JP6740254B2 - 樹脂組成物およびそれを用いた半硬化性熱伝導フィルムおよび回路基板および接着シート - Google Patents
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Description
・背景技術1
モーター、発電機、プリント配線基板、ICチップ等の電気及び電子機器の小型化の進行に伴い、高密度化された導体からの発熱量は増大する傾向にある。このため、電気・電子機器に使用されるサーマルインターフェイスマテリアル(TIM)の熱伝導率の向上が求められている。電気・電子機器向けのTIMとしては耐熱性、耐湿性、成形性、接着性等に優れるエポキシ樹脂などの樹脂材料が広く用いられている。しかしながら、一般に樹脂材料の熱伝導率は低く、熱放散を妨げている大きな要因となっているため、高熱伝導性を有する樹脂硬化物の開発が望まれている。高熱伝導化を達成する手法として、高熱伝導性セラミックスからなる熱伝導充填材を樹脂組成物に充填してコンポジット材料とする方法がある。高熱伝導性セラミックスとしては、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シリカ、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、炭化ケイ素、黒鉛等が知られている。
熱可塑性樹脂組成物をパソコンやディスプレーの筐体、電子デバイス材料、自動車の内外装、など種々の用途に使用する際、プラスチックは金属材料など無機物と比較して熱伝導性が低いため、発生する熱を逃がし辛いことが問題になることがある。このような課題を解決するため、高熱伝導性無機物を大量に熱可塑性樹脂中に配合することで、高熱伝導性樹脂組成物を得ようとする試みが広くなされている。高熱伝導性無機化合物としては、グラファイト、炭素繊維、アルミナ、窒化ホウ素、等の高熱伝導性無機物を、通常は30体積%以上、さらには50体積%以上もの高含有量で樹脂中に配合する必要がある。しかしながら、無機物としてグラファイトや炭素繊維を大量に配合すると、樹脂の電気絶縁性が低下して導電性となってしまうため、電子機器用途では使用できる部位が限定されてしまうという課題がある。またアルミナなどのセラミックフィラーを大量に配合すると、フィラーの硬度が高いため、成形用材料などとして使用する際に金型を磨耗してしまううえ、フィラーの密度が高いために得られた組成物は高密度となり、加工性の低下及び電子機器などの軽量化が難しくなるという課題がある。さらには樹脂単体の熱伝導性が低いために、無機物を大量に配合しても樹脂組成物の熱伝導率の向上には限界がある。そこで、樹脂単体の熱伝導性を向上させる方法が求められている。
また、背景技術2について、本発明者は、以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)を含有する硬化性樹脂組成物について検討し、本発明を完成するに至った。
(A)特定構造の熱可塑性樹脂、(B)硬化性樹脂、(C)硬化剤、(D)エラストマー、(E)無機充填材
即ち、本発明は、下記1)〜16)である。
一般式(2)
−CO−R1−CO− (2)
(式中、R1は主鎖原子数2〜18の、分岐を含んでもよい2価の直鎖状置換基を示す。)
で表されるユニット(b)5〜40モル%、
一般式(3)
−CO−R2−CO− (3)
(式中、R2は主鎖原子数4〜20の、分岐を含んでもよく、R1より主鎖原子数の数が多い2価の直鎖状置換基を示す。)
で表されるユニット(c)5〜40モル%(ただしユニット(a)、(b)、(c)の合計を100モル%とする)からなる2)又は3)に記載の樹脂組成物。
(A)主鎖の構造として、一般式(4)
一般式(5)
−CO−R3−CO− …(5)
(式中、R3は、主鎖原子数4〜12の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(ii)を5〜40モル%、
一般式(6)
−CO−R4−CO− …(6)
(R4は、R3の主鎖原子数とは異なる主鎖原子数8〜26の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(iii)を5〜40モル%を含む熱可塑性樹脂((4)〜(6)で100モル%)
(B)硬化性樹脂
(C)硬化剤
(D)エラストマー
(E)無機充填材
硬化性化合物(α)としては、特に限定されず、例えば、分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(I)、(B)硬化性樹脂等が挙げられる。
硬化剤(β)としては、特に限定されず、例えば、硬化剤(II)、(C)硬化剤等が挙げられる。
190℃以下で液晶相を形成する液晶ポリマー(γ)としては、特に限定されず、例えば190℃以下で液晶相を形成する液晶ポリマー(III)、後述する(A)特定構造の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
充填材(δ)としては、特に限定されず、例えば、熱伝導充填材(IV)、(E)無機充填材等が挙げられる。
硬化性化合物(α)、硬化剤(β)、190℃以下で液晶相を形成する液晶ポリマー(γ)、及び充填材(δ)のおのおのは、1種単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明に係る樹脂組成物としては、特に限定されないが、例えば、以下の実施形態1に示す液晶ポリマー組成物、又は、以下の実施形態2に示す硬化性樹脂組成物が挙げられる。
以下、特に、背景技術1に関連する実施形態1と、背景技術2に関連する実施形態2とを説明する。
・実施形態1
本発明の液晶ポリマー組成物は、分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(I)と、硬化剤(II)と、190℃以下で液晶相を形成する液晶ポリマー(III)と、熱伝導充填材(IV)と、溶媒(V)を含む。
グリシジルアニリン類の市販品としては、例えば、GAN、GOT(以上日本化薬(株)製)が挙げられる。
また、フェノールを前駆体とするエポキシ樹脂をウレタンやイソシアネートで変性したエポキシ樹脂も、このタイプに含まれる。
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、「エピクロン」N−660、「エピクロン」N−665、「エピクロン」N−670、「エピクロン」N−673、「エピクロン」N−695(以上、DIC(株)製)、EOCN−1020、EOCN−102S、EOCN−104S(以上、日本化薬(株)製)が挙げられる。
レゾルシノール型エポキシ樹脂の市販品としては、例えば、「デナコール」EX−201(ナガセケムテックス(株)製)が挙げられる。
カルボン酸を前駆体とするエポキシ樹脂としては、例えば、フタル酸のグリシジル化合物や、ヘキサヒドロフタル酸、ダイマー酸のグリシジル化合物やそれぞれの各種異性体が挙げられる。
ダイマー酸ジグリシジルエステルの市販品としては、例えば、「jER」871(三菱化学(株)製)、「エポトート」YD−171(新日鐵化学(株)製)が挙げられる。
本発明中の液晶ポリマーは主鎖の構造が一般式(1)
一般式(2)
−CO−R1−CO− (2)
(式中、R1は主鎖原子数2〜18の、分岐を含んでもよい2価の直鎖状置換基を示す。)
で表されるユニット(b)5〜40モル%、
一般式(3)
−CO−R2−CO− (3)
(式中、R2は主鎖原子数4〜20の、分岐を含んでもよく、R1より主鎖原子数の数が多い2価の直鎖状置換基を示す。)
で表されるユニット(c)5〜40モル%(ただしユニット(a)、(b)、(c)の合計を100モル%とする)からなることが好ましい。
−CO−R1−CO− (2)
中のR1は、主鎖原子数2〜18の、分岐を含んでもよい2価の直鎖状置換基を表す。ここで主鎖原子数とは主鎖骨格の原子の数(即ち、2価の直鎖状置換基が有する2個の結合手をつなぐ最短の共有結合鎖における原子の数をいう。以下、同じ。)であり、例えば−R1−が−(CH2)8−である場合、主鎖原子数は炭素原子の数として8となる。熱伝導率が高くなることから分岐を含まない直鎖状置換基であることが好ましく、さらには分岐を含まない直鎖の脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。また、R1は飽和でも不飽和でもよいが、飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。不飽和結合を含む場合、十分な屈曲性が得られず、熱伝導率の低下を招く場合がある。R1は炭素数2〜18の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましく、炭素数4〜16の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることがより好ましく、特に炭素数8〜14の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。R1の主鎖原子数は偶数であることが好ましい。奇数の場合、微視的な分子の配向性が低下し、熱伝導率が低下する場合がある。特に耐熱性および熱伝導性の優れる樹脂が得られるという観点から、R1は−(CH2)8−、−(CH2)10−、−(CH2)12−から選ばれる1種であることが好ましい。
−CO−R2−CO− (3)
中のR2は、主鎖原子数4〜20の、分岐を含んでもよく、R1より主鎖原子数の数が多い2価の直鎖状置換基を表し、熱伝導率が高くなることから分岐を含まない直鎖状置換基であることが好ましく、さらには分岐を含まない直鎖の脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。また、R2は飽和でも不飽和でもよいが、飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。不飽和結合を含む場合、十分な屈曲性が得られず、熱伝導率の低下を招く場合がある。R2は炭素数4〜20の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましく、炭素数8〜18の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることがより好ましく、特に炭素数10〜18の直鎖の飽和脂肪族炭化水素鎖であることが好ましい。R1の主鎖原子数は偶数であることが好ましい。奇数の場合、微視的な分子の配向性が低下し、熱伝導率が低下する場合がある。R1とR2の主鎖原子数の違いが大きいほど結晶性が低下し、固相から液晶相への転移温度が低下、190℃以下になるため好ましい。また薄肉成形の加工性及びその成形体の柔軟性が増す。特に結晶性が低下し柔軟性に優れる樹脂が得られるという観点から、R1およびR2に相当する部分の主鎖原子数mおよびnが下記一般式(7)を満たすことが好ましい。
n−m≧4 (7)
一般式(7)を満たすR2の具体的なものとして化学的安定性、入手性の観点から−(CH2)10−、−(CH2)12−、−(CH2)18−から選ばれる1種であることが好ましい。
芳香族ヒドロキシアミンの具体例としては、4−アミノフェノール、N−メチル−4−アミノフェノール、3−アミノフェノール、3−メチル−4−アミノフェノール、4−アミノ−1−ナフトール、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニル、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニルエーテル、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニルメタン、4−アミノ−4’−ヒドロキシビフェニルスルフィドおよび2,2’−ジアミノビナフチルおよびこれらのアルキル、アルコキシまたはハロゲン置換体などが挙げられる。
合成が簡便であるという観点から、ビフェニル基の両末端に反応性官能基を有する化合物と、直鎖状置換基R1およびR2の両末端に反応性官能基を有する化合物の組合せについては、ビフェニル基の両末端に水酸基を有する化合物と、直鎖状置換基R1およびR2の両末端にカルボキシル基を有する化合物の組合せが好ましい。
固相重合を行なう場合には、得られた樹脂を3mm以下、好ましくは1mm以下の粒径の粒子に機械的に粉砕し、固相状態のまま100〜350℃で窒素等の不活性ガス雰囲気下、または減圧下に1〜30時間処理することが好ましい。樹脂粒子の粒径が3mmより大きくなると、処理が十分でなく、物性上の問題を生じるため好ましくない。固相重合時の処理温度や昇温速度は、液晶ポリマー粒子どうしが融着を起こさないように選ぶことが好ましい。
前記触媒の添加量としては、樹脂の総重量に対し、通常、0.1×10−2〜100×10−2重量%、好ましくは0.5×10−2〜50×10−2重量%、さらに好ましくは1×10−2〜10×10−2重量%用いられる。
以下、本発明の一実施の形態について、詳細に説明する。尚、本出願において、「A〜B」とは、「A以上、B以下」であることを示している。
一般式(5) −CO−R3−CO− …(5)(式中、R3は、主鎖原子数4〜12の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(ii)を20〜40モル%、
一般式(6) −CO−R4−CO− …(6)(R4は、R3の主鎖原子数とは異なる主鎖原子数8〜26の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(iii)を20〜40モル%を含む熱可塑性樹脂である。(但し、ユニット(i),(ii),(iii)の合計は100モル%である)
本発明に係る熱可塑性樹脂は、主鎖の構造として、ユニット(i)を含有する。ユニット(i)を有する化合物としては、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、が挙げられる。
末端封止率(%)=[封止された末端官能基数]/([封止された末端官能基数]+[封止されていない末端官能基数]) …(9)
により求めることができる。各末端官能基の数は、樹脂の1H−NMRを測定して、各末端官能基に対応する特性シグナルの積分値より求めることが、精度、簡便さの点で好ましい。
1−V={(λc−λf)/(λm−λf)}×(λm/λc)1/3 …(10)
から、樹脂マトリックスの熱伝導率を計算した値を樹脂単体の熱伝導率としてもよい。
(B)成分の硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、アクリル系硬化性樹脂、グアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、フラン樹脂、アルキッド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂から選ばれる少なくとも1種の硬化性樹脂である。特に接着強度の観点からエポキシ樹脂が好ましい。
アクリル系硬化性樹脂としては、アクリル樹脂の両末端に熱硬化し得る反応性基を有する樹脂であり、(株)カネカ製カネカXMAP RC−100Cなどが含まれる。
また、硬化性樹脂組成物に配合する他の添加物として、必要に応じて、導電性粒子、熱伝導性粒子、膜形成樹脂、アクリルゴム、各種アクリルモノマー等の希釈用モノマー、充填剤、軟化剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤などを配合してもよい。
有機溶剤としては、芳香族系溶剤、例えばトルエン、キシレン等、ケトン系溶剤、例えばメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。また、トリクロロエタン、ジクロロメタン、クロロホルムなどのハロゲン系も候補として挙げられる。その他溶剤としてはN−メチル−4−ピロリドン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなども挙げられる。有機溶剤は、単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、有機溶剤の使用量は、特に限定されないが、固形分が20〜50質量%となるように使用することが好ましい。
本発明の接着シートは、上述の硬化性樹脂組成物により形成される。
[評価方法]
数平均分子量:本発明に用いる樹脂をp−クロロフェノール(東京化成工業製)とトルエンの体積比3:8混合溶媒に0.25重量%濃度となるように溶解して試料を調製した。標準物質はポリスチレンとし、同様の試料溶液を調製した。高温GPC(Viscotek社製 350 HT−GPC System)にてカラム温度:80℃、流速1.00mL/minの条件で測定した。検出器としては、示差屈折計(RI)を使用した。
相転移温度・樹脂結晶性および液晶性評価:示差走査熱量測定(DSC測定)にて、50℃から300℃の範囲で1度10℃/minで昇降温させ、2度目の10℃/minでの昇温時の吸熱ピークのピークトップから、固相から液晶相への転移点(Ts)および液晶相から等方相への転移点(Ti)を求めた。
90°ピール強度:各電子回路基板の銅箔をエッチング加工し、幅1mmのパターンを形成し、この銅箔パターンを垂直方向に50mm/分の速度で引き剥がす際の強度を測定した。
<エポキシ化合物(I)>
(I−1)ビスフェノールA型エポキシ樹脂jER828(三菱化学製)
(I−2)ビフェニル骨格型エポキシ樹脂YX4000(三菱化学製)
(I−3)ナフタレン型エポキシ樹脂EPICLON HP−4032D(DIC製)
(I−4)ビスフェノールA型エポキシ樹脂jER1010(三菱化学製)
<硬化剤(II)>
(II−1)ジアミノジフェニルスルホン、セイカキュア―S(和歌山精化製)
(II−2)2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成製)
(II−3)フェノールノボラック、H−4(明和化成製)
<液晶ポリマー(III)>
還流冷却器、温度計、窒素導入管及び攪拌棒を備え付けた密閉型反応器に、4,4’−ジヒドロキシビフェニル、セバシン酸、テトラデカン二酸をそれぞれ50:37.5:12.5モル%の割合で仕込み、4,4’−ジヒドロキシビフェニルに対し2.1当量の無水酢酸および触媒量の酢酸ナトリウムを加えた。常圧、窒素雰囲気下で145℃にて反応させ均一な溶液を得た後、酢酸を留去しながら2℃/minで260℃まで昇温し、260℃で1時間撹拌した。引き続きその温度を保ったまま、約60分かけて10Torrまで減圧した後、減圧状態を維持した。減圧開始から1.5時間後、窒素ガスで常圧に戻し、生成したポリマーを取り出した。数平均分子量は12,000、Tsは121℃、Tiは251℃であった。得られた液晶ポリマーを液体窒素で冷却して凍結粉砕し、粉砕時間をコントロールして平均粒子径24μm、最大粒子径98μmの微粉を得た。(III−1)とする。また粉砕時間をコントロールして平均粒子径52μm、最大粒子径209μmの微粉を得た。(III−2)とする。
原料として4,4’−ジヒドロキシビフェニル、テトラデカン二酸、エイコサン二酸をそれぞれ50:25:25モル%の割合で仕込んだ以外は製造例1と同様にして樹脂を得た。得られた樹脂の数平均分子量は12,000、樹脂単体の熱伝導率はTsは110℃、Tiは201℃であった。得られた液晶ポリマーをN−メチルピロリドンに170℃で溶解し、室温に冷却することで化学粉砕し、ろ過、メタノール洗浄を経て平均粒子径43μm、最大粒子径192μmの微粉を得た。(III−3)とする。
還流冷却器、温度計、窒素導入管及び攪拌棒を備え付けた密閉型反応器に、4,4’−ジヒドロキシビフェニルおよびドデカン二酸をそれぞれ50:50モル%の割合で仕込み、4,4’−ジヒドロキシビフェニルに対し2.1当量の無水酢酸および触媒量の1−メチルイミダゾールを加えた。常圧、窒素雰囲気下で145℃にて反応させ均一な溶液を得た後、酢酸を留去しながら2℃/minで270℃まで昇温し、270℃で1時間撹拌した。引き続きその温度を保ったまま、約60分かけて10Torrまで減圧した後、減圧状態を維持した。減圧開始から2時間後、窒素ガスで常圧に戻し、生成したポリマーを取り
出した。得られた樹脂の数平均分子量は11,000、Tsは203℃、Tiは253℃であった。得られた液晶ポリマーを液体窒素で冷却して凍結粉砕し、粉砕時間をコントロールして平均粒子径23μm、最大粒子径111μmの微粉を得た。(III−4)とする。
(IV−1)アルミナ粉末(昭和電工製AS−50、単体での熱伝導率30W/(m・K)、体積平均粒子径9μm、電気絶縁性)
(IV−2)窒化アルミニウム混合粉末(東洋アルミ製TFZ−A02P、単体での熱伝導率170W/(m・K)、体積平均粒子径1.5μm、および古河電子製FAN−f30.8、体積平均粒子径30μmの3:7体積比)
(IV−3)凝集窒化ホウ素粉末(デンカ製FP−70、単体での熱伝導率60W/(m・K)、体積平均粒子径70μm、電気絶縁性)
(V−1)シクロヘキサノン
(V−2)トルエン
エポキシ化合物(I−1)、硬化剤(II−1)を、エポキシ化合物と硬化剤の官能基当量比が1となる配合比率で溶媒(V−1)に溶解した。続いて、この溶液に液晶ポリマーの微粉(III−1)、熱伝導充填材(IV−1)を添加した。組成を表1に示す。3本ロールで混練して得られた液晶ポリマー組成物をアルミニウム製の耐熱離型フィルムに厚さ150μmとなるように塗布した。これを90℃で30分間乾燥させたのち、樹脂層が内側になるように重ねて220℃で熱ロールに通すことで、液晶ポリマーの微粉を溶融、結晶化し、離型フィルムを剥がすことで半硬化性熱伝導フィルムを得た。その後、熱伝導率220W/mK、厚さ1mmの放熱用基板としてのアルミニウム板に、上述の半硬化性熱伝導フィルムを積層し、さらに上に厚さ35μmの銅箔を積層して、180℃×2時間、4MPaの条件で熱プレスした。以上により、半硬化性熱伝導フィルムと放熱用基板と半硬化性熱伝導フィルム上に設けられた配線パターン形成用の導電箔から形成される電子回路基板を作成した。各種測定結果を表1に示す。
エポキシ化合物(I−2)、硬化剤(II−1)を、エポキシ化合物と硬化剤の官能基当量比が1となる配合比率で溶媒(V−1)に溶解した。続いて、この溶液に液晶ポリマー(III−1)の微粉、熱伝導充填材(IV−1)を添加した。組成を表1に示す。3本ロールで混練して得られた液晶ポリマー組成物を厚さ35μmの銅箔に厚さ250μmとなるように塗布した。これを90℃で30分間乾燥させて樹脂付き銅箔を得た。熱伝導率220W/mK、厚さ1mmの放熱用基板としてのアルミニウム板に、上述の樹脂付き銅箔を、樹脂がアルミニウム板に接するように積層した。180℃×2時間、4MPaの条件で熱プレスすることで、電子回路基板を作成した。各種測定結果を表1に示す。
表1に示す組成に変更した以外は実施例1と同様にして、半硬化性熱伝導フィルムおよび電子回路基板を得た。各種測定結果を表1に示す。ただし、硬化剤(II−2)を使用する際は配合量は触媒量とし、比較例2のみ熱プレス条件を設備の最高使用温度である200℃で2時間、4MPaとした。
エポキシ化合物(I−1)と液晶ポリマーの微粉(III−3)を8:2の体積比で混合し、190℃に加熱撹拌して均一な液状にした後、室温まで静置冷却して液晶ポリマーが均一に析出したエポキシ樹脂複合物を得た。光学顕微鏡観察により、液晶ポリマーの最大粒子径は30μmであった。このエポキシ樹脂複合物を最終の固形分濃度が20重量%になるよう溶媒(V−2)で希釈し、エポキシ化合物(I−1)と官能基当量比が1になるように計量した硬化剤(II−1)と、最終硬化物に対し70体積%になるように計量した熱伝導充填材(IV−1)を添加した。これを厚さ35μmの銅箔に厚さ250μmとなるように塗布し、90℃で30分間乾燥させて樹脂付き銅箔を得た。熱伝導率220W/mK、厚さ1mmの放熱用基板としてのアルミニウム板に、上述の樹脂付き銅箔を、樹脂がアルミニウム板に接するように積層した。180℃×2時間、4MPaの条件で熱プレスすることで、電子回路基板を作成した。熱伝導率は7W/mK、90°ピール強度は8N/cm、はんだ耐熱試験後の外観不良はなかった。
溶媒(V−1)に液晶ポリマーの微粉(III−3)を最終の固形分濃度が10重量%になるように添加して、150℃に加熱撹拌して均一な液状にした後、室温まで静置冷却して液晶ポリマーが均一に析出したワニスを得た。光学顕微鏡観察により、液晶ポリマーの最大粒子径は30μmであった。このワニスに液晶ポリマー(III−3)に対して同じ体積比率で計量したエポキシ化合物(I−1)と触媒量の硬化剤(II−2)を添加し撹拌して溶媒(V−1)に溶解させた。最終硬化物に対し70体積%になるように計量した熱伝導充填材(IV−1)を添加し、これを厚さ35μmの銅箔に厚さ250μmとなるように塗布し、90℃で30分間乾燥させて樹脂付き銅箔を得た。熱伝導率220W/mK、厚さ1mmの放熱用基板としてのアルミニウム板に、上述の樹脂付き銅箔を、樹脂がアルミニウム板に接するように積層した。180℃×2時間、4MPaの条件で熱プレスすることで、電子回路基板を作成した。熱伝導率は8.2W/mK、90°ピール強度は8N/cm、はんだ耐熱試験後の外観不良はなかった。
[評価方法]
数平均分子量: p−クロロフェノール(東京化成工業株式会社製)とトルエンとを体積比3:8で混合してなる混合溶媒に、樹脂を濃度が0.25重量%となるように溶解して、試料溶液を調製した。標準物質はポリスチレンとし、同様の操作を行って標準溶液を調製した。これら溶液を用いて、高温GPC(Viscotek社製:350 HT−GPC System)にて、カラム温度:80℃、流速1.00mL/minの条件で測定した。検出器として、示差屈折計(RI)を使用した。
熱伝導率: 試験片から銅箔を剥がした後、10mm×10mm×厚さ200μmから300μmの正方形サンプルを用いて、レーザーフラッシュ法熱伝導率測定装置(NETZSCH社製:LFA447)により、室温(25℃)、大気圧中における厚さ方向の熱伝導率を測定した。
還流冷却器、温度計、窒素導入管および攪拌棒を備え付けた密閉型反応器に、原料として4,4’−ジヒドロキシビフェニル(ユニット(i)を有する化合物)、セバシン酸(ユニット(ii)を有する化合物)、エイコサン二酸(ユニット(iii)を有する化合物)を、それぞれ50:25:25モル%の割合で仕込み、さらに、4,4’−ジヒドロキシビフェニルに対して2.1当量の無水酢酸および触媒量の酢酸ナトリウムを加えた。常圧、窒素雰囲気下で145℃にて反応させて均一な溶液を得た後、酢酸を留去しながら2℃/minの昇温速度で250℃まで昇温し、250℃で1時間撹拌して共重合させた。引き続きその温度を保ったまま、約60分間かけて5Torrまで減圧した後、減圧状態を維持して共重合させた。減圧開始から1.5時間後、窒素ガスで常圧に戻し、生成したポリマーを取り出した。得られたポリマーの各物性を評価したところ、数平均分子量は11920、樹脂単体の熱伝導率は0.38W/(m・K)、Tsは128℃、Tiは201℃であった。
攪拌棒を備え付けた三口フラスコを窒素置換した後、原料として4,4’−ジヒドロキシビフェニル(ユニット(i)を有する化合物)、セバシン酸(ユニット(ii)を有する化合物)、エイコサン二酸(ユニット(iii)を有する化合物)を、それぞれ50:25:25モル%の割合で仕込み、さらに、4,4’−ジヒドロキシビフェニルに対して2.2当量の無水酢酸および触媒量の酢酸ナトリウムを加えた。常圧、窒素雰囲気下で140℃にて反応させて均一な溶液を得た後、酢酸を留去しながら2℃/minの昇温速度で270℃まで昇温し、270℃で1時間20分撹拌して共重合させた。引き続きその温度を保ったまま、ダイヤフロムポンプで減圧状態を維持して共重合させた。減圧開始から55分後、窒素ガスで常圧に戻し、生成したポリマーを取り出した。得られたポリマーの各物性を評価したところ、数平均分子量は5800、樹脂単体の熱伝導率は0.64W/(m・K)、Tsは94.6℃、Tiは194℃であった。
表1に示す配合で、(A)成分と(E)成分を乳鉢上に使用して混合した後、適量のトルエンで熱溶解させた(D)成分と(B)成分、(C)成分、(E)成分と配合し、懸濁液を作成した。このようにして得られた接着シート用樹脂組成物を上述した通り、215℃で熱プレスして試験片を作成した。熱プレス後の熱硬化は180℃、120分行った。実施例8〜10は、比較例3、4に比べて、熱伝導率に優れることが分かる。実施例8、9と実施例10、比較例3、4を比較すると(A)及び(D)のどちらの成分が抜けても熱伝導率と接着強度の両立が出来ないことが分かる。表1に示す各成分は樹脂組成物全体を100とした際の重量部で示す。
Claims (7)
- 以下の(A)、(B)、(C)、(D)、(E)を含有する硬化性樹脂組成物。
(A)主鎖の構造として、一般式(4)
一般式(5)
−CO−R3−CO− …(5)
(式中、R3は、主鎖原子数4〜12の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(ii)を5〜40モル%、
一般式(6)
−CO−R4−CO− …(6)
(R4は、R3の主鎖原子数とは異なる主鎖原子数8〜26の、分岐を含んでいてもよい2価の直鎖状置換基を示す)で表されるユニット(iii)を5〜40モル%含む熱可塑性樹脂((4)〜(6)で100モル%)
(B)硬化性樹脂
(C)硬化剤
(D)エラストマー
(E)無機充填材 - 上記一般式(5)および(6)中のR3およびR4の主鎖原子数が偶数である請求項1に記載の樹脂組成物。
- 上記熱可塑性樹脂が数平均分子量が4000〜70000のものである、請求項1または2に記載の樹脂組成物。
- (D)エラストマーが、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体(SIBS)、スチレンーイソブチレン共重合体(SIB)、ポリブタジエン(PB)、およびスチレン−(エチレン−エチレン/プロピレン)−スチレンブロック共重合体(SEEPS)からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜3の何れか一項に記載の樹脂組成物。
- (E)無機充填材が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、およびダイヤモンドからなる群より選ばれる1種以上の化合物である、請求項1〜4の何れか一項に記載の樹脂組成物。
- (E)無機充填材が、グラファイト、カーボンナノチューブ、炭素繊維、導電性金属粉、導電性金属繊維、軟磁性フェライト、および酸化亜鉛からなる群より選ばれる1種以上の化合物である、請求項1〜4の何れか一項に記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む接着シート。
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