JP6428032B2 - 樹脂組成物、それを用いた放熱塗料および電子部品 - Google Patents
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Description
より詳しくは、例えば電子部品製作において放熱部材を形成するために用いられる樹脂組成物、該組成物から得られた放熱塗料、および、該放熱塗料を熱硬化させた硬化膜を有する電子部品に関する。
その他にも、ブレーキ部品、排気管、エンジンブロック、モーターの外装などの自動車部品や、ガスタービン等の発電機用部品、熱交換器、金属の溶解・溶接用部品などの産業用機器など、発熱量が大きくかつ冷却を必要とする部品は多岐にわたっている。
ところが電気自動車やハイブリッド自動車等のエコカーの普及や、環境対応製品の需要の高まりから、該電子機器内における各部品の小型化および軽量化が求められており、また実装密度が飛躍的に高くなっているため、限られた空間内における占有体積の問題から前記の放熱器等の利用が困難な場合がある。このような場合には、発熱している部品に金属材料や樹脂材料等の材料を接触させて、発生した熱をこれらの材料へ移動させてから放熱する方法や、蓄熱している部材表面の放射率を上げることで熱を遠赤外線として外部に放出させる方法がしばしばとられる。
(式(1)中、R1は炭素数1〜10のアルキルであり、R2は独立して炭素数2または3のアルキレンであり、nは1〜3の整数である。)
(式(2)中、R1は炭素数1〜10のアルキルであり、R2は独立して炭素数2または3のアルキレンであり、nは1〜3の整数である。)
(式(3)中、R3は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R4は独立してメチレンまたはフェニレンであり、該フェニレンの少なくとも1つの水素は炭素数1〜6のアルキルで置き換えられていてもよく、xは独立して1〜6の整数であり、yは1〜70の整数である。)
本発明に用いる熱硬化性組成物(I)(以下単に「熱硬化性組成物」ともいう。)は、特定のカルボン酸エステル(A)およびジアミン(B)を含有する熱硬化性組成物であれば特に限定されない。
熱硬化性組成物は、ポリイミドやポリアミド酸ではなく、前記カルボン酸エステル(A)およびジアミン(B)を含むため、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成し得る、固形分濃度が高くても低粘度であり保存安定性に優れる熱硬化性組成物となる。
一方、本発明では、熱硬化性組成物中に、前記特定のカルボン酸エステル(A)を含むため、上記効果を有する組成物となり、特に、室温での保存安定性および保存容易性に優れる組成物となる。
カルボン酸エステル(A)(以下「成分(A)」ともいう。)は、下記式(1)で表される基を1つ以上有する、カルボン酸エステルである。
カルボン酸無水物(a1)としては、特に制限されないが、芳香環を含むカルボン酸無水物が好ましく、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜が得られるなどの点から、テトラカルボン酸無水物および/または熱硬化性不飽和結合を有するジカルボン酸無水物がより好ましく、化合物(a2)に溶解し得る化合物であることがさらに好ましい。
熱硬化性不飽和結合を有するジカルボン酸無水物としては特に制限されない。
熱硬化性不飽和結合を有する基としては、重合性2重結合を有する基、エチニル基、プロパ−2−イン−1−イル基、ブタ−3−イン−1−イル基等が挙げられ、架橋反応性および得られる硬化物の耐熱性などの点から、エチニル基が好ましい。
これらの中でも化合物(a2)に溶解し、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜が得られるなどの点から4−エチニルフタル酸無水物が好ましい。
テトラカルボン酸無水物としては、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(略語:s−BPDA)、ピロメリット酸二無水物(略語:PMDA)、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物(略語:ODPA)、2,2',3,3'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2−[ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、4,4’−[(イソプロピリデン)ビス(p−フェニレンオキシ)]ジフタル酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、エタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物および3,3’,4,4’−ビシクロへキシルテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
化合物(a2)は、下記式(2)で表される。
このような化合物(a2)を使用することによって、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成することができる熱硬化性組成物が得られる。
前記アルキルは、直鎖であってもよく分岐を有していてもよいが、直鎖であることが好ましい。
R2は好ましくは炭素数2のアルキレンである。
前記アルキレンは、直鎖であってもよく分岐を有していてもよいが、直鎖であることが好ましい。
一方、脱離した成分の沸点が高いと、イミド化の過程で該成分が揮発せずに硬化物内に残るため、さらなる加熱が必要になることがあり、硬化膜の生産性が劣る場合がある。
ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(エチルカルビトール、略語:ECa)、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノペンチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘプチルエーテル、ジエチレングリコールモノオクチルエーテル、ジエチレングリコールモノノニルエーテル、
トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノペンチルエーテル、トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノヘプチルエーテル、トリエチレングリコールモノオクチルエーテル、トリエチレングリコールモノノニルエーテル、
プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノペンチルエーテル、プロピレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノヘプチルエーテル、プロピレングリコールモノオクチルエーテル、プロピレングリコールモノノニルエーテル、
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノペンチルエーテル、ジプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、ジプロピレングリコールモノヘプチルエーテル、ジプロピレングリコールモノオクチルエーテル、ジプロピレングリコールモノノニルエーテル、
トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノペンチルエーテル、トリプロピレングリコールモノヘキシルエーテル、トリプロピレングリコールモノヘプチルエーテル、トリプロピレングリコールモノオクチルエーテル、トリプロピレングリコールモノノニルエーテル等が挙げられる。
これらの中でもカルボン酸エステル(A)を容易に合成することができる、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成可能な組成物を得ることができるなどの点からジエチレングリコールモノエチルエーテルが好ましい。
カルボン酸エステル(A)は、好ましくはカルボン酸無水物(a1)中の酸無水物基と化合物(a2)中の水酸基とを反応させることで得ることができる。
この反応における、カルボン酸無水物(a1)と化合物(a2)との使用比率としては、カルボン酸無水物(a1)中の酸無水物基の合計モル数をα、化合物(a2)中の水酸基の合計モル数βとすると、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成可能な、安定性に優れる組成物を得ることができるなどの点から、β/αが1以上であることが好ましい。
ジアミン(B)(以下「成分(B)」ともいう。)は、アミノ基を2つ有する化合物であれば特に制限されず、−NH2を2つ有する化合物であることが好ましく、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜が得られるなどの点から、−NH2を2つ有し、かつ、芳香環を有する化合物であることがより好ましい。
ジアミン(B)は、1種のみを用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記フェニレンを置換してもよい炭素数1〜6のアルキルとしては、特に制限されないが、好ましくは炭素数1〜3のアルキルである。
不飽和脂肪酸の炭素数は、好ましくは4〜24、より好ましくは14〜20である。
aおよびbはそれぞれ独立して0または1である。)
成分(A)および(B)は、成分(A)中の式(1)で表される基、ならびに、成分(A)中に含まれ得るカルボキシル基および酸無水物基の合計モル数をN’、成分(B)中のアミノ基の合計モル数をMとした場合に、N’/Mが、好ましくは0.5〜5、より好ましくは0.75〜4.5となる量で熱硬化性組成物中に含まれることが望ましい。
また、成分(A)が、カルボン酸無水物(a1)と化合物(a2)とを反応させて得られた成分である場合には、成分(A)および(B)は、使用したカルボン酸無水物(a1)の酸無水物基の合計モル数をN、成分(B)中のアミノ基の合計モル数をMとした場合に、N/Mが、好ましくは0.75〜1.25、より好ましくは0.9〜1.1となる量で熱硬化性組成物中に含まれることが望ましい。
成分(A)および(B)の含有量が前記範囲にあると、熱硬化性組成物から硬化膜を形成する際に、該硬化膜中に残存する未反応の成分(A)および(B)の量が少なく、得られる硬化膜の特性が良好となるなどの点から好ましい。
熱硬化性組成物は、無機フィラー(II)(以下単に「無機フィラー」ともいう。)を含むことで、遠赤外線の輻射を効果的に果たし、熱拡散性および耐熱特性が向上した樹脂組成物とすることができる。
酸化亜鉛は、窒化アルミニウムに比べ、熱拡散率は低いが、針状またはテトラポット形状の酸化亜鉛粉を用いると、粒子状の酸化亜鉛粉を用いる場合より放熱特性に優れる樹脂組成物が得られる。
また、酸化アルミニウムは、窒化アルミニウムや酸化亜鉛に比べ、熱拡散率は低いが、化学的に安定であり、水や酸により反応したり、水や酸に溶解したりしないので、高い耐候性を有する樹脂組成物を得ることができる。
前記無機フィラーとして窒化アルミニウム粉を用いると、放熱特性により優れる樹脂組成物を得ることができる。
前記無機フィラーとしては、上述のフィラーを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本発明の樹脂組成物を発熱源から熱を外部に伝達する用途で使用する場合には、熱拡散率が高い組成物が得られるなどの点で、前記無機フィラーの配合量は20〜85%であることが好ましい。
前記無機フィラーの配合量が80体積%以下の割合で含まれていると、金属板、グラファイト板、樹脂性フィルム等への接着性と熱拡散率にバランスよく優れる組成物が得られ、前記無機フィラーの配合量が5体積%以上の割合で含まれていると、熱拡散性が高い樹脂組成物が得られるため好ましい。
本発明の樹脂組成物は、必要により、固形分濃度および粘度の調整等のために、溶剤(C)を含んでいてもよい。
このような溶剤(C)としては、保存安定性に優れる組成物が得られるなどの点から、成分(A)および(B)を溶解することができる溶剤であることが好ましい。
本発明の樹脂組成物は、目的とする特性によっては、本発明の効果を損なわない範囲で、成分(A)、成分(B)および溶剤(C)以外の添加剤を含有してもよい。このような添加剤としては、例えば、高分子化合物、エポキシ化合物、アクリル樹脂、界面活性剤、帯電防止剤、カップリング剤、エポキシ硬化剤、pH調整剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤、水溶性ポリマー、顔料、チタンブラック、カーボンブラックおよび染料が挙げられる。これらの添加剤は、目的とする特性によって、適宜、1種のみを用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物としては、特に限定されないが、例えば、ポリアミド酸、可溶性ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアミド酸エステル、ポリエステル、ポリビニルアルコールおよびポリオキシエチレンが挙げられる。高分子化合物としては、1種のみを用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ化合物は、オキシラン基やオキセタン基を有する化合物であれば特に限定されないが、オキシラン基を2つ以上有する化合物が好ましい。
なお、本発明において、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有していても、オキシラン基またはオキセタン基を含むモノマーからなる重合体は、エポキシ化合物であり、オキシラン基またはオキセタン基を含むアルコキシシラン類もエポキシ化合物である。
本発明の樹脂組成物がこれらのエポキシ化合物を含有すると、耐熱性に優れる硬化膜が得られるため好ましい。
式(VI)中、Rcは炭素数2〜100の有機基である。この炭素数2〜100の有機基としては、例えば、炭素数2〜100の炭化水素基、炭素数6〜40の芳香族基を含む基が挙げられる。
式(VI)中、Rdは独立に、炭素数1〜30の有機基である。この炭素数1〜30の有機基としては、例えば、炭素数1〜30の直鎖状もしくは分枝鎖状の炭化水素基が挙げられ、環構造または酸素を含んでいてもよい炭素数1〜30の炭化水素基が好ましい。環構造としては、フェニル、シクロヘキシル、ナフチル、シクロヘキセニルおよびトリシクロ[5.2.1.02,6]デカニルなどが挙げられる。
式(VI)中、Reは独立に、オキセタン、オキシランまたは1,2−エポキシシクロヘキサンを有する有機基であり、好ましくは下記式(VII)〜(IX)からなる群より選ばれる有機基である。
アクリル樹脂は、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有する重合体であれば特に限定されないが、例えば、ヒドロキシル基を有する単官能重合性(メタ)アクリレート;ヒドロキシル基を有しない単官能重合性(メタ)アクリレート;二官能(メタ)アクリレート;三官能以上の多官能(メタ)アクリレート;等のモノマーの単独重合体、およびこれらモノマーの共重合体が挙げられる。また、これらのモノマーと、スチレン、メチルスチレン、クロルメチルスチレン、ビニルトルエン、N−シクロヘキシルマレイミド、N−フェニルマレイミド、ポリスチレンマクロモノマー、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、α−クロルアクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸およびメサコン酸などの単量体とが共重合された重合体でもよい。
また、重合性を有する基の数が1つである場合を単官能、2つある場合を二官能と表現する。三官能や多官能の意味も、重合性基の数に基づく表現である。
本発明の樹脂組成物中にアクリル樹脂が含まれる場合、該組成物中のアクリル樹脂の濃度は、特に限定されないが、好ましくは0.1〜20重量%、より好ましくは1〜10重量%である。前記濃度範囲であると、膜面均一性、耐熱性および機械特性に優れる硬化膜が得られる。
本発明の樹脂組成物は、基板などの塗布対象物への濡れ性、レベリング性、または、本発明の樹脂組成物をインクジェット印刷等する場合の吐出性を向上させるために、界面活性剤を含んでいてもよい。
帯電防止剤は、本発明の組成物の帯電を防止するために使用するものである。このような帯電防止剤としては、特に限定されず、公知の帯電防止剤を用いることができるが、具体的には、酸化錫、酸化錫・酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫・酸化インジウム複合酸化物等の金属酸化物や、四級アンモニウム塩などが挙げられる。
カップリング剤としては、特に限定されず、公知のカップリング剤を用いることができ、シランカップリング剤を用いることが好ましい。シランカップリング剤の例としては、トリアルコキシシラン化合物およびジアルコキシシラン化合物が挙げられる。
本発明の樹脂組成物中にエポキシ化合物が含まれる場合、エポキシ硬化剤も含まれることが好ましい。エポキシ硬化剤は、特に限定されず、公知のエポキシ硬化剤を用いることができ、具体的には、有機酸ジヒドラジド化合物、イミダゾールおよびその誘導体、ジシアンジアミド類、芳香族アミン、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物などを用いることができる。
なお、多価カルボン酸とは、1分子中にカルボキシル基を2つ以上有する化合物のことをいう。
本発明の樹脂組成物は、成分(A)、(B)および無機フィラー(II)を含むため、固形分濃度の高い組成物であっても、溶液塗布法などの従来公知の塗布法を制限なく使用することができ、硬化膜を容易に形成することができる。
このため、1回の塗工でも膜厚の厚い硬化膜を形成することができ、生産性よく、膜面均一性、放熱性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成することができる。
成分(A)および(B)は、溶剤への溶解性にも優れるため、このような濃度調節も容易にできる。
本発明の組成物中の固形分濃度が前記範囲にあると、溶液塗布法などの従来公知の塗布法を用いて、容易に生産性よく、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成することができる。
本発明の組成物中の粘度が前記範囲にあると、溶液塗布法などの従来公知の塗布法を用いて、容易に生産性よく硬化膜を形成することができる。
本発明の樹脂組成物の具体的な使用方法として、放熱塗料を挙げることができる。本発明の樹脂組成物を放熱塗料として使用する場合、この放熱塗料を除熱・放熱を行いたい対象部材に塗布した後、加熱することにより、あるいは対象部材自体の熱により熱硬化させることで硬化膜となる。この硬化膜は、含まれるフィラーの高い輻射性および熱伝導効果によって効率的に部材の温度を下げることができる。
本発明の放熱部材は、排気管やモーターの外装などの自動車部品や、金属筐体、ヒートシンクなどの放熱部材上に、本発明の組成物を塗布して塗膜を形成し、その後、当該塗膜を乾燥・加熱することによって硬化させることで得られる部品などが挙げられる。
本発明の電子部品は、前記の硬化膜もしくは、前述の放熱部材を有する。このような電子部品としては、例えば、パワー半導体モジュールが挙げられ、具体的には、GIBT基板などが挙げられる。
本発明の樹脂組成物は、熱硬化させて硬化膜とすることができる。この硬化膜は放熱材として使用することができる。このような硬化膜の製造方法は、特に制限されないが、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を形成することができるなどの点から、本発明の組成物を基材上などに塗布することで塗膜を形成し(塗膜形成工程)、これを乾燥処理(乾燥工程)および加熱処理する(加熱工程)方法が好ましい。
本発明の組成物を基材上に塗布する方法としては、特に制限はなく、求められる硬化膜の厚みや組成物の粘度などに応じて、公知の塗布方法を適宜選択して使用できる。具体的には、アプリケーター、ドクターブレードナイフコーター、エアーナイフコーター、ロールコーター、ロータリーコーター、フローコーター、ダイコーター、バーコーター等を用いる塗布方法、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法等の塗布方法、インクジェット印刷、スクリーン印刷やグラビア印刷等に代表される印刷技術などが挙げられる。ただし、インクジェット印刷やダイコーター等を使用する際はノズルの口径やダイのスリット幅より無機フィラー(II)の直径が小さい必要がある。
乾燥工程は、塗膜中から、溶剤を除去し塗膜の特性と加熱工程後の塗膜面の均一性を付与することを目的に行う。
乾燥工程における温度および時間は、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる硬化膜を得るために、好ましくは、通常50〜160℃で、加熱時間は通常10〜100分間である。例えば、オーブンを用いる場合は10〜100分、ホットプレートを用いる場合は10〜80分である。
加熱工程は乾燥工程で残存している溶剤を除去、塗膜中の成分(A)から化合物(a2)由来の成分を脱離および揮発させ、成分(A)と成分(B)との反応によるイミド結合の形成、ならびに、用いるカルボン酸無水物(a1)によっては、熱硬化性不飽和結合部位における架橋反応を促し、硬化膜を製造することなどを目的に行う。
本発明の硬化膜は、前記本発明の組成物を硬化させることで得られるため、放熱性、膜面均一性、耐熱性および機械特性等にバランス良く優れる。また、本発明の硬化膜は、好ましくはポリイミド(イミド基を複数有する重合体)を含む。無機フィラー(II)に導電性では無いフィラーを用いた場合には、上記特性とともに、従来のポリイミド膜が有する、耐電圧、誘電率および誘電損失等の電気的特性、折り曲げ試験、弾性率および引張伸度等の機械的特性、耐酸性、耐アルカリ性および耐めっき性等の化学的安定性、熱分解温度、ガラス転移温度および線膨張係数等の熱的特性などの特性と同等またはそれ以上の特性を有する。
このため、無機フィラー(II)に導電性では無いフィラーを用いた場合には、本発明の硬化膜は、放熱性樹脂としてだけでなく、電子部品等の絶縁膜、保護膜等としても好適に用いることができる。
従って、前記線膨張係数は、用いる支持体に応じて、適宜調整すればよいが、該硬化膜を電子通信分野に用いる場合には、通常80ppm/℃以下、好ましくは70ppm/℃以下である。
本発明の硬化膜の線膨張係数は、用いる成分(A)および(B)を適宜選択することで調節できる。
・ODPA:3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物
・ECa:エチルカルビトール
・コーディエライト:丸ス釉薬合資会社製、合成コーディエライトSS−1000
・BAPP:2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン
・DDS:3,3’−ジアミノジフェニルスルホン
・アクリル樹脂(熱硬化性):東亜合成(株)(商品名)アロニックスM−305
[実施例1]
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた50mLの反応容器中に、(a1)としてODPA[2.1521g]と、(a2)としてECa[5g]とを仕込み、得られた反応容器をオイルバス中130℃で4時間攪拌したところ、均一な液体が得られた。その後さらに、130℃で1時間攪拌し、カルボン酸エステル(A)を得た。次に、オイルバスからフラスコを取り出し、室温まで冷却した。その後、(B)としてBAPP[2.8479g]を添加し、均一な溶液になるまで攪拌し、熱硬化性組成物(I)を得た。そこへ無機フィラー(II)としてコーディエライト[7.5g]を添加し1時間攪拌し、該組成物を得た。
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた50mLの反応容器中に、(a1)としてODPA[2.1521g]と、(a2)としてECa[8.5g]とを仕込み、得られた反応容器をオイルバス中130℃で4時間攪拌したところ、均一な液体が得られた。その後さらに、130℃で1時間攪拌し、カルボン酸エステル(A)を得た。次に、オイルバスからフラスコを取り出し、室温まで冷却した。その後、(B)としてDDS[1.7225g]を添加し、均一な溶液になるまで攪拌し、熱硬化性組成物(I)を得た。そこへ無機フィラー(II)としてコーディエライト[5.8119g]を添加し1時間攪拌し、該組成物を得た。
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた50mLの反応容器中に、(a1)としてODPA[2.1521g]と、(a2)としてECa[6.475g]とを仕込み、得られた反応容器をオイルバス中130℃で4時間攪拌したところ、均一な液体が得られた。その後さらに、130℃で1時間攪拌し、カルボン酸エステル(A)を得た。次に、オイルバスからフラスコを取り出し、室温まで冷却した。その後、(B)としてDDS[0.86125g]とBAPP[1.4240g]を添加し、均一な溶液になるまで攪拌し、熱硬化性組成物(I)を得た。そこへ無機フィラー(II)としてコーディエライト[5.5134g]を添加し1時間攪拌し、該組成物を得た。
温度計、攪拌機、原料投入仕込み口および窒素ガス導入口を備えた50mLの反応容器中に、(a1)としてODPA[2.1521g]と、(a2)としてECa[5g]とを仕込み、得られた反応容器をオイルバス中130℃で4時間攪拌したところ、均一な液体が得られた。その後さらに、130℃で1時間攪拌し、カルボン酸エステル(A)を得た。次に、オイルバスからフラスコを取り出し、室温まで冷却した。その後、(B)としてBAPP[2.8479g]を添加し、均一な溶液になるまで攪拌し、熱硬化性組成物(I)を得た。
アクリル樹脂(熱硬化性)、およびコーディエライトを、それぞれ100重量部、42.9重量部を秤量してポリプロピレン製の容器に入れ、自転・公転ミキサーで混合し、比較例2の試料とした。
実施例および比較例について、放熱特性の評価を示す。
実施例1〜3および比較例1に係る放熱部材は、ヘラを用いて、実施例および比較例の各試料を40×40(mm)四方で厚み0.4mmのアルミニウム板に塗布した。塗布膜厚は、それぞれの実施例および比較例の塗膜が約40μmになるように調整した。膜厚は、Nikon社製 DIGIMICRO MFC−101Aを使用して測定した。
ホットプレートを用いて、150度で30分間加熱し、塗布した実施例および比較例の各試料を乾燥させた後に、200℃のオーブンで30分、さらに250℃のオーブンで120分加熱硬化させることでアルミニウム板を有する放熱部材を形成した。オーブンはKATO社製 小型熱風循環式恒温器 TR0 トランジャップオーブンを用いた。
比較例2に係る放熱部材は、調製した試料を40×40(mm)四方で厚み0.4mmのアルミ板にスピンコートで塗布した後に190度のホットプレートで硬化させ、アルミ板を有する放熱部材を形成した。
測定用サンプルのアルミニウム板面側とトランジスタ(東芝トランジスタ製 シリコンNPN 三重拡散形 2SD2012)を両面テープ(住友スリーエム(株)製、熱伝導性接着剤転写テープNo.9885、10mm×10mm)を用いて貼り合わせた。トランジスタ-の測定用サンプルを張り合わせる面の裏面にK熱電対(理化工業(株)製、ST−50)を取り付け、データロガーを用いてパソコンにてその温度を記録した。このヒーターを取り付けた測定用サンプルを40℃に設定した恒温槽中央に静置し、セラミックヒーターの温度が40℃で一定になったことを確認した後、トランジスタに直流安定化電源を用いて1.18V印加し、3600秒後のトランジスタ表面の温度を測定した。トランジスタは一定の熱量を発生しているので、取り付けてある放熱部材の放熱効果が高いほど、トランジスタの温度は低下する。すなわち、トランジスタの温度が低くなる放熱部材ほど放熱効果が高いといえる。
実施例および比較例について、膜物性の評価を示す。<2.膜物性の評価>で用いた試料は、<1.放熱特性の評価>で用いたものと同様である。
アルミカップに試料を流し込み、<1−1 放熱部材の調製> と同様の温度条件で硬化させ硬化膜を作製した。なお、硬化膜の厚さは乾燥後に1mmとなるよう調整した。この硬化膜を切り取り、示差熱熱重量同時測定装置EXSTAR TG/DTA6000シリーズ(SIIナノテクノロジー(株)社製)を用いて、塗膜の5%質量損失温度を測定した。
厚さ0.4mmのアルミニウム板、厚さ0.4mmの銅版のそれぞれに、樹脂組成物を<1−1 放熱部材の調製>と同様の手順で製膜した。密着性試験は、JIS−K5600−5−6に準じ、10×10で100マスの切り込みを付け、TQC ISO付着テープ/STANDARD(コーテック(株)社製)を用い、塗膜の剥離の有無を判定した。全く剥離しなかった場合を○、剥離しなかったマスの数が70マス以上の場合を△、70マス未満の場合を×とした。
実施例1〜3および比較例1〜2で作製した試料を用いて、製膜した塗膜の耐屈曲性試験を行った結果を下記に示す。 厚さ0.4mmのアルミニウム板に、樹脂組成物を<1−1 放熱部材の調製>と同様の手順で製膜した。耐屈曲性試験は、アルミニウム板を、塗膜面を外側にして90度折り曲げたとき、塗膜に亀裂ができなかったものを○、亀裂ができたものを×とした。
Claims (3)
- 式(1)で表される基を少なくとも1つ有するカルボン酸エステル(A)と、ジアミン(B)とを有する熱硬化性組成物(I)と;無機フィラー(II)とを含有する樹脂組成物であって、カルボン酸エステル(A)が、カルボン酸無水物(a1)と式(2)で表される化合物(a2)とを反応させて得られるカルボン酸エステルであり、前記カルボン酸無水物(a1)が、3,3’,4,4’−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2',3,3'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3',4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,2−[ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)]ヘキサフルオロプロパン二無水物、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、4,4’−[(イソプロピリデン)ビス(p−フェニレンオキシ)]ジフタル酸二無水物、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、エタンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、および3,3’,4,4’−ビシクロへキシルテトラカルボン酸二無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であり、ジアミン(B)が、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ジアミノジフェニルプロパン、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、ベンジジン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−4−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノベンジル)フェニル]シクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノベンジル)フェニル]−4−メチルシクロヘキサン、1,1−ビス[4−(4−アミノベンジル)フェニル]メタン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、ジエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)エーテル、3,3’−ジメトキシベンジジン、イソホロンジアミン、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、ダイマー酸型ジアミン、および、式(3)で表される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であり、前記無機フィラー(II)が、コーディエライト粉およびムライト粉からなる群より選ばれる少なくとも1種である、樹脂組成物。
(式(1)中、R1は炭素数1〜10のアルキルであり、R2は独立して炭素数2または3のアルキレンであり、nは1〜3の整数である。)
(式(2)中、R1は炭素数1〜10のアルキルであり、R2は独立して炭素数2または3のアルキレンであり、nは1〜3の整数である。)
(式(3)中、R3は独立して炭素数1〜3のアルキルまたはフェニルであり、R4は独立してメチレンまたはフェニレンであり、該フェニレンの少なくとも1つの水素は炭素数1〜6のアルキルで置き換えられていてもよく、xは独立して1〜6の整数であり、yは1〜70の整数である。) - さらに溶剤(C)を含有する、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜2のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む放熱塗料。
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