JPWO2017002315A1 - 放熱材料接着用組成物、接着剤付放熱材料、インレイ基板、及びその製造方法 - Google Patents

放熱材料接着用組成物、接着剤付放熱材料、インレイ基板、及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017002315A1
JPWO2017002315A1 JP2017526159A JP2017526159A JPWO2017002315A1 JP WO2017002315 A1 JPWO2017002315 A1 JP WO2017002315A1 JP 2017526159 A JP2017526159 A JP 2017526159A JP 2017526159 A JP2017526159 A JP 2017526159A JP WO2017002315 A1 JPWO2017002315 A1 JP WO2017002315A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat dissipation
heat
composition
adhesive
dissipation material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017526159A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6716560B2 (ja
Inventor
梅田 裕明
裕明 梅田
和大 松田
和大 松田
健 湯川
健 湯川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Original Assignee
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd filed Critical Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Publication of JPWO2017002315A1 publication Critical patent/JPWO2017002315A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6716560B2 publication Critical patent/JP6716560B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/0204Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/20Adhesives in the form of films or foils characterised by their carriers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • C08K3/042Graphene or derivatives, e.g. graphene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
    • C08K3/36Silica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/02Non-macromolecular additives
    • C09J11/04Non-macromolecular additives inorganic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/06Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0806Silver
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0831Gold
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/08Metals
    • C08K2003/0862Nickel
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/30Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
    • C09J2301/312Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier parameters being the characterizing feature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2301/00Additional features of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2301/40Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components
    • C09J2301/408Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2400/00Presence of inorganic and organic materials
    • C09J2400/10Presence of inorganic materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2463/00Presence of epoxy resin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

コストを削減しつつ、安定した密着性を確保することができる放熱材料、これを用いたインレイ基板、及びその製造方法を提供する。エポキシ樹脂を含む樹脂成分、硬化剤、及び無機フィラーを含有してなり、80℃における複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sである放熱材料接着用組成物を用い、放熱材料の一部又は全部が被覆された接着剤付放熱材料とする。

Description

本発明は、主に基板の放熱を目的とする放熱材料、これを用いたインレイ基板、及びその製造方法に関するものである。
パワーモジュールやハイパワーLEDなどを実装する基板では、熱を放熱する機能が求められている。この目的のため、従来は、特許文献1に開示されているインレイ基板のように、基板の放熱を目的として基板に穴を設け、放熱材料を挿入することが行われていた。インレイ基板の製造方法としては、例えば、放熱材料を基板に挿入し、上から圧力をかけ、塑性変形させることにより固定する手法が用いられている。しかし、この手法を用いた場合、手作業となるため、コストが高くなり易く、圧力が不足して放熱材料が抜け落ちるなどの問題も発生している。そのため、コストを削減しつつ、安定した密着性を確保する技術が求められている。
特許第4988609号公報
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、コストを削減しつつ、安定した密着性を確保することができる放熱材料を提供することを目的とする。また、この放熱材料を用いた信頼性の高いインレイ基板、及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る放熱材料接着用組成物は、上記課題を解決するために、エポキシ樹脂を含む樹脂成分、硬化剤、及び無機フィラーを含有してなり、80℃における複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sの範囲内であるものとする。
上記樹脂成分は、固形エポキシ樹脂及び液状エポキシ樹脂より選択された1種又は2種以上の樹脂であるものとする。
硬化剤としては、イミダゾール系硬化剤、カチオン系硬化剤、及びラジカル系硬化剤より選択された1種又は2種以上を用いることができる。
無機フィラーとしては、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、金、銀、銅、及びニッケルから選択された2種以上の金属からなる合金粉、銀コート銅粉、金コート銅粉、銀コートニッケル粉、金コートニッケル粉、シリカ、アルミナ、窒素ホウ素、グラフェン、及びカーボンより選択された1種又は2種以上を用いることができる。
本発明の接着剤付放熱材料は、放熱材料の表面の一部又は全部を、上記放熱材料接着用組成物によって被覆することにより得られたものとする。本発明のインレイ基板は、当該接着剤付放熱材料を用いて得られたものとする。
また、本発明のインレイ基板の製造方法は、基板を予め熱する工程と、接着剤付放熱材料を、熱した基板に挿入する工程と、加圧により接着剤付放熱材料を基板に固定する工程を有する方法とする。
本発明に係る放熱材料接着用組成物によれば、基板に容易に固定することができ、安定した密着性を確保することができる接着剤付放熱材料が得られる。従って、放熱材料が抜け落ちるなどの従来技術の問題点を解消することができる。また、作業効率を向上させることができるため、コストを削減することも可能となる。
放熱材料に放熱材料接着用組成物を塗布して、接着剤付放熱材料を製造する工程を示す模式断面図である。 基板に接着剤付放熱材料を固定する工程を示す模式断面図である。
以下、本発明の実施の形態を、より具体的に説明する。
本実施形態に係る放熱材料接着用組成物は、エポキシ樹脂を含む樹脂成分、硬化剤、及び無機フィラーを含有してなるものである。
エポキシ樹脂としては、固形エポキシ樹脂、及び液状エポキシ樹脂より選択された1種又は2種以上の樹脂を用いることができる。
ここで「固形エポキシ樹脂」とは、常温(25℃)において固体であるエポキシ樹脂をいうものとする。固形エポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基を含有するもので、常温(25℃)で固体であれば、特に限定されないが、具体例としては、トリスフェノール型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
また液状エポキシ樹脂としては、分子内にエポキシ基を含有するもので、常温(25℃)で液体であれば特に限定されないが、具体例としては、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、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂等が挙げられる。
固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いることができるが、固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂との併用であることが好ましい。
固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂との合計量100質量部中、固形エポキシ樹脂の配合量は、これに限定されないが、好ましくは20〜90質量部であり、より好ましくは40〜80質量部である。20質量部以上であると、溶剤乾燥後もタック性が残らず、取り扱いが容易となる。また、90質量部以下であると、溶剤が揮発しにくいためペーストの表面に膜が生じ難く、放熱材料に塗布し易くなる。
本実施形態に係る放熱材料接着用組成物は、樹脂成分として、固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂に加えてビスマレイミド化合物を用いることもできる。
ビスマレイミド化合物としては、次の一般式(I)で表されるものを用いることができる。
Figure 2017002315
但し、式(I)中、Xは、脂肪族、脂環式又は芳香族の炭化水素基であって、主鎖の炭素数が10〜30である炭化水素基を示し、これらの基は、ヘテロ原子、置換基又はシロキサン骨格を有していてもよい。Xは、好ましくは、脂肪族又は脂環式炭化水素若しくは脂環式炭化水素基により修飾された脂肪族炭化水素基であり、炭素数10〜55の脂肪族炭化水素基であることがより好ましく、炭素数10〜40であることがさらに好ましい。
Yは脂肪族、脂環式又は芳香族の炭化水素基を示し、これらの基はヘテロ原子、置換基、フェニルエーテル骨格、スルフォニル骨格又はシロキサン骨格を有していてもよい。Yは、好ましくは、芳香族炭化水素基である。
nは繰り返し単位数であり、1〜20の範囲の数を示す。nが1以上であると、安定した密着性を確保することができる接着剤付放熱材料が得られる。また、nは20以下が好ましく、10以下がより好ましい。nが20以下であると、安定した密着性を確保することができる接着剤付放熱材料が得られる。ビスマレイミド化合物は、nが1〜20であるものを1種単独で用いてもよく、2種以上併用してもよいが、nが1〜10のものの混合物であることがより好ましい。
nが1〜10のものの混合物であることにより、耐振動性が向上するので、自動車などの振動が激しい製品に用いられる基板にも好適に用いられるものとなる。
上記ビスマレイミド化合物の製造方法は特に限定されず、例えば酸無水物とジアミンとを縮合反応させた後、脱水して環化(イミド化)を行う公知の方法により製造することができる。
上記ビスマレイミド化合物は、市販の化合物を用いることもでき、好ましい例としては、DESIGNER MOLECURES Inc.製のBMI−3000(ダイマージアミン、ピロメリット酸二無水物及びマレイン酸無水物より合成)、BMI−1500、BMI−2550、BMI−1400、BMI−2310、BMI−3005等を好適に用いることができる。
上記の中でも本発明で特に好適に用いられるビスマレイミド化合物であるDESIGNER MOLECURES Inc.製のBMI−3000は、下記の構造式で表される。式中、nは1〜20の範囲の数である。
Figure 2017002315
ビスマレイミド化合物を用いる場合には、ビスマレイミド化合物の配合量は、これに限定されないが、樹脂成分100質量部中、5〜20質量部であることが好ましい。
上記硬化剤は、特に限定されないが、イミダゾール系硬化剤、カチオン系硬化剤、及びラジカル系硬化剤からなる群から選択された1種を単独で用いることもでき、2種以上ブレンドして用いることもできる。
イミダゾール系硬化剤としては、イミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、2−エチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2,4−ジアミノ−6−〔2’−メチルイミダゾリル−(1’)〕−エチル−s−トリアジンなどが挙げられる。硬化剤として、イミダゾール系硬化剤を用いることにより、導電性、放熱性を向上させることができる。
カチオン系硬化剤としては、三フッ化ホウ素のアミン塩、P−メトキシベンゼンジアゾニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルイオドニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウム、テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラ−n−ブチルホスホニウム−o,o−ジエチルホスホロジチオエート等に代表されるオニウム系化合物などが挙げられる。
ラジカル系硬化剤(重合開始剤)としては、ジ−クミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、アゾ系化合物等が挙げられる。
硬化剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、好ましくは0.5〜30質量部であり、より好ましくは1〜20質量部であり、さらに好ましくは3〜15質量部である。
上記無機フィラーも、特に限定されないが、例としては、金、銀、銅、ニッケル等の金属粉、金、銀、銅、及びニッケルから選択された2種以上の金属からなる合金粉、銀コート銅粉、金コート銅粉、銀コートニッケル粉、金コートニッケル粉、グラフェン、カーボン等の炭素素材、シリカ、アルミナ、窒素ホウ素等が挙げられる。これら無機フィラーは、1種を単独で用いることもでき、2種以上をブレンドして用いることもできる。
上記無機フィラーを用いることにより、所望の導電性、放熱性又は線膨張係数を達成することができる。放熱材料とスルーホールメッキとの導通を必要とする場合は、金、銀、銅、又はニッケル等の金属粉、金、銀、銅、及びニッケルから選択された2種以上の金属からなる合金粉、銀コート銅粉、金コート銅粉、銀コートニッケル粉、金コートニッケル粉、グラフェン、又はカーボンを用いるのが好ましい。導電性が必要でない場合は、シリカ、アルミナ、窒化ホウ素を用いてもよい。
無機フィラーの配合量は、特に限定されないが、樹脂成分、硬化剤、及び無機フィラーの総量に対して、好ましくは20〜65体積%(vol%)であり、より好ましくは20〜60体積%であり、さらに好ましくは30〜60体積%である。
本発明の放熱材料接着用組成物は、上記した各成分を必要に応じて用いられる溶剤と共に十分混合することにより得られる。
溶剤としては、特に限定されないが、有機溶剤が好適に用いられ、その具体例としては、メチルエチルケトン、トルエン、メタノール、テトラリン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で用いることもでき、2種以上をブレンドして用いることもできる。
溶剤の配合量は、特に限定されないが、樹脂成分100質量部に対して、好ましくは20〜200質量部であり、より好ましくは40〜180質量部であり、さらに好ましくは50〜150質量部である。
なお、本発明の放熱材料接着用組成物には従来から同種の放熱材料接着用組成物に添加されることのあった添加剤を、本発明の目的から外れない範囲内で添加することもできる。
上記放熱材料接着用組成物は、溶剤を含まない状態での80℃における複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sであることが好ましく、1×104Pa・s〜1×106Pa・sであることがより好ましい。
上記各配合成分の種類及び量の選択により、80℃における複素粘度を上記範囲内にすることができる。
後述するように、接着剤付放熱材料を基板に挿入した後、通常は加熱しつつ、プレスして、放熱材料接着用組成物を硬化させるが、その際、80℃における複素粘度が1×103Pa・s以上であると、硬化時に放熱材料と基板との間から放熱材料接着用組成物が流出しにくく、基板と放熱材料との密着強度を確保することが容易である。また、80℃における複素粘度が5×106Pa・s以下であると、放熱材料接着用組成物の流動性が適切となり、放熱材料と基板との間に隙間が生じにくく、放熱材料と基板との密着強度を確保し易くなる。
本発明の接着剤付放熱材料は、放熱材料の表面の一部又は全部が上記放熱材料接着用組成物によって被覆されたものである。
放熱材料としては、従来から同様の目的に使用されているものであれば、特に限定されないが、具体例としては、銅、ポーラス銅、鉄、ニッケル等の金属、カーボン成型品などが挙げられる。
カーボン成型品としては、特に限定されないが、カーボンとカーボン繊維とのハイブリッド材料などが挙げられる。
放熱材料の形状も特に限定されないが、通常は円柱状等の柱状が好ましい。
接着剤付放熱材料の製造方法は、特に限定されないが、例えばディッピング法により製造することができる。ディッピング法の場合、放熱材料接着用組成物を溶剤に溶解させた溶液に放熱材料を浸した後、引き上げ、溶剤を乾燥除去することにより、放熱材料の表面全体が放熱材料接着用組成物によって被覆された接着剤付放熱材料を製造することができる。なお、必要に応じて、放熱材料を上記溶液に浸す前に、放熱材料の表面の一部をテープ等で予め被覆してもよい。このようにすることで、放熱材料接着用組成物が放熱材料を被覆する位置や面積を自由に設計することができる。
別の製造方法としては、例えば図1(a)に示すように、穴を設けたフッ素樹脂製シート1に、放熱材料2を挿入し、(b)に示すように、放熱材料接着用組成物3を、穴と放熱材料2との隙間に流し込み、(c)に示すように、余分な放熱材料接着用組成物3を取り除いた後、溶剤を乾燥除去し、フッ素樹脂製シート1から取り出す方法も用いることができる。この方法によれば、(d)に示すように放熱材料の側面が放熱材料接着用組成物によって被覆された接着剤付放熱材料Aを製造することができる。
いずれの方法でも溶剤を乾燥除去する条件は、特に限定されないが、好ましくは50〜80℃で30〜120分間であり、より好ましくは50℃で30〜60分間である。
上記により得られた接着剤付放熱材料は、例えばインレイ基板の製造に好適に用いることができる。この接着剤付放熱材料を用いたインレイ基板の製造方法は、特に限定されないが、図2(a)に示すように放熱材料挿入用の穴10が設けられた基板11を予め熱し、(b)に示すように放熱材料12が接着剤付放熱材料13によって被覆された接着剤付放熱材料Bを上記基板11の穴10に挿入し、その後、図中に矢印で示した方向にプレス機でプレスする方法を用いることができる。プレス機は、放熱材料を固定する際に通常用いられるプレス機や、真空プレス機を用いることができる。
プレス条件は限定されないが、150〜190℃、面圧力5〜15kg/cm2の条件下で30〜120分間プレスして、放熱材料接着用組成物を硬化させるのが好ましい。
上記基板を予め熱する温度も、特に限定されないが、好ましくは40〜90℃であり、より好ましくは50〜80℃である。このように基板を予め熱することにより、上記基板の穴に接着剤付放熱材料を挿入する際、放熱材料に塗布された放熱材料接着用組成物が、熱により溶融するため、容易に挿入することが可能となる。
上記により得られた接着剤付放熱材料は、放熱材料接着用組成物が適度な粘性を有していることから、プレス時に基板と放熱材料との間から放熱材料接着用組成物が流れ出すことなくプレスすることが可能であり、容易に基板に対して固定することが可能である。
従って、本発明の放熱材料接着用組成物によれば、放熱材料を基板に固定する際に、安定した密着性を確保することが可能であるため、密着力が不足して放熱材料が抜け落ちるなどの従来の問題点を解消することができる。また、本発明の接着剤付放熱材料は、基板に対して容易に挿入することができるため、作業効率が向上し、コストを削減することができる。
なお、上記放熱材料接着用組成物の使用法は上記に限定されず、例えば放熱材料に塗布した後、溶剤を乾燥除去せずに基板に挿入することもできる。
また、上記放熱材料接着用組成物を、離型フィルム等に塗布して溶剤を乾燥除去させて、フィルム状にして使用することもできる。
また、接着剤付放熱材料を基板に挿入してプレスする際、加熱により硬化させずに、接着用組成物の塑性変形により、仮止め的に基板に固定させることも可能である。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下において配合割合等は、特にことわらない限り質量基準とする。
下記表1に示す配合に従い、樹脂成分(樹脂又は樹脂溶液)、硬化剤、及び無機フィラーとしての銀コート銅粉を混合し、放熱材料接着用組成物を製造した。なお、銀コート銅粉の密度を9.1g/cm3、それ以外の原料の密度を1.1g/cm3として、銀コート銅粉の体積%(vol%)を計算することができる。
固形エポキシ樹脂1:トリスフェノール型エポキシ樹脂、株式会社プリンテック製 「VG3101L」、50質量%メチルエチルケトン溶液
固形エポキシ樹脂2:ビスフェノールA型エポキシ樹脂、三菱化学株式会社製 「JER1010」、50質量%メチルエチルケトン溶液
液状エポキシ樹脂:ビスフェノールF型エポキシ樹脂、株式会社ADEKA製 「EP−4901E」
ビスマレイミド化合物:Designer Molecules Inc.製 「BMI−3000CG」、60質量%トルエン溶液
イミダゾール系硬化剤:四国化成工業株式会社製 「2E4MZ(2−エチル−4−メチルイミダゾール)」
カチオン系硬化剤:テトラ−n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート
ラジカル系硬化剤:クメンハイドロパーオキサイド
銀コート銅粉1:銀コート量10質量%、球状、平均粒径5μm
銀コート銅粉2:銀コート量10質量%、球状、平均粒径10μm
得られた放熱材料接着用組成物について、複素粘度を以下の方法により測定した。
・複素粘度測定方法:離型処理したポリエチレンテレフタラート(PET)樹脂に、厚さが約100μmとなるよう放熱材料接着用組成物を塗布し、50℃で30分間溶剤を乾燥させ、フィルムを作製した。次いで、フィルムからPET樹脂を剥離し、得られた放熱材料接着用組成物からなるフィルムを6枚重ね合わせて測定試料とし、下記装置及び測定条件で測定した。
装置名:Anton Paar社製 MCR302(Modular Compact Rheometer)
プレート:D−PP25/AL/S07 直径25mm
振り角:0.1%
周波数:1Hz
測定範囲:25〜200℃
昇温スピード:5℃/min
銅、ポーラス銅、カーボン繊維を用いたハイブリッド材料からなる、φ5.88mm、厚み1.5mmの放熱材料の上面及び底面にテープを貼り付け、ディッピング法により上記放熱材料接着用組成物を塗布し、40℃で1時間乾燥させた後、テープを剥離し、接着剤付放熱材料を作製した。その後、接着剤付放熱材料を、FR−4(Flame Retardant Type4)基板に設けられた、φ6.0mm、深さ1.5mmの穴に埋め込み、プレス機を用いて最高温度190℃、面圧力:10kg/cm2で1時間プレスを行い、インレイ基板を作製した。
得られたインレイ基板について、接着剤付放熱材料とスルーホールメッキとの隙間評価及び密着強度の測定を以下の方法により行った。結果を表1に示す。
・接着剤付放熱材料とスルーホールメッキとの隙間評価:インレイ基板の断面を光学顕微鏡(倍率:80倍)で観察し、接着剤付放熱材料とスルーホールメッキとの間に隙間がある場合は「×」と評価し、隙間が無い場合は「○」と評価した。
・密着強度の測定方法:インレイ基板とハンダディップ後のインレイ基板について、接着剤付放熱材料部分にφ2.5mmの金属製の棒を押し当て、20mm/minで押し込み、接着剤付放熱材料が脱落するまでの強度を測定した。この強度は、100N以上であることが望ましい。
Figure 2017002315
結果は表1に示す通りであり、放熱材料接着用組成物の複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sの範囲内である実施例1〜5では、接着剤付放熱材料とスルーホールメッキは、隙間なく密着していた。また、実施例1〜5では、接着剤付放熱材料の密着強度が、100N以上であり、安定した密着性が得られた。一方、複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sの範囲外である比較例1及び2では、接着剤付放熱材料とスルーホールメッキとの間に隙間が見られ、また接着剤付放熱材料の密着強度も100N未満であり、安定した密着性は得られなかった。
A,B……接着剤付放熱材料
1 ……フッ素樹脂製シート
2,12……放熱材料
3,13……放熱材料接着用組成物
10……穴
11……基板

Claims (7)

  1. エポキシ樹脂を含む樹脂成分、
    硬化剤、
    及び無機フィラーを含有してなり、
    80℃における複素粘度が1×103Pa・s〜5×106Pa・sの範囲内であることを特徴とする、放熱材料接着用組成物。
  2. 前記樹脂成分が、固形エポキシ樹脂、及び液状エポキシ樹脂より選択された1種又は2種以上の樹脂である、請求項1に記載の放熱材料接着用組成物。
  3. 前記硬化剤が、イミダゾール系硬化剤、カチオン系硬化剤、及びラジカル系硬化剤より選択された1種又は2種以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の放熱材料接着用組成物。
  4. 前記無機フィラーが、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、金、銀、銅、及びニッケルから選択された2種以上の金属からなる合金粉、銀コート銅粉、金コート銅粉、銀コートニッケル粉、金コートニッケル粉、シリカ、アルミナ、窒素ホウ素、グラフェン、及びカーボンより選択された1種又は2種以上であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の放熱材料接着用組成物。
  5. 放熱材料の表面の一部又は全部が請求項1〜4のいずれか1項に記載の放熱材料接着用組成物によって被覆されてなる接着剤付放熱材料。
  6. 請求項5に記載の接着剤付放熱材料を用いてなるインレイ基板。
  7. 基板を予め熱する工程と、
    請求項5に記載の接着剤付放熱材料を、前記熱した基板に挿入する工程と、
    前記接着剤付放熱材料を挿入方向に加圧することにより、
    前記基板に固定する工程を有する、
    インレイ基板の製造方法。
JP2017526159A 2015-06-29 2016-06-15 インレイ基板、及びその製造方法 Active JP6716560B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015130112 2015-06-29
JP2015130112 2015-06-29
PCT/JP2016/002896 WO2017002315A1 (ja) 2015-06-29 2016-06-15 放熱材料接着用組成物、接着剤付放熱材料、インレイ基板、及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017002315A1 true JPWO2017002315A1 (ja) 2018-04-19
JP6716560B2 JP6716560B2 (ja) 2020-07-01

Family

ID=57608172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017526159A Active JP6716560B2 (ja) 2015-06-29 2016-06-15 インレイ基板、及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11236227B2 (ja)
EP (1) EP3315573B1 (ja)
JP (1) JP6716560B2 (ja)
KR (2) KR102440882B1 (ja)
CN (1) CN107709502B (ja)
TW (1) TWI706024B (ja)
WO (1) WO2017002315A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2569118B (en) * 2017-12-05 2021-02-17 Bentley Motors Ltd Automotive components comprising ceramics, novel inlays and methods of forming same
KR102115349B1 (ko) 2018-04-06 2020-05-26 주식회사 영일프레시젼 테트라포드 산화아연 및 알루미나 나노파이버를 포함하는 방열접착제
CN112804822B (zh) * 2020-12-30 2022-07-15 昆山沪利微电有限公司 一种内嵌散热材料的线路板及其制作方法
KR102520941B1 (ko) 2021-04-28 2023-04-13 애경케미칼주식회사 상온경화 및 경도조절이 가능한 폴리올 변성 아스파틱 이액형 폴리우레아계 방열접착제 조성물
CN113372863A (zh) * 2021-06-22 2021-09-10 深圳市汇海鑫科技有限公司 一种高导热高导电有机胶粘剂及其制备方法
KR102579208B1 (ko) * 2021-09-02 2023-09-15 (주)동원인텍 방열 점착 시트 및 그 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179309A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 New Japan Radio Co Ltd プリント回路基板の放熱構造とその製造方法
JP2004315688A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用接着フィルム、半導体装置、及び半導体装置の製造方法。
JP2004319823A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用接着フィルム、半導体装置、及び半導体装置の製造方法。
JP2006156610A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Nidec Copal Electronics Corp 回路基板
JP2006339559A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Led部品およびその製造方法
JP2007246861A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Nippon Steel Chem Co Ltd 樹脂組成物、並びにこの樹脂組成物を用いて得たワニス、フィルム状接着剤及びフィルム状接着剤付き銅箔
JP2012207222A (ja) * 2011-03-16 2012-10-25 Nippon Steel Chem Co Ltd 高熱伝導性フィルム状接着剤用組成物、高熱伝導性フィルム状接着剤、並びに、それを用いた半導体パッケージとその製造方法
JP2013006893A (ja) * 2011-06-22 2013-01-10 Hitachi Chemical Co Ltd 高熱伝導樹脂組成物、高熱伝導性硬化物、接着フィルム、封止用フィルム、及びこれらを用いた半導体装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5447785A (en) * 1993-03-02 1995-09-05 Toray Industries, Inc. Cloth prepreg, process for producing the same and reinforcing fabric
JP4089636B2 (ja) * 2004-02-19 2008-05-28 三菱電機株式会社 熱伝導性樹脂シートの製造方法およびパワーモジュールの製造方法
US20070200133A1 (en) 2005-04-01 2007-08-30 Akira Hashimoto Led assembly and manufacturing method
JP4988609B2 (ja) 2008-01-11 2012-08-01 株式会社日立国際電気 配線基板
US20110038124A1 (en) * 2008-04-21 2011-02-17 Honeywell International Inc. Thermal interconnect and interface materials, methods of production and uses thereof
TW201020304A (en) 2008-11-20 2010-06-01 Taiwan First Li Bond Co Ltd Epoxy resin-based thermal adhesive
KR20120010220A (ko) 2009-03-23 2012-02-02 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 다이본딩용 수지 페이스트, 그것을 이용한 반도체 장치의 제조 방법, 및 반도체 장치
TWI506082B (zh) * 2009-11-26 2015-11-01 Ajinomoto Kk Epoxy resin composition
JP5759191B2 (ja) 2010-01-29 2015-08-05 日東電工株式会社 パワーモジュール
JP5831122B2 (ja) 2010-10-18 2015-12-09 三菱化学株式会社 三次元集積回路用の層間充填材組成物、塗布液及び三次元集積回路の製造方法
JP5092050B1 (ja) * 2011-10-28 2012-12-05 積水化学工業株式会社 積層体
WO2013118848A1 (ja) * 2012-02-08 2013-08-15 日東電工株式会社 熱伝導性シートの製造方法
JP2013177564A (ja) 2012-02-08 2013-09-09 Nitto Denko Corp 熱伝導性シート、熱伝導性シート形成用粒子集合物粉体、および、これらの製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179309A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 New Japan Radio Co Ltd プリント回路基板の放熱構造とその製造方法
JP2004315688A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用接着フィルム、半導体装置、及び半導体装置の製造方法。
JP2004319823A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Sumitomo Bakelite Co Ltd 半導体用接着フィルム、半導体装置、及び半導体装置の製造方法。
JP2006156610A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Nidec Copal Electronics Corp 回路基板
JP2006339559A (ja) * 2005-06-06 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Led部品およびその製造方法
JP2007246861A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Nippon Steel Chem Co Ltd 樹脂組成物、並びにこの樹脂組成物を用いて得たワニス、フィルム状接着剤及びフィルム状接着剤付き銅箔
JP2012207222A (ja) * 2011-03-16 2012-10-25 Nippon Steel Chem Co Ltd 高熱伝導性フィルム状接着剤用組成物、高熱伝導性フィルム状接着剤、並びに、それを用いた半導体パッケージとその製造方法
JP2013006893A (ja) * 2011-06-22 2013-01-10 Hitachi Chemical Co Ltd 高熱伝導樹脂組成物、高熱伝導性硬化物、接着フィルム、封止用フィルム、及びこれらを用いた半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201710437A (zh) 2017-03-16
WO2017002315A1 (ja) 2017-01-05
TWI706024B (zh) 2020-10-01
KR102440882B1 (ko) 2022-09-05
US20180298185A1 (en) 2018-10-18
CN107709502A (zh) 2018-02-16
EP3315573A1 (en) 2018-05-02
EP3315573B1 (en) 2023-02-15
EP3315573A4 (en) 2019-01-30
KR20220104064A (ko) 2022-07-25
KR20180022714A (ko) 2018-03-06
JP6716560B2 (ja) 2020-07-01
CN107709502B (zh) 2021-06-15
US11236227B2 (en) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6716560B2 (ja) インレイ基板、及びその製造方法
WO2018123480A1 (ja) 放熱基板、放熱回路構成体、及びその製造方法
KR101523144B1 (ko) 방열특성이 개선된 에폭시 복합수지 조성물 및 이를 이용한 방열 구조물
JP6221634B2 (ja) 樹脂組成物、樹脂シート、樹脂硬化物および基板
JP6570259B2 (ja) 樹脂組成物、絶縁フィルム、および半導体装置
KR20150140125A (ko) 알루미늄 분말과 흑연을 포함하는 열전도성 복합수지 조성물의 제조 및 이를 사용한 방열구조물.
JP6517034B2 (ja) 樹脂組成物、フィルム、基板、半導体装置、熱転写ロール用接着材、および事務機器
KR101703558B1 (ko) 알루미나와 흑연을 포함하는 열전도성 복합수지 조성물의 제조 및 이를 사용한 방열구조물
JP2008088406A (ja) 樹脂組成物、熱伝導シート、金属箔付高熱伝導接着シート、ならびに、金属板付高熱伝導接着シート
KR101749459B1 (ko) 알루미늄 분말과 흑연을 포함하는 열전도성 복합수지 조성물의 제조 및 이를 사용한 방열구조물.
JP2017098379A (ja) 樹脂組成物、回路基板、発熱体搭載基板および回路基板の製造方法
JP2008088405A (ja) 樹脂組成物、熱伝導シート、金属箔付高熱伝導接着シート、ならびに、金属板付高熱伝導接着シート
JP2014009343A (ja) 樹脂シート及びその製造方法、樹脂シート硬化物、並びに放熱用部材
JP2011032296A (ja) エポキシ樹脂組成物、bステージフィルム、積層フィルム、銅張り積層板及び多層基板
JP4192871B2 (ja) 積層板および配線板
JP2013245309A (ja) エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂シート、金属ベース回路基板、bステージエポキシ樹脂シートの製造方法
KR101447258B1 (ko) 열전도성 에폭시 복합수지 조성물 및 이를 이용한 led 등기구
CN112823187A (zh) 树脂组合物
JP2017145290A (ja) 接着剤組成物、それからなる接着剤シート、それらの硬化物および半導体装置
JPS6330578A (ja) エポキシ樹脂系レジストインク組成物
JP2018076453A (ja) 金属ベース板回路基板用の絶縁性樹脂組成物及びその製造方法、並びにその絶縁性樹脂硬化体、それを用いた金属ベース板回路基板
JP2004197009A (ja) 熱硬化性樹脂とその製造方法及び製品
WO2022039121A2 (ja) 熱硬化性樹脂組成物
JP2012111960A (ja) 金属箔付高熱伝導接着シート、又は、金属板付高熱伝導接着シートの接着された半導体モジュールの製造方法
JP2012162718A (ja) 金属箔付高熱伝導接着シート、又は、金属板付高熱伝導接着シートの接着された半導体モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190417

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200609

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200610

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6716560

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250