JP7352173B2 - Compositions, cured products, multilayer sheets, heat dissipation parts, and electronic parts - Google Patents

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Description

本発明は、組成物、硬化物、多層シート、放熱部品、並びに電子部品に関し、特に本発明の組成物は、半導体チップなどの電子部品と、配線基板、ヒートスプレッダー、ヒートシンクなどの放熱体との接着または電子部品同士の接着に使用できる組成物に関する。 The present invention relates to a composition, a cured product, a multilayer sheet, a heat dissipation component, and an electronic component. In particular, the composition of the present invention is suitable for use in electronic components such as semiconductor chips and heat dissipation bodies such as wiring boards, heat spreaders, and heat sinks. The present invention relates to a composition that can be used for adhesion or adhesion between electronic components.

近年、電子機器は高密度化が急速に進んでいる。電子機器に用いられる接着剤組成物は、最終的に接着剤として機器内に残留することが多いため、接着性、放熱性、耐熱性、絶縁性等の諸特性を満たすことが要求されている。 In recent years, electronic devices have rapidly become denser. Adhesive compositions used in electronic devices often end up remaining inside the device as an adhesive, so they are required to satisfy various properties such as adhesiveness, heat dissipation, heat resistance, and insulation. .

最近では、半導体素子として従来用いられていたシリコン(Si)ウエハに代わり、より電気特性の優れたGaN(窒化ガリウム)やSiC(炭化珪素)が注目されており、パワーデバイスなどの分野で使用が進んでいる。特にSiCは電気特性に優れているので、単位面積にかけられる電圧はSiよりも高くなり、それに伴い、単位面積にかかる温度も高くなる。従って、接着剤にも150℃、場合によっては200℃を超える高い耐熱性や熱を効率よく外部に放熱することが求められ、さらにその温度で長期間接着性を維持することのできる長期高温耐性が要求されている。 Recently, GaN (gallium nitride) and SiC (silicon carbide), which have better electrical properties, have been attracting attention in place of the silicon (Si) wafers traditionally used as semiconductor devices, and are being used in fields such as power devices. It's progressing. In particular, since SiC has excellent electrical properties, the voltage applied to the unit area is higher than that of Si, and the temperature applied to the unit area is accordingly higher. Therefore, adhesives are required to have high heat resistance of 150°C, and in some cases over 200°C, and to efficiently dissipate heat to the outside, as well as long-term high-temperature resistance to maintain adhesiveness at that temperature for a long period of time. is required.

これまでに、アクリル系共重合体などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を含有する半導体装置用接着シートやダイシングダイボンディングシートが高い耐湿信頼性や、高い温度サイクル性を示すことが開示されている。(例えば、特許文献1~2参照)。また、電子機器製造装置内で150℃等一定温度に保持することを目的として、例えば、300mm角以上の大型形状で、かつガラス板と金属板など異なる材質を貼りあわせる要求がある。このような要求に対し、これまでに、-20℃から150℃における高い温度サイクル性を有する電子機器用接着剤組成物が提案されている(特許文献3参照)。 To date, adhesive sheets for semiconductor devices and dicing die bonding sheets containing thermoplastic resins such as acrylic copolymers and thermosetting resins such as epoxy resins have shown high moisture resistance reliability and high temperature cycleability. is disclosed. (For example, see Patent Documents 1 and 2). Furthermore, in order to maintain a constant temperature such as 150° C. in electronic device manufacturing equipment, there is a demand for a large size, for example, 300 mm square or more, and for bonding different materials such as a glass plate and a metal plate. In response to such demands, adhesive compositions for electronic devices having high temperature cycleability from -20° C. to 150° C. have been proposed (see Patent Document 3).

特開平11-265960号公報(請求項1)JP-A-11-265960 (Claim 1) 特開2004-217793号公報(請求項1)JP2004-217793A (Claim 1) 特開2014-208782号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-208782

しかし、これら特許文献1~3に記載の接着剤組成物の熱伝導率は0.1~0.2W/mK程度と低く、放熱性の課題があった。放熱性向上の手法として、熱伝導フィラーを超高充填することにより高熱伝導化は可能であるが、樹脂よりも高弾性であるフィラーを超高充填することで、接着剤組成物が高弾性化し、温度サイクル性が低下する。 However, the thermal conductivity of the adhesive compositions described in these Patent Documents 1 to 3 is as low as about 0.1 to 0.2 W/mK, and there is a problem in heat dissipation. As a method for improving heat dissipation, high thermal conductivity can be achieved by ultra-highly filling a thermally conductive filler, but by ultra-highly filling a filler that is more elastic than resin, the adhesive composition becomes highly elastic. , the temperature cyclability decreases.

本発明は、上記諸欠点を解消して、高熱伝導性と低弾性を有する組成物、硬化物、放熱部材、電子部品を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned drawbacks and provides a composition, a cured product, a heat dissipating member, and an electronic component having high thermal conductivity and low elasticity.

上記課題を解決するため、本発明は次の構成を有する。
<1>樹脂又は樹脂前駆体、並びに、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーを含む組成物であって、
前記樹脂は、ポリイミド樹脂を含み、
前記フィラーは、アスペクト比(最大長さの平均値/最小長さの平均値)が1.0~1.9のフィラー(以下、アスペクト比が1.0~1.9のフィラーを、(A)と記す)、及び、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラー(以下、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラーを、(B)と記す)を含み、
(A)と(B)の体積比率が、(A):(B)=95:5~55:45であり、(A)と(B)の体積比率の合計である総体積率が、15体積%~80体積%である、組成物。
<2>
シランカップリング剤を含む、<1>に記載の組成物。
<3>
前記フィラーは、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種である、<1>または<2>に記載の組成物。
<4>
前記(A)は、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びベーマイトからなる群より選拓される少なくとも1種であり、
前記(B)は、窒化アルミニウムである、<1>~<3>のいずれかに記載の組成物。
<5>
前記(A)の平均粒径D50は、1.0μm~100.0μmである、<1>~<4>のいずれかに記載の組成物。
<6>
前記樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれかに記載の組成物。
<7>
前記ポリイミド樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するジアミン残基を、全ジアミン残基100モル%中60モル%以上含有するポリイミド樹脂である、<1>~<6>のいずれかに記載の組成物。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
<1> A composition comprising a resin or a resin precursor and a filler with a thermal conductivity of 1 W/mK or more,
The resin includes a polyimide resin,
The filler has an aspect ratio (average maximum length/average minimum length) of 1.0 to 1.9 (hereinafter, filler with an aspect ratio of 1.0 to 1.9 is referred to as (A ), and fillers with an aspect ratio of 2 or more and an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm (hereinafter referred to as fillers with an aspect ratio of 2 or more and an average maximum length of 10.5 to 200 μm) 0 μm filler (denoted as (B)),
The volume ratio of (A) and (B) is (A):(B)=95:5 to 55:45, and the total volume ratio, which is the sum of the volume ratios of (A) and (B), is 15 % to 80% by volume.
<2>
The composition according to <1>, containing a silane coupling agent.
<3>
The filler is at least one member selected from the group consisting of alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. 1> or the composition described in <2>.
<4>
(A) is at least one selected from the group consisting of alumina, silica, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and boehmite,
The composition according to any one of <1> to <3>, wherein (B) is aluminum nitride.
<5>
The composition according to any one of <1> to <4>, wherein the average particle size D50 of (A) is 1.0 μm to 100.0 μm.
<6>
The composition according to any one of <1> to <5>, wherein the resin includes at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin, acrylic resin, and polyamideimide resin. thing.
<7>
The polyimide resin is a polyimide resin containing 60 mol% or more of diamine residues having a structure represented by the following general formula (1) out of 100 mol% of the total diamine residues, <1> to <6>. The composition according to any one of the above.

Figure 0007352173000001
Figure 0007352173000001

(一般式(1)中、mは10以上の整数を示す。RおよびRは同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキレン基またはアリーレン基を示す。アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は炭素数1~30のアルキル基を示す。R~Rはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキル基、フェニル基またはフェノキシ基を示す。)
<8>
形状がシート状である、<1>~<7>のいずれかに記載のシート状組成物。
<9>
<1>~<8>のいずれかに記載の組成物からなる硬化物。
<10>
25℃での熱伝導率が0.3~10W/mKであり、-70℃での弾性率が0.01~100MPaである、<9>に記載の硬化物。
<11>
絶縁耐圧が5kV/mm以上である、<9>又は<10>に記載の硬化物。
<12>
<8>に記載の組成物又は<9>~<11>のいずれかに記載の硬化物、並びに、接着層を有する多層シート。
<13>
<1>~<8>のいずれかに記載の組成物、<9>~<11>のいずれかに記載の硬化物、又は<12>に記載の多層シートを含む、放熱部品。
<14>
<1>~<8>のいずれかに記載の組成物、<9>~<11>のいずれかに記載の硬化物、又は<12>に記載の多層シートを含む、電子部品。
(In the general formula (1), m represents an integer of 10 or more. R 5 and R 6 may be the same or different and represent an alkylene group or an arylene group having 1 to 30 carbon atoms. The arylene group is a substituent The substituent represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. R 1 to R 4 may be the same or different, and each of R 1 to R 4 may have an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a phenoxy group. (indicates the group)
<8>
The sheet-like composition according to any one of <1> to <7>, which has a sheet-like shape.
<9>
A cured product comprising the composition according to any one of <1> to <8>.
<10>
The cured product according to <9>, which has a thermal conductivity of 0.3 to 10 W/mK at 25°C and an elastic modulus of 0.01 to 100 MPa at -70°C.
<11>
The cured product according to <9> or <10>, which has a dielectric strength of 5 kV/mm or more.
<12>
A multilayer sheet comprising the composition according to <8> or the cured product according to any one of <9> to <11>, and an adhesive layer.
<13>
A heat dissipating component comprising the composition according to any one of <1> to <8>, the cured product according to any one of <9> to <11>, or the multilayer sheet according to <12>.
<14>
An electronic component comprising the composition according to any one of <1> to <8>, the cured product according to any one of <9> to <11>, or the multilayer sheet according to <12>.

本発明により、低弾性、高熱伝導性を有する組成物、硬化物、多層シート、放熱部品、及び電子部品を提供することができる。 The present invention can provide compositions, cured products, multilayer sheets, heat dissipation components, and electronic components that have low elasticity and high thermal conductivity.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the constituent elements (including elemental steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to numerical values and their ranges, and they do not limit the present invention.

本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。 In this specification, the term "process" includes not only processes that are independent from other processes, but also processes that cannot be clearly distinguished from other processes, as long as the purpose of the process is achieved. It will be done.

本明細書において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。 In this specification, the numerical range indicated using "~" includes the numerical values written before and after "~" as the minimum value and maximum value, respectively.

本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。 In the numerical ranges described step by step in this specification, the upper limit value or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or lower limit value of another numerical range described step by step. good. Further, in the numerical ranges described in this specification, the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the value shown in the Examples.

本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。 In this specification, if there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the content of each component in the composition refers to the total content of the multiple types of substances present in the composition. It means the content rate of

本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。 In this specification, the term "layer" includes cases where the layer is formed in the entire area when observing the area where the layer exists, as well as cases where the layer is formed only in a part of the area. Also included.

本明細書において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。 As used herein, the term "laminate" refers to stacking layers, and two or more layers may be bonded, or two or more layers may be removable.


<組成物>
本発明の組成物は、樹脂、並びに、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーを含む組成物であって、前記樹脂はポリイミド樹脂を含み、前記フィラーは、アスペクト比(最大長さの平均値/最小長さの平均値)が1.0~1.9のフィラー(以下、アスペクト比が1.0~1.9のフィラーを、(A)と記す)、及び、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラー(以下、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラーを、(B)と記す)を含み、(A)と(B)の体積比率が、(A):(B)=95:5~55:45であり、(A)と(B)の体積比率の合計である総体積率が、15体積%~80体積%である、組成物である。

<Composition>
The composition of the present invention is a composition containing a resin and a filler having a thermal conductivity of 1 W/mK or more, the resin containing a polyimide resin, and the filler having an aspect ratio (average maximum length). / average value of minimum length) is 1.0 to 1.9 (hereinafter, a filler with an aspect ratio of 1.0 to 1.9 will be referred to as (A)), and an aspect ratio of 2 or more, A filler with an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm (hereinafter, a filler with an aspect ratio of 2 or more and an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm is referred to as (B)). The volume ratio of (A) and (B) is (A):(B)=95:5 to 55:45, and the total volume ratio is the sum of the volume ratios of (A) and (B). , 15% to 80% by volume.

本発明の組成物は、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーとして、(A)及び(B)を組み合わせて含む。このようにすることで、組成物からなる硬化物の熱伝導性を向上させることができる。組成物の熱伝導率の観点から、フィラーの熱伝導率は10W/mK以上が好ましく、20W/mK以上がさらに好ましい。組成物中が熱伝導率1W/mK未満のフィラーしか含まない場合には、熱伝導の大幅な向上が困難となる。熱伝導率が1W/mK以上のフィラーの熱伝導率は、1W/mK以上でありさえすればその上限は特に限定されないが、現実的な上限は、5000W/mK程度である。なお、本発明の組成物は、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーとして(A)及び(B)をみさえすれば、熱伝導率が1W/mK未満のフィラーを含むことも可能である。 The composition of the present invention contains a combination of (A) and (B) as a filler having a thermal conductivity of 1 W/mK or more. By doing so, the thermal conductivity of the cured product made of the composition can be improved. From the viewpoint of the thermal conductivity of the composition, the thermal conductivity of the filler is preferably 10 W/mK or more, and more preferably 20 W/mK or more. If the composition contains only a filler with a thermal conductivity of less than 1 W/mK, it will be difficult to significantly improve thermal conductivity. The upper limit of the thermal conductivity of a filler having a thermal conductivity of 1 W/mK or more is not particularly limited as long as it is 1 W/mK or more, but a practical upper limit is about 5000 W/mK. Note that the composition of the present invention can also contain a filler with a thermal conductivity of less than 1 W/mK, as long as (A) and (B) are considered as fillers with a thermal conductivity of 1 W/mK or more.


前述のとおり、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーにおいて、アスペクト比が1.0~1.9のフィラーを(A)という。本発明の組成物の(A)のアスペクト比は、1.0~1.9であると樹脂又は樹脂前駆体の流動性の観点から好ましく、1.0~1.5であると、熱伝導異方性低減の観点からより好ましく、1.0~1.2であると、充填性の観点からさらに好ましい。

As mentioned above, among fillers having a thermal conductivity of 1 W/mK or more, a filler having an aspect ratio of 1.0 to 1.9 is referred to as (A). The aspect ratio of (A) in the composition of the present invention is preferably 1.0 to 1.9 from the viewpoint of fluidity of the resin or resin precursor, and 1.0 to 1.5 is preferable for thermal conductivity. It is more preferable from the viewpoint of reducing anisotropy, and 1.0 to 1.2 is even more preferable from the viewpoint of filling property.

前述のとおり、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーにおいて、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラーを、(B)という。本発明の組成物の(B)は、アスペクト比は2以上が好ましく、3以上が更に好ましい。熱伝導の観点から5以上がより好ましい。最大長さの平均値は10.5~200.0μmであると熱伝導の観点から好ましく、10.5~150.0μmであるとフィラーの高充填性の観点からより好ましく、10.5~100.0μmであるとフィラーの沈降の観点から更に好ましい。(B)のアスペクト比が2未満であるか、又は最大長さの平均値が10.5μm未満であると、熱伝導の向上効果が小さい。また(B)の最大長さの平均値が200μmよりも大きくなると、組成物の厚みを厚くする必要があり、低熱抵抗化が困難である。 As mentioned above, a filler with a thermal conductivity of 1 W/mK or more, an aspect ratio of 2 or more, and an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm is referred to as (B). The aspect ratio of (B) in the composition of the present invention is preferably 2 or more, more preferably 3 or more. From the viewpoint of heat conduction, 5 or more is more preferable. The average value of the maximum length is preferably 10.5 to 200.0 μm from the viewpoint of heat conduction, and more preferably 10.5 to 150.0 μm from the viewpoint of high filler filling property. 0 μm is more preferable from the viewpoint of filler sedimentation. If the aspect ratio of (B) is less than 2 or the average value of the maximum length is less than 10.5 μm, the effect of improving heat conduction is small. Moreover, if the average value of the maximum length of (B) is larger than 200 μm, it is necessary to increase the thickness of the composition, and it is difficult to lower the thermal resistance.


本発明の組成物は、(A)と(B)の体積比率が、(A):(B)=95:5~55:45であることが、高熱伝導と低弾性の観点から好ましい。本発明の組成物の(A)と(B)の体積比率は、(A):(B)=90:10~70:30であることがより好ましい。

In the composition of the present invention, it is preferable that the volume ratio of (A) and (B) is (A):(B)=95:5 to 55:45 from the viewpoint of high thermal conductivity and low elasticity. The volume ratio of (A) and (B) in the composition of the present invention is more preferably (A):(B)=90:10 to 70:30.

本発明の組成物は、(A)と(B)の体積比率の合計である総体積率が、15体積%~80体積%が好ましく、熱伝導率と流動性の観点から、20体積%~70体積%がより好ましく、25体積%~65体積%が更に好ましい。総体積率が15体積%未満であると、高熱伝導化が困難であり、80体積%より大きくなると、樹脂又は樹脂前駆体の流動性が低下し、組成物作製が困難となる。 In the composition of the present invention, the total volume fraction, which is the sum of the volume ratios of (A) and (B), is preferably from 15 volume % to 80 volume %, and from the viewpoint of thermal conductivity and fluidity, from 20 volume % to More preferably 70% by volume, and even more preferably 25% to 65% by volume. When the total volume fraction is less than 15% by volume, it is difficult to achieve high thermal conductivity, and when it is more than 80% by volume, the fluidity of the resin or resin precursor decreases, making it difficult to prepare the composition.


<フィラー>
本発明の組成物は、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーを含み、さらにこれらのフィラーとして、アスペクト比が1.0~1.9の(A)、並びに、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmの(B)を含む。

<Filler>
The composition of the present invention contains a filler having a thermal conductivity of 1 W/mK or more, and these fillers further include (A) having an aspect ratio of 1.0 to 1.9, and (A) having an aspect ratio of 2 or more, the maximum Contains (B) with an average length of 10.5 to 200.0 μm.

本発明においてアスペクト比とは、最大長さの平均値/最小長さの平均値、を意味するが、アスペクト比は、走査型電子顕微鏡(例えば、株式会社日立製作所製、商品名:FE-SEM S4700)を用いて、50個の粒子を観察して、最大長さの平均値及び最小長さの平均値を求め、得られた値より、(最大長さの平均値)÷(最小長さの平均値)によりアスペクト比を算出する。 In the present invention, the aspect ratio means the average value of the maximum length/the average value of the minimum length. S4700), observe 50 particles and find the average value of the maximum length and the average value of the minimum length. From the obtained values, (average value of maximum length) ÷ (minimum length The aspect ratio is calculated from the average value of

さらに本発明の組成物は、(A)及び(B)以外のその他のフィラーを含んでも良い。その他のフィラーは、(A)及び(B)のいずれにも該当しないフィラーを意味し、これに該当すれば無機フィラー、有機フィラー、導電フィラー、非導電フィラー等、特に限定されないが、銅、アルミニウム、銀、ダイヤモンド、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。 Furthermore, the composition of the present invention may contain fillers other than (A) and (B). Other fillers refer to fillers that do not fall under either (A) or (B), and include, but are not limited to, inorganic fillers, organic fillers, conductive fillers, non-conductive fillers, etc., such as copper, aluminum, etc. , silver, diamond, alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. is preferred.

熱伝導率が1W/mK以上のフィラーとしては、例えば、熱伝導率が1W/mK以上の無機成分などが挙げられ、その種類は特に限定されないが、熱伝導率はその成分に固有の値であるため、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーとしてはアルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1つであることが好ましい。 Examples of fillers with a thermal conductivity of 1 W/mK or more include inorganic components with a thermal conductivity of 1 W/mK or more, and the type thereof is not particularly limited, but the thermal conductivity is a value specific to the component. Therefore, fillers with a thermal conductivity of 1 W/mK or more include alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. It is preferable that at least one of the above is selected.


<フィラー (A)>
(A)の組成は、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びベーマイトからなる群より選択される少なくとも1種であることが絶縁性の観点からより好ましく、絶縁性及び熱伝導率の観点からアルミナ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムからなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましく、絶縁性、熱伝導率及び安定性の観点から、アルミナ及び/又は窒化アルミニウムであることが最も好ましい。

<Filler (A)>
The composition of (A) is not particularly limited, but is selected from the group consisting of alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. It is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, silica, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and boehmite, and more preferably at least one selected from the group consisting of alumina, silica, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide and boehmite. From the viewpoint of thermal conductivity, at least one member selected from the group consisting of alumina, aluminum nitride, zinc oxide, and magnesium oxide is more preferable, and from the viewpoint of insulation, thermal conductivity, and stability, alumina and/or Most preferred is aluminum nitride.

(A)はフィラーとして1つの原料フィラーを単独で用いても、2つ以上の原料フィラーを併用してもよい。(A)として2つ以上の原料フィラーを併用するとは、フィラーを購入して用いる場合には、熱伝導率が1W/mK以上で、アスペクト比が1.0~1.9である、異なる品番のフィラーを2つ以上用いることを言い、フィラーを製造して用いる場合には、熱伝導率が1W/mK以上で、アスペクト比が1.0~1.9である、2つ以上の異なる出発物質に対して同じ又は異なる製造条件で加工して得られた2つ以上のフィラーを用いる場合や、同じ出発物質に対して異なる製造条件で加工して得られた2つ以上のフィラーを用いる場合を言う。(A)として2つ以上の原料フィラーを併用することにより、例えば、粒子径D50が異なる原料フィラーを(A)として用いることができたり、結晶形が異なる原料フィラーを(A)として用いることができたり、アスペクト比が異なる原料フィラーを(A)として用いることができる。 In (A), one raw material filler may be used alone or two or more raw material fillers may be used in combination. (A) When using two or more raw material fillers together, when purchasing and using fillers, different product numbers with a thermal conductivity of 1 W/mK or more and an aspect ratio of 1.0 to 1.9 are used. This refers to the use of two or more fillers, and when the filler is manufactured and used, two or more different starting materials with a thermal conductivity of 1 W/mK or more and an aspect ratio of 1.0 to 1.9 are used. When using two or more fillers obtained by processing a substance under the same or different manufacturing conditions, or when using two or more fillers obtained by processing the same starting material under different manufacturing conditions. say. By using two or more raw material fillers as (A), for example, raw material fillers with different particle diameters D50 can be used as (A), or raw material fillers with different crystal shapes can be used as (A). Raw material fillers having different aspect ratios can be used as (A).


(A)の平均粒径D50は、特に制限されないが、1.0~100.0μmが好ましい。樹脂の流動性の観点から、(A)の平均粒径D50は20~80μmがさらに好ましい。(A)の平均粒径D50が0.1μm未満であると、樹脂の流動性の低下し、100μmを超えると、フィラーの沈降が発生することがあるため、(A)の平均粒径D50は1.0~100.0μmが好ましい。

The average particle diameter D50 of (A) is not particularly limited, but is preferably 1.0 to 100.0 μm. From the viewpoint of resin fluidity, the average particle diameter D50 of (A) is more preferably 20 to 80 μm. If the average particle size D50 of (A) is less than 0.1 μm, the fluidity of the resin will decrease, and if it exceeds 100 μm, sedimentation of the filler may occur. The thickness is preferably 1.0 to 100.0 μm.


<フィラー (B)>
(B)の組成は、特に限定されないが、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種であることが熱伝導率の観点からより好ましく、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも1種であることがさらに好ましく、絶縁性、熱伝導率及び安定性の観点から、窒化アルミニウムであることが特に好ましい。

<Filler (B)>
The composition of (B) is not particularly limited, but is selected from the group consisting of alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. The thermal conductivity is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, graphite, graphene, carbon nanotubes, and carbon fibers. It is more preferable from the viewpoint of thermal conductivity, and is even more preferable from the viewpoint of insulation, thermal conductivity, and stability. Therefore, aluminum nitride is particularly preferred.

(B)の形状は特に制限されず、ウィスカーのような針状、ファイバー状、板状、鱗片状などが挙げられる。 The shape of (B) is not particularly limited, and examples include whisker-like needles, fibers, plates, and scales.

具体的には、針状としては、例えば、窒化アルミニウムウィスカー等、鱗片状としては、例えば窒化ホウ素やグラファイト等が挙げられる。ファイバー状としては、例えば、カーボンファイバー、板状としては、例えばアルミナからなる板状粒子等が挙げられる。 Specifically, examples of the needle-like material include aluminum nitride whiskers, and examples of the scale-like material include boron nitride and graphite. Examples of the fiber-like material include carbon fiber, and examples of the plate-like material include plate-like particles made of alumina.

(B)はフィラーとして1つの原料フィラーを単独で用いても、2つ以上の原料フィラーを併用してもよい。(B)として2つ以上の原料フィラーを併用するとは、フィラーを購入して用いる場合には、熱伝導率が1W/mK以上、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmである、異なる品番のフィラーを2つ以上用いることを言い、フィラーを製造して用いる場合には、熱伝導率が1W/mK以上、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmである、2つ以上の異なる出発物質に対して同じ又は異なる製造条件で加工して得られた2つ以上のフィラーを用いる場合や、同じ出発物質に対して異なる製造条件で加工して得られた2つ以上のフィラーを用いる場合を言う。(B)として2つ以上の原料フィラーを併用することにより、例えば、粒子径D50が異なる原料フィラーを(B)として用いることができたり、結晶形が異なる原料フィラーを(B)として用いることができたり、アスペクト比が異なる原料フィラーを(B)として用いることができる。 In (B), one raw material filler may be used alone or two or more raw material fillers may be used in combination. (B) Using two or more raw material fillers together means that when fillers are purchased and used, the thermal conductivity is 1 W/mK or more, the aspect ratio is 2 or more, and the average value of the maximum length is 10.5. It refers to the use of two or more fillers of different product numbers with a diameter of ~200.0 μm. When manufacturing and using fillers, the fillers must have a thermal conductivity of 1 W/mK or more, an aspect ratio of 2 or more, and an average maximum length. When using two or more fillers obtained by processing two or more different starting materials with a value of 10.5 to 200.0 μm under the same or different manufacturing conditions, or when using the same starting material. This refers to the case where two or more fillers obtained by processing under different manufacturing conditions are used. By using two or more raw material fillers as (B), for example, raw material fillers with different particle diameters D50 can be used as (B), or raw material fillers with different crystal shapes can be used as (B). Raw material fillers having different aspect ratios can be used as (B).


<樹脂>
本発明の組成物には樹脂が含まれる。

<Resin>
The composition of the present invention includes a resin.

本発明の組成物は、樹脂としてポリイミド樹脂を含む。 The composition of the present invention contains a polyimide resin as the resin.

本発明の組成物中の樹脂は、ポリイミド樹脂を含みさえすれば特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 The resin in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it contains a polyimide resin, but at least one resin selected from the group consisting of an epoxy resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicone resin, an acrylic resin, and a polyamide-imide resin. Preferably, it contains seeds.

また本発明の組成物は、樹脂前駆体を含むことも好ましい。樹脂前駆体としては特に限定されず、モノマー、オリゴマー、ポリマーであっても良く、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1つの樹脂前駆体が好ましい。 It is also preferable that the composition of the present invention contains a resin precursor. The resin precursor is not particularly limited and may be a monomer, oligomer, or polymer, and at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin, acrylic resin, polyimide resin, and polyamideimide resin. One resin precursor is preferred.

本発明の組成物は樹脂としてポリイミド樹脂を含むが、その他の成分としては樹脂前駆体よりも樹脂を含むことがより好ましく、低温低弾性の観点からは、ポリイミド樹脂以外の樹脂は、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選択されることがより好ましい。また高接着の観点から、ポリイミド樹脂以外の樹脂は、エポキシ樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれることがより好ましい。低温低弾性、高接着の観点から、ポリイミド樹脂以外の樹脂は、これらを組み合わせた樹脂系がさらに好ましく、ポリイミド樹脂及びエポキシ樹脂を含有する樹脂であることがより好ましい。 Although the composition of the present invention contains a polyimide resin as a resin, it is more preferable to contain a resin rather than a resin precursor as other components.From the viewpoint of low-temperature and low elasticity, resins other than polyimide resin include urethane resin, More preferably, it is selected from the group consisting of silicone resins and acrylic resins. Further, from the viewpoint of high adhesion, the resin other than polyimide resin is more preferably selected from the group consisting of epoxy resin and polyamideimide resin. From the viewpoint of low-temperature low elasticity and high adhesion, the resin other than polyimide resin is more preferably a resin system that is a combination of these resins, and more preferably a resin containing a polyimide resin and an epoxy resin.

さらに樹脂として含まれるポリイミド樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するジアミン残基を、全ジアミン残基100モル%中60モル%以上含有するポリイミド樹脂であることが特に好ましい。 Further, the polyimide resin contained as the resin is particularly preferably a polyimide resin containing 60 mol % or more of diamine residues having a structure represented by the following general formula (1) out of 100 mol % of the total diamine residues.

Figure 0007352173000002
Figure 0007352173000002

(一般式(1)中、mは10以上の整数を示す。RおよびRは同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキレン基またはアリーレン基を示す。アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は炭素数1~30のアルキル基を示す。R~Rはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキル基、フェニル基またはフェノキシ基を示す。)
<ポリイミド樹脂>
ポリイミド樹脂は、重量平均分子量が5000以上であることが好ましい。重量平均分子量を5000以上にすることにより、本発明の組成物の靭性と柔軟性を向上させることができる。また重量平均分子量は1000000以下であるのが好ましい。重量平均分子量を1000000以下にすることにより、本発明の組成物中のフィラーの分散性を向上することができ、熱伝導性を向上することができる。
(In the general formula (1), m represents an integer of 10 or more. R 5 and R 6 may be the same or different and represent an alkylene group or an arylene group having 1 to 30 carbon atoms. The arylene group is a substituent The substituent represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. R 1 to R 4 may be the same or different, and each of R 1 to R 4 may have an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a phenoxy group. (indicates the group)
<Polyimide resin>
It is preferable that the polyimide resin has a weight average molecular weight of 5000 or more. By setting the weight average molecular weight to 5000 or more, the toughness and flexibility of the composition of the present invention can be improved. Moreover, it is preferable that the weight average molecular weight is 1,000,000 or less. By setting the weight average molecular weight to 1,000,000 or less, the dispersibility of the filler in the composition of the present invention can be improved, and the thermal conductivity can be improved.

重量平均分子量の測定方法としては、ポリイミド樹脂を溶解した溶液を用い、GPC装置によりポリスチレン換算で算出することができる。 As a method for measuring the weight average molecular weight, it can be calculated in terms of polystyrene using a GPC device using a solution in which a polyimide resin is dissolved.

<エポキシ樹脂>
本発明に用いられるエポキシ樹脂は、特に制限はないが、硬化後の組成物の弾性率を低くして、柔軟性を向上し、接触界面での接触熱抵抗を低減する観点から、シロキサン骨格を含有するエポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂として、信越化学(株)製のX-40-2695B、X-22-2046などが挙げられる。シロキサン骨格を含有しない柔軟なエポキシ樹脂として、三菱化学(株)製のYX7400、YX7110、YX7180、YX7105などが挙げられる。
<Epoxy resin>
The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of lowering the elastic modulus of the composition after curing, improving flexibility, and reducing contact thermal resistance at the contact interface, the epoxy resin has a siloxane skeleton. Epoxy resin containing is preferred. Examples of such epoxy resins include X-40-2695B and X-22-2046 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Examples of flexible epoxy resins that do not contain a siloxane skeleton include YX7400, YX7110, YX7180, and YX7105 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

本発明に用いられるエポキシ樹脂は、200℃以上の高温での耐熱性を高めて、200℃で長時間使用した後の組成物の脆弱化を防止して、剥離性を高める観点から、トリアジン骨格を含有するエポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂として、日産化学(株)製のTEPIC-PAS B26L、TEPIC-PAS B22、TEPIC-S、TEPIC-VL、TEPIC-FL、TEPIC-UCなどが挙げられる。 The epoxy resin used in the present invention has a triazine skeleton from the viewpoint of increasing heat resistance at high temperatures of 200°C or higher, preventing brittleness of the composition after long-term use at 200°C, and improving releasability. An epoxy resin containing is preferred. Examples of such epoxy resins include TEPIC-PAS B26L, TEPIC-PAS B22, TEPIC-S, TEPIC-VL, TEPIC-FL, and TEPIC-UC manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.

本発明に用いられるエポキシ樹脂は、熱伝導率を向上する観点から、結晶性のエポキシ樹脂が好ましい。結晶性のエポキシ樹脂とは、ビフェニル基、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、フェニルベンゾエート基、ベンズアニリド基などのメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂である。このようなエポキシ樹脂に対応する製品としては、三菱化学(株)製のJERYX4000、JERYX4000H、JERYX8800、JERYL6121H、JERYL6640、JERYL6677、JERYX7399や日本化薬(株)製のNC3000、NC3000H、NC3000L、CER-3000Lや新日鐵化学(株)製のYSLV-80XY、YDC1312やDIC(株)製のHP4032、HP4032D、HP4700などが挙げられる。 The epoxy resin used in the present invention is preferably a crystalline epoxy resin from the viewpoint of improving thermal conductivity. The crystalline epoxy resin is an epoxy resin having a mesogenic skeleton such as a biphenyl group, a naphthalene skeleton, an anthracene skeleton, a phenylbenzoate group, or a benzanilide group. Products compatible with such epoxy resins include JERYX4000, JERYX4000H, JERYX8800, JERYL6121H, JERYL6640, JERYL6677, and JERYX7399 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and NC3000, NC3000H, and NC300 manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. 0L, CER-3000L Examples include YSLV-80XY and YDC1312 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., and HP4032, HP4032D, and HP4700 manufactured by DIC Corporation.

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、フィラーの分散性を向上して、熱伝導率を向上させる観点からフルオレン骨格を有するエポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂として大阪ガスケミカル(株)製のPG100、CG500、CG300-M2、EG200,EG250などが挙げられる。 Further, the epoxy resin used in the present invention is preferably an epoxy resin having a fluorene skeleton from the viewpoint of improving the dispersibility of the filler and improving the thermal conductivity. Examples of such epoxy resins include PG100, CG500, CG300-M2, EG200, and EG250 manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、ポリイミドとの親和性が高く、ポリイミドとの架橋密度を向上し耐熱性を向上できる観点からグリシジルアミン型エポキシ樹脂が好ましい。このようなエポキシ樹脂として、三菱化学(株)製のJER630、JER630LSD、JER604などが挙げられる。 Moreover, the epoxy resin used in the present invention is preferably a glycidylamine type epoxy resin from the viewpoint of having high affinity with polyimide, improving crosslinking density with polyimide, and improving heat resistance. Examples of such epoxy resins include JER630, JER630LSD, and JER604 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、フィラーを分散させる時の粘度を低くする観点から、液状のエポキシ樹脂が好ましい。ここで液状のエポキシ樹脂とは、25℃、1.013×10N/mで150Pa・s以下の粘度を示すものであり、例えば、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、アルキレンオキサイド変性エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂などが挙げられる。このようなエポキシ樹脂に対応する製品としては、三菱化学(株)製のJER827、JER828、JER806、JER807、JER801N、JER802、YX7400、JER604、JER630、JER630LSDやDIC(株)製のエピクロン840S、エピクロン850S、エピクロン830S、エピクロン705、エピクロン707や新日鐵化学(株)製のYD127、YD128、PG207N、PG202や日産化学(株)製のTEPIC-PASB26L、TEPIC-PASB22、TEPIC-VL、TEPIC-FL、TEPIC-UCなどが挙げられる。 Further, the epoxy resin used in the present invention is preferably a liquid epoxy resin from the viewpoint of lowering the viscosity when dispersing the filler. Here, the liquid epoxy resin is one that exhibits a viscosity of 150 Pa·s or less at 25°C and 1.013×10 5 N/m 2 , such as bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, alkylene epoxy resin, etc. Examples include oxide-modified epoxy resins and glycidylamine-type epoxy resins. Products compatible with such epoxy resins include JER827, JER828, JER806, JER807, JER801N, JER802, YX7400, JER604, JER630, JER630LSD manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and Epicron 840S and Epicron 850S manufactured by DIC Corporation. , Epicron 830S, Epicron 705, Epicron 707, YD127, YD128, PG207N, PG202 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd., TEPIC-PASB26L, TEPIC-PASB22, TEPIC-VL, TEPIC-FL, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. Examples include TEPIC-UC.

また、本発明に用いられるエポキシ樹脂は、1種類でもよく、2種類以上組み合わせてもよい。エポキシ樹脂の含有量は、組成物の靭性と高温での耐熱性を向上する観点からポリイミド100重量部に対して0.1重量部以上が好ましく、組成物の柔軟性を向上する観点から15重量部以下が好ましい。 Further, the number of epoxy resins used in the present invention may be one type or a combination of two or more types. The content of the epoxy resin is preferably 0.1 parts by weight or more based on 100 parts by weight of polyimide from the viewpoint of improving the toughness of the composition and heat resistance at high temperatures, and 15 parts by weight from the viewpoint of improving the flexibility of the composition. Part or less is preferred.

さらに本発明の組成物は、必要により硬化剤を含有しても良い。エポキシ樹脂と硬化剤を組み合わせることにより、エポキシ樹脂の硬化を促進して短時間で硬化させることができる。硬化剤としては、イミダゾール類、多価フェノール類、酸無水物類、アミン類、ヒドラジド類、ポリメルカプタン類、ルイス酸-アミン錯体類、潜在性硬化剤などを用いることができる。 Furthermore, the composition of the present invention may contain a curing agent if necessary. By combining an epoxy resin and a curing agent, the curing of the epoxy resin can be accelerated and cured in a short time. As the curing agent, imidazoles, polyhydric phenols, acid anhydrides, amines, hydrazides, polymercaptans, Lewis acid-amine complexes, latent curing agents, etc. can be used.

イミダゾール類としてはキュアゾール2MZ、キュアゾール2PZ、キュアゾール2MZ-A、キュアゾール2MZ-OK(以上商品名、四国化成工業(株)製)などがあげられる。多価フェノール類としては、スミライトレジンPR-HF3、スミライトレジンPR-HF6(以上商品名、住友ベークライト(株)製)カヤハードKTG-105、カヤハードNHN(以上商品名、日本化薬(株)製)、フェノライトTD2131、フェノライトTD2090、フェノライトVH-4150、フェノライトKH-6021、フェノライトKA-1160、フェノライトKA-1165(以上商品名、DIC(株)製)などがあげられる。また、潜在性硬化剤としては、ジシアンジアミド型潜在性硬化剤、アミンアダクト型潜在性硬化剤、有機酸ヒドラジド型潜在性硬化剤、芳香族スルホニウム塩型潜在性硬化剤、マイクロカプセル型潜在性硬化剤、光硬化型潜在性硬化剤が挙げられる。 Examples of imidazoles include Curazole 2MZ, Curazole 2PZ, Curazole 2MZ-A, and Curazole 2MZ-OK (all trade names, manufactured by Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd.). Examples of polyhydric phenols include SUMILITE RESIN PR-HF3, SUMILITE RESIN PR-HF6 (trade name, produced by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.), Kayahard KTG-105, Kayahard NHN (trade name, produced by Nippon Kayaku Co., Ltd.). ), Phenolyte TD2131, Phenolyte TD2090, Phenolyte VH-4150, Phenolyte KH-6021, Phenolyte KA-1160, Phenolyte KA-1165 (all trade names, manufactured by DIC Corporation). In addition, as the latent curing agent, dicyandiamide type latent curing agent, amine adduct type latent curing agent, organic acid hydrazide type latent curing agent, aromatic sulfonium salt type latent curing agent, microcapsule type latent curing agent , photocurable latent curing agents.

ジシアンジアミド型潜在性硬化剤としては、DICY7、DICY15、DICY50(以上商品名、ジャパンエポキシレジン(株)製)、アミキュアAH-154、アミキュアAH-162(以上商品名、味の素ファインテクノ(株)製)などが挙げられる。アミンアダクト型潜在性硬化剤としては、アミキュアPN-23、アミキュアPN-40、アミキュアMY-24、アミキュアMY-H(以上商品名、味の素ファインテクノ(株)製)、フジキュアFXR-1030(商品名、富士化成(株)製)などが挙げられる。有機酸ヒドラジド型潜在性硬化剤としては、アミキュアVDH、アミキュアUDH(以上商品名、味の素ファインテクノ(株)製)などが挙げられる。芳香族スルホニウム塩型潜在性硬化剤としては、サンエイドSI100、サンエイドSI150、サンエイドSI180(以上商品名、三新化学工業(株)製)などが挙げられる。マイクロカプセル型潜在性硬化剤としては、上記の各硬化剤をビニル化合物、ウレア化合物、熱可塑性樹脂でカプセル化したものが挙げられる。中でも、アミンアダクト型潜在性硬化剤をイソシアネートで処理したマイクロカプセル型潜在性硬化剤としてはノバキュアHX-3941HP、ノバキュアHXA3922HP、ノバキュアHXA3932HP、ノバキュアHXA3042HP(以上商品名、旭化成ケミカルズ(株)製)などが挙げられる。また、光硬化型潜在性硬化剤としては、オプトマーSP、オプトマーCP((株)ADEKA製)などが挙げられる。 Examples of dicyandiamide type latent curing agents include DICY7, DICY15, DICY50 (all trade names, manufactured by Japan Epoxy Resins Co., Ltd.), Amicure AH-154, and Amicure AH-162 (all trade names, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Ltd.). Examples include. Examples of amine adduct type latent curing agents include Amicure PN-23, Amicure PN-40, Amicure MY-24, Amicure MY-H (all trade names, manufactured by Ajinomoto Fine Techno Co., Inc.), and FujiCure FXR-1030 (trade name). , manufactured by Fuji Kasei Co., Ltd.). Examples of the organic acid hydrazide type latent curing agent include Amicure VDH and Amicure UDH (all trade names, manufactured by Ajinomoto Fine Techno, Inc.). Examples of the aromatic sulfonium salt type latent curing agent include Sanaid SI100, Sanaid SI150, and Sanaid SI180 (all trade names, manufactured by Sanshin Kagaku Kogyo Co., Ltd.). Examples of the microcapsule type latent curing agent include those obtained by encapsulating each of the above curing agents with a vinyl compound, a urea compound, or a thermoplastic resin. Among them, examples of microcapsule type latent curing agents obtained by treating an amine adduct type latent curing agent with isocyanate include Novacure HX-3941HP, Novacure HXA3922HP, Novacure HXA3932HP, and Novacure HXA3042HP (all trade names, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.). Can be mentioned. Examples of the photocurable latent curing agent include Optomer SP and Optomer CP (manufactured by ADEKA Corporation).

組成物に硬化剤が含まれる場合、その含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対し、0.1重量部以上35重量部以下であることが好ましい。 When the composition contains a curing agent, the content thereof is preferably 0.1 parts by weight or more and 35 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the epoxy resin.


<カップリング剤>
本発明の組成物は、シランカップリング剤を更に含んでもよい。シランカップリング剤は、フィラーの表面とそれを取り囲む樹脂との間で共有結合を形成する役割(バインダ剤に相当)、熱を効率良く伝達する役割、水分の浸入を妨げることによって絶縁信頼性を向上させる役割等を果たすことができる。

<Coupling agent>
The composition of the present invention may further include a silane coupling agent. The silane coupling agent plays the role of forming a covalent bond between the filler surface and the surrounding resin (equivalent to a binder agent), the role of efficiently transmitting heat, and the role of preventing moisture intrusion, thereby improving insulation reliability. It can play a role in improving the quality of life.

シランカップリング剤の種類は特に限定されず、市販品を用いてもよい。樹脂との相溶性、樹脂とフィラー界面での熱伝導欠損を低減することを考慮すると、末端にエポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基、又は水酸基などの反応基を有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。 The type of silane coupling agent is not particularly limited, and commercially available products may be used. Considering compatibility with the resin and reducing thermal conductivity defects at the interface between the resin and the filler, a silane coupling agent having a reactive group such as an epoxy group, an amino group, a mercapto group, a ureido group, or a hydroxyl group at the end is used. It is preferable to use

シランカップリング剤の具体例としては、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-(2-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。また、商品名:SC-6000KS2に代表されるシランカップリング剤オリゴマー(日立化成テクノサービス株式会社製)を更に挙げることもできる。これらのシランカップリング剤は、1種類を単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 Specific examples of silane coupling agents include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane. , 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-(2-aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl- Examples include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane. Further, a silane coupling agent oligomer (manufactured by Hitachi Chemical Techno Service Co., Ltd.) represented by the trade name: SC-6000KS2 can also be mentioned. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

シランカップリング剤は、フィラーの表面を被覆した状態で存在していても、フィラーから離れた状態で存在していてもよい。 The silane coupling agent may be present in a state where the surface of the filler is coated, or may be present in a state separate from the filler.

<有機溶剤>
本発明の組成物は、少なくとも1種類の有機溶剤を更に含んでいてもよい。有機溶剤を含むことで、組成物を種々の成形プロセスに適合させることができる。有機溶剤としては、組成物に通常用いられるものを用いることができる。具体的には、アルコール溶剤、エーテル溶剤、ケトン溶剤、アミド溶剤、芳香族炭化水素溶剤、エステル溶剤、ニトリル溶剤等を挙げることができる。例えば、メチルイソブチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N-メチル-2-ピロリドン、γ-ブチロラクトン、スルホラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトンを用いることができる。これらの有機溶剤は1種類単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
<Organic solvent>
The composition of the invention may further contain at least one organic solvent. The inclusion of organic solvents allows the composition to be compatible with various molding processes. As the organic solvent, those commonly used in compositions can be used. Specifically, alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ester solvents, nitrile solvents, etc. can be mentioned. For example, methyl isobutyl ketone, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, sulfolane, cyclohexanone, and methyl ethyl ketone can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

<その他の成分>
本発明の組成物は、上記成分に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。その他の成分の例としては、分散剤、可塑剤等が挙げられる。分散剤としては例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名:DISPERBYKシリーズ(「DISPERBYK」は、登録商標。)、味の素ファインテクノ株式会社製、商品名:アジスパーシリーズ(「アジスパー」は、登録商標。)、楠本化成株式会社製、商品名:HIPLAADシリーズ(「HIPLAAD」は、登録商標。)、及び花王株式会社製、商品名:ホモゲノールシリーズ(「ホモゲノール」は、登録商標。)が挙げられる。これらの分散剤は1種類単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
<Other ingredients>
In addition to the above-mentioned components, the composition of the present invention can contain other components as necessary. Examples of other components include dispersants, plasticizers, and the like. Examples of dispersants include the product name: DISPERBYK series ("DISPERBYK" is a registered trademark) manufactured by BYK-Chemie Japan Co., Ltd., and the product name: Ajisper series ("Ajisper" is a registered trademark) manufactured by Ajinomoto Fine-Techno Co., Ltd. ), manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd., product name: HIPLAAD series ("HIPLAAD" is a registered trademark), and manufactured by Kao Corporation, product name: Homogenol series ("Homogenol" is a registered trademark). . These dispersants may be used alone or in combination of two or more.


<シート状組成物>
本発明のシート状組成物とは、本発明の組成物をシート状の形態としたものである。シート状組成物は、例えば、本発明の組成物を支持体上に塗布し、必要に応じて含まれる溶剤の少なくとも一部を除去することで製造することができる。シート状組成物は、本発明の組成物から形成されることで、このシート状組成物を硬化物とした場合に、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた硬化物とすることができる。

<Sheet composition>
The sheet-like composition of the present invention is the composition of the present invention in a sheet-like form. A sheet-like composition can be produced, for example, by applying the composition of the present invention onto a support and removing at least a portion of the solvent contained therein, if necessary. By forming a sheet-like composition from the composition of the present invention, when this sheet-like composition is made into a cured product, it can be made into a cured product with excellent thermal conductivity and electrical insulation properties.

シート状組成物の厚さは特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、厚さを50μm~500μmとすることができ、熱伝導率、電気絶縁性、及び柔軟性の観点から、80μm~300μmであることが好ましい。 The thickness of the sheet composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, the thickness can be 50 μm to 500 μm, and preferably 80 μm to 300 μm from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility.

本発明のシート状組成物は、例えば、本発明の組成物に、トリエチレングリコールジメチルエーテル、シクロヘキサノン等の有機溶剤を添加して調製した組成物の塗料(以下、「組成物塗料」ともいう)を支持体上に塗布して塗布層(組成物層)を形成した後、塗布層から有機溶剤の少なくとも一部を除去して乾燥して製造することができる。支持体の例としては、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム等の離型フィルムが挙げられる。 The sheet composition of the present invention is, for example, a paint of a composition prepared by adding an organic solvent such as triethylene glycol dimethyl ether or cyclohexanone to the composition of the present invention (hereinafter also referred to as "composition paint"). It can be manufactured by coating on a support to form a coating layer (composition layer), then removing at least a portion of the organic solvent from the coating layer and drying. Examples of the support include release films such as PET (polyethylene terephthalate) films.

組成物塗料の塗布は、公知の方法により実施することができる。具体的には、コンマコート、ダイコート、リップコート、グラビアコート等の方法により行うことができる。所定の厚さの組成物層を形成する方法としては、ギャップ間に被塗工物を通過させるコンマコート法、ノズルから流量を調節した組成物塗料を塗布するダイコート法等が挙げられる。例えば、乾燥前の塗布層(組成物層)の厚さが50μm~500μmである場合は、コンマコート法を用いることが好ましい。 The composition coating can be applied by a known method. Specifically, it can be carried out by methods such as comma coating, die coating, lip coating, and gravure coating. Examples of methods for forming a composition layer with a predetermined thickness include a comma coating method in which the object to be coated is passed through a gap, and a die coating method in which a composition paint is applied from a nozzle at a controlled flow rate. For example, when the thickness of the coating layer (composition layer) before drying is 50 μm to 500 μm, it is preferable to use the comma coating method.

乾燥方法は、組成物塗料に含まれる有機溶剤の少なくとも一部を除去できれば特に制限されず、通常用いられる乾燥方法から、組成物塗料に含まれる有機溶剤に応じて適宜選択することができる。一般的には、80℃~150℃程度で加熱処理する方法を挙げることができる。 The drying method is not particularly limited as long as it can remove at least a portion of the organic solvent contained in the composition paint, and can be appropriately selected from commonly used drying methods depending on the organic solvent contained in the composition paint. Generally, a method of heat treatment at about 80°C to 150°C can be mentioned.

シート状組成物(組成物層)が硬化性樹脂を含む場合、シート状組成物(組成物層)は、硬化反応が全く進んでいない状態から、硬化反応が一部進行した状態を意味する。このため、特に効果反応が全く進んでいない状態のシート状組成物は、柔軟性を有するものの、シートとしての強度が乏しい。従って、PETフィルム等の支持体を除去した状態ではシート自立性に乏しく、取り扱いが難しい場合がある。 When the sheet-like composition (composition layer) contains a curable resin, the sheet-like composition (composition layer) means a state in which the curing reaction has not progressed at all to a state in which the curing reaction has partially progressed. For this reason, a sheet-like composition in which the effect reaction has not progressed at all has flexibility but lacks strength as a sheet. Therefore, when the support such as PET film is removed, the sheet has poor self-supporting properties and may be difficult to handle.

そこで、取り扱い性を高める観点からは、シート状組成物は、これを構成する組成物層を半硬化処理したものであることが好ましい。すなわち、シート状組成物は、組成物層が半硬化状態(Bステージ状態)になるまで、更に加熱処理されてなるBステージシートである半硬化組成物であることが好ましい。組成物層を半硬化処理することで、熱伝導性及び電気絶縁性に優れ、Bステージシートとしての自立性及び可使時間に優れる樹脂シートを得ることができる。 Therefore, from the viewpoint of improving handleability, it is preferable that the composition layer constituting the sheet-like composition is subjected to a semi-curing treatment. That is, the sheet composition is preferably a semi-cured composition that is a B-stage sheet that is further heat-treated until the composition layer becomes a semi-cured state (B-stage state). By semi-curing the composition layer, it is possible to obtain a resin sheet that has excellent thermal conductivity and electrical insulation, and has excellent self-reliance as a B-stage sheet and a long pot life.

シート状組成物を加熱処理する条件は、組成物層をBステージ状態にすることができれば特に制限されない。前記条件は、組成物の構成に応じて適宜選択することができる。加熱処理は、組成物塗料を塗工する際に生じた組成物層中の空隙(ボイド)を減らすため、熱真空プレス、熱ロールラミネート等から選択される方法により行うことが好ましい。これにより、表面が平坦なBステージシートを効率良く製造することができる。 The conditions for heat-treating the sheet-like composition are not particularly limited as long as the composition layer can be brought into a B-stage state. The conditions can be appropriately selected depending on the composition of the composition. The heat treatment is preferably carried out by a method selected from hot vacuum pressing, hot roll lamination, etc. in order to reduce voids in the composition layer that occur when applying the composition paint. Thereby, a B-stage sheet with a flat surface can be efficiently manufactured.

具体的には、例えば、減圧下(例えば、1kPa)、温度100℃~200℃で1分間~3分間、1MPa~20MPaのプレス圧力で加熱及び加圧処理することで、組成物層をBステージ状態にまで半硬化させることができる。 Specifically, for example, the composition layer is brought to the B stage by heating and pressurizing the composition layer under reduced pressure (for example, 1 kPa) at a temperature of 100° C. to 200° C. for 1 minute to 3 minutes and a press pressure of 1 MPa to 20 MPa. It can be semi-cured to a state.

なお、組成物を支持体上に塗布し、乾燥した状態のシート状組成物を2枚貼り合わせた後で、上記加熱及び加圧処理を行ってBステージ状態にまで半硬化させることが好ましい。このとき、組成物層の塗布面(組成物層が支持体と接していない面)同士を貼り合わせることが望ましい。組成物層同士が接するように貼り合わせると、得られるBステージ状態のシート状組成物の両面(すなわち、支持体を剥離したときに現れる表面)がより平坦となり、被着材との接着性が良好となる。このようなシート状組成物を用いて作製した後述の放熱部品、電子部品は、高い熱伝導率性を発揮する。 Note that it is preferable to apply the composition onto a support and bond two sheets of the dried sheet-like composition together, and then perform the heating and pressure treatment described above to semi-cure the composition to a B-stage state. At this time, it is desirable to bond the coated surfaces of the composition layers (the surfaces where the composition layers are not in contact with the support) to each other. When the composition layers are attached so that they are in contact with each other, both sides of the resulting B-stage sheet-like composition (i.e., the surface that appears when the support is peeled off) become flatter, and the adhesion to the adherend is improved. Becomes good. Heat dissipating components and electronic components, which will be described later, produced using such a sheet-like composition exhibit high thermal conductivity.

Bステージシートの厚さは、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、50μm~500μmとすることができ、熱伝導性、電気絶縁性、及び柔軟性の観点から、80μm~300μmであることが好ましい。また、2層以上の樹脂シートを積層しながら、熱プレスすることにより作製することもできる。 The thickness of the B-stage sheet can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be 50 μm to 500 μm, and preferably 80 μm to 300 μm from the viewpoint of thermal conductivity, electrical insulation, and flexibility. Moreover, it can also be produced by hot pressing while laminating two or more layers of resin sheets.

Bステージシートにおける揮発成分の残存率は、組成物層を硬化させる際のアウトガス発生による気泡形成を抑える観点から、2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましく、0.8質量%以下であることが更に好ましい。溶剤残存率は、Bステージシートを40mm×40mmに切って得た試料を190℃に予熱した恒温槽中で2時間乾燥させ、乾燥前後の質量変化から求める。 The residual rate of volatile components in the B-stage sheet is preferably 2.0% by mass or less, and 1.0% by mass or less, from the viewpoint of suppressing bubble formation due to outgas generation when curing the composition layer. is more preferable, and even more preferably 0.8% by mass or less. The solvent residual rate is determined from the change in mass before and after drying by drying a sample obtained by cutting the B-stage sheet into 40 mm x 40 mm in a constant temperature bath preheated to 190° C. for 2 hours.


<硬化物>
本発明の硬化物は、本発明の組成物又はシート状組成物からなる硬化物である。

<Cured product>
The cured product of the present invention is a cured product made of the composition or sheet composition of the present invention.

また本発明の硬化物は、25℃での熱伝導率が0.3~10W/mKであり、-70℃での弾性率が0.01~100MPaであることが好ましい。硬化物の25℃での熱伝導率は、より好ましくは0.3~8W/mKであり、さらに好ましくは0.3~5W/mKである。本発明の硬化物の-70℃での弾性率は、より好ましくは0.1~90MPaであり、さらに好ましくは1~85MPaである。 Further, the cured product of the present invention preferably has a thermal conductivity of 0.3 to 10 W/mK at 25°C and an elastic modulus of 0.01 to 100 MPa at -70°C. The thermal conductivity of the cured product at 25° C. is more preferably 0.3 to 8 W/mK, even more preferably 0.3 to 5 W/mK. The elastic modulus of the cured product of the present invention at -70°C is more preferably 0.1 to 90 MPa, and even more preferably 1 to 85 MPa.

本発明の硬化物の25℃での熱伝導率を0.3~10W/mKとするためには、組成物中の樹脂を適宜選択すること、特に樹脂としてポリイミド樹脂を選択し、その重量平均分子量を制御する方法、組成物中のフィラーを適宜選択すること、特に熱伝導率が1W/mK以上のフィラーとして(A)及び(B)を組み合わせて含むようにしたり、(A)や(B)のアスペクト比や最大長さの平均値を制御したり、(A)と(B)の体積比率を制御したり、(A)の組成を適切に選択する方法、などがあげられる。 In order to make the thermal conductivity of the cured product of the present invention 0.3 to 10 W/mK at 25°C, it is necessary to appropriately select the resin in the composition, and in particular to select a polyimide resin as the resin, and to The method of controlling the molecular weight, the appropriate selection of the filler in the composition, especially the inclusion of a combination of (A) and (B) as a filler with a thermal conductivity of 1 W/mK or more, Examples of methods include controlling the average value of the aspect ratio and maximum length of ), controlling the volume ratio of (A) and (B), and appropriately selecting the composition of (A).

本発明の硬化物の-70℃での弾性率を0.01~100MPaとするためには、組成物中の樹脂を適宜選択すること、特に樹脂としてウレタン樹脂、シリコーン樹脂、及びアクリル樹脂からなる群より選択する方法、組成物中のフィラーを適宜選択すること、特に(A)と(B)の体積比率を制御する方法、などがあげられる。 In order to set the elastic modulus of the cured product of the present invention at -70°C to be 0.01 to 100 MPa, the resin in the composition must be appropriately selected, and in particular, the resin may be a urethane resin, a silicone resin, or an acrylic resin. Examples include a method of selecting the filler from a group, a method of appropriately selecting the filler in the composition, and a method of controlling the volume ratio of (A) and (B) in particular.

また本発明の硬化物は、絶縁耐圧が5kV/mm以上であることが好ましい。硬化物の絶縁耐圧は、10kV/mm以上であること好ましく、20kV/mm以上であるがであることがより好ましい。また絶縁耐圧の上限に特に制限はないが、現実的な上限は200kV/mm程度である。 Further, the cured product of the present invention preferably has a dielectric strength voltage of 5 kV/mm or more. The dielectric strength voltage of the cured product is preferably 10 kV/mm or more, more preferably 20 kV/mm or more. Further, although there is no particular limit to the upper limit of the dielectric strength voltage, a practical upper limit is about 200 kV/mm.

本発明の硬化物の絶縁耐圧を5kV/mm以上とするためには、前述のとおり組成物中のフィラーを適宜選択すること、特に(A)と(B)の体積比率を制御したり、(A)や(B)の組成を適切に選択する方法、などがあげられる。 In order to make the dielectric strength voltage of the cured product of the present invention 5 kV/mm or more, as mentioned above, it is necessary to appropriately select the filler in the composition, especially by controlling the volume ratio of (A) and (B), and by controlling the volume ratio of (A) and (B). Examples include a method of appropriately selecting the compositions of A) and (B).


硬化物は、未硬化状態の組成物、又はシート状組成物、又はBステージの組成物、又はBステージのシート状組成物を硬化処理することで製造することができる。硬化処理の方法は、組成物の構成、組成物の目的等に応じて適宜選択することができるが、加熱及び加圧処理であることが好ましい。

The cured product can be produced by curing an uncured composition, a sheet composition, a B-stage composition, or a B-stage sheet composition. The method of curing treatment can be appropriately selected depending on the structure of the composition, the purpose of the composition, etc., but heat and pressure treatment is preferable.


例えば、未硬化状態のシート状組成物又はBステージシートを80℃~250℃で1時間~10時間、好ましくは100℃~200℃で1時間~8時間加熱することで硬化性樹脂を含む組成物から形成されるシート状組成物の硬化物が得られる。加熱処理は、1KPa~1MPaの圧力をかけながら行うことが好ましい。

For example, a composition containing a curable resin can be obtained by heating an uncured sheet composition or a B-stage sheet at 80°C to 250°C for 1 hour to 10 hours, preferably at 100°C to 200°C for 1 hour to 8 hours. A cured product of a sheet-like composition formed from the product is obtained. The heat treatment is preferably performed while applying a pressure of 1 KPa to 1 MPa.

上記方法により得られる硬化性樹脂を含む組成物層を有するシート状組成物は、高熱伝導性と自立性を有する。硬化性樹脂を含む組成物層を有するシート状組成物を製造する方法の一例としては、以下の方法が挙げられる。まず、両面にPETフィルムが付いたBステージシートを温度80℃~200℃で1時間~8時間加熱する。その後、シート状組成物のPETフィルムを除去し、硬化組成物層を有するシート状組成物を得る。 A sheet-like composition having a composition layer containing a curable resin obtained by the above method has high thermal conductivity and self-supporting properties. An example of a method for manufacturing a sheet composition having a composition layer containing a curable resin includes the following method. First, a B-stage sheet with PET film on both sides is heated at a temperature of 80°C to 200°C for 1 to 8 hours. Thereafter, the PET film of the sheet composition is removed to obtain a sheet composition having a cured composition layer.


<多層シート>
本発明の多層シートは、本発明のシート状組成物又は硬化物、並びに、接着層を有するシートである。そのため本発明の多層シートは、接着層、並びに、シート状組成物又は硬化物を含む、2層以上のシートである。そして本発明の多層シートは、シート状組成物又は硬化物の片面、または両面の少なくとも一部に接着層を有することが好ましい。ここで多層シート中の接着層は、直接、本発明のシート状組成物又は硬化物に接していても良く、シート状組成物又は硬化物と接着層の間に金属層などの層があっても良い。

<Multilayer sheet>
The multilayer sheet of the present invention is a sheet having the sheet composition or cured product of the present invention and an adhesive layer. Therefore, the multilayer sheet of the present invention is a sheet having two or more layers including an adhesive layer and a sheet composition or cured product. The multilayer sheet of the present invention preferably has an adhesive layer on at least a portion of one or both surfaces of the sheet composition or cured product. The adhesive layer in the multilayer sheet may be in direct contact with the sheet composition or cured product of the present invention, or there may be a layer such as a metal layer between the sheet composition or cured product and the adhesive layer. Also good.

接着層の種類、素材は特に限定されないが、接着層は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、接着力の観点から、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含むことがより好ましい。 The type and material of the adhesive layer are not particularly limited, but the adhesive layer includes at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, urethane resin, silicone resin, acrylic resin, polyimide resin, and polyamideimide resin. More preferably, from the viewpoint of adhesive strength, at least one selected from the group consisting of epoxy resins, urethane resins, acrylic resins, and polyimide resins is included.

多層シートの作製方法は特に制限されず、例えば、熱真空プレス、熱ロールラミネート等から選択される方法により行うことができる。 The method for producing the multilayer sheet is not particularly limited, and can be carried out, for example, by a method selected from hot vacuum pressing, hot roll lamination, and the like.


<放熱部品>
本発明の放熱部品は、本発明の組成物、本発明の硬化物、又は本発明の多層シートを含む、放熱用途に用いられる部品である。本発明の放熱部品は、使用する部材により制限はうけない。本発明の放熱部品は、例えば、発熱体と、本発明の組成物、シート状組成物、及び硬化物からなる群より選択される少なくとも一つ、並びに、冷却体が、この順に積層されてなる。この順であれば、間に熱拡散層(例えばヒートスプレッダ―)などを含んでも良い。

<Heat dissipation parts>
The heat dissipation component of the present invention is a component used for heat dissipation purposes, which includes the composition of the present invention, the cured product of the present invention, or the multilayer sheet of the present invention. The heat dissipation component of the present invention is not limited by the members used. The heat dissipation component of the present invention is, for example, a heating element, at least one selected from the group consisting of the composition of the present invention, a sheet composition, and a cured product, and a cooling body, which are laminated in this order. . In this order, a heat diffusion layer (for example, a heat spreader) or the like may be included in between.

放熱部品中の発熱体としては、表面温度が200℃を超えないものであってもよい。発熱体の表面温度が200℃以下であると、本実施形態の複合熱伝導シートの柔軟性が急激に低下することが抑えられ、放熱特性の低下が抑制される傾向にある。本実施形態の複合熱伝導シートは、例えば、-20℃~150℃の範囲で使用することができる。このため、好適な発熱体の例としては、半導体パッケージ、ディスプレイ、LED(発光ダイオード)、電灯等が挙げられる。 The heating element in the heat dissipation component may have a surface temperature that does not exceed 200°C. When the surface temperature of the heating element is 200° C. or less, the flexibility of the composite thermally conductive sheet of this embodiment is prevented from rapidly decreasing, and the decrease in heat dissipation characteristics tends to be suppressed. The composite thermally conductive sheet of this embodiment can be used, for example, in the range of -20°C to 150°C. For this reason, examples of suitable heating elements include semiconductor packages, displays, LEDs (light emitting diodes), electric lights, and the like.

放熱部品中の冷却体としては、特に限定されず、放熱システムに適用される代表的なものであってよい。放熱体としては、アルミニウム製又は銅製のフィン、板等を利用したヒートシンク、ヒートパイプに接続されているアルミニウム製又は銅製のブロック、内部に冷却液体をポンプで循環させているアルミニウム製又は銅製のブロックなどが挙げられる。 The cooling body in the heat dissipation component is not particularly limited, and may be a typical cooling body applied to a heat dissipation system. Heat sinks include heat sinks using aluminum or copper fins, plates, etc., aluminum or copper blocks connected to heat pipes, and aluminum or copper blocks in which cooling liquid is circulated by a pump. Examples include.


<電子部品>
本発明の電子部品は、本発明の組成物、本発明の硬化物、又は本発明の多層シートを含む、電子用途に用いられる部品である。そのため、前記本発明の組成物は、例えば半導体集積回路接続用基板に適用することができる。

<Electronic parts>
The electronic component of the present invention is a component used for electronic purposes, which includes the composition of the present invention, the cured product of the present invention, or the multilayer sheet of the present invention. Therefore, the composition of the present invention can be applied, for example, to a substrate for connecting a semiconductor integrated circuit.

半導体集積回路接続用基板は、シリコン等の半導体基板上に素子が形成された後、切り分けられた半導体集積回路(ベアチップ)を接続するものであり、(A)絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層、(B)導体パターンが形成されていない層および(C)接着剤層をそれぞれ1層以上有するものであれば、形状、材料および製造方法は特に限定されない。したがって、最も基本的なものは、A/C/Bの構成であるが、A/C/B/C/B等の多層構造もこれに含まれる。 A semiconductor integrated circuit connection board is used to connect semiconductor integrated circuits (bare chips) that are cut into pieces after an element is formed on a semiconductor substrate such as silicon, and includes (A) wiring made of an insulating layer and a conductor pattern; The shape, material, and manufacturing method are not particularly limited as long as it has at least one substrate layer, (B) a layer on which no conductor pattern is formed, and (C) an adhesive layer. Therefore, the most basic structure is A/C/B, but it also includes multilayer structures such as A/C/B/C/B.

(A)絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層は、半導体素子の電極パッドとパッケージの外部(プリント基板等)を接続するための導体パターンを有する層であり、絶縁体層の片面または両面に導体パターンが形成されているものである。 (A) A wiring board layer consisting of an insulator layer and a conductor pattern is a layer having a conductor pattern for connecting the electrode pad of a semiconductor element and the outside of the package (printed circuit board, etc.), and is a layer that has a conductor pattern on one or both sides of the insulator layer. A conductor pattern is formed on the surface.

ここでいう絶縁体層は、ポリイミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、アラミド、ポリカーボネート、ポリアリレート等のプラスチックあるいはエポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料からなる、厚さ10~125μmの可撓性を有する絶縁性フィルム、あるいはアルミナ、ジルコニア、ソーダガラス、石英ガラス等のセラミック基板が好適であり、これらから選ばれる複数の層を積層して用いてもよい。また、必要に応じて、絶縁体層に加水分解、コロナ放電、低温プラズマ、物理的粗面化、易接着コーティング処理等の表面処理を施すことができる。 The insulating layer here is made of plastic such as polyimide, polyester, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether ether ketone, aramid, polycarbonate, polyarylate, or a composite material such as epoxy resin-impregnated glass cloth, and has a thickness of 10 to An insulating film having a flexibility of 125 μm or a ceramic substrate such as alumina, zirconia, soda glass, or quartz glass is suitable, and a plurality of layers selected from these may be laminated. Further, if necessary, the insulating layer can be subjected to surface treatments such as hydrolysis, corona discharge, low-temperature plasma, physical roughening, and adhesion-promoting coating.

導体パターンの形成は、一般にサブトラクティブ法あるいはアディティブ法のいずれかで行われるが、いずれを用いてもよい。 The conductor pattern is generally formed by either a subtractive method or an additive method, but either method may be used.

サブトラクティブ法では、絶縁体層に銅箔等の金属板を絶縁性接着剤で接着するか、あるいは金属板に絶縁体層の前駆体を積層し、加熱処理等により絶縁体層を形成する方法で作製した材料を、薬剤処理でエッチングすることによりパターン形成する。材料の具体例としては、リジッドあるいはフレキシブルプリント基板用銅張り材料やTABテープ等が挙げられる。中でも、少なくとも1層以上のポリイミドフィルムを絶縁体層とし、銅箔を導体パターンとするフレキシブルプリント基板用銅張り材料やTABテープが好ましく用いられる。 In the subtractive method, a metal plate such as copper foil is bonded to an insulating layer with an insulating adhesive, or a precursor of the insulating layer is laminated on the metal plate, and an insulating layer is formed by heat treatment etc. Patterns are formed by etching the material produced using chemical treatment. Specific examples of the material include copper-clad materials for rigid or flexible printed circuit boards, TAB tape, and the like. Among these, copper-clad materials for flexible printed circuit boards and TAB tapes, which have at least one layer of polyimide film as an insulating layer and copper foil as a conductor pattern, are preferably used.

アディティブ法では、絶縁体層に無電解メッキ、電解メッキ、スパッタリング等により直接導体パターンを形成する。いずれの場合も、形成された導体に腐食防止のため耐食性の高い金属がメッキされていてもよい。また、配線基板層には必要に応じてビアホールが形成され、両面に形成された導体パターンがメッキにより接続されていてもよい。 In the additive method, a conductive pattern is directly formed on an insulating layer by electroless plating, electrolytic plating, sputtering, or the like. In either case, the formed conductor may be plated with a highly corrosion-resistant metal to prevent corrosion. Further, via holes may be formed in the wiring board layer as necessary, and conductor patterns formed on both surfaces may be connected by plating.

(B)導体パターンが形成されていない層は、実質的に(A)絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層または(C)接着剤層とは独立した均一な層であり、半導体集積回路接続用基板の補強および寸法安定化(補強板あるいはスティフナーと称される)、外部とICの電磁的なシールド、ICの放熱(ヒートスプレッター、ヒートシンクと称される)、半導体集積回路接続基板への難燃性の付与、半導体集積回路接続用基板の形状的による識別性の付与等の機能を担持するものである。したがって、形状は層状だけでなく、たとえば放熱用としてはフィン構造を有するものでもよい。上記の機能を有するものであれば絶縁体、導電体のいずれであってもよく、材料も特に限定されない。金属としては、銅、鉄、アルミニウム、金、銀、ニッケル、チタン、ステンレス等、無機材料としてはアルミナ、ジルコニア、ソーダガラス、石英ガラス、カーボン等、有機材料としてはポリイミド系、ポリアミド系、ポリエステル系、ビニル系、フェノール系、エポキシ系等のポリマー材料が挙げられる。また、これらの組み合わせによる複合材料も使用できる。例えば、ポリイミドフィルム上に薄い金属メッキをした形状のもの、ポリマーにカーボンを練り込んで導電性をもたせたもの、金属板に有機絶縁性ポリマーをコーティングしたもの等が挙げられる。また、上記(A)配線基板層に含まれる絶縁体層と同様に種々の表面処理を行うことは制限されない。 (B) The layer on which no conductor pattern is formed is substantially a uniform layer independent of (A) a wiring board layer consisting of an insulator layer and a conductor pattern or (C) an adhesive layer, and is a semiconductor integrated circuit. Reinforcement and dimensional stabilization of connection boards (referred to as reinforcing plates or stiffeners), electromagnetic shielding between the outside and IC, heat dissipation of ICs (referred to as heat spreaders and heat sinks), and connection boards for semiconductor integrated circuits. It has functions such as imparting flame retardancy and providing distinguishability based on the shape of the substrate for connecting semiconductor integrated circuits. Therefore, the shape is not limited to a layered shape, but may also have a fin structure for heat radiation, for example. It may be an insulator or a conductor as long as it has the above function, and the material is not particularly limited. Metals include copper, iron, aluminum, gold, silver, nickel, titanium, stainless steel, etc. Inorganic materials include alumina, zirconia, soda glass, quartz glass, carbon, etc. Organic materials include polyimide, polyamide, and polyester. , vinyl-based, phenolic-based, epoxy-based, and other polymer materials. Composite materials made from a combination of these can also be used. Examples include those in the form of thin metal plating on a polyimide film, those in which carbon is kneaded into a polymer to make it conductive, and those in which a metal plate is coated with an organic insulating polymer. In addition, there is no limitation to performing various surface treatments similar to the insulating layer included in the above (A) wiring board layer.

(C)接着剤層は本発明のシート状組成物の保護フィルム層を剥離したものであり、一方の接着剤層面は(B)導体パターンが形成されていない層と、他面の接着剤層面は(A)絶縁体層および導体パターンからなる配線基板層と加熱ラミネートを行った後に(C)接着剤層の加熱硬化を行い、半導体接続用基板が得られる。また必要に応じて加熱プレス機等で加圧しながら(C)接着剤層の加熱硬化することもできる。 (C) The adhesive layer is obtained by peeling off the protective film layer of the sheet-like composition of the present invention, and one adhesive layer surface is composed of (B) a layer on which no conductor pattern is formed, and the other adhesive layer surface. (A) heat lamination with a wiring board layer consisting of an insulating layer and a conductor pattern, and then (C) heat curing of the adhesive layer to obtain a semiconductor connection board. Further, if necessary, the adhesive layer (C) can be heated and cured while being pressurized using a hot press or the like.

半導体集積回路接続用基板とICの接続方法は、TAB方式のギャングボンディングおよびシングルポイントボンディング、リードフレームに用いられるワイヤーボンディング、フリップチップ実装での樹脂封止、異方性導電フィルム接続等のいずれでもよい。また、CSPと称されるパッケージも本発明の電子部品に含まれる。 The connection method between the semiconductor integrated circuit connection board and IC can be any of TAB gang bonding and single point bonding, wire bonding used in lead frames, resin sealing in flip chip mounting, anisotropic conductive film connection, etc. good. Furthermore, a package called CSP is also included in the electronic component of the present invention.

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。まず、実施例1~8および比較例1~5で行った評価方法について述べる。 The present invention will be described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. First, the evaluation methods performed in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 will be described.

<評価用サンプルの作成>
後述する実施例及び比較例で作成したシート状組成物について、50mm角に切り出し、さらに50μm厚の接着剤層を有する接着剤シートの一方の保護フィルムを剥がし、120℃、0.4MPaの条件で接着剤層同士をラミネートし、積層した。これを繰り返し、厚さが200μmの接着剤層を形成後、180℃、3時間の加熱硬化を行い、評価用硬化物サンプル得た。
<Creating a sample for evaluation>
The sheet compositions prepared in the Examples and Comparative Examples described later were cut into 50 mm squares, the protective film of one side of the adhesive sheet having a 50 μm thick adhesive layer was removed, and the sheets were cut out at 120° C. and 0.4 MPa. The adhesive layers were laminated and laminated. This process was repeated to form an adhesive layer with a thickness of 200 μm, and then heat curing was performed at 180° C. for 3 hours to obtain a cured product sample for evaluation.


(1)熱伝導率:
上記評価用硬化物サンプルを10mm角に切り出したものを熱伝導率評価用硬化物サンプルとした。

(1) Thermal conductivity:
A cured product sample for thermal conductivity evaluation was obtained by cutting out the cured product sample for evaluation into a 10 mm square.

熱伝導率評価用硬化物サンプルをグラファイトスプレーにて黒化処理した後、キセノンフラッシュ法(NETZSCH社製の商品名:LFA447 nanoflash)にて熱拡散率を評価した。この値と、アルキメデス法で測定した評価用硬化物サンプルの密度と、DSC(示差走査熱量測定装置;Perkin Elmer社製の商品名:DSC Pyris1)にて求めた評価用硬化物サンプルの比熱の積から、硬化物の厚さ方向の熱伝導率を求めた。結果を表1に示す。 After blackening the cured product sample for thermal conductivity evaluation using graphite spray, the thermal diffusivity was evaluated using the xenon flash method (trade name: LFA447 nanoflash, manufactured by NETZSCH). The product of this value, the density of the cured product sample for evaluation measured by the Archimedes method, and the specific heat of the cured product sample for evaluation determined by DSC (differential scanning calorimeter; trade name: DSC Pyris 1, manufactured by Perkin Elmer). From this, the thermal conductivity in the thickness direction of the cured product was determined. The results are shown in Table 1.

比熱は、評価用硬化物サンプル10.0mgをアルミパンに入れ、室温から10℃/分の昇温温度で200℃まで昇温し、200℃に達してから5分間保持した後に、10℃/分で降温した。同様に、基準物質としてサファイア26.8mgをアルミパンに入れ、同条件で測定した。さらに、ブランクとしてサンプルを入れていない空のアルミパンを同条件で測定した。それぞれのDSC曲線の25℃におけるHeat Flowの値を読み取り、下記式1により比熱容量を算出した。 The specific heat was determined by placing 10.0 mg of a cured product sample for evaluation in an aluminum pan, raising the temperature from room temperature to 200 °C at a rate of 10 °C/min, and holding it for 5 minutes after reaching 200 °C. The temperature dropped in minutes. Similarly, 26.8 mg of sapphire was placed in an aluminum pan as a reference material and measured under the same conditions. Furthermore, as a blank, an empty aluminum pan containing no sample was measured under the same conditions. The Heat Flow value at 25° C. of each DSC curve was read, and the specific heat capacity was calculated using the following formula 1.

Cpは評価用硬化物サンプルの比熱、C’pは25℃における基準物質(サファイア)比熱、hは空容器と評価用硬化物サンプルのDSC曲線の差、Hは空容器と基準物質(サファイア)のDSC曲線の差、mは評価用硬化物サンプル質量(g)、m’は基準物質(サファイア)質量(g)を表す。 Cp=(h/H)×(m’/m)×C’p・・・式1
測定した、熱拡散率、密度、比熱の積から、熱伝導率評価用硬化物サンプルの厚さ方向の熱伝導率を求めた。結果を表に示す。
Cp is the specific heat of the cured product sample for evaluation, C'p is the specific heat of the reference material (sapphire) at 25°C, h is the difference between the DSC curves of the empty container and the cured product sample for evaluation, H is the empty container and the reference material (sapphire) m represents the mass (g) of the cured product sample for evaluation, and m' represents the mass (g) of the reference material (sapphire). Cp=(h/H)×(m'/m)×C'p...Formula 1
The thermal conductivity in the thickness direction of the cured material sample for thermal conductivity evaluation was determined from the measured product of thermal diffusivity, density, and specific heat. The results are shown in the table.


(2)-70℃弾性率:
上記評価用硬化物サンプルを5mm×20mm角に切り出したものを-70℃弾性率評価用硬化物サンプルとした。

(2) -70℃ elastic modulus:
The cured product sample for evaluation was cut into a 5 mm x 20 mm square and was used as a cured product sample for -70°C elastic modulus evaluation.

アイティー計測制御(株)製の動的粘弾性測定装置DVA-200で-70℃弾性率評価用サンプルの弾性率を測定した。測定条件は、昇温速度を5℃/分、測定周波数を1Hzで測定し、-130℃~150℃までの範囲で各温度での貯蔵弾性率を測定し、-70℃の貯蔵弾性率の値を-70℃弾性率とした。 The elastic modulus of the -70°C elastic modulus evaluation sample was measured using a dynamic viscoelasticity measuring device DVA-200 manufactured by IT Kansei Control Co., Ltd. The measurement conditions were a heating rate of 5°C/min, a measurement frequency of 1Hz, a storage modulus at each temperature in the range of -130°C to 150°C, and a storage modulus of -70°C. The value was defined as the -70°C elastic modulus.


(3)絶縁性:
上記評価用硬化物サンプルを30mm×30mm角に切り出したものを絶縁性評価用硬化物サンプルとした。
絶縁性評価用硬化物サンプルの一方の面にアルミ箔を、他面にφ25mmの電極を置き、AC昇圧速度0.5kV/秒にて室温にて交流耐電圧測定装置を用いて、絶縁耐圧を測定した。

(3) Insulation:
A cured product sample for insulation evaluation was obtained by cutting out the cured product sample for evaluation into a 30 mm x 30 mm square.
Place aluminum foil on one side of the cured product sample for insulation evaluation and a φ25 mm electrode on the other side, and measure the dielectric strength using an AC withstand voltage measuring device at room temperature at an AC voltage increase rate of 0.5 kV/sec. It was measured.

得られた絶縁耐圧を、絶縁性評価用硬化物サンプルの厚さにて除して得られた値を、以下の基準で評価した。
5kV/mm以上:〇
5kV/mm未満:×

(4)アスペクト比、最大長さの平均値
アスペクト比は、配合前のフィラー(つまり、原料状態のフィラー)を走査型電子顕微鏡(例えば、株式会社日立製作所製、商品名:FE-SEM S4700)を用いて、50個の粒子を観察し、最大長さの平均値及び最小長さの平均値を求め、得られた値より、(最大長さの平均値)÷(最小長さの平均値)により算出した。
The obtained dielectric strength voltage was divided by the thickness of the cured material sample for insulation evaluation, and the obtained value was evaluated based on the following criteria.
5kV/mm or more: 〇 Less than 5kV/mm: ×

(4) Aspect ratio, average value of maximum length The aspect ratio is determined by measuring the filler before compounding (that is, the filler in raw material state) using a scanning electron microscope (for example, manufactured by Hitachi, Ltd., product name: FE-SEM S4700). Observe 50 particles using ) was calculated.

なお、原料として複数のフィラーを使用する場合は、各原料であるフィラーについて測定する。 In addition, when using a plurality of fillers as raw materials, the measurement is performed for each filler that is the raw material.

(5)平均粒径(D50)
フィラーの平均粒径(D50)は、配合前のフィラー(つまり、原料状態のフィラー)について、レーザー回折法を用いて測定され、重量累積粒度分布曲線を小粒径側から描いた場合に、重量累積が50%となる粒子径に対応する値とする。レーザー回折法を用いた粒度分布測定は、レーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター株式会社製、LS230)を用いて、重量累積が50%となる粒子径を算出して、それを平均粒径(D50)とした。
(5) Average particle size (D50)
The average particle size (D50) of the filler is measured using a laser diffraction method for the filler before blending (that is, the filler in the raw material state), and when the weight cumulative particle size distribution curve is drawn from the small particle size side, the weight The value corresponds to the particle diameter at which the cumulative value is 50%. Particle size distribution measurement using a laser diffraction method uses a laser diffraction scattering particle size distribution analyzer (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter Co., Ltd.) to calculate the particle size at which the cumulative weight becomes 50%, and then It was defined as the average particle diameter (D50).

なお、原料として複数のフィラーを使用する場合は、各原料であるフィラーについて測定する。 In addition, when using a plurality of fillers as raw materials, the measurement is performed for each filler that is the raw material.


(6)合成したポリイミド樹脂のイミド化率
まず、ポリマーの赤外吸収スペクトルを測定し、ポリイミド樹脂に起因するイミド構造の吸収ピーク(1780cm-1付近、1377cm-1付近)の存在を確認した。次に、そのポリマーについて、350℃で1時間熱処理した後、再度、赤外吸収スペクトルを測定し、熱処理前と熱処理後の1377cm-1付近のピーク強度を比較した。熱処理後のポリマー樹脂のイミド化率を100%として、熱処理前のポリマーのイミド化率を求めた。

(6) Imidization rate of the synthesized polyimide resin First, the infrared absorption spectrum of the polymer was measured, and the presence of absorption peaks (around 1780 cm −1 and around 1377 cm −1 ) of the imide structure caused by the polyimide resin was confirmed. Next, the polymer was heat-treated at 350° C. for 1 hour, and then the infrared absorption spectrum was measured again, and the peak intensities around 1377 cm −1 before and after the heat treatment were compared. The imidization rate of the polymer resin before heat treatment was determined by setting the imidization rate of the polymer resin after heat treatment as 100%.


実施例に使用した各原材料は次の通りである。

The raw materials used in the examples are as follows.

<樹脂>
・ポリイミド(1)
<ポリイミド(1)合成>
500mlの4つ口フラスコに撹拌機、温度計、窒素導入管および滴下ロートを設置して、窒素雰囲気下、トリエチレングリコールジメチルエーテル132.70g、X-22-168A(信越化学(株)製)121.00gを仕込み、60℃で撹拌溶解させた。その後、120℃で撹拌しながらBAHF:2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(東京化成工業(株)製) 2.01g、X-22-161A(信越化学(株)製)76.23gを添加して1時間撹拌した。その後200℃まで昇温させて3時間撹拌した後、室温まで冷却してポリイミド(1)(固形分濃度60.0重量%)を得た。固形分の重量平均分子量を測定した結果、32,850であり、イミド化率を測定した結果、99%であった。
<Resin>
・Polyimide (1)
<Polyimide (1) synthesis>
A stirrer, a thermometer, a nitrogen introduction tube, and a dropping funnel were installed in a 500 ml four-necked flask, and under a nitrogen atmosphere, 132.70 g of triethylene glycol dimethyl ether and X-22-168A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 121 were added. 00g was charged and stirred and dissolved at 60°C. Thereafter, while stirring at 120°C, 2.01 g of BAHF:2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), X-22-161A (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Co., Ltd.) was added thereto and stirred for 1 hour. Thereafter, the temperature was raised to 200° C., stirred for 3 hours, and then cooled to room temperature to obtain polyimide (1) (solid content concentration 60.0% by weight). The weight average molecular weight of the solid content was measured to be 32,850, and the imidization rate was measured to be 99%.

・YX7400:2官能直鎖エポキシ樹脂 (三菱ケミカル(株)製)
<硬化剤>
・X-22-161A:ジアミノポリシロキサン(信越化学(株)製)
<フィラー (A)>
・AA3:アルミナ粒子(平均粒径D50:3μm、熱伝導率:30W/mK)(住友化学(株)製)
・FAN-f05:窒化アルミニウム粒子(平均粒径D50:5μm、熱伝導率:170W/mK)(古河電子(株)製)
<フィラー (B)>
・AlNウィスカー(最大長さの平均値:15μm、熱伝導率:170W/mK)((株)U-MAP製)
・ACP:グラファイト(最大長さの平均値:20μm、熱伝導率:1500W/mK)(日本黒鉛(株)製)
・UHP-2:窒化ホウ素(最大長さの平均値:11μm、熱伝導率:170W/mK)(昭和電工(株)製)
<その他のフィラー>
・セラシュールBMF:板状アルミナ(最大長さの平均値:5μm、熱伝導率:20W/mK)(河合石灰工業(株)製)

<実施例1~8、比較例1~5>
実施例1~8及び比較例1~5は、表に示した組成となるように配合し、固形分濃度74重量%となるようにトリエチレングリコールジメチルエーテルを添加し、自公転ミキサー(シンキ―(株)製)にて1800rpmにて10分攪拌し、組成物溶液を作製した。
・YX7400: Bifunctional linear epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
<Curing agent>
・X-22-161A: Diaminopolysiloxane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
<Filler (A)>
・AA3: Alumina particles (average particle size D50: 3 μm, thermal conductivity: 30 W/mK) (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
・FAN-f05: Aluminum nitride particles (average particle size D50: 5 μm, thermal conductivity: 170 W/mK) (manufactured by Furukawa Electronics Co., Ltd.)
<Filler (B)>
・AlN whiskers (average maximum length: 15 μm, thermal conductivity: 170 W/mK) (manufactured by U-MAP Co., Ltd.)
・ACP: Graphite (average maximum length: 20 μm, thermal conductivity: 1500 W/mK) (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.)
・UHP-2: Boron nitride (average maximum length: 11 μm, thermal conductivity: 170 W/mK) (manufactured by Showa Denko K.K.)
<Other fillers>
・Cerasur BMF: Plate-shaped alumina (average maximum length: 5 μm, thermal conductivity: 20 W/mK) (manufactured by Kawai Lime Industry Co., Ltd.)

<Examples 1 to 8, Comparative Examples 1 to 5>
Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were blended to have the composition shown in the table, triethylene glycol dimethyl ether was added so that the solid content concentration was 74% by weight, and a rotary mixer (Thinky) was used. Co., Ltd.) at 1800 rpm for 10 minutes to prepare a composition solution.

組成物溶液をバーコータで、シリコーン離型剤付きの厚さ38μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(藤森工業(株)製“フィルムバイナ”GT)に80μmの乾燥厚さとなるように塗布した(以下、組成物塗膜という)。120℃で30分間乾燥し、保護フィルムを120℃、0.4MPaで貼り合わせて、シート状組成物を作製した。次いで各種評価を実施した結果を表に示す。 The composition solution was coated with a bar coater on a 38 μm thick polyethylene terephthalate film (“Film Biner” GT manufactured by Fujimori Industries Co., Ltd.) with a silicone mold release agent to a dry thickness of 80 μm (hereinafter referred to as composition coating). membrane). It was dried at 120°C for 30 minutes, and a protective film was attached at 120°C and 0.4 MPa to produce a sheet-like composition. Next, the results of various evaluations are shown in the table.


表より、実施例1~4と比較例1~3は、フィラー体積率が一定で、フィラー(B)の体積比率を変化させている。フィラー(B)が0である比較例1と実施例1~4と比較例1~2を比較すると、熱伝導率の向上が確認できた。一方で、フィラー(B)の割合が50%以上となる比較例2及び比較例3は弾性率の顕著な増加が見られるが、実施例1~4では弾性率の上昇は見られなかった。

From the table, in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, the filler volume ratio is constant and the filler (B) volume ratio is varied. Comparing Comparative Example 1 with 0 filler (B), Examples 1 to 4, and Comparative Examples 1 to 2, it was confirmed that the thermal conductivity was improved. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3 in which the proportion of filler (B) was 50% or more, a remarkable increase in the elastic modulus was observed, but in Examples 1 to 4, no increase in the elastic modulus was observed.

比較例1及び比較例4と実施例3より、最大長さの平均値が5であるフィラー(B)を用いた比較例4と比較例1は同等の熱伝導率であり、最大長さの平均値が15であるフィラー(B)を用いた実施例3の熱伝導率よりも低くなった。 From Comparative Example 1, Comparative Example 4, and Example 3, Comparative Example 4 and Comparative Example 1 using filler (B) whose average value of maximum length is 5 have the same thermal conductivity, and the average value of maximum length is 5. The thermal conductivity was lower than that of Example 3 using filler (B) with an average value of 15.

比較例5と実施例7より、フィラー体積率に関わらず、実施例1~4と比較例1~3で見られたように、弾性率の増大を抑えつつ高熱伝導化できる。 Comparative Example 5 and Example 7 show that regardless of the filler volume fraction, high thermal conductivity can be achieved while suppressing an increase in the elastic modulus, as seen in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3.

実施例5より、フィラー(A)の材質、実施例6及び実施例8より、フィラー(B)の材質に関わらず、弾性率の増大を抑えつつ高熱伝導化できる。 According to Example 5, regardless of the material of the filler (A), and according to Examples 6 and 8, regardless of the material of the filler (B), high thermal conductivity can be achieved while suppressing an increase in the elastic modulus.

Figure 0007352173000003
Figure 0007352173000003

Figure 0007352173000004
Figure 0007352173000004

但し、比較例4において、「フィラー(B)のアスペクト比」欄の数値は、その他のフィラーのアスペクト比を意味し、「フィラー(B)の最大長さの平均値」欄の数値は、その他のフィラーの最大長さの平均値を意味し、「(A)と(B)の体積比率((A):(B))」欄の数値は、(A)とその他のフィラーの体積比率を意味する。 However, in Comparative Example 4, the numerical value in the "Aspect ratio of filler (B)" column means the aspect ratio of other fillers, and the numerical value in the "Average value of maximum length of filler (B)" column means the other filler. The value in the "Volume ratio of (A) and (B) ((A):(B))" column is the average value of the maximum length of fillers in (A) and other fillers. means.

Claims (13)

樹脂、並びに、熱伝導率が1W/mK以上のフィラーを含む組成物であって、
前記樹脂は、ポリイミド樹脂およびエポキシ樹脂のみからなり
前記エポキシ樹脂の含有量は、前記ポリイミド100重量部に対して0.1重量部以上15重量部以下であり、
前記フィラーは、アスペクト比(最大長さの平均値/最小長さの平均値)が1.0~1.9のフィラー(以下、アスペクト比が1.0~1.9のフィラーを、(A)と記す)、
及び、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラー(以下、アスペクト比が2以上、最大長さの平均値が10.5~200.0μmのフィラーを、(B)と記す)を含み、
(A)と(B)の体積比率が、(A):(B)=95:5~55:45であり、(A)と(B)の体積比率の合計である総体積率が、15体積%~80体積%である、組成物。
A composition comprising a resin and a filler having a thermal conductivity of 1 W/mK or more,
The resin consists only of polyimide resin and epoxy resin,
The content of the epoxy resin is 0.1 parts by weight or more and 15 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyimide,
The filler has an aspect ratio (average maximum length/average minimum length) of 1.0 to 1.9 (hereinafter, filler with an aspect ratio of 1.0 to 1.9 is referred to as (A ),
and a filler with an aspect ratio of 2 or more and an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm (hereinafter, a filler with an aspect ratio of 2 or more and an average maximum length of 10.5 to 200.0 μm) , (denoted as (B)),
The volume ratio of (A) and (B) is (A):(B)=95:5 to 55:45, and the total volume ratio, which is the sum of the volume ratios of (A) and (B), is 15 % to 80% by volume.
シランカップリング剤を含む、請求項1に記載の組成物。 The composition according to claim 1, comprising a silane coupling agent. 前記フィラーは、アルミナ、シリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ベーマイト、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、及びカーボンファイバー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または2に記載の組成物。 The filler is at least one member selected from the group consisting of alumina, silica, boron nitride, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, boehmite, graphite, graphene, carbon nanotubes, cellulose nanofibers, and carbon fibers. Item 2. The composition according to item 1 or 2. 前記(A)は、アルミナ、シリカ、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及びベーマイトからなる群より選拓される少なくとも1種であり、
前記(B)は、窒化アルミニウムである、請求項1~3のいずれかに記載の組成物。
(A) is at least one selected from the group consisting of alumina, silica, aluminum nitride, zinc oxide, magnesium oxide, and boehmite,
The composition according to any one of claims 1 to 3, wherein (B) is aluminum nitride.
前記(A)の平均粒径D50は、1.0μm~100.0μmである、請求項1~4のいずれかに記載の組成物。 The composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the average particle size D50 of the (A) is 1.0 μm to 100.0 μm. 前記ポリイミド樹脂は、下記一般式(1)で表される構造を有するジアミン残基を、全ジアミン残基100モル%中60モル%以上含有するポリイミド樹脂である、請求項1~のいずれかに記載の組成物。
Figure 0007352173000005
(一般式(1)中、mは10以上の整数を示す。RおよびRは同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキレン基またはアリーレン基を示す。アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は炭素数1~30のアルキル基を示す。R~Rはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、炭素数1~30のアルキル基、フェニル基またはフェノキシ基を示す。)
Any one of claims 1 to 5 , wherein the polyimide resin is a polyimide resin containing 60 mol% or more of diamine residues having a structure represented by the following general formula (1) out of 100 mol% of the total diamine residues. The composition described in .
Figure 0007352173000005
(In the general formula (1), m represents an integer of 10 or more. R 5 and R 6 may be the same or different and represent an alkylene group or an arylene group having 1 to 30 carbon atoms. The arylene group is a substituent The substituent represents an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms. R 1 to R 4 may be the same or different, and each of R 1 to R 4 may have an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a phenyl group, or a phenoxy group. (indicates the group)
形状がシート状である、請求項1~のいずれかに記載のシート状組成物。 The sheet-like composition according to any one of claims 1 to 6 , which has a sheet-like shape. 請求項1~のいずれかに記載の組成物からなる硬化物。 A cured product comprising the composition according to any one of claims 1 to 7 . 25℃での熱伝導率が0.3~10W/mKであり、-70℃での弾性率が0.01~100MPaである、請求項に記載の硬化物。 The cured product according to claim 8 , which has a thermal conductivity of 0.3 to 10 W/mK at 25°C and an elastic modulus of 0.01 to 100 MPa at -70°C. 絶縁耐圧が5kV/mm以上である、請求項又はに記載の硬化物。 The cured product according to claim 8 or 9 , having a dielectric strength voltage of 5 kV/mm or more. 請求項に記載の組成物又は請求項10のいずれかに記載の硬化物、並びに、接着層を有する多層シート。 A multilayer sheet comprising the composition according to claim 7 or the cured product according to any one of claims 8 to 10 , and an adhesive layer. 請求項1~のいずれかに記載の組成物、請求項10のいずれかに記載の硬化物、又は請求項11に記載の多層シートを含む、放熱部品。 A heat dissipating component comprising the composition according to any one of claims 1 to 7 , the cured product according to any one of claims 8 to 10 , or the multilayer sheet according to claim 11 . 請求項1~のいずれかに記載の組成物、請求項10のいずれかに記載の硬化物、又は請求項11に記載の多層シートを含む、電子部品。
An electronic component comprising the composition according to any one of claims 1 to 7 , the cured product according to any one of claims 8 to 10 , or the multilayer sheet according to claim 11 .
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