JP2021091787A - 樹脂組成物、及び、熱伝導性シート - Google Patents
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Abstract
Description
このような放熱シートは、窒化ホウ素フィラーなどの無機フィラーを比較的多量に含有することから、放熱性を有する。
前記エポキシ樹脂は、下記式(1)で表されるテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂を含み、
前記硬化剤は、下記式(2)で表されるトリスフェノール型フェノール樹脂を含む。
前記エポキシ樹脂は、下記式(1)で表されるテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂を含み、
前記硬化剤は、下記式(2)で表されるトリスフェノール型フェノール樹脂を含む。
本実施形態に係る樹脂組成物は、最終的に硬化物を構成することとなる成分を含む。すなわち、本実施形態に係る樹脂組成物は、重合によって硬化樹脂となる重合性成分を含有する。
また、本実施形態に係る樹脂組成物は、硬化後の硬化物が良好な熱伝導性を有するように、無機フィラーを含有する。
なお、本実施形態に係る樹脂組成物は、プラスチック配合薬品として一般に用いられる添加剤を本発明の効果を損なわない範囲において含有してもよい。
また、前記硬化物における前記無機フィラーの含有割合が上記のような範囲内となり易くなるという観点から、本実施形態に係る樹脂組成物は、前記重合性成分100質量部に対して、前記無機フィラーを、30質量部以上90質量部以下含有することが好ましく、60質量部以上70質量部以下含有することがより好ましい。
下記式(1)で示されるテトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂としては、下記式(1’)で示される、3,3’,5,5’−テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂が挙げられる。
下記式(2)で表されるトリスフェノール型フェノール樹脂において、R1は、H(水素)であるか、あるいは、CnH2n+1で表され、かつ、nが1または2である炭化水素基(すなわち、メチル基またはエチル基)であることが好ましい。
上記のウィスカー状フィラーは、20℃における熱伝導率が比較的高い繊維状の高熱伝導性無機フィラーである。上記のウィスカー状フィラーは、通常、太さ2〜3μmを有し、かつ、長さ数10μm〜数1000μmを有する。
そのため、無機フィラーがウィスカー状フィラーを含む場合には、ウィスカー状フィラーとしては、20℃における熱伝導率が特に高い(170W/(m・K)以上)窒化アルミニウムウィスカーを用いることが好ましい。
これにより、本実施形態に係る樹脂組成物の硬化物の放熱性がより向上するようになると考えられる。
本実施形態に係る樹脂組成物の製造方法は、上記式(1)のエポキシ樹脂と、上記式(2)の硬化剤と、無機フィラーとを含有する原料を混練し、上記式(1)のエポキシ樹脂中に無機フィラーが分散されている樹脂組成物を調製する混練工程を含む。
無機フィラーは、窒化ホウ素フィラー(窒化ホウ素粒子)を含んでいることが好ましい。
また、無機フィラーは、複数の一次粒子が凝集した凝集粒子を含むことが好ましい。
また、無機フィラーがウィスカー状フィラーを含む場合、本実施形態に係る樹脂組成物の製造方法では、前記混練工程の前に、ウィスカー状フィラーを液状エポキシ樹脂中に分散させる予備混練工程を実施することが好ましい。
これにより、無機フィラーが凝集粒子を含む場合であっても、該凝集粒子の凝集状態を比較的維持しつつ、エポキシ樹脂中に無機フィラーを十分に分散させることができる。上記したように、凝集粒子を含むことにより、無機粒子間の間隔を小さくすることができるので、樹脂組成物中において、窒化アルミニウムウィスカーによる無機粒子間の放熱パスを形成し易くなる。その結果、樹脂組成物を硬化体としたときの放熱性をより向上させることができる。
本実施形態に係る熱伝導性シートは、上記した樹脂組成物で構成された樹脂層を備えている。そのため、本実施形態に係る熱伝導性シートは、放熱性が向上されたものとなる。
下記固体エポキシ樹脂、下記硬化剤、下記硬化促進剤、及び、下記無機粒子を混練することによって樹脂組成物を得た。
・固体エポキシ樹脂 : 下記式(1’)の3,3’,5,5’−テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂(YSLV−80XY、日鉄ケミカル&マテリアル社製)
・硬化剤 : 下記式(2’)のトリスフェノール型フェノール樹脂(Tris P−PHBA−S、本州化学社製)。R1はH(水素)である。
・硬化促進剤 : テトラフェニルホスホニウム テトラフェニルボレート(Tetraphenylphosphonium tetraphenylborate)(TPP−K(登録商標)、北興化学工業社製)
・無機粒子 : 窒化ホウ素フィラー(BNフィラー)
エポキシ樹脂及び硬化剤は、当量比1:1で樹脂組成物に含有させた。
また、硬化促進剤は、エポキシ樹脂と硬化剤との合計100質量部に対して0.01質量部で樹脂組成物に含有させた。
さらに、樹脂組成物の硬化後において該樹脂組成物の硬化物の固形分を100体積部としたときの無機フィラーの含有割合が59.0体積部となるように、無機フィラーを樹脂組成物に含有させた。
硬化剤として、R1がn=1のCH3(メチル基)であるトリスフェノール型フェノール樹脂(BIP−PHAP、旭有機材社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係る樹脂組成物を得た。
上記式(1)の固体エポキシ樹脂に代えてビスフェノールA型エポキシ樹脂(JER(登録商標)1009(三菱ケミカルホールディング製))を用い、上記式(2)のエポキシ樹脂の硬化剤に代えてノボラック型フェノール樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物を得た。
熱伝導度の測定にあたって、以下のようにして絶縁放熱シートを作製した。
まず、基材たる銅箔(面積:2500cm2)に、各例に係る樹脂組成物(厚み:約200μm)をそれぞれ塗工した。塗工方法としては、コーター方式、ロール トゥ ロールを採用し、乾燥条件としては、120℃で5分間とした。このようにして各例に係る樹脂組成物について樹脂シートをそれぞれ作製した。
次に、各例に係る樹脂シートのそれぞれについて、基材と接していない面同士が向かい合うように、2枚の同種の樹脂シートを重ね合わせて、温度100℃、圧力8Mpa、時間20分の条件で熱プレスし、金属箔を備えた絶縁放熱シート(絶縁層厚さ0.22±0.04mm)を作製した。
熱伝導度の値は、キセノンフラッシュアナライザー(NETZSCH社製、LFA−447型)を用いて上記熱拡散率測定試料について測定した熱拡散率の値に、JIS 7123:1987に準拠して熱流束DSCにて測定した比熱の値、及び、JIS K 7122:1999に準拠して水中置換法にて測定した密度の値を乗じて算出した。上記熱拡散率の値は、3個の測定試料について測定した熱拡散率の値を算術平均して求めた。また、上記熱拡散率の測定は、測定試料1個について5点行い、各測定試料について、最大値と最小値を除外した3点の値を算術平均したものを測定値とした。
このことから、特定の固体エポキシ樹脂(上記式(1’)の固体エポキシ樹脂)及び特定の硬化剤(上記式(2’)の硬化剤)を含む樹脂組成物によって得らえた硬化物の熱伝導度を顕著に向上できることが分かった。
Claims (4)
- 前記無機フィラーが、窒化ホウ素粒子を含む
請求項1に記載の樹脂組成物。 - 前記無機フィラーは、窒化ホウ素粒子を含む
請求項3に記載の熱伝導性シート。
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