JP5396721B2 - Thermally conductive cured product, heat dissipation substrate using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、電子機器の小型化のために発熱密度が向上しているパワー系の半導体、高機能半導体、発光素子等の放熱が要求される各種電子部品に用いられる熱伝導性材料硬化物及びこれを用いた放熱基板とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a heat-conductive material cured product used for various electronic components that require heat dissipation, such as power semiconductors, high-performance semiconductors, and light-emitting elements whose heat generation density is improved for downsizing of electronic devices, and The present invention relates to a heat dissipation board using the same and a manufacturing method thereof.

従来、電子部品の実装用の放熱基板としては、金属板の上に、絶縁材層を積層し、配線パターンを形成した金属コア基板が多く使われている。次に図5を用いて従来の金属コア基板について説明する。   Conventionally, as a heat dissipation substrate for mounting electronic components, a metal core substrate in which an insulating material layer is laminated on a metal plate to form a wiring pattern is often used. Next, a conventional metal core substrate will be described with reference to FIG.

図5は従来の放熱基板の断面図である。図5において、金属板1の上には、電気絶縁層2が形成されている。そしてこの電気絶縁層2の上に銅箔3が積層されている。そしてこの上に、半田4を用いて、電子部品5や半導体6、端子7等を実装する。ここで電気絶縁層2の熱伝導率が高いほど、電子部品5や半導体6からの熱を金属板1に伝えることができ、温度上昇を抑えることができる。電気絶縁層2としては樹脂とフィラの混合物を用いることが多い。   FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional heat dissipation substrate. In FIG. 5, an electrical insulating layer 2 is formed on the metal plate 1. A copper foil 3 is laminated on the electrical insulating layer 2. On top of this, the electronic component 5, the semiconductor 6, the terminal 7, etc. are mounted using the solder 4. Here, the higher the thermal conductivity of the electrical insulating layer 2, the more heat from the electronic component 5 and the semiconductor 6 can be transmitted to the metal plate 1, and the temperature rise can be suppressed. As the electrical insulating layer 2, a mixture of resin and filler is often used.

熱伝導率を高める方法として、電気絶縁層2のフィラとして熱伝導率が高い材料を用いる、フィラの充填量を向上させるといった手法がよく用いられる。また、樹脂の熱伝導率を高めることも効果があり、図6を用いて説明する。例えば樹脂の熱伝導率を高める手段として、結晶性樹脂を用いることが提案されている。   As a method for increasing the thermal conductivity, a method of using a material having a high thermal conductivity as the filler of the electrical insulating layer 2 or a method of improving the filling amount of the filler is often used. Further, increasing the thermal conductivity of the resin is also effective and will be described with reference to FIG. For example, it has been proposed to use a crystalline resin as a means for increasing the thermal conductivity of the resin.

図6は、メソゲン基を有するモノマーの重合反応中の変化の模式図である。図6(A)〜(C)に示すようにして、メソゲン基8を有するモノマー9は、互いに重合することによって、電気絶縁性でかつ優れた熱伝導性を得ようとするものである。しかし結晶性樹脂を用いて高放熱性(あるいは高熱伝導性)を得るには、結晶性樹脂の結晶化率を高める必要がある。しかし結晶性樹脂において、その結晶化率を高めるほど、できあがった基板が硬くて脆い(曲がらずに折れてしまう、あるいは欠けやひびが入りやすい)と言う課題が発生してしまう。また、樹脂そのものが燃えやすく、結晶性を保ったまま基板に難燃性を付与することが難しく、そのため結晶性樹脂を用いて、電子部品を実装するための放熱基板を作製しても、その使用用途が大きく限られていた。   FIG. 6 is a schematic view of a change during a polymerization reaction of a monomer having a mesogenic group. As shown in FIGS. 6A to 6C, the monomers 9 having mesogenic groups 8 are intended to obtain electrical insulation and excellent thermal conductivity by polymerizing each other. However, in order to obtain high heat dissipation (or high thermal conductivity) using a crystalline resin, it is necessary to increase the crystallization rate of the crystalline resin. However, in the crystalline resin, the higher the crystallization rate, the more difficult the problem is that the resulting substrate is hard and brittle (breaks without bending or is easily cracked or cracked). In addition, the resin itself is easy to burn, and it is difficult to impart flame retardancy to the substrate while maintaining the crystallinity. Therefore, even if a heat dissipation substrate for mounting electronic components is produced using a crystalline resin, Usage was greatly limited.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、特許文献2が知られている。
特許第3255315号公報 特開平11−323162号公報
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
Japanese Patent No. 3255315 JP-A-11-323162

このように従来の結晶性樹脂は、結晶性樹脂特有の特性(硬くて脆い、欠けやすい、割れやすい、燃えやすい等)のため、放熱基板用の用途が限定されていた。   As described above, the conventional crystalline resin has limited properties for the heat dissipation substrate due to the characteristic properties of the crystalline resin (hard and brittle, easy to chip, easy to break, easy to burn, etc.).

強度を向上させる方法として、網目構造をとりやすい硬化剤を配合する方法等があるが、結晶性エポキシ樹脂の場合、立体的な結合をつくることで、結晶性が阻害され、高い熱伝導率が得られない場合が多い。   As a method of improving the strength, there is a method of blending a curing agent that easily takes a network structure, etc., but in the case of a crystalline epoxy resin, by creating a three-dimensional bond, the crystallinity is inhibited and high thermal conductivity is obtained. In many cases, it cannot be obtained.

更に結晶性樹脂は金属板等に対する接着力が弱い(あるいは結晶化樹脂の内部や結晶化樹脂と金属板との界面に応力が集中しやすく、この応力によって結晶化樹脂と金属板との界面が剥離する場合があり)ため、放熱基板を作製した場合、落下試験等の耐衝撃性に課題が残る場合がある。   Furthermore, the crystalline resin has weak adhesion to a metal plate or the like (or stress is likely to concentrate inside the crystallized resin or at the interface between the crystallized resin and the metal plate, and this stress causes the interface between the crystallized resin and the metal plate to be concentrated. Therefore, when a heat dissipation board is manufactured, there may be a problem in impact resistance such as a drop test.

難燃性を負荷する方法として、有機系の難燃剤もしくは、無機系の難燃剤を転化する方法が考えられる。しかし、有機系の難燃剤として、構造的に大きく異なる樹脂を配合すると結晶化が阻害されるため添加量が制限されるため、結晶性を保ったまま難燃化が達成できない。また、無機系の難燃剤の場合、難燃剤の熱伝導率が低いため、量を多くすると高い熱伝導率が得られなくなる。   As a method for loading the flame retardancy, a method of converting an organic flame retardant or an inorganic flame retardant can be considered. However, when an organic flame retardant is blended with structurally different resins, crystallization is inhibited and the amount of addition is limited, so that flame retardancy cannot be achieved while maintaining crystallinity. In addition, in the case of an inorganic flame retardant, since the thermal conductivity of the flame retardant is low, a high thermal conductivity cannot be obtained if the amount is increased.

本発明は、従来の課題を解決するもので、結晶性樹脂の硬くて脆い、また、燃えやすいという課題を解決し、結晶性樹脂を用いた放熱基板に高熱伝導性と丈夫さを両立し、難燃性を付与させられる熱伝導硬化物及びそれを用いた放熱基板とその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the conventional problems, solves the problem that the crystalline resin is hard and brittle, and easily burns, and achieves both high thermal conductivity and robustness to the heat dissipation substrate using the crystalline resin, It aims at providing the heat conductive hardened | cured material which can provide a flame retardance, a heat dissipation board using the same, and its manufacturing method.

前記従来の課題を解決するために、本発明は、以下の構造式からなる結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の臭素化エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下のコアシェル型のアクリル樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記臭素化エポキシ樹脂との合計に対して70vol%以上88vol%以下のアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の水酸化合物、ホウ素化合物、アンチモン化合物、モリブデン化合物、金属酸化物塩から選ばれた少なくとも1種類以上からなる難燃助剤フィラと、を有する熱伝導性材料の硬化物からなる熱伝導硬化物であって、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤を反応させてなるエポキシ樹脂硬化物は結晶性を有し、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t1)を計り、消火後、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t2)を計ると、t1およびt2が共に10秒以下であり、1.5mの高さからコンクリート上に自然落下させても割れ、ひびが発生しないことを特徴とする熱伝導硬化物とするものである。

Figure 0005396721
In order to solve the conventional problems, the present invention relates to a total of an epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin having the following structural formula , a curing agent, and the epoxy resin and the curing agent. 3 vol% or more and 12 vol% or less brominated epoxy resin, 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less core-shell type acrylic resin with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent, the epoxy resin and the Consists of at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide in an amount of 70 vol% to 88 vol% with respect to the total of the curing agent and the brominated epoxy resin. an inorganic filler, 0.6 vol% or more 2.5 vol% or less of water relative to the total of the epoxy resin and the curing agent Compounds, boron compounds, antimony compounds, molybdenum compounds, a thermal conductive cured product comprising a cured product of the thermally conductive material having a flame-retardant auxiliary filler consisting of at least one kind selected from metal oxide salt The cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin and the curing agent has crystallinity, and after flame contact for 10 seconds, the flame is extinguished and the combustion time (t1) until extinction is measured. After flame contact, the flame is burned out and the combustion time (t2) until extinguishing is measured. Both t1 and t2 are 10 seconds or less, and cracks and cracks occur even if they fall naturally on the concrete from a height of 1.5 m. The heat conductive cured product is characterized by not being generated .
Figure 0005396721

このように難燃性エポキシと難燃助剤フィラを同様に結晶化が崩れない割合で転化することで難燃性を付与することで、高い熱伝導率を維持したまま放熱基板の難燃性を向上するものである。   In this way, the flame retardant epoxy and the flame retardant auxiliary filler are similarly converted at a rate that does not cause crystallization to break down. Is to improve.

本発明の熱伝導硬化物及びそれを用いた放熱基板と放熱基板の製造方法によれば、結晶性樹脂をその一成分として用いた高放熱基板において、部品実装用基板として要求される丈夫さ(割れにくさ等)と高熱伝導性及び難燃性を付与する。その結果、放熱基板において高放熱性と丈夫さ・難燃性を両立させることができる。 According to the thermally conductive cured product of the present invention and the heat dissipation substrate using the heat conductive substrate and the method for manufacturing the heat dissipation substrate, the high heat dissipation substrate using the crystalline resin as one component thereof is required to be strong as a component mounting substrate ( Imparts high thermal conductivity and flame resistance. As a result, the heat dissipation substrate can achieve both high heat dissipation and durability / flame resistance.

そして熱伝導性材料(あるいは熱伝導性材料が硬化してなる熱伝導性絶縁層)に応力が集中しにくくなるため、金属板との間の密着力も向上させる。   And since it becomes difficult for stress to concentrate on a heat conductive material (or heat conductive insulating layer formed by hardening a heat conductive material), the adhesive force between the metal plate is also improved.

(実施の形態)
以下、本発明の実施の形態における熱伝導硬化物及びこれを用いた放熱基板について説明する。まず本発明の熱伝導性材料(あるいは熱伝導性樹脂)を用いた放熱基板について、図1を用いて説明する。
(Embodiment)
Hereinafter, the thermally conductive cured product and the heat dissipation substrate using the same in the embodiment of the present invention will be described. First, a heat dissipation board using the heat conductive material (or heat conductive resin) of the present invention will be described with reference to FIG.

図1は、実施の形態における放熱基板の切り欠き図である。図1において、10は配線パターンであり、リードフレームや銅箔等を所定形状(あるいは所定配線パターン形状)に加工したものに相当する。また11は熱伝導性絶縁層であり、後述する図3等(図3では熱伝導性材料17としている)で説明するものである。この熱伝導性絶縁層11を形成する熱伝導性材料は、結晶性エポキシ樹脂と、硬化剤と、難燃性エポキシ樹脂と、熱可塑樹脂と、無機フィラと、難燃助剤フィラとからなる熱伝導性材料で構成する。そしてこの熱伝導性材料をシート状に加工し、熱伝導性絶縁層11とする。12は金属板であり、銅やアルミニウム等の熱伝導性に優れた金属材料から構成する。   FIG. 1 is a cutaway view of a heat dissipation board in the embodiment. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a wiring pattern, which corresponds to a lead frame, copper foil or the like processed into a predetermined shape (or a predetermined wiring pattern shape). Reference numeral 11 denotes a heat conductive insulating layer, which will be described later with reference to FIG. 3 and the like (referred to as a heat conductive material 17 in FIG. 3). The heat conductive material forming the heat conductive insulating layer 11 includes a crystalline epoxy resin, a curing agent, a flame retardant epoxy resin, a thermoplastic resin, an inorganic filler, and a flame retardant auxiliary filler. Consists of a thermally conductive material. Then, this heat conductive material is processed into a sheet shape to form a heat conductive insulating layer 11. A metal plate 12 is made of a metal material having excellent thermal conductivity such as copper or aluminum.

図1において、配線パターン10の一部分以上を埋め込んだシート状の熱伝導性絶縁層11は、金属板12の表面に固定している。そして配線パターン10の一面を、前記熱伝導性絶縁層11から露出させる。そして熱伝導性絶縁層11に一部分以上を埋め込んだ配線パターン10の、露出面に電子部品(図示していない)を実装することになる。   In FIG. 1, a sheet-like thermally conductive insulating layer 11 in which a part or more of the wiring pattern 10 is embedded is fixed to the surface of the metal plate 12. Then, one surface of the wiring pattern 10 is exposed from the thermally conductive insulating layer 11. Then, an electronic component (not shown) is mounted on the exposed surface of the wiring pattern 10 in which a part or more is embedded in the heat conductive insulating layer 11.

次に図2を用いて、図1の放熱基板の放熱メカニズムについて説明する。図2(A)(B)は、共に配線パターン10を埋め込んだ放熱基板の放熱メカニズムを説明する断面図である。図2(A)(B)において、13は電子部品であり、発熱を伴う半導体(例えば、パワートランジスタやパワーFET)、あるいは発光ダイオード(LED)等である。14a、14bは矢印である。   Next, the heat dissipation mechanism of the heat dissipation substrate of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating the heat dissipation mechanism of the heat dissipation board in which the wiring pattern 10 is embedded. 2A and 2B, reference numeral 13 denotes an electronic component, which is a semiconductor that generates heat (for example, a power transistor or a power FET), a light emitting diode (LED), or the like. 14a and 14b are arrows.

まず図2(A)に示すように、電子部品13を配線パターン10の上に実装する。なお図2(A)(B)において、配線パターン10の上に形成したソルダーレジストは図示していない(配線パターン10の上にソルダーレジストを形成することが望ましい。これは配線パターン10の上にソルダーレジストを形成することで、配線パターン10の表面で、実装用の半田(図示していない)が広がりすぎることを防止する。)。   First, as shown in FIG. 2A, the electronic component 13 is mounted on the wiring pattern 10. 2A and 2B, the solder resist formed on the wiring pattern 10 is not shown (It is desirable to form a solder resist on the wiring pattern 10. This is because the solder resist is formed on the wiring pattern 10. By forming the solder resist, mounting solder (not shown) is prevented from spreading on the surface of the wiring pattern 10).

次に図2(B)を用いて配線パターン10の上に実装した電子部品13に発生した熱を放熱する様子を説明する。図2(B)において、矢印14bは、熱が伝わる(あるいは放熱する)方向を示す。電子部品13に発生した熱は、矢印14bが示すように、配線パターン10を介して広面積に広がる(ヒートスプレッドする)。そして配線パターン10の熱は、配線パターン10を一部分以上埋め込んだ熱伝導性樹脂層11に伝わる。そして熱伝導性絶縁層11の熱は、金属基板12に伝わる。こうして電子部品13を冷却する。なお金属板12を機器の筐体やシャーシ(共に図示していない)に固定することで、金属板12に伝わった熱を外部に伝える。   Next, how the heat generated in the electronic component 13 mounted on the wiring pattern 10 is radiated will be described with reference to FIG. In FIG. 2B, an arrow 14b indicates a direction in which heat is transmitted (or radiated). The heat generated in the electronic component 13 spreads over a wide area (heat spread) through the wiring pattern 10 as indicated by the arrow 14b. The heat of the wiring pattern 10 is transmitted to the heat conductive resin layer 11 in which the wiring pattern 10 is partially embedded. The heat of the heat conductive insulating layer 11 is transmitted to the metal substrate 12. In this way, the electronic component 13 is cooled. In addition, by fixing the metal plate 12 to a housing or chassis (both not shown) of the device, heat transmitted to the metal plate 12 is transmitted to the outside.

こうして電子部品13を冷却することで、電子部品13の効率アップ(例えばLEDの場合の光量アップ、あるいは電源回路における効率アップや小型化)や、高寿命化、高信頼性化が可能となる。なお図2(A)、(B)において、電子部品13と配線パターン10との実装部分(例えば半田やワイヤー、表面実装用のバンプ等)は図示していない。次に放熱基板に用いる熱伝導性材料について説明する。   By cooling the electronic component 13 in this way, it is possible to increase the efficiency of the electronic component 13 (for example, increase the amount of light in the case of an LED, increase the efficiency or reduce the size of the power supply circuit), increase the lifetime, and increase the reliability. 2A and 2B, a mounting portion (for example, solder, wire, bump for surface mounting, etc.) between the electronic component 13 and the wiring pattern 10 is not shown. Next, the thermally conductive material used for the heat dissipation substrate will be described.

まず結晶性エポキシ樹脂と硬化剤と難燃性エポキシ樹脂と熱可塑樹脂と無機フィラと難燃助剤フィラを配合比に従って秤量し混合する。   First, a crystalline epoxy resin, a curing agent, a flame retardant epoxy resin, a thermoplastic resin, an inorganic filler, and a flame retardant auxiliary filler are weighed and mixed according to the blending ratio.

混合装置としては、市販の加熱混練装置(例えば、プラネタリーミキサーやニーダー、あるいは株式会社東洋精機製作所のラボプラストミル)や二軸混練機を使う。なお混練装置の内部には、攪拌羽根としてΣ型、Z型、ハイブリッド型等の攪拌羽根をつけても良い。また羽根以外の形状を用いることもできる。また混練装置はヒーター等で所定温度に加熱できるものを用いることが望ましい。混練装置を加熱することで、室温では固体状態であった樹脂材料を溶解(あるいは液化)できるため他の部材との親和性を高められる。   As the mixing device, a commercially available heat kneading device (for example, a planetary mixer or kneader, or a laboratory plast mill manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) or a twin screw kneader is used. Note that a stirring blade of Σ type, Z type, hybrid type or the like may be attached as a stirring blade inside the kneading apparatus. Moreover, shapes other than a blade | wing can also be used. Further, it is desirable to use a kneading apparatus that can be heated to a predetermined temperature with a heater or the like. By heating the kneading apparatus, the resin material that is in a solid state at room temperature can be dissolved (or liquefied), so that the affinity with other members can be increased.

ここで無機フィラとしては、アルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類からなる無機フィラを用いることが望ましい。このような熱伝導性の高い無機フィラを用いることで、熱伝導性絶縁層11の熱伝導性を更に高めることができる。なお結晶性エポキシ樹脂の温度を、その溶解温度以上(例えば50〜200℃)の範囲とすることで、結晶性エポキシ樹脂の溶融粘度を低く保ち、無機フィラの樹脂への均一分散を可能にする。   Here, as the inorganic filler, it is desirable to use at least one inorganic filler selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide. By using such an inorganic filler having a high thermal conductivity, the thermal conductivity of the thermal conductive insulating layer 11 can be further increased. By setting the temperature of the crystalline epoxy resin within the melting temperature (for example, 50 to 200 ° C.), the melt viscosity of the crystalline epoxy resin can be kept low and the inorganic filler can be uniformly dispersed in the resin. .

なおこれら部材の最低液化温度以上(液化状態を保てる最低温度以上、例えば100℃以上)とすることが望ましい。そしてこの最低液化温度以上で、混練することで、均一化させやすい。   It is desirable that the temperature be higher than the minimum liquefaction temperature of these members (minimum temperature at which the liquefied state can be maintained, for example, 100 ° C. or higher). And it is easy to make it uniform by kneading above this minimum liquefaction temperature.

なお硬化促進剤の添加時に、混練装置(あるいはその中にセットした樹脂部材)の温度を一段下げておくことで、添加後の樹脂の熱硬化反応(あるいは経時変化)を抑えることもできる。こうして、熱伝導性材料を作製する。   When the curing accelerator is added, the temperature of the kneading apparatus (or the resin member set therein) is lowered one step so that the thermosetting reaction (or change with time) of the resin after the addition can be suppressed. In this way, a heat conductive material is produced.

また、必要に応じて、他の添加物を加えることができる。例えば可塑剤、酸アミド類、エステル類、パラフィン類などの離型剤、ニトリルゴム、ブタジエンゴム等の応力緩和剤、リン酸エステル、メラミン等の有機系難燃剤、五酸化アンチモン、酸化モリブデン、硼酸亜鉛、酸化錫、メタ硼酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミン酸カルシウム等の無機系難燃剤、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等のカップリング剤、染料や顔料等の着色剤、ガラス繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイト繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などの無機系繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維などの有機系繊維、酸化安定剤、光安定剤、耐湿性向上剤、チキソトロピー付与剤、希釈剤、消泡剤、他の各種の樹脂、粘着付与剤、帯電防止剤、滑剤、紫外線吸収剤等を配合することもできる。   Moreover, other additives can be added as needed. For example, release agents such as plasticizers, acid amides, esters, paraffins, stress relieving agents such as nitrile rubber and butadiene rubber, organic flame retardants such as phosphate esters and melamine, antimony pentoxide, molybdenum oxide, boric acid Inorganic flame retardants such as zinc, tin oxide, barium metaborate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium aluminate, silane coupling agents, titanate coupling agents, coupling agents such as aluminum coupling agents, Colorants such as dyes and pigments, inorganic fibers such as glass fibers, boron fibers, silicon carbide fibers, alumina fibers and silica alumina fibers, organic fibers such as aramid fibers, polyester fibers and cellulose fibers, oxidation stabilizers, light Stabilizer, moisture resistance improver, thixotropy imparting agent, diluent, antifoaming agent, various other It fat, tackifiers, antistatic agents, lubricants, also be incorporated an ultraviolet absorber and the like.

次に熱伝導性材料の予備成形について説明する。こうして作製した熱伝導絶縁材は、混練装置から出すと同時に、シート状、丸棒状、ペレット状等の成形しやすい形状に成形することが望ましい。熱伝導絶縁材をシート状、丸棒状、あるいはペレット状等に予備成形することで、熱伝導絶縁材の取り扱い性を改善できる。   Next, the preforming of the heat conductive material will be described. The heat conductive insulating material thus produced is desirably formed into a shape that is easy to form, such as a sheet shape, a round bar shape, or a pellet shape, at the same time as being taken out from the kneading apparatus. By pre-molding the heat conductive insulating material into a sheet shape, a round bar shape, a pellet shape, or the like, the handleability of the heat conductive insulating material can be improved.

次に図3を用いて、熱伝導性材料の予備成形(例えばシート状の成形例)について説明する。   Next, with reference to FIG. 3, a pre-formation (for example, a sheet-like molding example) of the heat conductive material will be described.

なお図3〜図4では、シート状としているが丸棒状、ペレット状としても良い。丸棒状とすることで熱伝導性材料の表面積を減らせ、経時変化を抑えられる。またプレス時に金属板12等との界面に空気残り(ボイドとも呼ばれる)を発生させにくい。なおペレット状とすることで、取り扱い性、秤量性を改善する。   3 to 4, the sheet shape is used, but a round bar shape or a pellet shape may be used. By using a round bar shape, the surface area of the heat conductive material can be reduced, and the change with time can be suppressed. Further, it is difficult to generate an air residue (also referred to as a void) at the interface with the metal plate 12 or the like during pressing. In addition, handling property and weighing property are improved by making it into a pellet form.

図3は熱伝導絶縁材の予備成形(シート状)について説明する断面図である。図3において、15はフィルム、16は成形装置、17は熱伝導性材料である。図3において、熱伝導性材料17は、少なくとも熱可塑樹脂と結晶性エポキシ樹脂と無機フィラ、硬化剤、難燃性エポキシ樹脂とからなるものである。そしてこの熱伝導性材料17を、成形装置16にセットし、矢印14に示すように駆動し、シート状に予備成形する。なおこの時、熱伝導性材料17と、成形装置16の間にフィルム15を挟んでおくことで、成形装置16の加工部表面(例えば、ロール回転部分等)の、熱伝導性材料17での汚れを防止する。またフィルム15を、シート化した熱伝導性材料17の表面に、一種の表面保護用のフィルム15として残しておく。   FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the preforming (sheet shape) of the heat conductive insulating material. In FIG. 3, 15 is a film, 16 is a molding apparatus, and 17 is a thermally conductive material. In FIG. 3, the heat conductive material 17 is composed of at least a thermoplastic resin, a crystalline epoxy resin, an inorganic filler, a curing agent, and a flame retardant epoxy resin. Then, the heat conductive material 17 is set in the molding device 16 and is driven as indicated by an arrow 14 to be preformed into a sheet shape. At this time, the film 15 is sandwiched between the heat conductive material 17 and the molding device 16, so that the surface of the processed part of the molding device 16 (for example, a rotating part of the roll, etc.) Prevent dirt. The film 15 is left as a kind of surface protecting film 15 on the surface of the heat conductive material 17 formed into a sheet.

なおフィルム15としては、市販の表面をシリコン処理や撥水処理、離型処理したPET等の樹脂フィルムを用いることができる。また予備成形した熱伝導性材料17の厚みは、0.02mm以上5.00mm以下が望ましい。厚みが0.02mm以下とした場合、熱伝導樹脂材21にピンホールが発生する場合がある。またその厚みが5.00mmを超えると、放熱基板としての放熱性に影響を与える場合がある。なお成形装置16の成形部(例えば加圧ロール部分)を加熱しておくことで、熱伝導性材料17の成形性を高められ、できあがったシートの厚みバラツキも低減できる。そしてシート状に予備成形した熱伝導性材料17の表面に、フィルム15を一種の保護シートとして残しておくことで、ゴミ等の汚れが付着したりすることを防止できる。   As the film 15, a resin film such as PET whose commercially available surface is treated with silicon, water repellent, or released can be used. The thickness of the preliminarily formed heat conductive material 17 is preferably 0.02 mm or more and 5.00 mm or less. When the thickness is 0.02 mm or less, pinholes may occur in the heat conductive resin material 21. Moreover, when the thickness exceeds 5.00 mm, the heat dissipation as a heat sink may be affected. In addition, by heating the molding part (for example, pressure roll part) of the molding apparatus 16, the moldability of the heat conductive material 17 can be improved, and the thickness variation of the completed sheet can also be reduced. Then, by leaving the film 15 as a kind of protective sheet on the surface of the heat conductive material 17 preformed into a sheet shape, it is possible to prevent dirt such as dust from adhering.

また、コーターを用いて塗工や、押出成型機を用いることもできる。   Also, coating using a coater or an extrusion molding machine can be used.

また、粘度を調整するために溶剤を添加してもよい。   A solvent may be added to adjust the viscosity.

また、あらかじめ溶剤に溶かした状態で混練してもよい。   Moreover, you may knead | mix in the state previously melt | dissolved in the solvent.

なお、製造方法は、図3に限定されるものではない。   In addition, the manufacturing method is not limited to FIG.

次にシート化した熱伝導性材料17を用いて、放熱基板を作製する様子について、図4(A)(B)を用いて説明する。図4(A)(B)は、共に放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図である。図4(A)(B)において、18はプレスである。   Next, how a heat dissipation substrate is manufactured using the sheet-shaped heat conductive material 17 will be described with reference to FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views illustrating an example of a method for manufacturing a heat dissipation board. 4A and 4B, 18 is a press.

まず図4(A)に示すように、金属板12と配線パターン10の間に、事前にフィルム15を除去しておいた熱伝導性材料17をセットする。そして金属板12と熱伝導性材料17と配線パターン10を、プレス18等の成形装置(16)の間に挟み、矢印14に示すように加熱加圧する。なお金属板12とプレス18の間や、配線パターン10とプレス18の間に、汚れ防止用のフィルム15等をセットしておくことで、プレス18の表面等が熱伝導性材料17で汚れない。なお図4(A)(B)において、プレス18にセットする金型等は図示していない。そしてプレス18を矢印14に示すようにして、これら部材を所定温度で加熱、加圧し、固定する。   First, as shown in FIG. 4A, a heat conductive material 17 from which the film 15 has been removed in advance is set between the metal plate 12 and the wiring pattern 10. Then, the metal plate 12, the heat conductive material 17 and the wiring pattern 10 are sandwiched between forming devices (16) such as a press 18 and heated and pressed as indicated by an arrow 14. It should be noted that the anti-smudge film 15 or the like is set between the metal plate 12 and the press 18 or between the wiring pattern 10 and the press 18 so that the surface of the press 18 is not stained with the heat conductive material 17. . 4 (A) and 4 (B), a die set on the press 18 is not shown. Then, as shown by the arrow 14 in the press 18, these members are heated, pressurized and fixed at a predetermined temperature.

その後、図4(B)に示すようにプレス18を矢印14の方向に引き離す。その後、フィルム15を剥がす。このように配線パターン10を、その一面だけが露出するようにして、熱伝導性絶縁層11に埋め込んだ放熱基板(図1相当品)を作製する。   Thereafter, the press 18 is pulled away in the direction of the arrow 14 as shown in FIG. Thereafter, the film 15 is peeled off. In this manner, a heat dissipation substrate (a product equivalent to FIG. 1) is produced in which the wiring pattern 10 is exposed only on one surface thereof, and is embedded in the heat conductive insulating layer 11.

こうして配線パターン10を、熱伝導性絶縁層11に埋め込むことによって、配線パターン10と熱伝導性絶縁層11の接触面積を増加でき、放熱性を高める。また埋め込むことで、熱伝導性絶縁層11の表面に突き出す配線パターン10の厚みを小さくする効果が得られる。こうして配線パターン10に、例えば肉厚0.3mmのリードフレームを用いた場合でも、熱伝導性絶縁層11に埋め込むことで、熱伝導性絶縁層11からの配線パターン10の突き出し量(あるいは段差)を50μm以下(望ましくは20μm以下、更には10μm以下)に抑える。こうして突き出し量を抑えることで、配線パターン10の上に形成するソルダーレジストの形成が容易となり、ソルダーレジストの膜厚も薄層、均一化でき、放熱基板の放熱性を高める。   By embedding the wiring pattern 10 in the heat conductive insulating layer 11 in this way, the contact area between the wiring pattern 10 and the heat conductive insulating layer 11 can be increased, and heat dissipation is improved. Further, by embedding, an effect of reducing the thickness of the wiring pattern 10 protruding from the surface of the heat conductive insulating layer 11 can be obtained. Thus, even when a lead frame having a thickness of 0.3 mm, for example, is used as the wiring pattern 10, the protrusion amount (or step) of the wiring pattern 10 from the heat conductive insulating layer 11 is obtained by embedding it in the heat conductive insulating layer 11. Is suppressed to 50 μm or less (preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less). By suppressing the protruding amount in this way, it becomes easy to form the solder resist formed on the wiring pattern 10, the thickness of the solder resist can be made thin and uniform, and the heat dissipation property of the heat dissipation substrate is improved.

更に配線パターン10の一部分以上を熱伝導性絶縁層11に埋め込むことで、配線パターン10と熱伝導性絶縁層11との接続強度を高める。そして配線パターン10の引張り強度を高められる(引張り強度の測定方法については、プリント配線基板における銅箔の引張り強度評価方法等を参考にすればよい)。   Further, by embedding a part or more of the wiring pattern 10 in the heat conductive insulating layer 11, the connection strength between the wiring pattern 10 and the heat conductive insulating layer 11 is increased. Then, the tensile strength of the wiring pattern 10 can be increased (for the method of measuring the tensile strength, a method for evaluating the tensile strength of the copper foil in the printed wiring board and the like can be referred to).

次に、熱伝導性材料17を構成する部材である、結晶性エポキシ樹脂について個別に説明する。   Next, the crystalline epoxy resin which is a member constituting the heat conductive material 17 will be individually described.

次に(化1)〜(化8)を用いて、結晶性エポキシ樹脂18について説明する。   Next, the crystalline epoxy resin 18 will be described using (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 8).

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(化1)〜(化8)は、共に結晶性エポキシ樹脂の一例を示す構造式を示すものである。(化1)において、結晶性エポキシ樹脂の構造式におけるXは、S(硫黄)もしくはO(酸素)、C(炭素)、なし(短結合)である。またR1、R2、R3、R4はCH3、H、t−Bu等である。またR1〜R4は同じであっても良い。このエポキシ基を有する樹脂を主剤ともいう。 (Chemical Formula 1) to (Chemical Formula 8) are structural formulas showing an example of a crystalline epoxy resin. In (Chemical Formula 1), X in the structural formula of the crystalline epoxy resin is S (sulfur) or O (oxygen), C (carbon), or none (short bond). R1, R2, R3, and R4 are CH 3 , H, t-Bu, and the like. R1 to R4 may be the same. This resin having an epoxy group is also called a main agent.

(化2)は、結晶性エポキシ樹脂の硬化に用いる硬化剤の構造式を示すものである。(化2)の構造式においてXは、S(硫黄)O(酸素)もしくは短結合である。(化1)の主剤と、(化2)の硬化剤を混合し、重合させたものも結晶質エポキシ樹脂と呼んでもよい。   (Chemical Formula 2) shows the structural formula of the curing agent used for curing the crystalline epoxy resin. In the structural formula of (Chemical Formula 2), X is S (sulfur) O (oxygen) or a short bond. A polymer obtained by mixing the main component of (Chemical Formula 1) and the curing agent of (Chemical Formula 2) and polymerizing may also be called a crystalline epoxy resin.

なお主剤と硬化剤の割合は、エポキシ当量から計算する。また、この硬化剤は難燃性エポキシ樹脂の硬化剤としても作用する。また硬化剤として(化)以外の硬化剤を使っても良い。なお結晶性エポキシ樹脂としては、(化3)〜(化8)に示したものも使うことができる。(化3)〜(化8)に示す結晶性エポキシ樹脂は、融点が50〜121℃程度で、更に溶解粘度も低い(例えば、150℃における粘度は6〜20mPa・s)ため、無機フィラを混合、分散させやすい効果が得られる。 The ratio between the main agent and the curing agent is calculated from the epoxy equivalent. The curing agent also acts as a curing agent for the flame retardant epoxy resin. A curing agent other than (Chemical Formula 2 ) may be used as the curing agent. As the crystalline epoxy resin, those shown in (Chemical Formula 3) to (Chemical Formula 8) can also be used. The crystalline epoxy resins represented by (Chemical Formula 3) to (Chemical Formula 8) have a melting point of about 50 to 121 ° C. and a low dissolution viscosity (for example, the viscosity at 150 ° C. is 6 to 20 mPa · s). The effect of being easy to mix and disperse is obtained.

次に結晶性エポキシ樹脂とエポキシ樹脂の比率について説明する。主剤となるエポキシ樹脂に対して、結晶性エポキシ樹脂は40vol%以上含有している事が望ましい。結晶性エポキシ樹脂が40vol%未満だと結晶性が発現しにくくなる。また、結晶化した部分が少なく、熱伝導率等に十分な効果が得られない。   Next, the ratio between the crystalline epoxy resin and the epoxy resin will be described. It is desirable that the crystalline epoxy resin is contained in an amount of 40 vol% or more with respect to the epoxy resin as the main agent. When the crystalline epoxy resin is less than 40 vol%, the crystallinity is hardly expressed. Moreover, there are few crystallized parts and a sufficient effect on the thermal conductivity and the like cannot be obtained.

次にエポキシ樹脂と硬化剤に対しての難燃性エポキシ樹脂の比率について説明する。結晶性エポキシ樹脂は、構造的な形状が結晶性に大きく起因しており、Brの様な大きい置換基が多くあると結晶性が阻害されてしまう。また、難燃性を付与するためには、それなりの難燃性エポキシ樹脂の量が必要である。難燃性のエポキシ樹脂の量はエポキシ樹脂と硬化剤の量に対して3vol%以上12vol%以下の範囲内が望ましい。3vol%以下だと、十分な難燃性が付与できない。また、12vol%より多い場合は、結晶性が発現せず熱伝導が低くなってしまう。この難燃性の付与に関しては、難燃助剤フィラと組み合わせることで、難燃性エポキシ樹脂の量が少なくても実現することができる。   Next, the ratio of the flame retardant epoxy resin to the epoxy resin and the curing agent will be described. In the crystalline epoxy resin, the structural shape is largely attributed to crystallinity, and if there are many large substituents such as Br, the crystallinity is hindered. Further, in order to impart flame retardancy, an appropriate amount of flame retardant epoxy resin is required. The amount of the flame retardant epoxy resin is desirably in the range of 3 vol% or more and 12 vol% or less with respect to the amount of the epoxy resin and the curing agent. When it is 3 vol% or less, sufficient flame retardancy cannot be imparted. Moreover, when more than 12 vol%, crystallinity does not express but heat conduction will become low. This imparting flame retardancy can be realized even when the amount of the flame retardant epoxy resin is small by combining with the flame retardant aid filler.

また、難燃助剤フィラはエポキシ樹脂と硬化剤に対して0.6vol%以上2.5vol%以下が望ましい。難燃助剤フィラの熱伝導率が低いため、2.5vol%より多い場合では、熱伝導率の低下が激しい。また、0.6vol%以下では難燃性(難燃性エポキシ樹脂、無機フィラとの混合効果)を付与することができなくなる。難燃助剤フィラは水酸化合物、ホウ素化合物、アンチモン化合物、モリブデン化合物、金属酸化物塩などを用いることができる。特に三酸化アンチモン(Antimony Trioxide)は難燃性の効果が大きく望ましい。三酸化アンチモンの粒径は、0.1〜20μm(望ましくは0.3〜10.0μm)で小さい方が良い。0.1μmより小さい場合は、高価であり熱伝導性材料17への分散が難しい場合がある。また粒径が20μmを超えた場合、熱伝導性絶縁層11の表面が粗面化し、リードフレーム等からなる配線パターン10との密着性に影響を与える可能性がある。   Further, the flame retardant auxiliary filler is preferably 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the epoxy resin and the curing agent. Since the thermal conductivity of the flame retardant aid filler is low, when it is more than 2.5 vol%, the thermal conductivity is drastically decreased. Moreover, if it is 0.6 vol% or less, flame retardancy (mixing effect with flame retardant epoxy resin and inorganic filler) cannot be imparted. As the flame retardant auxiliary filler, a hydroxyl compound, a boron compound, an antimony compound, a molybdenum compound, a metal oxide salt, or the like can be used. In particular, antimony trioxide is desirable because of its great flame retardant effect. The particle size of antimony trioxide is preferably 0.1 to 20 μm (desirably 0.3 to 10.0 μm) and smaller. If it is smaller than 0.1 μm, it is expensive and may be difficult to disperse in the heat conductive material 17. Further, when the particle diameter exceeds 20 μm, the surface of the heat conductive insulating layer 11 becomes rough, which may affect the adhesion with the wiring pattern 10 made of a lead frame or the like.

なお三酸化アンチモンの粒径は、吸湿性にも影響を与える場合がある。そのため吸湿性が課題となる放熱基板の場合、三酸化アンチモンの粒径が細かいほど、吸湿しやすい。そのため吸湿性が課題となる場合、三酸化アンチモンの粒径は0.1μm以上とすることが望ましい。これは0.1μm未満の細かい三酸化アンチモンは吸湿性が高いためである。   The particle size of antimony trioxide may affect the hygroscopicity. Therefore, in the case of a heat dissipation substrate in which hygroscopicity is a problem, the smaller the particle size of antimony trioxide, the easier it is to absorb moisture. Therefore, when hygroscopicity is a problem, the particle size of antimony trioxide is desirably 0.1 μm or more. This is because fine antimony trioxide of less than 0.1 μm is highly hygroscopic.

なお三酸化アンチモンの粒径は、無機フィラの粒径とマッチングさせる(無機フィラ粒径に近い粒径)ことで、エポキシ樹脂等への分散を容易にできる。この場合、複数の異なる粒径の無機フィラ(例えば、大きな粉と小さな粉)を組み合わせて用いる場合、小さな粉(例えば0.2〜0.6μm)、あるいは大きな粉(例えば1.0〜10.0μm)となるものの、どちらか一方と、その粒径を揃えることが望ましい。こうすることで、これら粉体の分散性を高める。   The particle size of antimony trioxide can be easily dispersed in an epoxy resin or the like by matching the particle size of the inorganic filler (particle size close to the inorganic filler particle size). In this case, when a plurality of inorganic fillers having different particle sizes (for example, large powder and small powder) are used in combination, small powder (for example, 0.2 to 0.6 μm) or large powder (for example, 1.0 to 10 .mu.m). 0 μm), it is desirable to have the same particle size as either one. By doing so, the dispersibility of these powders is enhanced.

熱可塑樹脂を付加することで、結晶性エポキシの耐衝撃性を向上させることができる。熱可塑樹脂の付加についても難燃性エポキシと同様に結晶性エポキシ樹脂の構造に起因する制約があり、難燃性エポキシ樹脂の添加量とも関係する。熱伝導率と耐衝撃性の両立を実現するためには、エポキシ樹脂と硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下の熱可塑樹脂の量が望ましい。熱可塑樹脂としてはアクリル樹脂等を用いることができ、特にコアシェル型のアクリル樹脂は耐衝撃性の向上性が高い。ここでコアシェルとは、例えばアクリル樹脂等の熱可塑樹脂からなるコア層を他の樹脂(例えばガラス状ポリマーやエポキシ樹脂等)からなるシェル層で被覆した真珠状微粒子である。なお用途に応じて多層構造としても良い。なお一次粒子径は0.05〜1.00μmの範囲(望ましくは0.1〜0.5μm)のものを使うことで分散性を高められる。なお二次凝集体を構成していても、二軸混練機等を用いることで容易に分散できる。これはコアシェル構造のためである。   By adding a thermoplastic resin, the impact resistance of the crystalline epoxy can be improved. The addition of the thermoplastic resin is also restricted due to the structure of the crystalline epoxy resin as in the case of the flame retardant epoxy, and is also related to the amount of the flame retardant epoxy resin added. In order to realize both thermal conductivity and impact resistance, the amount of the thermoplastic resin is preferably 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent. As the thermoplastic resin, an acrylic resin or the like can be used. Particularly, the core-shell type acrylic resin has high impact resistance. Here, the core shell is pearl-like fine particles in which a core layer made of a thermoplastic resin such as an acrylic resin is covered with a shell layer made of another resin (for example, a glassy polymer or an epoxy resin). A multilayer structure may be used depending on the application. Dispersibility can be enhanced by using particles having a primary particle size in the range of 0.05 to 1.00 μm (preferably 0.1 to 0.5 μm). In addition, even if it comprises the secondary aggregate, it can disperse | distribute easily by using a biaxial kneader etc. This is due to the core-shell structure.

なおコアは、例えばアクリルモノマーの単独重合体あるいは共重合体からなる低いTg(望ましくは50℃以下、更には0℃以下)を有する熱可塑樹脂とする。これは熱伝導性材料17の内部、あるいは熱伝導性絶縁層11の内部で応力の集中点として働き、耐衝撃性の向上や応力緩和を行うためである。   The core is made of a thermoplastic resin having a low Tg (preferably 50 ° C. or lower, more preferably 0 ° C. or lower) made of, for example, a homopolymer or copolymer of an acrylic monomer. This is because it acts as a stress concentration point in the heat conductive material 17 or in the heat conductive insulating layer 11 to improve impact resistance and relieve stress.

なおコアシェル型のポリマーを用いた場合は、コア部分に熱可塑樹脂の一種としてゴム状樹脂を用いても良い。これは一次粒子径が1.00μm以下の微粒子状態では、ゴム状樹脂(例えば架橋している樹脂)であっても、熱可塑樹脂(例えば架橋していない樹脂)であっても、実質的に同じ働き(耐衝撃性の向上や応力緩和)を行うためである。このため本発明における熱可塑樹脂はゴム状樹脂(架橋樹脂)も含む。   When a core-shell type polymer is used, a rubber-like resin may be used as a kind of thermoplastic resin for the core portion. In the fine particle state where the primary particle diameter is 1.00 μm or less, even if it is a rubber-like resin (for example, a crosslinked resin) or a thermoplastic resin (for example, a non-crosslinked resin), it is substantially This is to perform the same function (improvement of impact resistance and stress relaxation). For this reason, the thermoplastic resin in the present invention includes a rubber-like resin (crosslinked resin).

なおシェルとしては、高いTg(望ましくは100℃以上、更には150℃以上)とする。これは粒子同士の融着の制限や、エポキシ樹脂(結晶性エポキシ樹脂を含む)や硬化剤等への相溶性、分散性を高めるためである。   Note that the shell has a high Tg (preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher). This is for the purpose of increasing the compatibility between the particles, the compatibility with the epoxy resin (including the crystalline epoxy resin), the curing agent, and the dispersibility.

なお無機フィラと全樹脂(ここで全樹脂とは、結晶性エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂と硬化剤と燃性エポキシ樹脂の合計の意味であり、樹脂バインダーに相当する)の比率において、無機フィラは70〜88Vol%(樹脂バインダーは30〜12Vol%)の範囲内が望ましい。無機フィラの割合が70Vol%未満の場合、熱伝導性材料17が硬化してなる熱伝導性絶縁層11の熱伝導率が低下する場合がある。また、難燃性にも影響を与える。また無機フィラの割合が88Vol%より大きくなると、熱伝導樹脂材の成形性に影響を与える場合がある。なおここでvol%は体積%を意味する。   In addition, in the ratio of the inorganic filler and the total resin (herein, the total resin means the total of the epoxy resin including the crystalline epoxy resin, the curing agent, and the flammable epoxy resin, which corresponds to the resin binder), the inorganic filler is The range of 70-88 Vol% (resin binder is 30-12 Vol%) is desirable. When the proportion of the inorganic filler is less than 70 Vol%, the thermal conductivity of the thermally conductive insulating layer 11 formed by curing the thermally conductive material 17 may be reduced. It also affects flame retardancy. Moreover, when the ratio of an inorganic filler becomes larger than 88 Vol%, the moldability of a heat conductive resin material may be affected. Here, vol% means volume%.

無機フィラとしては、熱伝導率、絶縁性等の観点からアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等が望ましい。また、これらの無機フィラを組み合わせることも可能である。また無機フィラ19の平均粒径は、0.1μm以上100μm以下の範囲が望ましい。平均粒径が0.1μm以下になると、比表面積が大きくなり、熱伝導性材料17の混練が難しくなり、熱伝導性絶縁層11の成形性にも影響を与える場合がある。また100μmを超えると、熱伝導性絶縁層11の薄層化が難しくなり、放熱基板としての放熱性に影響を与え、製品の小型化に影響を与える可能性がある。なお無機フィラ19の充填率を増加するために、異なる粒度分布を有する複数種の無機フィラ19を選び、これらを混合して使用しても良い。   As the inorganic filler, alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, zinc oxide, and the like are desirable from the viewpoint of thermal conductivity, insulation, and the like. It is also possible to combine these inorganic fillers. The average particle size of the inorganic filler 19 is preferably in the range of 0.1 μm to 100 μm. When the average particle size is 0.1 μm or less, the specific surface area becomes large, the kneading of the heat conductive material 17 becomes difficult, and the moldability of the heat conductive insulating layer 11 may be affected. On the other hand, if the thickness exceeds 100 μm, it is difficult to reduce the thickness of the thermally conductive insulating layer 11, which may affect the heat dissipation as a heat dissipation substrate and may affect the miniaturization of the product. In order to increase the filling rate of the inorganic filler 19, a plurality of kinds of inorganic fillers 19 having different particle size distributions may be selected and used in combination.

なお配線パターン10としては、放熱基板の用途に応じて、配線パターン10の厚みとして0.002〜0.10mmの範囲が必要な場合は銅箔を、0.10〜1.00mmの範囲が必要な場合はリードフレームをと、互いに使い分けることができる。なおリードフレームの部材としては銅を主体としたもの(例えばタフピッチ銅や無酸素銅等と呼ばれているもの)を用いることが望ましい。銅を主体とすることで、高放熱性と低抵抗性を両立することができる。また配線パターン10の一部分以上を熱伝導性絶縁層11に埋めることで、放熱基板における配線パターン10に起因する段差(厚み段差)を低減できる。   In addition, as the wiring pattern 10, depending on the use of the heat dissipation board, when the thickness of the wiring pattern 10 requires a range of 0.002 to 0.10 mm, a copper foil is required, and a range of 0.10 to 1.00 mm is required. In this case, the lead frames can be used differently. As the lead frame member, it is desirable to use a material mainly composed of copper (for example, a material called tough pitch copper or oxygen-free copper). By mainly using copper, both high heat dissipation and low resistance can be achieved. Further, by embedding a part or more of the wiring pattern 10 in the heat conductive insulating layer 11, a step (thickness step) due to the wiring pattern 10 in the heat dissipation substrate can be reduced.

(実施例1)
以下に実験1として、結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の難燃性エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤に対して0.3vol%以上2.5vol%以下の熱可塑樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記難燃性エポキシに対して70vol%以上88vol%以下の無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の難燃助剤フィラと、からなる熱伝導性材料17について実験した結果を示す。
Example 1
Hereinafter, as Experiment 1, an epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin, a curing agent, and a flame retardant epoxy resin of 3 vol% or more and 12 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent; , 0.3 vol% to 2.5 vol% thermoplastic resin with respect to the epoxy resin and the curing agent, and 70 vol% to 88 vol% with respect to the epoxy resin, the curing agent, and the flame retardant epoxy. The experimental result is shown about the heat conductive material 17 which consists of an inorganic filler and the said epoxy resin and the flame retardant adjuvant filler of 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the said hardening | curing agent.

まず耐衝撃性について評価した結果を、表1を用いて説明する。   First, the results of evaluating the impact resistance will be described with reference to Table 1.

結晶性エポキシ含有樹脂としてジャパンエポキシレジン製「YL6121H」、エポキシ樹脂として「YX4000H」、硬化剤として、4、4’−ジアミノビフェニル、4、4’−ジハイドロキシビフェニルエーテル、難燃性エポキシ樹脂として日本化薬製臭素化エポキシ「BREN−S」、熱可塑樹脂としてゼオン化成製コアシェルアクリレート共重合体「F351」、無機フィラとしてアルミナ、難燃助剤フィラとして三酸化アンチモンを用意した。   "YL6121H" made by Japan Epoxy Resin as crystalline epoxy-containing resin, "YX4000H" as epoxy resin, 4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-dihydroxybiphenyl ether as curing agent, Japan as flame retardant epoxy resin Brominated epoxy “BREN-S” manufactured by Kayaku Co., Ltd., ZEON Kasei core-shell acrylate copolymer “F351” as a thermoplastic resin, alumina as an inorganic filler, and antimony trioxide as a flame retardant auxiliary filler were prepared.

上記の材料と、硬化促進剤として、ジャパンエポキシレジン製「P−200 」イミダゾール(アミンアダクト)を混合攪拌し、エポキシ樹脂、硬化剤が融解する温度まで加熱し、2軸混練機を用いて混合した。混合後、各種試験に応じた形状に成形し、180℃×5Hourの条件で加熱硬化した。   “P-200” imidazole (amine adduct) manufactured by Japan Epoxy Resin as a curing accelerator is mixed and stirred, heated to a temperature at which the epoxy resin and curing agent melt, and mixed using a biaxial kneader. did. After mixing, it was molded into a shape corresponding to various tests and heat-cured under conditions of 180 ° C. × 5 Hour.

落下試験用のサンプルは100mm×100mm×1.6mmの形状で作製し、1.5mの高さからコンクリート上に自由落下させた。試料に割れ、ひびが発生するかどうかで、結果を判断した。試料の配合条件はエポキシ樹脂中の結晶性エポキシ樹脂の割合、フィラ量、熱可塑樹脂の割合を変化させて行った。   A sample for a drop test was produced in a shape of 100 mm × 100 mm × 1.6 mm, and freely dropped onto the concrete from a height of 1.5 m. The result was judged by whether the sample was cracked or cracked. The blending conditions of the sample were changed by changing the ratio of the crystalline epoxy resin in the epoxy resin, the filler amount, and the ratio of the thermoplastic resin.

結晶性エポキシ樹脂、フィラの割合は多くなるほど割れやすくなる傾向があり、熱可塑樹脂を加えることで耐衝撃性が向上する(熱伝導率的には低下する)。表1に結果を示す。   As the proportions of the crystalline epoxy resin and filler increase, they tend to break, and the impact resistance is improved by adding a thermoplastic resin (decreasing in thermal conductivity). Table 1 shows the results.

Figure 0005396721
Figure 0005396721

熱可塑樹脂を0.3%以上加えることで耐衝撃性が向上できる。   Impact resistance can be improved by adding 0.3% or more of thermoplastic resin.

なお熱伝導材料17中に添加したアクリル樹脂等の熱可塑樹脂は、アセトン等で抽出可能な状態で添加することが望ましい。これは熱伝導樹脂17の中に、こうした耐衝撃性を向上させる樹脂を、例えば海島構造に分散(あるいは点在、あるいは分散)させることで、耐衝撃性を高めるためである。そしてこのような海島構造とすることで、アセトン等で抽出でき、熱可塑樹脂が海島構造で分散していることが確かめられる。なお抽出にあたっては、サンプルを粉砕することで熱可塑樹脂等の検出精度を高められる。   The thermoplastic resin such as acrylic resin added to the heat conductive material 17 is preferably added in a state where it can be extracted with acetone or the like. This is to improve the impact resistance by dispersing (or interspersing or dispersing) such a resin that improves the impact resistance in the heat conductive resin 17 in, for example, a sea-island structure. And by setting it as such a sea island structure, it can extract with acetone etc., and it is confirmed that the thermoplastic resin is disperse | distributed by the sea island structure. In the extraction, the detection accuracy of the thermoplastic resin or the like can be increased by crushing the sample.

なおアクリル樹脂等の熱可塑樹脂が、抽出できない状態で熱伝導材料17の中に存在していた場合(例えば、エポキシ樹脂と反応した、あるいはエポキシ樹脂の中に溶解した、あるいはエポキシ樹脂の中に分子状態で分散した)は、アセトン等を用いても抽出することが難しい。そしてこのような状態で熱伝導材料17の中に熱可塑樹脂が溶解した場合、耐衝撃性の向上効果が得られない。これはエポキシ樹脂と熱可塑樹脂との間に界面(あるいは応力集中)が発生しないためである。   When a thermoplastic resin such as an acrylic resin is present in the heat conducting material 17 in a state where it cannot be extracted (for example, reacted with an epoxy resin, dissolved in an epoxy resin, or in an epoxy resin) It is difficult to extract (dispersed in a molecular state) even using acetone or the like. And when a thermoplastic resin melt | dissolves in the heat conductive material 17 in such a state, the impact-resistant improvement effect is not acquired. This is because an interface (or stress concentration) does not occur between the epoxy resin and the thermoplastic resin.

なお抽出量は、抽出用のサンプルの状態(粉砕状態等)に依存するため、サンプル中の全樹脂に対する熱可塑樹脂の割合の痕跡(例えば、0.1%以上、望ましくは1%以上)とする。これは抽出で熱可塑樹脂の絶対値の判断が難しい場合があるためである。   Since the amount of extraction depends on the state of the sample for extraction (such as the pulverized state), the trace of the ratio of the thermoplastic resin to the total resin in the sample (for example, 0.1% or more, preferably 1% or more) To do. This is because it may be difficult to determine the absolute value of the thermoplastic resin by extraction.

次に難燃化について評価した結果を、表2を用いて説明する。   Next, the results of evaluating the flame retardancy will be described with reference to Table 2.

難燃性試験用として、サンプル1:125±5mm×13±0.5mm×1.6mm、サンプル2:125±5mm×13±0.5mm×0.4mmの形状で作製し、UL94の規格に基づく難燃性試験を実施した。   For flame retardant test, sample 1: 125 ± 5mm × 13 ± 0.5mm × 1.6mm, sample 2: 125 ± 5mm × 13 ± 0.5mm × 0.4mm, manufactured in the shape of UL94 Based on the flame retardancy test.

10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t1)を計り、消化後、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t2)を計った。   After 10 seconds of flame contact, the flame was released and the combustion time (t1) until extinction was measured. After digestion, after 10 seconds of flame contact, the flame was released and the combustion time until extinction (t2) was measured.

試料の配合条件は燃えやすい結晶性エポキシ樹脂が多く、フィラが少ない条件で行い、難燃性エポキシ、難燃助剤フィラの割合を変化させて行った。   The sample was mixed under the condition that there were many flammable crystalline epoxy resins and few fillers, and the ratio of the flame retardant epoxy and the flame retardant auxiliary filler was changed.

難燃性エポキシ、難燃助剤フィラを加えることで難燃性が向上する(熱伝導率的には低下する)。表2に結果を示す。   Addition of flame retardant epoxy and flame retardant aid filler improves flame retardancy (decreases thermal conductivity). Table 2 shows the results.

Figure 0005396721
Figure 0005396721

難燃性エポキシを3vol%以上かつ難燃助剤フィラを0.6vol%以上混合したときに難燃性を付加できる。   Flame retardancy can be added when 3 vol% or more flame retardant epoxy and 0.6 vol% or more flame retardant aid filler are mixed.

次に熱可塑樹脂を加え、耐衝撃性を向上させた状態での難燃化について評価した結果の一例を表3を用いて説明する。   Next, an example of the result of evaluating the flame retardancy in a state where impact resistance is improved by adding a thermoplastic resin will be described with reference to Table 3.

熱伝導率測定用のサンプルはφ1/2インチ、t1mmの円板状に作製し、ブルカーエイエックスエス社製キセノンレーザーフラッシュを用いて測定を行った。   A sample for measuring thermal conductivity was prepared in a disk shape of φ1 / 2 inch and t1 mm, and measurement was performed using a xenon laser flash manufactured by Bruker AXS.

試料の配合条件は熱伝導率が大きくなる結晶性エポキシ樹脂が多く、フィラが多い条件で行い、熱可塑樹脂、難燃性エポキシ、難燃助剤フィラの割合を変化させて行った。表3に熱可塑樹脂の結果を示す。   The sample was mixed under the condition that there were many crystalline epoxy resins having a large thermal conductivity and a large amount of filler, and the ratio of the thermoplastic resin, the flame retardant epoxy, and the flame retardant auxiliary filler was changed. Table 3 shows the results of the thermoplastic resin.

Figure 0005396721
Figure 0005396721

熱可塑樹脂を加えることで熱伝導率は低下し、3%以上加えたときに、エポキシ樹脂は結晶性を取ることができなくなり、熱伝導率が極端に低下する。   The thermal conductivity is reduced by adding a thermoplastic resin, and when 3% or more is added, the epoxy resin cannot take crystallinity, and the thermal conductivity is extremely lowered.

次に難燃性エポキシ樹脂の効果について、表4を用いて説明する。   Next, the effect of the flame retardant epoxy resin will be described with reference to Table 4.

表4に難燃性エポキシ樹脂の結果を示す。   Table 4 shows the results of the flame-retardant epoxy resin.

Figure 0005396721
Figure 0005396721

3%以上の難燃性エポキシ樹脂が難燃性を付加するために必要だが、難燃性エポキシ樹脂を加えることで熱伝導率は低下し、15%以上加えたときに、エポキシ樹脂は結晶性を取ることができなくなり、熱伝導率が極端に低下する。   Although 3% or more flame retardant epoxy resin is necessary to add flame retardancy, the addition of flame retardant epoxy resin decreases the thermal conductivity, and when 15% or more is added, the epoxy resin is crystalline. Can not be taken, and the thermal conductivity is extremely reduced.

次に難燃助剤フィラの効果について、表5を用いて説明する。   Next, the effect of the flame retardant aid filler will be described with reference to Table 5.

表5に難燃助剤フィラの結果を示す。   Table 5 shows the results of the flame retardant auxiliary filler.

Figure 0005396721
Figure 0005396721

0.6%以上の難燃助剤フィラが難燃性を付加するために必要だが、難燃助剤フィラを加えることで熱伝導率は低下(フィラ量が増えるため極端な低下はしない)し、3%以上加えたときに、エポキシ樹脂は結晶性を取ることができなくなり、熱伝導率が極端に低下する。   A flame retardant aid filler of 0.6% or more is necessary to add flame retardancy, but the addition of the flame retardant aid filler reduces the thermal conductivity (the amount of filler does not increase drastically). When 3% or more is added, the epoxy resin cannot take crystallinity, and the thermal conductivity is extremely lowered.

以上のように、結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の難燃性エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下の熱可塑樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤と前記難燃性エポキシ樹脂との合計に対して70vol%以上88vol%以下の無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の難燃助剤フィラと、からなる熱伝導性材料17(あるいはこの伝熱材料17を金属板12と一体化した状態で硬化させた熱伝導性絶縁層11)によって、熱伝導性、難燃性、耐衝撃性に優れた各種電子部品や基板(放熱基板も含む)を提供する。   As described above, the epoxy resin containing 40 vol% or more of the crystalline epoxy resin, the curing agent, the flame retardant epoxy resin of 3 vol% or more and 12 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent, and the epoxy 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less thermoplastic resin with respect to the total of the resin and the curing agent, and 70 vol% or more and 88 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin, the curing agent, and the flame retardant epoxy resin. A thermally conductive material 17 (or this heat transfer material 17) comprising an inorganic filler and a flame retardant auxiliary filler of 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent. The heat conductive insulating layer 11) cured in an integrated state with the metal plate 12) enables various electronic components and substrates (including heat dissipation substrates) excellent in heat conductivity, flame retardancy, and impact resistance. Subjected to.

エポキシ樹脂と前記硬化剤を反応させ硬化したエポキシ樹脂硬化物が結晶性を有している熱伝導性材料17(あるいはこの伝熱材料17を金属板12と一体化した状態で硬化させた熱伝導性絶縁層11)によって、熱伝導性、難燃性、耐衝撃性に優れた各種電子部品や基板(放熱基板も含む)を提供する。   A thermally conductive material 17 in which a cured epoxy resin cured by reacting an epoxy resin with the curing agent has crystallinity (or heat conduction obtained by curing the heat transfer material 17 in an integrated state with the metal plate 12). The insulating layer 11) provides various electronic components and substrates (including a heat dissipation substrate) excellent in thermal conductivity, flame retardancy, and impact resistance.

なお難燃性エポキシ樹脂を臭素化エポキシ(あるいは臭素化エポキシ樹脂)とすることで、その難燃化を高める。   In addition, the flame retardancy is enhanced by using brominated epoxy (or brominated epoxy resin) as the flame retardant epoxy resin.

また硬化剤が、2価のOH基及び/またはNH2基を有しているものとすることで、エポキシ樹脂の反応性を安定化でき、更に無機フィラーとのマッチング性を高める。 The curing agent, that is assumed to have a bivalent OH groups and / or NH 2 groups, can stabilize the reactivity of the epoxy resin, further enhancing the matching property between the inorganic filler.

また熱可塑樹脂が、アクリル樹脂であるとすることで、その耐衝撃性を高め、放熱基板を作製した場合での、熱伝導性絶縁層11と金属板12やリードフレーム等からなる配線パターン10との界面部分の応力集中を低減できるため、熱伝導性絶縁層11の素材そのものの耐衝撃性を高めるのみならず、これら界面部分での耐衝撃性(あるいは衝撃による界面部分への応力集中)を抑える。   Further, by assuming that the thermoplastic resin is an acrylic resin, the impact resistance is improved, and the wiring pattern 10 made of the heat conductive insulating layer 11, the metal plate 12, the lead frame, etc. in the case of producing a heat dissipation board. Since the stress concentration at the interface with the heat conductive insulating layer 11 can be reduced, not only the impact resistance of the material of the heat conductive insulating layer 11 is improved, but also the shock resistance at the interface (or stress concentration at the interface due to the impact). Suppress.

また熱可塑樹脂がコアシェル型のアクリル樹脂とすることで、素材そのものの耐衝撃性を高める。これを用いて作製した熱伝導性絶縁層11(更にはこの熱伝導性絶縁層11を用いた放熱基板における、熱伝導性絶縁層11と金属板12やリードフレーム等からなる配線パターン10との界面部分の応力集中を低減できるため、熱伝導性絶縁層11の素材そのものの耐衝撃性を高めるのみならず、これら界面部分での耐衝撃性(あるいは衝撃による界面部分への応力集中)を抑える。   Moreover, the impact resistance of the material itself is enhanced by using a core-shell type acrylic resin as the thermoplastic resin. A heat conductive insulating layer 11 produced using the heat conductive insulating layer 11 (further, in the heat dissipation board using the heat conductive insulating layer 11, the heat conductive insulating layer 11 and the wiring pattern 10 made of a metal plate 12, a lead frame, etc. Since the stress concentration at the interface portion can be reduced, not only the impact resistance of the material of the heat conductive insulating layer 11 itself is improved, but also the impact resistance at the interface portion (or stress concentration at the interface portion due to the impact) is suppressed. .

なお無機フィラは、アルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラとすることで、高熱伝導性と難燃性を両立できる。これはこれら無機フィラが高熱伝導で難燃性を有しているからである。   The inorganic filler is an inorganic filler composed of at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide, thereby achieving both high thermal conductivity and flame retardancy. it can. This is because these inorganic fillers have high thermal conductivity and flame retardancy.

更に難燃助剤フィラが三酸化アンチモンであるものとすることで、更に難燃性を高める。   Further, the flame retardant aid filler is antimony trioxide to further enhance the flame retardancy.

また結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤に対して3vol%以上12vol%以下の難燃性エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下の熱可塑樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記難燃性エポキシに対して70vol%以上88vol%以下の無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の難燃助剤フィラとからなる熱伝導性絶縁層と、前記熱伝導性絶縁層に接着された金属板と、前記熱伝導性絶縁層に少なくとも一部分以上を埋め込んだ配線パターンと、からなる放熱基板を提供することで、熱伝導性、難燃性、耐衝撃性を備えた放熱基板を実現する。   Further, an epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin, a curing agent, a flame retardant epoxy resin of 3 vol% or more and 12 vol% or less with respect to the epoxy resin and the curing agent, the epoxy resin and the curing agent. 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less thermoplastic resin with respect to the total, and the epoxy resin, the curing agent, and the flame-retardant epoxy with an inorganic filler of 70 vol% or more and 88 vol% or less, A thermally conductive insulating layer comprising a flame retardant auxiliary filler of 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent, and a metal plate bonded to the thermally conductive insulating layer And a heat dissipating board comprising at least a part of the wiring pattern embedded in the heat conductive insulating layer, thereby providing a heat release having heat conductivity, flame resistance and impact resistance. To realize the board.

また少なくとも、金属板12上に、シート状に予備成形した結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤に対して3vol%以上12vol%以下の難燃性エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下の熱可塑樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記難燃性エポキシとの合計に対して70vol%以上88vol%以下の無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の難燃助剤フィラとからなる熱伝導性材料17と、配線パターン10と、をセットする工程と、前記金属板12上に前記熱伝導性材料17と、前記配線パターン10と、を一体化する工程と、を含む放熱基板の製造方法によって、熱伝導性、難燃性、耐衝撃性を備えた放熱基板を製造する。   Further, at least an epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin preformed in a sheet form on the metal plate 12, a curing agent, and 3 vol% or more and 12 vol% or less with respect to the epoxy resin and the curing agent. A flame retardant epoxy resin, a thermoplastic resin of 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less based on the total of the epoxy resin and the curing agent, the epoxy resin, the curing agent, and the flame retardant epoxy The heat conductive material 17 which consists of 70 vol% or more and 88 vol% or less inorganic filler with respect to the sum total, and 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less flame retardant adjuvant filler with respect to the said epoxy resin and the said hardening | curing agent. And a step of setting the wiring pattern 10; a step of integrating the thermally conductive material 17 and the wiring pattern 10 on the metal plate 12; By the method of manufacturing heat dissipation board including a thermally conductive, to produce a heat radiation substrate with flame retardancy, impact resistance.

以上のように、本発明に係る熱伝導硬化物及びそれを用いた放熱基板と放熱基板の製造方法によって、PDPテレビ(PDPはプラズマディスプレイパネル)の電源回路や、液晶テレビの発光ダイオードを用いたバックライトのような放熱性が必要な機器の小型化、低コスト化が可能となる。 As described above, by using the thermally conductive cured product according to the present invention and the heat dissipation substrate using the heat conductive substrate and the method for manufacturing the heat dissipation substrate, the power supply circuit of the PDP television (PDP is a plasma display panel) and the light-emitting diode of the liquid crystal television It is possible to reduce the size and cost of a device that requires heat dissipation such as a backlight.

実施の形態における放熱基板の切り欠き図Cutaway view of heat dissipation board in the embodiment (A)(B)は、共に配線パターンを埋め込んだ放熱基板の放熱メカニズムを説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining the heat dissipation mechanism of the heat dissipation board | substrate which embedded both the wiring patterns. 熱伝導絶縁材の予備成形(シート状)について説明する断面図Sectional drawing explaining pre-formation (sheet form) of heat conductive insulating material (A)(B)は、共に放熱基板の製造方法の一例を説明する断面図(A) (B) is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of a heat sink. 従来の放熱基板の断面図Sectional view of a conventional heat dissipation board メソゲン基を有するモノマーの重合反応中の変化の模式図Schematic diagram of changes during polymerization of monomers with mesogenic groups

符号の説明Explanation of symbols

10 配線パターン
11 熱伝導性絶縁層
12 金属板
13 電子部品
14 矢印
15 フィルム
16 成形装置
17 熱伝導性材料
18 プレス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wiring pattern 11 Thermal conductive insulating layer 12 Metal plate 13 Electronic component 14 Arrow 15 Film 16 Molding apparatus 17 Thermal conductive material 18 Press

Claims (5)

以下の構造式からなる結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、
硬化剤と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の臭素化エポキシ樹脂と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下
コアシェル型のアクリル樹脂と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記臭素化エポキシ樹脂との合計に対して70vol%
以上88vol%以下のアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラと、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下
水酸化合物、ホウ素化合物、アンチモン化合物、モリブデン化合物、金属酸化物塩から選ばれた少なくとも1種類以上からなる難燃助剤フィラと、
を有する熱伝導性材料の硬化物からなる熱伝導硬化物であって、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤を反応させてなるエポキシ樹脂硬化物は結晶性を有し、
10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t1)を計り、消火後、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t2)を計ると、t1およびt2が共に10秒以下であり、
1.5mの高さからコンクリート上に自然落下させても割れ、ひびが発生しないことを特徴とする熱伝導硬化物。
Figure 0005396721
An epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin having the following structural formula ;
A curing agent;
3 to 12 vol% brominated epoxy resin with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent,
A core-shell type acrylic resin of 0.3 vol% to 2.5 vol% with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent;
70 vol% with respect to the total of the epoxy resin, the curing agent and the brominated epoxy resin
An inorganic filler composed of at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide in an amount of 88 vol% or less;
From at least one selected from a hydroxyl compound, a boron compound, an antimony compound, a molybdenum compound, and a metal oxide salt of 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent With the flame retardant aid filler,
A thermally conductive cured product comprising a cured product of a thermally conductive material having :
The cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin and the curing agent has crystallinity,
After 10 seconds of flame contact, flame is extinguished and the combustion time (t1) until extinguishing is measured. After flame extinguishing, after 10 sec. Flame contact, flame is extinguished and the combustion time until extinguishing (t2) is measured, t1 and t2 are Both are less than 10 seconds,
A thermally conductive cured product characterized in that it does not crack or crack even when it is naturally dropped onto a concrete from a height of 1.5 m.
Figure 0005396721
前記硬化剤が、2価のOH基及び/またはNH2基を有している請求項1記載の熱伝導硬化物The thermally conductive cured product according to claim 1, wherein the curing agent has a divalent OH group and / or an NH 2 group. 前記難燃助剤フィラが三酸化アンチモンである請求項1記載の熱伝導硬化物The heat conductive cured product according to claim 1, wherein the flame retardant auxiliary filler is antimony trioxide. 以下の構造式からなる結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、
硬化剤と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の臭素化エポキシ樹脂と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下
コアシェル型のアクリル樹脂と、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記臭素化エポキシ樹脂との合計に対して70vol%
以上88vol%以下のアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラと、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下
水酸化合物、ホウ素化合物、アンチモン化合物、モリブデン化合物、金属酸化物塩から選ばれた少なくとも1種類以上からなる難燃助剤フィラと、を有する熱伝導性材料の硬化物からなる熱伝導固形物層と、前記熱伝導固形物層に接着された金属板と、
前記熱伝導固形物層に少なくとも一部分以上を埋め込んだ配線パターンと、を有する放熱基板であって、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤を反応させてなるエポキシ樹脂硬化物は結晶性を有し、
10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t1)を計り、消火後、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t2)を計ると、t1およびt2が共に10秒以下であり、
1.5mの高さからコンクリート上に自然落下させても割れ、ひびが発生しないことを特徴とする放熱基板。
Figure 0005396721
An epoxy resin containing 40 vol% or more of a crystalline epoxy resin having the following structural formula ;
A curing agent;
3 to 12 vol% brominated epoxy resin with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent,
A core-shell type acrylic resin of 0.3 vol% to 2.5 vol% with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent;
70 vol% with respect to the total of the epoxy resin, the curing agent and the brominated epoxy resin
An inorganic filler composed of at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide in an amount of 88 vol% or less;
From at least one selected from a hydroxyl compound, a boron compound, an antimony compound, a molybdenum compound, and a metal oxide salt of 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent A thermally conductive solid layer made of a cured product of a thermally conductive material having a flame retardant aid filler, a metal plate bonded to the thermally conductive solid layer,
A heat dissipating board having a wiring pattern in which at least a part of the heat conducting solid layer is embedded ,
The cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin and the curing agent has crystallinity,
After 10 seconds of flame contact, flame is extinguished and the combustion time (t1) until extinction is measured. After flame extinguishing, after 10 sec. Both are less than 10 seconds,
A heat dissipation board characterized by that it does not crack or crack even if it falls naturally on concrete from a height of 1.5 m.
Figure 0005396721
少なくとも、金属板上に、シート状に予備成形した以下の構造式からなる結晶性エポキシ樹脂を40vol%以上含有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して3vol%以上12vol%以下の臭素化エポキシ樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.3vol%以上2.5vol%以下のコアシェル型のアクリル樹脂と、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤と前記臭素化エポキシ樹脂との合計に対して70vol%以上88vol%以下のアルミナ、窒化アルミ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化亜鉛から選ばれた少なくとも1種類以上からなる無機フィラと、前記エポキシ樹脂と前記硬化剤との合計に対して0.6vol%以上2.5vol%以下の水酸化合物、ホウ素化合物、アンチモン化合物、モリブデン化合物、金属酸化物塩から選ばれた少なくとも1種類以上からなる難燃助剤フィラと、を有する熱伝導性材料と、
配線パターンと、をセットする工程と、
前記金属板上に前記熱伝導性材料と、前記配線パターンと、を一体化する工程と、
を含む放熱基板の製造方法であって、
前記エポキシ樹脂と前記硬化剤を反応させてなるエポキシ樹脂硬化物は結晶性を有し、
10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t1)を計り、消火後、10秒接炎後、炎をはなし、消火までの燃焼時間(t2)を計ると、t1およびt2が共に10秒以下であり、
1.5mの高さからコンクリート上に自然落下させても割れ、ひびが発生しないことを特徴とする放熱基板の製造方法。
Figure 0005396721
At least with respect to the total of the epoxy resin containing 40 vol% or more of the crystalline epoxy resin having the following structural formula preformed into a sheet shape on a metal plate, a curing agent, and the epoxy resin and the curing agent 3 vol% or more and 12 vol% or less brominated epoxy resin, 0.3 vol% or more and 2.5 vol% or less core-shell type acrylic resin with respect to the total of the epoxy resin and the curing agent, the epoxy resin and the curing Inorganic composed of at least one selected from alumina, aluminum nitride, boron nitride, silicon carbide, silicon nitride, magnesium oxide, and zinc oxide in an amount of 70 vol% to 88 vol% with respect to the total of the agent and the brominated epoxy resin 0.6 vol% or more and 2.5 vol% or less with respect to the total of the filler, the epoxy resin, and the curing agent Hydroxide compounds, boron compounds, antimony compounds, molybdenum compounds, and the thermally conductive material having a flame-retardant auxiliary filler consisting of at least one kind, the selected metal oxide salt,
A step of setting a wiring pattern;
Integrating the thermally conductive material and the wiring pattern on the metal plate;
A method of manufacturing a heat dissipation board including :
The cured epoxy resin obtained by reacting the epoxy resin and the curing agent has crystallinity,
After 10 seconds of flame contact, flame is extinguished and the combustion time (t1) until extinction is measured. After flame extinguishing, after 10 sec. Both are less than 10 seconds,
A method for producing a heat dissipation board, characterized in that cracks and cracks do not occur even when the glass is naturally dropped onto concrete from a height of 1.5 m.
Figure 0005396721
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