oxide. These may be used alone or in combination of two or more.

前記窒化ホウ素は、鱗片状窒化ホウ素の、単分散粒子、凝集粒子またはこれらの混合物を含むことができる。鱗片状窒化ホウ素は顆粒状に造粒されていてもよい。鱗片状窒化ホウ素の凝集粒子を用いることによって、一層に熱伝導性を高められる。凝集粒子は、焼結粒子であっても、非焼結粒子であってもよい。 The boron nitride may include monodisperse particles, agglomerated particles, or a mixture thereof of scaly boron nitride. The flaky boron nitride may be granulated. By using aggregated particles of scale-like boron nitride, thermal conductivity can be further enhanced. The aggregated particles may be sintered particles or non-sintered particles.

熱伝導性フィラーの含有量は、熱硬化性樹脂組成物の樹脂成分(100質量%)に対して、100質量%~400質量%であり、好ましくは150質量%~350質量%であり、より好ましくは200質量%~330質量%である。前記下限値以上とすることにより、熱伝導性を向上させることができる。前記上限値以下とすることにより、プロセス性の低下を抑制することができる。 The content of the thermally conductive filler is 100% by mass to 400% by mass, preferably 150% by mass to 350% by mass, and more Preferably it is 200% to 330% by weight. Thermal conductivity can be improved by making it equal to or more than the lower limit value. By setting it below the upper limit value, deterioration in processability can be suppressed.

(シランカップリング剤)
上記熱硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含んでもよい。これにより、熱硬化性樹脂組成物中における熱伝導性フィラーの相溶性を向上させることができる。カップリング剤は、熱硬化性樹脂組成物に添加してもよいし、熱伝導性フィラー表面に処理して使用してもよい。
(Silane coupling agent)
The thermosetting resin composition may include a silane coupling agent. Thereby, the compatibility of the thermally conductive filler in the thermosetting resin composition can be improved. The coupling agent may be added to the thermosetting resin composition, or may be used by treating the surface of the thermally conductive filler.

(その他の添加剤)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述した成分以外の他の成分を含むことができる。この他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レベリング剤が挙げられる。
(Other additives)
The thermosetting resin composition of this embodiment can contain other components other than the components mentioned above. Examples of other components include antioxidants and leveling agents.

(溶剤)
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、溶剤を含むことができる。
溶剤としては、例えば、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、シクロヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、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、エチレングリコール、セルソルブ系、カルビトール系、アニソール、およびN-メチルピロリドン等が挙げられる。
(solvent)
The thermosetting resin composition of this embodiment can contain a solvent, if necessary.
Examples of the solvent include acetone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate, cyclohexane, heptane, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, ethylene glycol, cellosolve series, carbitol series, anisole, and N-methyl. Examples include pyrrolidone.

[熱硬化性樹脂組成物の製造方法]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、例えば、熱伝導性フィラー以外の上記の各成分を、上述の溶剤中に溶解、混合、撹拌することにより樹脂ワニス(ワニス状の熱硬化性樹脂組成物)を調整することができる。この混合は、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、および自転公転式分散方式などの各種混合機を用いることができる。
[Method for producing thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of the present embodiment can be produced by dissolving, mixing, and stirring the above-mentioned components other than the thermally conductive filler in the above-mentioned solvent to create a resin varnish (a varnish-like thermosetting resin composition). things) can be adjusted. For this mixing, various mixers such as an ultrasonic dispersion method, a high-pressure collision dispersion method, a high-speed rotation dispersion method, a bead mill method, a high-speed shear dispersion method, and a rotation-revolution dispersion method can be used.

当該樹脂ワニスに、熱伝導性フィラーを添加し、三本ロール等を用いて混練することにより、Bステージ状態の熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。混練時に添加することにより、熱硬化性樹脂中に無機フィラーをより均一に分散させることが可能であるが、これに限定されない。熱伝導性フィラーは、混練時に添加してもよいが、樹脂ワニスの混合時に添加してもよい。なお、分散性の観点から、ナノ粒子は、例えば、所定の溶剤に分散させもの(ナノ粒子分散液)を樹脂ワニス中に添加することが好ましい。混練後に冷却固化し、混練物を、顆粒状、タブレット状、またはシート状に加工してもよい。 A thermosetting resin composition in a B-stage state can be obtained by adding a thermally conductive filler to the resin varnish and kneading it using a triple roll or the like. By adding the inorganic filler during kneading, it is possible to more uniformly disperse the inorganic filler in the thermosetting resin, but the inorganic filler is not limited thereto. The thermally conductive filler may be added during kneading, or may be added during mixing of the resin varnish. In addition, from the viewpoint of dispersibility, it is preferable that the nanoparticles be dispersed in a predetermined solvent (nanoparticle dispersion) and added to the resin varnish. After kneading, the mixture may be cooled and solidified, and the kneaded product may be processed into granules, tablets, or sheets.

[樹脂シート]
本実施形態の樹脂シートは、前記熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる。樹脂シートの具体的な形態は、キャリア基材と、キャリア基材上に設けられた、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層と、を備えるものである。
[Resin sheet]
The resin sheet of this embodiment is obtained by curing the thermosetting resin composition. A specific form of the resin sheet includes a carrier base material and a resin layer made of the thermosetting resin composition of this embodiment provided on the carrier base material.

上記樹脂シートは、たとえばワニス状の熱硬化性樹脂組成物をキャリア基材上に塗布して得られた塗布膜(樹脂層)に対して、溶剤除去処理を行うことにより得ることができる。上記樹脂シート中の溶剤含有率が、熱硬化性樹脂組成物全体に対して10質量%以下とすることができる。たとえば80℃~200℃、1分間~30分間の条件で溶剤除去処理を行うことができる。 The resin sheet can be obtained, for example, by subjecting a coating film (resin layer) obtained by coating a varnish-like thermosetting resin composition onto a carrier base material to a solvent removal treatment. The solvent content in the resin sheet can be 10% by mass or less based on the entire thermosetting resin composition. For example, the solvent removal treatment can be performed at 80° C. to 200° C. for 1 minute to 30 minutes.

また、本実施形態において、上記キャリア基材としては、例えば、高分子フィルムや金属箔などを用いることができる。当該高分子フィルムとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリカーボネート、シリコーンシート等の離型紙、フッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などの耐熱性を有した熱可塑性樹脂シート等が挙げられる。当該金属箔としては、特に限定されないが、例えば、銅および/または銅系合金、アルミおよび/またはアルミ系合金、鉄および/または鉄系合金、銀および/または銀系合金、金および金系合金、亜鉛および亜鉛系合金、ニッケルおよびニッケル系合金、錫および錫系合金などが挙げられる。 Further, in this embodiment, as the carrier base material, for example, a polymer film, metal foil, etc. can be used. The polymer film is not particularly limited, but includes, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, release papers such as silicone sheets, and heat-resistant materials such as fluorine resins and polyimide resins. Examples include thermoplastic resin sheets having the following properties. The metal foil is not particularly limited, but includes, for example, copper and/or copper-based alloys, aluminum and/or aluminum-based alloys, iron and/or iron-based alloys, silver and/or silver-based alloys, gold and gold-based alloys. , zinc and zinc-based alloys, nickel and nickel-based alloys, tin and tin-based alloys, and the like.

樹脂シートの硬化物は、発熱体と、放熱体との間に介在する熱伝導性シートとして使用される。発熱体としては、半導体素子、LED素子、半導体素子やLED素子等が搭載された基板、Central Processing Unit(CPU)、パワー半導体、リチウムイオン電池、燃料電池等を挙げることができる。放熱体としては、ヒートシンク、ヒートスプレッダー、放熱(冷却)フィン等を挙げることができる。 A cured resin sheet is used as a thermally conductive sheet interposed between a heating element and a heat radiating element. Examples of the heating element include semiconductor elements, LED elements, substrates on which semiconductor elements and LED elements are mounted, central processing units (CPUs), power semiconductors, lithium ion batteries, fuel cells, and the like. Examples of the heat dissipation body include a heat sink, a heat spreader, a heat dissipation (cooling) fin, and the like.

[樹脂基板]
本実施形態の樹脂基板は、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成されるものである。この樹脂基板は、LED、パワーモジュールなどの電子部品を搭載するためのプリント基板の材料として用いることができる。
[Resin board]
The resin substrate of this embodiment is composed of a cured product of the above thermosetting resin composition. This resin substrate can be used as a material for a printed circuit board on which electronic components such as LEDs and power modules are mounted.

[回路基板]
本実施形態の回路基板(放熱樹脂部材)100について図1に基づいて説明する。
図1は、回路基板100の構成の一例を示す概略断面図である。
[Circuit board]
A circuit board (heat dissipating resin member) 100 of this embodiment will be described based on FIG. 1.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a circuit board 100.

上記回路基板100は、図1に示すように、金属基板101と、金属基板101上に設けられた絶縁層102と、絶縁層102上に設けられた金属層103と、を備えることができる。この絶縁層102は、上記の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、熱硬化性樹脂組成物の硬化物および積層板からなる群から選択される一種で構成することが可能である。これらの樹脂層、積層板のそれぞれは、金属層103の回路加工の前では、Bステージ状態の熱硬化性樹脂組成物(樹脂シート)で構成されていてもよく、回路加工の後では、それを硬化処理されてなる硬化体であってもよい。 As shown in FIG. 1, the circuit board 100 can include a metal substrate 101, an insulating layer 102 provided on the metal substrate 101, and a metal layer 103 provided on the insulating layer 102. This insulating layer 102 can be composed of one selected from the group consisting of a resin layer made of the above-mentioned thermosetting resin composition, a cured product of the thermosetting resin composition, and a laminate. Each of these resin layers and laminates may be made of a thermosetting resin composition (resin sheet) in a B-stage state before circuit processing of the metal layer 103, and after circuit processing, it may be made of a thermosetting resin composition (resin sheet). It may be a cured product obtained by curing treatment.

金属層103は絶縁層102上に設けられ、回路加工されるものである。この金属層103を構成する金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、鉄、錫等から選択される一種または二種以上が挙げられる。これらの中でも、金属層103は、好ましくは銅層またはアルミニウム層であり、特に好ましくは銅層である。銅またはアルミニウムを用いることで、金属層103の回路加工性を良好なものとすることができる。金属層103は、板状で入手できる金属箔を用いてもよいし、ロール状で入手できる金属箔を用いてもよい。 The metal layer 103 is provided on the insulating layer 102 and is subjected to circuit processing. Examples of the metal constituting this metal layer 103 include one or more selected from copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, nickel, iron, tin, and the like. Among these, the metal layer 103 is preferably a copper layer or an aluminum layer, and particularly preferably a copper layer. By using copper or aluminum, the circuit workability of the metal layer 103 can be improved. The metal layer 103 may be made of metal foil that is available in plate form or may be made of metal foil that is available in roll form.

金属層103の厚みの下限値は、例えば、0.01mm以上であり、好ましくは0.035mm以上であれば、高電流を要する用途に適用できる。
また、金属層103の厚みの上限値は、例えば、10.0mm以下であり、好ましくは5mm以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
The lower limit of the thickness of the metal layer 103 is, for example, 0.01 mm or more, preferably 0.035 mm or more, so that it can be applied to applications requiring high current.
Further, the upper limit of the thickness of the metal layer 103 is, for example, 10.0 mm or less, preferably 5 mm or less. When the value is below such a value, circuit workability can be improved and the overall thickness of the board can be reduced.

金属基板101は、回路基板100に蓄積された熱を放熱する役割を有する。金属基板101は、放熱性の金属基板であれば特に限定されないが、例えば、銅基板、銅合金基板、アルミニウム基板、アルミニウム合金基板であり、銅基板またはアルミニウム基板が好ましく、銅基板がより好ましい。銅基板またはアルミニウム基板を用いることで、金属基板101の放熱性を良好なものとすることができる。
金属基板101の厚さは、本発明の目的が損なわれない限り、適宜設定できる。
The metal substrate 101 has a role of dissipating heat accumulated in the circuit board 100. The metal substrate 101 is not particularly limited as long as it is a heat-dissipating metal substrate, and examples thereof include a copper substrate, a copper alloy substrate, an aluminum substrate, and an aluminum alloy substrate. A copper substrate or an aluminum substrate is preferable, and a copper substrate is more preferable. By using a copper substrate or an aluminum substrate, the metal substrate 101 can have good heat dissipation properties.
The thickness of the metal substrate 101 can be appropriately set as long as the purpose of the present invention is not impaired.

金属基板101の厚さの上限値は、例えば、20.0mm以下であり、好ましくは5.0mm以下である。この数値以下の回路基板100の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。 The upper limit of the thickness of the metal substrate 101 is, for example, 20.0 mm or less, preferably 5.0 mm or less. It is possible to improve the workability of the circuit board 100 having a value equal to or less than this value in external shape processing, cutting-out processing, etc.

また、金属基板101の厚さの下限値は、例えば、0.01mm以上であり、好ましくは0.6mm以上である。この数値以上の金属基板101を用いることで、回路基板100全体としての放熱性を向上させることができる。 Further, the lower limit of the thickness of the metal substrate 101 is, for example, 0.01 mm or more, preferably 0.6 mm or more. By using the metal substrate 101 having a value greater than or equal to this value, the heat dissipation performance of the circuit board 100 as a whole can be improved.

本実施形態において、回路基板100は、各種の基板用途に用いることが可能であるが、熱伝導性及び耐熱性に優れることから、LEDやパワーモジュールを用いるプリント基板として用いることが可能である。 In this embodiment, the circuit board 100 can be used for various board applications, and because it has excellent thermal conductivity and heat resistance, it can be used as a printed circuit board that uses LEDs and power modules.

回路基板100は、パターンにエッチング等することによって回路加工された金属層103を有することができる。この回路基板100において、最外層に不図示のソルダーレジストを形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部が露出されていてもよい。 The circuit board 100 can have a metal layer 103 on which a circuit is processed by etching or the like into a pattern. In this circuit board 100, a solder resist (not shown) may be formed on the outermost layer, and connection electrode portions may be exposed so that electronic components can be mounted by exposure and development.

実施形態の回路基板100は、放熱絶縁性が要求される各種用途に用いることができ、例えば半導体装置等の電子装置に用いることができる。
図2は、回路基板100を用いた半導体装置の一例を示す概略断面図である。
回路基板100の金属層103上に接着層202(ダイアタッチ材)を介して半導体素子201が搭載されている。半導体素子201は、ボンディングワイヤ203を介して金属ベース基板100に形成された接続用電極部に接続されており、回路基板100に実装されている。
そして、半導体素子201は、回路基板100上に封止樹脂層205により一括封止されている。
The circuit board 100 of the embodiment can be used in various applications requiring heat dissipation and insulation properties, and can be used, for example, in electronic devices such as semiconductor devices.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a semiconductor device using the circuit board 100.
A semiconductor element 201 is mounted on a metal layer 103 of a circuit board 100 via an adhesive layer 202 (die attach material). The semiconductor element 201 is connected to a connection electrode portion formed on the metal base substrate 100 via a bonding wire 203, and is mounted on the circuit board 100.
The semiconductor element 201 is then collectively sealed on the circuit board 100 with a sealing resin layer 205.

金属ベース基板100の金属基板101側には、熱伝導層206(サーマル・インターフェース材(TIM))を介してヒートシンク207が設けられている。ヒートシンク207は熱伝導性に優れた材料から構成されており、アルミニウム、鉄、銅などの金属が挙げられる。 A heat sink 207 is provided on the metal substrate 101 side of the metal base substrate 100 via a thermally conductive layer 206 (thermal interface material (TIM)). The heat sink 207 is made of a material with excellent thermal conductivity, and examples thereof include metals such as aluminum, iron, and copper.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above may also be adopted.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1~16、比較例1~2]
<熱硬化性樹脂組成物の調製>
表1に記載の配合割合に従い、熱硬化性樹脂組成物を得た。
表1中の各成分の詳細は以下のとおりである。なお、表1中の各成分の量の単位は質量部である。
[Examples 1 to 16, Comparative Examples 1 to 2]
<Preparation of thermosetting resin composition>
A thermosetting resin composition was obtained according to the blending ratios shown in Table 1.
Details of each component in Table 1 are as follows. In addition, the unit of the amount of each component in Table 1 is parts by mass.

(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:式(EP11)で表されるエポキシ樹脂。
式(EP11)で表されるエポキシ樹脂は、以下の手順で合成した。
3,3'-ジメチル-4,4'-ジヒドロキシビフェニル(本州化学社製)16.8重量部、30%-水酸化ナトリウム水溶液26.5重量部をメタノール50.2重量部を混合し、60℃に加温した。2時間かけて1,4-ジブロモブタンを6.4重量部をゆっくりと滴下し、滴下終了後60℃で4時間撹拌した。析出物を濾別し、純水500mLで洗浄し、pHが6付近になるように塩酸で調整し、さらに純水500mLで洗浄を行い中間体Aを白色固体として収率78%で得た。
中間体Aを19.6重量部、テトラブチルアンモニウムクロリド0.2重量部、エピクロロヒドリン37.5重量部とジメチルスルホキシド36.5重量部を加え40℃で加温しながら1時間撹拌した。50%水酸化ナトリウム水溶液3重量部をゆっくりと滴下し、滴下終了後、50℃に加温し1時間撹拌。50%水酸化ナトリウムを6重量部をさらにゆっくりと滴下し、90℃に昇温した。90℃で6時間加熱攪拌後、冷却し、テトラヒドロフランを加えて不溶分を濾別した。ろ液を純水で洗浄しデカンテーションした。回収した褐色粘調固体をテトラヒドロフランに溶解させ、硫酸マグネシウムで乾燥させて、溶媒留去することで淡褐色固体の目的化合物(EP11)を収率72%で得た。化合物(EP11)の構造は、以下のH-NMRデータより確認した。化合物(EP11)のGPCによるポリスチレンUV換算における重量平均分子量は、750であった。
(Epoxy resin)
- Epoxy resin 1: Epoxy resin represented by formula (EP11).
The epoxy resin represented by formula (EP11) was synthesized by the following procedure.
16.8 parts by weight of 3,3'-dimethyl-4,4'-dihydroxybiphenyl (manufactured by Honshu Kagaku Co., Ltd.), 26.5 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution and 50.2 parts by weight of methanol were mixed, Warmed to ℃. 6.4 parts by weight of 1,4-dibromobutane was slowly added dropwise over 2 hours, and after the addition was completed, the mixture was stirred at 60°C for 4 hours. The precipitate was filtered, washed with 500 mL of pure water, adjusted to pH around 6 with hydrochloric acid, and further washed with 500 mL of pure water to obtain Intermediate A as a white solid in a yield of 78%.
19.6 parts by weight of Intermediate A, 0.2 parts by weight of tetrabutylammonium chloride, 37.5 parts by weight of epichlorohydrin and 36.5 parts by weight of dimethyl sulfoxide were added and stirred for 1 hour while heating at 40°C. . 3 parts by weight of a 50% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added dropwise, and after the addition was completed, the mixture was heated to 50°C and stirred for 1 hour. 6 parts by weight of 50% sodium hydroxide was further slowly added dropwise, and the temperature was raised to 90°C. After heating and stirring at 90° C. for 6 hours, the mixture was cooled, tetrahydrofuran was added, and insoluble matter was filtered off. The filtrate was washed with pure water and decanted. The recovered brown viscous solid was dissolved in tetrahydrofuran, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off to obtain the target compound (EP11) as a light brown solid in a yield of 72%. The structure of compound (EP11) was confirmed from the following 1 H-NMR data. The weight average molecular weight of the compound (EP11) in terms of polystyrene UV by GPC was 750.

H-NMR(400MHz,DMSO-d):7.34(m,8H,Ar-H),6.97(m,4H,Ar-H),4.31(m,2H,CH),4.09(m,4H,O-CH -CH),3.94(m,2H,CH),3.33(m,2H,CH),2.83(m,2H,CH),2.73(m,2H,CH),2.21(d,J=9.2Hz,12H,Ar-CH ),1.95(m,4H,O-CHCH

Figure 2023154941000014
1H -NMR (400MHz, DMSO-d 6 ): 7.34 (m, 8H, Ar-H), 6.97 (m, 4H, Ar-H), 4.31 (m, 2H, CH 2 ) , 4.09 (m, 4H, O- CH 2 -CH 2 ), 3.94 (m, 2H, CH 2 ), 3.33 (m, 2H, CH), 2.83 (m, 2H, CH 2 ), 2.73 (m, 2H, CH 2 ), 2.21 (d, J=9.2Hz, 12H, Ar- CH 3 ), 1.95 (m, 4H, O-CH 2 - CH 2 )
Figure 2023154941000014

・エポキシ樹脂2:式(EP12)で表されるエポキシ樹脂。
式(EP12)で表されるエポキシ樹脂は、以下の手順で合成した。
4-ヒドロキシベンズアルデヒド(東京化成社製)10.8重量部、塩化亜鉛(東京化成社製)0.3重量部、エタノール50重量部を40-50℃に加温しながら混合した。攪拌しながら4,4'-エチレンジアニリン8.9重量部をエタノール40重量部に溶解させた溶液を滴下し、滴下完了後、還流条件下で4時間反応させた。反応後の溶液を室温まで冷却し、そのまま再結晶することで中間体Bを黄色固体として収率71%で得た。
中間体Bを22.6重量部、テトラブチルアンモニウムクロリド0.2重量部、エピクロロヒドリン49.6重量部とジメチルスルホキシド19.3重量部を加え40℃で加温しながら1時間撹拌した。50%水酸化ナトリウム水溶液4重量部をゆっくりと滴下し、滴下終了後、50℃に加温し1時間撹拌した。50%水酸化ナトリウムを8重量部をさらにゆっくりと滴下し、90℃に昇温した。90℃で6時間加熱攪拌後、冷却し、テトラヒドロフランを加えて不溶分を濾別した。ろ液を純水で洗浄しデカンテーションした。回収した褐色粘調固体をテトラヒドロフランに溶解させ、硫酸マグネシウムで乾燥させて、溶媒留去することで淡黄色固体の目的化合物(EP12)を収率81%で得た。化合物(EP12)の構造は、以下のH-NMRデータより確認した。
- Epoxy resin 2: Epoxy resin represented by formula (EP12).
The epoxy resin represented by formula (EP12) was synthesized by the following procedure.
10.8 parts by weight of 4-hydroxybenzaldehyde (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), 0.3 parts by weight of zinc chloride (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), and 50 parts by weight of ethanol were mixed while heating to 40-50°C. While stirring, a solution of 8.9 parts by weight of 4,4'-ethylenedianiline dissolved in 40 parts by weight of ethanol was added dropwise, and after the addition was completed, the reaction was allowed to proceed under reflux conditions for 4 hours. After the reaction, the solution was cooled to room temperature and directly recrystallized to obtain Intermediate B as a yellow solid in a yield of 71%.
22.6 parts by weight of Intermediate B, 0.2 parts by weight of tetrabutylammonium chloride, 49.6 parts by weight of epichlorohydrin and 19.3 parts by weight of dimethyl sulfoxide were added and stirred for 1 hour while heating at 40°C. . 4 parts by weight of a 50% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added dropwise, and after the addition was completed, the mixture was heated to 50° C. and stirred for 1 hour. 8 parts by weight of 50% sodium hydroxide was further slowly added dropwise, and the temperature was raised to 90°C. After heating and stirring at 90° C. for 6 hours, the mixture was cooled, tetrahydrofuran was added, and insoluble matter was filtered off. The filtrate was washed with pure water and decanted. The recovered brown viscous solid was dissolved in tetrahydrofuran, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off to obtain the target compound (EP12) as a pale yellow solid in a yield of 81%. The structure of compound (EP12) was confirmed from the following 1 H-NMR data.

H-NMR(400MHz,DMSO-d):8.52(s,2H,CH),7.86(d,2H,J=8.4Hz,Ar-H),7.24(d,2H,J=8.4Hz,Ar-H),7.14(d,2H,J=8.4Hz,Ar-H),7.08(d,2H,J=8.4Hz,Ar-H),4.40(dd,2H,J=2.8,11.2Hz,CH),3.94(dd,2H,J=6.4,11.2Hz,CH),3.34(d,2H,J=2.8Hz,CH),2.91(s,4H,CH),2.85(dd,2H,J=2.8,6.4Hz,CH),2.72(dd,2H,J=2.8,6.4Hz,CH

Figure 2023154941000015
1 H-NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): 8.52 (s, 2H, CH), 7.86 (d, 2H, J=8.4Hz, Ar-H), 7.24 (d, 2H , J = 8.4Hz, Ar-H), 7.14 (d, 2H, J = 8.4Hz, Ar-H), 7.08 (d, 2H, J = 8.4Hz, Ar-H), 4.40 (dd, 2H, J=2.8, 11.2Hz, CH 2 ), 3.94 (dd, 2H, J=6.4, 11.2Hz, CH 2 ), 3.34 (d, 2H, J = 2.8Hz, CH), 2.91 (s, 4H, CH 2 ), 2.85 (dd, 2H, J = 2.8, 6.4Hz, CH 2 ), 2.72 (dd , 2H, J=2.8, 6.4Hz, CH 2 )
Figure 2023154941000015

・エポキシ樹脂3:式(EP13)で表されるエポキシ樹脂。
式(EP13)で表されるエポキシ樹脂は、以下の手順で合成した。
ダイゼイン(東京化成社製)21.7重量部、30%-水酸化ナトリウム水溶液26.5重量部およびメタノール50.2重量部を混合し、60℃に加温した。2時間かけて1,4-ジブロモブタンを6.4重量部をゆっくりと滴下し、滴下終了後60℃で4時間撹拌した。析出物を濾別し、純水500mLで洗浄し、pHが6付近になるように塩酸で調整し、さらに純水500mLで洗浄を行い中間体Cを白色固体として収率76%で得た。
中間体Cを22.1重量部、テトラブチルアンモニウムクロリド0.2重量部、エピクロロヒドリン37.5重量部とジメチルスルホキシド36.5重量部を加え40℃で加温しながら1時間撹拌した。50%水酸化ナトリウム水溶液3重量部をゆっくりと滴下し、滴下終了後、50℃に加温し1時間撹拌。50%水酸化ナトリウムを6重量部をさらにゆっくりと滴下し、90℃に昇温した。90℃で6時間加熱攪拌後、冷却し、テトラヒドロフランを加えて不溶分を濾別した。ろ液を純水で洗浄しデカンテーションした。回収した褐色粘調固体をテトラヒドロフランに溶解させ、硫酸マグネシウムで乾燥させて、溶媒留去することで淡褐色固体の目的化合物(EP13)を収率83%で得た。化合物(EP13)の構造は、以下のH-NMRデータより確認した。化合物(EP13)のGPCによるポリスチレンUV換算における重量平均分子量は、1120であった。
- Epoxy resin 3: Epoxy resin represented by formula (EP13).
The epoxy resin represented by formula (EP13) was synthesized by the following procedure.
21.7 parts by weight of daidzein (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd.), 26.5 parts by weight of a 30% aqueous sodium hydroxide solution, and 50.2 parts by weight of methanol were mixed and heated to 60°C. 6.4 parts by weight of 1,4-dibromobutane was slowly added dropwise over 2 hours, and after the addition was completed, the mixture was stirred at 60°C for 4 hours. The precipitate was filtered, washed with 500 mL of pure water, adjusted to pH around 6 with hydrochloric acid, and further washed with 500 mL of pure water to obtain Intermediate C as a white solid in a yield of 76%.
22.1 parts by weight of Intermediate C, 0.2 parts by weight of tetrabutylammonium chloride, 37.5 parts by weight of epichlorohydrin and 36.5 parts by weight of dimethyl sulfoxide were added and stirred for 1 hour while heating at 40°C. . 3 parts by weight of a 50% aqueous sodium hydroxide solution was slowly added dropwise, and after the addition was completed, the mixture was heated to 50°C and stirred for 1 hour. 6 parts by weight of 50% sodium hydroxide was further slowly added dropwise, and the temperature was raised to 90°C. After heating and stirring at 90° C. for 6 hours, the mixture was cooled, tetrahydrofuran was added, and insoluble matter was filtered off. The filtrate was washed with pure water and decanted. The recovered brown viscous solid was dissolved in tetrahydrofuran, dried over magnesium sulfate, and the solvent was distilled off to obtain the target compound (EP13) as a light brown solid in a yield of 83%. The structure of compound (EP13) was confirmed from the following 1 H-NMR data. The weight average molecular weight of the compound (EP13) in terms of polystyrene UV by GPC was 1120.

H-NMR(400MHz, DMSO-d):8.35(s,2H,CO-CH-O),8.04(d,J=8.8Hz,2H,Ar-H),7.52(d,J=9.2Hz,4H,Ar-H),7.02(m,8H,Ar-H),4.52(m,2H,CH),4.11(m,4H,O-CH-CH),4.05(m,2H,CH),3.37(m,2H,CH),2.84(m,2H,CH),2.75(m,2H,CH2),1.91(m,4H,O-CH-CH

Figure 2023154941000016
1H -NMR (400MHz, DMSO- d6 ): 8.35 (s, 2H, CO- CH- O), 8.04 (d, J=8.8Hz, 2H, Ar-H), 7.52 (d, J=9.2Hz, 4H, Ar-H), 7.02 (m, 8H, Ar-H), 4.52 (m, 2H, CH 2 ), 4.11 (m, 4H, O -CH 2 -CH 2 ), 4.05 (m, 2H, CH 2 ), 3.37 (m, 2H, CH), 2.84 (m, 2H, CH 2 ), 2.75 (m, 2H , CH2), 1.91 (m, 4H, O-CH 2 -CH 2 )
Figure 2023154941000016

・エポキシ樹脂4:ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製、YX-4000HK)
・エポキシ樹脂5:ビスフェノールA型エポキシ(DIC社製、jER828)
・Epoxy resin 4: Biphenyl type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, YX-4000HK)
・Epoxy resin 5: Bisphenol A epoxy (manufactured by DIC, jER828)

(硬化剤)
・硬化剤1:シアネート樹脂(Lonza社製、Primaset「PT-30」)
・硬化剤2:無水ピロメリット酸(PMDA)(東京化成工業社製)
・硬化剤3:4,4'-ジアミノジフェニルメタン(DDM)(東京化成工業社製)
・硬化剤4:4,4'-ジアミノジフェニルスルホン(DDS)(東京化成工業社製)
・硬化剤5:フェノールノボラック樹脂(住友ベークライト株式会社製)
(hardening agent)
・Curing agent 1: Cyanate resin (manufactured by Lonza, Primaset "PT-30")
・Curing agent 2: Pyromellitic anhydride (PMDA) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・Curing agent 3: 4,4'-diaminodiphenylmethane (DDM) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・Curing agent 4: 4,4'-diaminodiphenylsulfone (DDS) (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.)
・Curing agent 5: Phenol novolac resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)

(硬化促進剤)
・硬化促進剤1:2-メチルイミダゾール(四国化成工業社製)
(hardening accelerator)
・Curing accelerator 1: 2-methylimidazole (manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.)

<熱硬化性樹脂組成物の樹脂成形体の物性測定>
熱硬化性樹脂組成物の硬化物(樹脂成形体)について、以下の物性について測定した。結果を表1に示す。
<Measurement of physical properties of resin molded article of thermosetting resin composition>
The following physical properties of the cured product (resin molded product) of the thermosetting resin composition were measured. The results are shown in Table 1.

(熱伝導率)
・樹脂成形体の作製
エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤を、表1に示す配合量で、150℃のホットプレート上で溶融混合し、室温まで冷却し、粉砕することで熱硬化性樹脂組成物とした。作製した混合物を、(条件1)150℃/2MPa/15分間圧縮成形した後、180℃のオーブンで3時間の加熱処理を実施、または(条件2)180℃/2MPa/15分間圧縮成形した後、180℃のオーブンで3時間の加熱処理を行い、硬化物を作製した。
得られた試料をグラファイト被膜形成スプレーを用いて黒化処理し、ULVAC社製
TD-1を用いて室温における熱拡散率を測定した。
(Thermal conductivity)
・Preparation of resin molding The epoxy resin, curing agent, and curing accelerator are melted and mixed on a hot plate at 150°C in the amounts shown in Table 1, cooled to room temperature, and pulverized to form a thermosetting resin. It became a thing. The prepared mixture was compression molded at 150° C./2 MPa for 15 minutes (condition 1) and then heat treated in an oven at 180° C. for 3 hours, or (condition 2) after compression molded at 180° C./2 MPa for 15 minutes. , heat treatment was performed in an oven at 180° C. for 3 hours to produce a cured product.
The obtained sample was subjected to a blackening treatment using a graphite film forming spray, and the thermal diffusivity at room temperature was measured using TD-1 manufactured by ULVAC.

Figure 2023154941000017
Figure 2023154941000017
Figure 2023154941000018
Figure 2023154941000018

Claims (11)

式(1)で表されるエポキシ樹脂と、
硬化剤と、を含む、熱硬化性樹脂組成物であって、
Figure 2023154941000019
式(1)中、
nは、括弧内の構造の繰り返し数を表し、1以上の整数であり、
Yは、式(ep)で表される基であり、
Aは、メソゲン骨格を有する2価の基であり、
Bは、-(CH-、または-O-(CH-O-であり、ここで、pおよびqは、2~6の整数であり、
Figure 2023154941000020
式(ep)中、rは、1~3の整数である、
熱硬化性樹脂組成物。
An epoxy resin represented by formula (1),
A thermosetting resin composition comprising a curing agent,
Figure 2023154941000019
In formula (1),
n represents the number of repetitions of the structure in parentheses, and is an integer of 1 or more,
Y is a group represented by formula (ep),
A is a divalent group having a mesogenic skeleton,
B is -(CH 2 ) p - or -O-(CH 2 ) q -O-, where p and q are integers from 2 to 6,
Figure 2023154941000020
In the formula (ep), r is an integer from 1 to 3,
Thermosetting resin composition.
前記メソゲン骨格を有する2価の基は、式(1-1)、式(1-2)、または式(1-3)で表される基から選択される基であり、
Figure 2023154941000021
式(1-1)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表し、
Figure 2023154941000022
式(1-2)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表し、
Figure 2023154941000023
式(1-3)中、R~Rは、各々独立して、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基であり、*は、連結部位を表す、
請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。
The divalent group having a mesogenic skeleton is a group selected from a group represented by formula (1-1), formula (1-2), or formula (1-3),
Figure 2023154941000021
In formula (1-1), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * represents a linking site,
Figure 2023154941000022
In formula (1-2), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, * represents a linking site,
Figure 2023154941000023
In formula (1-3), R 1 to R 8 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and * represents a linking site,
The thermosetting resin composition according to claim 1.
前記式(1)中のnが1である、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein n in the formula (1) is 1. 前記硬化剤は、フェノール樹脂、アミン化合物、活性エステル化合物、酸無水物、およびシアネート化合物から選択される少なくとも1つである、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the curing agent is at least one selected from a phenol resin, an amine compound, an active ester compound, an acid anhydride, and a cyanate compound. 硬化促進剤をさらに含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1, further comprising a curing accelerator. 前記硬化促進剤は、イミダゾール化合物、ホスフィン化合物、およびフェノール化合物から選択される少なくとも1つである、請求項5に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 5, wherein the curing accelerator is at least one selected from an imidazole compound, a phosphine compound, and a phenol compound. 熱伝導性フィラーをさらに含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1, further comprising a thermally conductive filler. 溶剤をさらに含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 The thermosetting resin composition according to claim 1, further comprising a solvent. 請求項1乃至8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に形成して得られる樹脂シート。 A resin sheet obtained by forming the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8 into a film shape. 請求項1乃至8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる樹脂基板。 A resin substrate comprising a cured product of the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8. 金属層と、
前記金属層の少なくとも一方の面に積層された樹脂層と、を備え、
前記樹脂層は、請求項1乃至8のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる、回路基板。
a metal layer;
a resin layer laminated on at least one surface of the metal layer,
A circuit board, wherein the resin layer is made of a cured product of the thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 8.
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