JP7271176B2 - 樹脂材料、樹脂材料の製造方法及び積層体 - Google Patents
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Description
本発明は、無機粒子とバインダー樹脂とを含む樹脂材料及び樹脂材料の製造方法に関する。また、本発明は、無機粒子とバインダー樹脂とを含む絶縁層を備える積層体に関する。
近年、電子及び電気機器の小型化及び高性能化が進行しており、電子部品の実装密度が高くなっている。このため、狭いスペースの中で電子部品から発生する熱を、如何に放熱するかが問題となっている。電子部品から発生した熱は、電子及び電気機器の信頼性に直結するので、発生した熱の効率的な放散が緊急の課題となっている。
上記の課題を解決する一つの手段としては、パワー半導体デバイス等を実装する放熱基板に、高い熱伝導性を有するセラミックス基板を用いる手段が挙げられる。このようなセラミックス基板としては、アルミナ基板及び窒化アルミニウム基板等が挙げられる。
しかしながら、上記セラミックス基板を用いる手段では、多層化が困難であり、加工性が悪く、コストが非常に高いという課題がある。さらに、上記セラミックス基板と銅回路との線膨張係数の差が大きいので、冷熱サイクル時に銅回路が剥がれやすいという課題もある。
そこで、線膨張係数が低い窒化ホウ素、特に六方晶窒化ホウ素を用いた樹脂組成物が、放熱材料として注目されている。六方晶窒化ホウ素の結晶構造は、グラファイトに類似した六角網目の層状構造であり、六方晶窒化ホウ素の粒子形状は、鱗片状である。このため、六方晶窒化ホウ素は、面方向の熱伝導率が厚さ方向の熱伝導率よりも高く、かつ熱伝導率に異方性がある性質を有することが知られている。上記樹脂組成物は、熱伝導性シートやプリプレグとして用いられることがある。
窒化ホウ素を含む熱伝導性シートの一例が、下記の特許文献１に開示されている。特許文献１には、窒化ホウ素粒子の一部又は全部が凝集粒子の状態で、熱硬化性樹脂中に分散されている熱伝導性シートが開示されている。上記熱伝導性シートは、金属酸化物粒子をさらに含有する。上記熱伝導性シートでは、上記金属酸化物粒子と上記窒化ホウ素粒子との合計の含有量は、４０体積％～７０体積％である。上記熱伝導性シートでは、上記金属酸化物粒子と上記窒化ホウ素粒子との体積比率は、１０：９０～５０：５０である。上記熱伝導性シートでは、上記金属酸化物粒子のメジアン径は、０．５μｍ～３０μｍである。
窒化ホウ素を含むプリプレグの一例が、下記の特許文献２に開示されている。特許文献２には、二成分以上の無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物を、シート状かつ半硬化状態にした加熱加圧成形用プリプレグが開示されている。上記無機充填材は、一次粒子の凝集体であって、該凝集体の平均粒径ｄ１が、１０μｍ以上７０μｍ以下である充填材（１）を含む。上記無機充填材は、粒子状であり、粒子単体の平均粒径ｄ２が０．１μｍ以上３０μｍ以下である充填材（２）を含む。上記熱硬化性樹脂組成物では、熱硬化性樹脂固形分と上記無機充填材との合計１００体積％中、上記充填材（１）の含有量は、５体積％～４０体積％である。上記熱硬化性樹脂組成物では、熱硬化性樹脂固形分と上記無機充填材との合計１００体積％中、上記充填材（２）の含有量は、１０体積％～５０体積％である。上記熱硬化性樹脂組成物１００体積％中、上記無機充填材の合計の含有量は、２０体積％～８０体積％である。
特許文献１，２に記載のような従来の窒化ホウ素を含む熱伝導性シート等は、銅箔や金属板等と積層されて、積層体として用いられることがある。上記積層体では、上記銅箔をエッチング等により処理することで、回路パターンが形成されることがある。
特許文献１，２に記載のような従来の窒化ホウ素を含む熱伝導性シート等では、窒化ホウ素を用いているために熱伝導性を高めることはできるものの、熱伝導性シート等と銅箔との接着性を高めることは困難である。従来の窒化ホウ素を含む熱伝導性シート等では、熱伝導性と接着性とを両立させることは困難である。
また、従来の窒化ホウ素を含む熱伝導性シート等では、ボイドが発生し、絶縁性が低下することがある。さらに、従来の窒化ホウ素を含む熱伝導性シート等を積層体に用いた場合には、上述したように熱伝導性シート等と銅箔との接着性を高めることは困難であるので、形成された回路パターンが積層体から剥離することがある。回路パターンが剥離すると、剥離した回路パターンと積層体の外表面との間で部分放電が起こり、積層体が劣化することがある。結果として、長期絶縁信頼性が低下することがある。
本発明の目的は、絶縁性を効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とを効果的に高めることができる樹脂材料及び樹脂材料の製造方法を提供することである。また、本発明の目的は、絶縁性を効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とを効果的に高めることができる積層体を提供することである。
本発明の広い局面によれば、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む、樹脂材料が提供される。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第１の無機粒子と前記第２の無機粒子との合計１００体積％中、前記第１の無機粒子の含有量が、５体積％以上９５体積％以下である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第１の無機粒子と前記第２の無機粒子と前記第３の無機粒子との合計１００体積％中、前記第３の無機粒子の含有量が、３０体積％以上９０体積％以下である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第１の無機粒子の材料及び前記第２の無機粒子の材料が、アルミニウム元素又は炭素元素を含む。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第３の無機粒子が、凝集粒子を構成する一次粒子である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第３の無機粒子の平均アスペクト比が、１５以下である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第３の無機粒子の材料が、窒化ホウ素である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、樹脂材料を、２００℃及び８０分間の加熱条件、かつ、１２ＭＰａの加圧条件で加熱及び加圧して、樹脂材料の硬化物を得たときに、前記第１の無機粒子の平均粒子径及び前記第２の無機粒子の平均粒子径が、前記硬化物の厚みの４０％以下である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第１の無機粒子の平均粒子径及び前記第２の無機粒子の平均粒子径が、３０μｍ以下である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記第１の無機粒子の熱伝導率、前記第２の無機粒子の熱伝導率、又は前記第３の無機粒子の熱伝導率が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記バインダー樹脂が、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。
本発明に係る樹脂材料のある特定の局面では、前記樹脂材料が、樹脂シートである。
本発明の広い局面によれば、上述した樹脂材料の製造方法であって、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である前記第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である前記第２の無機粒子と、平均アスペクト比が２を超える前記第３の無機粒子と、前記バインダー樹脂とを配合する工程を備える、樹脂材料の製造方法が提供される。
本発明の広い局面によれば、熱伝導体と、前記熱伝導体の一方の表面に積層された絶縁層と、前記絶縁層の前記熱伝導体とは反対側の表面に積層された導電層とを備え、前記絶縁層が、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む、積層体が提供される。
本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子をさらに含む。本発明に係る樹脂材料では、上記の構成が備えられているので、絶縁性を効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とを効果的に高めることができる。
本発明に係る積層体は、熱伝導体と、上記熱伝導体の一方の表面に積層された絶縁層と、上記絶縁層の上記熱伝導体とは反対側の表面に積層された導電層とを備える。本発明に係る積層体では、上記絶縁層が、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る積層体では、上記絶縁層が、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子をさらに含む。本発明に係る積層体では、上記の構成が備えられているので、絶縁性を効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とを効果的に高めることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
（樹脂材料及び積層体）
本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子をさらに含む。本発明に係る樹脂材料は、第１の無機粒子を複数個含む。本発明に係る樹脂材料は、第２の無機粒子を複数個含む。本発明に係る樹脂材料は、第３の無機粒子を複数個含む。
本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る樹脂材料は、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子をさらに含む。本発明に係る樹脂材料は、第１の無機粒子を複数個含む。本発明に係る樹脂材料は、第２の無機粒子を複数個含む。本発明に係る樹脂材料は、第３の無機粒子を複数個含む。
本発明に係る樹脂材料は、上記第１の無機粒子と、上記第２の無機粒子と、上記第３の無機粒子と、上記バインダー樹脂とを配合することにより得られる。
本発明に係る積層体は、熱伝導体と、上記熱伝導体の一方の表面に積層された絶縁層と、上記絶縁層の上記熱伝導体とは反対側の表面に積層された導電層とを備える。本発明に係る積層体では、上記絶縁層が、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、バインダー樹脂とを含む。本発明に係る積層体では、上記絶縁層が、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子をさらに含む。本発明に係る積層体では、上記絶縁層は、第１の無機粒子を複数個含む。本発明に係る積層体では、上記絶縁層は、第２の無機粒子を複数個含む。本発明に係る積層体では、上記絶縁層は、第３の無機粒子を複数個含む。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記の構成が備えられているので、絶縁性を効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とを効果的に高めることができる。
本発明に係る樹脂材料は樹脂シートとして用いられることがある。樹脂シートの第１の表面上に銅箔等の導電層が積層された積層体（積層体では樹脂シートは絶縁層である）において、樹脂シートと導電層との剥離が生じる際の剥離の形態を観察した。そして、その剥離の形態に関して、樹脂シートの第１の表面近傍領域にて面方向に配向した第３の無機粒子が破断又は剥離されることによって、樹脂シートの第１の表面近傍領域内で剥離が生じる場合があることを、本発明者らは見出した。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、樹脂シートの第１の表面近傍領域には、アスペクト比が比較的大きい第３の無機粒子だけではなく、アスペクト比が比較的小さい第１の無機粒子及び第２の無機粒子が含まれている。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、樹脂シートに熱伝導体や銅箔等の導電層を積層し、プレス等によって積層体が作製される際に、第３の無機粒子は、第１の無機粒子及び第２の無機粒子によって厚さ方向に配向が制御される。このため、面方向に配向した第３の無機粒子の含有量を少なくすることができるので、樹脂シートの第１の表面近傍領域内での剥離を生じ難くすることができる。また、厚さ方向に配向した第２の無機粒子がアンカーとして機能することで、樹脂シートの第１の表面近傍領域内での剥離を生じ難くすることができる。
結果として、本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、樹脂シートと銅箔等の導電層との接着性をより一層効果的に高めることができる。
また、本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、樹脂シートの第１の表面近傍領域では、第３の無機粒子は厚さ方向に配向が制御されており、さらに、樹脂シートの第１の表面近傍領域以外の領域の第３の無機粒子の含有量を増加させることができるので、樹脂シート及び積層体の熱伝導性をより一層効果的に高めることができる。
また、本発明に係る積層体では、導電層である銅箔をエッチング等により処理することで、回路パターンが形成されることがある。形成された回路パターンが積層体から剥離すると、剥離した回路パターンと積層体の外表面との間で部分放電が起こり、積層体が劣化し、長期絶縁信頼性が低下することがある。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上述したように樹脂シートと銅箔等の導電層との接着性を高めることができるので、形成された回路パターンが積層体から剥離することを防止でき、長期絶縁信頼性をより一層効果的に高めることができる。
また、本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、アスペクト比が異なる無機粒子だけでなく、円形度が異なる無機粒子を用いているので、絶縁性、接着性及び長期絶縁信頼性をバランスよく高めることができる。
第１の無機粒子及び第３の無機粒子のみを用いる場合においては、円形度の小さい第１の無機粒子に第３の無機粒子は沿いやすくなり、接着性を効果的に高めることができる。さらに、熱伝導性も効果的に高めることができる。しかしながら、第３の無機粒子の表面に沿って、短絡が起こりやすくなり、絶縁性は低下する。
第２の無機粒子及び第３の無機粒子のみを用いる場合においては、第２の無機粒子の球形度が高いので、第３の無機粒子の厚み方向への配向は促進されるものの、面方向に対して完全に垂直にはなり難い。このため、絶縁性を効果的に高めることができるものの、接着性を高めることは困難である。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、第１の無機粒子、第２の無機粒子、及び第３の無機粒子を用いることで、絶縁性、接着性をバランスよく高めることができる。また、本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、初期の接着性及び絶縁性を高めることができるので、長期絶縁信頼性も高めることができる。
（第１の無機粒子及び第２の無機粒子）
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、第１の無機粒子と、第２の無機粒子とを含む。上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子は、絶縁性を有することが好ましい。上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子は、絶縁性粒子であることが好ましい。上記第１の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第２の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第１の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第１の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第１の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第１の無機粒子が構成されてもよい。上記第２の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第２の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第２の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第２の無機粒子が構成されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、第１の無機粒子と、第２の無機粒子とを含む。上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子は、絶縁性を有することが好ましい。上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子は、絶縁性粒子であることが好ましい。上記第１の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第２の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第１の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第１の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第１の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第１の無機粒子が構成されてもよい。上記第２の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第２の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第２の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第２の無機粒子が構成されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子の平均アスペクト比及び上記第２の無機粒子の平均アスペクト比は、２以下である。上記第１の無機粒子の平均アスペクト比及び上記第２の無機粒子の平均アスペクト比の下限は特に限定されない。上記第１の無機粒子の平均アスペクト比及び上記第２の無機粒子の平均アスペクト比は、１以上であってもよい。
上記第１の無機粒子のアスペクト比及び上記第２の無機粒子のアスペクト比は、長径／短径を示す。上記第１の無機粒子のアスペクト比及び上記第２の無機粒子のアスペクト比は、任意に選択された第１の無機粒子又は第２の無機粒子を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各無機粒子の長径／短径を測定することにより求められる。上記平均アスペクト比は、任意の５０個の無機粒子のアスペクト比を平均することにより求めることができる。任意の５０個の第１の無機粒子の平均アスペクト比は、第１の無機粒子全体での平均アスペクト比とほぼ等しくなる。任意の５０個の第２の無機粒子の平均アスペクト比は、第２の無機粒子全体での平均アスペクト比とほぼ等しくなる。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子の平均円形度は、０．９０以下である。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の平均円形度は、好ましくは０．７０を超え、より好ましくは０．７５以上であり、好ましくは０．９０以下、より好ましくは０．８５以下である。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第２の無機粒子の平均円形度は、０．９５以上である。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第２の無機粒子の平均円形度は、好ましくは０．９６以上、より好ましくは０．９７以上であり、好ましくは１．００以下である。
上記第１の無機粒子の円形度及び上記第２の無機粒子の円形度は、上記第１の無機粒子又は上記第２の無機粒子と熱硬化性樹脂等とを混合して作製した積層体断面の電子顕微鏡画像から任意に選択された第１の無機粒子又は第２の無機粒子の断面積（Ｓ）及び周囲長（Ｌ）を測定し、下記の式（１）により算出することができる。上記円形度は円らしさを表す値であり、上記円形度が１に近くなるにつれて、円に近くなることを意味する。
円形度＝［４πＳ／Ｌ２］ 式（１）
上記第１の無機粒子の平均円形度は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子全体の円形度を平均することにより求められる。上記第２の無機粒子の平均円形度は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子全体の円形度を平均することにより求められる。
上記第１の無機粒子の平均円形度は、任意に選択された５０個の第１の無機粒子の円形度を平均することにより求めることができる。任意の５０個の第１の無機粒子の平均円形度は、第１の無機粒子全体での平均円形度とほぼ等しくなる。上記第２の無機粒子の平均円形度は、任意に選択された５０個の第２の無機粒子の円形度を平均することにより求めることができる。任意の５０個の第２の無機粒子の平均円形度は、第２の無機粒子全体での平均円形度とほぼ等しくなる。
上記第１の無機粒子は、丸み状粒子であることが好ましい。ここで、丸み状粒子とは、全体に丸みを帯びた形状であり、結晶の角が少ない粒子を意味し、具体的には、上記円形度が０．７０以上、０．９０以下である粒子を意味する。上記第１の無機粒子が丸み状粒子である場合には、第３の無機粒子の配向を制御することができ、樹脂材料及び積層体の熱伝導性を効果的に高めることができる。
上記第２の無機粒子は、球状粒子であることが好ましい。ここで、球状粒子とは、上記円形度が０．９５以上である粒子を意味する。上記第２の無機粒子が球状粒子である場合には、樹脂材料の流動性を効果的に高めることができ、樹脂シート等をより一層良好に作製することができ、絶縁性を効果的に高めることができる。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、球状粒子と丸み状粒子とを併用することが好ましい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子の粒子径は、１μｍ以上であることが好ましい。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第２の無機粒子の粒子径は、１μｍ以上であることが好ましい。
上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子の粒子径は、無機粒子が真球状である場合には直径を意味し、無機粒子が真球状以外の形状である場合には、無機粒子の体積相当の真球と仮定した際の直径を意味する。
本発明に係る樹脂材料を、２００℃及び８０分間の加熱条件、かつ、１２ＭＰａの加圧条件で加熱及び加圧して、樹脂材料の硬化物を得たときに、上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、上記硬化物の厚みの４０％以下であることが好ましく、上記硬化物の厚みの２５％以下であることがより好ましい。上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、上記硬化物の厚みの２％以上であることが好ましく、上記硬化物の厚みの４％以上であることがより好ましい。上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径が、上記の好ましい範囲を満足すると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
なお、本発明に係る樹脂材料を用いて積層体等を作製する際には、本発明に係る樹脂材料の硬化条件は特に限定されない。本発明に係る樹脂材料を用いて積層体等を作製する際には、本発明に係る樹脂材料を、２００℃及び８０分間の加熱条件、かつ、１２ＭＰａの加圧条件以外の条件で加熱及び加圧して、樹脂材料を硬化させてもよい。本発明に係る樹脂材料を硬化させて硬化物を得る場合には、本発明に係る樹脂材料を、２００℃及び８０分間の加熱条件、かつ、１２ＭＰａの加圧条件以外の条件で加熱及び加圧して、樹脂材料を硬化させてもよい。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上であり、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ未満、さらに好ましくは１８μｍ以下である。
上記第１の無機粒子の平均粒子径は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子全体の粒子径を平均することにより求められる。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第２の無機粒子の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上であり、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ未満、さらに好ましくは１８μｍ以下である。
上記第２の無機粒子の平均粒子径は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子全体の粒子径を平均することにより求められる。
上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、体積基準での粒子径を平均した平均粒子径であることが好ましい。上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、第１の無機粒子又は第２の無機粒子の累積体積が５０％であるときの第１の無機粒子又は第２の無機粒子の粒子径（ｄ５０）であることが好ましい。上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定することができる。上記第１の無機粒子の平均粒子径及び上記第２の無機粒子の平均粒子径は、任意に選択された５０個の第１の無機粒子又は第２の無機粒子を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各無機粒子の粒子径を測定し、平均値を算出することにより求めることもできる。任意の５０個の第１の無機粒子の平均粒子径は、第１の無機粒子全体での平均粒子径とほぼ等しくなる。任意の５０個の第２の無機粒子の平均粒子径は、第２の無機粒子全体での平均粒子径とほぼ等しくなる。
上記第１の無機粒子の材料及び上記第２の無機粒子の材料は特に限定されない。上記第１の無機粒子及び上記第２の無機粒子は、絶縁性フィラーであることが好ましい。上記第１の無機粒子の材料は窒化ホウ素でなくてもよい。上記第１の無機粒子の材料は窒化ホウ素でなくてもよい。上記第１の無機粒子の材料及び上記第２の無機粒子の材料としては、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化カルシウム、及び酸化マグネシウム等の金属酸化物、窒化アルミニウム、及び窒化チタン等の金属窒化物、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、炭酸カルシウム、及び炭酸マグネシウム等の炭酸金属塩、ケイ酸カルシウム等のケイ酸金属塩、水和金属化合物、結晶性シリカ、非結晶性シリカ、窒化ホウ素、炭化ケイ素、並びにダイヤモンド等が挙げられる。上記第１の無機粒子の材料及び上記第２の無機粒子の材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
実使用上の観点、熱伝導性をより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の材料及び上記第２の無機粒子の材料は、アルミニウム元素又は炭素元素を含むことが好ましい。
実使用上の観点、熱伝導性をより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、又はダイヤモンドであることが好ましい。実使用上の観点、熱伝導性をより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、又はダイヤモンドであることがより好ましい。これらの好ましい材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
実使用上の観点、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第２の無機粒子の材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、窒化アルミニウム、水酸化アルミニウム、又はダイヤモンドであることが好ましい。実使用上の観点、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第２の無機粒子の材料としては、酸化アルミニウム（アルミナ）、又はダイヤモンドであることがより好ましい。これらの好ましい材料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記第１の無機粒子の熱伝導率の上限は特に限定されない。上記第１の無機粒子の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。上記第１の無機粒子の熱伝導率が、上記の好ましい範囲であると、接着性と絶縁性とを高めることができ、さらに、熱伝導性を高めることができる。
熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第２の無機粒子の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記第２の無機粒子の熱伝導率の上限は特に限定されない。上記第２の無機粒子の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。上記第２の無機粒子の熱伝導率が、上記の好ましい範囲であると、接着性と絶縁性とを高めることができ、さらに、熱伝導性を高めることができる。
上記樹脂材料１００体積％中及び上記絶縁層１００体積％中、上記第１の無機粒子の含有量は、好ましくは０．５体積％以上、より好ましくは３体積％以上であり、好ましくは５５体積％以下、より好ましくは４０体積％以下である。上記第１の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
上記樹脂材料１００体積％中及び上記絶縁層１００体積％中、上記第２の無機粒子の含有量は、好ましくは０．５体積％以上、より好ましくは３体積％以上であり、好ましくは５５体積％以下、より好ましくは４０体積％以下である。上記第２の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
上記樹脂材料及び上記絶縁層において、上記第１の無機粒子と上記第２の無機粒子との合計１００体積％中、上記第１の無機粒子の含有量は、好ましくは５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上であり、９５体積％以下、より好ましくは８０体積％以下である。上記第１の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子と上記第２の無機粒子との合計１００体積％中、上記第２の無機粒子の含有量は、好ましくは５体積％以上、より好ましくは２０体積％以上であり、９５体積％以下、より好ましくは８０体積％以下である。
上記第１の無機粒子と上記第２の無機粒子と上記第３の無機粒子との合計１００体積％中、上記第１の無機粒子の含有量は、好ましくは３体積％以上、より好ましくは５体積％以上であり、５０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。上記第１の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
上記第１の無機粒子と上記第２の無機粒子と上記第３の無機粒子との合計１００体積％中、上記第２の無機粒子の含有量は、好ましくは３体積％以上、より好ましくは５体積％以上であり、５０体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。上記第２の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
（第３の無機粒子）
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、第３の無機粒子を含む。上記第３の無機粒子は、絶縁性を有することが好ましい。上記第３の無機粒子は、絶縁性粒子であることが好ましい。上記第３の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第３の無機粒子は、絶縁性フィラーであることが好ましい。上記第３の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第３の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第３の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第３の無機粒子が構成されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、第３の無機粒子を含む。上記第３の無機粒子は、絶縁性を有することが好ましい。上記第３の無機粒子は、絶縁性粒子であることが好ましい。上記第３の無機粒子は、例えば、無機フィラーである。上記第３の無機粒子は、絶縁性フィラーであることが好ましい。上記第３の無機粒子として、少なくとも１種類の無機粒子が用いられる。上記第３の無機粒子として、１種類の無機粒子のみが用いられてもよく、２種類以上の無機粒子が併用されてもよい。２種類以上の無機粒子が配合されて、第３の無機粒子が構成されてもよい。ある材料により形成された無機粒子と、上記ある材料とは異なる材料により形成された無機粒子とが混合されて、第３の無機粒子が構成されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第３の無機粒子の平均アスペクト比は、２を超える。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第３の無機粒子の平均アスペクト比は、好ましくは４以上、より好ましくは５以上であり、好ましくは１５以下、より好ましくは１２以下である。上記第３の無機粒子は、例えば、板状フィラーである。本明細書において、板状フィラーも、粒子に含まれることとする。上記第３の無機粒子は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記第３の無機粒子のアスペクト比は、長径／短径を示す。上記第３の無機粒子のアスペクト比は、第３の無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、第３の無機粒子の長径／短径を測定することにより求められる。上記平均アスペクト比は、任意の５０個の第３の無機粒子のアスペクト比を平均することにより求めることができる。任意の５０個の第３の無機粒子の平均アスペクト比は、第３の無機粒子全体での平均アスペクト比とほぼ等しくなる。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第３の無機粒子の粒子径は、１μｍ以上であることが好ましい。
上記第３の無機粒子の粒子径は、長径であることが好ましい。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第３の無機粒子の平均長径は、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上であり、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。
上記第３の無機粒子の平均長径は、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子全体の長径を平均することにより求められる。
上記第３の無機粒子の平均長径は、任意に選択された５０個の第３の無機粒子を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、各無機粒子の長径を測定し、平均値を算出することにより求めることができる。任意の５０個の第３の無機粒子の平均長径は、第３の無機粒子全体での平均長径とほぼ等しくなる。また、上記第３の無機粒子の平均長径は、第３の無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、任意に選択した５０個の第３の無機粒子の長径を測定し、平均値を算出することにより求めることもできる。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第３の無機粒子は、凝集粒子を構成する一次粒子であることが好ましい。上記第３の無機粒子は、凝集粒子の一部として含まれていることが好ましい。本発明係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、凝集粒子を含んでいてもよく、上記第３の無機粒子として凝集粒子を構成する一次粒子を含んでいてもよい。上記第３の無機粒子は、凝集粒子を構成する一次粒子であることが好ましい。上記第３の無機粒子は、凝集粒子ではないことが好ましい。上記凝集粒子としては、例えば、窒化ホウ素凝集粒子等が挙げられる。ここで、上記第３の無機粒子が凝集粒子を構成する一次粒子である場合には、上記平均長径は、上記一次粒子の平均長径を意味する。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記第３の無機粒子の材料は、窒化ホウ素であることが好ましい。上記窒化ホウ素としては特に限定されない。上記窒化ホウ素としては、六方晶窒化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、ホウ素化合物とアンモニアとの還元窒化法により作製された窒化ホウ素、ホウ素化合物とメラミン等の含窒素化合物とから作製された窒化ホウ素、及び、ホウ水素ナトリウムと塩化アンモニウムとから作製された窒化ホウ素等が挙げられる。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記窒化ホウ素は、六方晶窒化ホウ素であることが好ましい。
熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第３の無機粒子の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記第３の無機粒子はアスペクト比が比較的大きく、熱伝導率に異方性を有することがあるので、上記第３の無機粒子の熱伝導率は、平均熱伝導率であることが好ましい。上記第３の無機粒子の熱伝導率の上限は特に限定されない。上記第３の無機粒子の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよく、２００Ｗ／ｍ・Ｋ以下であってもよい。上記第３の無機粒子の熱伝導率が、上記の好ましい範囲であると、接着性と絶縁性とを高めることができ、さらに、熱伝導性を高めることができる。
熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の熱伝導率、上記第２の無機粒子の熱伝導率、又は上記第３の無機粒子の熱伝導率は、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子、上記第２の無機粒子、及び上記第３の無機粒子の内の少なくとも１種の無機粒子の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第１の無機粒子の熱伝導率、上記第２の無機粒子の熱伝導率、及び上記第３の無機粒子の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることがより好ましい。
上記樹脂材料１００体積％中及び上記絶縁層１００体積％中、上記第３の無機粒子の含有量は、好ましくは２５体積％以上、より好ましくは３０体積％以上であり、好ましくは６５体積％以下、より好ましくは６０体積％以下である。上記第３の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
上記第１の無機粒子と上記第２の無機粒子と上記第３の無機粒子との合計１００体積％中、上記第３の無機粒子の含有量は、好ましくは３０体積％以上、より好ましくは４０体積％以上、さらに好ましくは４５体積％以上、特に好ましくは５０体積％以上であり、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは８０体積％以下である。上記第３の無機粒子の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高めることができ、接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高めることができる。
（粒子径が１μｍ未満の無機粒子）
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、粒子径が１μｍ未満の無機粒子（第４の無機粒子）を含んでいてもよい。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよく、上記第２の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよく、上記第３の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよい。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子、上記第２の無機粒子及び上記第３の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよい。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記樹脂材料及び上記積層体は、上記第４の無機粒子を含むことが好ましい。上記第４の無機粒子は、凝集粒子であってもよく、凝集粒子を構成する一次粒子であってもよい。上記第４の無機粒子の材料は特に限定されない。上記第４の無機粒子の材料としては、上述した上記第１の無機粒子の材料、上記第２の無機粒子の材料及び上記第３の無機粒子等が挙げられる。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、粒子径が１μｍ未満の無機粒子（第４の無機粒子）を含んでいてもよい。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよく、上記第２の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよく、上記第３の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよい。本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第１の無機粒子、上記第２の無機粒子及び上記第３の無機粒子として上記第４の無機粒子を含んでいてもよい。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記樹脂材料及び上記積層体は、上記第４の無機粒子を含むことが好ましい。上記第４の無機粒子は、凝集粒子であってもよく、凝集粒子を構成する一次粒子であってもよい。上記第４の無機粒子の材料は特に限定されない。上記第４の無機粒子の材料としては、上述した上記第１の無機粒子の材料、上記第２の無機粒子の材料及び上記第３の無機粒子等が挙げられる。
熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記第４の無機粒子の粒子径は、１μｍ未満であることが好ましい。上記第４の無機粒子の粒子径は、上述した上記第１の無機粒子の粒子径、上記第２の無機粒子の粒子径又は上記第３の無機粒子の粒子径を算出する方法により求めることができる。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記第４の無機粒子の含有量は特に限定されない。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記樹脂材料１００体積％中及び上記絶縁層１００体積％中、上記第４の無機粒子の含有量は、好ましくは０．５体積％以上、より好ましくは１体積％以上であり、好ましくは５体積％以下、より好ましくは３体積％以下である。
上記第１の無機粒子、上記第２の無機粒子、上記第３の無機粒子、及び上記第４の無機粒子は、シランカップリング剤等の表面処理剤によって、表面処理されていてもよい。
（バインダー樹脂：熱硬化性化合物）
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、バインダー樹脂を含む。上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂としては、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂は、熱可塑性成分（熱可塑性化合物）又は硬化性成分を含むことが好ましく、硬化性成分を含むことがより好ましい。上記硬化性成分としては、熱硬化性成分及び光硬化性成分が挙げられる。上記熱硬化性成分は、熱硬化性化合物及び熱硬化剤を含むことが好ましい。上記光硬化性成分は、光硬化性化合物及び光重合開始剤を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱硬化性成分を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記バインダー樹脂は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記バインダー樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体は、バインダー樹脂を含む。上記バインダー樹脂は特に限定されない。上記バインダー樹脂としては、公知の絶縁性の樹脂が用いられる。上記バインダー樹脂は、熱可塑性成分（熱可塑性化合物）又は硬化性成分を含むことが好ましく、硬化性成分を含むことがより好ましい。上記硬化性成分としては、熱硬化性成分及び光硬化性成分が挙げられる。上記熱硬化性成分は、熱硬化性化合物及び熱硬化剤を含むことが好ましい。上記光硬化性成分は、光硬化性化合物及び光重合開始剤を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱硬化性成分を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含むことが好ましい。上記熱硬化性成分は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記バインダー樹脂は、硬化促進剤を含んでいてもよい。上記バインダー樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化性化合物は特に限定されない。上記熱硬化性化合物としては、スチレン化合物、フェノキシ化合物、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物及びポリイミド化合物等が挙げられる。上記熱硬化性化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記熱硬化性化合物は、エポキシ化合物を含むことが好ましい。上記エポキシ化合物は、少なくとも１個のエポキシ基を有する有機化合物である。上記エポキシ化合物は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、ビスフェノールＦ型エポキシ化合物、ビスフェノールＳ型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ビフェニルノボラック型エポキシ化合物、ビフェノール型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物、フルオレン型エポキシ化合物、フェノールアラルキル型エポキシ化合物、ナフトールアラルキル型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、アントラセン型エポキシ化合物、アダマンタン骨格を有するエポキシ化合物、トリシクロデカン骨格を有するエポキシ化合物、ナフチレンエーテル型エポキシ化合物、及びトリアジン核を骨格に有するエポキシ化合物等が挙げられる。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記エポキシ化合物は、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物であることが好ましい。
熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記樹脂材料１００体積％中、上記熱硬化性化合物の含有量は、好ましくは２０体積％以上、より好ましくは２５体積％以上であり、好ましくは８０体積％以下、より好ましくは７０体積％以下である。熱伝導性と絶縁性とをより一層効果的に高める観点、及び接着性と長期絶縁信頼性とをより一層効果的に高める観点からは、上記絶縁層１００体積％中、上記熱硬化性化合物に由来する成分の含有量は、好ましくは２０体積％以上、より好ましくは２５体積％以上であり、好ましくは８０体積％以下、より好ましくは７０体積％以下である。
（バインダー樹脂：熱硬化剤）
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記熱硬化性化合物とともに熱硬化剤を用いることが好ましい。上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、上記熱硬化性化合物を硬化させることができる熱硬化剤を適宜用いることができる。また、本明細書において、熱硬化剤には、硬化触媒が含まれる。熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
本発明に係る樹脂材料及び本発明に係る積層体では、上記熱硬化性化合物とともに熱硬化剤を用いることが好ましい。上記熱硬化剤は特に限定されない。上記熱硬化剤として、上記熱硬化性化合物を硬化させることができる熱硬化剤を適宜用いることができる。また、本明細書において、熱硬化剤には、硬化触媒が含まれる。熱硬化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
上記熱硬化剤としては、シアネートエステル化合物（シアネートエステル硬化剤）、フェノール化合物（フェノール熱硬化剤）、アミン化合物（アミン熱硬化剤）、チオール化合物（チオール熱硬化剤）、イミダゾール化合物、ホスフィン化合物、酸無水物、活性エステル化合物及びジシアンジアミド等が挙げられる。上記熱硬化剤は、上記エポキシ化合物のエポキシ基と反応可能な官能基を有することが好ましい。
上記シアネートエステル化合物としては、ノボラック型シアネートエステル樹脂、ビスフェノール型シアネートエステル樹脂、並びにこれらが一部三量化されたプレポリマー等が挙げられる。上記ノボラック型シアネートエステル樹脂としては、フェノールノボラック型シアネートエステル樹脂及びアルキルフェノール型シアネートエステル樹脂等が挙げられる。上記ビスフェノール型シアネートエステル樹脂としては、ビスフェノールＡ型シアネートエステル樹脂、ビスフェノールＥ型シアネートエステル樹脂及びテトラメチルビスフェノールＦ型シアネートエステル樹脂等が挙げられる。
上記シアネートエステル化合物の市販品としては、フェノールノボラック型シアネートエステル樹脂（ロンザジャパン社製「ＰＴ－３０」及び「ＰＴ－６０」）、及びビスフェノール型シアネートエステル樹脂が三量化されたプレポリマー（ロンザジャパン社製「ＢＡ－２３０Ｓ」、「ＢＡ－３０００Ｓ」、「ＢＴＰ－１０００Ｓ」及び「ＢＴＰ－６０２０Ｓ」）等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、ノボラック型フェノール、ビフェノール型フェノール、ナフタレン型フェノール、ジシクロペンタジエン型フェノール、アラルキル型フェノール及びジシクロペンタジエン型フェノール等が挙げられる。
上記フェノール化合物の市販品としては、ノボラック型フェノール（ＤＩＣ社製「ＴＤ－２０９１」）、ビフェニルノボラック型フェノール（明和化成社製「ＭＥＨＣ－７８５１」）、アラルキル型フェノール化合物（明和化成社製「ＭＥＨ－７８００」）、並びにアミノトリアジン骨格を有するフェノール（ＤＩＣ社製「ＬＡ１３５６」及び「ＬＡ３０１８－５０Ｐ」）等が挙げられる。
上記樹脂材料１００体積％中、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤との合計の含有量は、好ましくは２０体積％以上、より好ましくは２５体積％以上であり、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４５体積％以下である。上記絶縁層１００体積％中、上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤とに由来する成分の合計の含有量は、好ましくは２０体積％以上、より好ましくは２５体積％以上であり、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４５体積％以下である。上記の合計の含有量が、上記下限以上及び上記上限以下であると、熱伝導性をより一層効果的に高めることができ、接着性をより一層効果的に高めることができる。上記熱硬化性化合物と上記熱硬化剤との含有量比は、熱硬化性化合物が硬化するように適宜選択される。
上記熱硬化性化合物が良好に硬化するように、上記熱硬化剤の含有量は適宜選択される。上記熱硬化性化合物１００重量部に対して、上記熱硬化剤の含有量は、好ましくは１重量部以上、より好ましくは３重量部以上であり、好ましくは５０重量部以下、より好ましくは３０重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が、上記下限以上であると、熱硬化性化合物を十分に硬化させることがより一層容易になる。上記熱硬化剤の含有量が、上記上限以下であると、硬化に関与しない余剰な熱硬化剤が発生し難くなる。このため、硬化物の耐熱性及び接着性がより一層高くなる。
（他の成分）
上記樹脂材料は、上述した成分の他に、硬化促進剤、分散剤、キレート剤、酸化防止剤等の樹脂シート、及び硬化性シートに一般に用いられる他の成分を含んでいてもよい。また、上記樹脂材料は、樹脂シート等の成形性を向上させるためにポリマー成分を含んでいてもよい。上記ポリマー成分としては、ポリイミド等が挙げられる。また、上記樹脂材料は、溶剤を含んでいてもよい。樹脂シート等におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、上記樹脂材料１００重量％中の上記溶剤の含有量は、５重量％以下であることが好ましい。
上記樹脂材料は、上述した成分の他に、硬化促進剤、分散剤、キレート剤、酸化防止剤等の樹脂シート、及び硬化性シートに一般に用いられる他の成分を含んでいてもよい。また、上記樹脂材料は、樹脂シート等の成形性を向上させるためにポリマー成分を含んでいてもよい。上記ポリマー成分としては、ポリイミド等が挙げられる。また、上記樹脂材料は、溶剤を含んでいてもよい。樹脂シート等におけるボイドの発生をより一層抑制する観点からは、上記樹脂材料１００重量％中の上記溶剤の含有量は、５重量％以下であることが好ましい。
（樹脂材料の他の詳細）
上記樹脂材料は、ペーストであってもよく、硬化性ペーストであってもよい。上記樹脂材料は、樹脂シートであってもよく、硬化性シートであってもよい。上記樹脂材料が硬化性成分を含む場合には、上記樹脂材料を硬化させることにより硬化物を得ることができる。上記硬化物は、上記樹脂材料の硬化物であり、上記樹脂材料により形成されている。
上記樹脂材料は、ペーストであってもよく、硬化性ペーストであってもよい。上記樹脂材料は、樹脂シートであってもよく、硬化性シートであってもよい。上記樹脂材料が硬化性成分を含む場合には、上記樹脂材料を硬化させることにより硬化物を得ることができる。上記硬化物は、上記樹脂材料の硬化物であり、上記樹脂材料により形成されている。
接着性及び熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記樹脂材料は、２層以上の樹脂シートを積層して、作製したものであってもよい。また、２層以上の樹脂シートのうち、１層以上が、本発明に係る樹脂材料であってもよい。
上記樹脂材料の製造方法は、上記第１の無機粒子と、上記第２の無機粒子と、上記第３の無機粒子と、上記バインダー樹脂とを配合する工程を備える。上記工程において、上記第１の無機粒子と、上記第２の無機粒子と、上記第３の無機粒子と、上記バインダー樹脂とを配合する方法は、従来公知の混合方法を用いることができ、特に限定されない。上記第１の無機粒子と、上記第２の無機粒子と、上記第３の無機粒子と、上記バインダー樹脂とを配合する方法としては、ホモディスパー型攪拌機で混練する方法等が挙げられる。
（積層体の他の詳細）
本発明に係る積層体は、熱伝導体と、絶縁層と、導電層とを備える。上記絶縁層は、上記熱伝導体の一方の表面に積層されている。上記導電層は、上記絶縁層の上記熱伝導体とは反対側の表面に積層されている。上記熱伝導体の他方の表面にも、上記絶縁層が積層されていてもよい。本発明に係る積層体では、上記絶縁層の材料は、上述した樹脂材料である。本発明に係る積層体では、上記絶縁層は、上述した樹脂材料の硬化物であることが好ましい。上記硬化物は、上記樹脂材料をプレス等を用いて加熱及び加圧処理をすることにより得られてもよい。プレス時は必ずしも真空でなくてもよい。
本発明に係る積層体は、熱伝導体と、絶縁層と、導電層とを備える。上記絶縁層は、上記熱伝導体の一方の表面に積層されている。上記導電層は、上記絶縁層の上記熱伝導体とは反対側の表面に積層されている。上記熱伝導体の他方の表面にも、上記絶縁層が積層されていてもよい。本発明に係る積層体では、上記絶縁層の材料は、上述した樹脂材料である。本発明に係る積層体では、上記絶縁層は、上述した樹脂材料の硬化物であることが好ましい。上記硬化物は、上記樹脂材料をプレス等を用いて加熱及び加圧処理をすることにより得られてもよい。プレス時は必ずしも真空でなくてもよい。
熱伝導体：
上記熱伝導体の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記熱伝導体としては、適宜の熱伝導体を用いることができる。上記熱伝導体は、金属材を用いることが好ましい。上記金属材としては、金属箔及び金属板等が挙げられる。上記熱伝導体は、上記金属箔又は上記金属板であることが好ましく、上記金属板であることがより好ましい。
上記熱伝導体の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。上記熱伝導体としては、適宜の熱伝導体を用いることができる。上記熱伝導体は、金属材を用いることが好ましい。上記金属材としては、金属箔及び金属板等が挙げられる。上記熱伝導体は、上記金属箔又は上記金属板であることが好ましく、上記金属板であることがより好ましい。
上記金属材の材料としては、アルミニウム、銅、金、銀、及びグラファイトシート等が挙げられる。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、上記金属材の材料は、アルミニウム、銅、又は金であることが好ましく、アルミニウム又は銅であることがより好ましい。
導電層：
上記導電層を形成するための金属は特に限定されない。上記金属としては、例えば、金、銀、パラジウム、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ素、タングステン、モリブデン及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）及びはんだ等が挙げられる。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、アルミニウム、銅又は金であることが好ましく、アルミニウム又は銅であることがより好ましい。
上記導電層を形成するための金属は特に限定されない。上記金属としては、例えば、金、銀、パラジウム、銅、白金、亜鉛、鉄、錫、鉛、アルミニウム、コバルト、インジウム、ニッケル、クロム、チタン、アンチモン、ビスマス、タリウム、ゲルマニウム、カドミウム、ケイ素、タングステン、モリブデン及びこれらの合金等が挙げられる。また、上記金属としては、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）及びはんだ等が挙げられる。熱伝導性をより一層効果的に高める観点からは、アルミニウム、銅又は金であることが好ましく、アルミニウム又は銅であることがより好ましい。
上記導電層を形成する方法は特に限定されない。上記導電層を形成する方法としては、例えば、無電解めっきによる方法、電気めっきによる方法、並びに、上記絶縁層と金属箔とを加熱圧着する方法等が挙げられる。導電層の形成が簡便であるので、上記絶縁層と金属箔とを加熱圧着する方法が好ましい。
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂材料を用いて得られる積層体を模式的に示す断面図である。なお、図１では、図示の便宜上、実際の大きさ及び厚みとは異なっている。
図１に示す積層体１は、絶縁層２と、導電層３と、熱伝導体４とを備える。絶縁層２、導電層３及び熱伝導体４は、上述した絶縁層、導電層及び熱伝導体である。
絶縁層２は、一方の表面（第１の表面）２ａと、他方の表面（第２の表面）２ｂとを有する。導電層３は、一方の表面（第１の表面）３ａと、他方の表面（第２の表面）３ｂとを有する。熱伝導体４は、一方の表面（第１の表面）４ａと、他方の表面（第２の表面）４ｂとを有する。
絶縁層２の一方の表面（第１の表面）２ａ側に、導電層３が積層されている。絶縁層２の他方の表面（第２の表面）２ｂ側に、熱伝導体４が積層されている。導電層３の他方の表面（第２の表面）３ｂ側に、絶縁層２が積層されている。熱伝導体４の一方の表面（第１の表面）４ａ側に、絶縁層２が積層されている。導電層３と熱伝導体４との間に絶縁層２が配置されている。
上記積層体の製造方法は、特に限定されない。上記積層体の製造方法としては、上記熱伝導体と、上記絶縁層と、上記導電層とを積層し、真空プレス等により加熱圧着する方法等が挙げられる。
本実施形態に係る積層体１では、絶縁層２は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子１１を含む。絶縁層２は、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子１２を含む。絶縁層２は、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子１３を含む。絶縁層２は、硬化物部１４を含む。第１の無機粒子１１、第２の無機粒子１２及び第３の無機粒子１３は、上述した第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子である。
本実施形態に係る積層体１では、上記バインダー樹脂は、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含む。硬化物部１４は、上記バインダー樹脂が硬化した部分である。硬化物部１４は、上記バインダー樹脂を硬化させることにより得られる。硬化物部１４は、熱硬化性化合物及び熱硬化剤を含むバインダー樹脂が硬化した部分であってもよい。
上記積層体は、熱伝導性及び機械的強度等が高いことが求められる様々な用途に用いることができる。上記積層体は、例えば、電子機器において、発熱部品と放熱部品との間に配置されて用いられる。例えば、上記積層体は、ＣＰＵとフィンとの間に設置される放熱体、又は電気自動車のインバーター等で利用されるパワーカードの放熱体として用いられる。また、上記積層体の導電層をエッチング等の手法により回路形成することで、上記積層体を絶縁回路基板として用いることができる。
以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を明らかにする。本発明は以下の実施例に限定されない。
バインダー樹脂（熱硬化性化合物）：
（１）三菱化学社製「エピコート８２８ＵＳ」、エポキシ化合物
（２）日本化薬社製「ＮＣ－３０００」、エポキシ化合物
（３）ＤＩＣ社製「ＨＰ－４０３２Ｄ」、ナフタレン型エポキシ化合物
（１）三菱化学社製「エピコート８２８ＵＳ」、エポキシ化合物
（２）日本化薬社製「ＮＣ－３０００」、エポキシ化合物
（３）ＤＩＣ社製「ＨＰ－４０３２Ｄ」、ナフタレン型エポキシ化合物
バインダー樹脂（熱硬化剤）：
（１）東京化成工業社製「ジシアンジアミド」
（２）四国化成工業社製「２ＭＺＡ－ＰＷ」、イソシアヌル変性固体分散型イミダゾール
（３）シアネートエステル化合物含有液（ロンザジャパン社製「ＢＡ－３０００Ｓ」、固形分７５重量％（下記の表２に示す配合量には固形分量を記載した。））
（１）東京化成工業社製「ジシアンジアミド」
（２）四国化成工業社製「２ＭＺＡ－ＰＷ」、イソシアヌル変性固体分散型イミダゾール
（３）シアネートエステル化合物含有液（ロンザジャパン社製「ＢＡ－３０００Ｓ」、固形分７５重量％（下記の表２に示す配合量には固形分量を記載した。））
バインダー樹脂（硬化促進剤）：
（１）イミダゾール化合物（２－フェニル－４－メチルイミダゾール、四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ」、アニオン性硬化促進剤）
（１）イミダゾール化合物（２－フェニル－４－メチルイミダゾール、四国化成工業社製「２Ｐ４ＭＺ」、アニオン性硬化促進剤）
無機粒子：
（１）昭和電工社製「ＡＳ－５０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７８（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（２）昭和電工社製「ＡＳ－４０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７７（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（３）昭和電工社製「ＡＳ－３０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７８（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（４）昭和電工社製「ＣＢ－Ｐ０２」、平均粒子径２μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９８（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（５）昭和電工社製「ＣＢ－Ｐ１５」、平均粒子径１６μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（６）マイクロン社製「ＡＸ１０－７５」、平均粒子径８μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（７）昭和電工社製「ＣＢ－Ａ４０」、平均粒子径４０μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（８）昭和電工社製「ＵＨＰ－Ｇ１Ｈ」、平均長径（一次粒子）４μｍ、平均アスペクト比７（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（９）モメンティブ社製「ＰＴＸ６０」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比１２（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１０）モメンティブ社製「ＰＴＸ２５」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比１２（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１１）水島合金鉄社製「ＨＰ－４０」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比７（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１２）モメンティブ社製「ＰＴ１００」、平均長径（一次粒子）１３μｍ、平均アスペクト比１６（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素
（１）昭和電工社製「ＡＳ－５０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７８（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（２）昭和電工社製「ＡＳ－４０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７７（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（３）昭和電工社製「ＡＳ－３０」、平均粒子径９μｍ、平均アスペクト比１．２（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．７８（平均円形度は０．９０以下）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（４）昭和電工社製「ＣＢ－Ｐ０２」、平均粒子径２μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９８（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（５）昭和電工社製「ＣＢ－Ｐ１５」、平均粒子径１６μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（６）マイクロン社製「ＡＸ１０－７５」、平均粒子径８μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９（平均円形度は０．９５以上）、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（７）昭和電工社製「ＣＢ－Ａ４０」、平均粒子径４０μｍ、平均アスペクト比１．０（平均アスペクト比は２以下）、平均円形度０．９９、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ、酸化アルミニウム
（８）昭和電工社製「ＵＨＰ－Ｇ１Ｈ」、平均長径（一次粒子）４μｍ、平均アスペクト比７（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（９）モメンティブ社製「ＰＴＸ６０」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比１２（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１０）モメンティブ社製「ＰＴＸ２５」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比１２（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１１）水島合金鉄社製「ＨＰ－４０」、平均長径（一次粒子）７μｍ、平均アスペクト比７（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素凝集粒子
（１２）モメンティブ社製「ＰＴ１００」、平均長径（一次粒子）１３μｍ、平均アスペクト比１６（平均アスペクト比は２を超える）、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ、窒化ホウ素
（無機粒子の平均アスペクト比）
無機粒子の平均アスペクト比を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均アスペクト比を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均アスペクト比の測定方法：
無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、任意に選択された５０個の各無機粒子の長径／短径を測定し、平均値を算出することにより求めた。
無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、任意に選択された５０個の各無機粒子の長径／短径を測定し、平均値を算出することにより求めた。
（無機粒子の平均円形度）
無機粒子の円形度を以下のようにして測定した。
無機粒子の円形度を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均円形度の測定方法：
無機粒子と熱硬化性樹脂等とを混合して作製した積層体断面の電子顕微鏡画像から任意に選択された無機粒子の断面積（Ｓ）及び周囲長（Ｌ）を測定し、下記の式（１）により算出した。５０個の無機粒子の円形度を平均して、円形度の平均を求めた。
無機粒子と熱硬化性樹脂等とを混合して作製した積層体断面の電子顕微鏡画像から任意に選択された無機粒子の断面積（Ｓ）及び周囲長（Ｌ）を測定し、下記の式（１）により算出した。５０個の無機粒子の円形度を平均して、円形度の平均を求めた。
円形度＝［４πＳ／Ｌ２］ 式（１）
（無機粒子の平均粒子径）
無機粒子の平均粒子径を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均粒子径を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均粒子径の測定方法：
堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定し、無機粒子の累積体積が５０％であるときの無機粒子の粒子径（ｄ５０）の値を算出した。
堀場製作所社製「レーザー回折式粒度分布測定装置」を用いて測定し、無機粒子の累積体積が５０％であるときの無機粒子の粒子径（ｄ５０）の値を算出した。
（無機粒子の平均長径）
無機粒子の平均長径を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均長径を以下のようにして測定した。
無機粒子の平均長径の測定方法：
無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、任意に選択した５０個の無機粒子の長径を測定し、平均値を算出した。
無機粒子と硬化性樹脂とを混合し、硬化させて作製したシート又は積層体の断面を電子顕微鏡又は光学顕微鏡にて観察し、任意に選択した５０個の無機粒子の長径を測定し、平均値を算出した。
（実施例１～１０及び比較例１～４）
（１）樹脂材料の作製
下記の表１～４に示す成分を下記の表１～４に示す配合量で配合し、遊星式攪拌機を用いて５００ｒｐｍで２５分間攪拌することにより、樹脂材料を得た。
（１）樹脂材料の作製
下記の表１～４に示す成分を下記の表１～４に示す配合量で配合し、遊星式攪拌機を用いて５００ｒｐｍで２５分間攪拌することにより、樹脂材料を得た。
（２）積層体の作製
得られた樹脂材料を離型ＰＥＴシート（厚み５０μｍ）上に、厚み３５０μｍになるように塗工し、９０℃のオーブン内で１０分間乾燥して硬化性シート（絶縁層）を形成した。その後、離型ＰＥＴシートを剥がして、硬化性シート（絶縁層）の両面を、銅箔とアルミニウム板とで挟み、温度２００℃、圧力１２ＭＰａの条件で真空プレスすることにより積層体を作製した。
得られた樹脂材料を離型ＰＥＴシート（厚み５０μｍ）上に、厚み３５０μｍになるように塗工し、９０℃のオーブン内で１０分間乾燥して硬化性シート（絶縁層）を形成した。その後、離型ＰＥＴシートを剥がして、硬化性シート（絶縁層）の両面を、銅箔とアルミニウム板とで挟み、温度２００℃、圧力１２ＭＰａの条件で真空プレスすることにより積層体を作製した。
（評価）
（１）第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子の有無
得られた樹脂材料において、第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子が配合されているか否かを確認した。第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子の有無を以下の基準で判定した。
（１）第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子の有無
得られた樹脂材料において、第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子が配合されているか否かを確認した。第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子の有無を以下の基準で判定した。
［第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子の有無の判定基準］
○：樹脂材料中に、第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子が配合されている
×：樹脂材料中に、第１の無機粒子、第２の無機粒子又は第３の無機粒子が配合されていない
○：樹脂材料中に、第１の無機粒子、第２の無機粒子及び第３の無機粒子が配合されている
×：樹脂材料中に、第１の無機粒子、第２の無機粒子又は第３の無機粒子が配合されていない
（２）熱伝導率
得られた積層体を１ｃｍ角にカットした後、両面にカーボンブラックをスプレーすることで測定サンプルを作製した。得られた測定サンプルを用いて、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を算出した。熱伝導率は、比較例１の値を１．０とした相対値を算出し、以下の基準で判定した。
得られた積層体を１ｃｍ角にカットした後、両面にカーボンブラックをスプレーすることで測定サンプルを作製した。得られた測定サンプルを用いて、レーザーフラッシュ法により熱伝導率を算出した。熱伝導率は、比較例１の値を１．０とした相対値を算出し、以下の基準で判定した。
［熱伝導率の判定基準］
○○：熱伝導率が１．３以上
○：熱伝導率が１．１を超え１．３未満
△：比較例１（１．０）、又は熱伝導率が比較例１（１．０）と同等（同等とは、０．９倍から１．１倍の範囲を意味する）
×：熱伝導率が０．９未満
○○：熱伝導率が１．３以上
○：熱伝導率が１．１を超え１．３未満
△：比較例１（１．０）、又は熱伝導率が比較例１（１．０）と同等（同等とは、０．９倍から１．１倍の範囲を意味する）
×：熱伝導率が０．９未満
（３）９０度ピール強度（引きはがし強さ）
得られた積層体を５０ｍｍ×１２０ｍｍの大きさに切り出して、テストサンプルを得た。得られたテストサンプルの中央幅１０ｍｍの銅箔が残るように銅箔をはがし、中央幅１０ｍｍの銅箔に対して、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に準拠して、銅箔の引きはがし強さを測定した。ピール強度測定装置としては、オリエンテック社製「テンシロン万能試験機」を用いた。２０個のテストサンプルについて、銅箔の引きはがし強さを測定した。２０個のテストサンプルにおける銅箔の引きはがし強さの測定値の平均値を、９０度ピール強度とした。９０度ピール強度は、比較例１の値を１．０とした相対値を算出し、以下の基準で判定した。
得られた積層体を５０ｍｍ×１２０ｍｍの大きさに切り出して、テストサンプルを得た。得られたテストサンプルの中央幅１０ｍｍの銅箔が残るように銅箔をはがし、中央幅１０ｍｍの銅箔に対して、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に準拠して、銅箔の引きはがし強さを測定した。ピール強度測定装置としては、オリエンテック社製「テンシロン万能試験機」を用いた。２０個のテストサンプルについて、銅箔の引きはがし強さを測定した。２０個のテストサンプルにおける銅箔の引きはがし強さの測定値の平均値を、９０度ピール強度とした。９０度ピール強度は、比較例１の値を１．０とした相対値を算出し、以下の基準で判定した。
［９０度ピール強度（引きはがし強さ）の判定基準］
○○：９０度ピール強度が１．３以上
○：９０度ピール強度が１．０を超え１．３未満
△：比較例１（１．０）
×：９０度ピール強度が１．０未満
○○：９０度ピール強度が１．３以上
○：９０度ピール強度が１．０を超え１．３未満
△：比較例１（１．０）
×：９０度ピール強度が１．０未満
（４）絶縁破壊強度
得られた積層体における銅箔をエッチングすることにより、直径２ｃｍの円形に銅箔をパターニングして、テストサンプルを得た。耐電圧試験機（ＥＴＥＣＨ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＭＯＤＥＬ７４７３」）を用いて、テストサンプル間に０．３３ｋＶ／秒の速度で電圧が上昇するように、温度２５℃にて交流電圧を印加した。テストサンプルに１０ｍＡの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をテストサンプルの厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で判定した。
得られた積層体における銅箔をエッチングすることにより、直径２ｃｍの円形に銅箔をパターニングして、テストサンプルを得た。耐電圧試験機（ＥＴＥＣＨ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製「ＭＯＤＥＬ７４７３」）を用いて、テストサンプル間に０．３３ｋＶ／秒の速度で電圧が上昇するように、温度２５℃にて交流電圧を印加した。テストサンプルに１０ｍＡの電流が流れた電圧を絶縁破壊電圧とした。絶縁破壊電圧をテストサンプルの厚みで除算することで規格化し、絶縁破壊強度を算出した。絶縁破壊強度を以下の基準で判定した。
［絶縁破壊強度の判定基準］
○○：６０ｋＶ／ｍｍ以上
○：４５ｋＶ／ｍｍ以上６０ｋＶ／ｍｍ未満
×：４５ｋＶ／ｍｍ未満
○○：６０ｋＶ／ｍｍ以上
○：４５ｋＶ／ｍｍ以上６０ｋＶ／ｍｍ未満
×：４５ｋＶ／ｍｍ未満
（５）長期絶縁信頼性
上記の（４）と同様にして、２０個のテストサンプルを得た。得られた２０個のテストサンプルを用いて、テストサンプル間に３ｋＶの交流電圧を、温度８５℃及び湿度８５％の環境下で１０００時間印加して、絶縁破壊が発生するか否かを評価した。長期絶縁信頼性を以下の基準で判定した。
上記の（４）と同様にして、２０個のテストサンプルを得た。得られた２０個のテストサンプルを用いて、テストサンプル間に３ｋＶの交流電圧を、温度８５℃及び湿度８５％の環境下で１０００時間印加して、絶縁破壊が発生するか否かを評価した。長期絶縁信頼性を以下の基準で判定した。
［長期絶縁信頼性の判定基準］
○：絶縁破壊が発生したテストサンプルが０個
△：絶縁破壊が発生したテストサンプルが１個以上１０個未満
×：絶縁破壊が発生したテストサンプルが１０個以上
○：絶縁破壊が発生したテストサンプルが０個
△：絶縁破壊が発生したテストサンプルが１個以上１０個未満
×：絶縁破壊が発生したテストサンプルが１０個以上
結果を下記の表１～４に示す。
１…積層体
２…絶縁層
２ａ…一方の表面（第１の表面）
２ｂ…他方の表面（第２の表面）
３…導電層
３ａ…一方の表面（第１の表面）
３ｂ…他方の表面（第２の表面）
４…熱伝導体
４ａ…一方の表面（第１の表面）
４ｂ…他方の表面（第２の表面）
１１…第１の無機粒子
１２…第２の無機粒子
１３…第３の無機粒子
１４…硬化物部（バインダー樹脂が硬化した部分）
２…絶縁層
２ａ…一方の表面（第１の表面）
２ｂ…他方の表面（第２の表面）
３…導電層
３ａ…一方の表面（第１の表面）
３ｂ…他方の表面（第２の表面）
４…熱伝導体
４ａ…一方の表面（第１の表面）
４ｂ…他方の表面（第２の表面）
１１…第１の無機粒子
１２…第２の無機粒子
１３…第３の無機粒子
１４…硬化物部（バインダー樹脂が硬化した部分）
Claims (10)
- 平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、
平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、
平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子と、
バインダー樹脂とを含み、
前記バインダー樹脂が、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含み、
前記第１の無機粒子及び前記第２の無機粒子がそれぞれ、絶縁性フィラーであり、
前記第１の無機粒子の材料が、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムを含み、
前記第２の無機粒子の材料が、酸化アルミニウムを含み、
前記第３の無機粒子が、凝集粒子を構成する一次粒子であり、
前記第３の無機粒子の材料が、窒化ホウ素である、樹脂材料。 - 前記第１の無機粒子と前記第２の無機粒子との合計１００体積％中、前記第１の無機粒子の含有量が、５体積％以上９５体積％以下である、請求項１に記載の樹脂材料。
- 前記第１の無機粒子と前記第２の無機粒子と前記第３の無機粒子との合計１００体積％中、前記第３の無機粒子の含有量が、３０体積％以上９０体積％以下である、請求項１又は２に記載の樹脂材料。
- 前記第３の無機粒子の平均アスペクト比が、１５以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の樹脂材料。
- 樹脂材料を、２００℃及び８０分間の加熱条件、かつ、１２ＭＰａの加圧条件で加熱及び加圧して、樹脂材料の硬化物を得たときに、
前記第１の無機粒子の平均粒子径及び前記第２の無機粒子の平均粒子径が、前記硬化物の厚みの４０％以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の樹脂材料。 - 前記第１の無機粒子の平均粒子径及び前記第２の無機粒子の平均粒子径が、３０μｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の樹脂材料。
- 前記第１の無機粒子の熱伝導率、前記第２の無機粒子の熱伝導率、又は前記第３の無機粒子の熱伝導率が、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である、請求項１～６のいずれか１項に記載の樹脂材料。
- 樹脂シートである、請求項１～７のいずれか１項に記載の樹脂材料。
- 請求項１～８のいずれか１項に記載の樹脂材料の製造方法であって、
平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である前記第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である前記第２の無機粒子と、平均アスペクト比が２を超える前記第３の無機粒子と、前記バインダー樹脂とを配合する工程を備える、樹脂材料の製造方法。 - 熱伝導体と、前記熱伝導体の一方の表面に積層された絶縁層と、前記絶縁層の前記熱伝導体とは反対側の表面に積層された導電層とを備え、
前記絶縁層の材料が、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９０以下である第１の無機粒子と、平均アスペクト比が２以下であり、かつ平均円形度が０．９５以上である第２の無機粒子と、平均アスペクト比が２を超える第３の無機粒子と、バインダー樹脂とを含み、
前記バインダー樹脂が、熱硬化性化合物と熱硬化剤とを含み、
前記第１の無機粒子及び前記第２の無機粒子がそれぞれ、絶縁性フィラーであり、
前記第１の無機粒子の材料が、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムを含み、
前記第２の無機粒子の材料が、酸化アルミニウムを含み、
前記第３の無機粒子が、凝集粒子を構成する一次粒子であり、
前記第３の無機粒子の材料が、窒化ホウ素である、積層体。
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