JP7122622B2 - Resin composition, insulation sheet and printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂組成物、絶縁シート及びプリント配線板に関し、より詳細には、プリント配線板用の絶縁シートを作製可能な樹脂組成物、この樹脂組成物の乾燥物又は半硬化物を含む絶縁シート、及びこの絶縁シートの硬化物を含む絶縁層を備えるプリント配線板に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin composition, an insulating sheet and a printed wiring board, and more particularly, a resin composition capable of producing an insulating sheet for a printed wiring board, and an insulating material containing a dried or semi-cured product of the resin composition. The present invention relates to a printed wiring board provided with an insulating layer containing a sheet and a cured product of this insulating sheet.
プリント配線板は、モバイル通信機器における用途や車載用途に使用されることがある。このような用途で用いる場合、搭載される部品の発熱量の増加や、環境温度の上昇に伴うプリント配線板の温度上昇によって、プリント配線板の長期信頼性が損なわれる恐れがある。そのため、プリント配線板に使用される絶縁材料の熱伝導性を高める技術が求められている。例えば、プリント配線板の材料として一般的に用いられるプリプレグに、高熱伝導性の成分を添加することが行われている。しかし、プリプレグは、通常ガラスクロス等の繊維材に樹脂組成物を含浸させて製造されており、プリプレグに添加することのできる高熱伝導性成分の量には限界があるため、プリプレグの高熱伝導性を実現することが難しい。 Printed wiring boards are sometimes used for applications in mobile communication devices and in-vehicle applications. When used in such applications, there is a risk that the long-term reliability of the printed wiring board will be impaired due to an increase in the amount of heat generated by mounted components and an increase in the temperature of the printed wiring board due to an increase in environmental temperature. Therefore, there is a demand for a technique for increasing the thermal conductivity of insulating materials used in printed wiring boards. For example, a component with high thermal conductivity is added to a prepreg that is generally used as a material for printed wiring boards. However, prepregs are usually produced by impregnating fibrous materials such as glass cloth with a resin composition. is difficult to achieve.
そこで、繊維材を含まない樹脂フィルムの熱伝導性を高めて、プリント配線板における絶縁材料として用いる試みが行われている。 Therefore, attempts have been made to increase the thermal conductivity of resin films that do not contain fibrous materials and use them as insulating materials in printed wiring boards.
例えば、特許文献1には、炭素数が2~18のアルキル基を有する少なくとも1種の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分とする重合性単量体100重量部と、光重合開始剤0.01~10重量部と、熱伝導性充填材とを含む、熱伝導性シートを製造するための重合性組成物が開示され、熱伝導性充填材の熱伝導率が20W/m/K以上であり、かつ重合性組成物全体に占める割合が15~80体積%であることが記載されている。
For example, in
重合性組成物の熱伝導率を十分に高めるためには、熱伝導性充填材の含有量を高くする必要があるが、そうすると重合性組成物の流動性を低下させるおそれがある。したがって、高い熱伝導率を有する硬化物を形成しうる樹脂組成物を得ることは、容易ではない。 In order to sufficiently increase the thermal conductivity of the polymerizable composition, it is necessary to increase the content of the thermally conductive filler, which may reduce the fluidity of the polymerizable composition. Therefore, it is not easy to obtain a resin composition capable of forming a cured product with high thermal conductivity.
本発明の目的は、優れた熱伝導率を有する硬化物を形成しうる樹脂組成物、この樹脂組成物の乾燥物又は半硬化物を含む絶縁シート、及びこの絶縁シートの硬化物を含む絶縁層を備えるプリント配線板を提供することである。 An object of the present invention is to provide a resin composition capable of forming a cured product having excellent thermal conductivity, an insulating sheet containing a dried or semi-cured product of this resin composition, and an insulating layer containing a cured product of this insulating sheet. It is to provide a printed wiring board comprising
本発明に係る樹脂組成物は、板状の第1無機充填材と、第2無機充填材と、樹脂成分と、を含有し、前記第1無機充填材は、アスペクト比が10以上であり、前記第2無機充填材は、アスペクト比が2以下であり、前記第1無機充填材の熱伝導率は、前記第2無機充填材の熱伝導率の2.5倍以上20倍以下である。 The resin composition according to the present invention contains a plate-like first inorganic filler, a second inorganic filler, and a resin component, and the first inorganic filler has an aspect ratio of 10 or more, The second inorganic filler has an aspect ratio of 2 or less, and the thermal conductivity of the first inorganic filler is 2.5 to 20 times the thermal conductivity of the second inorganic filler.
本発明に係る絶縁シートは、前記樹脂組成物の乾燥物又は半硬化物を含む。 The insulating sheet according to the present invention includes a dried product or a semi-cured product of the resin composition.
本発明に係るプリント配線板は、前記絶縁シートの硬化物を含む絶縁層を備える。 A printed wiring board according to the present invention includes an insulating layer containing a cured product of the insulating sheet.
本発明によれば、優れた熱伝導率を有する硬化物を形成しうる樹脂組成物、この樹脂組成物の乾燥物又は半硬化物を含む絶縁シート、及びこの絶縁シートの硬化物を含む絶縁層を備えるプリント配線板を得ることができる。 According to the present invention, a resin composition capable of forming a cured product having excellent thermal conductivity, an insulating sheet containing a dried or semi-cured product of this resin composition, and an insulating layer containing a cured product of this insulating sheet can be obtained.
以下、本発明の実施形態を、図1を参照して説明する。なお、図1は、本発明の一実施形態に係る樹脂組成物を半硬化させた半硬化物を示す。樹脂組成物の半硬化物とは、樹脂組成物を完全に硬化させる中間段階にある樹脂組成物のことをいう。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, FIG. 1 shows a semi-cured product obtained by semi-curing the resin composition according to one embodiment of the present invention. The term "semi-cured resin composition" refers to a resin composition that is in an intermediate stage in which the resin composition is completely cured.
[本実施形態に係る樹脂組成物]
本実施形態に係る樹脂組成物(以下、「組成物(X)という」)は、板状の第1無機充填材2と、第2無機充填材3と、樹脂成分4と、を含有する。第1無機充填材2は、アスペクト比が10以上である。第2無機充填材3は、アスペクト比が2以下である。第1無機充填材2の熱伝導率は、前記第2無機充填材3の熱伝導率の2.5倍以上20倍以下である。
[Resin composition according to the present embodiment]
The resin composition according to the present embodiment (hereinafter referred to as “composition (X)”) contains a plate-like first
本実施形態では、組成物(X)が、上記の構成を有するため、組成物(X)は優れた熱伝導率を有する硬化物を形成しうる。 In the present embodiment, since the composition (X) has the above configuration, the composition (X) can form a cured product having excellent thermal conductivity.
組成物(X)が含有する各成分について、更に詳しく説明する。 Each component contained in the composition (X) will be described in more detail.
<第1無機充填材2>
第1無機充填材2は、板状であり、アスペクト比が10以上であり、15以上であってもよく、20以上であってもよい。アスペクト比の上限は特に限定されないが、100もあれば十分である。第1無機充填材2が板状であるとは、第1無機充填材2が塊状や棒状ではなく、平たい形状であることを意味する。第1無機充填材2が板状であるとは、円盤状であることを含む。板状の第1無機充填材2は、塊状や棒状の粒子を平たく押しつぶした形状であってもよい。図1では、第1無機充填材2は円盤状である。
<First
The first
ここでアスペクト比は、顕微鏡を用いた画像解析法によって粒子の長径と短径を測定し、その比を計算することで求められる。第1無機充填材2のアスペクト比が10以上であるとは、第1無機充填材2の粒子のアスペクト比の平均値が10以上であることを意味する。第1無機充填材2が、板状であるとともにアスペクト比が10以上であり、また後述するように第2無機充填材3のアスペクト比が2以下であるため、第1無機充填材2に対して第2無機充填材3のアスペクト比が小さくなる。すなわち、第1無機充填材2と第2無機充填材3とは異なる形状を有する。そのため、図1に示すように、板状の第1無機充填材2の粒子の表面に一つ以上の第2無機充填材3の粒子が接触しやすくなる。第1無機充填材2と第2無機充填材3とが接触することで、この接触点を介して効率的に熱伝導を生じさせることができる。そのため、第1無機充填材2及び第2無機充填材3を多量に配合しなくても、組成物(X)の硬化物は高い熱伝導率を有することができる。
Here, the aspect ratio is obtained by measuring the major axis and minor axis of particles by an image analysis method using a microscope and calculating the ratio. The fact that the aspect ratio of the first
第1無機充填材2は、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、及びアルミナからなる群から選択される少なくとも1種を含む。
The first
第1無機充填材2は、窒化ホウ素を含有することが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の熱伝導率をより高めることができる。
The first
第1無機充填材2の熱伝導率は、第2無機充填材3の熱伝導率の2.5倍以上20倍以下であり、より好ましくは4倍以上20倍以下である。これにより、組成物(X)の硬化物の熱伝導率を効率よく向上させることができる。
The thermal conductivity of the first
第1無機充填材2の熱伝導率は、25W/m・K以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の熱伝導率をより向上させることができる。なお、板状の第1無機充填材2の熱伝導率は、板状の粒子の面方向(厚み方向と直交する方向)における熱伝導率であり、試料の表面を均一にパルス加熱し熱の拡散を観測するレーザフラッシュ法によって測定される。
The thermal conductivity of the first
第1無機充填材2の平均粒子径は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。この場合、板状の第1無機充填材2の粒子の表面に1つ以上の第2無機充填材3の粒子が接触しやすくなり、第1無機充填材2と第2無機充填材3との接触点を介してより熱伝導を生じさせやすくなるため、硬化物の熱伝導率をより高めることができる。また、第1無機充填材2の平均粒子径がこの範囲内であることで、硬化物を含む絶縁シートの良好な絶縁性を確保することができる。第1無機充填材2の平均粒子径は、10μm以上45μm以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径とは、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準の算術平均値であり、市販のレーザー解析・散乱式粒度分布測定装置を用いて得られる。
The average particle size of the first
<第2無機充填材3>
第2無機充填材3は、アスペクト比が2以下である。第2無機充填材3のアスペクト比は、第1無機充填材2のアスペクト比と同様の方法で求めることができる。第2無機充填材3のアスペクト比が2以下であることで、第1無機充填材2に対して第2無機充填材3のアスペクト比が小さくなるため、第1無機充填材2と第2無機充填材3とは異なる形状を有する。また、上述のように、第1無機充填材3が板状であるため、図1に示すように、第1無機充填材2の粒子の表面に一つ以上の第2無機充填材3の粒子が接触しやすくなり、この接触点を介して効率的に熱伝導を生じさせることができるため、組成物(X)の硬化物は高い熱伝導率を有することができる。第2無機充填材3は、アスペクト比が1.8以下であることがより好ましい。
<Second
The second
第2無機充填材3の形状は特に限定されず、アスペクト比が2以下であればどのような形状の粒子であってもよい。第2無機充填材3の形状は、例えば、球状、円柱状、楕円体状であってよい。第2無機充填材3の形状は、略球状であることが好ましい。
The shape of the second
第2無機充填材3は、マグネシア、アルミナ、炭酸マグネシウム、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、ベリリア、イットリア及び窒化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種を含む。
The second
第2無機充填材3は、マグネシア、アルミナ、及び炭酸マグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種を含有することが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の熱伝導率をより向上させることができる。また、第2無機充填材3が、窒化ケイ素、マグネシア、アルミナ、及び炭酸マグネシウムからなる群から選択される少なくとも1種を含有することで、組成物(X)の硬化物は、優れた加工性を有しうる。
The second
第2無機充填材3の熱伝導率は、10W/m・K以上であることが好ましい。この場合、組成物(X)の硬化物の熱伝導率をより向上させることができる。なお、第2無機充填材3の熱伝導率は、上述の第1無機充填材2の熱伝導率と同様の方法で測定される。
The thermal conductivity of the second
第2無機充填材3の平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。この場合、板状の第1無機充填材2の粒子の表面に1つ以上の第2無機充填材3の粒子が接触しやすくなり、第1無機充填材2と第2無機充填材3との接触点を介してより熱伝導を生じさせやすくなるため、硬化物の熱伝導率をより高めることができる。また、第2無機充填材3の平均粒子径がこの範囲内であることで、組成物(X)の乾燥物又は半硬化物1を含む絶縁シートの良好な絶縁性を確保することができる。第2無機充填材3の平均粒子径は、1μm以上8μm以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径とは、レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準の算術平均値であり、市販のレーザー解析・散乱式粒度分布測定装置を用いて得られる。
The average particle size of the second
第2無機充填材3の平均粒子径は、第1無機充填材2の平均粒子径に対して10%以上30%以下であることが好ましい。この場合、第2無機充填材3の平均粒子径が、第1無機充填材2の平均粒子径よりも小さくなるため、板状の第1無機充填材2の粒子の表面に1つ以上の第2無機充填材3の粒子がより接触しやすくなる。そのため、第1無機充填材2と第2無機充填材3との接触点を介してより熱伝導を生じさせることができ、熱伝導効率を更に向上させて、硬化物の高熱伝導率化を図ることができる。また、熱伝導効率が向上させることができるため、組成物(X)は、第1無機充填材2及び第2無機充填材3を多量に含有しなくても、組成物(X)の硬化物に優れた熱伝導率を付与することができる。第2無機充填材3の平均粒子径は、第1無機充填材2の平均粒子径に対して12%以上28%以下であることがより好ましい。
The average particle size of the second
組成物(X)に対する、第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計の体積分率は、30%以上75%以下であることが好ましい。組成物(X)に対する、第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計の体積分率が30%以上であることで、組成物(X)の硬化物は高い熱伝導率を有しうる。組成物(X)に対する、第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計の体積分率が75%以下であることで、組成物(X)は一定量の樹脂成分を含有することができる。そのため、組成物(X)の流動性が低下することを抑制しうるとともに、組成物(X)の硬化物に空隙やクラックが生じることを防ぎ、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層に良好な耐久性を付与することができる。組成物(X)に対する、第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計の体積分率は、35%以上70%以下であることがより好ましい。
The total volume fraction of the first
第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計に対する、第1無機充填材2の体積分率は、10%以上35%以下であることが好ましい。第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計に対する、第1無機充填材2の体積分率が、10%以上であることで、第1無機充填材と第2無機充填材3との接触箇所が多くなり、組成物(X)の硬化物により高い熱伝導率を付与することができる。また、第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計に対する、第1無機充填材2の体積分率が、35%以下であることで、第1無機充填材2が分散せずに第1無機充填材2の粒子同士で凝集することを抑制することができるため、組成物(X)の硬化物に優れた熱伝導率を付与することができる。第1無機充填材2及び第2無機充填材3の合計に対する、第1無機充填材の体積分率は、12%以上25%以下であることがより好ましい。
The volume fraction of the first
従来、熱伝導率が高いフィラーを高充填することによって樹脂組成物の高熱伝導化が図られてきたが、高熱伝導率のフィラーは高価であり、さらに高充填による樹脂組成物の流動性の低下や硬化物の加工性の低下等の課題があった。 Conventionally, high thermal conductivity of resin compositions has been achieved by highly filling fillers with high thermal conductivity, but high thermal conductivity fillers are expensive, and high filling reduces the fluidity of the resin composition. There were problems such as deterioration of workability of the hardened product.
本実施形態の組成物(X)は、上述したアスペクト比及び熱伝導率等の特性を有する第1無機充填材2及び第2無機充填材3を併用することにより、熱伝導率及び価格が比較的高くない第2無機充填材3を選択でき、また使用量を低減できるために、コストメリットにも優れるという特徴がある。
The composition (X) of the present embodiment uses both the first
<樹脂成分4>
樹脂成分4に含有されうる樹脂の種類は特に限定されず、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、及び光硬化性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であってよい。
<
The type of resin that can be contained in the
樹脂成分4に含有されうる光硬化性樹脂としては、光ラジカル重合性を有するアクリル樹脂及び光カチオン重合性を有するエポキシ樹脂等が挙げられる。
Examples of the photocurable resin that can be contained in the
樹脂成分4に含有されうる熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
Examples of thermoplastic resins that can be contained in the
樹脂成分4は、主として熱硬化性樹脂を含有することが好ましい。樹脂成分4が、主として熱硬化性樹脂を含有するとは、樹脂成分4中の熱硬化性樹脂の含有量が50質量%以上であり、75質量%以上であってもよく、90質量%以上であることを意味する。樹脂成分4が熱硬化性樹脂を含有することで、組成物(X)に熱硬化性を付与することができるとともに、樹脂成分4の粘度が高くなりすぎないため、第1無機充填材2及び第2無機充填材3が組成物(X)中で良好に分散されうる。熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、及び架橋骨格を持つオレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を含む。
It is preferable that the
熱硬化性樹脂は、主としてエポキシ樹脂を含有することが好ましい。熱硬化性樹脂が、主としてエポキシ樹脂を含有するとは、熱硬化性樹脂中のエポキシ樹脂の含有量が50質量%以上であり、75質量%以上であってもよく、90質量%以上であることを意味する。樹脂成分4が、エポキシ樹脂を含有することで、組成物(X)はより優れた熱硬化性を有すると共に、第1無機充填材2及び第2無機充填材3を組成物(X)中でより良好に分散させることができる。エポキシ樹脂は、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、リン含有エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、多官能フェノールのジグリシジルエーテル化合物、及び多官能アルコールのジグリシジルエーテル化合物からなる群から選択される少なくとも1種を含む。
The thermosetting resin preferably contains mainly epoxy resin. The thermosetting resin mainly containing an epoxy resin means that the content of the epoxy resin in the thermosetting resin is 50% by mass or more, may be 75% by mass or more, or is 90% by mass or more. means By containing an epoxy resin in the
樹脂成分4は、硬化剤を含有することが好ましい。樹脂成分4が硬化剤を含有することで、組成物(X)はより優れた硬化性を発揮しうる。硬化剤は、多官能酸無水物、スチレン無水マレイン酸樹脂(SMA)、アミン系硬化剤、チオール系硬化剤、シアネート系硬化剤、活性エステル系硬化剤、及びフェノール系硬化剤からなる群から選択される少なくとも1種を含む。多官能酸無水物は、官能基として酸無水物基を1分子中に2つ以上有する酸無水物である。多官能酸無水物の具体例としては、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート等を挙げることができる。スチレン無水マレイン酸樹脂(SMA)は、スチレンと無水マレイン酸の共重合体であり、スチレンと無水マレイン酸の比は特に限定されない。例えば、スチレン:無水マレイン酸の当量比が、1:1~8:1の範囲内であってよい。またアミン系硬化剤の具体例としては、ジシアンジアミド等を挙げることができる。またチオール系硬化剤の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)等を挙げることができる。またシアネート系硬化剤の具体例としては、ビスフェノールA型シアネート樹脂等を挙げることができる。またフェノール系硬化剤の具体例としては、ノボラック型フェノール樹脂等を挙げることができる。
The
樹脂成分4が、エポキシ樹脂と硬化剤とを含有する場合、硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対して、硬化剤中のエポキシ基と反応する官能基が0.4当量以上2.0当量以下となるように調整されることが好ましい。
When the
樹脂成分4は、本発明の効果が阻害されない場合、上記の樹脂及び硬化剤以外の成分を含んでもよい。樹脂成分4は、例えば、分散剤、着色剤、密着性付与剤、硬化促進剤、有機溶剤等の添加剤を含んでよい。
The
組成物(X)は、プリント配線板における絶縁層作製のための材料に適用されうる。すなわち、組成物(X)を用いて、組成物(X)の硬化物を含む絶縁層を備えるプリント配線板を作製しうる。 Composition (X) can be applied to materials for producing insulating layers in printed wiring boards. That is, the composition (X) can be used to produce a printed wiring board provided with an insulating layer containing a cured product of the composition (X).
[本実施形態に係る絶縁シート]
本実施形態に係る絶縁シートは、組成物(X)の乾燥物又は半硬化物1を含む。絶縁シートは、組成物(X)の硬化物1を含むため、優れた熱伝導率を有する。絶縁シートは、プリント配線板作製のための材料として使用することができる。すなわち、絶縁シートの硬化物である絶縁層を備えるプリント配線板を作製することができる。
[Insulating sheet according to the present embodiment]
The insulating sheet according to this embodiment contains the dried or
本実施形態の絶縁シートは、組成物(X)を塗布法等の方法によってシート状に成形してから乾燥又は半硬化させることで製造することができる。例えば、基材上に組成物(X)を塗布して組成物(X)からなる皮膜を形成し、この皮膜を加熱するなどして乾燥又は半硬化させることで、基材上に絶縁シートを形成することができる。 The insulating sheet of this embodiment can be produced by forming the composition (X) into a sheet by a method such as a coating method and then drying or semi-curing it. For example, the composition (X) is applied onto a substrate to form a film composed of the composition (X), and the film is dried or semi-cured by heating to form an insulating sheet on the substrate. can be formed.
[本実施形態に係るプリント配線板]
本実施形態に係るプリント配線板は、組成物(X)から成る絶縁シートの硬化物を含む絶縁層を備える。組成物(X)の硬化物は、優れた熱伝導率を有するため、この硬化物を有するプリント配線板は、電子部品による発熱量の増加や環境温度の上昇が生じても、温度の上昇が抑制されうる。
[Printed wiring board according to the present embodiment]
The printed wiring board according to this embodiment includes an insulating layer containing a cured product of an insulating sheet made of composition (X). Since the cured product of composition (X) has excellent thermal conductivity, a printed wiring board having this cured product can withstand an increase in temperature even when the amount of heat generated by electronic components increases or the environmental temperature rises. can be suppressed.
本実施形態のプリント配線板は、例えば樹脂シートの硬化物を含む絶縁層と、この絶縁層の片面又は両面に設けられた導体配線と、を備える単層構造のプリント配線板であってよい。単層構造のプリント配線板には、必要に応じて、スルーホール、ビアホール等が形成されてもよい。単層構造のプリント配線板の製造方法は、特に限定されず、例えば、絶縁シートと金属層とを有する金属張積層板の金属層の一部をエッチングにより除去して導体配線を形成するサブトラクティブ法;絶縁シートからなるアンクラッド板の片面又は両面に無電解めっきによる薄い無電解めっき層を形成し、めっきレジストにより非回路形成部を保護した後、電解めっきにより回路形成部に電解めっき層を厚付けし、その後めっきレジストを除去し、回路形成部以外の無電解めっき層をエッチングにより除去して導体配線を形成するセミアディティブ法などが挙げられる。 The printed wiring board of the present embodiment may be, for example, a printed wiring board having a single-layer structure including an insulating layer containing a cured resin sheet and conductor wiring provided on one side or both sides of the insulating layer. Through-holes, via-holes, and the like may be formed in the single-layer printed wiring board, if necessary. The method for producing a single-layer printed wiring board is not particularly limited, and for example, a subtractive method in which a part of the metal layer of a metal-clad laminate having an insulating sheet and a metal layer is removed by etching to form conductor wiring. Method: Form a thin electroless plated layer by electroless plating on one or both sides of an unclad plate made of an insulating sheet, protect the non-circuit forming part with a plating resist, and then apply an electrolytic plating layer to the circuit forming part by electroplating. A semi-additive method, in which a thick layer is applied, the plating resist is then removed, and the electroless plated layer other than the circuit forming portion is removed by etching to form a conductor wiring may be used.
本実施形態のプリント配線板は、上述の単層構造のプリント配線板の導体配線上に、更に絶縁層と導体配線とが交互に形成され、最外層に導体配線が形成された多層構造のプリント配線板であってもよい。多層構造のプリント配線板においては、複数の絶縁層のうちの少なくとも一つが組成物(X)の硬化物を含む。多層構造のプリント配線板には、必要に応じて、スルーホール、ビアホール等が形成されてもよい。多層構造のプリント配線板の製造方法は、特に限定されず、例えば、ビルドアッププロセスなどが挙げられる。 The printed wiring board of this embodiment has a multilayer structure in which insulating layers and conductor wiring are alternately formed on the conductor wiring of the single-layer printed wiring board described above, and the conductor wiring is formed on the outermost layer. It may be a wiring board. In the multilayer printed wiring board, at least one of the plurality of insulating layers contains the cured composition (X). Through-holes, via-holes, and the like may be formed in the multilayer printed wiring board, if necessary. A method for manufacturing a printed wiring board having a multilayer structure is not particularly limited, and examples thereof include a build-up process.
本実施形態に係るプリント配線板の製造方法においては、組成物(X)の乾燥物又は半硬化物を含む絶縁シートを熱プレスによって硬化させることが好ましい。組成物(X)を1段階でプレスして硬化させると、組成物(X)の流動性が高いため、組成物(X)中の第1無機充填材2の粒子が厚み方向に配向しやすくなる。しかし、組成物(X)を一旦乾燥又は半硬化させて樹脂シートを形成してから、熱プレスによって完全に硬化させることで、樹脂シート中の第1無機充填材2の粒子が厚み方向に配向することを抑制することができる。そのため、硬化物を含む絶縁層における第1無機充填材2の粒子が配向せず、ランダムな配置となる。これにより、絶縁層において、厚み方向の熱伝導率と、厚み方向と直交する方向の熱伝導率とに大きな差異が生じることを抑制でき、絶縁層の熱伝導率に異方性を生じにくくさせることができる。
In the method for producing a printed wiring board according to the present embodiment, it is preferable to harden the insulating sheet containing the dried or semi-cured composition (X) by hot pressing. When the composition (X) is pressed and cured in one step, the particles of the first
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
1.樹脂組成物の製造
エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製、品番エポトートYDB-500)90質量部をメチルエチルケトン(MEK)23質量部に溶解させた溶液A、エポキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製、品番YDCN-500)10質量部をMEK2.5質量部に溶解させた溶液B、硬化剤(ジシアンジアミド)1.9質量部をジメチルホルムアミド(DMF)10質量部に溶解させた溶液C、及び共重合ゴム(JSR株式会社製、品番N220)7質量部をMEK63質量部に溶解させた溶液Dを混合し、樹脂成分を含有する混合溶液を得た。
1. Production of resin composition Solution A obtained by dissolving 90 parts by mass of epoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., product number Epotote YDB-500) in 23 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK), epoxy resin (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., product number Solution B obtained by dissolving 10 parts by weight of YDCN-500) in 2.5 parts by weight of MEK, solution C obtained by dissolving 1.9 parts by weight of curing agent (dicyandiamide) in 10 parts by weight of dimethylformamide (DMF), and copolymer rubber (manufactured by JSR Corporation, product number N220) was mixed with solution D in which 7 parts by mass were dissolved in 63 parts by mass of MEK to obtain a mixed solution containing a resin component.
次いで、この混合溶液に、後掲の表1及び2に示す成分を表1及び2に示す割合で添加し、混合させて樹脂組成物を得た。 Next, the components shown in Tables 1 and 2 below were added to this mixed solution at the ratios shown in Tables 1 and 2 and mixed to obtain a resin composition.
表1及び2の「無機充填材」欄に示す成分の詳細は以下の通りである。
・窒化ホウ素A:昭和電工株式会社製、品番UHP-2、アスペクト比30、熱伝導率200W/mk、平均粒子径11μm、真比重2.3。
・窒化ホウ素B:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、品番PT110、アスペクト比30、熱伝導率200W/mk、平均粒子径45μm、真比重2.3。
・板状アルミナ:キンセイマテック株式会社製、品番10030、アスペクト比28、熱伝導率20W/mk、平均粒子径10μm、真比重2.4。
・アルミナA:住友化学株式会社製、品番AES-23、アスペクト比1.2、熱伝導率32W/mk、平均粒子径2.2μm、真比重3.9。
・マグネシア:宇部マテリアルズ株式会社製、品番RF-10CS、アスペクト比1.5、熱伝導率53W/mk、平均粒子径7μm、真比重3.7。
・炭酸マグネシウム:神島化学工業株式会社製、品番GP-30、アスペクト比1.3、熱伝導率15W/mk、平均粒子径6μm、真比重3。
・窒化ケイ素:宇部興産株式会社製、品番SN-XLF、アスペクト比1.3、熱伝導率27W/mk、平均粒子径1.5μm、真比重3.2。
・アルミナB:昭和電工株式会社製、品番AS-20、アスペクト比1.4、熱伝導率32W/mk、平均粒子径22μm、真比重3.95。
・酸化亜鉛:堺化学工業株式会社製、品番XZ-3000F、アスペクト比4、熱伝導率25W/mk、平均粒子径3μm、真比重5.6。
・イットリア:日本イットリウム株式会社製、標準品、アスペクト比1.3、熱伝導率11W/mK、平均粒子径3.5μm、真比重5.0。
・窒化アルミ:東洋アルミニウム株式会社製、品番TFZ A10P、アスペクト比1.1、熱伝導率190W/mk、平均粒子径9μm、真比重3.3。
The details of the components shown in the "Inorganic filler" column of Tables 1 and 2 are as follows.
- Boron nitride A: manufactured by Showa Denko KK, product number UHP-2, aspect ratio 30, thermal conductivity 200 W/mk, average particle size 11 µm, true specific gravity 2.3.
- Boron nitride B: Momentive Performance Materials Japan LLC product number PT110, aspect ratio 30, thermal conductivity 200 W/mk, average particle diameter 45 µm, true specific gravity 2.3.
Plate-like alumina: manufactured by Kinseimatec Co., Ltd., product number 10030, aspect ratio 28, thermal conductivity 20 W/mk, average particle diameter 10 μm, true specific gravity 2.4.
Alumina A: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., product number AES-23, aspect ratio 1.2, thermal conductivity 32 W/mk, average particle size 2.2 μm, true specific gravity 3.9.
・Magnesia: manufactured by Ube Materials Co., Ltd., product number RF-10CS, aspect ratio 1.5, thermal conductivity 53 W/mk, average particle size 7 μm, true specific gravity 3.7.
· Magnesium carbonate: manufactured by Kojima Chemical Co., Ltd., product number GP-30, aspect ratio 1.3, thermal conductivity 15 W/mk, average particle size 6 μm, true
Silicon nitride: manufactured by Ube Industries, Ltd., product number SN-XLF, aspect ratio 1.3, thermal conductivity 27 W/mk, average particle size 1.5 μm, true specific gravity 3.2.
Alumina B: Showa Denko KK, product number AS-20, aspect ratio 1.4, thermal conductivity 32 W/mk, average particle size 22 μm, true specific gravity 3.95.
- Zinc oxide: manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., product number XZ-3000F,
- Yttria: manufactured by Nippon Yttrium Co., Ltd., standard product, aspect ratio 1.3, thermal conductivity 11 W/mK, average particle size 3.5 µm, true specific gravity 5.0.
· Aluminum nitride: manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd., product number TFZ A10P, aspect ratio 1.1, thermal conductivity 190 W/mk, average particle size 9 μm, true specific gravity 3.3.
2.テストピースの作製
各実施例及び比較例の樹脂組成物を、基材(三井化学東セロ株式会社製、品番SP PET 01)の一面に塗布し、基材上に樹脂組成物からなる皮膜を形成した。この皮膜を160℃で6分間乾燥させた後、10kg/cm2の圧力でプレスしながら180℃で90分間加熱して硬化させた。これにより、基材上に樹脂組成物からなる膜厚100μmの絶縁シートが設けられたテストピースを得た。
2. Preparation of test piece The resin composition of each example and comparative example was applied to one surface of a substrate (manufactured by Mitsui Chemicals Tohcello Co., Ltd., product number SP PET 01) to form a film made of the resin composition on the substrate. . This film was dried at 160° C. for 6 minutes and then cured by heating at 180° C. for 90 minutes while pressing at a pressure of 10 kg/cm 2 . As a result, a test piece was obtained in which an insulating sheet made of the resin composition and having a thickness of 100 μm was provided on the substrate.
3.評価試験
3-1.粘度
各実施例及び比較例の樹脂組成物の粘度を、粘度計(英弘精機株式会社製、型番LV-T)を用いて測定した。その結果を、後掲の表1の「粘度」欄に示す。
3. Evaluation test 3-1. Viscosity The viscosity of the resin composition of each example and comparative example was measured using a viscometer (manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd., model number LV-T). The results are shown in the "Viscosity" column of Table 1 below.
3-2.熱伝導率
各実施例及び比較例のテストピースにおける絶縁シートの厚み方向及び平面方向の熱伝導率を熱伝導率測定装置(京都電子工業社製、型番LFA-502)を用いて、レーザーフラッシュ法により測定した。その結果を、後掲の表1の「熱伝導率」欄に示す。絶縁層の熱伝導率に生じる異方性が低減されている事が好ましいため、厚み方向の熱伝導率と平面方向の熱伝導率の差の絶対値が小さいことが好ましい。
3-2. Thermal conductivity Thermal conductivity in the thickness direction and planar direction of the insulating sheet in the test pieces of each example and comparative example was measured using a thermal conductivity measuring device (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd., model number LFA-502), using a laser flash method. Measured by The results are shown in the "thermal conductivity" column of Table 1 below. Since it is preferable that the anisotropy occurring in the thermal conductivity of the insulating layer is reduced, it is preferable that the absolute value of the difference between the thermal conductivity in the thickness direction and the thermal conductivity in the plane direction is small.
3-3.ドリル摩耗率
各実施例及び比較例のテストピースにおける絶縁シートに、ドリル(ユニオンツール株式会社製、型番NHU 0.3φ)を用いて加工を行い、ドリルの刃先が50%摩耗するまでのヒット回数を測定した。その結果を、後掲の表1の「ドリル摩耗率」欄に示す。
3-3. Drill wear rate The insulation sheet in the test piece of each example and comparative example was processed using a drill (manufactured by Union Tool Co., Ltd., model number NHU 0.3φ), and the number of hits until the cutting edge of the drill was worn by 50%. was measured. The results are shown in the "drill wear rate" column of Table 1 below.
実施例1に対して、第1無機充填材を使用していない比較例1及び比較例2は、樹脂組成物に対する第1及び第2無機充填材の体積分率が同等であるにも関わらず、厚み方向及び平面方向の熱伝導率が低い。また、実施例1に対して第2無機充填材を使用していない比較例4及び実施例8に対して第1無機充填材を使用していない比較例5は、厚み方向の熱伝導率と平面方向の熱伝導率の差の絶対値が大きくなっており、硬化物の熱伝導性に異方性が生じている。また、実施例8に対して比較例5は、粘度が非常に上昇しており、さらにドリル摩耗性に劣る。 Compared to Example 1, Comparative Examples 1 and 2, which do not use the first inorganic filler, have the same volume fractions of the first and second inorganic fillers with respect to the resin composition. , the thermal conductivity in the thickness direction and the plane direction is low. In addition, Comparative Example 4 in which the second inorganic filler is not used for Example 1 and Comparative Example 5 in which the first inorganic filler is not used for Example 8 have thermal conductivity in the thickness direction and The absolute value of the difference in thermal conductivity in the plane direction is large, and the thermal conductivity of the cured product is anisotropic. Moreover, the viscosity of Comparative Example 5 is significantly higher than that of Example 8, and the drill abrasion resistance is inferior.
比較例3は、第1無機充填材の熱伝導率が第2無機充填材の熱伝導率の2.5倍未満であり、実施例1に比べて若干高い熱伝導率を示しているが、窒化アルミニウムは非常に高価であるために、利用することが困難である。しかしながら、第1無機充填材の熱伝導率が第2無機充填材の熱伝導率の2.5倍以上20倍以下とすることによって、そのような高価な材料を用いずとも、高い熱伝導率を有する硬化物を得ることが可能である。 In Comparative Example 3, the thermal conductivity of the first inorganic filler is less than 2.5 times the thermal conductivity of the second inorganic filler, which is slightly higher than that of Example 1. Aluminum nitride is very expensive and difficult to use. However, by setting the thermal conductivity of the first inorganic filler to be 2.5 times or more and 20 times or less than the thermal conductivity of the second inorganic filler, high thermal conductivity can be obtained without using such an expensive material. It is possible to obtain a cured product having
1 半硬化物
2 第1無機充填材
3 第2無機充填材
4 樹脂成分
REFERENCE SIGNS
Claims (10)
前記第1無機充填材は、アスペクト比が15以上であり、
前記第2無機充填材は、アスペクト比が2以下であり、
面方向において測定される前記第1無機充填材の熱伝導率は、前記第2無機充填材の熱伝導率の2.5倍以上20倍以下であり、
面方向において測定される前記第1無機充填材の熱伝導率は、25W/m・K以上であり、
前記第2無機充填材の熱伝導率は、10W/m・K以上であり、
前記第1無機充填材及び前記第2無機充填材の合計に対する、前記第1無機充填材の体積分率は、10%以上25%以下であり、
プリント配線板の絶縁層を作製するために用いられる、
樹脂組成物。 containing a plate-like first inorganic filler, a second inorganic filler, and a resin component,
The first inorganic filler has an aspect ratio of 15 or more,
The second inorganic filler has an aspect ratio of 2 or less,
The thermal conductivity of the first inorganic filler measured in the plane direction is 2.5 times or more and 20 times or less than the thermal conductivity of the second inorganic filler,
The thermal conductivity of the first inorganic filler measured in the plane direction is 25 W / m K or more,
The thermal conductivity of the second inorganic filler is 10 W / m K or more,
The volume fraction of the first inorganic filler with respect to the total of the first inorganic filler and the second inorganic filler is 10% or more and 25% or less,
Used to make insulating layers of printed wiring boards,
Resin composition.
請求項1に記載の樹脂組成物。 The resin component contains a thermosetting resin and a curing agent,
The resin composition according to claim 1.
請求項2に記載の樹脂組成物。 The thermosetting resin contains an epoxy resin,
The resin composition according to claim 2.
レーザー回折・散乱法による粒度分布の測定値から算出される体積基準の算術平均値である前記第2無機充填材の平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下である、
請求項1~3のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The average particle diameter of the first inorganic filler , which is a volume-based arithmetic average value calculated from the measured values of the particle size distribution by a laser diffraction/scattering method, is 5 μm or more and 50 μm or less,
The average particle diameter of the second inorganic filler , which is a volume-based arithmetic average value calculated from the measured value of the particle size distribution by a laser diffraction/scattering method, is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
The resin composition according to any one of claims 1-3 .
請求項1~4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The total volume fraction of the first inorganic filler and the second inorganic filler with respect to the resin composition is 30% or more and 75% or less.
The resin composition according to any one of claims 1-4.
請求項1~5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The average particle diameter of the second inorganic filler , which is a volume-based arithmetic mean value calculated from the particle size distribution measured by the laser diffraction/scattering method, is calculated from the particle size distribution measured by the laser diffraction/scattering method. It is 10% or more and 30% or less with respect to the average particle size of the first inorganic filler , which is the volume-based arithmetic average value .
The resin composition according to any one of claims 1-5 .
請求項1~6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The first inorganic filler contains boron nitride,
The resin composition according to any one of claims 1-6 .
請求項1~7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 The second inorganic filler contains at least one selected from the group consisting of magnesia, alumina, and magnesium carbonate.
The resin composition according to any one of claims 1-7 .
絶縁シート。 Containing a dried or semi-cured product of the resin composition according to any one of claims 1 to 8 ,
Insulating sheet.
プリント配線板。 An insulating layer comprising a cured product of the insulating sheet according to claim 9 ,
printed wiring board.
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