TW201938376A

TW201938376A - 積層體

Info

Publication number: TW201938376A
Application number: TW108107024A
Authority: TW
Inventors: 高麗亜希; 大鷲圭吾; 足羽剛児; 張銳; 矢原和幸
Original assignee: 日商積水化學工業股份有限公司
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2019-03-04
Publication date: 2019-10-01
Also published as: JP7291118B2; JPWO2019168155A1; WO2019168155A1

Abstract

本發明之積層體依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且於根據圖像解析求出之上述樹脂組成物層之剖面，長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度為10°以上的空隙之頻度為95%以上。

Description

積層體

本發明係關於一種積層體。

近年來，電子及電氣設備之小型化及高性能化發展，電子零件之安裝密度變高。因此，如何於狹窄之空間中將自電子零件產生之熱進行散熱成為問題。由於自電子零件產生之熱直接關係到電子及電氣設備之可靠性，故而所產生之熱之有效率之釋放成為迫切課題。

作為解決上述課題之一個手段，可列舉：於安裝功率半導體裝置等之散熱基板使用具有高導熱性之陶瓷基板之手段。作為此種陶瓷基板，可列舉氧化鋁基板及氮化鋁基板等。

然而，於上述使用陶瓷基板之手段中，存在多層化較困難、加工性差、成本非常高之問題。進而，由於陶瓷基板與銅電路之線膨脹係數之差較大，故亦存在於冷熱循環時銅電路容易剝離之問題。

因此，使用線膨脹係數較低之氮化硼、尤其是六方晶氮化硼之樹脂組成物作為散熱材料受到關注。六方晶氮化硼之晶體構造係與石墨類似之六角網狀之層狀構造，六方晶氮化硼之粒子形狀為鱗片狀。因此，已知六方晶氮化硼其面方向之導熱率高於厚度方向之導熱率，且導熱率存在各向異性。

作為降低六方晶氮化硼之導熱率之各向異性，且提高厚度方向之導熱率之方法，提出有使用使六方晶氮化硼之一次粒子凝聚而成之二次凝聚粒子（氮化硼凝聚粒子）。例如，於專利文獻1～3中揭示有使用氮化硼凝聚粒子之樹脂組成物。

於專利文獻1中揭示有於熱硬化性樹脂中含有無機填充材之熱硬化性樹脂組成物。上述無機填充材以40：60～98：2之體積比包含由平均長徑為8 μm以下之氮化硼之一次粒子所構成之二次凝聚體（A）、及由平均長徑超過8 μm且為20 μm以下之氮化硼之一次粒子所構成之二次凝聚體（B）。上述無機填充材之含量為40體積%以上且80體積%以下。

於專利文獻2中揭示有包含：具有不同之壓縮破壞強度之2種填料（其中，將2種填料為同一物質之情形除外）及硬化性樹脂（C）之硬化性散熱組成物。上述2種填料之壓縮破壞強度比（壓縮破壞強度較大之填料（A）之壓縮破壞強度/壓縮破壞強度較小之填料（B）之壓縮破壞強度）為5以上且1500以下。上述填料（B）為六方晶氮化硼凝聚粒子。

於專利文獻3中揭示有包含熱硬化性樹脂及無機填充劑之熱硬化性樹脂組成物。上述無機填充劑包含：由具有10以上且20以下之縱橫比之氮化硼之一次粒子所形成之二次粒子（A）、及由具有2以上且9以下之縱橫比之氮化硼之一次粒子所形成之二次粒子（B）。
先前技術文獻
專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-6586號公報
專利文獻2：WO2013/145961A1
專利文獻3：WO2014/199650A1

發明所欲解決之課題

關於如專利文獻1～3所記載之使用習知氮化硼凝聚粒子之硬化性組成物，為了維持氮化硼凝聚粒子之導熱率之各向同性，而必須於片材成形等之加壓時，使氮化硼凝聚粒子不會因加壓而崩解等。因此，有於氮化硼凝聚粒子間殘留空隙之情況。作為結果，有雖可提高厚度方向之導熱性，但絕緣性降低之情況。

根據以上內容，本發明之目的在於提供一種積層體，其具有良好之導熱性，同時亦具有高絕緣性。
解決課題之技術手段

為了解決上述課題而進行了努力研究，結果本發明者完成下述本發明，且發現可解決該課題。即，本發明如下所述。

[1]一種積層體，其依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且於上述樹脂組成物層之剖面，長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度為10°以上的空隙之頻度為95%以上。
[2]如[1]記載之積層體，其中，上述無機填充材包含：具有10 W/（m・K）以上之導熱率之板狀無機粒子。
[3]如[1]記載之積層體，其中，上述無機填充材包含板狀無機粒子、無機粒子A及無機粒子B，且上述板狀無機粒子、上述無機粒子A及上述無機粒子B之任一者以上具有10 W/（m・K）以上之導熱率。
[4]如[3]記載之積層體，其中，上述無機粒子A之縱橫比為2以下。
[5]如[2]至[4]任一項記載之積層體，其中，上述無機填充材中之上述板狀無機粒子之含量為1～100體積%。
[6]如[2]至[5]中任一項記載之積層體，其中，上述板狀無機粒子為氮化硼。
[7]如[2]至[6]中任一項記載之積層體，其中，上述板狀無機粒子為凝聚粒子。
[8]如[3]至[7]中任一項記載之積層體，其中，上述無機粒子B於壓縮20%時之壓縮強度大於上述板狀無機粒子。
[9]如[3]至[8]中任一項記載之積層體，其中，上述無機粒子B為氮化硼。
[10]如[3]至[9]中任一項記載之積層體，其中，上述樹脂組成物層至少由2層構成，且自上述金屬底板側依序具有第1樹脂組成物層及第2樹脂組成物層，上述第1樹脂組成物層包含上述板狀無機粒子，上述第2樹脂組成物層包含上述無機粒子A及上述無機粒子B。
[11]如[10]記載之積層體，其中，上述第1樹脂組成物層進而包含無機粒子A。
[12]一種積層體，其依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且於上述樹脂組成物層之剖面，長軸方向之長度為10 μm以上的空隙之頻度為5%以下。
發明之效果

根據本發明，可提供一種積層體，其具有良好之導熱性，同時亦具有高絕緣性。

本發明之積層體依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且滿足下述（A）或（B）之必要條件，較佳為滿足（A）及（B）兩者。
（A）於樹脂組成物層之剖面，長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度為10°以上的空隙之頻度為95%以上。
（B）於樹脂組成物層之剖面，長軸方向之長度為10 μm以上的空隙之頻度為5%以下。
再者，（A）及（B）係對樹脂組成物層之剖面進行圖像解析所求出。

為了藉由圖像解析求出空隙率之面積比率，首先，對於藉由SEM觀察所得之樹脂組成物層之剖面圖像，視需要使用例如圖像處理軟體而進行標準化處理。繼而，進行例如中值濾波器處理後，將256灰階中閾值75以下之區域視為空隙。
再者，藉由求出閾值75以下之區域之比率，可求出空隙率之面積比率。關於圖像處理之濾波器選擇，只要可明確地區別空隙部分與其他部分之對比度即可，例如亦可使用滑動平均濾波器等公知之雜訊去除濾波器。

繼而，對於該空隙進行橢圓近似。接著，如圖1所示，求出長軸方向L12相對於積層體之厚度方向L10之角度θ。又，算出長軸方向L12之長度作為長徑。
再者，具體之圖像解析方法如實施例中所記載。

此處，為了將長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度為10°以上的空隙之頻度設為95%，或將長軸方向之長度為10 μm以上的空隙之頻度設為5%以下，例如較佳為於在將金屬底板、樹脂組成物層、及金屬板積層後進行之加壓處理中，施加一定程度稍高之壓力（例如，於180～210℃施加8～25 MPa左右之壓力）。
認為空隙容易沿著填充材與環氧樹脂之界面產生，但藉由此種加壓處理，存在於樹脂組成物中之無機填充材之中，從長軸之朝向與厚度方向平行之無機填充材到長軸之朝向與厚度方向垂直之無機填充材均存在，故推測於空隙產生時空隙以各種斜率混合存在，從而導熱性與絕緣性一起變高。
又，推測長軸方向之長度為10 μm以上的空隙之頻度為5%以下係表示空隙之生長受到無機填充材之抑制，其結果為，推測導熱性與絕緣性一起變高。

進而，樹脂組成物層之剖面中的空隙率以面積比率計較佳為0.25%以下，更佳為0.09%以下，進而較佳為0.08%以下，進而更佳為0.05%以下。藉由為0.09%以下，可具有高導熱性並同時亦可提高絕緣性。就於發生翹曲時不易剝離之觀點而言，空隙率之面積比率較佳為0.00001%以上。

以下，對本發明之積層體之樹脂組成物層、金屬底板、及金屬板等進行說明。
（樹脂組成物層）
樹脂組成物層含有環氧樹脂及無機填充材。無機填充材較佳為具有導熱性。

此處，作為無機填充材，較佳為包含板狀無機粒子，更佳為包含板狀無機粒子、無機粒子A及無機粒子B。藉由至少包含板狀無機粒子，長軸之朝向與厚度方向平行之板狀無機粒子及長軸之朝向與厚度方向垂直之板狀無機粒子均衡地混合存在，而可將導熱性與絕緣性一併提高。

無機填充材之至少1種具有10 W/（m・K）以上之導熱率。例如，於僅包含板狀無機粒子之情形時，該板狀無機粒子具有10 W/（m・K）以上之導熱率，又，於包含板狀無機粒子、無機粒子A及無機粒子B這3種之情形時，該等之任一種以上具有10 W/（m・K）以上之導熱率。
如上所述，較佳為板狀無機粒子、無機粒子A及無機粒子B之任一種以上具有10 W/（m・K）以上之導熱率，較佳為全部具有10 W/（m・K）以上之導熱率。藉此，可提高樹脂組成物層之導熱性。導熱率更佳為15 W/（m・K）以上，進而較佳為20 W/（m・K）以上。導熱率之上限並無特別限定。導熱率為300 W/（m・K）左右之無機填充材廣為人知，又，導熱率200 W/（m・K）左右之無機填充材可容易地獲取。
再者，板狀無機粒子、無機粒子A、及無機粒子B至少組成、形狀及壓縮強度之任一者以上不同。例如於板狀無機粒子及無機粒子B為氮化硼之情形時，作為其形狀，只要於壓縮20%時壓縮強度不同即可，或者只要一次粒子之平均長徑不同即可。

作為板狀無機粒子，較佳為氮化硼，可列舉：六方晶氮化硼、立方晶氮化硼、藉由硼化合物與氨之還原氮化法所製作之氮化硼、由硼化合物與三聚氰胺等含氮化合物所製作之氮化硼、及由硼氫化鈉與氯化銨所製作之氮化硼等。就更進一步有效地提高導熱性之觀點而言，上述氮化硼較佳為六方晶氮化硼。

就更進一步有效地提高絕緣性與導熱性之觀點而言，板狀無機粒子較佳為板狀之氮化硼凝聚粒子。氮化硼凝聚粒子係使氮化硼之一次粒子凝聚而成之二次粒子。

作為上述氮化硼凝聚粒子之製造方法，並無特別限定，可列舉噴霧乾燥方法及流動層造粒方法等。氮化硼凝聚粒子之製造方法較佳為噴霧乾燥（亦稱作spray dry）方法。噴霧乾燥方法根據噴霧方式，可分類為二流體噴嘴方式、磁碟方式（亦稱作旋轉方式）及超音波噴嘴方式等，該等方式均可應用。就可更進一步容易地控制總細孔體積之觀點而言，較佳為超音波噴嘴方式。

氮化硼凝聚粒子較佳為以氮化硼之一次粒子為材料進行製造。作為成為氮化硼凝聚粒子之材料之氮化硼，並無特別限定，可列舉：六方晶氮化硼、立方晶氮化硼、藉由硼化合物與氨之還原氮化法所製作之氮化硼、由硼化合物與三聚氰胺等含氮化合物所製作之氮化硼、及由硼氫化鈉與氯化銨所製作之氮化硼等。就更進一步有效地提高之氮化硼凝聚粒子之導熱性之觀點而言，成為氮化硼凝聚粒子之材料之氮化硼較佳為六方晶氮化硼。

又，作為氮化硼凝聚粒子之製造方法，未必需要造粒步驟。亦可為隨著氮化硼之結晶生長而氮化硼之一次粒子自然集結，藉此所形成之氮化硼凝聚粒子。又，為了使氮化硼凝聚粒子之粒徑一致，亦可為粉碎之氮化硼凝聚粒子。

板狀無機粒子於壓縮20%時之壓縮強度較佳為0.8～2.5 N/mm² 以下，更佳為1.0～2.0 N/mm² 。藉由為0.8～2.5 N/mm² ，於加壓時可容易地壓碎而形狀變形，藉此可擠出存在於填料界面之空氣，進而可提高絕緣性。
再者，由於板狀無機粒子之壓縮強度相對較小，故藉由加壓處理而崩解而容易產生空隙，但如上所述，藉由以一定程度稍高之壓力進行加壓處理，可將空隙率保持為較低，而使導熱性及絕緣性變得良好。

於本發明中，壓縮強度能夠以下述方式進行測定。
首先，使用微壓縮試驗機，將金剛石製之角柱作為壓縮構件，使該壓縮構件之平滑端面朝著無機填充材降下，而對無機填充材進行壓縮。作為測定結果，獲得壓縮負載值與壓縮位移之關係，針對壓縮負載值，利用使用無機填充材之粒徑所算出之平均剖面積算出每單位面積之壓縮負載值，將其作為壓縮強度。又，根據壓縮位移與無機填充材之粒徑算出壓縮率，獲得壓縮強度與壓縮率之關係。供測定之無機填充材係使用顯微鏡進行觀察，選出具有粒徑±10%之粒徑之無機填充材來進行測定。又，於各壓縮率之壓縮強度係作為將20次之測定結果進行平均所得之平均壓縮強度而算出。作為上述微壓縮試驗機，例如可使用Fischer Instruments公司所製造之「微壓縮試驗機 HM2000」等。又，壓縮率可藉由（壓縮率＝壓縮位移÷平均粒徑×100）而算出。

板狀無機粒子之縱橫比較佳為3以上，更佳為4～6。藉由使縱橫比為3以上，凝聚氮化硼之一次粒子之長徑變長，而可維持導熱性。

於本發明中，縱橫比意指長徑/短徑。於本說明書中，縱橫比為平均縱橫比，具體而言，藉由利用電子顯微鏡或光學顯微鏡觀察任意選擇出之50個粒子，算出各粒子之長徑/短徑之平均值而求出。

又，於板狀無機粒子之一次粒子中，就適宜地提高導熱率之觀點而言，其長徑之平均值即平均長徑較佳為2.5～30.0 μm，更佳為5～20 μm。再者，平均長徑係指於上述縱橫比之測定中所求出之100個長徑之平均值。

就更進一步有效地提高絕緣性與導熱性之觀點而言，板狀無機粒子之平均粒徑較佳為5～100 μm，更佳為20～80 μm。

於本發明中，平均粒徑較佳為將以體積基準計之粒徑進行平均所得之平均粒徑。平均粒徑可使用堀場製作所公司所製造之「雷射繞射式粒度分佈測定裝置」進行測定。關於平均粒徑之算出方法，較佳為採用累積體積為50%時之無機填充材之粒徑（d50）作為平均粒徑。

作為無機粒子A，可列舉：氧化鋁、合成菱鎂礦、二氧化矽（silica）、氮化鋁、氮化矽、碳化矽、氧化鋅、氧化鎂、滑石、雲母及菱水鎂鋁石等。其中，較佳為氧化鋁（尤其是球狀氧化鋁、破碎氧化鋁）及球狀氮化鋁，更佳為球狀氧化鋁。藉由使用該等，可更進一步提高散熱性。

無機粒子A之縱橫比較佳為2以下，更佳為0.1～1.9。藉由使縱橫比為2以下，於塗佈時變得容易旋轉而可混入至無機粒子B、板狀無機粒子間之間隙。

就更進一步有效地提高絕緣性與導熱性之觀點而言，無機粒子A之平均粒徑較佳為0.1～20 μm，更佳為0.3～18 μm。

作為無機粒子B，較佳為氮化硼，可列舉：六方晶氮化硼、立方晶氮化硼、藉由硼化合物與氨之還原氮化法所製作之氮化硼、由硼化合物與三聚氰胺等含氮化合物所製作之氮化硼、及由硼氫化鈉與氯化銨所製作之氮化硼等。就更進一步有效提高導熱性之觀點而言，上述氮化硼較佳為六方晶氮化硼。

就更進一步有效地提高絕緣性與導熱性之觀點而言，無機粒子B較佳為氮化硼凝聚粒子。該氮化硼凝聚粒子與板狀無機粒子相同。

無機粒子B之縱橫比較佳為3以上，更佳為4～10。藉由使縱橫比為3以上，凝聚氮化硼之一次粒子之長徑變長而可維持導熱性。

無機粒子B於壓縮20%時之壓縮強度較佳為2～15 N/mm² ，更佳為2.5～13 N/mm² 。藉由為2～15 N/mm² ，於加壓時可不壓碎而維持形狀，可維持導熱性。

又，無機粒子B之一次粒子之平均長徑就提高填充性且適宜地提高導熱率之觀點而言，較佳為0.5～15 μm，更佳為0.8～13 μm。

就更進一步有效地提高絕緣性與導熱性之觀點而言，無機粒子B之平均粒徑較佳為20～90 μm，更佳為30～70 μm。

無機填充材中之板狀無機粒子之含量較佳為1～100體積%。藉由含量為1～100體積%，可有效地提高導熱率。板狀無機粒子之含量更佳為3體積%以上，進而較佳為30體積%以上，又，更佳為90體積%以下。
又，無機填充材中之無機粒子A之含量較佳為1～50體積%，更佳為3～45體積%。進而，無機填充材中之無機粒子B之含量較佳為1～90體積%，更佳為3～85體積%。
又，樹脂組成物層中之無機填充材之含量較佳為20～90體積%，更佳為30～80體積%。

無機粒子B於壓縮20%時之壓縮強度較佳為大於板狀無機粒子於壓縮20%時之壓縮強度，更佳為大於1.5 N/mm² 以上。

環氧樹脂係使環氧化合物與熱硬化劑反應而獲得。
作為環氧化合物，可列舉：雙酚A型環氧化合物、雙酚F型環氧化合物、雙酚S型環氧化合物、苯酚酚醛清漆型環氧化合物、聯苯型環氧化合物、聯苯酚醛清漆型環氧化合物、聯苯酚型環氧化合物、萘型環氧化合物、茀型環氧化合物、苯酚芳烷基型環氧化合物、萘酚芳烷基型環氧化合物、二環戊二烯型環氧化合物、蒽型環氧化合物、具有金剛烷骨架之環氧化合物、具有三環癸烷骨架之環氧化合物、萘醚型環氧化合物及於骨架上具有三核之環氧化合物等。
上述環氧化合物較佳為雙酚A型環氧化合物。

作為熱硬化劑，只要具有能夠與上述環氧化合物之環氧基反應之官能基，則無特別限定，可列舉：氰酸酯化合物（氰酸酯硬化劑）、苯酚化合物（苯酚熱硬化劑）、胺化合物（胺熱硬化劑）、硫醇化合物（硫醇熱硬化劑）、咪唑化合物、膦化合物、酸酐、活性酯化合物及二氰二胺等。

作為氰酸酯化合物，可列舉：酚醛清漆型氰酸酯樹脂、雙酚型氰酸酯樹脂、以及該等之一部分經三聚化而成之預聚物等。作為上述酚醛清漆型氰酸酯樹脂，可列舉苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂及烷基酚型氰酸酯樹脂等。作為上述雙酚型氰酸酯樹脂，可列舉：雙酚A型氰酸酯樹脂、雙酚E型氰酸酯樹脂及四甲基雙酚F型氰酸酯樹脂等。

作為氰酸酯化合物之市售品，可列舉：苯酚酚醛清漆型氰酸酯樹脂（Lonza Japan公司所製造之「PT-30」及「PT-60」）及雙酚型氰酸酯樹脂經三聚化而成之預聚物（Lonza Japan公司所製造之「BA-230S」、「BA-3000S」、「BTP-1000S」及「BTP-6020S」）等。

作為苯酚化合物，可列舉：酚醛清漆型苯酚、聯苯酚型苯酚、萘型苯酚、二環戊二烯型苯酚、芳烷基型苯酚及二環戊二烯型苯酚等。

作為苯酚化合物之市售品，可列舉：酚醛清漆型苯酚（DIC公司所製造之「TD-2091」）、聯苯酚醛清漆型苯酚（明和化成公司製造「MEHC-7851」）、芳烷基型苯酚化合物（明和化成公司所製造之「MEH-7800」）以及具有胺基三骨架之苯酚（DIC公司所製造之「LA1356」及「LA3018-50P」）等。

用以與環氧化合物反應之熱硬化劑之摻合量可適當選擇，相對於環氧化合物100質量份，較佳為1質量份以上，更佳為質重量份以上，且較佳為50質量份以下，更佳為30質量份以下。

使環氧化合物與熱硬化劑反應所獲得之環氧樹脂較佳為於樹脂組成物層中含有5～80體積%，較佳為含有10～70體積%。藉由含有5～80體積%，可進一步有效地提高接著性與絕緣性。

樹脂組成物層除上述成分以外，亦可包含分散劑、螯合劑、抗氧化劑等其他成分。
又，樹脂組成物層係使包含上述無機填充材、環氧化合物、熱硬化劑等之樹脂組成物半硬化或硬化而形成。該樹脂組成物就調整其黏度之觀點而言，可含有溶劑。作為溶劑，並無特別限定，例如可列舉甲苯或甲基乙基酮等，該等可單獨或組合2種以上使用。

（金屬底板、金屬板）
金屬底板及金屬板為了分別發揮作為導熱體之功能，較佳為其導熱率較佳為10 W/（m・K）以上。作為用於該等之材料，可列舉：鋁、銅、金、銀及石墨片材等。就更進一步有效地提高導熱性之觀點而言，較佳為鋁、銅或金，更佳為鋁或銅。

金屬底板之厚度較佳為0.1～5 mm，金屬板之厚度較佳為10～900 μm。再者，作為金屬板，亦包含如銅板之板或如銅箔之箔之情形。

關於本發明之積層體，可為樹脂組成物層為1層之構成，亦可為如第1樹脂層及第2樹脂層般樹脂組成物層由至少2層構成之構成。作為樹脂組成物層為1層之構成，可列舉如圖1所示般於金屬板12與金屬底板16之間包含1層樹脂組成物層14之構成。
於該情形時，樹脂組成物層之厚度較佳為30～550 μm，更佳為50～500 μm。

又，作為樹脂組成物層為2層之構成，可列舉如圖2所示般於金屬板22與金屬底板26之間包含自金屬底板26側依序具有樹脂組成物層24A（第1樹脂層）及樹脂組成物層24B（第2樹脂層）之樹脂組成物層24之構成。藉由設為至少2層之構成，可對各層賦予視用途之功能。

於樹脂組成物層成為2層之構成之情形時，可樹脂組成物層24A包含板狀無機粒子，樹脂組成物層24B包含無機粒子A及無機粒子B，或者亦可樹脂組成物層24A包含無機粒子A及無機粒子B，樹脂組成物層24B包含板狀無機粒子。
較佳為可列舉於樹脂組成物層24A中含有板狀無機粒子之構成，更佳為可列舉於樹脂組成物層24A中含有板狀無機粒子，且於樹脂組成物層24B中含有無機粒子A及無機粒子B之構成。
並且，若將板狀無機粒子及無機粒子B設為氮化硼凝聚粒子，將無機粒子A設為氧化鋁粒子，且板狀無機粒子之20%壓縮強度低於無機粒子B之20%壓縮強度，則可使導熱率及絕緣性更加良好，並同時可提高金屬板22與樹脂組成物層24B之密接性。

於樹脂組成物層24A中含有板狀無機粒子，且於樹脂組成物層24B中含有無機粒子A及無機粒子B之構成之情形時，樹脂組成物層24A中之板狀無機粒子之含量較佳為3～90體積%，較佳為5～85體積%。此時，環氧樹脂較佳為5～60體積%，較佳為10～50體積%。

又，樹脂組成物層24B中之無機粒子A之含量較佳為1～60體積%，較佳為3～50體積%。無機粒子B之含量較佳為1～90體積%，較佳為3～85體積%。此時，環氧樹脂較佳為5～60體積%，較佳為10～50體積%。

進而，於在樹脂組成物層24A中含有板狀無機粒子之構成中，較佳為進而含有無機粒子A。藉由使板狀無機粒子與無機粒子A於樹脂組成物層24A中共存，自板狀無機粒子與板狀無機粒子之間產生的空隙（crack）之進展因無機粒子A而停止，結果可更加降低空隙率，或可更加縮短空隙之長軸方向之長度。
此時之板狀無機粒子與無機粒子A之體積比於以板狀無機粒子/無機粒子A算出時，較佳為1～30，更佳為2～25。

再者，即便於樹脂組成物層成為2層之構成之情形，包含板狀無機粒子、無機粒子A、無機粒子B之無機填充材於各層中之合計含量、環氧樹脂於各層中之合計含量亦與樹脂組成物層為1層之情形相同。

樹脂組成物層成為2層之構成的情形之位於金屬底板側之樹脂組成物層24A之厚度較佳為20～400 μm，更佳為50～350 μm。位於金屬板側之樹脂組成物層24B之厚度較佳為10～150 μm，更佳為20～130 μm。
再者，樹脂組成物層成為2層之構成的情形之各層厚度之合計較佳為30～550 μm，更佳為50～500 μm。

於樹脂組成物層為1層之構成之情形時，該積層體例如可於金屬底板上塗佈樹脂組成物，視需要使之半硬化後，貼合金屬板，進行施加一定程度稍高之壓力（例如於180～210℃施加8～25 MPa左右之壓力）之加壓處理而製造。又，亦可利用金屬底板與金屬板分別夾持由樹脂組成物所構成之片材之兩面，進行上述加壓處理而製造。
又，於樹脂組成物層為2層之構成之情形時，該積層體例如於金屬底板上塗佈成為第1樹脂組成物層之樹脂組成物，視需要使之半硬化後，進而於其上塗佈成為第2樹脂組成物層之樹脂組成物，視需要使之半硬化。其後，可貼合金屬板，進行上述加壓處理而製造。又，亦可利用金屬底板與金屬板分別夾持由成為第1樹脂組成物層之樹脂組成物所構成之片材與由成為第2樹脂組成物層之樹脂組成物所構成之片材之積層片材的兩面，進行上述加壓處理而製造。

如以上之本發明之積層體例如於電子機器中配置於發熱零件與散熱零件之間，用作設置於CPU與散熱片之間之散熱體、或於電動汽車之反向器等中所利用之電源卡之散熱體。又，藉由蝕刻等手法於本發明之積層體之金屬板形成電路，藉此可用作絕緣電路基板。

以下，藉由實施例及比較例而更具體地說明本發明，但本發明並不限定於該等。

（樹脂組成物之製作）
（1）樹脂組成物A：
以凝聚氮化硼粒子（UHP-G1H，昭和電工公司製造）成為38.3體積%、氧化鋁粒子（AS50，昭和電工公司製造）成為24.9體積%、環氧化合物（YD127，新日鐵住金公司製造）成為33.2體積%、硬化劑（2P4MZ，四國化成公司製造）成為2.0體積%、分散劑（KBM403，Shin-Etsu Silicones公司製造）成為1.6體積%之方式進行混合，獲得樹脂組成物A。再者，上述凝聚氮化硼粒子之20%壓縮強度為4.2 N/mm² 。上述氧化鋁粒子之縱橫比為2。
（2）樹脂組成物B：
以凝聚氮化硼粒子（HP-40，水島合金屬公司製造，20%壓縮強度1.7 N/mm² ）成為67.5體積%、環氧化合物（YD127，新日鐵住金公司製造）成為29.3體積%、硬化劑（2P4MZ，四國化成公司製造）成為2.0體積%、分散劑（KBM403，Shin-Etsu Silicones公司製造）成為1.2體積%之方式進行混合，獲得樹脂組成物B。
（3）樹脂組成物C：
以凝聚氮化硼粒子（HP-40，水島合金屬公司製造）成為64.7體積%、氧化鋁（AS50，昭和電工公司製造）成為5.0體積%、環氧化合物（YD127，新日鐵住金公司製造）成為27.2體積%、分散材（KBM403，Shin-Etsu Silicones公司製造）成為1.4體積%、硬化劑（2P4MZ，四國化成公司製造）成為1.7體積%之方式進行混合，獲得樹脂組成物C。

[實施例1]
將樹脂組成物A於脫模PET片材（厚度40 μm）上以厚度成為80 μm之方式塗佈。又，將樹脂組成物B於脫模PET片材（厚度40 μm）上以厚度成為300 μm之方式塗佈。將該等於50℃之烘箱內乾燥10分鐘而使該等暫時硬化。繼而，將暫時硬化之上述片材以脫模PET片材成為外側之方式進行積層後，剝離脫模PET片材，利用銅箔（厚度40 μm）與鋁板（厚度1.0 mm）分別夾持其兩面，於溫度110℃加熱30分鐘而進行暫時硬化，獲得硬化前片材。再者，於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物B之層（第1樹脂組成物層）。

將所獲得之硬化前片材於溫度195℃、壓力8 MPa之條件下真空加壓60分鐘，藉此獲得積層體（導熱片材）。

[實施例2]
使用樹脂組成物C代替樹脂組成物B，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。再者，該積層體係於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物C之層（第1樹脂組成物層）。

[實施例3]
使用樹脂組成物C代替樹脂組成物B，於壓力13 MPa之條件下進行加壓，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。再者，該積層體係於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物C之層（第1樹脂組成物層）。

[實施例4]
使用樹脂組成物C代替樹脂組成物B，於壓力15 MPa之條件下進行加壓，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。再者，該積層體係於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物C之層（第1樹脂組成物層）。

[實施例5]
使用樹脂組成物C代替樹脂組成物B，於壓力20 MPa之條件下進行加壓，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。再者，該積層體係於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物C之層（第1樹脂組成物層）。

[實施例6]
使用樹脂組成物C代替樹脂組成物B，於壓力25 MPa之條件下進行加壓，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。再者，該積層體係於銅箔側形成有包含樹脂組成物A之層（第2樹脂組成物層），於鋁板側形成有包含樹脂組成物C之層（第1樹脂組成物層）。

[比較例1]
將真空加壓時之壓力自8 MPa變更為4 MPa，除此以外，以與實施例1相同之方式獲得積層體（導熱片材）。

[比較例2]
將真空加壓時之壓力自8 MPa變更為5 MPa，除此以外，以與實施例2相同之方式獲得積層體（導熱片材）。

[比較例3]
將真空加壓時之壓力自8 MPa變更為6 MPa，除此以外，以與實施例2相同之方式獲得積層體（導熱片材）。

（剖面觀察：空隙率、空隙之傾斜角度、空隙之長軸方向之長度）
將實施例及比較例之各積層體於285℃保持5分鐘後，切割為10×10 mm，利用研磨紙使所獲得之樣品之剖面表面平滑化，利用截面拋光儀（日本電子股份有限公司所製造之「IB-19520CCP」）製作觀察面。此時，將與10×10 mm之面垂直之面作為剖面而製作觀察面。其後，針對利用Pt離子濺射（E-1045，Hitachi High-Technologies製造）濺鍍剖面所獲得之觀察面，使用掃描電子顯微鏡（SEM），以包括片材整體在內之方式調整至500倍及像素尺寸（PixelSize）198.4，獲得剖面圖像。將實施例1、2、3、4、5、6、比較例1、2、3之各剖面照片示於圖3～12。再者，於所有剖面照片中，上側均為銅箔側，下側均為鋁板側，且於位於鋁板側之第1樹脂組成物層中均確認到空隙。

對該圖像進行圖像處理及解析。藉由「Avizo9.2」（Thermo Fisher Scientific公司製造）進行中值濾波器處理（1像素），其後將256灰階中閾值75以下之區域視為空隙，求出閾值75以下之區域之比率，藉此求出空隙之面積率（空隙率）。將結果示於下述表1、表2。

並且，對於全部該空隙，於「Avizo9.2」上進行橢圓近似，求出長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度（傾斜角度：θ），求出傾斜角度為10°以上的空隙之頻度（比率）。
又，針對上述100個空隙，亦算出長軸方向之長度作為長徑，求出長徑為10 μm以上的空隙之頻度（比率）。將結果示於下述表1、表2。

[評價]
（導熱率之測定）
將實施例及比較例之各積層體切割為1 cm見方，其後，使用向兩面噴射過碳黑之測定樣品，藉由雷射閃光法進行導熱率之測定。將結果示於下述表1、表2。

（BDV測定）
將實施例及比較例之各積層體切成100×100 mm之大小而獲得樣品。對所獲得之樣品進行蝕刻，於銅箔側製作圖案電極後，於50℃烘箱中保持60分鐘，獲得試樣。於285℃保持5分鐘，其後使用耐電壓試驗器（EXTECH Electronics公司所製造之「MODEL7473」），以於試樣間電壓以0.5 kV/分鐘之速度上升之方式施加交流電壓。將試樣遭到破壞之電壓作為絕緣破壞電壓（BDV）。將結果示於下述表1、表2。

[表1]

[表2]

12‧‧‧金屬板

16‧‧‧金屬底板

14‧‧‧樹脂組成物層

圖1係對空隙之長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度進行說明之說明圖。

圖2係示意性地表示本發明之一實施形態之積層體之剖面圖。

圖3係示意性地表示本發明之一實施形態之積層體之剖面圖。

圖4係實施例1中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖5係實施例2中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖6係實施例3中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖7係比較例1中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖8係實施例4中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖9係實施例5中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖10係實施例6中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖11係比較例2中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

圖12係比較例3中所製作之積層體之樹脂組成物層之剖面照片。

Claims

一種積層體，其依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且於上述樹脂組成物層之剖面，長軸方向相對於積層體之厚度方向之角度為10°以上的空隙之頻度為95%以上。
如請求項1所述之積層體，其中，上述無機填充材包含：具有10 W/（m・K）以上之導熱率之板狀無機粒子。
如請求項1所述之積層體，其中，上述無機填充材包含板狀無機粒子、無機粒子A及無機粒子B，且上述板狀無機粒子、上述無機粒子A及上述無機粒子B之任一者以上具有10 W/（m・K）以上之導熱率。
如請求項3所述之積層體，其中，上述無機粒子A之縱橫比為2以下。
如請求項2至4中任一項所述之積層體，其中，上述無機填充材中之上述板狀無機粒子之含量為1～100體積%。
如請求項2至5中任一項所述之積層體，其中，上述板狀無機粒子為氮化硼。
如請求項2至6中任一項所述之積層體，其中，上述板狀無機粒子為凝聚粒子。
如請求項3至7中任一項所述之積層體，其中，上述無機粒子B於壓縮20%時之壓縮強度大於上述板狀無機粒子。
如請求項3至8中任一項所述之積層體，其中，上述無機粒子B為氮化硼。
如請求項3至9中任一項所述之積層體，其中，上述樹脂組成物層至少由2層構成，且自上述金屬底板側依序具有第1樹脂組成物層及第2樹脂組成物層，上述第1樹脂組成物層包含上述板狀無機粒子，上述第2樹脂組成物層包含上述無機粒子A及上述無機粒子B。
如請求項10所述之積層體，其中，上述第1樹脂組成物層進而包含無機粒子A。
一種積層體，其依序具有金屬底板、包含環氧樹脂及無機填充材之樹脂組成物層、及金屬板，且於上述樹脂組成物層之剖面，長軸方向之長度為10 μm以上的空隙之頻度為5%以下。