JP6775735B2 - 樹脂シート及び樹脂シート硬化物 - Google Patents
樹脂シート及び樹脂シート硬化物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6775735B2 JP6775735B2 JP2018500969A JP2018500969A JP6775735B2 JP 6775735 B2 JP6775735 B2 JP 6775735B2 JP 2018500969 A JP2018500969 A JP 2018500969A JP 2018500969 A JP2018500969 A JP 2018500969A JP 6775735 B2 JP6775735 B2 JP 6775735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- epoxy resin
- resin sheet
- monomer
- resin
- oligomer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/14—Polycondensates modified by chemical after-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/14—Polycondensates modified by chemical after-treatment
- C08G59/1433—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds
- C08G59/1438—Polycondensates modified by chemical after-treatment with organic low-molecular-weight compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/20—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the epoxy compounds used
- C08G59/22—Di-epoxy compounds
- C08G59/24—Di-epoxy compounds carbocyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
- C08L61/12—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols with polyhydric phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/382—Boron-containing compounds and nitrogen
- C08K2003/385—Binary compounds of nitrogen with boron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
<1>エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である、樹脂シート。
<2>前記エポキシ樹脂オリゴマーは、メソゲン骨格を有するエポキシ樹脂モノマーと、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含む、<1>に記載の樹脂シート。
<3>前記エポキシ樹脂オリゴマーは、下記一般式(1)で表される化合物と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含む、<1>又は<2>に記載の樹脂シート。
<4>前記2価フェノール化合物がヒドロキノンを含む、<2>又は<3>に記載の樹脂シート。
<5>前記エポキシ樹脂モノマーは、分子中にメソゲン骨格と2個のエポキシ基を有する化合物を含む、<1>〜<4>のいずれか1項に記載の樹脂シート。
<6>前記エポキシ樹脂モノマーは、下記一般式(1)で表される化合物及びビフェニル型エポキシ樹脂モノマーからなる群より選択される少なくとも1種を含む、<1>〜<5>のいずれか1項に記載の樹脂シート。
<7>前記硬化剤は、ジヒドロキシベンゼンノボラック樹脂を含む、<1>〜<6>のいずれか一項に記載の樹脂シート。
<8>前記エポキシ樹脂オリゴマーの数平均分子量は600〜2300である、<1>〜<7>のいずれか1項に記載の樹脂シート。
<9>平均厚さが0.2mm〜3mmである、<1>〜<8>のいずれか1項に記載の樹脂シート。
<10><1>〜<9>のいずれか1項に記載の樹脂シートの硬化物である、樹脂シート硬化物。
<11>CuKα線を用いたX線回折法による測定において、回折角2θ=3.0°〜3.5°の範囲に回折ピークを有する、<10>に記載の樹脂シート硬化物。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本実施形態の樹脂シートは、エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーとを含み、前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である。
また、この樹脂シートを硬化して得られる樹脂シート硬化物は、熱伝導性及び絶縁性に優れることが判った。本明細書における「樹脂シートの平均厚さ」は単層(複数の樹脂層の積層体ではない)の厚みを意味する。平均厚さは、9点測定を行ったときの数平均値を意味する。
図2は複数の層が積層した樹脂シート硬化物の断面の一例を示す模式図である。図1と同様に、樹脂シート3は、窒化ホウ素フィラー1が樹脂マトリックス2(エポキシ樹脂硬化物とアルミナフィラーの混合相)中に分散した構造を有している。さらに、樹脂シート3の間に界面5が形成されている。樹脂シートの界面5付近では、窒化ホウ素1が配向して樹脂シート3の厚さ方向の垂直に向いた状態になっており、これが熱の伝導を妨げる要因となっていると考えられる。
図3は、本実施形態の樹脂シート硬化物の断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真の一例である。図1と同様に、樹脂シート3は、樹脂シート3は、窒化ホウ素フィラー10が樹脂マトリックス11中に分散した構造を有している。
図4は、複数の層が積層した樹脂シート硬化物の断面のSEM写真の一例である。樹脂シート3は、アルミナフィラー10と窒化ホウ素フィラー13が樹脂マトリックス12中に分散した構造を有している。さらに、樹脂シート3の間に界面12が形成されている。この界面に沿って、窒化ホウ素フィラーの粒子が押しつぶされるように変形している。
本実施形態の樹脂シートは、エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂を含む。本明細書において「エポキシ樹脂オリゴマー」とは、エポキシ樹脂モノマーの多量体(2量体を含む)であって、未反応のエポキシ基を有し、GPC測定による分子量が600以上6000以下である化合物を意味する。
分子構造中にメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂は、硬化して樹脂マトリックスを形成した際に高次構造を形成し易く、硬化物を作製した場合により高い熱伝導率を達成できる傾向にある。ここで、高次構造とは、その構成要素が規則的な配列をしている状態のことであり、例えば、結晶相及び液晶相が相当する。このような高次構造が存在しているか否かは、偏光顕微鏡での観察によって容易に判断することが可能である。すなわち、クロスニコル状態での観察において、偏光解消による干渉模様が見られる場合は高次構造(周期構造ともいう)が存在していると判断できる。また、結晶構造又は液晶構造が存在すると樹脂の貯蔵弾性率の温度に対する変化が小さくなるので、この貯蔵弾性率の温度に対する変化を測定することにより、結晶構造又は液晶構造の存在を間接的に確認できる。
本実施形態の樹脂シートは、エポキシ樹脂としてエポキシ樹脂オリゴマーを含む。エポキシ樹脂オリゴマーは1種のみでも、2種以上であってもよい。
本実施形態の樹脂シートは、エポキシ樹脂モノマーを含む。本実施形態の樹脂シートは、エポキシ樹脂としてエポキシ樹脂オリゴマーとエポキシ樹脂モノマーの双方を含むことで、エポキシ樹脂がエポキシ樹脂オリゴマーのみを含む場合よりも成形性が良好である。エポキシ樹脂モノマーは1種のみであっても、2種以上であってもよい。
本実施形態の樹脂シートは、無機フィラーを含む。無機フィラーを含むことにより、高熱伝導性と高絶縁性を達成することができる。無機フィラーの種類は特に制限されず、窒化ホウ素,アルミナ、窒化アルミニウム、シリカ、マイカ、酸化マグネシウム、窒化ケイ素、水酸化アルミニウム、硫酸バリウムが挙げられる。熱伝導性及び電気絶縁性の観点からは、窒化ホウ素、アルミナ及び窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
無機フィラーの含有率(体積%)={(Ew/Ed)/((Aw/Ad)+(Bw/Bd)+(Cw/Cd)+(Dw/Dd)+(Ew/Ed)+(Fw/Fd))}×100
Aw:エポキシ樹脂の質量組成比(質量%)
Bw:硬化剤の質量組成比(質量%)
Cw:シランカップリング剤(任意成分)の質量組成比(質量%)
Dw:硬化促進剤(任意成分)の質量組成比(質量%)
Ew:無機フィラーの質量組成比(質量%)
Fw:その他の成分(任意成分)の質量組成比(質量%)
Ad:エポキシ樹脂の比重
Bd:硬化剤の比重
Cd:シランカップリング剤(任意成分)の比重
Dd:硬化促進剤(任意成分)の比重
Ed:無機フィラーの比重
Fd:その他の成分(任意成分)の比重
本発明における樹脂シートは、硬化剤を含む。硬化剤は、樹脂シートに含まれるエポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーと反応しうるものであれば特に制限されない。例えば、耐熱性向上の観点からは、フェノール硬化剤が好ましい。フェノール硬化剤としては、例えば、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン等の3官能のフェノール化合物が挙げられる。また、これらの低分子のフェノール化合物をメチレン鎖等で連結してノボラック化したフェノールノボラック樹脂を硬化剤として用いることもできる。
本実施形態の樹脂シートは、硬化促進剤を含んでもよい。硬化促進剤の種類は特に限定されず、反応速度、反応温度、保管性等の観点から適切なものを選択することができる。硬化促進剤の具体例としては、例えば、エポキシ樹脂オリゴマーの合成に使用しうる反応触媒として例示した化合物が挙げられる。
本実施形態の樹脂シートは、シランカップリング剤を含んでもよい。シランカップリング剤を含むことで、無機フィラーの表面とその周りを取り囲むエポキシ樹脂との間の相互作用が生じ、流動性及び熱伝導性が向上する傾向にある。また、樹脂シート中への水分の浸入が抑制されて絶縁信頼性が向上する傾向にある。
シランカップリング剤の被覆率={シランカップリング剤の最小被覆面積(m2/g)×シランカップリング剤の使用量(g)}/{無機フィラーの比表面積(m2/g)×無機フィラーの使用量(g)}
また、上式におけるシランカップリング剤の最小被覆面積は、次式により算出される。
シランカップリング剤の最小被覆面積(m2/g)={アボガドロ定数(6.02×1023)(mol−1)×シランカップリング剤1分子当たりの被覆面積(13×10−20)(m2)}/シランカップリング剤の分子量(g/mol)
本実施形態の樹脂シートは、必要に応じて、応力緩和材、補強材等を含んでもよい。応力緩和材としては、ゴム(ブチルゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴム(NBR)、シリコーンゴム等)の粒子などが挙げられる。補強材としては、グラスファイバー、カーボンファイバー等の無機繊維などが挙げられる。
本実施形態の樹脂シートの作製方法は、特に制限されない。一般的な手法としては、所定の配合量の成分をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、押出機等によって溶融混練し、冷却及び粉砕してペレットを作製し、これを型枠等に入れてプレス成形するか、二軸成形機に投入して押出成形し、必要であれば延伸して厚さを制御する方法が挙げられる。
ペレットの作製は、例えば、所定量の成分を充分に撹拌及び混合し、予め60℃〜120℃に加熱してあるニーダー、ロール、エクストルーダー等で混練し、冷却し、粉砕することで作製できる。 ペレットの成形は、例えば、成形条件に合うような寸法及び質量でタブレット化し、圧縮成形又はトランスファー成形を行って、半硬化状態でシート化してもよい。
本実施形態の樹脂シート硬化物は、上述した樹脂シートの硬化物である。
〔測定条件〕
使用装置:薄膜構造評価用X線回折装置ATX−G(株式会社リガク)
X線種類:CuKα
走査モード:2θ/ω
出力:50kV、300mA
S1スリット:幅0.2mm、高さ:10mm
S2スリット:幅0.2mm、高さ:10mm
RSスリット:幅0.2mm、高さ:10mm
測定範囲:2θ=2.0°〜4.5°
サンプリング幅:0.01°
・原料のエポキシ樹脂モノマー
trans−4−{4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル=4−(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゾエート(住友化学株式会社、下記構造、特許第5471975号公報参照、エポキシ当量:212g/eq)
ヒドロキノン(水酸基当量:55g/eq、和光純薬工業株式会社)
・合成溶媒
シクロヘキサノン(沸点:156℃、和光純薬工業株式会社)
・反応触媒
トリフェニルホスフィン(分子量:262、北興化学工業株式会社)
エポキシ樹脂反応物1として、エポキシ樹脂モノマーのエポキシ基の当量数(Ep)と特定2価フェノール化合物のフェノール性水酸基の当量数(Ph)との比率(Ep/Ph)を100:7として反応させた。
具体的には、500mLの三口フラスコに、原料のエポキシ樹脂モノマーを50g(0.118mol)量り取り、そこに合成溶媒を80g添加した。三口フラスコに冷却管及び窒素導入管を設置し、溶媒に漬かるように撹拌羽を取り付けた。この三口フラスコを160℃のオイルバスに浸漬し、撹拌を開始した。数分後、原料のエポキシ樹脂モノマーが溶解して透明な溶液になったことを確認した後に、特定2価フェノール化合物を0.91g(0.0083mol)フラスコに添加し、さらに反応触媒を0.5g添加し、160℃のオイルバス温度で加熱した。5時間加熱を継続した後に、反応溶液から合成溶媒を減圧留去し、残渣を室温まで冷却することにより、エポキシ樹脂反応物1を得た。なお、このエポキシ樹脂反応物1には、反応により生成したエポキシ樹脂オリゴマーと、未反応のエポキシ樹脂モノマーと、合成溶媒の一部とが含まれている。
エポキシ樹脂反応物2として、エポキシ樹脂モノマーのエポキシ基の当量数(Ep)と特定2価フェノール化合物のフェノール性水酸基の当量数(Ph)との比率(Ep/Ph)を100:15として反応させた。
具体的には、特定2価フェノール化合物の添加量を1.95g(0.0176mol)に変更した以外は、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂反応物2を得た。
エポキシ樹脂反応物2の数平均分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したところ、合成により新たに生成したオリゴマー成分の数平均分子量は1520g/molであり、未反応のエポキシ樹脂モノマーを含む範囲の数平均分子量は583g/molであった。エポキシ樹脂反応物2のエポキシ当量を過塩素酸滴定法により測定したところ、263g/eqであった。
表1に示す材料を、表1に示す配合比(質量部)でビーカー中で予備混合し、混練温度60℃〜90℃、混練時間2分間の条件でニーダーにて混練した後、冷却及び粉砕することにより、樹脂組成物のペレットを得た。次いで、50mm×50mmの型枠にペレットを敷き詰め、プレス温度:120℃、成形圧力:15MPa、プレス時間:2分間で成形することで、半硬化状態の樹脂シート(Bステージシート)を作製した。この樹脂シートを35μm厚さのPETシート2枚で挟み、プレス温度:180℃、成形圧力:8MPa、プレス時間:120分間で硬化させた。
なお、実施例1〜実施例3の樹脂シートは高さが500μmの型枠を用いて成形し、実施例4は高さが200μmの型枠を用いて成形し、実施例5は高さが2000μmの型枠を用いて成形した。
表1に示す材料を、表1に示す配合比(質量部)でビーカー中で予備混合し、混練温度60℃〜90℃、混練時間2分間の条件でニーダーにて混練した後、冷却及び粉砕することにより、樹脂組成物のペレットを得た。次いで、50mm×50mmの型枠にペレットを敷き詰め、プレス温度:120℃、成形圧力:15MPa、プレス時間:2分間で成形することで、半硬化状態の樹脂シート(Bステージシート)を作製した。この樹脂シートを35μm厚さのPETシート2枚で挟み、プレス温度:180℃、成形圧力:8MPa、プレス時間:120分間で硬化させた。
なお、比較例1、3、6、7の樹脂シートは高さが500μmの型枠を用いて成形し、比較例4は高さが100μmの型枠を用いて成形し、比較例5は高さが4000μmの型枠を用いて成形した。
表1に示す材料を、表1に示す配合比(質量部)でポリ瓶中で予備混合し、自公転ミキサ(型番:ARE−500、株式会社シンキー)を用いて回転数1000回転/分(rpm)にて5分間混合し、樹脂シート用塗工液を得た。
上記で得られたBステージシートの両面からPETフィルムを剥離し、35μm厚のPETシート2枚で挟んだ後、プレス処理を行った。プレス処理条件は、熱板温度:150℃、真空度:10kPa以下、圧力:15MPa、処理時間:10分とした。更にボックス型オーブン中で、140℃で2時間、165℃で2時間、190℃で2時間の順に加熱処理を行い、比較例2の樹脂シート硬化物を得た。
(Bステージ揮発分)
実施例及び比較例で作製した樹脂シート(Bステージシート)の質量を測定し、次いで180℃で30分間加熱した後の質量を測定した。加熱前の質量から加熱後の質量を差し引き,加熱前の質量で割った値の百分率を、Bステージ揮発分(質量%)とした。
実施例及び比較例で作製した樹脂シート(硬化後)を10mm角の正方形に切断し、グラファイトスプレーにより黒化処理し、熱拡散率測定装置(NETZSCH社、Nanoflash LFA467型)を用いて熱拡散率を測定した。測定条件は、測定温度:25±1℃、測定電圧:270V、Amplitude:5000及びパルス幅:0.06msとした。上記で測定された熱拡散率と、アルキメデス法で測定した密度、DSC(示差熱量計)により測定した比熱の積から熱伝導率(W/(m・K))を算出した。結果を密度の測定値とともに表1に示す。
実施例及び比較例で作製した樹脂シート(硬化後)を、50mm角の板状電極と、直径20mmの丸形電極とで挟み、フッ素系不活性液体(フロリナート FC−40、3M社)中で絶縁破壊電圧を測定した。測定条件は、4kVから測定をスタートし、0.5kV毎にステップ昇圧し、各電圧にて30秒保持し、保持した際の電流値が20mAを超えたときの電圧を絶縁破壊電圧(kVrms)とした。結果を表1に示す。
実施例及び比較例で作製した樹脂シート(硬化後)の厚さをマイクロメータ(株式会社ミツトヨ)にて9点測定を行い、この平均厚さ(μm)を厚さとした。結果を表1に示す。
CuKα線を用いたX線回折法により樹脂シート(硬化後)中のスメクチック構造の有無を分析したところ、いずれの実施例及び比較例でも回折角2θ=3.0°〜3.5°の範囲に回折ピークを有していた。これにより、スメクチック構造が形成されていることが確認された。
・反応物1:上記で作製したエポキシ樹脂反応物1
・反応物2:上記で作製したエポキシ樹脂反応物2
・モノマー1:trans−4−{4−(2,3−エポキシプロポキシ)フェニル}シクロヘキシル=4−(2,3−エポキシプロポキシ)ベンゾエート、住友化学株式会社、特許第5471975号公報参照、エポキシ当量:212g/eq
・モノマー2:下式中、Rが水素原子である化合物とRがメチル基である化合物とが約1:1の質量比で混合された混合物、三菱化学株式会社、YL6121H、エポキシ樹脂当量:171g/eq
・窒化ホウ素:HP40MF100、水島合金鉄株式会社、体積平均粒径:42μm
・アルミナ1:AX3−32、新日鉄住金マテリアルズ株式会社 マイクロンカンパニー、体積平均粒径:5μm
・アルミナ2:名称:LS235、日本軽金属株式会社、体積平均粒径:0.5μm
(硬化剤)
・フェノールノボラック樹脂:A−4SM、日立化成株式会社
(硬化促進剤)
・トリフェニルホスフィン(TPP):北興化学工業株式会社
(シランカップリング剤)
N−フェニル−3−アミノプロピルフェニルトリメトキシシラン:KBM−573、信越化学工業株式会社、分子量:255g/mol)
(溶媒)
シクロヘキサノン
表1の結果より、エポキシ樹脂としてメソゲン骨格を有するエポキシ樹脂オリゴマーを含む反応物を用いた実施例1〜実施例5では、Bステージシート及び硬化後の外観が良好であり、無溶媒での成形性に優れていた。また、熱伝導率及び絶縁破壊電圧において良好な結果が得られた。
Claims (16)
- エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーの含有率は前記エポキシ樹脂全体の3質量%〜50質量%であり、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である、樹脂シート。 - 前記エポキシ樹脂オリゴマーは、メソゲン骨格を有するエポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含む、請求項1に記載の樹脂シート。
- 前記エポキシ樹脂オリゴマーは、下記一般式(1)で表される化合物の2分子と1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含む、請求項1又は請求項2に記載の樹脂シート。
一般式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。 - 前記2価フェノール化合物がヒドロキノンを含む、請求項2又は請求項3に記載の樹脂シート。
- 前記エポキシ樹脂モノマーは、分子中にメソゲン骨格と2個のエポキシ基を有する化合物を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の樹脂シート。
- 前記エポキシ樹脂モノマーは、下記一般式(1)で表される化合物及びビフェニル型エポキシ樹脂モノマーからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の樹脂シート。
一般式(1)中、R1〜R4はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。 - 前記硬化剤は、ジヒドロキシベンゼンノボラック樹脂を含む、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の樹脂シート。
- 前記エポキシ樹脂オリゴマーの数平均分子量は600〜2300である、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の樹脂シート。
- 平均厚さが0.2mm〜3mmである、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の樹脂シート。
- 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載の樹脂シートの硬化物である、樹脂シート硬化物。
- CuKα線を用いたX線回折法による測定において、回折角2θ=3.0°〜3.5°の範囲に回折ピークを有する、請求項10に記載の樹脂シート硬化物。
- エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、下記一般式(1)で表される前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である、樹脂シート。
一般式(1)中、R 1 〜R 4 はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。 - エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂モノマーは、下記一般式(1)で表される化合物及びビフェニル型エポキシ樹脂モノマーからなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である、樹脂シート。
一般式(1)中、R 1 〜R 4 はそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表す。 - エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満であり、
前記硬化剤は、ジヒドロキシベンゼンノボラック樹脂を含む、樹脂シート。 - エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満であり、
前記エポキシ樹脂オリゴマーの数平均分子量は600〜2300である、樹脂シート。 - エポキシ樹脂オリゴマー及びエポキシ樹脂モノマーを含むエポキシ樹脂と、硬化剤と、無機フィラーと、を含み、
前記エポキシ樹脂オリゴマーは、前記エポキシ樹脂モノマーの2分子と、1個のベンゼン環に2個の水酸基が結合した構造を有する2価フェノール化合物との反応物を含み、
前記無機フィラーの含有率が30体積%を超え80体積%未満である樹脂シートの硬化物であり、CuKα線を用いたX線回折法による測定において、回折角2θ=3.0°〜3.5°の範囲に回折ピークを有する、樹脂シート硬化物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016034889 | 2016-02-25 | ||
| JP2016034889 | 2016-02-25 | ||
| PCT/JP2016/074881 WO2017145412A1 (ja) | 2016-02-25 | 2016-08-25 | 樹脂シート及び樹脂シート硬化物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2017145412A1 JPWO2017145412A1 (ja) | 2018-12-20 |
| JP6775735B2 true JP6775735B2 (ja) | 2020-10-28 |
Family
ID=59685066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018500969A Active JP6775735B2 (ja) | 2016-02-25 | 2016-08-25 | 樹脂シート及び樹脂シート硬化物 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10988585B2 (ja) |
| EP (1) | EP3418324B1 (ja) |
| JP (1) | JP6775735B2 (ja) |
| CN (1) | CN108699262B (ja) |
| TW (1) | TWI728057B (ja) |
| WO (1) | WO2017145412A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018168556A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2020-01-16 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7124288B2 (ja) * | 2017-09-29 | 2022-08-24 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | エポキシ樹脂シート、エポキシ樹脂シートの製造方法、絶縁体の製造方法及び電気機器の製造方法 |
| JP7095732B2 (ja) * | 2018-02-22 | 2022-07-05 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及びその製造方法、複合材料、絶縁部材、電子機器、構造材料並びに移動体 |
| WO2020195496A1 (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 富士フイルム株式会社 | 組成物、熱伝導材料 |
| CN110591290B (zh) * | 2019-09-27 | 2021-11-12 | 东华大学 | 一种无机颗粒填充反向切割式防刺割热固性树脂片及其制备方法与应用 |
| CN115141460B (zh) * | 2021-03-30 | 2023-09-01 | 太阳油墨(苏州)有限公司 | 热固性树脂组合物、固化物以及电子部件 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002094905A1 (en) | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Hitachi, Ltd. | Cured thermosetting resin product |
| JP5320384B2 (ja) * | 2008-03-03 | 2013-10-23 | 新日鉄住金化学株式会社 | 変性エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物及び硬化物 |
| JP5019272B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2012-09-05 | Tdk株式会社 | エポキシプレポリマー、並びに、これを用いたエポキシ樹脂組成物、硬化物、半硬化物、プリプレグ及び複合基板 |
| JP5603858B2 (ja) | 2009-04-10 | 2014-10-08 | ポリマテック・ジャパン株式会社 | 熱伝導性塊状接着剤及び熱伝導性接着シート並びにそれらの製造方法 |
| CN102482242B (zh) * | 2009-09-03 | 2014-07-16 | 住友化学株式会社 | 二环氧化合物、其制造方法和含有该二环氧化合物的组合物 |
| US20120251830A1 (en) | 2009-09-29 | 2012-10-04 | Hitachi Chemical Company, Ltd | Resin composition, resin sheet, and cured resin material and method for producing the same |
| KR101958506B1 (ko) | 2011-11-02 | 2019-03-14 | 히타치가세이가부시끼가이샤 | 수지 조성물, 및 그것을 이용한 수지 시트, 프리프레그, 적층판, 금속 기판, 프린트 배선판 및 파워 반도체 장치 |
| JP6123277B2 (ja) * | 2011-12-28 | 2017-05-10 | 日立化成株式会社 | 樹脂組成物、樹脂組成物シート及び樹脂組成物シートの製造方法、金属箔付樹脂組成物シート、bステージシート、半硬化の金属箔付樹脂組成物シート、メタルベース配線板材料、メタルベース配線板、led光源部材、並びにパワー半導体装置 |
| JP6102082B2 (ja) * | 2012-04-26 | 2017-03-29 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、積層板、金属基板、及びプリント配線板 |
| JP6311263B2 (ja) | 2013-10-10 | 2018-04-18 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、接着シート及び半導体装置 |
| JPWO2016098709A1 (ja) | 2014-12-15 | 2017-09-28 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、積層板、エポキシ樹脂組成物の製造方法、及び硬化体 |
| JP6503725B2 (ja) | 2014-12-15 | 2019-04-24 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、半硬化エポキシ樹脂組成物、硬化エポキシ樹脂組成物及び金属基板 |
| CN107108856B (zh) | 2014-12-26 | 2022-05-31 | 昭和电工材料株式会社 | 环氧树脂、环氧树脂组合物、含有无机填料的环氧树脂组合物、树脂片、固化物以及环氧化合物 |
-
2016
- 2016-08-25 CN CN201680082736.5A patent/CN108699262B/zh active Active
- 2016-08-25 JP JP2018500969A patent/JP6775735B2/ja active Active
- 2016-08-25 EP EP16891569.2A patent/EP3418324B1/en active Active
- 2016-08-25 US US16/079,739 patent/US10988585B2/en active Active
- 2016-08-25 WO PCT/JP2016/074881 patent/WO2017145412A1/ja not_active Ceased
-
2017
- 2017-02-23 TW TW106106057A patent/TWI728057B/zh active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2018168556A1 (ja) * | 2017-03-15 | 2020-01-16 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、エポキシ樹脂硬化物及び複合材料 |
| US11466119B2 (en) | 2017-03-15 | 2022-10-11 | Showa Denko Materials Co., Ltd. | Epoxy resin, epoxy resin composition, epoxy resin cured product, and composite material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3418324A1 (en) | 2018-12-26 |
| CN108699262B (zh) | 2021-10-12 |
| US10988585B2 (en) | 2021-04-27 |
| TW201800454A (zh) | 2018-01-01 |
| CN108699262A (zh) | 2018-10-23 |
| US20200223994A1 (en) | 2020-07-16 |
| EP3418324B1 (en) | 2023-03-01 |
| JPWO2017145412A1 (ja) | 2018-12-20 |
| WO2017145412A1 (ja) | 2017-08-31 |
| TWI728057B (zh) | 2021-05-21 |
| EP3418324A4 (en) | 2019-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11208525B2 (en) | Epoxy resin, epoxy resin composition, inorganic filler-containing epoxy resin composition, resin sheet, cured product, and epoxy compound | |
| JP6775735B2 (ja) | 樹脂シート及び樹脂シート硬化物 | |
| TWI585147B (zh) | 樹脂組成物、樹脂片、附有金屬箔的樹脂片、樹脂硬化物片、結構體以及動力用或光源用半導體元件 | |
| JP6988091B2 (ja) | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置 | |
| JP2016138194A (ja) | 樹脂組成物、樹脂シート及び樹脂シート硬化物 | |
| CN109312053B (zh) | 树脂组合物以及层叠体的制造方法 | |
| JP7024777B2 (ja) | エポキシポリマー、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、bステージシート、硬化物、cステージシート、樹脂付金属箔、金属基板及びエポキシ樹脂の製造方法 | |
| TW201831329A (zh) | 積層體的製造方法(一) | |
| JP2018162366A (ja) | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、bステージシート、cステージシート、硬化物、樹脂付金属箔及び金属基板 | |
| JP2019064089A (ja) | エポキシ樹脂シート、エポキシ樹脂シートの製造方法、絶縁体の製造方法及び電気機器の製造方法 | |
| JP2018002809A (ja) | エポキシ樹脂組成物、成形材前駆体、及び成形材 | |
| TW201922909A (zh) | 帶保護材的厚銅電路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180824 |
|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A801 Effective date: 20180824 |
|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20180824 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190611 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190805 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200128 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200323 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200901 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200914 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6775735 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |