KR20140009107A - 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판 - Google Patents

수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판 Download PDF

Info

Publication number
KR20140009107A
KR20140009107A KR1020137002638A KR20137002638A KR20140009107A KR 20140009107 A KR20140009107 A KR 20140009107A KR 1020137002638 A KR1020137002638 A KR 1020137002638A KR 20137002638 A KR20137002638 A KR 20137002638A KR 20140009107 A KR20140009107 A KR 20140009107A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin composition
inorganic filler
curing agent
substrate material
boron nitride
Prior art date
Application number
KR1020137002638A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101784196B1 (ko
Inventor
겐지 미야타
도시타카 야마가타
Original Assignee
덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤
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 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤 filed Critical 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20140009107A publication Critical patent/KR20140009107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101784196B1 publication Critical patent/KR101784196B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/38—Boron-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
    • C08G59/22—Di-epoxy compounds
    • C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
    • C08G59/245—Di-epoxy compounds carbocyclic aromatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
    • C08G59/4007—Curing agents not provided for by the groups C08G59/42 - C08G59/66
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313—Organic insulating material
    • H05K1/0353—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0373—Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/022—Processes for manufacturing precursors of printed circuits, i.e. copper-clad substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0206—Materials
    • H05K2201/0209—Inorganic, non-metallic particles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09009—Substrate related
    • H05K2201/09118—Moulded substrate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Abstract

(과제)우수한 열전도성을 구비하고, 또한 절연신뢰성도 우수한 수지 조성물, 성형체, 기판재, 회로기판을 제공한다.
(해결수단)에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 제공한다. 이 수지 조성물에서는, 무기 필러에 포함되는 육방정질화붕소와의 습윤성이 양호한 나프탈렌 구조를 에폭시 수지 및/또는 경화제중에 함유시켜 무기 필러의 충전성을 높임으로써, 우수한 방열성 및 내열성, 절연성 등이 얻어진다.

Description

수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판{RESIN COMPOSITION, MOLDED OBJECT AND SUBSTRATE MATERIAL BOTH OBTAINED FROM THE RESIN COMPOSITION, AND CIRCUIT BOARD INCLUDING THE SUBSTRATE MATERIAL}
본 발명은, 열전도성(熱傳導性)이 우수한 수지 조성물(樹脂組成物) 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체(成形體)와 기판재(基板材) 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판(回路基板)에 관한 것이다.
방열 부재(放熱部材) 및 방열 부재의 제작방법으로서는 특허문헌1이 있다.
회로기판에 사용되는 방열용의 조성물로서, 고열전도도(高熱傳導度)이고 저유전율(低誘電率)인 육방정질화붕소(六方晶窒化硼素)를 에폭시 수지(epoxy樹脂)중에 혼련(混練) 분산(分散)시킨 조성물이 있다(특허문헌2 및 3).
일본국 공개특허 특개2009-094110호 공보 일본국 공개특허 특개2008-280436호 공보 일본국 공개특허 특개2008-050526호 공보
방열용의 수지 조성물의 방열성 및 내열성(耐熱性)을 높이기 위해서는, 육방정질화붕소 등의 무기 필러(無機filler)의 충전성(充塡性)을 높이는 것이 바람직하다. 그러나 종래, 특히 육방정질화붕소를 포함하는 무기 필러를 배합한 방열용의 수지 조성물에서는, 무기 필러의 충전성을 높이는 것이 어려워 수지 조성물의 방열성 및 내열성이 불충분하며, 절연성이나 성형성도 충분하지 않았다.
따라서 본 발명은, 육방정질화붕소를 포함하는 무기 필러를 배합한 방열용의 수지 조성물에 있어서, 무기 필러의 충전성을 높이고, 우수한 방열성 및 내열성, 절연성, 성형성을 구비하는 수지 조성물을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
상기 과제해결을 위하여, 본 발명은, 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조(naphthalene構造)를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 제공한다.
이 수지 조성물에서는, 무기 필러에 포함되는 육방정질화붕소와의 습윤성(wettability)이 양호한 나프탈렌 구조를 에폭시 수지 및/또는 경화제중에 함유시킴으로써 무기 필러의 충전성을 높일 수 있다.
이 수지 조성물에 있어서, 상기 무기 필러는, 평균 입자지름 10~400μm인 조분(粗粉)과, 평균 입자지름 0.5~4.0μm인 미분(微粉)으로 이루어지고, 조분의 배합 비율이 70% 이상인 것이 바람직하다.
이 수지 조성물에 있어서, 상기 조분 및/또는 상기 미분은, 육방정질화붕소인 것이 바람직하다.
상기 조분을 육방정질화붕소로 하는 경우, 육방정질화붕소는, 흑연화 지수(黑鉛化指數)(ＧＩ)값이 1.5 이하이며, 형상이 단일 평판 또는 평판상 입자의 응집체이고, 입자의 탭 밀도(tap密度)가 0.5g/ｃｍ3 이상인 것이 더 바람직하다. 또한 상기 조분을 육방정질화붕소로 하는 경우, 상기 미분은 구상(球狀)의 산화알루미늄으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 경화시켜서 성형한 성형체와, 상기 수지 조성물을 시트 모양으로 형성하고, 가열에 의하여 B스테이지 상태로 하여 얻은 기판재도 제공한다.
이 기판재는, 복수 매를 적층하여 두께 방향으로 절단하고, 절단 단면을 평면(平面)으로 하여 새로운 기판재로 하여도 좋다. 이들의 기판재에 있어서, 상기 무기 필러는 일정 방향으로 배향(配向)된 것으로 할 수 있다.
또한 본 발명은, 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 시트 모양으로 형성하여, 가열에 의하여 B스테이지 상태로 하여 얻은 기판재를 금속제 기판상에 적층하고, 상기 기판재상에 적층한 금속박(金屬箔)을 국소적으로 깎아 내어 회로를 형성한 회로기판도 제공한다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 적합한 형태에 대하여 설명한다. 또 이하에 설명하는 실시형태는, 본 발명의 대표적인 실시형태의 일례를 나타낸 것으로서, 이에 따라 본 발명의 범위가 좁게 해석되는 것은 아니다. 설명은 이하의 순서에 의하여 한다.
1. 수지 조성물
(1)에폭시 수지
(2)경화제
(3)무기 필러
2. 성형체
3. 기판재
4. 회로기판
1. 수지 조성물
본 발명에 관한 수지 조성물은, 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％이다.
(1)에폭시 수지
에폭시 수지는, 1분자중에 2개 이상의 에폭시기를 구비하는 에폭시 화합물로서, 무기 필러의 충전성을 높이기 위해서, 무기 필러에 포함되는 육방정질화붕소와의 습윤성이 양호한 나프탈렌 구조 골격을 함유하는 에폭시 수지가 바람직하다. 에폭시 수지의 배합량은 7.5질량부 이상, 33.0질량부 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 8.8질량부 이상, 31.7질량부 이하이다.
(2)경화제
경화제는, 에폭시 수지의 경화제로서, 구체적으로는, 페놀노볼락 수지(phenol novolac 樹脂), 산무수물 수지(酸無水物樹脂), 아미노 수지(amino樹脂), 이미다졸류(imidazole類)가 있다. 이 경화제에 있어서도 무기 필러의 충전성을 높이기 위해서 나프탈렌 구조 골격을 함유하는 것이 바람직하다. 경화제의 배합량은 0.5질량부 이상, 8.0질량부 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 0.9질량부 이상, 6.55질량부 이하이다.
(3)무기 필러
무기 필러는 열전도성을 향상시키는 것으로서, 구체적으로는, 육방정질화붕소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 탄화규소 등이 있다. 무기 필러에는 육방정질화붕소가 포함되는 것이 바람직하다.
무기 필러의 함유율은 전체 부피중의 50~85부피％이다. 특히 바람직한 함유율은 65~83부피％이다. 무기 필러의 함유율이 50부피％ 미만에서는 성형체의 열전도율이 감소하는 경향이 있고, 85부피％를 초과하면 성형시에 공극(空隙)이 발생하기 쉬워져 절연성 및 기계강도가 저하하는 경향이 있기 때문에 바람직하지 못하다.
무기 필러는, 평균 입자지름 10~400μm인 조분과, 평균 입자지름 0.5~4.0μm인 미분으로 이루어지는 것이 바람직하다. 무기 필러를 조분과 미분으로 나누어서 배합함으로써 조분끼리의 사이에 미분을 충전할 수 있어, 무기 필러 전체의 충전율을 높일 수 있다. 무기 필러를 조분과 미분으로 형성하는 경우, 조분의 배합 비율은 70% 이상이 바람직하고, 더 바람직하게는 75% 이상이다. 조분 비율이 낮아지면 수지 조성물의 유동성이 저하되어, 치밀하게 충전된 성형체로 할 수 없게 되는 경향이 있기 때문이다.
조분과 미분으로 형성하는 경우이더라도, 소재로서는, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 질화붕소, 질화알루미늄, 질화규소, 탄화규소가 있고, 바람직하게는 육방정질화붕소가 좋다.
조분은, ＧＩ(Ｇｒａｐｈｉｔｉｚａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ : 흑연화 지수)값으로 1.5 이하가 바람직하다. ＧＩ값은, X선 회절에 있어서 식(1)에 나타내는 바와 같이 002회절선의 면적〔Ａｒｅａ(002)〕과 100회절선의 면적〔Ａｒｅａ(100)〕의 비로 나타내지는 것이다. ＧＩ값이 낮을수록 결정화(結晶化)가 진행한 것이다. 결정화도(結晶化度)가 낮은 것은, 입자가 충분하게 성장하지 않아 열전도도가 낮아지기 때문에 바람직하지 못하다.
ＧＩ＝ Ａｒｅａ(100)/Ａｒｅａ(002) … (1)
무기 필러중의 조분의 탭 밀도는, 무기 필러의 충전성 및 분산성을 양호하게 하기 위해서 0.5g/ｃｍ3 이상인 것이 바람직하다.
탭 밀도란 필러의 부피밀도를 나타내는 것으로서, ＪＩＳ Z 2500(2045)에 기재된 바와 같이, 진동시킨 용기 내의 분말의 단위부피당 질량이다.
무기 필러중의 조분의 형상은, 단일 평판 또는 평판상 입자의 응집체인 것이 바람직하다.
무기 필러의 미분으로서는 육방정질화붕소를 사용하면, 저유전율이고 고절연성이며 고열전도성의 수지 경화체가 얻어지므로 바람직하다. 또한 구상 알루미나도 고절연성이고 고열전도율의 수지 경화체를 얻을 수 있으므로 바람직하다.
본 발명에 관한 수지 조성물에서는, 무기 필러에 포함되는 육방정질화붕소와의 습윤성이 양호한 나프탈렌 구조를 에폭시 수지 및/또는 경화제중에 함유시킴으로써 무기 필러의 충전성을 높일 수 있다. 구체적으로는, 무기 필러를 수지 조성물 전체의 50~85부피％까지 충전할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 관한 수지 조성물은, 우수한 방열성 및 내열성, 절연성을 발휘하고 성형성도 양호하다.
2. 성형체
본 발명에 관한 성형체는, 상기의 수지 조성물을 경화시켜서 성형한 성형체이다.
성형에 있어서는, 수지 조성물의 상하간에서 0.1ｋｇｆ/ｃｍ2 이상의 압력을 가하여 경화시키는 성형이 있으며, 이 성형체는, 고절연성임과 아울러 고열전도성을 구비하고, 또한 알루미늄, 구리, 그들의 합금 등의 금속과의 접착성도 우수한 특징을 구비한다. 이 성형체는 혼성 집적회로용의 기판, 회로기판의 절연층으로서 적합하다. 성형에 있어서는 압출성형기, 진공 핫프레스 장치를 사용할 수 있다.
3. 기판재
본 발명에 관한 기판재는, 상기의 수지 조성물을 시트 모양으로 형성하고, 가열에 의하여 B스테이지 상태로 한 기판재이다.
B스테이지 상태란, 수지 조성물이 실온에서 건조한 상태를 나타내고 고온으로 가열하면 다시 용융하는 상태를 말한다. 보다 엄밀하게는, ＤＳＣ(Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ : 시차주사형 열량계)를 사용하여 경화시에 발생하는 열량으로부터 계산한 값에 있어서, 경화도 70% 미만의 상태를 나타낸다. 또 C스테이지 상태란, 수지 조성물의 경화가 거의 종료한 상태로, 고온으로 가열해도 다시 용융하는 일은 없는 상태를 말하고, 경화도 70% 이상의 상태를 말한다.
이 기판재는 B스테이지 상태로 하고 있기 때문에 높은 열전도성을 구비한다.
이 기판재는, 복수 매 적층하여 두께 방향으로 절단하고, 절단 단면을 평면으로 하여 새로운 기판재로 하여도 좋다. 이에 따라 열을 내보내는 방향을 변경할 수 있다.
이들 기판에 있어서, 기판재를 구성하는 수지 조성물에 배합되어 있는 무기 필러는 일정 방향으로 배향되어 있는 것이 바람직하다. 무기 필러의 배향 방향은 기판재에 있어서 열을 내보내는 방향에 영향을 미치기 때문에, 무기 필러의 배향 방향을 변화시킴으로써 기판재의 방열 방향을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 압출성형을 하였을 경우에 무기 필러는 압출 방향으로 배향한다. 이 압출성형후의 기판재를 복수 매 겹쳐 두께 방향으로 절단하고, 절단면을 평면으로 한 기판재를 작성하면, 압출성형후의 기판재와 무기 필러의 배향이 직교하는 것이 얻어진다.
4. 회로기판
본 발명에 관한 회로기판은, 금속제 기판과, 기판상에 적층된 상기의 기판재와, 기판재상에 적층된 금속박을 구비하고, 금속박을 국소적으로 깎아 내어 회로를 형성한 회로기판이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 수지 조성물은 무기 필러의 충전성을 높임으로써 우수한 방열성 및 내열성, 절연성을 발휘한다. 따라서 이 회로기판은, 방열성 및 내열성이 양호하고 저유전율이며 고절연성인 것이 된다.
금속제 기판의 재질은, 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 주석, 은, 티타늄, 금, 마그네슘, 실리콘 또는 이들 금속의 합금이다. 기판의 두께는 예를 들면 35~3000μm이다.
금속박의 재질은, 구리, 알루미늄, 니켈, 철, 주석, 은, 티타늄, 금, 마그네슘, 실리콘 또는 이들 금속의 합금이다. 이 재질에 니켈 도금, 니켈과 금의 합금에 의한 도금을 실시할 수도 있다. 금속박의 두께는 예를 들면 4~300μm이다.
회로기판의 제조방법으로서는, 예를 들면 금속제의 기판 상에 상기의 수지 조성물을 적층하고, 수지 조성물을 경화시킨 후에 금속박을 적층하고, 이들 전체를 가열 핫프레스에 의하여 일괄적으로 접합하고, 또한 금속박을 에칭 등에 의하여 깎아 내어 회로를 형성하는 방법이 있다.
실시예
본 발명을 실시예, 비교예를 이용하여 「표1」, 「표2」를 참조하면서 상세하게 설명한다.
Figure pct00001
(실시예1)
실시예1의 수지 조성물은, 「표1」에 나타내는 배합비의 수지 조성물이다. 본 실시예에 있어서는, 에폭시 수지는 나프탈렌 구조를 함유하는 나프탈렌형 에폭시 수지(ＤＩＣ사 제품, ＨＰ4032), 경화제로서 이미다졸류(시코쿠화성사 제품, 2Ｅ4ＭＺ-ＣＮ), 커플링제로서 실란 커플링제(토레이다우코닝사 제품, Ｚ-0640Ｎ)를 사용하였다. 무기 필러에 있어서는 육방정질화붕소(「표1」에서는 ＢＮ이라고 기재했다)를 채용하였다.
무기 필러에 있어서의 평균 입자지름은, 시마즈제작소 제품 「레이저 회절식 입도 분포 측정장치 ＳＡＬＤ-200」을 사용하여 측정을 하였다. 시료는, 글라스 비이커에 50cc의 순수(純水)와 측정할 열전도성 분말을 5g 첨가하여 스패출러(spatula)를 사용하여 교반하고, 그 후에 초음파 세정기로 10분간 분산 처리를 하였다. 분산 처리를 한 열전도성 재료의 분말의 용액을 스포이드로 장치의 샘플러부(sampler部)에 한 방울씩 첨가하여 흡광도가 측정 가능하게 될 때까지 안정되기를 기다렸다. 흡광도가 안정이 된 시점에서 측정을 하였다. 레이저 회절식 입도 분포 측정장치에 있어서는, 센서로 검출한 입자에 의한 회절/산란광의 광강도 분포의 데이터로부터 입도 분포를 계산하였다. 평균 입자지름은, 측정되는 입자지름의 값에 상대입자량(차분(差分; difference)％）을 곱하고 상대입자량의 합계(100%)로 나누어 구하였다. 평균 입자지름은 입자의 평균 지름이다.
효과의 측정에 있어서는, 수지 조성물을 시트 모양으로 성형해서 하였다.
실시예1의 수지 조성물을 압출성형장치를 사용하여 1.0mm 두께의 얇은 판모양으로 성형하여 성형체로 한 후, 1.0ｋｇｆ/ｃｍ2의 압력으로 상하면(上下面) 사이를 가압한 상태에서 120도로 15분간의 가열에 의하여 반경화시켜, 반경화 상태의 수지 조성물 시트를 50매 적층하고, 반경화와 동일한 가열처리를 하여 일체화시키고, 또 두께 방향으로 절단하여 그 절단면을 평면으로 하는 기판재를 얻었다.
상기의 제조방법에 의하여 얻은 기판재의 평가를 「표1」에 나타냈다. 이하, 각 평가에 대해서 설명한다.
본 발명의 효과인 열전도성은 내열성 및 열전도율로 평가하였다. 본 발명의 다른 효과인 절연신뢰성은 초기 내전압으로 평가하였다.
(내열성)
실시예의 수지 조성물 20mg을 백금제의 용기에 넣고, 10도/ｍｉｎ의 승온속도로 25도에서부터 1000도까지에 있어서 열중량 감소를 측정하여, 중량 감소율 5ｗｔ％때의 온도를 구하였다. 측정장치는 ＴＧ-ＤＴＡ(리가쿠사 제품 ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓ Ｅｖｏ ＴＧ8120)를 사용하였다. 내열성은 350도 이상이 필요하다.
(열전도율)
<두께 방향의 열전도율>
두께 방향의 열전도율은, 실시예의 수지 조성물의 열확산율, 비중, 비열을 모두 곱하여 산출하였다. 열확산율은, 시료를 폭 10mm×10mm×두께 1mm로 가공하여 레이저 플래시법에 의하여 구하였다. 측정장치는 크세논 플래쉬 애널라이저(ＮＥＴＺＳＣＨ사 제품 ＬＦＡ447 ＮａｎｏＦｌａｓｈ)를 사용하였다. 비중은 아르키메데스법을 이용하여 구하였다. 비열은 ＤＳＣ(리가쿠사 제품 ＴｈｅｒｍｏＰｌｕｓ Ｅｖｏ ＤＳＣ8230)를 사용하여 구하였다. 두께 방향의 열전도율은 2.0(W/ｍＫ) 이상이 필요하다.
<면내 방향의 열전도율>
면내 방향의 열전도율은, 상기와 마찬가지로 열확산율과 시료의 비중, 비열 용량의 곱으로부터 산출하였다. 구하는 열확산율은, 시료를 폭 5mm×30mm×두께 0.4mm로 가공하여 광교류법에 의하여 구하였다. 측정장치는 광교류법 열확산율 측정장치(알박이공 주식회사 제품 ＬａｓｅｒＰｉｔ)를 사용하였다. 비중 및 비열 용량은 상기 두께 방향의 열전도율 측정에서 구한 값을 이용하였다. 면내 방향의 열전도율은 2.0(W/ｍＫ) 이상이 필요하다.
(절연신뢰성)
<초기 내전압>
두께 1.5mm의 알루미늄판상에 두께 0.5mm의 기판재를 적층하고, 기판재에 두께 0.1mm의 동박(銅箔)을 적층하였다. 적층 후에 150도에서 2.0시간의 환경에 두고 경화를 완료시켜 기판을 제작하였다. 이 기판의 동박의 주위를 에칭하여 지름 20mm의 원형부분을 남긴 후에 절연유(絶緣由)중에 침지시키고, 실온에서 교류 전압을 동박과 알루미늄판 간에 인가시켜 ＪＩＳ Ｃ2110에 의거하여 초기 내전압을 측정하였다. 측정기로는 기쿠스이전자공업주식회사 제품 ＴＯＳ-8700을 사용하였다. 초기 내전압은 20(kV/mm) 이상이 필요하다.
(실시예2~11)
실시예2~11은, 「표1」에 나타내는 변경 이외에는 실시예1과 동일한 것이다.
「표1」에 기재된 조성물은 다음의 것을 채용하였다.
실시예7에서의 Ａｌ2Ｏ3 : 구상의 산화알루미늄(덴키화학공업사 제품, ＡＳＦＰ-20)이며, 입자지름 3.0μｍ 이하의 것을 90부피％ 함유하고, 평균 입자지름은 0.5μm이다.
실시예8, 9에 있어서 무기 필러의 조분에서 「응집」이라고 되어 있는 ＢＮ : 모멘티브·퍼포먼스·메테리얼즈사 제품, ＰＴ670. 평균 입자지름 300μm, 탭 밀도 1.0g/ｃｍ3, ＧＩ값 1.1
실시예10에 있어서 경화 수지로서의 나프탈렌테트라카르복시산이무수물 : ＪＦＥ케미컬주식회사 제품 ＮＴＣＤＡ
실시예11에 있어서 경화 수지로서의 나프톨아랄킬형 페놀수지 : 도토화성주식회사 제품 ＳＮ-485
(실시예12~15)
실시예12~15는, 실시예1의 수지 조성물을 압출성형장치에 의하여 얇은 판모양으로 성형한 기판적층 재료(d)를 그대로 사용한 것 이외에는 실시예1~4와 동일한 배합량, 조작으로 수지 경화체 또한 성형체, 기판적층 재료, 회로기판을 제작하고, 평가하였다.
실시예12~15는, 기판재중의 무기입자의 배향도를 구하였더니 어느 것도 0.01 이하로 면내 방향으로 입자가 잘 배향하고 있는 것이 확인되었다. 그 결과, 면내 방향으로의 열전도율이 높고, 이에 따라 실시예1보다 기판 전체의 온도가 균일해졌다. 온도가 균일해지면 기판을 사용한 전자장치 전체의 온도도 균일해져, 그 동작이 안정하였다.
Figure pct00002
(실시예16)
실시예16은, 무기 필러의 조분으로서의 평판 모양의 육방정질화붕소로서, 미즈시마철공소주식회사 제품 ＨＰ-Ｐ4(평균 입자지름 5μm, 탭 밀도 0.2g/ｃｍ3, ＧＩ값 1.55)를 채용한 이외에는, 실시예1과 같다.
(실시예17)
실시예17은, 무기 필러의 조분과 미분의 배합 비율을 「표2」에 나타내는대로 변경한 것 이외에는 실시예1과 같다.
(비교예1~4)
비교예1~4는, 「표2」에 나타내는 변경 이외에는 실시예1과 같은 것이다.
「표2」에 기재된 조성물은 다음의 것을 채용하였다.
에폭시 수지로서의 지환식 비스Ａ형 : 도토화성주식회사 제품 ＳＴ-3000
에폭시 수지로서의 비페닐형 : 재팬에폭시레진주식회사 제품 ＹＸ4000Ｈ
에폭시 수지중의 트리에폭시 수지 트리아진형 : 닛산화학공업주식회사 제품 ＴＥＰＩＣ-ＰＡＳ
(비교예5)
비교예5는, 무기 필러의 조분으로서의 구상의 산화알루미늄으로서 덴키화학공업사 제품 ＤＡＷ10(평균 입자지름이 10μm)을 사용하고, 「표2」에 기재된 변경 부분 이외에는 실시예1과 같다.
어느 비교예도 내열성, 열전도율 또는 초기 내전압의 적어도 하나가 나쁜 결과였다.

Claims (11)

  1. 에폭시 수지(epoxy樹脂)와, 경화제(硬化劑)와, 무기 필러(無機filler)를 구비하는 수지 조성물(樹脂組成物)로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조(naphthalene構造)를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소(六方晶窒化硼素)를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기 필러가, 평균 입자지름 10~400μm인 조분(粗粉)과, 평균 입자지름 0.5~4.0μm인 미분(微粉)으로 이루어지고, 조분의 배합 비율이 70% 이상인 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조분이 육방정질화붕소인 수지 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 미분이 육방정질화붕소인 수지 조성물.
  5. 제2항 내지 제4항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 조분이 흑연화 지수(ＧＩ)값 1.5 이하의 육방정질화붕소이고, 조분의 형상이 단일 평판 또는 평판상 입자의 응집체이며, 조분의 입자의 탭 밀도(tap密度)가 0.5g/ｃｍ3 이상인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
  6. 제2항, 제3항 또는 제5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 미분이 구상(球狀)의 산화알루미늄인 수지 조성물.
  7. 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 경화시켜서 성형한 성형체(成形體).
  8. 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 시트 모양으로 형성하고, 가열에 의하여 B스테이지 상태로 하여 얻은 기판재(基板材).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판재를 복수 매 적층하여 두께 방향으로 절단하고, 절단 단면을 평면으로 한 기판재.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 무기 필러가, 일정 방향으로 배향되어 있는 기판재.
  11. 에폭시 수지와, 경화제와, 무기 필러를 구비하는 수지 조성물로서, 에폭시 수지와 경화제의 어느 일방 또는 쌍방이 나프탈렌 구조를 함유하고, 무기 필러가 육방정질화붕소를 포함하고, 무기 필러가 수지 조성물 전체의 50~85부피％인 수지 조성물을 시트 모양으로 형성하고, 가열에 의하여 B스테이지 상태로 하여 얻은 기판재를 금속제 기판상에 적층하고, 상기 기판재상에 적층한 금속박을 국소적으로 깎아 내어 회로를 형성한 회로기판.
KR1020137002638A 2010-08-26 2010-08-26 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판 KR101784196B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/064437 WO2012026012A1 (ja) 2010-08-26 2010-08-26 樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる成形体と基板材並びに該基板材を含んでなる回路基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140009107A true KR20140009107A (ko) 2014-01-22
KR101784196B1 KR101784196B1 (ko) 2017-10-11

Family

ID=45723040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020137002638A KR101784196B1 (ko) 2010-08-26 2010-08-26 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8921458B2 (ko)
EP (1) EP2610277A4 (ko)
KR (1) KR101784196B1 (ko)
CN (1) CN103068875B (ko)
CA (1) CA2807751C (ko)
WO (1) WO2012026012A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220139422A (ko) * 2020-03-26 2022-10-14 닛폰 에어로실 가부시키가이샤 절연성 필러 및 그 제조 방법, 그 절연성 필러를 포함하는 절연재 및 그 제조 방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6023474B2 (ja) * 2012-06-08 2016-11-09 デンカ株式会社 熱伝導性絶縁シート、金属ベース基板及び回路基板、及びその製造方法
JP6351585B2 (ja) * 2013-06-03 2018-07-04 デンカ株式会社 樹脂含浸窒化ホウ素焼結体およびその用途
KR101687394B1 (ko) 2013-06-17 2016-12-16 주식회사 엘지화학 광경화성 및 열경화성을 갖는 수지 조성물 및 드라이 필름 솔더 레지스트
WO2014204173A1 (ko) * 2013-06-17 2014-12-24 주식회사 엘지화학 광경화성 및 열경화성을 갖는 수지 조성물 및 드라이 필름 솔더 레지스트
US9516741B2 (en) * 2013-08-14 2016-12-06 Denka Company Limited Boron nitride/resin composite circuit board, and circuit board including boron nitride/resin composite integrated with heat radiation plate
JP6221634B2 (ja) * 2013-10-30 2017-11-01 Tdk株式会社 樹脂組成物、樹脂シート、樹脂硬化物および基板
JP6493226B2 (ja) * 2014-02-05 2019-04-03 三菱ケミカル株式会社 窒化ホウ素凝集粒子、窒化ホウ素凝集粒子の製造方法、該窒化ホウ素凝集粒子含有樹脂組成物、成形体、及びシート
KR102235501B1 (ko) 2014-09-12 2021-04-05 엘지이노텍 주식회사 무기충전재 및 이를 포함하는 에폭시 수지 조성물
JP6988091B2 (ja) * 2014-12-08 2022-01-05 昭和電工マテリアルズ株式会社 エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置
JP6538337B2 (ja) * 2014-12-08 2019-07-03 昭和電工株式会社 樹脂組成物及びその製造方法
US10123412B2 (en) 2016-01-28 2018-11-06 Rogers Corporation Thermosetting polymer formulations, circuit materials, and methods of use thereof
JP7389014B2 (ja) * 2018-02-26 2023-11-29 デンカ株式会社 絶縁放熱シート
WO2019203266A1 (ja) 2018-04-17 2019-10-24 積水化学工業株式会社 絶縁シート、積層体、及び基板
CN112004886A (zh) * 2018-04-27 2020-11-27 三菱瓦斯化学株式会社 热固性组合物、预浸料、覆金属箔层叠板、树脂片及印刷布线板

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3721272B2 (ja) 1998-10-05 2005-11-30 電気化学工業株式会社 熱伝導性樹脂成形体の製造方法
JP2002012653A (ja) * 2000-07-03 2002-01-15 Denki Kagaku Kogyo Kk 硬化性樹脂組成物及びそれを用いた金属ベース回路基板
JP2004256687A (ja) 2003-02-26 2004-09-16 Polymatech Co Ltd 熱伝導性反応硬化型樹脂成形体及びその製造方法
US7378455B2 (en) * 2005-06-30 2008-05-27 General Electric Company Molding composition and method, and molded article
CN101268146B (zh) 2005-09-15 2012-01-25 积水化学工业株式会社 树脂组合物、片状成型体、预浸料、固化体、层叠板及多层层叠板
JP4735492B2 (ja) 2006-01-27 2011-07-27 新神戸電機株式会社 加熱加圧成形用プリプレグおよび積層板
JP2008050526A (ja) 2006-08-28 2008-03-06 Matsushita Electric Works Ltd 樹脂組成物、それを用いたプリプレグ及び積層板
CN1935926A (zh) * 2006-09-22 2007-03-28 清华大学 一种高热导电子封装材料及其制备方法
JP2008280436A (ja) 2007-05-10 2008-11-20 Denki Kagaku Kogyo Kk 電気部品用固定用接着シート、電気部品の固定方法
JP2009094110A (ja) 2007-10-03 2009-04-30 Denki Kagaku Kogyo Kk 放熱部材、及びそのシート、およびその製造方法
JP2009138075A (ja) 2007-12-05 2009-06-25 Hitachi Chem Co Ltd 樹脂組成物、それを用いたプリプレグ、および積層板
US8440292B2 (en) 2009-05-13 2013-05-14 E I Du Pont De Nemours And Company Multi-layer article for flexible printed circuits
JP5513840B2 (ja) * 2009-10-22 2014-06-04 電気化学工業株式会社 絶縁シート、回路基板及び絶縁シートの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220139422A (ko) * 2020-03-26 2022-10-14 닛폰 에어로실 가부시키가이샤 절연성 필러 및 그 제조 방법, 그 절연성 필러를 포함하는 절연재 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101784196B1 (ko) 2017-10-11
CA2807751C (en) 2017-10-10
WO2012026012A1 (ja) 2012-03-01
EP2610277A1 (en) 2013-07-03
CN103068875A (zh) 2013-04-24
CN103068875B (zh) 2015-09-16
CA2807751A1 (en) 2012-03-01
US20130143981A1 (en) 2013-06-06
EP2610277A4 (en) 2015-08-19
US8921458B2 (en) 2014-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140009107A (ko) 수지 조성물 및 상기 수지 조성물로 이루어지는 성형체와 기판재 및 상기 기판재를 포함하여 이루어지는 회로기판
JP5330910B2 (ja) 樹脂組成物及びその用途
KR101756691B1 (ko) 절연 시트, 회로기판 및 절연 시트의 제조방법
TWI633813B (zh) Boron nitride-resin composite circuit substrate, boron nitride-resin composite heat release plate integrated circuit substrate
JP6023474B2 (ja) 熱伝導性絶縁シート、金属ベース基板及び回路基板、及びその製造方法
KR101825259B1 (ko) 수지 조성물, 수지 시트, 금속박 구비 수지 시트, 수지 경화물 시트, 구조체, 및 동력용 또는 광원용 반도체 디바이스
CN105263886A (zh) 树脂浸渗氮化硼烧结体及其用途
JP5038007B2 (ja) 組成物、それを用いた金属ベース回路基板
JP6221634B2 (ja) 樹脂組成物、樹脂シート、樹脂硬化物および基板
JP5340595B2 (ja) 絶縁性熱伝導性樹脂組成物及び成形品並びにその製造方法
JP6748967B2 (ja) シート状熱硬化性樹脂組成物、並びにそれを用いた樹脂シート、モジュール部品、パワーデバイス及びコイル部品
TW202033643A (zh) 散熱性樹脂組成物用無機粉體及使用此的散熱性樹脂組成物，以及該等的製造方法
JP5888584B2 (ja) 樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグシート、樹脂硬化物シート、構造体、および動力用又は光源用半導体デバイス
WO2008010297A1 (fr) Composition pour résine thermodurcissable conduisant la chaleur et procédé pour la produire
CN114829467B (zh) 树脂片材及其制造方法
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
TW201725236A (zh) 環氧樹脂組成物、熱傳導材料前驅物、ｂ階段薄片、預浸體、散熱材料、積層板、金屬基板及印刷線路板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant