TWI490268B - 樹脂組成物、樹脂薄片、樹脂薄片硬化物、樹脂薄片層合體、樹脂薄片層合體硬化物及其製造方法、半導體裝置及led裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於樹脂組成物、樹脂薄片、樹脂薄片硬化物、樹脂薄片層合體、樹脂薄片層合體硬化物及其製造方法、半導體裝置、及LED裝置。
隨著使用半導體之電子設備之小型化、大容量化、高性能化等之進展,來自經高密度安裝之半導體之發熱量日益變大。例如,於個人電腦之中央處理器或電動車之馬達之控制中使用之半導體裝置之穩定運轉中,散熱用之散熱板或散熱鰭片成為不可或缺,因而對作為結合半導體裝置與散熱板等之構件要求可兼具絕緣性與熱傳導性之原材料。
且一般,安裝半導體裝置等之印刷基板等之絕緣材料已廣泛使用有機材料。該等有機材料絕緣性雖高但熱傳導性低,對於半導體裝置等之散熱並無太大助益。另一方面,為了半導體裝置等之散熱,會有使用無機陶瓷等無機材料之情況。該等無機材料之熱傳導性雖高但其絕緣性與有機材料相比較難稱為足夠,因而要求可兼具高絕緣性與熱傳導性之材料。
關於上述,於樹脂中複合稱為填料之熱傳導性高之無機填充劑之材料已被進行各種探討。例如,已知有熔融黏度低且可高填料充填之環氧樹脂組成物(參照例如日本特
開2001-055425號公報)。又,已知有由一般之雙酚A型環氧樹脂與氧化鋁填料之複合系所成之硬化物,以氙氣閃光法可達到3.8W/mK之熱傳導率,以溫度波熱分析法可達到4.5W/mK之熱傳導率(參照例如日本特開2008-13759號公報)。同樣的,已知有由特殊之環氧樹脂與胺系硬化劑與氧化鋁填料之複合系所成之硬化物,以氙氣閃光法可達到9.4W/mK之熱傳導率,以溫度波熱分析法可達到10.4W/mK之熱傳導率(參照例如日本特開2008-13759號公報)。
再者作為熱傳導性優異之熱硬化性樹脂硬化物,關於含有氮化硼、和環氧樹脂、胺系硬化劑、及硬化觸媒等之聚合物成分之熱傳導性樹脂組成物中,以溫度波熱分析法可達成熱傳導率6W/mK~11W/mK(參照例如日本特開2008-189818號公報)。
然而,日本特開2001-055425號公報、日本特開2008-13759號公報及日本特開2008-189818號公報中記載之熱傳導性樹脂硬化物有難以使熱傳導性、接著強度及絕緣性均滿足高程度之情況。尤其必須以數十μm之樹脂厚才能確保絕緣性之樹脂薄片時,由於於樹脂之厚度方向之該電場強度變高,故若考慮於晶片附近暴露於高溫下或外部環境之溫度變化、濕度等時,非常難以確保與絕緣有關
之長期可靠度。本發明之課題係提供一種熱傳導性、接著強度及絕緣性均優異之樹脂薄片硬化物,以及形成該樹脂薄片硬化物之樹脂薄片及樹脂組成物。且本發明之課題係提供使用前述樹脂薄片構成之樹脂薄片層合體、樹脂薄片層合體硬化物、半導體裝置、及LED裝置。
解決前述課題之具體手段如下。
<1>一種樹脂組成物,其包含:環氧樹脂單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、及填料,前述填料於使用雷射繞射法測定之粒徑分布中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及10μm以上且100μm以下之各範圍中具有波峰,且具有10μm以上且100μm以下之粒徑之填料係含有氮化硼粒子;
通式(I)中,R1
表示烷基、芳基或芳烷基,R2
及R3
各自獨立表示氫原子、烷基、芳基或芳烷基,m表示0~2之數,n表示1~7之數。
<2>一種樹脂組成物,其包含:環氧樹脂單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清
漆樹脂、體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料;
通式(I)中,R1
表示烷基、芳基或芳烷基,R2
及R3
各自獨立表示氫原子、烷基、芳基或芳烷基,m表示0~2之實數,n表示1~7之實數。
<3>如前述<2>所記載之樹脂組成物,其中前述第一填料含有氧化鋁粒子。
<4>如前述<2>或<3>所記載之樹脂組成物,其中前述第一填料、第二填料及第三填料之總體積中之前述第一填料之含有率為1體積%~15體積%,前述第二填料之含有率為10體積%~40體積%,前述第三填料之含有率為45體積%~80體積%。
<5>如前述<1>~<4>中任一項所記載之樹脂組成物,其中前述酚醛清漆樹脂進而含有構成酚醛清漆樹脂之酚化合物,且該酚化合物之含有比率為5質量%以上且50質量%以下。
<6>一種樹脂薄片,其係將如前述<1>~<5>中任一項所記載之樹脂組成物成形為平均厚度80μm以上且250μm
以下之薄片狀而成。
<7>如前述<6>所記載之樹脂薄片,其表面之算術平均粗糙度為1.0μm以上且2.5μm以下。
<8>如前述<6>或<7>所記載之樹脂薄片,其係由如前述<1>~<5>中任一項所記載之樹脂組成物形成之第一樹脂層及第二樹脂層之層合體。
<9>如前述<8>所記載之樹脂薄片,其中於前述層合體之一面上進而具有金屬箔,且於另一面上進而具有聚對苯二甲酸乙二酯薄膜。
<10>一種樹脂薄片硬化物,其為如前述<6>~<8>中任一項所記載之樹脂薄片之熱處理物。
<11>一種樹脂薄片層合體,其具有如前述<6>~<8>中任一項所記載之樹脂薄片、及配置於前述樹脂薄片之至少一面上之金屬板或散熱板。
<12>一種樹脂薄片層合體硬化物,其係如前述<11>中所記載之樹脂薄片層合體之熱處理物。
<13>一種樹脂薄片層合體硬化物之製造方法,其具有:於如前述<6>~<8>中任一項所記載之樹脂薄片之至少一面上配置金屬板或散熱板之步驟、及對前述樹脂薄片施加熱使前述樹脂薄片硬化之步驟。
<14>一種半導體裝置,其具備:半導體元件、及配置於前述半導體元件上之如前述<10>所記載之樹脂薄片硬化物。
<15>一種LED裝置,其係依LED元件、如前述<10>
所記載之樹脂薄片硬化物、及基板之順序層合而成。
依據本發明,可提供熱傳導性、接著強度及絕緣性均優異之樹脂薄片硬化物,以及形成該樹脂薄片硬化物之樹脂薄片及樹脂組成物。尤其,可提供在高溫高濕下之絕緣性優異之樹脂薄片。且依據本發明,可提供使用前述樹脂薄片構成之樹脂薄片層合體、樹脂薄片層合體硬化物、半導體裝置、及LED裝置。
本說明書中之「步驟」一詞不僅指獨立之步驟,於無法與其他步驟明確區別時只要可達到該步驟所期望之作用,則亦包含於本用語中。且使用「~」表示之數值範圍係表示包含「~」之前後所記載之數值分別作為最小值及最大值之範圍。再者組成物中之各成分,當組成物中相當於各成分之物質複數存在時,只要沒有特別指明,則意指組成物中存在之該複數種物質之合計量。
本發明之第一樣態之樹脂組成物包含:環氧樹脂之單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、及填料,於使用雷射繞射法測定之粒徑分佈中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達
10μm、及10μm以上且100μm以下之各範圍中有波峰,且具有10μm以上且100μm以下之粒徑之填料係含有氮化硼粒子。前述樹脂組成物亦可視需要進而含有其他成分。
又本發明之第二樣態之樹脂組成物包含:環氧樹脂單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料。前述樹脂組成物可視需要進而含有其他成分。
通式(1)中,R1
表示烷基、芳基或芳烷基。R2
及R3
各自獨立表示氫原子、烷基、芳基或芳烷基。m表示0~2之數,n表示1~7之數。
含有該構成之樹脂組成物之樹脂薄片在硬化前之絕緣性、對金屬板或散熱板之接著性優異。又,藉由使該樹脂薄片經熱處理而熱硬化,可構成熱傳導性、接著性及絕緣性均優異之樹脂薄片硬化物。尤其,前述樹脂薄片在高溫高濕下之絕緣性優異。此可認為係例如如下。
亦即,可認為藉由含有環氧樹脂單體與具有特定構造之酚醛清漆樹脂,而在硬化前可展現高的接著性與絕緣性
。又可認為藉由環氧樹脂單體與特定構造之酚醛清漆樹脂之組合,一方面維持了接著強度與絕緣性,一方面使用雷射繞射法測定之粒徑分佈中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及10μm以上且100μm以下之各範圍中有波峰,且具有10μm以上且100μm以下之粒徑之填料係含有氮化硼粒子,在經熱處理而硬化後,藉由填料之形成熱傳導通道的效果而展現特別優異之熱傳導性。
又B階段狀態下,認為具有高極性之分子骨架之酚醛清漆樹脂對於金屬板展現良好之黏著性。此認為酚醛清漆樹脂中之羥基較多,而生成氫鍵使黏性高,容易於金屬板表面之金屬氧化物間產生靜電相互作用。又,由於苯環與苯環之間具有易旋轉之亞甲基骨架,故容易改變苯環骨架之方向。因此,認為可使官能基朝向金屬板表面,亦使潤濕性良好。另外,使用具有不過度流動範圍之單體含有比率或分子量分佈之酚醛清漆樹脂可展現更良好之樹脂潤濕性與黏著性。又,由於接著界面之樹脂潤濕性良好,故難以產生容易成為短期絕緣破壞原因之接著界面孔洞,認為可提高絕緣破壞電壓。
進而於C階段狀態,認為可藉由對於銅或鋁等金屬板表面之金屬原子使羥基形成配位鍵而展現良好之接著強度。前述酚醛清漆樹脂羥基當量小且羥基不相鄰接,故具有立體障礙亦少而容易進行交聯反應之構造的特徵。因此,認為由於C階段狀態具有高交聯密度,故可形成高彈性率、高熱傳導率、濕度難以進入之硬化物。另外,認為氧化
鋁表面由於為金屬氧化物故帶有鹼性,容易與酚醛清漆樹脂之羥基形成配位鍵,可良好地接著樹脂與填料之界面。另外認為係熱傳導介質的熱子(phonon)之散射難以存在而使熱阻抗變小,或濕度難以進入之效果。
藉由使具有10μm以上且100μm以下之體積平均粒徑之填料含有氮化硼粒子,可與樹脂之高熱傳導效果合併來急遽提高熱傳導率。氮化硼之莫氏(Mohs)硬度為2,相較於其他氧化鋁或氮化鋁等之絕緣性陶瓷(例如,硬度8)為低而柔軟,特徵為容易變形。樹脂成形時施加外力之情況下,藉由使樹脂薄片中具有較大粒徑之氮化硼粒子變形,其變形之際排除存在於填料間之樹脂,因而可使填料彼此容易靠近。因此,在樹脂薄片內部容易形成氮化硼粒子連續之構造,而提高熱傳導率。另外,藉由於具有較大粒徑之氮化硼粒子之周圍填滿具有更小粒徑之填料,而可提高填充率,可使熱傳導通路變粗故能提高熱傳導性。
前述第一樣態之樹脂組成物例如可為包含環氧樹脂單體、含有具有以上述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料而構成。
前述樹脂組成物包含填料。前述填料在使用雷射繞射
法測定之粒徑分佈中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及10μm以上且100μm以下之各範圍中有波峰,且包含具有10μm以上且100μm以下之粒徑的氮化硼粒子。具有該粒徑分佈之填料可為例如組合粒徑分佈中具有單一波峰之至少三種填料而構成。具體而言例如可為至少包含體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料而構成。且亦可為組合粒徑分佈中具有兩個以上波峰之複數種填料而構成。藉由使填料之粒徑分佈具有前述構成,而提高填料之填充率,且更有效地提高熱傳導性。
前述填料較好包含至少三種體積平均粒徑不同之填料。亦即前述填料較好至少包含體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料。另外,第一填料較好包含氧化鋁粒子。
前述第一填料之體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm,但就分散性之觀點而言,較好為0.05μm以上且0.8μm以下,就填充性之觀點而言,更好為0.1μm以上且0.6μm以下。
又前述第二填料之體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm,但就樹脂熔融黏度之觀點而言,較好為2μm以上
且8μm以下,就填充性之觀點而言,更好為2μm以上且6μm以下。
再者前述第三填料之體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下,但就填料填充性之觀點而言,較好為10μm以上且80μm以下,就接著性之觀點而言,更好為10μm以上且60μm以下,又更好為15μm以上且55μm以下,最好為20μm以上且50μm以下。又前述第三填料之體積平均粒徑,就絕緣性之觀點而言較好為15μm以上,更好為20μm以上,又更好為30μm以上。
藉由含有體積平均粒徑不同之三種填料,而提高填料之填充率,且更有效地提高熱傳導性。
藉由使前述填料含有如上述之體積平均粒徑不同之三種填料,於以橫軸為粒徑,縱軸為頻率,測定樹脂組成物中所含填料整體之粒徑分佈時,可顯示粒徑在0.01μm以上且未達1μm之範圍、1μm以上且未達10μm之範圍及10μm以上且100μm以下之各範圍中具有波峰之粒徑分佈。
又,前述填料之粒徑分佈可藉雷射繞射法測定。使用雷射繞射法時,可藉由首先自樹脂組成物或樹脂薄片(包含硬化物)萃取出填料,且使用雷射繞射散射粒度分佈測定裝置(例如,Beckman.Coulter公司製造,LS230)測定。具體而言,可使用有機溶劑等或硝酸、王水等,自樹脂組成物或樹脂薄片萃取出填料成份,且以超音波分散機等充分分散。藉由測定該分散液之粒徑分佈可測定填料之
粒徑分佈。又藉由算出填料之粒徑分佈中屬於各波峰之粒子群之體積,可算出填料之總體積中屬於各波峰之粒子群之體積含有率。
又可藉掃描型電子顯微鏡觀察樹脂薄片或其硬化物之剖面而測定填料之粒徑分佈。具體而言,將該等樹脂薄片或其硬化物埋入於透明之環氧樹脂中,經拋光機或以漿料、離子研磨、FIB(聚焦離子束)等研磨,使樹脂薄片或其硬化物之剖面露出。以掃描型電子顯微鏡直接觀察該剖面,可實測填料之粒徑分佈。又亦可使用FIB裝置(聚焦離子束SEM)等,重複地進行研磨與二次元之剖面觀察,進行三次元構造解析來測定填料之粒徑分佈。又藉由算出填料之粒徑分佈中屬於各波峰之粒子群之體積,可算出填料之總體積中屬於各波峰之粒子群之體積含有率。
圖11及圖12顯示前述樹脂薄片中含有之填料之粒徑分佈之一例。如圖11及圖12所示,粒徑在0.01μm以上且未達1μm之範圍、粒徑在1μm以上且未達10μm之範圍、及粒徑在10μm以上且100μm以下之範圍之各範圍中存在粒徑分佈之波峰。使用含有具有此種粒徑分佈之填料之樹脂組成物構成樹脂薄片,可充分地展現熱傳導性及絕緣性等之功能。
前述第一填料、第二填料及第三填料,就熱傳導性及絕緣性之觀點而言,第二填料之體積平均粒徑相對於前述第一填料之體積平均粒徑之比(第二填料之體積平均粒徑/第一填料之體積平均粒徑)較好為5~50,就填充性與熱
傳導性之觀點而言,更好為6~20。又就熱傳導性及絕緣性之觀點而言,第三填料之體積平均粒徑相對於前述第二填料之體積平均粒徑之比(第三填料之體積平均粒徑/第二填料之體積平均粒徑)較好為3~40,更好為5~30。
前述第一填料、第二填料及第三填料只要是各別具有特定之體積平均粒徑者,則其粒徑分佈並無特別限制。前述第一填料、第二填料及第三填料,就熱傳導性之觀點,較好具有廣的粒徑分佈。
又前述填料含有前述第一填料、第二填料及第三填料時,前述填料作為全體只要包含前述第一填料、第二填料及第三填料即可。亦即,測定填料全體之粒徑分佈時,只要觀測到對應於體積平均粒徑0.01μm以上且未達1μm之第一填料之波峰、對應於體積平均粒徑1μm以上且未達10μm之第二填料之波峰、及對應於體積平均粒徑10μm以上且100μm以下之第三填料之波峰之至少三個波峰即可。
該樣態之填料亦可為例如分別混合粒徑分佈中顯示單一波峰之前述第一填料、第二填料及第三填料而構成,另外,亦可為適當組合粒徑分佈中具有兩個以上波峰之填料而構成。
前述填料中之前述第一填料、第二填料及第三填料之含量並無特別限制。各填料之含量就更有效提高熱傳導性之觀點而言,較好為第三填料之含有比率極高,接著提高第二填料之含有比率。藉由如此調整該體積平均粒徑不同之至少三種填料之含有比率(體積基準)可更有效提高熱
傳導性。具體而言,第一填料、第二填料及第三填料之總體積中之體積基準之含有率,較好為第一填料之含有率係1體積%~15體積%,第二填料之含有率為10體積%~40體積%,第三填料之含有率為45體積%~80體積%。就熱傳導率之觀點而言,更好為第一填料之含有率為6體積%~15體積%,第二填料之含有率為18體積%~35體積%,第三填料之含有率為50體積%~70體積%。另就填料填充性之觀點而言,又更好為第一填料之含有率為7體積%~12體積%,第二填料之含有率為20體積%~30體積%,第三填料之含有率為55體積%~70體積%。
又各填料之含量就填充性與熱傳導性之觀點而言,較好為第二填料相對於第一填料含量之含有比為0.5~40,第三填料相對於第一填料含量之含有比為3~80,更好為第二填料相對於第一填料含量之含有比為1~7,第三填料相對於第一填料含量之含有比為4~15,又更好為第二填料相對於第一填料含量之含有比為1.5~4.5,第三填料相對於第一填料含量之含有比為4.5~10。
前述填料就填充性與熱傳導性之觀點而言,較好為第一填料、第二填料及第三填料之體積平均粒徑分別為0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及10μm以上且100μm以下,第一填料、第二填料及第三填料之含有率以體積基準計分別為1%~15%、10~40%、及45~80%。又更好為第一填料、第二填料及第三填料之體積平均粒徑分別為0.05μm以上且未達0.8μm、2μm以上且未達8μm
、及20μm以上且80μm以下,第一填料、第二填料及第三填料之含有率以體積基準計分別為5%~13%、15%~35%、及50%~73%。再者更好為第一填料、第二填料及第三填料之體積平均粒徑分別為0.1μm以上且未達0.6μm、2μm以上且未達6μm、及30μm以上且60μm以下,第一填料、第二填料及第三填料之含有率以體積基準計分別為7%~13%、20%~30%、及55%~70%。
前述填料含有粒徑為10μm以上且100μm以下之氮化硼粒子。前述氮化硼粒子較好作為前述第三填料包含於填料中。藉由使填料包含粒徑為10μm以上且100μm以下之氮化硼粒子而使熱傳導性急遽提高。前述氮化硼粒子之粒子形狀並無特別限制,列舉為球形、圓狀、破碎狀、鱗片狀等。又氮化硼粒子亦較好為凝聚粒子。前述氮化硼粒子之粒子形狀,就填充性與熱傳導性之觀點而言,較好為球形及圓狀,更好為球形及圓狀之凝聚粒子。
此可認為例如如下。氮化硼之莫氏硬度為2,比其他氧化鋁或氮化鋁等絕緣性陶瓷(例如,硬度8)低且柔軟。而且球形或圓狀之粒子形狀之氮化硼會成為一次粒子凝集之形態,使粒子內部存在有空洞,雖然比熔融樹脂更硬,但粒子本身亦成為容易變形者。因此,可藉外力而容易變形,可在後述之加熱加壓步驟、層合步驟及壓製步驟之際變形,於該變形時可將填料間之樹脂排除。因此,能夠認為可使填料彼此容易接近,容易於樹脂薄片及樹脂薄片硬化物內部形成氮化硼粒子連續接觸之構造,使熱傳導性
急遽提高。另外,至於熱傳導性比氮化硼高之填料已知有氮化鋁,但由於作為粒子較硬而不易變形,故難以產生連續層,認為熱傳導性之提高效果比氮化硼小。
前述填料中所含氮化硼粒子之含有率並無特別限制。就熱傳導性之觀點而言,以填料總體積當作100體積%時,較好為15體積%以上且90體積%以下,就接著性之觀點而言更好為30體積%以上且85體積%以下,就熱傳導性之觀點而言更好為35體積%以上且80體積%以下。
前述填料包含氮化硼粒子,藉顯微鏡直接觀察樹脂組成物中或薄片之組織之方法為有效。例如,可以SEM(掃描型電子顯微鏡)觀察樹脂薄片或其硬化物之剖面,確定樹脂組成物中之填料之結晶形態,另使用SEM-EDX(能量分散型X射線分光器),藉由定性分析填料之元素予以確認。
前述第三填料除氮化硼粒子外,亦可進一步包含其他具有絕緣性之無機化合物粒子。第三填料所可包含之氮化硼以外之其他具有絕緣性之無機化合物可列舉為與後述之第一填料及第二填料相同者。
另一方面,第一填料及第二填料只要是具有絕緣性之無機化合物粒子即無特別限制。前述無機化合物粒子較好為具有高的熱傳導性者。第一填料及第二填料之具體例可列舉為氧化鋁、氧化鎂、氮化硼、氮化鋁、氮化矽、滑石、雲母、氫氧化鋁、硫酸鋇等無機化合物粒子。其中,就熱傳導性或絕緣性之觀點而言,較好為選自由氧化鋁、氮
化硼、及氮化鋁所組成群組之至少一種無機化合物粒子。該等填料之材質可為單獨一種,亦可併用兩種以上。
前述第一填料中較好含有氧化鋁粒子。藉此可更提高耐濕絕緣性。關於其理由係認為如下。與金屬銅接觸之熱傳導性樹脂硬化物中,在恆溫恆濕下產生之樹枝狀之銅遷移已知係沿著介電率不同之樹脂與填料之界面產生。因此,認為藉由進行使填料之比表面積變大、使填料與樹脂之界面之鍵結穩固、提高樹脂之交聯密度等,可降低樹枝狀之銅遷移之進行速度,可成為長期絕緣可靠度優異之樹脂組成物。此處,粒徑最小之第一填料由於每單位質量之表面積最大,故認為會影響耐濕可靠度。因此認為藉由使第一填料含有與樹脂之鍵結性優異之氧化鋁粒子,可進一步提高絕緣可靠度。又,使用前述酚醛清漆樹脂之硬化物由於具有高交聯密度,故認為樹枝狀之銅遷移之進展變得更難。
前述第一填料含有氧化鋁粒子時,就耐濕可靠度之觀點而言,前述氧化鋁粒子較好為比表面積為2m2
/g以上。又就耐濕可靠度之觀點而言,前述氧化鋁亦較好為純度99質量%以上之氧化鋁粒子。
前述填料之粒子形狀並無特別限制,列舉為球形、圓狀、破碎狀、鱗片狀、凝聚粒子狀等。前述第一填料及第二填料,就填充性及熱傳導性之觀點而言,以圓狀、球形或凝聚粒子狀較佳。
前述樹脂組成物中之填料含量並無特別限制。填料含
量就熱傳導性與接著性之觀點而言,在樹脂組成物之總固體成分體積中為50體積%~90體積%較佳,就熱傳導性之觀點而言,更好為50體積%~85體積%。另外,所謂樹脂組成物之總固體成分體積意指構成樹脂組成物之成分中非揮發性成分之總體積。
前述樹脂組成物包含含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之至少一種之酚醛清漆樹脂(以下亦稱為「特定酚醛清漆樹脂」)。酚醛清漆樹脂係例如作為硬化劑產生作用,與後述之環氧樹脂單體反應形成樹脂硬化物,而展現絕緣性與接著性。藉由包含含有具有特定構造之化合物之酚醛清漆樹脂、與含有氮化硼或氧化鋁之填料,於硬化前可顯示絕緣性與接著性,於硬化後可顯示優異之熱傳導性、絕緣性與接著性。又前述特定酚醛清漆樹脂較好進而包含構成酚醛清漆樹脂之酚化合物之單體。
上述通式(I)中,R1
表示烷基、芳基或芳烷基。以R1
表示之烷基、芳基及芳烷基亦可進而具有取代基。至於取代基可列舉為烷基、芳基、鹵素原子及羥基等。
m表示0~2之數。m為2時,兩個R1
可相同亦可不
同。m就接著性與熱傳導性之觀點而言,較好為0或1,更好為0。n為1~7之數,為以通式(I)表示之構造單位之重複數。前述特定酚醛清漆樹脂包含複數之具有以通式(I)表示之構造單位之化合物時,n就接著性與熱傳導性之觀點而言,其平均值較好為1.7~6.5,更好為2.4~6.1。
前述特定酚醛清漆樹脂只要含有具有以上述通式(I)表示之構造單位之化合物之至少一種即可,亦可為含有具有以上述通式(I)表示之構造單位之化合物之兩種以上。
特定之酚醛清漆樹脂由於含有具有以通式(I)表示之構造單位之化合物,故亦至少包含源自間苯二酚之部分構造作為酚化合物。前述特定之酚醛清漆樹脂亦可進一步含有源自間苯二酚以外之酚化合物之部分構造之至少一種。至於間苯二酚以外之酚化合物可列舉為苯酚、甲酚、兒茶酚、氫醌、1,2,3-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯、1,3,5-三羥基苯等。前述酚醛清漆樹脂可包含單獨一種之源自該等之部分構造,亦可包含兩種以上之組合。此處所謂源自酚化合物之部分構造意指自酚化合物之苯環部分去除一個或兩個氫原子構成之一價或二價之基。氫原子去除之位置並未特別限制。
前述特定酚醛清漆樹脂中之源自間苯二酚以外之酚化合物之部分構造,就熱傳導性、接著性、儲存安定性之觀點而言,較好為源自由苯酚、甲酚、兒茶酚、氫醌、1,2,3-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯、及1,3,5-三羥基苯所組
成群組選出之至少一種之部分構造。
特定酚醛清漆樹脂中之源自間苯二酚之部分構造之含有率並無特別限制。就熱傳導率之觀點而言,在特定酚醛清漆樹脂之總質量中,源自間苯二酚之部分構造之含有率較好為55質量%以上,就更高的熱傳導性之觀點而言,更好為80質量%以上。特定酚醛清漆樹脂之總質量中之源自間苯二酚之部分構造之含有率之上限值並無特別限制,較好為例如98質量%以下。
通式(I)中之R2
及R3
各自獨立表示氫原子、烷基、芳基、苯基或芳烷基。以R2
及R3
表示之烷基、苯基、芳基及芳烷基若可能亦可進一步具有取代基。該取代基可列舉為烷基、芳基、鹵素原子、羥基等。
本發明中之R2
及R3
就儲存安定性及熱傳導性之觀點而言,較好為氫原子、烷基或芳基,更好為氫原子、碳數1至4之烷基、或碳數6至10之芳基,又更好為氫原子或苯基,最好為氫原子。另就耐熱性之觀點而言,R2
及R3
之至少一者較好為碳數6至10之芳基(更好為苯基)。
前述特定酚醛清漆樹脂具體而言較好為含有具有以下列所示之通式(Ia)~(If)之任一者表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂。
通式(Ia)~通式(If)中,i、j表示源自各酚化合物之構造單位之含有比率(質量%)。i為2質量%~30質量%,j為70質量%~98質量%,i與j之合計為100質量%。
前述特定酚醛清漆樹脂,就熱傳導性之觀點而言,較好含有以通式(Ia)及通式(Ie)之任一者表示之構造單位,i為2質量%~20質量%,j為80質量%~98質量%,就彈性率與線膨脹率之觀點而言,更好包含以通式(Ia)表示之構造單位,i為5質量%~10質量%,j為90質量%~95質量%。
特定酚醛清漆樹脂為含有具有以上述通式(I)表示之構造單位之化合物者,但較好為含有以下述通式(III)表示之化合物之至少一種者。
通式(III)中,R11
表示氫原子或源自以下述通式(IIIp)表示之酚化合物之一價基,R12
表示源自酚化合物之一價基。另外,R1
、R2
、R3
、m及n分別與通式(I)中之R1
、R2
、R3
、m及n同義。R12
表示之源自酚化合物之一價基為自酚化合物之苯環部分去除一個氫原子而構成之一價基,氫原子去除之位置並未特別限制。
通式(IIIp)中,p表示1~3之數。且,R1
、R2
、R3
及m分別與通式(I)中之R1
、R2
、R3
及m同義。
R11
及R12
中之酚化合物並無特別限制,只要是具有酚性羥基之化合物即可。具體而言可列舉為苯酚、甲酚、兒茶酚、間苯二酚、氫醌等。其中就熱傳導性與儲存安定性之觀點而言,較好為選自由甲酚、兒茶酚及間苯二酚所組成群組之至少一種。
前述特定酚醛清漆樹脂之數平均分子量,就熱傳導性及成形性之觀點而言,較好為800以下。且就彈性率與線膨脹率之觀點而言,更好為300以上且750以下。另就成
形性與接著強度之觀點而言,更好為350以上且550以下。
前述樹脂組成物中,含有具有以上述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂亦可包含構成酚醛清漆樹脂之酚化合物的單體。構成酚醛清漆樹脂之酚化合物的單體之含有比率(以下有時亦稱為「單體含有比率」)並無特別限制。就成形性、熱傳導性、及玻璃轉移溫度之觀點而言,在酚醛清漆樹脂中較好為5質量%~50質量%,就高的熱傳導性或玻璃轉移溫度之觀點而言,更好為10質量%~45質量%,就更高的熱傳導性及玻璃轉移溫度之觀點而言,又更好為15質量%~40質量%。
單體含有比率為5質量%以上時,會抑制酚醛清漆樹脂之黏度上升,可獲得高的接著強度與優異之熱傳導性之組成物。且為50質量%以下時,藉由硬化時之交聯反應,而形成更高密度之高階構造或三次元交聯構造,可達到更優異之熱傳導性與耐熱性。另一方面,樹脂組成物中之單體含有比率未達5質量%時由於會有樹脂成為高黏度之傾向,故會有成形性及接著性降低之情況,且有熱傳導性亦降低之情況。單體含有比率大於50質量%時,組成物之揮發分含量變大,有容易出現孔洞之傾向。亦即,藉由使單體含有比率為5質量%~50質量%,可使熱傳導性、接著性、及絕緣性均優異故而較佳。
又樹脂組成物中之酚醛清漆樹脂之單體含有比率為5質量%以上時,發現使用樹脂組成物而構成之樹脂薄片中
,其薄片表面之算術平均粗糙度容易成為2.5μm以下。另一方面,為50質量%以下時,發現薄片表面之算術平均粗糙度容易成為1.0μm以上。此係單體量與樹脂薄片成形時之流動性有關。落在該範圍時認為於金屬板等之接著時於界面不會產生孔洞而接著成為可能。使用如此而成的薄片時可獲得絕緣性或接著性、硬化時之熱傳導性更良好之特性。由上述,推測樹脂組成物中之單體含有比率與薄片之表面粗糙度有關。
測定樹脂組成物中之單體含有比率之方法有例如溶解樹脂組成物萃取有機成分,且針對所得之萃取物使用NMR(核磁共振)或HPLC(高效液相層析)定量之手法。具體而言,NMR光譜或HPLC圖中,分別鑑定對應於酚醛清漆樹脂中所含有之單體之波峰、對應於酚醛清漆樹脂之波峰、對應於環氧樹脂單體之波峰等之後,比較酚醛清漆樹脂中所含有之單體含量與其他成分含量來求得。另外,以酚化合物、環氧樹脂單體為代表之有機成分之光譜資料已由公共研究機關發表,可與其進行比較而鑑定、定量。
構成酚醛清漆樹脂之酚化合物的單體可列舉較佳者為間苯二酚、兒茶酚及氫醌。較好為至少包含間苯二酚作為構成酚醛清漆樹脂之單體。
前述樹脂組成物除含有以通式(I)表示之化合物之酚醛清漆樹脂(特定酚醛清漆樹脂)以外,亦可包含其他硬化劑之至少一種。其他硬化劑只要是可與環氧樹脂單體反應形成樹脂硬化物之化合物即無特別限制。具體而言可
使用例如酚醛清漆樹脂(含有以通式(I)表示之化合物者除外)、芳香族胺系硬化劑、脂肪族胺系硬化劑、硫醇系硬化劑、酸酐硬化劑等之加成聚合型硬化劑等。又,除該等硬化劑以外亦可使用咪唑、三苯膦、及於該等化合物中導入側鏈而成之衍生物等之硬化觸媒等。
其他硬化劑,就絕緣性與耐熱性之觀點而言,較好進而含有不含以通式(I)表示之化合物之其他酚醛清漆樹脂之至少一種。前述其他酚醛清漆樹脂只要是不含以通式(I)表示之化合物之酚醛清漆樹脂即無特別限制,可適當選自通常使用作為環氧樹脂之硬化劑之酚醛清漆樹脂。
樹脂組成物進一步包含其他硬化劑時,其他硬化劑之含有率並無特別限制。就熱傳導性之觀點而言,以相對於特定酚醛清漆樹脂為30質量%以下較佳,更好為5質量%以下。
又樹脂組成物中之特定酚醛清漆樹脂及視需要含有之其他硬化劑(以下有時僅總稱為「硬化劑」)之總含有率並無特別限制。就熱傳導性與接著性之觀點而言,以在樹脂組成物之全部固體成分中為1質量%~10質量%較佳,更好為1質量%~8質量%。又樹脂組成物中之硬化劑之含量以相對於後述之環氧樹脂單體之當量基準計,較好為0.8~1.2,更好為0.9~1.1。
本發明中之樹脂組成物含有環氧樹脂單體(以下有時
僅稱為「環氧樹脂」)之至少一種。前述環氧樹脂可無特別限制地使用通常使用之一般環氧樹脂。其中以硬化前為低黏度、填料填充性或成形性優異、熱硬化後除高耐熱性或接著性以外亦具有高熱傳導性者較佳。
藉由使環氧樹脂單體與具有特定構造之酚醛清漆樹脂一起形成樹脂硬化物,可在樹脂硬化物中形成源自共價鍵或分子間力之規則性高之高階構造。因此,認為可抑制絕緣樹脂中之熱傳導介質的熱子之散射,因此可達到高的熱傳導性。
一般環氧樹脂之具體例列舉為雙酚A型、F型、S型、AD型等之縮水甘油醚,經氫化之雙酚A型之縮水甘油醚,苯酚酚醛清漆型之縮水甘油醚、甲酚酚醛清漆型之縮水甘油醚、雙酚A型之酚醛清漆型之縮水甘油醚、萘型之縮水甘油醚、聯苯酚型之縮水甘油醚、二羥基戊二烯型之縮水甘油醚、三苯基甲烷型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂等。
至於環氧樹脂單體,較好為硬化前為黏度低、填料填充性或成形性優異、熱硬化後除高耐熱性或接著性以外亦具有高的熱傳導性者。例如,較好為使用在25℃下為液狀之環氧樹脂單體。藉此,容易展現薄片化時之柔軟性或層合時之流動性。至於此種在25℃下為液狀之環氧樹脂單體舉例為例如雙酚A型或AD型,該等之氫化樹脂或萘型、被稱作反應性稀釋劑之一末端具有環氧基之樹脂等,但就對於硬化後之溫度之彈性率變化或熱物性之觀點而言,較
好為雙酚A型或AD型、萘型。
又,上述於25℃為液狀之環氧樹脂單體之分子量並未特別限制,例如就層合時之流動性之觀點而言較好為100以上且100000以下,更好為200以上且50000以下,最好為300以上且10000以下。
尤其含有由分子量為500以下之雙酚A型之縮水甘油醚及雙酚F型之縮水甘油醚所組成群組選出之至少一種液狀環氧樹脂時,可更提高薄片化時之柔軟性或層合時之流動性。
尤其含有由分子量為500以下之雙酚A型之縮水甘油醚及雙酚F型之縮水甘油醚所組成群組選出之至少一種液狀環氧樹脂時,可更提高層合時之流動性。
前述環氧樹脂單體亦可包含多官能基環氧樹脂。藉此可更有效地達成高Tg(玻璃轉移溫度)化、高熱傳導化。至於多官能基環氧樹脂較佳之例示為苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂等。
又前述環氧樹脂單體,就熱傳導性之觀點而言,亦可包含具有液晶(mesogenic)基之環氧樹脂單體。
此處所謂液晶基只要是環氧樹脂單體與硬化劑一起形成樹脂硬化物時,可在樹脂硬化物中形成源自液晶基之高階構造者即無特別限制。另外,此處所謂高階構造意指樹脂組成物硬化後分子之配向排列之狀態,例如,樹脂硬化物中存在有結晶構造或液晶構造。該種結晶構造或液晶構
造可藉由例如在正交尼可爾稜鏡(crossed-Nicol)下以偏光顯微鏡觀察或X射線散射光譜,直接確認其存在。又即使儲存彈性率對溫度變化之變化小,仍可間接地確認存在。
前述液晶基具體而言列舉為聯苯基、聯三苯基、聯三苯基類似體、蒽基、該等以甲亞胺基(azomethine)或酯基等連結而成之基等。
本發明中藉由使用具有液晶基之環氧樹脂單體作為環氧樹脂單體,與硬化劑一起構成樹脂硬化物,可達成更高之熱傳導性。此可認為例如如下。亦即,藉由使分子中具有液晶基之環氧樹脂單體與硬化劑(較好為特定酚醛清漆樹脂)一起形成樹脂硬化物,可在樹脂硬化物中形成源自液晶基之規則性高的高階構造。因此,認為可抑制絕緣樹脂中之熱傳導介質的熱子之散射,藉此可達到高的熱傳導性。
前述具有液晶基之環氧樹脂單體具體而言可列舉為例如4,4’-聯苯酚縮水甘油醚、1-{(3-甲基-4-環氧乙烷基甲氧基)苯基}-4-(4-環氧乙烷基甲氧基苯基)-1-環己烯、4-(環氧乙烷基甲氧基)苯甲酸-1,8-辛烷二基雙(氧基-1,4-伸苯基)酯、2,6-雙[4-[4-[2-(環氧乙烷基甲氧基)乙氧基]苯基]苯氧基]吡啶等。其中,就熱傳導性提高之觀點而言,以1-{(3-甲基-4-環氧乙烷基甲氧基)苯基}-4-(4-環氧乙烷基甲氧基苯基)-1-環己烯最好。
前述環氧樹脂亦可含有液狀環氧樹脂。藉此可降低樹
脂薄片之A階段狀態或B階段狀態中之樹脂軟化點。具體而言,有提高薄片之柔軟性、提高操作性,且降低接著時之熔融黏度。然而,由於液狀環氧樹脂會有Tg或熱傳導性低之情況,故液狀環氧樹脂之含量可在兼顧樹脂硬化物之物性適當選擇。液狀環氧樹脂之具體例係如前述。
前述樹脂組成物中之環氧樹脂單體之含有率並無特別限制。就熱傳導性與接著性之觀點而言,在構成樹脂組成物之全部固體成分中,以3質量%~30質量%較佳,就熱傳導性之觀點而言,以5質量%~25質量%更好,又更好為5質量%~20質量%。
前述樹脂組成物就熱傳導性與高彈性率之觀點而言,較好在樹脂組成物之全部固體成分中含有3質量%~30質量%之具有液晶基之環氧樹脂單體做為環氧樹脂單體,更好在樹脂組成物之全部固體成分中含有5質量%~25質量%之由4,4’-聯苯酚縮水甘油醚、1-{(3-甲基-4-環氧乙烷基甲氧基)苯基}-4-(4-環氧乙烷基甲氧基苯基)-1-環己烯、4-(環氧乙烷基甲氧基)苯甲酸-1,8-辛烷二基雙(氧基-1,4-伸苯基)酯、及2,6-雙[4-[4-[2-(環氧乙烷基甲氧基)乙氧基]苯基]苯氧基]吡啶所組成群組選出之至少一種之具有液晶基之環氧樹脂單體。
前述樹脂組成物,就熱傳導性與耐熱性之觀點而言,作為環氧樹脂單體,較好在樹脂組成物之總固體成分中含有3質量%~30質量%之以質量比計為85:15~15:85之由苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、及三
苯基甲烷型環氧樹脂所組成群組選出之至少一種、及由雙酚A型之縮水甘油醚及雙酚AD型之縮水甘油醚選出之至少一種,更好在樹脂組成物之總固體成分中含有5質量%~25質量%之以質量比計為70:30~30:70之由三苯基甲烷型環氧樹脂所組成群組選出之至少一種、及由雙酚A型之縮水甘油醚及雙酚F型之縮水甘油醚選出之至少一種。
前述樹脂組成物亦可進而含有矽烷偶合劑之至少一種。藉由含有矽烷偶合劑,可更提高含有環氧樹脂及酚醛清漆樹脂之樹脂成分與填料之鍵結性,可達成更高之熱傳導性及更強之接著性。
前述矽烷偶合劑只要是具有與樹脂成分鍵結之官能基、及與填料鍵結之官能基之化合物即無特別限制,可由通常使用之矽烷偶合劑適當選擇使用。與前述填料鍵結之官能基可列舉為三甲氧基矽烷基、三乙氧基矽烷基等之三烷氧基矽烷基。又與前述樹脂成分鍵結之官能基可列舉為環氧基、胺基、巰基、脲基、胺基苯基等。
矽烷偶合劑具體可列舉為例如3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-(2-胺基乙基)胺基丙基三甲氧基矽烷、3-苯基
胺基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等。又亦可使用以SC-6000KS2為代表之矽烷偶合劑寡聚物(日立化成Coated Sand公司製造)。該等矽烷偶合劑可單獨使用一種,或亦可併用兩種以上。
前述樹脂組成物中之矽烷偶合劑之含有率並無特別限制。矽烷偶合劑之含有率就熱傳導性之觀點而言,在樹脂組成物之總固體成分質量中較好為0.02質量%~0.83質量%,更好為0.04質量%~0.42質量%。
又矽烷偶合劑相對於前述填料之含量之含有率就熱傳導性、絕緣性、成形性之觀點而言,較好為0.02質量%~1質量%,就更高之熱傳導性之觀點而言,更好為0.05質量%~0.5質量%。
前述樹脂組成物除上述必要成分以外,亦可視需要含有其他成分。其他成分可列舉為有機溶劑、硬化促進劑、分散劑等。
樹脂組成物之製造方法可無特別限制地使用通常進行之樹脂組成物之製造方法。例如混合環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、及填料等之方法可適當組合通常之攪拌機、擂潰機、三軸輥、球磨機等分散機進行。又,可添加適當之有機溶劑,進行分散及溶解。
具體而言例如可藉由在將環氧樹脂、酚醛清漆樹脂、填料及視需要添加之矽烷偶合劑溶解及分散於適當之有機溶劑中而成者中,視需要混合硬化促進劑等其他成分,來獲得樹脂組成物。
前述有機溶劑基於可於後述之樹脂薄片之製造方法中於乾燥步驟中以乾燥處理去除至少其一部分,而宜為沸點或蒸氣壓較低者。有機溶劑大量殘留於樹脂薄片中時有對熱傳導性或絕緣性能造成影響之情況。又完全去除時會有使薄片變硬而喪失接著性能之情況。因此有機溶劑之選擇需要適於乾燥方法、條件。又有機溶劑可依據所用樹脂之種類或填料之種類、薄片製作時之乾燥難易度加以適當選擇。有機溶劑可列舉為甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、環己醇等醇類,或甲基乙基酮、環己酮、環戊酮等酮系溶劑,或二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺等氮系溶劑。又有機溶劑可單獨使用一種亦可組合兩種以上使用。
本發明之樹脂薄片係將前述樹脂組成物成形為平均厚度為80μm以上且250μm以下之薄片狀。由前述樹脂組成物形成樹脂薄片,藉此硬化前之儲存安定性與硬化後之熱傳導性優異。前述樹脂組成物之細節係如前述。
樹脂薄片之平均厚度為80μm以上且250μm以下,但就兼顧熱傳導性與絕緣性之觀點而言,較好為90μm以上且250μm以下,更好為100μm以上且250μm以下,又更
好為110μm以上且230μm以下。樹脂薄片之平均厚度可在兼顧絕緣之電壓或電流值等電特性、發熱體與薄片間之熱阻抗值而適當選擇。若可滿足所要求之熱阻抗值,則薄片厚度就絕緣性之觀點而言愈厚愈好。又樹脂薄片之平均厚度係使用測微計(例如,Mitutoyo製造之測微計IP65),測定9點之厚度,以其算術平均值提供。
樹脂薄片表面之算術平均粗糙度就包含長期可靠度之絕緣性觀點而言,較好為1.0μm以上且2.5μm以下,更好為1.2μm以上且2.3μm以下。使樹脂薄片表面之算術平均粗糙度在前述範圍內之方法可列舉為層合處理、壓製處理、金屬輥處理等。又藉由適當選擇樹脂組成物之組成亦可使算術平均粗糙度落在前述範圍中。又,樹脂薄片表面之算術平均粗糙度係使用表面粗糙度測定裝置(例如,小坂研究所製造之表面粗糙度測定機),以測定條件:1mm/s進行測定。
前述樹脂薄片較好於至少一面上進而具有支撐體,更好在兩面上具有支撐體。藉此可使樹脂薄片之接著面免於來自外在環境之異物附著或衝擊而保護樹脂組成物。又前述支撐體較好在使用時適當剝離使用。
至於前述支撐體列舉為聚四氟乙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、聚醯亞胺薄膜等塑膠薄膜等。對該等塑膠薄膜亦可視需要進行底塗塗佈、UV處理、電暈放電處理、研磨處理、蝕刻處理、脫模處理等表面處理。又前述支撐體亦可使
用銅箔、鋁箔等金屬箔或鋁板等金屬。
前述支撐體為塑膠薄膜時,其平均膜厚並未特別限制。平均膜厚可依據形成之樹脂薄片之平均厚度或樹脂薄片之用途,基於熟知本技藝者之知識適當決定。塑膠薄膜之平均膜厚就經濟性良好、作業性佳之方面而言,較好為10μm~150μm,更好為25μm~110μm。
又前述支撐體為金屬箔時,其平均膜厚並未特別限制,可依據樹脂薄片之用途等適當選擇。例如,可為10μm~400μm,就作為輥箔之操作性之觀點而言,較好為18μm~300μm。
前述樹脂薄片較好為由前述樹脂組成物形成之第一樹脂層及由前述樹脂組成物形成之第二樹脂層之層合體。亦即前述樹脂薄片較好在由前述樹脂組成物形成之第一樹脂層上層合由前述樹脂組成物形成之第二樹脂層。藉此可進而提高絕緣耐壓。形成前述第一樹脂層及第二樹脂層之樹脂組成物可為相同組成亦可具有不同組成。形成前述第一樹脂層及第二樹脂層之樹脂組成物就熱傳導性之觀點而言,較好為相同組成。
前述樹脂薄片較好為由前述樹脂組成物形成之第一樹脂層及由前述樹脂組成物形成之第二樹脂層之層合體,前述層合體之一面上另具有金屬箔,另一面上另具有聚對苯二甲酸乙二酯薄膜。亦即前述樹脂薄片另具有金屬箔及聚對苯二甲酸乙二酯薄膜,且較好以前述金屬箔、第一樹脂層、第二樹脂層及聚對苯二甲酸乙二酯薄膜之順序層合而
成。藉此有獲得孔洞之埋孔效果,且有絕緣耐壓更為提高之傾向。
前述樹脂薄片之製造方法只要使用前述樹脂組成物,可形成平均厚度80μm以上且250μm以下之薄片狀之樹脂層即無特別限制,可從通常使用之薄片製造方法適當選擇。前述樹脂薄片之製造方法具體而言可列舉為以成為所需平均厚度之方式將含有機溶劑之樹脂組成物塗佈於支撐體上,形成塗佈層,使形成之塗佈層經乾燥處理去除有機溶劑之至少一部分,形成樹脂層之方法等。
樹脂組成物之塗佈方法、乾燥方法並無特別限制,可由通常使用之方法適當選擇。塗佈方法列舉為刮刀塗佈法、模具塗佈法、浸漬塗佈法等。又乾燥方法列舉為在常壓下或減壓下之加熱乾燥、自然乾燥或冷凍乾燥等。
塗佈層之膜厚可以使乾燥處理後之樹脂層成為所需平均厚度之方式適當選擇。乾燥後之樹脂層之平均厚度為80μm~250μm,但較好以成為90μm~230μm之方式調整塗佈層之膜厚。80μm以上時塗佈層內不易形成空洞,會有製作可能度變大之傾向。另為250μm以下時即使形成樹脂輥,有仍可抑制樹脂粉末飛散之傾向。
前述樹脂薄片之製造方法較好包含:在由前述樹脂組成物形成之第一樹脂層上層合由前述樹脂組成物形成之第二樹脂層而獲得層合體之步驟、及加熱加壓處理所得層合
體之步驟。藉由該製造方法,使絕緣耐壓進一步提高。
此係例如認為如下。亦即,藉由層合兩層之樹脂層,其一樹脂層中存在之膜厚較薄之部位(針孔或孔洞)以另一塗佈層填補。據此,可使最小絕緣厚度變大,可認為進而提高絕緣耐壓。樹脂薄片之製造方法中,針孔或孔洞之產生概率雖不高,但藉由層合兩層之樹脂層而使薄的部分重疊概率成為其平方,使概率幾乎接近於0。由於絕緣破壞係在絕緣最弱之部位引起,故可認為藉由兩層樹脂層之層合可獲得更提高絕緣耐壓之效果。進而認為亦可提高填料彼此之接觸概率,亦產生熱傳導性提高效果。
再者獲得前述層合體之步驟,較好為使設於金屬箔上之由前述樹脂成物形成之第一樹脂層,與設於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上之由前述樹脂成物形成之第二樹脂層,以使第一樹脂層之與金屬箔接觸之面之相反側之面,與第二樹脂層之與對苯二甲酸乙二酯薄膜接觸之面之相反側之面相互接觸之方式層合之步驟。藉此更有效地獲得埋孔效果。
前述第一樹脂層例如可藉由將含有機溶劑之樹脂組成物塗佈於金屬箔上形成塗佈層,且乾燥處理所形成之塗佈層而去除有機溶劑之至少一部分而形成。又前述第二樹脂層例如可藉由將含有機溶劑之樹脂組成物塗佈於聚對苯二甲酸乙二酯薄膜上形成塗佈層,且乾燥處理所形成之塗佈層而去除有機溶劑之至少一部分而形成。
前述第一樹脂層及第二樹脂層之平均厚度在構成層合
體時可在使層合體之平均厚度成為80μm以上且250μm以下之方式適當選擇。前述第一樹脂層及第二樹脂層之平均厚度可為例如30μm~250μm,較好為50μm~200μm。50μm以上時塗佈層內不易形成空洞(孔洞),有製作可能度變大之傾向。為200μm以下時有薄片不易龜裂之傾向。前述第一樹脂層及第二樹脂層之平均厚度可彼此相同亦可不同。
再者層合前述第一樹脂層與第二樹脂層而成之層合體較好經加熱加壓處理。藉此可製造熱傳導性更提高之樹脂薄片。加熱加壓處理方法只要可施加特定壓力及熱之方法即可,並無特別限制,可由通常使用之加熱加壓處理方法適當選擇。具體而言,列舉為層合處理、壓製處理、金屬輥處理等。又加熱加壓處理有在常壓下進行處理之方法及在減壓下進行處理之真空處理。以真空處理方法較佳,但不限於此。
使用前述樹脂組成物藉塗佈形成樹脂層時,加熱加壓處理前之層合體之表面因填料等而產生凹凸,會有不平滑之情況。加熱加壓處理此般層合體獲得之樹脂薄片之膜厚會有與塗佈形成之樹脂層之厚度之和不一致而較小之情況。此例如可認為是由於加熱加壓處理前後,填料填充性產生變化,表面之凸起與凹陷重疊,使薄片之均勻性提高,將孔洞埋入等所致者。
前述樹脂薄片較好由自前述塗佈層去除有機溶劑之至少一部分所得之樹脂層所構成。更好為再藉由加熱加壓處
理已去除有機溶劑之至少一部分之樹脂層,使構成樹脂層之樹脂組成物成為半硬化狀態(B階段)者。另外,本說明書中,有時將由樹脂組成物形成之塗佈層經乾燥獲得之樹脂薄片稱為A階段薄片,將A階段薄片再經加熱加壓處理獲得之樹脂薄片稱為B階段薄片。
前述B階段薄片較好為使樹脂組成物成為半硬化之狀態。此處所謂B階段薄片為樹脂薄片之黏度,相對於常溫(25℃)下為104
Pa.s~107
Pa.s,在100℃下該黏度下降0.01~30%成為102
Pa.s~106
Pa.s者。又,後述之硬化後之樹脂薄片硬化物即使藉由加溫仍不熔融。另外,上述黏度係利用動態黏彈性測定(頻率1Hz,荷重40g,升溫速度3℃/分鐘)測定。
藉由使前述樹脂薄片為B階段薄片而提高作業性。此與A階段薄片相比較由於硬化進行使彈性率上升,且強度上升所致。另一方面,需要將樹脂之硬度抑制在柔軟可處理之狀態。又,B階段薄片之使前述樹脂層成為半硬化狀態之方法可列舉為例如後述之加熱加壓處理之方法。
加熱加壓處理樹脂薄片之方法只要使前述樹脂層成半硬化狀態即可,並無特別限制。例如,可使用熱壓製或層合機進行加熱加壓處理。又使構成樹脂薄片之樹脂組成物成半硬化狀態之加熱加壓條件可依據樹脂組成物之構成適當選擇。例如可在加熱溫度80℃~180℃、壓力0.1MPa~100MPa、0.3分鐘~30分鐘之條件下進行加熱加壓處理。
本發明之樹脂薄片硬化物為前述樹脂薄片之熱處理物。亦即前述樹脂薄片硬化物係藉由熱處理前述樹脂薄片使構成樹脂薄片之樹脂組成物硬化而形成。因此,樹脂薄片硬化物包含:源自含有環氧樹脂單體及具有以通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂之樹脂硬化物;及含有粒徑10μm以上且100μm以下之氮化硼粒子,且使用雷射繞射法測定之粒徑分布中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及在10μm以上且100μm以下之各範圍中具有波峰之填料。
又前述樹脂薄片硬化物較好包含:源自含有環氧樹脂單體及具有以通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂之樹脂硬化物、體積平均粒徑0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料。
前述樹脂薄片硬化物中,由於第三填料彼此接觸故發揮高的熱傳導性。熱傳導性大小不同之樹脂與填料之混合物較好以使高熱傳導性之填料與填料之距離儘量接近。例如,第三填料彼此,或第一填料與第二填料及第三填料彼此不以樹脂間隔而接觸時,可形成熱傳導容易之路徑,故容易成為高熱傳導性。
製造樹脂薄片硬化物時之熱處理條件可依據樹脂組成物之構成適當選擇。例如,可在120~250℃下加熱處理10
分鐘~300分鐘。且就熱傳導性之觀點而言,以包含使樹脂硬化物容易形成高階構造或三次元交聯構造之溫度之加熱處理較佳。更好例如進行100℃~160℃及160℃~250℃之至少二階段之加熱。另外,在上述之溫度範圍內,又更好進行二階段以上之多階段加熱處理。
本發明之樹脂薄片層合體具有:前述樹脂薄片、及配置於前述樹脂薄片之至少一面上之金屬板或散熱板。構成樹脂薄片層合體之樹脂薄片之細節已如前述。又金屬板或散熱板列舉為銅板、鋁板、陶瓷板等。再者,金屬板或散熱板之厚度並無特別限制。且,金屬板或散熱板亦可使用銅箔或鋁箔等金屬箔。
前述樹脂薄片層合體中,係在前述樹脂薄片之至少一面上配置金屬板或散熱板,但較好配置於兩面上。又在樹脂薄片上配置金屬板或散熱板之方法可為利用樹脂薄片中所含之熱硬化性樹脂進行接著之方法,亦可為利用塗佈於樹脂薄片表面上之油脂黏著之方法。該等方法可依據所需之物性、或使用樹脂薄片層合體構成之半導體裝置之形態等而適當使用。
前述樹脂薄片層合體可藉包含於前述樹脂薄片之至少一面上配置金屬板或散熱板而獲得層合體之步驟之製造方法製造。
樹脂薄片上配置金屬板或散熱板之方法可無特別限制
地使用通常使用之方法。列舉為例如,在樹脂薄片之至少一面上貼合金屬板或散熱板之方法。至於貼合方法列舉為壓製法、層合法等。壓製法及層合法之條件可依據樹脂薄片之構成適當選擇。
又樹脂薄片層合體亦可在前述樹脂薄片之一面上具有金屬板或散熱板,於另一面上具有被黏著體。該樹脂薄片層合體可經熱處理使樹脂薄片硬化,形成被黏著體與金屬板或散熱板之熱傳導性優異之樹脂薄片層合體硬化物。
前述被黏著體並無特別限制。被黏著體之材質可列舉為例如金屬、樹脂、陶瓷、該等之混合物的複合材料等。
本發明之樹脂薄片硬化物之製造方法之構成為具有:於前述樹脂薄片之至少一面上配置金屬板或散熱板而獲得樹脂薄片層合體之步驟、及對前述樹脂薄片施加熱使前述樹脂薄片硬化之步驟,且視需要含有其他步驟。
於樹脂薄片上配置金屬板或散熱板之方法可無特別限制地使用通常使用之方法。可列舉為例如於樹脂薄片之至少一面上貼合金屬板或散熱板之方法等。貼合方法列舉為壓製法及層合法等。壓製法及層合法之條件可依據樹脂薄片之構成而適當選擇。
樹脂薄片層合體硬化物之製造方法亦較好包含在獲得樹脂薄片層合體之步驟後,加熱加壓樹脂薄片層合體,使前述第三填料變形並追隨於金屬板或散熱板上之壓製步驟
。壓製步驟只要能夠使前述第三填料之至少一部份追隨於前述接著材層界面即可,並無特別限制。可列舉為例如使用壓製裝置、層合裝置、金屬輥壓裝置、真空壓製裝置等進行加熱加壓之方法。
加熱加壓之條件例如可設為溫度80℃~200℃、壓力1MPa~100MPa、0.1分鐘~360分鐘,較好設為溫度100℃~190℃、壓力2MPa~80MPa、0.5分鐘~240分鐘。又加熱加壓處理亦可在大氣壓(常壓下)進行,但較好在減壓下進行。減壓條件較好為30000Pa以下,更好為10000Pa以下。
前述樹脂薄片層合體硬化物之製造方法中,在獲得樹脂薄片層合體之步驟後經加熱處理,使前述樹脂薄片硬化。藉由進行加熱處理可進而提高熱傳導性。加熱處理可為例如在120℃~250℃加熱處理10分鐘~300分鐘。又,就熱傳導性之觀點而言,較好為包含使樹脂硬化物容易形成高階構造之溫度之加熱處理。更好為例如進行100℃~160℃及160℃~250℃之至少二階段之加熱。再者,在上述溫度範圍內,又更好為進行二階段以上之多階段加熱處理。
本發明之樹脂薄片層合體之特徵為具有前述樹脂薄片與配置於樹脂薄片硬化物之至少一面上之金屬板或散熱板。藉由該構成使熱傳導性與絕緣性優異,而且樹脂薄片硬化物與金屬板或散熱板之接著強度良好,進而熱衝擊性亦
優異。又,亦可為於樹脂薄片表面上塗佈油脂或者熱傳導油脂,將其往金屬箔或板等連接之連接法。
本發明之半導體裝置具備:半導體元件、及配置於前述半導體元件上之前述樹脂薄片硬化物。前述半導體裝置可進而視需要具有其他構件。至於前述半導體元件可無特別限制地使用通常使用之半導體元件。至於半導體元件具體可列舉為IGBT、閘流晶體管(thyristor)等之電力半導體元件、LED元件等。以下邊參照圖式邊針對半導體裝置之構成例加以說明。
圖1~圖6顯示使用前述樹脂薄片硬化物構成之電力半導體裝置之構成例。
圖1為顯示電力半導體裝置100之構成例之概略剖面圖,該電力半導體裝置100係以將電力半導體元件110與透過焊料層112而配置之銅板104、本發明之樹脂薄片硬化物102、及透過油脂層108配置於水冷夾套120上之散熱基底106層合而構成。含電力半導體元件110之發熱體透過前述樹脂薄片硬化物102與散熱構件接觸,而進行有效率的散熱。
另外,前述散熱基底106可使用具有熱傳導性之銅或鋁構成。又電力半導體元件可列舉為IGBT或閘流晶體管等。
圖2為顯示於電力半導體元件110之兩面配置冷卻構
件而構成之電力半導體裝置150之構成例之概略剖面圖。在電力半導體裝置150中,配置於電力半導體元件110之上面之冷卻構件係包含透過焊料層112而層合之二層銅板104而構成。藉由該構成,可更有效地抑制晶片破裂或焊料破裂之發生。圖2中,配置於距離半導體元件110較遠側之銅板104透過樹脂薄片硬化物102及油脂層108連接於水冷夾套120上。另一方面,在配置於半導體元件110下面之冷卻構件,一層之銅板104係透過樹脂薄片硬化物102及油脂層108連接於水冷夾套120上。於圖2雖係使樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120透過油脂層108而配置,但樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120亦可以直接接觸之方式配置。
圖3為顯示在電力半導體元件110之兩面上配置冷卻構件而構成之電力半導體裝置200之構成例之概略剖面圖。電力半導體裝置200中,配置於電力半導體元件110兩面上之冷卻構件係分別包含一層銅板104而構成。於圖3雖樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120透過油脂層108而配置,但樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120亦可以直接接觸之方式配置。
圖4為顯示於電力半導體元件110之兩面配置冷卻構件而構成之電力半導體裝置250之構成例之概略剖面圖。電力半導體裝置250中,配置於電力半導體元件110上面之冷卻構件係包含透過焊料層112層合而成之兩層銅板104而構成。藉由該構成,可更有效地抑制晶片破裂或焊
料破裂之發生。又,藉由於模組內含有樹脂薄片硬化物102,可防止薄片破裂或因外界震動等造成之影響,而提高可靠度。於圖4配置於距離半導體元件110較遠側之銅板104透過樹脂薄片硬化物102、散熱基底106及油脂層108連接於水冷夾套120上。另一方面,配置於半導體元件110下面之冷卻構件係使一層銅板104透過樹脂薄片硬化物102、散熱基底106及油脂層108連接於水冷夾套120。又前述電力半導體元件110係透過配線構件114與外部端子116連接。於圖4樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120係透過配置於樹脂薄片硬化物102上之散熱基底106與油脂層108而配置,但樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120亦可以直接接觸之方式配置。
圖5為顯示在電力半導體元件110之兩面配置冷卻構件而構成之電力半導體裝置300之構成例之概略剖面圖。電力半導體裝置300中,配置於電力半導體元件110兩面上之冷卻構件係以分別包含一層銅板104而構成。又,藉由在模組內含有樹脂薄片硬化物102,可防止薄片破裂或因外界之震動造成之影響,而提高可靠度。於圖5銅板104係透過樹脂薄片硬化物102、散熱基底106及油脂層108連接於水冷夾套120。又前述電力半導體元件110係透過配線構件114與外部端子116連接。於圖5樹脂薄片硬化物102與水冷夾套120透過配置於樹脂薄片硬化物102上之散熱基底106及油脂層108而配置,但樹脂薄片硬化物102亦可與水冷夾套120直接接觸之方式配置。
圖6為顯示電力半導體裝置350之構成例之概略剖面圖,該電力半導體裝置350係電力半導體元件110與透過焊接層112配置之銅板104、樹脂薄片硬化物102、及透過油脂層108配置於水冷夾套120上之散熱基底106層合而構成。含有電力半導體元件110之發熱體藉由透過樹脂薄片硬化物102與散熱構件接觸,而更有效率地進行散熱。另外,前述散熱基底106可使用具有熱傳導性之銅或鋁構成。
本發明之LED裝置為依序層合LED元件、前述樹脂薄片硬化物、及基板而構成。前述LED裝置可視需要進一步具有其他構件。前述基板可列舉為鋁基板。
圖7~圖10顯示使用本發明之樹脂薄片硬化物而構成之LED裝置之構成例。
圖7為顯示使用本發明之樹脂薄片硬化物而構成之LED燈條300之構成之一例之概略剖面圖。LED燈條300係依序配置外殼138、油脂層136、鋁基板134、樹脂薄片硬化物132及LED晶片130,且以螺絲140固定而構成。藉由將發熱體的LED晶片130透過樹脂薄片硬化物132配置於鋁基板134上,可有效率地散熱。
圖8為顯示LED燈泡之發光部350之構成例之概略剖面圖。LED燈泡之發光部350係依序配置外殼138、油脂層136、鋁基板134、樹脂薄片硬化物132、電路層142
及LED晶片130,且以螺絲140固定而構成。又圖9為顯示LED燈泡450整體構成之一例之概略剖面圖。LED燈泡之外殼138係配置於內含電源構件148之密封樹脂146上。
圖10為顯示LED基板400之構成之一例之概略剖面圖。LED基板400係依序配置鋁基板134、本發明之樹脂薄片硬化物132、電路層142、及LED晶片130而構成。藉由使發熱體的LED晶片130透過電路層142與樹脂薄片硬化物132而配置於鋁基板134上,可有效率地散熱。
以下以實施例具體說明本發明,但本發明並不受限於該等實施例。另外,只要沒有特別指明,則「份」及「%」為質量基準。
以下列出樹脂薄片之製作中使用之材料及其簡寫。
.AA-18:氧化鋁,製品名:AA-18,住友化學股份有限公司製造,體積平均粒徑18μm
.AA-3:氧化鋁,製品名:AA-3,住友化學股份有限公司製造,體積平均粒徑3μm
.AA-04:氧化鋁,製品名:AA-04,住友化學股份有限公司製造,體積平均粒徑0.4μm
.FS-3:氮化硼,製品名:FS-3,水島合金鐵股份有
限公司製造,體積平均粒徑76μm
.HP-40:氮化硼,製品名:HP40MF100,水島合金鐵股份有限公司製造,體積平均粒徑45μm
.CRN:兒茶酚間苯二酚酚醛清漆樹脂(含有50%環己酮(CHN)),後述之合成品
.PN:苯酚酚醛清漆樹脂,日立化成工業股份有限公司製造,型號HP850N,數平均分子量630
.CPN:甲酚酚醛清漆樹脂,日本化藥股份有限公司製造
.TPM:三苯基甲烷型酚醛清漆樹脂,日本化藥股份有限公司製造
.PNAP:三苯基甲烷型環氧樹脂,製品名:EPPN-502H,日本化藥股份有限公司製造
.MOPOC:1-{(3-甲基-4-環氧乙烷基甲氧基)苯基}-4-(4-環氧乙烷基甲氧基苯基)-1-環己烯,合成品
另外,MOPOC係參考日本特開2005-206814號公報、日本特開2005-29778號公報等而調製。
.Bis-A/D:雙酚AD混合物,型號ZX-1059,新日鐵化學股份有限公司製造
.TPP:三苯基膦(硬化觸媒,和光純藥股份有限公司製造)
.PAM:3-苯基胺基丙基三甲氧基矽烷(矽烷偶合劑,製品名:KBM-573,信越化學工業股份有限公司製造)
.MEK:甲基乙基酮(和光純藥股份有限公司製造,一級)
.CHN:環己酮(和光純藥股份有限公司製造,一級)
.PET薄膜:製品名75E-0010CTR-4,藤森工業股份有限公司製造
.銅箔:製品名GTS 080,古河電工股份有限公司製造,厚度80μm
.鋁箔:住友輕金屬工業股份有限公司製造,厚度20μm
在氮氣環境下,將作為酚化合物之單體之間苯二酚105g及兒茶酚5g、作為觸媒之草酸0.11g(對單體比
0.1%)、作為溶劑之甲醇15g分別量取於可分離燒瓶中之後,攪拌內容物,以成為40℃以下之方式邊以油浴冷卻邊添加甲醛水溶液30g。攪拌2小時後,使油浴溫度成為100℃,邊加溫邊減壓餾除水及甲醇。確認不再餾出水及甲醇後,以使酚醛清漆樹脂之含有率成為50%之方式添加CHN,獲得兒茶酚間苯二酚酚醛清漆樹脂溶液(CRN1)。接著不改變間苯二酚與兒茶酚之添加量,而改變甲醛水溶液之添加量,製作單體含有比率或數平均分子量不同之作為CRN之CRN2~CRN5五種。
所得產物藉由GPC之分子量測定而定量數平均分子量(g/mol)、單體含有比率。且測定所得產物之NMR光譜,確認含有以通式(I)表示之構造單位。另外,針對GPC測定及NMR測定之條件敘述於後。
混合氧化鋁混合物(AA-3:AA-04;體積基準混合比2.4:1)42.91份、氮化硼(HP-40)46.04份(相對於AA-04之體積基準混合比6.6)、及矽烷偶合劑(PAM)0.09份、與作為環氧樹脂之硬化劑的CRN4之CHN溶液7.23份(固體成分50%)及CHN 46.02份。確認均勻後,再添加作為環氧樹脂單體之MOPOC 11.73份及TPP 0.13份並經混合後,進行球磨粉碎20小時~40小時,獲得樹脂層形成用塗佈液作為樹脂組成物。另外,樹脂組成物之總固體成分體積中之填料含有率為60體積%。
使用刮刀塗佈器(HIRANO TECSEED股份有限公司製造),以單面經脫模處理之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)薄膜(厚度50μm,帝人杜邦薄膜製造之A31;以下亦稱為「PET薄膜」)作為支撐體,於其脫模處理面上以厚度成為約140μm之方式塗佈所得樹脂層形成用塗佈液,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於PET薄膜上形成有A階段狀態之樹脂層的樹脂薄片(以下
亦稱為「A階段薄片」)。
使用兩片上述獲得之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平均厚度198μm之B階段狀態之樹脂薄片(以下亦稱為「B階段薄片」)。
自上述獲得之B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,且於其兩面上分別重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製處理條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。接著在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物1。
實施例1中,除使用FS-3與HP-40之(1:3體積基準)混合物代替HP-40以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物2。
實施例1中,除使用FS-3與HP-40之(1:1體積基準)混合物代替HP-40以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物3。
實施例1中,除使用11.15份之Bis-A/D、8.38份之CRN4代替MOPOC以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物4。
實施例1中,除使用5.6份之Bis-A/D與5.6份之PNAP之混合物代替MOPOC,且使用CRN4 8.27份以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物5。
使用刮刀塗佈器,以厚度成為約140μm之方式,將實施例5中獲得之樹脂層形成用塗佈液塗佈於厚度20μm之鋁箔上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,
形成了於厚度20μm之鋁箔上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片(A階段薄片)。另外,以使厚度成為約140μm之方式塗佈於PET薄膜上之脫模面上,以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,於PET薄膜上形成A階段狀態之樹脂薄片。
使用一片上述獲得之於鋁箔上形成有樹脂層之A階段薄片,及一片實施例1中獲得之於PET薄膜上形成有樹脂層之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平均厚度192μm之B階段狀態之樹脂薄片(B階段薄片)。
自上述獲得之B階段薄片之單面剝離PET薄膜,且於剝離面上重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製步驟條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。在箱型烘箱中於140℃中2小時、165℃中2小時、190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得於一面設置銅箔,於一面上設置鋁箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物6。
使用刮刀塗佈器,以厚度成為110μm之方式,將實施
例5中獲得之樹脂層形成用塗佈液塗佈於厚度20μm之鋁箔上,且以厚度成為170μm之方式塗佈於PET薄膜上以外,餘與實施例6同樣進行,獲得於一面設置銅箔、於一面設置鋁箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物7。
實施例5中,除使用CRN1代替CRN4以外,餘與實施例5同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物8。
實施例5中,除使用CRN2代替CRN4以外,餘與實施例5同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物9。
實施例5中,除使用CRN3代替CRN4以外,餘與實施例5同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物10。
實施例5中,除使用CRN5代替CRN4以外,餘與實施例5同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物11。
混合氧化鋁混合物(AA-3:AA-04;體積基準混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相對於AA-04之體積基準混合比8.0)、矽烷偶合劑(PAM)0.08份、作為環氧樹脂之硬化劑之CRN4之CHN溶液13.5份(固體成分50%)、及CHN 38.8份。確認均勻後,進而添加作為環氧樹脂單體之PNAP 9.17份及BIS-A/D 9.17份、TPP 0.20份並經混合後,進行球磨粉碎20~40小時,獲得樹脂層形成用塗佈液作為樹脂組成物。另外,樹脂組成物之總固體成分體積中之填料含有率為60體積%。
使用刮刀塗佈器,以厚度成為約140μm之方式,將所得樹脂層形成用塗佈液塗佈於作為支撐體之單面經脫模處理之PET薄膜之其脫模處理面上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於PET薄膜上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片。
使用兩片上述獲得之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平
均厚度為209μm之B階段狀態之樹脂薄片。
自上述獲得之B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,且於其兩面上分別重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製處理條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。接著在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物12。
使用刮刀塗佈器,以厚度成為約140μm之方式,將實施例12中獲得之樹脂層形成用塗佈液塗佈於厚度80μm之銅箔上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於銅箔上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片(A階段薄片)。又,以使厚度成為約140μm之方式塗佈於PET薄膜上之脫模面上,以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,於PET薄膜上形成A階段狀態之樹脂薄片。
使用一片上述獲得之於銅箔上形成有樹脂層之A階段薄片,及一片於PET薄膜上形成有樹脂層之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處
理予以貼合,獲得平均厚度為211μm之B階段狀態之樹脂薄片(B階段薄片)。
自上述獲得之B階段薄片之單面剝離PET薄膜,且於剝離面上重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製步驟條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、及190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得於一面上設置銅箔、於一面上設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物13。
使用刮刀塗佈器,以使厚度成為約140μm之方式,將實施例12中獲得之樹脂層形成用塗佈液塗佈於厚度80μm之鋁箔上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於鋁箔上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片(A階段薄片)。又,以使厚度成為約140μm之方式塗佈於PET薄膜上之脫模面上,且以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,於PET薄膜上形成A階段狀態之樹脂薄片。
使用一片上述獲得之於鋁箔上形成有樹脂層之A階段薄片,及一片於PET薄膜上形成有樹脂層之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板
150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平均厚度211μm之B階段狀態之樹脂薄片(B階段薄片)。
自上述獲得之B階段薄片之單面剝離PET薄膜,且於剝離面上重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製步驟條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得於一面上設置銅箔且一面上設置鋁箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物14。
混合氧化鋁混合物(AA-3:AA-04;體積基準混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相對於AA-04之體積基準混合比8.0)、矽烷偶合劑(PAM)0.08份、作為環氧樹脂之硬化劑之CRN4之CHN溶液9.78份(固體成分50%)、及CHN 34.8份。確認均勻後,進而添加作為環氧樹脂單體之PNAP 6.62份及6.62份之BIS-A/D、TPP 0.15份並經混合後,進行球磨粉碎20~40小時,獲得樹脂層形成用塗佈液作為樹脂組成物。另外,樹脂組成物
之總固體成分體積中之填料含有率為68體積%。
使用刮刀塗佈器,以使厚度成為約140μm之方式,將所得樹脂層形成用塗佈液塗佈於作為支撐體之單面經脫模處理之PET薄膜之其脫模處理面上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於PET薄膜上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片。
使用兩片上述獲得之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平均厚度209μm之B階段狀態之樹脂薄片。
自上述獲得之B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,且於其兩面上分別重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製處理條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。接著在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,藉此獲得兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物15。
實施例13中,除使用實施例15中製作之樹脂層形成
用塗佈液作為樹脂層形成用塗佈液以外,餘與實施例13同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物16。
實施例14中,除使用實施例15中製作之樹脂層形成用塗佈液作為樹脂層形成用塗佈液以外,餘與實施例14同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於一面設置銅箔、一面設置鋁箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物17。
混合氧化鋁混合物(AA-3:AA-04;體積基準混合比1:1)25.24份、氮化硼(HP-40)55.81份(相對於AA-04之體積基準混合比8.0)、矽烷偶合劑(PAM)0.08份、作為環氧樹脂之硬化劑的CRN4之CHN溶液6.41份(固體成分50%)、及CHN 32.4份。確認均勻後,進而添加作為環氧樹脂單體之PNAP 4.34份及BIS-A/D 4.34份、TPP 0.10份並經混合後,進行球磨粉碎20~40小時,獲得樹脂組成物之樹脂層形成用塗佈液。另外,樹脂組成物之總固體成分體積中之填料含有率為76體積%。
使用刮刀塗佈器,以使厚度成為約140μm之方式,將所得樹脂層形成用塗佈液塗佈於作為支撐體之單面經脫模處理之PET薄膜之其脫模處理面上,形成塗佈層。以100℃之箱型烘箱乾燥5分鐘,形成了於PET薄膜上形成有A階段狀態之樹脂層之樹脂薄片。
使用兩片上述獲得之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用熱壓製裝置(熱板150℃,壓力10MPa,處理時間1分鐘),經加熱加壓處理予以貼合,獲得平均厚度206μm之B階段狀態之樹脂薄片。
自上述獲得之B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,且於其兩面上分別重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製處理條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。接著在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,獲得於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物18。
實施例13中,除使用實施例18中製作之樹脂層形成用塗佈液作為樹脂層形成用塗佈液以外,餘與實施例13
同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物19。
實施例14中,除使用實施例18中製作之樹脂層形成用塗佈液作為樹脂層形成用塗佈液以外,餘與實施例14同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於一面設置銅箔且一面上設置鋁箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物20。
混合氧化鋁混合物(AA-18:AA-3:AA-04;體積基準混合比6.6:2.4:1)83.29份、矽烷偶合劑(PAM;KBM-573)0.13份、作為環氧樹脂之硬化劑的CRN4之CHN溶液11.96份(固體成分50%)、MEK 44.77份、CHN 9.29份。確認均勻後,再添加作為環氧樹脂單體之MOPOC 19.39份及TPP 0.20份並經混合後,進行球磨粉碎20~40小時,獲得熱傳導層形成用塗佈液作為樹脂組成物。
使用刮刀塗佈器(HIRANO TECSEED股份有限公司製造),以厚度成為約150μm之方式塗佈所得熱傳導層形成用塗佈液於PET薄膜之離型面上,形成塗佈層。以
100℃之箱型烘箱乾燥15分鐘,於PET薄膜上形成樹脂層,獲得A階段狀態之樹脂薄片(A階段薄片)。使用兩片於上述獲得之A階段薄片,使樹脂層彼此對向之方式重疊。使用層合機,在溫度130℃、壓力1MPa、真空度≦1kPa、時間15秒之條件下貼合後,剝離PET薄膜,獲得平均厚度為198μm之B階段狀態之樹脂薄片(B階段薄片)。
自上述獲得之B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,且於其兩面上重疊80μm厚之銅箔(古河電工股份有限公司製造,厚度80μm,GTS級)後,進行壓製處理(壓製步驟條件:熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力10MPa,處理時間3分鐘)。隨後在箱型烘箱中於140℃中2小時、於165℃中2小時、於190℃中2小時之順序進行加熱處理,獲得於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物C1。
實施例1中,除使用Bis-A/D 11.09份代替MOPOC,且使用7.83份之PN代替CRN4以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物C2。
實施例1中,除使用Bis-A/D 10.54份代替MOPOC,且使用8.37份之CPN代替CRN4以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物C3。
實施例1中,除使用Bis-A/D 13.68份代替MOPOC,且使用5.23份之CPN代替CRN4以外,餘與實施例1同樣進行,分別獲得A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及於兩面設置銅箔之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物C4。
針對上述獲得之A階段狀態之樹脂薄片、B階段狀態之樹脂薄片及C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物進行以下之評價。評價結果列於表2~表5。另外,表2~表5之樹脂組成物中之數值單位為質量份,「-」表示未調配。
將上述合成例中獲得之CRN溶解於四氫呋喃(液體層析用)中,通過PTFE製過濾器(KURABO公司製造,HPLC前處理用,層析盤,型號:13N,孔徑:0.45μm)
去除不溶份。使用GPC(將泵:L6200泵(日立製作所股份有限公司製造)、檢測器:示差折射率檢測器L3300 RI Moniter(日立製作所股份有限公司製造)、管柱:TSKgel-G5000HXL與TSKgel-G2000 HXL(計兩根)(均為TOSOH股份有限公司製造)串聯聯接,管柱溫度:30℃,溶離液:四氫呋喃,流速:1.0ml/分鐘,標準物質:聚苯乙烯),以分子量測定而測定數平均分子量。一併測定CRN中所含單體之含有比率。
將上述合成例中獲得之CRN溶解於氘化二甲基亞碸(DMSO-d6
)中。使用質子核磁共振法(1
H-NMR)(BRUKER公司製造之AV-300(300MHz)),測定1
H-NMR光譜。化學位移之基準係以內部基準物質的四甲基矽烷作為0ppm。
使用過硫酸鈉溶液,自上述獲得之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物蝕刻去除銅箔。進而使用鹽酸溶液,針對具有鋁箔之樣品蝕刻去除鋁箔。藉由上述獲得樹脂薄片硬化物。將其切成10mm正方形,藉由石墨噴佈進行黑化處理,且使用NETZSCH公司製造之Nanoflash LFA447型測定熱擴散率。
測定條件為測定溫度25±1℃,測定電壓270V,振幅
5000,脈衝寬度0.06ms。
由上述測定之熱擴散率、以阿基米德(Archimedes)法測定之密度、利用DSC(示差熱量計)測定之比熱之乘積算出熱傳導率。
將B階段薄片以20mmΦ之鋁電極與50mm正方形之鋁板夾住,使用Yamayo試驗機製YST-243-100RHO測定交流電下之絕緣耐壓。測定條件為升壓速度1kV/秒,測定溫度23℃±2℃,在大氣中進行測定。
使用過硫酸鈉溶液,自上述獲得之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物蝕刻去除銅箔。進而使用鹽酸溶液,針對具有鋁箔之樣品蝕刻去除鋁箔。藉由上述獲得樹脂薄片硬化物。與上述同樣使用Yamayo試驗機製YST-243-100RHO測定所得樹脂薄片硬化物在交流電下之絕緣耐壓。測定條件為測定溫度23℃±2℃,升壓速度1kV/秒,在大氣中進行測定。
自B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,將金屬板貼合於兩面,且依據JIS K6850,進行B階段薄片之拉伸剪切
接著強度之測定。具體而言,將兩片100mm×25mm×3mm寬之銅板以交替重疊接著於12.5mm×25mm×0.2mm之B階段薄片上。以試驗速度1mm/分鐘,測定溫度23℃,島津製作所股份有限公司之AGC-100型對其拉伸進行測定。另外,接著係使用真空熱壓製(熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力4MPa,處理時間3分鐘)進行。
自B階段薄片之兩面剝離PET薄膜,將金屬板貼合於兩面,依據JIS K6850進行C階段薄片之拉伸剪切接著強度之測定。具體而言,將兩片100mm×25mm×3mm寬之銅板交替重疊接著於12.5mm×25mm×0.2mm之B階段薄片上,並經硬化處理。以試驗速度1mm/分鐘,測定溫度23℃,島津製作所股份有限公司製AGC-100型對其拉伸進行測定。
另外,接著、硬化處理係如下述般進行。進行真空熱壓製(熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力4MPa,處理時間3分鐘)接著銅板後,在箱型烘箱中,藉由在140℃下2小時、165℃下2小時、190℃下2小時之階段硬化進行硬化處理。
自B階段薄片之一面剝離PET薄膜,貼合金屬板。鋁箔或銅箔側係使用環氧樹脂接著劑,與同樣之金屬板接合,依據JIS K6850進行B階段薄片之拉伸剪切接著強度之測定。具體而言,將一片100mm×25mm×3mm寬之銅板與鋁箔或銅箔交替重疊接著於12.5mm×25mm×0.2mm之B階段薄片上。以試驗速度1mm/分鐘,測定溫度23℃,島津製作所股份有限公司製AGC-100型對其拉伸進行測定。另外,對銅板之剝離PET薄膜之面之接著係使用真空熱壓製(熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力4MPa,處理時間3分鐘)進行。又鋁箔對銅板之接著係使用環氧樹脂接著劑(Huntsman Advanced Materials公司製造,標準),邊以50℃加熱邊進行。
自B階段薄片之一面剝離PET薄膜,並貼合金屬板。於鋁箔側使用環氧樹脂接著劑,與同樣之金屬板接合,依據JIS K6850進行C階段薄片之拉伸剪切接著強度之測定。具體而言,將一片100mm×25mm×3mm寬之銅板與鋁箔以交替重疊接著於12.5mm×25mm×0.2mm之B階段薄片上。以試驗速度1mm/分鐘,測定溫度23℃,島津製作所(股)公司製AGC-100型對其拉伸而進行測定。另外,朝銅板之剝離PET薄膜之面之接著、硬化係使用真空熱壓製(熱板溫度165℃,真空度≦1kPa,壓力4MPa,處理時
間3分鐘)進行接著後,在箱型烘箱中,藉由在140℃下2小時、165℃下2小時、190℃下2小時之階段硬化進行硬化處理。又鋁箔或銅箔朝銅板之接著係在硬化處理後使用環氧樹脂接著劑(Huntsman Advanced Materials公司製造,標準),邊以50℃加熱邊進行。
B階段薄片之薄片表面粗糙度係使用小坂研究所製之表面粗糙度測定機,以測定條件1mm/s進行。表面粗糙度係使用算術平均粗糙度予以評價。
使用過硫酸鈉溶液,自上述獲得之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物蝕刻去除銅箔。進而使用鹽酸溶液,針對具有鋁箔之樣品蝕刻去除鋁箔。藉由上述獲得薄片單體之樹脂薄片硬化物。樹脂薄片硬化物(C階段薄片)之薄片表面粗糙度係使用小坂研究所製之表面粗糙度測定機,以測定條件1mm/s進行。表面粗糙度係與B階段薄片之評價時相同,使用算術平均粗糙度進行評價。
如下述測定A階段薄片之平均厚度。針對各實施例中製作之兩片A階段薄片之各片,使A階段薄片以附有支撐體之狀態切出100mm正方形,以Mitutoyo製造之測微
計IP65測定9點之厚度。將支撐體PET薄膜及鋁箔之厚度作為未變化而予以扣除,求得樹脂層之厚度,以其算術平均值作為樹脂薄片之各平均厚度。另外,兩片A階段薄片之一片作為a面側樹脂薄片,另一面作為b面側樹脂薄片。
如下述測定B階段薄片之薄片厚度。使B階段薄片以附有支撐體之狀態切出100mm正方形,以Mitutoyo製造之測微計IP65測定9點之厚度。將支撐體PET薄膜及鋁箔之厚度作為未變化而予以扣除,分別求得樹脂層之厚度,以其算術平均值作為B階段薄片之各平均厚度。
使用過硫酸鈉溶液,自上述獲得之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物蝕刻去除銅箔。再者使用鹽酸溶液,針對具有鋁箔之樣品蝕刻去除鋁箔。藉由上述獲得樹脂薄片硬化物。將樹脂薄片硬化物切出100mm正方形,以Mitutoyo製之測微計IP65對其測定9點之厚度,以其算術平均值作為樹脂薄片硬化物之平均厚度。
自上述獲得之C階段狀態之樹脂薄片層合體硬化物使單面之銅箔直接殘留,於相反面之銅箔上以平均隔開
20mm形成4個20Φ之圓形圖型,製作成評價用基板。針對每一實施例或比較例,使用兩片評價用基板合計8個圓形圖型,如下述評價耐濕絕緣性。
在85℃85%之環境下對每一圓形圖型施加750V之直流電壓1000小時,判斷有無絕緣破壞。以未發生絕緣破壞之圓形圖型數相對於供試驗之圓形圖型總數(8)之比,以分數形式表示評價結果。
由表2~表5可知,包含具有特定構成之填料及含有具有以通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂之B階段狀態之樹脂薄片,及其硬化物的C階段狀態之樹脂薄片硬化物分別顯示優異之熱傳導性。另可知接著強度及絕緣破壞電壓優異。
由上述,可知使用本發明之樹脂組成物形成之樹脂薄片硬化物之熱處理熱傳導性、接著強度及絕緣性均優異。
日本專利申請案2011-071251號揭示之全文以參考方式納入本說明書中。本說明書中所記載之全部文獻、專利申請案、及技術規格係以藉由參照而納入各文獻、專利申請案、及技術規格,但以與具體且個別記載時同樣程度地,藉參照納入本說明書中。
100‧‧‧電力半導體裝置
102‧‧‧樹脂薄片硬化物
104‧‧‧銅板
106‧‧‧散熱基板
108‧‧‧油脂層
110‧‧‧電力半導體元件
112‧‧‧焊料層
114‧‧‧配線構件
116‧‧‧外部端子
120‧‧‧水冷夾套
130‧‧‧LED晶片
132‧‧‧樹脂薄片硬化物
134‧‧‧鋁基板
136‧‧‧油脂層
138‧‧‧外殼
140‧‧‧螺絲
142‧‧‧電路層
146‧‧‧密封樹脂
148‧‧‧電源構件
150‧‧‧電力半導體裝置
200‧‧‧電力半導體裝置
250‧‧‧電力半導體裝置
300‧‧‧電力半導體裝置/LED燈條
350‧‧‧電力半導體裝置/LED燈泡之發光部
400‧‧‧LED基板
450‧‧‧LED燈泡
圖1為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖2為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖3為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖4為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖5為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖6為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之電力半導體裝置之構成之一例之概略剖面圖。
圖7為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之LED燈條之構成之一例之概略剖面圖。
圖8為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之LED
燈泡之構成之一例之概略剖面圖。
圖9為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之LED燈泡之構成之一例之概略剖面圖。
圖10為顯示使用本發明中之該樹脂薄片構成之LED基板之構成之一例之概略剖面圖。
圖11為顯示本發明中之該樹脂薄片所含有之填料之粒徑分佈之一例之圖。
圖12為顯示本發明中之該樹脂薄片所含有之填料之粒徑分佈之一例之圖。
Claims (15)
- 一種樹脂組成物,其包含:環氧樹脂單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、及填料,前述填料於使用雷射繞射法測定之粒徑分布中,在0.01μm以上且未達1μm、1μm以上且未達10μm、及10μm以上且100μm以下之各範圍中具有波峰,且具有10μm以上且100μm以下之粒徑之填料係含有氮化硼粒子;
- 一種樹脂組成物,其包含:環氧樹脂單體、含有具有以下述通式(I)表示之構造單位之化合物之酚醛清漆樹脂、體積平均粒徑為0.01μm以上且未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上且未達10μm之第二填料、及體積平均粒徑為10μm以上且100μm以下且包含氮化硼粒子之第三填料;
- 如申請專利範圍第2項之樹脂組成物,其中前述體積平均粒徑為0.01μm以上未達1μm之第一填料含有氧化鋁粒子。
- 如申請專利範圍第2項之樹脂組成物,其中前述體積平均粒徑為0.01μm以上未達1μm之第一填料、體積平均粒徑為1μm以上未達10μm之第二填料及體積平均粒徑為10μm以上100μm以下之第三填料之總體積中之前述第一填料之含有率為1體積%~15體積%,前述第二填料之含有率為10體積%~40體積%,前述第三填料之含有率為45體積%~80體積%。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中前述酚醛清漆樹脂進而含有構成酚醛清漆樹脂之酚化合物,且該酚化合物之含有比率為5質量%以上且50質量%以下。
- 一種樹脂薄片,其係將如申請專利範圍第1~5項中任一項之樹脂組成物成形為平均厚度80μm以上且250μm以下之薄片狀而成。
- 如申請專利範圍第6項之樹脂薄片,其表面之算術平均粗糙度為1.0μm以上且2.5μm以下。
- 如申請專利範圍第6項之樹脂薄片,其係由如申請專利範圍第1項之樹脂組成物形成之第一樹脂層及第二樹脂層之層合體。
- 如申請專利範圍第8項之樹脂薄片,其中於前述層合體之一面上進而具有金屬箔,且於另一面上進而具有聚對苯二甲酸乙二酯薄膜。
- 一種樹脂薄片硬化物,其為如申請專利範圍第6至8項中任一項之樹脂薄片之熱處理物。
- 一種樹脂薄片層合體,其具有:如申請專利範圍第6至8項中任一項之樹脂薄片、及配置於前述樹脂薄片之至少一面上之金屬板或散熱板。
- 一種樹脂薄片層合體硬化物,其係如申請專利範圍第11項之樹脂薄片層合體之熱處理物。
- 一種樹脂薄片層合體硬化物之製造方法,其具有:於如申請專利範圍第6至8項中任一項之樹脂薄片之至少一面上配置金屬板或散熱板之步驟、及對前述樹脂薄片施加熱使前述樹脂薄片硬化之步驟。
- 一種半導體裝置,其具備:半導體元件、及配置於前述半導體元件上之如申請專利範圍第10項之樹脂薄片硬化物。
- 一種LED裝置,其係依LED元件、如申請專利範圍第10項之樹脂薄片硬化物、及基板之順序層合而成。
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