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環(huán)氧樹脂組合物、半固化或固化環(huán)氧樹脂組合物及它們的制造方法、使用這些組合物的產品與流程

文檔序號:12856706閱讀:338來源:國知局
環(huán)氧樹脂組合物、半固化或固化環(huán)氧樹脂組合物及它們的制造方法、使用這些組合物的產品與流程

本申請是申請日為2012年10月31日、申請?zhí)枮?01280053406.5、發(fā)明名稱為“環(huán)氧樹脂組合物、半固化環(huán)氧樹脂組合物、固化環(huán)氧樹脂組合物、樹脂片、預浸料坯、層疊板、金屬基板、配線板、半固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法以及固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法”的中國專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂組合物、半固化環(huán)氧樹脂組合物、固化環(huán)氧樹脂組合物、樹脂片、預浸料坯、層疊板、金屬基板、配線板、半固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法以及固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法。



背景技術:

從發(fā)電機和馬達直至印刷配線板和ic芯片的電子設備和電氣設備大都包含用于通電的導體和絕緣材料而構成。近年來,伴隨著這些設備的小型化,發(fā)熱量增大,因此絕緣材料如何散熱成為重要的課題。

作為這些設備中使用的絕緣材料,從絕緣性、耐熱性等觀點考慮,廣泛使用由熱固性樹脂組合物構成的樹脂固化物。但是,通常樹脂固化物的熱傳導率低,這成為妨礙散熱的較大的主要因素,因此希望開發(fā)具有高熱傳導性的樹脂固化物。

作為具有高熱傳導性的樹脂固化物,提出了在分子結構中具有介晶骨架的環(huán)氧樹脂組合物的固化物(例如,參照日本專利第4118691號公報)。作為在分子結構中具有介晶骨架的環(huán)氧樹脂,可以舉出日本專利第4619770號公報、日本特開2011-74366號公報、日本特開2011-84557號公報等中示出的化合物。

此外,作為實現樹脂固化物的高熱傳導化的方法,有在樹脂組合物中填充由高熱傳導性陶瓷構成的熱傳導性填料而制成復合材料的方法。作為高熱傳導性陶瓷,已知氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、二氧化硅、氮化硅、氧化鎂、碳化硅等。通過在樹脂組合物中填充兼顧高熱傳導性和電絕緣性的熱傳導性填料,從而在復合材料中實現高熱傳導性與電絕緣性的兼顧。

與上述關聯地,公開了以具有聯苯骨架的所謂含有介晶骨架的環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和球狀氧化鋁為必要成分的樹脂組合物(例如,參照日本專利2874089號公報),報告了其是高熱傳導性優(yōu)異的半導體密封用樹脂組合物。此外,公開了含有具有聯苯骨架的環(huán)氧樹脂、具有呫噸骨架的固化劑和無機填充材的樹脂組合物(例如,參照日本特開2007-262398號公報),被認為是散熱性優(yōu)異的樹脂組合物。進而公開了包含含有3環(huán)型介晶骨架的環(huán)氧樹脂、固化劑和氧化鋁粉末的樹脂組合物(例如,參照日本特開2008-13759號公報),被認為具有高熱傳導率和優(yōu)異的加工性。



技術實現要素:

發(fā)明要解決的課題

在分子結構中具有介晶骨架的環(huán)氧樹脂單體已知為具有高熱傳導性的熱固性樹脂,但根據組合的固化劑的不同,所得到的樹脂固化物的高熱傳導率大大不同。該環(huán)氧樹脂單體形成具有高有序性的高次結構,該高次結構有助于高熱傳導率,但由于組合的固化劑,會無法形成高次結構,得不到高熱傳導率。也就是說,為了得到具有高熱傳導性的樹脂固化物,熱固性樹脂和固化劑這二者的選定變得重要。

另一方面,對于作為散熱用途的絕緣材料,除了高熱傳導性之外,近年來還要求高耐熱性。

這樣的狀況下,進行了將各種環(huán)氧樹脂單體與固化劑組合的研究。然而,包括上述公知文獻中公開的樹脂組合物在內,至今尚未報告熱傳導性、耐熱性均充分滿足的樹脂組合物。

鑒于上述問題,本發(fā)明的課題在于提供能夠形成具有高熱傳導性和高耐熱性的固化物的環(huán)氧樹脂組合物、半固化環(huán)氧樹脂組合物和固化環(huán)氧樹脂組合物及其制造方法。此外,課題還在于提供使用該環(huán)氧樹脂組合物構成的具有高熱傳導性和高耐熱性的樹脂片、預浸料坯、層疊板、金屬基板以及配線板。

用于解決課題的方法

本發(fā)明人等為了解決上述課題而進行了深入研究,結果完成了本發(fā)明。即,本發(fā)明包含以下方式。

<1>一種環(huán)氧樹脂組合物,其含有下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體、包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂的固化劑、和包含α-氧化鋁的氧化鋁填料。

[化1]

通式(i)中,r1~r4各自獨立地表示氫原子或者碳數1~3的烷基。

<2>根據<1>所述的環(huán)氧樹脂組合物,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(ii-1)和(ii-2)組成的組中的至少1個所表示的結構單元的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化2]

通式(ii-1)和(ii-2)中,r21和r24各自獨立地表示烷基、芳基或者芳烷基。r22、r23、r25和r26各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基或者芳烷基。m21和m22各自獨立地表示0~2的整數。n21和n22各自獨立地表示1~7的整數。

<3>根據<1>所述的環(huán)氧樹脂組合物,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化3]

[化4]

[化5]

[化6]

通式(iii-1)~(iii-4)中,m31~m34以及n31~n34各自獨立地表示正整數。ar31~ar34各自獨立地表示下述通式(iii-a)所表示的基團和下述通式(iii-b)所表示的基團中的任一種。

[化7]

通式(iii-a)和(iii-b)中,r31和r34各自獨立地表示氫原子或者羥基。r32和r33各自獨立地表示氫原子或者碳數1~8的烷基。

<4>根據<1>~<3>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物,上述固化劑中,構成上述酚醛清漆樹脂的酚化合物即單體的含有率為5質量%~80質量%。

<5>根據<1>~<4>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物,上述氧化鋁填料的含有率為總體積中的60體積%~90體積%。

<6>根據<1>~<5>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物,其進一步含有具有下述通式(iv)所表示的結構單元的彈性體。

[化8]

通式(iv)中,r41、r42和r43各自獨立地表示直鏈或支鏈的烷基或者氫原子。r44表示直鏈或支鏈的烷基。n4表示任意的整數。

<7>根據<6>所述的環(huán)氧樹脂組合物,上述彈性體含有包含下述通式(v)所表示的結構單元的丙烯酸彈性體。

[化9]

通式(v)中,a、b、c和d表示全部結構單元中的各結構單元的摩爾%,a+b+c+d為大于或等于90摩爾%。r51和r52各自獨立地表示彼此碳數不同的直鏈或支鏈的烷基。r53~r56各自獨立地表示氫原子或者甲基。

<8>一種半固化環(huán)氧樹脂組合物,其是<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物的半固化物。

<9>一種固化環(huán)氧樹脂組合物,其是<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物的固化物。

<10>一種樹脂片,其是<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物的片狀成型體。

<11>一種預浸料坯,其具有纖維基材、和浸漬在上述纖維基材中的<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物。

<12>一種層疊板,其具有被粘材料、和配置在上述被粘材料上的半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層,所述半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層為選自由<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物、<10>所述的樹脂片、和<11>所述的預浸料坯組成的組中的至少1個的半固化物或者固化物。

<13>一種金屬基板,其是金屬箔、固化環(huán)氧樹脂組合物層和金屬板按此順序層疊而成的,所述固化環(huán)氧樹脂組合物層為選自由<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物、<10>所述的樹脂片、和<11>所述的預浸料坯組成的組中的至少1個的固化物。

<14>一種配線板,其是金屬板、固化環(huán)氧樹脂組合物層和配線層按此順序層疊而成的,所述固化環(huán)氧樹脂組合物層為選自由<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物、<10>所述的樹脂片、和<11>所述的預浸料坯組成的組中的至少1個的固化物。

<15>一種半固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,其包括如下工序:在基材上賦予環(huán)氧樹脂組合物而形成環(huán)氧樹脂層的工序,所述環(huán)氧樹脂組合物含有下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體、包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂的固化劑、和包含α-氧化鋁的氧化鋁填料;以及對上述環(huán)氧樹脂層進行加熱處理而形成半固化環(huán)氧樹脂層的工序。

[化10]

通式(i)中,r1~r4各自獨立地表示氫原子或者碳數1~3的烷基。

<16>根據<15>所述的半固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(ii-1)和(ii-2)組成的組中的至少1個所表示的結構單元的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化11]

通式(ii-1)和(ii-2)中,r21和r24各自獨立地表示烷基、芳基或者芳烷基。r22、r23、r25和r26各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基或者芳烷基。m21和m22各自獨立地表示0~2的整數。n21和n22各自獨立地表示1~7的整數。

<17>根據<15>所述的半固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化12]

[化13]

[化14]

[化15]

通式(iii-1)~(iii-4)中,m31~m34以及n31~n34各自獨立地表示正整數。ar31~ar34各自獨立地表示下述通式(iii-a)所表示的基團和下述通式(iii-b)所表示的基團中的任一種。

[化16]

通式(iii-a)和(iii-b)中,r31和r34各自獨立地表示氫原子或者羥基。r32和r33各自獨立地表示氫原子或者碳數1~8的烷基。

<18>一種固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,其包括如下工序:在基材上賦予環(huán)氧樹脂組合物而形成環(huán)氧樹脂層的工序,所述環(huán)氧樹脂組合物含有下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體、包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂的固化劑、和包含α-氧化鋁的氧化鋁填料;對上述環(huán)氧樹脂層進行加熱處理而形成半固化環(huán)氧樹脂層的工序;以及對上述半固化環(huán)氧樹脂層進行加熱處理而形成固化環(huán)氧樹脂層的工序。

[化17]

通式(i)中,r1~r4各自獨立地表示氫原子或者碳數1~3的烷基。

<19>根據<18>所述的固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(ii-1)和(ii-2)組成的組中的至少1個所表示的結構單元的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化18]

通式(ii-1)和(ii-2)中,r21和r24各自獨立地表示烷基、芳基或者芳烷基。r22、r23、r25和r26各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基或者芳烷基。m21和m22各自獨立地表示0~2的整數。n21和n22各自獨立地表示1~7的整數。

<20>根據<18>所述的固化環(huán)氧樹脂組合物的制造方法,上述固化劑是包含具有選自由下述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化19]

[化20]

[化21]

[化22]

通式(iii-1)~(iii-4)中,m31~m34以及n31~n34各自獨立地表示正整數。ar31~ar34各自獨立地表示下述通式(iii-a)所表示的基團和下述通式(iii-b)所表示的基團中的任一種。

[化23]

通式(iii-a)和(iii-b)中,r31和r34各自獨立地表示氫原子或者羥基。r32和r33各自獨立地表示氫原子或者碳數1~8的烷基。

<21>一種功率半導體裝置,其包含:將金屬板、焊錫層和半導體芯片按此順序層疊而成的半導體模塊;散熱構件;以及配置在上述半導體模塊的上述金屬板與上述散熱構件之間的<1>~<7>中的任一項所述的環(huán)氧樹脂組合物的固化物。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明,能夠提供能形成具有高熱傳導性和高耐熱性的固化物的環(huán)氧樹脂組合物、半固化環(huán)氧樹脂組合物和固化環(huán)氧樹脂組合物及其制造方法。此外,能夠提供使用該環(huán)氧樹脂組合物構成的具有高熱傳導性和高耐熱性的樹脂片、預浸料坯、層疊板、金屬基板以及配線板。

附圖說明

圖1是示出使用本發(fā)明涉及的樹脂片構成的功率半導體裝置的構成的一個例子的概略截面圖。

圖2是示出使用本發(fā)明涉及的樹脂片構成的功率半導體裝置的構成的另一例子的概略截面圖。

具體實施方式

本說明書中,“工序”這一用語不僅包括獨立的工序,即使在與其他工序不能明確區(qū)別的情況下,如果能實現該工序的預期目的,則也包含在本用語中。另外,使用“~”表示的數值范圍表示包含“~”前后所記載的數值分別作為最小值和最大值的范圍。進而,關于組合物中各成分的量,在組合物中存在多種相當于各成分的物質的情況下,只要沒有特別說明,則是指組合物中存在的該多種物質的合計量。

<環(huán)氧樹脂組合物>

本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物含有下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體、含有將2元酚化合物酚醛清漆化而成的樹脂的固化劑、和包含α-氧化鋁的氧化鋁填料。環(huán)氧樹脂組合物也可以根據需要進一步含有其他的成分。

通過為這種構成,本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物能夠在固化后顯示優(yōu)異的高熱傳導性和高耐熱性。進而本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物顯示優(yōu)異的成型性。

[化24]

上述通式(i)中,r1~r4各自獨立地表示氫原子或者碳數1~3的烷基。

上述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體是在分子結構中具有介晶基團的環(huán)氧樹脂單體。在日本專利第4118691號說明書中記載了在分子結構中具有介晶基團的環(huán)氧樹脂單體的固化物在熱傳導性方面優(yōu)異。但是,通過使將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂與通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體組合,固化環(huán)氧樹脂組合物的熱傳導性提高為根據日本專利第4118691號公報的記載無法預料的程度,并且耐熱性也提高。這例如可認為是由于,在由該環(huán)氧樹脂單體和該酚醛清漆樹脂構成的固化物中能夠形成非常高密度的交聯。通常存在如下傾向:如果交聯密度高,則固化物的玻璃化轉變溫度(tg)變高,如果固化物的tg變高,則熱傳導性和耐熱性也提高。

在此,所謂的介晶基團,是指通過分子間相互作用的發(fā)揮而容易表現出結晶性或液晶性的官能團。具體可以舉出聯苯基、苯甲酸苯酯基、偶氮苯基、芪基、它們的衍生物等作為代表。通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體也是在分子結構中具有介晶基團的環(huán)氧樹脂單體的1種。

此外,本發(fā)明人等發(fā)現,在分子結構中具有介晶基團的通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體以α-氧化鋁填料為中心形成具有更高有序性的高次結構,固化物的熱傳導性飛躍提高。也就是說,由于該環(huán)氧樹脂單體的固化物成為α-氧化鋁填料間的熱傳導路徑,因此能夠實現更高的熱傳導性。在將本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物固化而成的固化環(huán)氧樹脂組合物中,也是通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體以α-氧化鋁填料為中心形成具有更高有序性的高次結構,發(fā)揮優(yōu)異的熱傳導性。

在此,所謂的高次結構,是指包含其構成要素進行排列而形成了微觀有序結構的高次結構體的結構,例如,結晶相或者液晶相符合。這樣的高次結構體的存在確認可以通過偏光顯微鏡觀察來容易地判斷。即,在正交尼科爾(crossnicol)狀態(tài)下的觀察中,可以通過能夠看到因消偏振引起的干涉條紋來辨別。

該高次結構體通常在固化環(huán)氧樹脂組合物中以島狀存在,且形成疇結構,1個該島對應于1個高次結構體。該高次結構體的構成要素本身一般通過共價鍵而形成。

另外,包含α-氧化鋁填料的固化環(huán)氧樹脂組合物中高次結構的存在可以如下確認。

調制向在分子結構中具有介晶基團的通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體和固化劑中添加5體積%~10體積%的α-氧化鋁填料而得到的組合物的固化物(厚度:0.1μm~20μm)。在將所得到的固化物夾在玻璃載片(厚度:約1mm)中的狀態(tài)下,使用偏光顯微鏡(例如,奧林巴斯株式會社制、bx51)進行觀察。在α-氧化鋁填料存在的區(qū)域中以α-氧化鋁填料為中心觀察到干涉圖樣,而在α-氧化鋁填料不存在的區(qū)域中觀察不到干涉圖樣。由此可知,通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體的固化物以α-氧化鋁填料為中心形成了高次結構。

另外,觀察需要在使檢偏鏡相對于起偏鏡旋轉60°的狀態(tài)下進行,而不是在正交尼科爾狀態(tài)下進行。如果在正交尼科爾狀態(tài)下觀察,則觀察不到干涉圖樣的區(qū)域(即,樹脂固化物未形成高次結構的區(qū)域)變成暗視場,無法與α-氧化鋁填料部分區(qū)分開。但是,通過使檢偏鏡相對于起偏鏡旋轉60°,觀察不到干涉圖樣的區(qū)域不變成暗視場,能夠與氧化鋁填料部分區(qū)分開。

對于不含氧化鋁填料而僅由樹脂和固化劑構成的固化物,可以通過在正交尼科爾狀態(tài)下的觀察中觀察到干涉圖樣或者變成暗視場來判斷樹脂是否形成了高次結構。

另一方面,對于含有氧化鋁填料的固化物,在正交尼科爾狀態(tài)下進行觀察時,無法辨別觀察不到干涉圖樣的暗視場的區(qū)域是因為樹脂未形成高次結構還是來自氧化鋁填料。因此,需要進行使檢偏鏡相對于起偏鏡旋轉60°的狀態(tài)下的觀察。對于氧化鋁填料而言,與起偏鏡和檢偏鏡的角度無關地形成暗視場,但對于樹脂未形成高次結構的部分而言,在使檢偏鏡相對于起偏鏡旋轉60°的狀態(tài)下進行觀察時,盡管少但還是有光透過,明亮可見,而不是暗視場。也就是說,能夠辨別樹脂未形成高次結構的部分與來自氧化鋁填料的部分。

也就是說,通過使上述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體、將2元酚化合物酚醛清漆化而成的樹脂與α-氧化鋁填料組合,能夠得到能形成具有高熱傳導性和高耐熱性的固化物的環(huán)氧樹脂組合物。

此外,使用該環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片和預浸料坯、進而具有將該環(huán)氧樹脂組合物固化而成的絕緣層的層疊板、金屬基板以及配線板發(fā)揮更高的熱傳導性和高耐熱性。

以下,對于環(huán)氧樹脂組合物中使用的材料以及環(huán)氧樹脂組合物的物性進行說明。

(環(huán)氧樹脂單體)

上述環(huán)氧樹脂組合物包含至少1種下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體。

[化25]

通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體存在以α-氧化鋁為中心形成具有更高有序性的高次結構的傾向。其結果是,存在固化后的熱傳導性飛躍提高的傾向。其理由可認為是,通過存在α-氧化鋁,形成了高次結構的上述環(huán)氧樹脂的固化物成為有效的熱傳導路徑,從而能夠得到高熱傳導性。

通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體轉變?yōu)橐壕嗟臏囟?、即熔融溫度高達150℃。因此,在欲使上述環(huán)氧樹脂單體熔融時,雖然與所使用的固化劑和固化催化劑也有關,但固化反應大抵會與熔融同時進行。其結果是,會在上述環(huán)氧樹脂單體形成高次結構之前變成固化物。然而,在包含α-氧化鋁的體系中,存在如下傾向:即使在高溫下加熱,也能夠得到上述環(huán)氧樹脂單體形成了高次結構的固化物。

其理由可認為是,通過使用α-氧化鋁而產生的上述環(huán)氧樹脂單體的高次結構形成效果顯著。即可認為是因為,在以α-氧化鋁為中心進行上述環(huán)氧樹脂單體的固化反應之前,能夠迅速形成高次結構。

進而,通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體,為環(huán)氧樹脂單體時只能顯示向列結構。因此,在分子結構中具有介晶基團的環(huán)氧樹脂單體中較難形成高次結構。但是,通過制成與包含α-氧化鋁的氧化鋁填料組合而成的復合材料,通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體顯示出與向列結構相比具有更高有序性的近晶結構。其結果是,顯示出根據由環(huán)氧樹脂單體構成的固化物無法預料的程度的高熱傳導性。

予以說明的是,向列結構和近晶結構分別是液晶結構的一種。向列結構是分子長軸朝向一樣的方向、且僅具有取向序的液晶結構。而近晶結構是除了取向序之外還具有一維的位置序、且具有層結構的液晶結構。關于有序性,近晶結構比向列結構更高。因此,樹脂固化物的熱傳導性也在顯示近晶結構時更高。

上述通式(i)中,r1~r4各自獨立地表示氫原子或者碳數1~3的烷基,優(yōu)選為氫原子或者碳數1~2的烷基,更優(yōu)選為氫原子或者甲基,進一步優(yōu)選為氫原子。

進而優(yōu)選r1~r4中的2~4個為氫原子,優(yōu)選3個或4個為氫原子,優(yōu)選4個全部為氫原子。在r1~r4中的任一個為碳數1~3的烷基的情況下,優(yōu)選r1和r4中的至少一方為碳數1~3的烷基。

另外,作為上述環(huán)氧樹脂單體的優(yōu)選形態(tài),如日本特開2011-74366號公報所記載。具體地說,上述環(huán)氧樹脂單體優(yōu)選4-{4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯基}環(huán)己基-4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯甲酸酯以及4-{4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯基}環(huán)己基-4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)-3-甲基苯甲酸酯。

此外,上述環(huán)氧樹脂單體也可以以使環(huán)氧樹脂單體與后述的固化劑等進行部分反應而成的預聚物的狀態(tài)使用。在分子結構中具有介晶基團的環(huán)氧樹脂單體多數一般容易結晶化,在溶劑中的溶解度也與一般的環(huán)氧樹脂單體相比更低。上述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體也符合該特點。但是,通過使通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體進行部分聚合,能夠抑制結晶化,因此有時在溶劑中的溶解性提高,進而成型性也提高。

從成型性、粘接性和熱傳導性的觀點考慮,上述環(huán)氧樹脂單體優(yōu)選以環(huán)氧樹脂組合物的全部固體成分的總體積中的10體積%~40體積%含有,更優(yōu)選以15體積%~35體積%含有,進一步優(yōu)選以15體積%~30體積%含有。

另外,在上述環(huán)氧樹脂組合物包含后述的固化劑或者固化促進劑的情況下,只要沒有特別說明,在此所說的環(huán)氧樹脂單體的含有率包含這些固化劑和固化促進劑的含有率。

另外,本說明書中的包含固化劑和固化促進劑的環(huán)氧樹脂單體的含有率(體積%)設為根據下式求出的值。以下,環(huán)氧樹脂組合物中使用的材料的含有率(體積%)為基于該方法求出的值。

環(huán)氧樹脂單體的含有率(體積%)={((aw/ad)+(bw/bd)+(cw/cd))/((aw/ad)+(bw/bd)+(cw/cd)+(dw/dd)+(ew/ed))}×100

在此,各變量如下。

aw:環(huán)氧樹脂單體的質量組成比(質量%)

bw:固化劑的質量組成比(質量%)

cw:固化促進劑(任意成分)的質量組成比(質量%)

dw:氧化鋁填料的質量組成比(質量%)

ew:其他任意成分(將有機溶劑除外)的質量組成比(質量%)

ad:環(huán)氧樹脂單體的比重

bd:固化劑的比重

cd:固化促進劑(任意成分)的比重

dd:氧化鋁填料的比重

ed:其他任意成分(將有機溶劑除外)的比重

(固化劑)

上述環(huán)氧樹脂組合物含有包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂(以下,有時稱為“特定酚醛清漆樹脂”)的固化劑。

作為2元酚化合物,可以舉出鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚、1,2-萘二醇、1,3-萘二醇等。所謂的將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂,是指通過亞甲基鏈將這些化合物連接而成的酚醛清漆樹脂。通過使用2元酚化合物,環(huán)氧樹脂組合物的熱傳導性提高,通過將這些化合物酚醛清漆化,進而耐熱性提高。

特定酚醛清漆樹脂優(yōu)選包含具有選自由下述通式(ii-1)和(ii-2)組成的組中的至少1個所表示的結構單元的化合物。

[化26]

上述通式(ii-1)和(ii-2)中,r21和r24各自獨立地表示烷基、芳基或者芳烷基。r21或r24所表示的烷基、芳基和芳烷基可能的話可以進一步具有取代基。作為該取代基,可以舉出烷基、芳基、鹵原子、羥基等。

r21和r24各自獨立地表示烷基、芳基或者芳烷基,優(yōu)選為碳數1~6的烷基、碳數6~12的芳基或者碳數7~13的芳烷基,更優(yōu)選為碳數1~6的烷基。

m21和m22各自獨立地表示0~2的整數。在m21為2的情況下,2個r21可以相同也可以不同,在m22為2的情況下,2個r24可以相同也可以不同。本發(fā)明中,m21和m22優(yōu)選各自獨立地為0或1,更優(yōu)選為0。

此外,n21和n22各自獨立地表示1~7的整數,分別表示通式(ii-1)所表示的結構單元或者通式(ii-2)所表示的結構單元的含有數。

上述通式(ii-1)和(ii-2)中,r22、r23、r25和r26各自獨立地表示氫原子、烷基、芳基或者芳烷基。r22、r23、r25或r26所表示的烷基、芳基和芳烷基可能的話可以進一步具有取代基。作為該取代基,可以舉出烷基、芳基、鹵原子、羥基等。

作為本發(fā)明中的r22、r23、r25和r26,從保存穩(wěn)定性和熱傳導性的觀點考慮,優(yōu)選為氫原子、烷基或芳基,更優(yōu)選為氫原子、碳數1~4的烷基或者碳數6~12的芳基,進一步優(yōu)選為氫原子。

進而從耐熱性的觀點考慮,還優(yōu)選r22和r23中的至少一方或者r25和r26中的至少一方為芳基,更優(yōu)選為碳數6~12的芳基。

另外,上述芳基可以在芳香族基團上包含雜原子,優(yōu)選為雜原子與碳的合計數為6~12的雜芳基。

上述固化劑可以包含單獨1種具有通式(ii-1)所表示的結構單元或者通式(ii-2)所表示的結構單元的化合物,也可以包含2種以上。從熱傳導性的觀點考慮,上述固化劑優(yōu)選至少包含具有通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物,更優(yōu)選至少包含具有通式(ii-1)所表示的來自間苯二酚的結構單元的化合物。

在具有上述通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物具有來自間苯二酚的結構單元的情況下,進而也可以進一步包含至少1種來自間苯二酚以外的酚化合物的部分結構。作為上述通式(ii-1)中的間苯二酚以外的酚化合物,可以舉出苯酚、甲酚、鄰苯二酚、對苯二酚、1,2,3-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯、1,3,5-三羥基苯等。具有上述通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物可以包含單獨1種來自這些酚化合物的部分結構,也可以組合包含2種以上。

此外,在具有上述通式(ii-2)所表示的來自鄰苯二酚的結構單元的化合物中,也可以包含至少1種來自鄰苯二酚以外的酚化合物的部分結構。

在此,所謂的來自酚化合物的部分結構,是指從酚化合物的芳香環(huán)部分除去1個或2個氫原子而構成的1價或2價的基團。另外,氫原子被除去的位置沒有特別限定。

具有通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物中,作為來自間苯二酚以外的酚化合物的部分結構,從熱傳導性、粘接性和保存穩(wěn)定性的觀點考慮,優(yōu)選為來自選自苯酚、甲酚、鄰苯二酚、對苯二酚、1,2,3-三羥基苯、1,2,4-三羥基苯和1,3,5-三羥基苯中的至少1種的部分結構,更優(yōu)選為來自選自鄰苯二酚和對苯二酚中的至少1種的部分結構。

此外,在具有通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物包含來自間苯二酚的結構單元的情況下,對于來自間苯二酚的部分結構的含有比率沒有特別限制。從彈性模量的觀點考慮,優(yōu)選來自間苯二酚的部分結構相對于具有通式(ii-1)所表示的結構單元的化合物的全部質量的含有比率為大于或等于55質量%,從tg和線膨脹系數的觀點考慮,更優(yōu)選為大于或等于60質量%,進一步優(yōu)選為大于或等于80質量%,從熱傳導性的觀點考慮,特別優(yōu)選為大于或等于90質量%。

進而,特定酚醛清漆樹脂更優(yōu)選為包含具有選自由下述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的化合物的酚醛清漆樹脂。

[化27]

[化28]

[化29]

[化30]

通式(iii-1)~(iii-4)中,m31~m34以及n31~n34各自獨立地表示正整數。ar31~ar34各自獨立地表示下述通式(iii-a)所表示的基團和下述通式(iii-b)所表示的基團中的任一種。

[化31]

通式(iii-a)和(iii-b)中,r31和r34各自獨立地表示氫原子或者羥基。r32和r33各自獨立地表示氫原子或者碳數1~8的烷基。

具有選自由上述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的固化劑可以通過將2元酚化合物酚醛清漆化的后述制造方法以副產物形式生成。

選自由上述通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構可以作為固化劑的主鏈骨架包含,此外也可以作為側鏈的一部分包含。進而,構成通式(iii-1)~(iii-4)中的任1個所表示的結構的各自的重復單元可以無規(guī)地包含,也可以有規(guī)地包含,還可以以嵌段狀包含。

此外,上述通式(iii-1)~(iii-4)中,羥基的取代位置只要在芳香環(huán)上就沒有特別限制。

對于各個上述通式(iii-1)~(iii-4),存在多個的ar31~ar34可以是全部相同的原子團,也可以包含2種以上的原子團。另外,ar31~ar34各自獨立地表示上述通式(iii-a)所表示的基團和上述通式(iii-b)所表示的基團中的任一種。

上述通式(iii-a)和(iii-b)中的r31和r34各自獨立地為氫原子或者羥基,從熱傳導性的觀點考慮,優(yōu)選為羥基。此外,r31和r34的取代位置沒有特別限制。

此外,上述通式(iii-a)和(iii-b)中的r32和r33各自獨立地表示氫原子或者碳數1~8的烷基。作為上述r32和r33中的碳數1~8的烷基,可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基等。此外,上述通式(iii-a)和(iii-b)中的r32和r33的取代位置沒有特別限制。

從實現本發(fā)明效果、特別是優(yōu)異的熱傳導性的觀點考慮,上述通式(iii-1)~(iii-4)中的ar31~ar34優(yōu)選各自獨立地為選自來自二羥基苯的基團(即,上述通式(iii-a)中r31為羥基、r32和r33為氫原子的基團)、以及來自二羥基萘的基團(即,上述通式(iii-b)中r34為羥基的基團)中的至少1種。

在此,所謂的“來自二羥基苯的基團”,是指從二羥基苯的芳香環(huán)部分除去2個氫原子而構成的2價基團,氫原子被除去的位置沒有特別限定。此外,關于“來自二羥基萘的基團”等,也為同樣的含義。

此外,從上述環(huán)氧樹脂組合物的生產率和流動性的觀點考慮,ar31~ar34優(yōu)選各自獨立地為來自二羥基苯的基團,更優(yōu)選為選自由來自1,2-二羥基苯(鄰苯二酚)的基團和來自1,3-二羥基苯(間苯二酚)的基團組成的組中的至少1種。進而從更加特別地提高熱傳導性的觀點考慮,ar31~ar34優(yōu)選至少包含來自間苯二酚的基團。

此外,從特別地提高熱傳導性的觀點考慮,含有數由n31~n34表示的結構單元優(yōu)選至少包含來自間苯二酚的部分結構。

在上述特定酚醛清漆樹脂包含來自間苯二酚的部分結構的情況下,來自間苯二酚的部分結構的含有率優(yōu)選在具有通式(iii-1)~(iii-4)中的至少1個所表示的結構的化合物的總質量中為大于或等于55質量%,優(yōu)選為大于或等于60質量%,進一步優(yōu)選為大于或等于80質量%,進一步優(yōu)選為大于或等于90質量%。

對于上述通式(iii-1)~(iii-4)中的m31~m34以及n31~n34,從流動性的觀點考慮,分別優(yōu)選為m/n=20/1~1/5,更優(yōu)選為20/1~5/1,進一步優(yōu)選為20/1~10/1。此外,從流動性的觀點考慮,(m+n)優(yōu)選為小于或等于20,更優(yōu)選為小于或等于15,進一步優(yōu)選為小于或等于10。另外,(m+n)的下限值沒有特別限制。這里,在n為n31的情況下,m為m31,在n為n32的情況下,m為m32,在n為n33的情況下,m為m33,在n為n34的情況下,m為m34。

就具有選自由通式(iii-1)~(iii-4)組成的組中的至少1個所表示的結構的酚醛清漆樹脂而言,特別是在ar31~ar34為取代或非取代的二羥基苯以及取代或非取代的二羥基萘中的至少任一種的情況下,與將它們單純地酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂等相比,其合成容易,存在能夠得到軟化點低的酚醛清漆樹脂的傾向。因此,具有包含這種酚醛清漆樹脂作為固化劑的樹脂組合物的制造和操作也變得容易這樣的優(yōu)點。

另外,對于具有上述通式(iii-1)~(iii-4)中的任一個所表示的結構的酚醛清漆樹脂,可以通過電場脫離離子化質量分析法(fd-ms),容易地確定上述結構作為其片段成分。

具有上述通式(iii-1)~(iii-4)中的任一個所表示的結構的酚醛清漆樹脂的分子量沒有特別限制。從流動性的觀點考慮,作為數均分子量(mn),優(yōu)選為小于或等于2000,更優(yōu)選為小于或等于1500,進一步優(yōu)選為大于或等于350且小于或等于1500。此外,作為重均分子量(mw),優(yōu)選為小于或等于2000,更優(yōu)選為小于或等于1500,進一步優(yōu)選為大于或等于400且小于或等于1500。

這些mn和mw通過使用gpc的通常方法來測定。

具有上述通式(iii-1)~(iii-4)中的任一個所表示的結構的酚醛清漆樹脂的羥基當量沒有特別限制。從與耐熱性有關的交聯密度的觀點考慮,羥基當量優(yōu)選以平均值計為大于或等于50且小于或等于150,更優(yōu)選為大于或等于50且小于或等于120,進一步優(yōu)選為大于或等于55且小于或等于120。

特定酚醛清漆樹脂也可以包含作為構成酚醛清漆樹脂的酚化合物的單體。作為構成特定酚醛清漆樹脂的酚化合物的單體的含有比率(以下,也稱為“單體含有比率”)沒有特別限制。從熱傳導性、耐熱性和成型性的觀點考慮,單體含有比率優(yōu)選為5質量%~80質量%,更優(yōu)選為15質量%~60質量%,進一步優(yōu)選為20質量%~50質量%。

通過使單體含有比率小于或等于80質量%,在固化反應時對交聯無貢獻的單體變少,交聯的高分子量物變多,因此形成更高密度的高次結構,熱傳導性提高。此外,通過使其大于或等于5質量%,在成型時易于流動,因此與填料的密合性更加提高,能夠實現更優(yōu)異的熱傳導性和耐熱性。

上述環(huán)氧樹脂組合物中的固化劑的含量沒有特別限制。優(yōu)選固化劑中的酚羥基的活性氫當量(酚羥基當量)與通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體的環(huán)氧當量的比(酚羥基當量/環(huán)氧當量)為0.5~2,更優(yōu)選為0.8~1.2。

此外,環(huán)氧樹脂組合物也可以根據需要進一步包含固化促進劑。通過進一步包含固化促進劑,能夠進一步充分地進行固化。固化促進劑的種類和含量沒有特別限定,可以從反應速度和反應溫度、保管性等觀點考慮,選擇適當的種類及含有率。作為固化促進劑的具體例,可以舉出咪唑系化合物、有機磷系化合物、叔胺、季銨鹽等。它們可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。

其中,從耐熱性的觀點考慮,優(yōu)選為選自由有機膦化合物、以及有機膦化合物與有機硼化合物的絡合物組成的組中的至少1個。

作為有機膦化合物,具體可以舉出三苯基膦、二苯基(對甲苯基)膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三(烷基烷氧基苯基)膦、三(二烷基苯基)膦、三(三烷基苯基)膦、三(四烷基苯基)膦、三(二烷氧基苯基)膦、三(三烷氧基苯基)膦、三(四烷氧基苯基)膦、三烷基膦、二烷基芳基膦、烷基二芳基膦等。

此外,作為有機膦化合物與有機硼化合物的絡合物,具體可以舉出四苯基硼酸四苯基鏻(tetraphenylphosphoniumtetraphenylborate)、四對甲苯基硼酸四苯基鏻(tetraphenylphosphoniumtetra-p-tolylborate)、四苯基硼酸四丁基鏻、正丁基三苯基硼酸四苯基鏻、四苯基硼酸丁基三苯基鏻、四苯基硼酸甲基三丁基鏻等。

固化促進劑可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。作為高效地制作后述的半固化環(huán)氧樹脂組合物和固化環(huán)氧樹脂組合物的方法,可以舉出將環(huán)氧樹脂單體與酚醛清漆樹脂的反應開始溫度和反應速度不同的2種固化促進劑混合使用的方法。

在并用2種以上的固化促進劑的情況下,混合比例可以沒有特別限制地根據上述半固化環(huán)氧樹脂組合物所要求的特性(例如,需要何種程度的柔軟性)來決定。

在環(huán)氧樹脂組合物包含固化促進劑的情況下,環(huán)氧樹脂組合物中的固化促進劑的含有率沒有特別限制。從成型性的觀點考慮,固化促進劑的含有率優(yōu)選為在分子內具有介晶基團的熱固性樹脂和固化劑的合計質量的0.5質量%~1.5質量%,更優(yōu)選為0.5質量%~1質量%,進一步優(yōu)選為0.75質量%~1質量%。

(氧化鋁填料)

上述環(huán)氧樹脂組合物含有包含α-氧化鋁的氧化鋁填料。通過使用氧化鋁作為填料,從而在熱傳導性、成型性、粘接性、機械強度和電絕緣性方面優(yōu)異,通過包含α-氧化鋁,從而在熱傳導性、機械強度和電絕緣性方面更優(yōu)異。

上述氧化鋁填料也可以根據需要進一步包含α-氧化鋁以外的氧化鋁。作為α-氧化鋁以外的氧化鋁,可以舉出γ-氧化鋁、θ-氧化鋁、δ-氧化鋁等,從熱傳導性的觀點考慮,優(yōu)選僅由α-氧化鋁構成。另外,氧化鋁填料的形狀優(yōu)選為圓形。氧化鋁填料的形狀可以通過掃描電子顯微鏡(sem)來確認。

氧化鋁填料中的α-氧化鋁的存在可以通過x射線衍射譜來確認。具體地說,可以按照日本專利第3759208號公報的記載,將α-氧化鋁特有的峰作為指標,確認α-氧化鋁的存在。

從熱傳導性和流動性的觀點考慮,氧化鋁填料中的α-氧化鋁的含有率優(yōu)選為大于或等于氧化鋁填料的總體積的80體積%,更優(yōu)選為大于或等于90體積%,進一步優(yōu)選為100體積%。在使用α-氧化鋁的含有率大的氧化鋁填料的情況下,起因于通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體的高次結構形成力大,存在能夠得到更優(yōu)異的熱傳導性的傾向。此外,氧化鋁填料中的α-氧化鋁的含有率可以通過x射線衍射譜來確認。

環(huán)氧樹脂組合物中的上述氧化鋁填料含有率沒有特別限制。氧化鋁填料含有率優(yōu)選為環(huán)氧樹脂組合物的全部固體成分的總體積中的60體積%~90體積%。如果環(huán)氧樹脂組合物中的氧化鋁填料的含有率大于或等于60體積%,則熱傳導性更加優(yōu)異。如果氧化鋁填料的含有率小于或等于90體積%,則成型性和粘接性更加提高。從提高熱傳導性的觀點考慮,氧化鋁填料的含有率更優(yōu)選為環(huán)氧樹脂組合物的全部固體成分的總體積中的65體積%~85體積%,進一步優(yōu)選為70體積%~85體積%。

另外,本說明書中氧化鋁填料的含有率(體積%)設為根據下式求出的值。

氧化鋁填料的含有率(體積%)={(dw/dd)/((aw/ad)+(bw/bd)+(cw/cd)+(dw/dd)+(ew/ed))}×100

在此,各變量如下。

aw:環(huán)氧樹脂單體的質量組成比(質量%)

bw:固化劑的質量組成比(質量%)

cw:固化促進劑(任意成分)的質量組成比(質量%)

dw:氧化鋁填料的質量組成比(質量%)

ew:其他任意成分(將有機溶劑除外)的質量組成比(質量%)

ad:環(huán)氧樹脂單體的比重

bd:固化劑的比重

cd:固化促進劑(任意成分)的比重

dd:氧化鋁填料的比重

ed:其他任意成分(將有機溶劑除外)的比重

在描繪橫軸取粒徑、縱軸取頻率的粒度分布曲線的情況下,上述氧化鋁填料可以具有單一峰,也可以具有多個峰。通過使用粒度分布曲線具有多個峰的氧化鋁填料,氧化鋁填料的填充性更加提高,作為固化環(huán)氧樹脂組合物的熱傳導性更加提高。

在描繪粒度分布曲線時,上述氧化鋁填料具有單一峰的情況下,從熱傳導性的觀點考慮,從氧化鋁填料的重量累積粒度分布的小粒徑側起重量累積50%所對應的粒徑、即平均粒徑(d50)優(yōu)選為0.1μm~100μm,更優(yōu)選為0.1μm~50μm。此外,粒度分布曲線具有多個峰的氧化鋁填料例如可以將具有不同平均粒徑(d50)的2種以上的填料組合而構成。

氧化鋁填料的平均粒徑(d50)使用激光衍射法來測定,當從小粒徑側起描繪重量累積粒度分布曲線時,對應于重量累積達到50%的粒徑。使用激光衍射法的粒度分布測定可以采用激光衍射散射粒度分布測定裝置(例如,beckmancoulter公司制、ls230)來進行。

對于上述氧化鋁填料的組合,例示將具有不同平均粒徑的2種填料群組合的情況時,可以舉出平均粒徑(d50)大于或等于10μm且小于或等于100μm的氧化鋁填料(a)、與平均粒徑(d50)小于或等于填料(a)的1/2并且大于或等于0.1μm且小于10μm的氧化鋁填料(b)的混合填料。就上述混合填料而言,優(yōu)選:以氧化鋁填料的總體積為基準(100體積%),氧化鋁填料(a)為60體積%~90體積%的比例,并且氧化鋁填料(b)為10體積%~40體積%(其中,氧化鋁填料(a)和(b)的總體積%為100體積%)的比例。

此外,例示將具有不同平均粒徑的3種填料群組合的情況時,可以舉出平均粒徑(d50)大于或等于10μm且小于或等于100μm的氧化鋁填料(a′)、平均粒徑(d50)小于或等于氧化鋁填料(a′)的1/2并且大于或等于1μm且小于10μm的氧化鋁填料(b′)、與平均粒徑(d50)小于或等于氧化鋁填料(b′)的1/2并且大于或等于0.1μm且小于1μm的氧化鋁填料(c′)的混合填料。就上述混合填料而言,優(yōu)選:以氧化鋁填料的總體積為基準(100體積%),氧化鋁填料(a′)為30體積%~89體積%的比例,氧化鋁填料(b′)為10體積%~40體積%的比例,并且氧化鋁填料(c′)為1體積%~30體積%(其中,填料(a′)、(b′)和(c′)的總體積%為100體積%)的比例。

對于上述氧化鋁填料(a)和(a′)的平均粒徑(d50)而言,在將環(huán)氧樹脂組合物適用于后述的樹脂片或者層疊板的情況下,優(yōu)選根據作為目標的樹脂片或者層疊板中的固化環(huán)氧樹脂組合物層的膜厚適當地選擇,此外,在將環(huán)氧樹脂組合物適用于后述的預浸料坯的情況下,優(yōu)選根據作為目標的預浸料坯的膜厚和纖維基材的網眼的細度適當地選擇。

在沒有特別的其他限制的情況下,從熱傳導性的觀點考慮,上述填料(a)和(a′)的平均粒徑越大越優(yōu)選。另一方面,從熱阻的觀點考慮,上述膜厚優(yōu)選在能夠確保所需的絕緣性的范圍內盡量減薄。因此,上述填料(a)和(a′)的平均粒徑優(yōu)選為10μm~100μm,從填料填充性、熱阻和熱傳導性的觀點考慮,更優(yōu)選為10μm~80μm,進一步優(yōu)選為10μm~50μm,進一步優(yōu)選為1μm~30μm,進一步優(yōu)選為1μm~20μm。

此外,上述環(huán)氧樹脂組合物也可以根據需要進一步含有平均粒徑(d50)大于或等于1nm且小于100nm(大于或等于0.001μm且小于0.1μm)的氧化鋁填料。

如果將微米粒子尺寸的填料高填充,則由于填料表面與樹脂的相互作用而使粘度顯著上升,由此存在容易卷入空氣而內含氣泡的情況。此外,填料彼此嵌合的頻率變高,存在流動性顯著降低的情況。作為針對這些問題的解決對策,可以舉出添加少量納米粒子尺寸的填料的方法,這在日本特開2009-13227號公報中也已示出。

在環(huán)氧樹脂組合物包含平均粒徑(d50)為1nm~100nm(0.001μm~0.1μm)的氧化鋁填料的情況下,該氧化鋁填料的含有率沒有特別限制。就該氧化鋁填料的含有率而言,優(yōu)選以環(huán)氧樹脂組合物的全部固體成分的總體積中的0.01體積%~1體積%含有,更優(yōu)選以0.01體積%~0.5體積%含有。通過以總體積中的0.01體積%~1體積%含有,能夠期待更加提高微米粒子尺寸的氧化鋁填料間以及微米粒子尺寸的氧化鋁填料與纖維基材間的潤滑性、并且更加提高環(huán)氧樹脂組合物的熱傳導性的效果。

環(huán)氧樹脂組合物也可以根據需要進一步含有氧化鋁填料以外的無機填料。作為氧化鋁填料以外的無機填料,可以舉出氮化硼、氮化鋁、二氧化硅、氧化鎂、氮化硅、碳化硅等。在環(huán)氧樹脂組合物包含氧化鋁填料以外的無機填料的情況下,其含有率優(yōu)選相對于氧化鋁填料的含量為小于或等于50體積%,更優(yōu)選為小于或等于30體積%。

(彈性體)

環(huán)氧樹脂組合物優(yōu)選進一步包含在分子內至少具有下述通式(iv)所表示的結構單元的彈性體。通過包含具有通式(iv)所表示的結構單元的彈性體,氧化鋁填料的分散性更加提高,在后述的b階片材中柔軟性更加提高。此外,在后述的樹脂片和預浸料坯中,能夠得到因內部的孔隙減少而引起的密度提高、絕緣性提高等效果。

[化32]

上述通式(iv)中,r41、r42和r43各自獨立地表示直鏈或支鏈的烷基或者氫原子。r44表示直鏈或支鏈的烷基。n4為表示結構單元的含有數的任意整數。

上述彈性體優(yōu)選為衍生自從由(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯組成的組中選擇的至少1種單體的均聚物或者共聚物。在本發(fā)明的一個實施方式中,上述彈性體優(yōu)選使用主要含有通式(iv)所表示的結構單元的丙烯酸樹脂的共聚物。

通式(iv)中,在r41、r42或r43中的任一個為烷基的情況下,從賦予柔軟性的觀點考慮,碳數優(yōu)選為1~12,從低玻璃化轉變溫度(tg)的觀點考慮,碳數更優(yōu)選為1~8。本發(fā)明優(yōu)選的一個實施方式中,r41和r42各自為氫原子,r43為氫原子或甲基,更優(yōu)選r41、r42和r43為氫原子。

上述通式(iv)中,r44為直鏈或支鏈的烷基。從賦予柔軟性的觀點考慮,r44中的烷基優(yōu)選碳數為2~16,從對環(huán)氧樹脂單體中的高次結構形成的阻礙小的觀點考慮,更優(yōu)選碳數為3~14,從獲得以及合成的容易性的觀點考慮,進一步優(yōu)選為4~12。

此外,上述彈性體優(yōu)選具有r44所表示的烷基的碳數不同的2種以上的通式(iv)所表示的結構單元。例如,在上述彈性體具有2種通式(iv)所表示的結構單元的情況下,就一方的結構單元中的烷基的碳數而言,從低tg的觀點考慮,優(yōu)選碳數為2~7,更優(yōu)選為3~6。此外,就另一方的結構單元中的烷基的碳數而言,從賦予柔軟性的觀點考慮,優(yōu)選碳數為8~16,更優(yōu)選為10~14。

上述通式(iv)中,n為表示結構單元的含有數的任意整數。n4所表示的結構單元的含有數是指彈性體分子中所含的通式(iv)所表示的結構單元的總數的平均值。優(yōu)選n4=100~1000,從賦予柔軟性的觀點考慮,更優(yōu)選n4=100~500,從低tg的觀點考慮,進一步優(yōu)選n4=100~300。

通過使用主要具有上述通式(iv)所表示的結構單元的彈性體,能夠對環(huán)氧樹脂組合物賦予軟結構(柔軟性)。因此,能夠改善以往的熱傳導性片材中可見的無機填料的高填充化所引起的片材的可撓性降低這樣的不良狀況。

在分子內至少具有上述通式(iv)所表示的結構單元的彈性體優(yōu)選在分子內進一步具有羧基和羥基中的至少一方,更優(yōu)選包含具有羧基和羥基中的至少一方的結構單元,進一步優(yōu)選包含至少具有羧基的結構單元。

作為能夠形成具有羧基的結構單元的單體,可以舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、衣康酸等。它們當中,優(yōu)選丙烯酸和甲基丙烯酸。

此外,作為能夠形成具有羥基的結構單元的單體,可以舉出含有碳數為2~20的羥烷基的(甲基)丙烯酸酯,優(yōu)選為含有碳數2~6的羥烷基的(甲基)丙烯酸酯。具體可以舉出(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯酸羥丁酯等。

在彈性體中存在羧基或者羥基的情況下,由于它們能夠與固化反應時的環(huán)氧樹脂單體發(fā)生交聯反應,因此交聯密度更加提高,其結果是,能夠更加提高熱傳導性。

此外,由于羧基釋放氫離子,因此在固化反應時容易使環(huán)氧基開環(huán),帶來作為催化劑起作用的效果。進而由于羧基與氧化鋁填料表面的羥基產生作用,因此帶來對氧化鋁填料的表面處理的效果。由于這樣的表面處理的效果能夠改善氧化鋁填料與彈性體的潤濕性,因此進一步包含溶劑的環(huán)氧樹脂組合物(清漆)的粘度下降,存在涂布變得容易的傾向。進而還由于潤濕性的改善而使氧化鋁填料更加高度分散,也有助于熱傳導性提高。

在上述彈性體具有羧基和羥基中的至少一方的情況下,彈性體中所含的具有羧基和羥基中的至少一方的結構單元的含有率沒有特別限制。從填料分散性的觀點考慮,彈性體中的具有羧基和羥基中的至少一方的結構單元的含有率優(yōu)選以彈性體分子全體為基準(100摩爾%)為10摩爾%~30摩爾%,更優(yōu)選為14摩爾%~28摩爾%。

在分子內至少具有上述通式(iv)所表示的結構單元的彈性體優(yōu)選在分子內進一步包含至少1種氨基,更優(yōu)選包含至少1種具有氨基的結構單元。作為氨基,從防止吸濕的觀點考慮,優(yōu)選仲氨基或者叔氨基。進而從提高熱傳導性的觀點考慮,特別優(yōu)選n-甲基哌啶基。彈性體中存在n-甲基哌啶基的情況下,通過與包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂的固化劑的相互作用而使相溶性顯著提高,因此優(yōu)選。如此在將相溶性優(yōu)異的丙烯酸單體添加到環(huán)氧樹脂組合物中的情況下,熱傳導性的損失更加變小。此外,n-甲基哌啶基與包含將2元酚化合物酚醛清漆化而成的酚醛清漆樹脂的固化劑的相互作用發(fā)揮緩和不同種類分子間的滑動所引起的應力的效果,有助于粘接力的進一步提高。

在上述彈性體具有氨基的情況下,彈性體中所含的氨基的含有率沒有特別限制。從相溶性的觀點考慮,優(yōu)選彈性體中具有氨基的結構單元的含有率為0.5摩爾%~5摩爾%,更優(yōu)選為0.7摩爾%~3.5摩爾%

在本發(fā)明的一個實施方式中,更優(yōu)選使用包含下述通式(v)所表示的結構單元的丙烯酸彈性體。通過含有包含通式(v)所表示的結構單元的丙烯酸彈性體,能夠更加顯著地得到如下效果:作為后述的半固化環(huán)氧樹脂組合物的b階片材的柔軟性提高、而且后述的樹脂片以及預浸料坯中因內部的孔隙減少而引起的密度提高、絕緣性提高等效果。

[化33]

通式(v)中,a、b、c和d表示全部結構單元中各結構單元的摩爾%,a+b+c+d為大于或等于90摩爾%。r51和r52各自獨立地表示彼此碳數不同的直鏈或支鏈的烷基。r53~r56各自獨立地表示氫原子或者甲基。

上述通式(v)中,a+b+c+d為大于或等于90摩爾%,優(yōu)選為大于或等于95摩爾%,更優(yōu)選為大于或等于99摩爾%。

上述通式(v)所表示的丙烯酸彈性體中,以a的比例存在的結構單元(以下,也稱為“結構單元a”)能夠對樹脂片賦予可撓性,并且能夠兼顧熱傳導性與可撓性。此外,以b的比例存在的結構單元(以下,也稱為“結構單元b”)與前面所示的結構單元a組合時,將樹脂片的可撓性設為更加優(yōu)選的可撓性。這樣,賦予軟結構(柔軟性)的結構單元a和b中的r51和r52所表示的烷基的碳數沒有特別限定。如果烷基的碳數小于或等于16,則丙烯酸彈性體的玻璃化轉變溫度(tg)不會變得過高,存在能夠充分獲得將丙烯酸彈性體添加到環(huán)氧樹脂組合物中而得到的可撓性改善效果的傾向。另一方面,如果r51和r52的烷基的碳數大于或等于2,則丙烯酸彈性體本身的柔軟性更加提高,存在能夠充分得到由于添加丙烯酸彈性體而得到的柔軟性效果的傾向。從這樣的觀點出發(fā),r51和r52的烷基的碳數優(yōu)選為2~16的范圍,更優(yōu)選為3~14的范圍,進一步優(yōu)選為4~12的范圍。

此外,r51和r52所表示的烷基彼此碳數不同。r51和r52中的碳數之差沒有特別限制,但從可撓性與柔軟性的平衡的觀點考慮,優(yōu)選碳數之差為4~10,更優(yōu)選為6~8。

進而從可撓性與柔軟性的平衡的觀點考慮,優(yōu)選r51的碳數為2~6、r52的碳數為8~16,更優(yōu)選r51的碳數為3~5、r52的碳數為10~14。

上述通式(v)中,結構單元a和b的摩爾%的范圍沒有特別限定。此外,結構單元a和b兩者間的比例也可以是任意的。與單獨包含結構單元a和b中的任一種的情況相比,更優(yōu)選使用包含結構單元a與b的組合而構成的丙烯酸彈性體。通過結構單元a和b的組合,側鏈數增加,丙烯酸彈性體的柔軟性上升,同時有可能tg也變高。但是,通過適當地調整丙烯酸彈性體中的結構單元a和b的摩爾%的比例,能夠將tg控制在合適的范圍內。

具體地說,例如,從樹脂片的可撓性和填料分散性的觀點考慮,結構單元a的含有率優(yōu)選為50摩爾%~85摩爾%,更優(yōu)選為60摩爾%~80摩爾%。此外,結構單元b的含有率優(yōu)選為2摩爾%~20摩爾%,更優(yōu)選為5摩爾%~15摩爾%。進而,結構單元a相對于結構單元b的含有比優(yōu)選為4~10,更優(yōu)選為6~8。

上述通式(v)中,來自以c的比例存在的結構單元(以下,也稱為“結構單元c”),使丙烯酸彈性體中存在羧基,從而能夠得到熱傳導性提高以及填料與樹脂的潤濕性改善這樣的效果。此外,來自以d的比例存在的結構單元(以下,也稱為“結構單元d”),使丙烯酸彈性體中存在n-甲基哌啶基,從而能夠得到相溶性提高以及粘接性提高這樣的效果。在丙烯酸彈性體中共存羧基和n-甲基哌啶基的情況下,這些效果變得更加顯著。更具體地說,n-甲基哌啶基能夠接受來自羧基的氫離子,接著能夠產生例如與作為固化劑包含的酚醛清漆樹脂的相互作用。這樣,通過與酚醛清漆樹脂的相互作用,環(huán)氧樹脂組合物中的丙烯酸彈性體的相溶性提高。此外,通過在羧基與n-甲基哌啶基之間產生分子內相互作用,對低彈性化所引起的應力緩和的貢獻變大。這例如可認為是因為丙烯酸彈性體的分子全體不采取直線結構而是采取彎曲結構。從這樣的觀點考慮,在上述通式(v)所表示的丙烯酸彈性體的一個實施方式中,就結構單元c和d的比例而言,c優(yōu)選為10摩爾%~28摩爾%的范圍,更優(yōu)選為14摩爾%~28摩爾%的范圍,進一步優(yōu)選為20摩爾%~28摩爾%的范圍,d優(yōu)選為0.5摩爾%~5摩爾%的范圍,更優(yōu)選為0.7摩爾%~3.5摩爾%的范圍,進一步優(yōu)選為0.7摩爾%~1.4摩爾%的范圍。

此外,結構單元c相對于結構單元d的含有比優(yōu)選為0.01~0.5,更優(yōu)選為0.03~0.3,進一步優(yōu)選為0.035~0.25。

r53~r56各自獨立地為氫原子或者甲基,優(yōu)選r53和r54中的至少一方為氫原子且另一方為甲基,更優(yōu)選r53為氫原子且r54為甲基。此外,優(yōu)選r55和r56中的至少一方為氫原子且另一方為甲基,更優(yōu)選r55為氫原子且r56為甲基。

具有上述通式(v)所表示的結構的丙烯酸彈性體也可以進一步包含結構單元a~d以外的結構單元。作為結構單元a~d以外的結構單元,沒有特別限制。作為結構單元a~d以外的結構單元,可以舉出來自含有羥烷基的(甲基)丙烯酸酯的結構單元、來自含有叔氨基的(甲基)丙烯酸酯的結構單元等。

上述丙烯酸彈性體中的結構單元a~d以外的結構單元的含有率小于或等于10摩爾%,優(yōu)選小于或等于5摩爾%,更優(yōu)選小于或等于1摩爾%。

上述丙烯酸彈性體的重均分子量沒有特別限制。其中,從熱傳導性和可撓性的觀點考慮,優(yōu)選為10,000~100,000,更優(yōu)選為10,000~50,000,進一步優(yōu)選為10,000~30,000。進而,如果丙烯酸彈性體的重均分子量為上述范圍,則存在無機填料的分散性更加提高,環(huán)氧樹脂組合物的粘度更加降低的傾向。

另外,丙烯酸彈性體的重均分子量通過使用gpc的通常方法來測定。

本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物中,當將環(huán)氧樹脂成分(環(huán)氧樹脂單體和固化劑)的總質量設為100質量份時,上述丙烯酸彈性體的含量可以設為0.1質量份~99質量份的范圍,優(yōu)選為1質量份~20質量份的范圍,進一步優(yōu)選為1質量份~10質量份的范圍。

如果上述丙烯酸彈性體的含量大于或等于0.1質量份,則存在熱傳導性降低被更加抑制,與被粘物的粘接力更加提高的傾向。另一方面,如果丙烯酸彈性體為小于或等于99質量份,則存在與被粘物的粘接力降低被更加抑制,熱傳導性更加提高的傾向。因此,通過將丙烯酸彈性體的含量調整到上述范圍內,容易平衡良好地表現出各種特性。

(硅烷偶聯劑)

上述環(huán)氧樹脂組合物優(yōu)選進一步包含至少1種硅烷偶聯劑。作為添加硅烷偶聯劑的效果,可以舉出如下效果:發(fā)揮在氧化鋁填料的表面與包圍其周圍的熱固性樹脂之間形成共價鍵的作用(相當于粘合劑),從而更高效地傳遞熱的效果;以及通過防止水分的浸入而提高絕緣可靠性的效果。

作為上述硅烷偶聯劑的種類,沒有特別限定,可以從市售的硅烷偶聯劑中適當地選擇。如果考慮與在分子結構中具有介晶基團的通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體和固化劑的相溶性、以及減少環(huán)氧樹脂單體的固化物與氧化鋁填料之間的界面上的熱傳導損失,則在本發(fā)明中,優(yōu)選使用在末端上具有選自由環(huán)氧基、氨基、巰基、脲基和羥基組成的組中的至少1種官能團的硅烷偶聯劑。

作為硅烷偶聯劑的具體例,可以舉出3-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-環(huán)氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,2-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷等具有環(huán)氧基的硅烷偶聯劑;3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷等具有氨基的硅烷偶聯劑;3-巰基丙基三甲氧基硅烷、3-巰基三乙氧基硅烷等具有巰基的硅烷偶聯劑;3-脲基丙基三乙氧基硅烷等具有脲基的硅烷偶聯劑;等。此外,還可以進一步舉出以sc-6000ks2為代表的硅烷偶聯劑低聚物(日立化成coatedsand株式會社制)。這些硅烷偶聯劑可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。

(其他的成分)

上述環(huán)氧樹脂組合物可以進一步包含至少1種有機溶劑。通過包含有機溶劑,能夠容易地使其適合各種成型工藝。作為有機溶劑,可以從通常使用的有機溶劑中適當地選擇。具體可以舉出醇溶劑、醚溶劑、酮溶劑、酰胺溶劑、芳香族烴溶劑、酯溶劑、腈溶劑、亞砜溶劑等。作為有機溶劑,具體可以使用甲基異丁基酮、環(huán)己酮、甲乙酮等酮溶劑;二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺溶劑;γ-丁內酯等酯溶劑;二甲基亞砜、環(huán)丁砜等亞砜溶劑;等。它們可以單獨使用1種,也可以以并用2種以上的混合溶劑形式使用。

環(huán)氧樹脂組合物除了上述成分之外還可以根據需要包含其他的成分。作為其他的成分,可以舉出分散劑等。作為分散劑,可以舉出味之素finetech株式會社制ajisper系列、楠本化成株式會社制hiplaad系列、株式會社花王制homogenol系列等。它們可以單獨使用1種,也可以并用2種以上。

<半固化環(huán)氧樹脂組合物>

本發(fā)明的半固化環(huán)氧樹脂組合物來自上述環(huán)氧樹脂組合物,對上述環(huán)氧樹脂組合物進行半固化處理而成。就上述半固化環(huán)氧樹脂組合物而言,例如將其成型為片狀時,與由未進行半固化處理的環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片相比,操作性提高。

在此,上述半固化環(huán)氧樹脂組合物具有如下特征:上述半固化環(huán)氧樹脂組合物的粘度在常溫(25~30℃)為104pa·s~105pa·s,而在100℃降低至102pa·s~103pa·s。此外,后述的固化后的固化環(huán)氧樹脂組合物不會因加熱而熔融。另外,上述粘度通過動態(tài)粘彈性測定(dma)(例如,tainstruments公司制ares-2kstd)來測定。另外,測定條件為頻率1hz、荷重40g、升溫速度3℃/分鐘,通過剪切試驗進行。

作為上述半固化處理,例如可以舉出在100℃~200℃溫度下將上述環(huán)氧樹脂組合物加熱1分鐘~30分鐘的方法。

<固化環(huán)氧樹脂組合物>

本發(fā)明的固化環(huán)氧樹脂組合物來自上述環(huán)氧樹脂組合物,對上述環(huán)氧樹脂組合物進行固化處理而成。上述固化環(huán)氧樹脂組合物在熱傳導性方面優(yōu)異,這例如可認為是因為,環(huán)氧樹脂組合物中所含的在分子結構中具有介晶基團的通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂單體以α-氧化鋁填料為中心形成了高次結構。此外,上述固化環(huán)氧樹脂組合物在耐熱性方面優(yōu)異。

固化環(huán)氧樹脂組合物可以通過對未固化狀態(tài)的環(huán)氧樹脂組合物或上述半固化環(huán)氧樹脂組合物進行固化處理來制造。上述固化處理的方法可以根據環(huán)氧樹脂組合物的構成、固化環(huán)氧樹脂組合物的目的等適當地選擇,但優(yōu)選為加熱和加壓處理。

例如,可以通過將未固化狀態(tài)的環(huán)氧樹脂組合物或者上述半固化環(huán)氧樹脂組合物在100℃~250℃加熱1小時~10小時,優(yōu)選在130℃~230℃加熱1小時~8小時,來得到固化環(huán)氧樹脂組合物。

<樹脂片>

本發(fā)明的樹脂片是將上述環(huán)氧樹脂組合物成型為片狀而成的。上述樹脂片例如可以通過在脫模膜上賦予上述環(huán)氧樹脂組合物,并除去根據需要包含的溶劑來制造。上述樹脂片由于由上述環(huán)氧樹脂組合物形成,因此熱傳導性和耐熱性優(yōu)異。

上述樹脂片的密度沒有特別限制,例如可以設為3.0g/cm2~3.5g/cm2。如果考慮樹脂片的柔軟性與熱傳導性的兼顧,則優(yōu)選為3.1g/cm2~3.4g/cm2,更優(yōu)選為3.1g/cm2~3.3g/cm2。樹脂片的密度例如可以通過適當地選擇上述環(huán)氧樹脂組合物中的氧化鋁填料的含有率來調整。

上述樹脂片的厚度沒有特別限制,可以根據目的適當地選擇。例如,作為樹脂片的厚度,可以設為50μm~500μm,從熱傳導性、電絕緣性和可撓性的觀點考慮,優(yōu)選為80μm~300μm。

上述樹脂片可以如下制造:在pet膜等脫模膜上,涂布向上述環(huán)氧樹脂組合物中添加甲乙酮、環(huán)己酮等有機溶劑而調制的清漆狀環(huán)氧樹脂組合物(以下,也稱為“樹脂清漆”)而形成涂布層后,從涂布層中除去上述有機溶劑的至少一部分并干燥。

樹脂清漆的涂布可以利用公知的方法來實施。具體可以舉出逗點涂布、模涂、模唇涂布、凹版涂布等方法。作為用于以規(guī)定的厚度形成環(huán)氧樹脂組合物層的涂布方法,可以舉出使被涂布物通過間隙間的逗點涂布法、由噴嘴涂布調節(jié)了流量的樹脂清漆的模涂法等。例如,在干燥前的涂布層(樹脂組合物層)的厚度為50μm~500μm的情況下,優(yōu)選使用逗點涂布法。

干燥方法只要能夠除去樹脂清漆中所含的有機溶劑的至少一部分就沒有特別限制,可以根據樹脂清漆中所含的有機溶劑從通常使用的干燥方法中適當地選擇。通常可以舉出在80℃~150℃左右進行加熱處理的方法。

上述樹脂片的環(huán)氧樹脂組合物層由于幾乎未進行固化反應,因此雖然具有可撓性,但是作為片材的柔軟性不足,在除去了作為支撐體的上述pet膜的狀態(tài)下片材自立性不足,有時操作困難。

上述樹脂片優(yōu)選為對構成該樹脂片的環(huán)氧樹脂組合物進行半固化處理而成的半固化環(huán)氧樹脂組合物。即,上述樹脂片優(yōu)選為進一步加熱處理直至達到半固化狀態(tài)(b階狀態(tài))而形成的b階片材。上述樹脂片通過由對上述環(huán)氧樹脂組合物進行半固化處理而成的半固化環(huán)氧樹脂組合物構成,從而熱傳導性和耐熱性優(yōu)異,作為b階片材的可撓性和使用壽命優(yōu)異。

在此,b階片材具有如下特征:其粘度在常溫(25~30℃)為104pa·s~105pa·s,而在100℃降低至102pa·s~103pa·s。此外,后述的固化后的固化環(huán)氧樹脂組合物不會因加熱而熔融。另外,上述粘度通過dma(頻率1hz、荷重40g、升溫速度3℃/分鐘)來測定。

關于對上述樹脂片進行加熱處理的條件,只要能夠使環(huán)氧樹脂組合物層達到b階狀態(tài)就沒有特別限制,可以根據環(huán)氧樹脂組合物的構成適當地選擇。在加熱處理時,從消除涂布時產生的樹脂層中的空隙(孔隙)的目的出發(fā),優(yōu)選選自熱真空壓制、熱輥層壓等中的加熱處理方法。由此,能夠高效地制造平坦的b階片材。

具體地說,例如可以通過在減壓下(例如,1kpa)、溫度100℃~200℃、1分鐘~3分鐘、1mpa~5mpa的壓制壓力下進行加熱及加壓處理,使上述環(huán)氧樹脂組合物半固化至b階狀態(tài)。

優(yōu)選將2片在脫模膜上賦予環(huán)氧樹脂組合物后干燥而得到的樹脂片貼合,然后進行上述加熱及加壓處理而半固化至b階狀態(tài)。此時,優(yōu)選將涂布面(將環(huán)氧樹脂組合物涂布在脫模膜上而形成的環(huán)氧樹脂組合物層中,與脫模膜相接的面的相反面)彼此貼合。如果這樣將2片貼合,則所得到的b階狀態(tài)的樹脂片的兩面變得更加平坦,與被粘物的粘接性變得良好,因此在適用于后述的層疊板、金屬基板以及配線板時發(fā)揮更高的熱傳導性。

上述b階片材的厚度可以根據目的適當地選擇,例如可以設為50μm~500μm,從熱傳導性、電絕緣性和可撓性的觀點考慮,優(yōu)選為80μm~300μm。

從抑制在固化時因產生排氣而導致的氣泡形成的觀點考慮,上述b階片材中的溶劑殘存率優(yōu)選為小于或等于2.0質量%,更優(yōu)選為小于或等于1.0質量%,進一步優(yōu)選為小于或等于0.5質量%。

溶劑殘存率如下求出:將b階片材切出40mm見方,在預熱至190℃的恒溫槽中干燥2小時,根據此時干燥前后的質量變化求出。

上述b階片材在流動性方面優(yōu)異。具體地說,上述b階片材的流動量優(yōu)選為130%~210%,更優(yōu)選為150%~200%。該流動量為熱壓接時的熔融流動性的指標。如果流動量大于或等于130%,則能夠充分得到埋入性,此外,如果小于或等于210%,則能夠抑制因流動過度而導致的毛刺的產生。

上述流動量如下計算:以對于將200μm厚的b階片材沖裁成10mm見方而得到的試樣在大氣壓條件下、溫度160℃、壓制壓力1.6mpa的條件下按壓1分鐘時按壓前后的b階片材的面積變化率計算。面積變化率如下求出:用大于或等于300dpi的掃描儀獲取試樣的外形投影像,利用圖像解析軟件(adobephotoshop)進行二值化處理后,根據面積(像素數)的變化率求出。

流動量(%)=(按壓后的b階片材的面積)/(按壓前的b階片材的面積)

此外,上述樹脂片也可以是對上述環(huán)氧樹脂組合物進行固化處理而成的固化環(huán)氧樹脂組合物。由固化環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片可以通過對未固化狀態(tài)的樹脂片或者b階片材進行固化處理來制造。上述固化處理的方法可以根據環(huán)氧樹脂組合物的構成、固化環(huán)氧樹脂組合物的目的等適當地選擇,但優(yōu)選為加熱及加壓處理。

例如,可以通過對未固化狀態(tài)的樹脂片或者b階片材在100℃~250℃加熱1小時~10小時,優(yōu)選在130℃~230℃加熱1小時~8小時,來得到由固化環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片。此外,優(yōu)選一邊施加1mpa~5mpa的壓力一邊進行上述加熱。

另外,作為制造由具有高熱傳導性和高耐熱性的固化環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片的方法的一個例子,可以舉出下面的方法。有如下方法:首先,在以與2片單面為粗化面的銅箔(厚度80μm~120μm)的粗化面分別相接的方式將b階片材夾住的狀態(tài)下,在溫度130℃~230℃、3分鐘~10分鐘、壓力1mpa~5mpa的壓制壓力下進行加熱及加壓處理,使b階片材與銅箔粘接。接著,在130℃~230℃加熱1小時~8小時,將環(huán)氧樹脂組合物固化而得到帶有銅箔的樹脂片。利用蝕刻處理除去所得到的帶有銅箔的樹脂片的銅箔部分,得到由固化環(huán)氧樹脂組合物構成的樹脂片。

<預浸料坯>

本發(fā)明的預浸料坯具有纖維基材和浸漬在上述纖維基材中的上述環(huán)氧樹脂組合物而構成。通過為這種構成,形成熱傳導性和耐熱性優(yōu)異的預浸料坯。此外,含有氧化鋁填料的環(huán)氧樹脂組合物觸變性提高,因此能夠抑制后述的涂布工序或者浸漬工序中氧化鋁填料的沉降。因此,能夠抑制預浸料坯厚度方向上的氧化鋁填料的濃淡分布的產生,結果是,能夠得到熱傳導性和耐熱性優(yōu)異的預浸料坯。

作為構成預浸料坯的纖維基材,只要是在制造貼有金屬箔的層疊板或者多層配線板時通常使用的纖維基材就沒有特別限制,可以從通常使用的織造布、非織造布等纖維基材中適當地選擇。

上述纖維基材的網眼沒有特別限制。從熱傳導性和電絕緣性的觀點考慮,網眼優(yōu)選為大于或等于上述氧化鋁填料的平均粒徑(d50)的5倍。此外,在上述氧化鋁填料的粒度分布曲線具有多個峰的情況下,更優(yōu)選為大于或等于粒徑最大的峰所對應的粒徑的5倍的網眼。

纖維基材的材質沒有特別限制。具體可以舉出玻璃、氧化鋁、硼、硅鋁玻璃、石英玻璃、tyranno、碳化硅、氮化硅、氧化鋯、碳等無機纖維;芳香族聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚酰亞胺、聚醚砜、纖維素等有機纖維;它們的混合體系等。

其中,優(yōu)選使用玻璃纖維的織造布作為纖維基材。由此例如在使用預浸料坯構成配線板的情況下,能夠得到具有彎曲性、可任意地折彎的配線板。進而也能夠減小伴隨制造工藝中的溫度變化、吸濕等的配線板的尺寸變化。

上述纖維基材的厚度沒有特別限定。從賦予更良好的可撓性的觀點考慮,更優(yōu)選為小于或等于30μm,從浸漬性的觀點考慮,優(yōu)選為小于或等于15μm。纖維基材的厚度的下限沒有特別限制,通常為5μm左右。

上述預浸料坯中上述環(huán)氧樹脂組合物的浸漬量(含有率)優(yōu)選在纖維基材和環(huán)氧樹脂組合物的總質量中為50質量%~99.9質量%。

上述預浸料坯可以如下制造:將與上述同樣地操作而調制成清漆狀的上述環(huán)氧樹脂組合物浸漬在纖維基材中,通過80℃~150℃的加熱處理除去有機溶劑的至少一部分。

此外,對將環(huán)氧樹脂組合物浸漬在纖維基材中的方法沒有特別限制。例如,可以舉出利用涂布機進行涂布的方法。詳細地說,可以舉出使纖維基材潛入環(huán)氧樹脂組合物中后提起的立式涂布法、以及在支撐膜上涂布環(huán)氧樹脂組合物后按壓纖維基材進行浸漬的臥式涂布法等。從抑制氧化鋁填料在纖維基材內的偏集的觀點考慮,優(yōu)選為臥式涂布法。

本發(fā)明中的預浸料坯也可以在層疊或粘貼之前通過利用壓機、輥式層壓機等的熱壓處理,預先使表面平滑化后使用。熱壓處理的方法與上述b階片材的制造方法中舉出的方法同樣。此外,關于上述預浸料坯的熱壓處理的加熱溫度、真空度、壓制壓力等處理條件,也與上述b階片材的加熱及加壓處理中舉出的條件同樣。

上述預浸料坯中的溶劑殘存率優(yōu)選為小于或等于2.0質量%,更優(yōu)選為小于或等于1.0質量%,進一步優(yōu)選為小于或等于0.5質量%。

溶劑殘存率如下求出:將預浸料坯切出40mm見方,在預熱至190℃的恒溫槽中干燥2小時,根據此時干燥前后的質量變化求出。

<層疊板>

本發(fā)明中的層疊板具有被粘材料和配置在上述被粘材料上的半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層。上述半固化環(huán)氧樹脂組合物層和固化環(huán)氧樹脂組合物層是選自由半固化環(huán)氧樹脂組合物層和固化環(huán)氧樹脂組合物層組成的組中的至少1種,所述半固化環(huán)氧樹脂組合物層和固化環(huán)氧樹脂組合物層來自選自由上述環(huán)氧樹脂組合物構成的環(huán)氧樹脂組合物層、上述樹脂片和上述預浸料坯組成的組中的至少1種。通過具有由上述環(huán)氧樹脂組合物形成的半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層,從而形成熱傳導性和耐熱性優(yōu)異的層疊板。

作為上述被粘材料,可以舉出金屬箔、金屬板等。上述被粘材料可以僅附設于上述半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層的一面上,也可以附設于兩面上。

作為上述金屬箔,沒有特別限制,可以從通常使用的金屬箔中適當地選擇。具體可以舉出金箔、銅箔、鋁箔等,通常使用銅箔。作為上述金屬箔的厚度,只要是1μm~200μm就沒有特別限制,可以根據使用的電力等選擇適宜的厚度。

此外,作為上述金屬箔,也可以使用以鎳、鎳-磷、鎳-錫合金、鎳-鐵合金、鉛、鉛-錫合金等為中間層,并在其兩表面上設有0.5μm~15μm的銅層和10μm~150μm的銅層的3層結構的復合箔;或者將鋁與銅箔復合的2層結構復合箔。

上述金屬板優(yōu)選由熱傳導性高、熱容量大的金屬材料構成。具體地說,可以例示銅、鋁、鐵以及引線框中使用的合金等。

上述金屬板的板厚可以根據用途適當選擇。例如,上述金屬板可以以如下方式根據目的選定材質:在優(yōu)先輕量化、加工性的情況下選擇鋁,在優(yōu)先散熱性的情況下選擇銅。

上述層疊板中,作為半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層,可以是具有1層來自上述環(huán)氧樹脂組合物層、上述樹脂片或者上述預浸料坯中的任一個的形態(tài),也可以是將2層以上層疊具有的形態(tài)。在具有2層以上的半固化環(huán)氧樹脂組合物層或者固化環(huán)氧樹脂組合物層的情況下,可以是具有2層以上的上述環(huán)氧樹脂組合物層的形態(tài)、具有2片以上的上述樹脂片的形態(tài)和具有2片以上的上述預浸料坯的形態(tài)中的任一種。進而也可以組合具有上述環(huán)氧樹脂組合物層、上述樹脂片和上述預浸料坯中的任意2種以上。

本發(fā)明中的層疊板例如可以通過在被粘材料上賦予上述環(huán)氧樹脂組合物而形成環(huán)氧樹脂組合物層,對其進行加熱及加壓處理,使上述環(huán)氧樹脂組合物層半固化或者固化同時與被粘材料密合而得到。或者,可以通過準備在上述被粘材料上層疊上述樹脂片或者上述預浸料坯而得到的材料,對其進行加熱及加壓,使上述樹脂片或者上述預浸料坯半固化或者固化同時與被粘材料密合而得到。

將上述環(huán)氧樹脂組合物層、樹脂片和預浸料坯半固化或者固化的固化方法沒有特別限制。例如,優(yōu)選為加熱及加壓處理。加熱及加壓處理的加熱溫度沒有特別限定。通常為100℃~250℃的范圍,優(yōu)選為130℃~230℃的范圍。此外,加熱及加壓處理的加壓條件沒有特別限定。通常為1mpa~10mpa的范圍,優(yōu)選為1mpa~5mpa的范圍。此外,在加熱及加壓處理時優(yōu)選使用真空壓制。

層疊板的厚度優(yōu)選為小于或等于500μm,更優(yōu)選為100μm~300μm。如果厚度小于或等于500μm,則可撓性優(yōu)異,能夠抑制在彎曲加工時產生裂縫,在厚度小于或等于300μm的情況下,更能看到該傾向。此外,在厚度大于或等于100μm的情況下,操作性優(yōu)異。

<帶有金屬箔的樹脂固化物、金屬基板>

作為上述層疊板的一個例子,可以舉出能夠用于制作后述的配線板的帶有金屬箔的樹脂固化物以及金屬基板。

上述帶有金屬箔的樹脂固化物使用2片金屬箔作為上述層疊板中的被粘材料而構成。具體地說,將一方的金屬箔、上述固化環(huán)氧樹脂組合物層和另一方的金屬箔按此順序層疊而構成。

構成上述帶有金屬箔的樹脂固化物的金屬箔以及固化環(huán)氧樹脂組合物層的詳細內容如前文所述。

此外,上述金屬基板使用金屬箔和金屬板作為上述層疊板中的被粘材料而構成。具體地說,上述金屬基板是將上述金屬箔、上述固化環(huán)氧樹脂組合物層和上述金屬板按此順序層疊而構成的。

構成上述金屬基板的金屬箔以及固化環(huán)氧樹脂組合物層的詳細內容如前文所述。

作為上述金屬板,沒有特別限制,可以從通常使用的金屬板中適當地選擇。具體可以舉出鋁板、鐵板等。金屬板的厚度沒有特別限制。從加工性的觀點考慮,厚度優(yōu)選為大于或等于0.5mm且小于或等于5mm。

此外,從提高生產率的觀點考慮,上述金屬板優(yōu)選在以比所需尺寸更大的尺寸制作并安裝于電子部件后,切割成使用尺寸。因此,金屬基板中使用的金屬板期望在切割加工性方面優(yōu)異。

在使用鋁作為上述金屬板的情況下,可以選定鋁或者以鋁為主成分的合金作為材質。鋁或者以鋁為主成分的合金根據其化學組成和熱處理條件可以獲得多種物質。其中,優(yōu)選選定易于切削等加工性高、且強度優(yōu)異的種類。

<配線板>

本發(fā)明的配線板是將金屬板、固化環(huán)氧樹脂組合物層和配線層按此順序層疊而成的。上述固化環(huán)氧樹脂組合物層是來自選自由上述環(huán)氧樹脂組合物構成的環(huán)氧樹脂組合物層、上述樹脂片和上述預浸料坯中的至少1種的固化環(huán)氧樹脂組合物層。通過具有由上述環(huán)氧樹脂組合物形成的固化環(huán)氧樹脂組合物層,從而形成熱傳導性和耐熱性優(yōu)異的配線板。

上述配線板可以通過對已述的帶有金屬箔的樹脂固化物中至少一方的金屬箔或者金屬基板中的金屬箔進行線路加工來制造。對于上述金屬箔的線路加工,可以適用通常的借助于光刻的方法。

作為上述配線板的優(yōu)選方式,例如可以舉出與日本特開2009-214525號公報的段落號0064中所記載的配線板以及日本特開2009-275086號公報的段落號0056~0059中所記載的配線板同樣的配線板。

<功率半導體裝置>

作為本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物的片狀成型體的樹脂片可以適用于例如功率半導體裝置。使用附圖,說明使用上述樹脂片構成的功率半導體裝置的一個例子。圖1是示出功率半導體裝置的構成的一個例子的概略截面圖。圖1中,在將金屬板6、焊錫層10和半導體芯片8按此順序層疊而成的半導體模塊的金屬板6與散熱基底基板4之間配置有樹脂片固化物2,半導體模塊用密封材料14進行了密封。此外,圖2是示出功率半導體裝置的構成的另一例子的概略截面圖。圖2中,在將金屬板6、焊錫層10和半導體芯片8按此順序層疊而成的半導體模塊的金屬板6與散熱基底基板4之間配置有樹脂片固化物2,半導體模塊和散熱基底基板4用模壓樹脂12進行了模壓。

這樣,作為本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物的片狀成型體的樹脂片的固化物能夠如圖1所示用作半導體模塊與散熱基底基板之間的散熱性粘接層。此外,在如圖2所示將整體模壓成型的情況下,也能夠用作散熱基底基板與金屬板之間的散熱材料。

實施例

以下,通過實施例具體說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限于這些實施例。

下面顯示環(huán)氧樹脂組合物的制作中所使用的材料及其簡稱。

(環(huán)氧樹脂單體)

·樹脂單體a:

[化34]

4-{4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯基}環(huán)己基4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯甲酸酯、環(huán)氧當量:212、制造方法:記載于日本特開2011-74366號公報。

·樹脂單體b:

[化35]

4-{4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)苯基}環(huán)己基4-(2,3-環(huán)氧丙氧基)-3-甲基苯甲酸酯、環(huán)氧當量:219、制造方法:記載于日本特開2011-74366號公報。

(固化劑)

·固化劑1[鄰苯二酚酚醛清漆樹脂、日立化成工業(yè)株式會社制、含有50%環(huán)己酮]

<固化劑1的合成方法>

在具有攪拌機、冷卻器、溫度計的2l可拆式燒瓶中,加入鄰苯二酚220g、37%甲醛81.1g、草酸2.5g、水100g,一邊在油浴中加熱一邊升溫至約100℃。在104℃左右進行回流,在回流溫度下持續(xù)反應3小時。然后,一邊蒸餾除去水一邊使燒瓶內的溫度升溫至150℃。在保持150℃的同時持續(xù)反應12小時。反應后,在減壓下進行20分鐘濃縮,除去體系內的水等,得到作為目標固化劑1的酚醛清漆樹脂。

對于所得到的固化劑1,利用fd-ms確認結構,結果可確認到通式(iii-1)所表示的結構以及通式(iii-2)所表示的結構的存在。

·固化劑2[鄰苯二酚間苯二酚酚醛清漆(投料比:30/70)樹脂、日立化成工業(yè)株式會社制、含有50%環(huán)己酮]

<固化劑2的合成方法>

在具有攪拌機、冷卻器、溫度計的3l可拆式燒瓶中,加入間苯二酚462g、鄰苯二酚198g、37%甲醛316.2g、草酸15g、水300g,一邊在油浴中加熱一邊升溫至100℃。在104℃左右進行回流,在回流溫度下持續(xù)反應4小時。然后,一邊蒸餾除去水一邊使燒瓶內的溫度升溫至170℃。在保持170℃的同時持續(xù)反應8小時。反應后,在減壓下進行20分鐘濃縮,除去體系內的水等,得到作為目標固化劑2的酚醛清漆樹脂。

對于所得到的固化劑2,利用fd-ms確認結構,結果可確認到通式(iii-1)~(iii-4)中的任一個所表示的結構全部存在。

·固化劑3[鄰苯二酚間苯二酚酚醛清漆(投料比:5/95)樹脂、日立化成工業(yè)株式會社制、含有50%環(huán)己酮]

<固化劑3的合成方法>

在具有攪拌機、冷卻器、溫度計的3l可拆式燒瓶中,加入間苯二酚627g、鄰苯二酚33g、37%甲醛316.2g、草酸15g、水300g,一邊在油浴中加熱一邊升溫至100℃。在104℃左右進行回流,在回流溫度下持續(xù)反應4小時。然后,一邊蒸餾除去水一邊使燒瓶內的溫度升溫至170℃。在保持170℃的同時持續(xù)反應8小時。反應后,在減壓下進行20分鐘濃縮,除去體系內的水等,得到作為目標固化劑3的酚醛清漆樹脂

對于所得到的固化劑3,利用fd-ms確認結構,結果可確認到通式(iii-1)~(iii-4)中的任一個所表示的結構全部存在。

另外,對于上述固化劑1~3,如下進行物性值的測定。

數均分子量(mn)和重均分子量(mw)的測定使用株式會社日立制作所制的高效液相色譜儀l6000以及株式會社島津制作所制的數據解析裝置c-r4a進行。分析用gpc柱使用東曹株式會社制的g2000hxl以及g3000hxl,試樣濃度為0.2質量%,流動相使用四氫呋喃,以1.0ml/min流速進行測定。使用聚苯乙烯標準樣品制作標準曲線,使用該標準曲線,以聚苯乙烯換算值測定數均分子量(mn)和重均分子量(mw)。

羥基當量利用乙酰氯-氫氧化鉀滴定法來測定。另外,就滴定終點的判斷而言,由于溶液的顏色為暗色,因此不利用借助于指示劑的顯色法,而利用電位差滴定來進行。具體地說,用乙酰氯將測定酚醛樹脂的羥基在吡啶溶液中乙?;?,用水分解其過剩的試劑,用氫氧化鉀/甲醇溶液滴定所生成的乙酸,從而測定羥基當量。

將固化劑1~3的物性值示于下面。

固化劑1:其是包含如下酚醛清漆樹脂(羥基當量:112、mn:400、mw:550)的酚醛清漆樹脂組合物,所述酚醛清漆樹脂是包含具有上述通式(iii-1)和(iii-2)中的至少1個所表示的結構的化合物的混合物,ar31和ar32為來自上述通式(iii-a)中r31=oh、r32=r33=h的1,2-二羥基苯(鄰苯二酚)的基團。

固化劑2:其是包含如下酚醛清漆樹脂(羥基當量:108、mn:540、mw:1,000)的酚醛清漆樹脂組合物,所述酚醛清漆樹脂是包含具有上述通式(iii-1)~(iii-4)中的至少1個所表示的結構的化合物的混合物,ar31~ar34為來自上述通式(iii-a)中r31=oh、r32=r33=h的1,2-二羥基苯(鄰苯二酚)的基團或者來自1,3-二羥基苯(間苯二酚)的基團。

固化劑3:其是包含含有35%單體成分(間苯二酚)作為低分子稀釋劑的酚醛清漆樹脂(羥基當量:62、mn:422、mw:564)的酚醛清漆樹脂組合物,所述酚醛清漆樹脂是包含具有上述通式(iii-1)~(iii-4)中的至少1個所表示的結構的化合物的混合物,ar31~ar34為來自上述通式(iii-a)中r31=oh、r32=r33=h的1,2-二羥基苯(鄰苯二酚)的基團或者來自1,3-二羥基苯(間苯二酚)的基團。

(氧化鋁填料)

·aa-18[α-氧化鋁、住友化學株式會社制、平均粒徑(d50):18μm]

·aa-3[α-氧化鋁、住友化學株式會社制、平均粒徑(d50):3μm]

·aa-04[α-氧化鋁、住友化學株式會社制、平均粒徑(d50):0.4μm]

(彈性體)

·reb122-4:

[化36]

日立化成工業(yè)株式會社制、含有55%乳酸乙酯、制造方法:參照日本特開2010-106220號公報。

(添加劑)

[固化促進劑]

·tpp:三苯基膦

[硅烷偶聯劑]

·kbm-573:3-苯基氨基丙基三甲氧基硅烷[信越化學工業(yè)株式會社制]

(有機溶劑)

·mek:甲乙酮

·chn:環(huán)己酮

(支撐體)

·pet膜[藤森工業(yè)株式會社制、75e-0010ctr-4]

·銅箔[古河電工株式會社制、厚度:80μm、gts級]

(實施例1)

<環(huán)氧樹脂組合物的制作>

將15.62質量份樹脂單體a、16.51質量份固化劑1、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計51.44質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:6.67質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與固化劑1的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的總體積的比例,結果是74體積%。

<半固化環(huán)氧樹脂組合物的制作>

使用敷料器將上述環(huán)氧樹脂清漆以干燥后的厚度為200μm的方式涂布在pet膜上后,在常溫(20℃~30℃)干燥15分鐘,進而在130℃干燥5分鐘。然后,通過真空壓制進行熱壓(壓制溫度:130℃、真空度:1kpa、壓制壓力:1mpa,加壓時間:1分鐘),得到厚度為190μm的片狀半固化環(huán)氧樹脂組合物。

<帶有銅箔的固化環(huán)氧樹脂組合物的制作>

從上述得到的片狀半固化環(huán)氧樹脂組合物剝去pet膜后,以2片銅箔的粗糙面分別與半固化環(huán)氧樹脂組合物相對的方式用2片銅箔夾住半固化環(huán)氧樹脂組合物,通過真空壓制進行真空熱壓接(溫度:150℃~180℃、真空度:1kpa、壓制壓力:4mpa、加壓時間:5分鐘)。然后,在大氣壓條件下,在140℃加熱2小時,在165℃加熱2小時,進而在190℃加熱2小時,得到帶有銅箔的固化環(huán)氧樹脂組合物。

<熱傳導率的測定>

將上述得到的帶有銅箔的固化環(huán)氧樹脂組合物的銅箔蝕刻除去,得到片狀固化環(huán)氧樹脂組合物。將所得到的固化環(huán)氧樹脂組合物切出10mm見方,通過石墨噴霧(graphitespray)進行黑化處理后,使用氙閃光法(netzsch公司制lfa447nanoflash)評價熱擴散率。根據該值、利用阿基米德法測定的密度與利用dsc(perkinelmer公司制dscpyris1)測定的比熱的積,求出固化環(huán)氧樹脂組合物的熱傳導率。將求出的熱傳導率的結果示于表1。

<玻璃化轉變溫度(tg)的測定>

將上述得到的帶有銅箔的固化環(huán)氧樹脂組合物的銅箔蝕刻除去,得到片狀固化環(huán)氧樹脂組合物。將所得到的固化環(huán)氧樹脂組合物切出30mm×5mm見方后,根據通過動態(tài)粘彈性測定(dma)(tainstruments公司制rsaiii)而得到的tanδ的峰求出tg。將求出的tg的結果示于表1。

<絕緣破壞電壓的測定>

將上述得到的帶有銅箔的固化環(huán)氧樹脂組合物的銅箔蝕刻除去,得到片狀固化環(huán)氧樹脂組合物,以大于或等于100mm見方的尺寸切出而得到試樣。使用yamayo試驗器(有)制yst-243-100rho,用直徑25mm的圓筒電極夾住上述試樣,在升壓速度500v/s、室溫、大氣中測定絕緣破壞電壓。進行5點以上的測定,求出其平均值和最低值。將求出的結果示于表1。

(實施例2)

將15.82質量份樹脂單體a、16.12質量份固化劑2、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計51.63質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:6.86質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與固化劑2的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(實施例3)

將18.48質量份樹脂單體a、10.81質量份固化劑3、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計54.29質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:9.52質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與固化劑3的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(實施例4)

將18.61質量份樹脂單體b、10.54質量份固化劑3、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計54.42質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:9.65質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體b與固化劑3的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(實施例5)

將18.49質量份樹脂單體a、10.78質量份固化劑3、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、2.65質量份reb122-4、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計42.37質量份有機溶劑(mek:35.82質量份、chn:6.55質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與固化劑3的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(比較例1)

將17.55質量份作為與通式(i)不同結構的環(huán)氧樹脂單體的yl6121h(三菱化學株式會社制)、12.65質量份固化劑3、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計53.36質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:8.59質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將yl6121h與固化劑3的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(比較例2)

將18.25質量份作為與通式(i)不同結構的環(huán)氧樹脂單體的1-(3-甲基-4-環(huán)氧乙烷基甲氧基苯基)-4-(4-環(huán)氧乙烷基甲氧基苯基)-1-環(huán)己烯(環(huán)氧當量:201,記載于日本專利第4619770號公報,以下簡稱為“樹脂單體c”)、11.26質量份固化劑3、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計54.06質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:9.29質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體c與固化劑3的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(比較例3)

將16.02質量份樹脂單體a、7.86質量份固化劑td-2131(苯酚酚醛清漆樹脂、dic株式會社制)、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計59.69質量份有機溶劑(mek:44.77質量份、chn:14.92質量份)混合,以包含有機溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與td-2131的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

(比較例4)

將18.96質量份樹脂單體a、4.92質量份鄰苯二酚、共計225.4質量份氧化鋁填料(aa-18:148.76質量份(66體積%)、aa-3:54.10質量份(24體積%)、aa-04:22.54質量份(10體積%))、0.19質量份tpp、0.24質量份kbm-573、以及共計59.69質量份溶劑(mek:44.77質量份、chn:14.92質量份)混合,以包含溶劑的環(huán)氧樹脂組合物的形式得到環(huán)氧樹脂清漆。

將樹脂單體a與鄰苯二酚的混合物的密度設為1.20g/cm3、以及氧化鋁填料的密度設為3.97g/cm3,計算氧化鋁填料相對于環(huán)氧樹脂單體、固化劑和氧化鋁填料的合計體積的比例,結果是74體積%。

除了使用上述得到的環(huán)氧樹脂清漆以外,與實施例1同樣地操作,制作半固化環(huán)氧樹脂組合物以及固化環(huán)氧樹脂組合物,與上述同樣地操作進行評價。

將其結果示于表1。

[表1]

由表1可知,將本發(fā)明的環(huán)氧樹脂組合物固化而得到的實施例1~5的固化環(huán)氧樹脂組合物與比較例1~4相比熱傳導性更優(yōu)異。此外可知,玻璃化轉變溫度高,耐熱性優(yōu)異。

日本專利申請2011-241668號、日本專利申請2012-090473號以及國際申請pct/jp2011/075345號的公開內容整體通過參照而引入本說明書中。

本說明書中記載的所有文獻、專利申請和技術標準,與具體且分別記載了各個文獻、專利申請和技術標準通過參照被引入的情況相同程度地通過參照而引入本說明書中。

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