Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7815919B2 - Laminated structure and method for manufacturing the same - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7815919B2 - Laminated structure and method for manufacturing the same - Google Patents

Laminated structure and method for manufacturing the same

Info

Publication number
JP7815919B2
JP7815919B2 JP2022050654A JP2022050654A JP7815919B2 JP 7815919 B2 JP7815919 B2 JP 7815919B2 JP 2022050654 A JP2022050654 A JP 2022050654A JP 2022050654 A JP2022050654 A JP 2022050654A JP 7815919 B2 JP7815919 B2 JP 7815919B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating layer
resin
laminated
sheet
conductive layer
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
Application number
JP2022050654A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022151865A (en
Inventor
俊行 田中
敏行 澤村
裕也 古賀
朗 渡邉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Publication of JP2022151865A publication Critical patent/JP2022151865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7815919B2 publication Critical patent/JP7815919B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

本発明はパワーデバイスの基板として有用な、積層構造体に関する。 The present invention relates to a laminated structure useful as a substrate for power devices.

近年、電気電子機器の高性能化及び小型化が急速に進行している。これに伴い、電気素子の発熱量が大きくなっている。そのため、パワーデバイスを搭載する金属ベースの回路基板には、絶縁性と共に、優れた放熱性が要求されている。 In recent years, electrical and electronic devices have rapidly become more powerful and smaller. This has led to an increase in the amount of heat generated by electrical elements. Therefore, metal-based circuit boards that mount power devices are required to have excellent heat dissipation capabilities in addition to insulation properties.

パワーデバイスに用いられる基板の例としては、金属基板などの熱伝導体上にセラミックなどの絶縁層を設け、その上に銅などの金属箔からなる電極回路を設けた基板が用いられている(例えば、特許文献1や特許文献2等)。 An example of a substrate used in a power device is one that has an insulating layer such as ceramic on a thermal conductor such as a metal substrate, and an electrode circuit made of metal foil such as copper on top of that (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

一方、グリーンシートの形成方法において、グリーンシート上に導電パターンを銅ペーストで形成する方法が用いられている(特許文献4及び5)。 On the other hand, a method for forming a green sheet involves forming a conductive pattern on the green sheet using copper paste (Patent Documents 4 and 5).

特開2017-64661号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-64661 特開2016-106395号公報JP 2016-106395 A 国際公開第98/24122号WO 98/24122 特開昭61-208889号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-208889 特開平06-104552号公報Japanese Patent Application Publication No. 06-104552

上記特許文献で開示された方法で製造されたパワーデバイス基板の電極回路は、エッチングによってパターニングされることが一般的であり、そのため導電体としては200μm以下の薄い金属箔が用いられ、大電流が流れるようなパワー半導体等の回路に使用する際にはその配線抵抗が問題となっていた。また、導電体に銅箔を用いた場合、エッチング時には絶縁層上に銅イオンが残存する。このように銅イオンが残存する場合、銅イオンが絶縁層に移動することで絶縁層の絶縁性が低下するという問題がある。 The electrode circuits of power device substrates manufactured using the methods disclosed in the above patent documents are generally patterned by etching. As a result, thin metal foils of 200 μm or less are used as conductors, and wiring resistance has been a problem when used in circuits such as power semiconductors through which large currents flow. Furthermore, when copper foil is used as the conductor, copper ions remain on the insulating layer during etching. When copper ions remain, they migrate to the insulating layer, causing a problem of reduced insulating properties of the insulating layer.

一方で、エッチングをすることなくパターニングされた電極を設けるためには、予めパターニングされた電極を絶縁層上に配置し、プレスして絶縁層と接着する方法が考えられる。しかしながら、予めパターニングされた電極部分をプレスする場合、絶縁層のうち電極が積層してしない箇所はプレス圧力がかからず、絶縁層の一部に凹みが生じることがある。また、放熱フィラーを含有させた樹脂絶縁層の場合には、プレス圧力がかからない箇所にボイドが残る場合があり、放熱性に問題を生じる場合がある。
更に、電極を絶縁層上に配置し、モールド樹脂でモールドする電極回路の製造方法がある(特許文献3参照)。この場合は、モジュールごとに金型を要するためコストを要するという問題点や、回路が大きい場合には金型も大きくなりコストを要する上に基板との線膨張差によりひび割れが生じやすいなどの問題点があった。
On the other hand, to provide patterned electrodes without etching, a method is conceivable in which a pre-patterned electrode is placed on an insulating layer and then pressed to bond it to the insulating layer. However, when pressing the pre-patterned electrode portion, the pressing pressure is not applied to the areas of the insulating layer where the electrode is not laminated, which can result in depressions in part of the insulating layer. Furthermore, in the case of a resin insulating layer containing a heat-dissipating filler, voids can remain in the areas where the pressing pressure is not applied, which can cause problems with heat dissipation.
Furthermore, there is a method for manufacturing an electrode circuit in which electrodes are disposed on an insulating layer and then molded with molding resin (see Patent Document 3). In this case, there are problems such as the need for a mold for each module, which is costly, and when the circuit is large, the mold also becomes large, which is costly, and cracks are likely to occur due to the difference in linear expansion between the circuit and the substrate.

また、グリーンシート上に導電パターンを銅ペーストで形成する方法では、焼成時に歪みやボイドが生じることがあり、また銅ペーストから得られた導電層はボイドを含むため導電性や熱伝導性が不十分となるなどの問題点があった。
本発明は、絶縁層の絶縁性が低下することなく、かつ絶縁層内のボイドを低減させた絶縁層と、一定以上の厚みの銅板を用いることにより導電性と熱伝導性を兼ね備えた導電層を備えた、積層構造体を提供する。
Furthermore, the method of forming a conductive pattern on a green sheet using copper paste can result in distortion or voids during firing, and the conductive layer obtained from the copper paste contains voids, resulting in insufficient electrical and thermal conductivity.
The present invention provides a laminated structure comprising an insulating layer in which the insulating properties of the insulating layer are not reduced and voids within the insulating layer are reduced, and a conductive layer that combines electrical conductivity and thermal conductivity by using a copper plate having a certain thickness or more.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討をした結果、すでにパターニングされた厚さ100μm以上の銅板からなる電極を絶縁層上に配置した後、特定の方法でプレスするなどの方法により、上記課題を解決できる積層構造体を得られることを見出した。
本発明は、以下の要旨を含む。
As a result of intensive research into solving the above-mentioned problems, the inventors have found that a laminated structure that can solve the above-mentioned problems can be obtained by placing an electrode made of a copper plate that has already been patterned and has a thickness of 100 μm or more on an insulating layer, and then pressing it using a specific method.
The present invention includes the following aspects.

[1]熱伝導率が10W/m・K以上の熱伝導体と、
前記熱伝導体の少なくとも一方の面に積層された絶縁層と、
前記絶縁層の前記熱伝導体が積層された面とは反対の面に配置された、導電層と、を備えた積層構造体であって、
前記絶縁層と前記導電層との積層面は、絶縁層と導電層が積層した積層部と導電層が存在しない空白部とが存在し、
前記絶縁層と前記導電層との積層面において、前記積層部と前記空白部とが同一平面上に存在し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板であり、
かつ、絶縁層表面の前記空白部の銅濃度が10,000ppm以下である、積層構造体。
[2]熱伝導率が10W/m・K以上の熱伝導体と、
前記熱伝導体の少なくとも一方の面に積層された絶縁層と、
前記絶縁層の前記熱伝導体が積層された面とは反対の面に配置された、パターニングされた導電層と、を備えた積層構造体であって、
前記絶縁層と前記導電層との積層面は、絶縁層と導電層が積層した積層部と導電層が存在しない空白部が存在し、
前記絶縁層と前記導電層との積層面において、前記積層部と前記空白部とが同一平面上に存在し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板であり、
かつ、前記空白部と積層部との境界部分において、導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度が90°±10°である、積層構造体。
[3]前記絶縁層は、マトリックス樹脂に窒化ホウ素凝集粒子が含有された樹脂シートである、[1]または[2]に記載の積層構造体。
[4][1]~[3]のいずれか1に記載の積層構造体の製造方法であって、
前記絶縁層が、無機フィラー、熱硬化性樹脂及び熱硬化性触媒を含有する樹脂組成物を用いて得られる樹脂シートであり、
該無機フィラーは凝集無機フィラーを含み、
該熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含み、
該熱硬化性触媒の融点が120℃以上であり、
下記(a)工程及び(b)工程を有するものである、積層構造体の製造方法。
(a)樹脂組成物を用いてシートを形成する工程
(b)(a)工程で得られたシートを、95℃以下で加熱し、シートの反応率を50%以上とする工程
なお、シートの反応率は以下により求められる。
(反応率)
示差走査熱量測定(DSC)により40℃から250℃まで10℃/minで昇温した際に得られる発熱ピークの発熱量から下記式により算出する。
反応率(%)=(1-((b)工程後の発熱量/(a)工程後の発熱量))×100
[5]前記樹脂組成物の樹脂成分に対して前記熱硬化性触媒を5質量%以下含むものである、[4]に記載の積層構造体の製造方法。
ここで樹脂成分とは前記樹脂組成物から無機フィラーと溶剤を含む場合は溶剤を除いた成分である。
[6]前記熱硬化性触媒が、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物及び/又はジシアンジアミドを含むものである、[4]または[5]に記載の積層構造体の製造方法。
[7]前記(b)工程において、シートの加熱時間が5時間以下である、[4]~[6]のいずれか1に記載の積層構造体の製造方法。
[8](b)工程において、加熱と同時にプレス圧を0.1MPa以上1000MPa以下の範囲で加圧するものである、[4]~[7]のいずれか1に記載の積層構造体の製造方法。
[1] A thermal conductor having a thermal conductivity of 10 W/m K or more;
an insulating layer laminated on at least one surface of the thermal conductor;
a conductive layer disposed on a surface of the insulating layer opposite to a surface on which the thermal conductor is laminated,
a laminated surface of the insulating layer and the conductive layer has a laminated portion where the insulating layer and the conductive layer are laminated and a blank portion where no conductive layer is present,
the laminated portion and the blank portion are present on the same plane on the laminated surface of the insulating layer and the conductive layer,
The conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more,
and the copper concentration in the blank area on the surface of the insulating layer is 10,000 ppm or less.
[2] A thermal conductor having a thermal conductivity of 10 W/m K or more;
an insulating layer laminated on at least one surface of the thermal conductor;
a patterned conductive layer disposed on a surface of the insulating layer opposite to a surface on which the thermal conductor is laminated,
a laminated surface of the insulating layer and the conductive layer has a laminated portion where the insulating layer and the conductive layer are laminated and a blank portion where no conductive layer is present,
the laminated portion and the blank portion are present on the same plane on the laminated surface of the insulating layer and the conductive layer,
The conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more,
and the angle formed by the side of the conductive layer and the insulating layer at the boundary between the blank portion and the laminated portion is 90°±10°.
[3] The laminated structure according to [1] or [2], wherein the insulating layer is a resin sheet containing a matrix resin containing agglomerated particles of boron nitride.
[4] A method for producing the laminate structure according to any one of [1] to [3],
the insulating layer is a resin sheet obtained using a resin composition containing an inorganic filler, a thermosetting resin, and a thermosetting catalyst;
the inorganic filler comprises an agglomerated inorganic filler;
the thermosetting resin comprises an epoxy resin;
The melting point of the thermosetting catalyst is 120°C or higher,
A method for producing a laminated structure, comprising the following steps (a) and (b):
(a) A step of forming a sheet using the resin composition; (b) A step of heating the sheet obtained in step (a) at 95°C or less to make the reaction rate of the sheet 50% or more. The reaction rate of the sheet can be calculated as follows.
(Response rate)
It is calculated from the calorific value of the exothermic peak obtained by differential scanning calorimetry (DSC) when the temperature is raised from 40° C. to 250° C. at a rate of 10° C./min, using the following formula:
Reaction rate (%) = (1 - (amount of heat generated after step (b) / amount of heat generated after step (a))) x 100
[5] The method for producing a laminate structure according to [4], wherein the thermosetting catalyst is contained in an amount of 5 mass % or less relative to the resin component of the resin composition.
The resin component here refers to the components obtained by excluding the inorganic filler and the solvent, if any, from the resin composition.
[6] The method for producing a laminate structure according to [4] or [5], wherein the thermosetting catalyst contains a compound having a structure derived from imidazole and/or dicyandiamide.
[7] The method for producing a laminate structure according to any one of [4] to [6], wherein in the step (b), the heating time of the sheet is 5 hours or less.
[8] The method for producing a laminate structure according to any one of [4] to [7], wherein in the step (b), a pressing pressure is applied in the range of 0.1 MPa to 1000 MPa simultaneously with heating.

本発明により、絶縁層の絶縁性が低下することなく、かつ絶縁層内のボイドを低減させた絶縁層と、一定以上の厚みの銅板を用いることにより導電性と熱伝導性を兼ね備えた導電層を備えた、積層構造体を提供できる。 The present invention provides a laminated structure that includes an insulating layer that reduces voids within the insulating layer without reducing the insulating properties of the insulating layer, and a conductive layer that combines electrical and thermal conductivity by using a copper plate with a certain thickness or greater.

本発明の一実施形態に係る積層構造体の断面模式図である。1 is a cross-sectional view of a laminated structure according to an embodiment of the present invention; 図1の一点鎖線部分を拡大した模式図である。FIG. 2 is an enlarged schematic diagram of the dashed dotted line portion of FIG. 1 . 従来の積層体の積層面を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a laminated surface of a conventional laminate. 従来の積層体の積層面を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a laminated surface of a conventional laminate.

以下、本発明について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 The present invention will be described in detail below. However, the following description of the constituent elements is one example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to these contents, and various modifications can be made within the scope of the gist of the invention.

本発明の実施形態に係る積層構造体は、熱伝導体と、該熱伝導体の少なくとも一方の面に積層された絶縁層と、該絶縁層の熱伝導体が積層された面とは反対側の面に積層された導電層と、を備え、前記導電層は厚さ100μm以上の銅板である。
本発明の積層構造体が優れた絶縁性と放熱性を奏する理由としては、以下が挙げられる。絶縁層表面の空白部の銅濃度が10,000ppm以下であることにより、パターン間の絶縁性が保たれる。また、導電層を厚さ100μm以上の銅板とすることで導電性と熱伝導性を兼ね備えることができる。さらに、前記絶縁層と前記導電層との積層面において、前記積層部と前記空白部とが同一平面上に存在することで、電界集中を避け、また絶縁層の厚みを一定にすることで良好な絶縁性が得らえる。
また、絶縁層に特定の組成を用いて、特定の工程を用いて反応させることにより、熱伝導性と絶縁層だけでなく、硬化前のシート状態でのシェルフライフと硬化時の反り防止の効果が得られる。
A laminated structure according to an embodiment of the present invention comprises a thermal conductor, an insulating layer laminated on at least one surface of the thermal conductor, and a conductive layer laminated on the surface of the insulating layer opposite to the surface on which the thermal conductor is laminated, wherein the conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more.
The reasons why the laminated structure of the present invention exhibits excellent insulation and heat dissipation properties include the following. Since the copper concentration in the gaps on the surface of the insulating layer is 10,000 ppm or less, insulation between patterns is maintained. Furthermore, by using a copper plate with a thickness of 100 μm or more as the conductive layer, both electrical conductivity and thermal conductivity can be achieved. Furthermore, on the laminated surface between the insulating layer and the conductive layer, the laminated portion and the gaps are present on the same plane, which prevents electric field concentration, and by maintaining a constant thickness of the insulating layer, good insulation can be obtained.
Furthermore, by using a specific composition for the insulating layer and reacting it using a specific process, it is possible to obtain not only thermal conductivity and an insulating layer, but also a shelf life in the sheet state before curing and prevention of warping during curing.

本実施形態に係る積層構造体の一形態を、図1を用いて説明する。図1は積層構造体を模式的に示しており、熱伝導体1と、絶縁層2と、導電層3を有する。
<<<熱伝導体1>>>
熱伝導体1は、熱伝導率が高い物質であり、通常熱伝導率が10W/m・K以上であり、20W/m・K以上であることが好ましく、30W/m・K以上であることがより好ましい。熱伝導率が高い方が、パワーデバイスの放熱基板として好適である。
One embodiment of the laminated structure according to this embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 schematically shows the laminated structure, which has a thermal conductor 1, an insulating layer 2, and a conductive layer 3.
<<<Thermal Conductor 1>>>
The thermal conductor 1 is a substance with high thermal conductivity, and the thermal conductivity is usually 10 W/m K or more, preferably 20 W/m K or more, and more preferably 30 W/m K or more. A material with a high thermal conductivity is more suitable as a heat dissipation substrate for a power device.

このような高い熱伝導率を有する熱伝導体としては、各種金属が挙げられ、具体的には銀、銅、金、アルミニウム、ニッケル、鉄、これらの合金、セラミックスなどが用いられる。 Heat conductors with such high thermal conductivity include various metals, specifically silver, copper, gold, aluminum, nickel, iron, alloys of these, and ceramics.

熱伝導体の形状や大きさは特段限定されず、積層構造体の用途に応じて適宜選択される。
また、熱伝導体の厚さも特段限定されず、パワーデバイスの放熱基板として用いられる場合には、デバイスの発熱量にもよるが、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは1mm以上であり、また通常200mm以下、好ましくは100mm以下である。大きさは特に限定されず、通常モールド樹脂でモールドすることが困難な500mm以上の基板にも適用できる。また、厚さのみならず、その熱伝導体の大きさも大きいものにすることができ、その1辺が100mm以上の大きなものにも適用できる。
また、熱伝導体の絶縁層が積層されていない側に、放熱性を向上させるためにフィンが形成されていてもよい。
The shape and size of the thermal conductor are not particularly limited and are appropriately selected depending on the application of the laminated structure.
The thickness of the thermal conductor is not particularly limited. When used as a heat dissipation substrate for a power device, the thickness is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, more preferably 1 mm or more, and usually 200 mm or less, preferably 100 mm or less, depending on the heat generation amount of the device. The size is not particularly limited, and it can be applied to substrates of 500 mm or more, which are usually difficult to mold with molding resin. In addition to the thickness, the size of the thermal conductor can also be large, and it can be applied to those with a side of 100 mm or more.
Furthermore, fins may be formed on the side of the thermal conductor where no insulating layer is laminated in order to improve heat dissipation.

<<<絶縁層2>>>
絶縁層2は、導電層3が電極として使用され得ることから、絶縁性を有する層である。絶縁層2に求められる絶縁性は、体積抵抗率が室温にて通常1×1012Ωcm以上であり、1×1013Ωcm以上であることが好ましく、1×1014Ωcm以上であることが好ましい。
一方で、積層構造体が放熱基板として用いられる場合には、絶縁層2は高い熱伝導率を有することが好ましい。この場合、熱伝導率が0.5W/m・K以上であり、1.0W/m・K以上であることが好ましく、2.0W/m・K以上であることがより好ましく、5.0W/m・K以上であることがより好ましく、7.0W/m・K以上であることがより好ましく、10.0W/m・K以上であることがより好ましい。
<<<Insulating Layer 2>>>
The insulating layer 2 is an insulating layer because the conductive layer 3 can be used as an electrode. The insulating layer 2 is required to have a volume resistivity of usually 1× 10 Ωcm or more, preferably 1× 10 Ωcm or more, and more preferably 1× 10 Ωcm or more at room temperature.
On the other hand, when the laminated structure is used as a heat dissipation substrate, it is preferable that the insulating layer 2 has high thermal conductivity. In this case, the thermal conductivity is 0.5 W/m·K or more, preferably 1.0 W/m·K or more, more preferably 2.0 W/m·K or more, still more preferably 5.0 W/m·K or more, still more preferably 7.0 W/m·K or more, and still more preferably 10.0 W/m·K or more.

このような絶縁性を有し、好ましくは熱伝導率を有する絶縁層2として、本実施形態においては、樹脂中に熱伝導性粒子を含有する樹脂シートであることが好ましく、樹脂中に窒化ホウ素粒子を含有する樹脂シートであることがより好ましい。
樹脂シートを形成するマトリクス樹脂としては、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれも制限なく用いることができる。硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などを用いることができ、熱硬化性が好ましい。
樹脂シートは、マトリックス樹脂等を含んだ樹脂組成物を用いて形成される。樹脂組成物は、硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱伝導性粒子、硬化剤、熱硬化性触媒等を含有していてもよい。
In this embodiment, the insulating layer 2 having such insulating properties and preferably thermal conductivity is preferably a resin sheet containing thermally conductive particles in the resin, and more preferably a resin sheet containing boron nitride particles in the resin.
The matrix resin forming the resin sheet may be either a curable resin or a thermoplastic resin, without any limitation. As the curable resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, an electron beam curable resin, or the like may be used, with a thermosetting resin being preferred.
The resin sheet is formed using a resin composition containing a matrix resin, etc. The resin composition may contain a curable resin, a thermoplastic resin, thermally conductive particles, a curing agent, a thermosetting catalyst, etc.

<<熱硬化性樹脂>>
熱硬化性樹脂としては、例えば国際公開第2013/081061号に例示されたものを用いることができ、特にエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
<<Thermosetting resin>>
As the thermosetting resin, for example, those exemplified in WO 2013/081061 can be used, and it is particularly preferable to use an epoxy resin.

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、例えばナフタレン骨格、フルオレン骨格、ビフェニル骨格、アントラセン骨格、ピレン骨格、キサンテン骨格、アダマンタン骨格及びジシクロペンタジエン骨格、ビスフェノール骨格からなる群から選択された少なくとも1つの骨格を有するフェノキシ樹脂、それらを水添したエポキシ樹脂、脂環式エポキシを有するエポキシ樹脂、トリメチロールプロパンポリグリシジルやペンタエリスリトールポリグリシジルなどの脂肪族グリシジル基を含むエポキシ樹脂、グリシジルエステルを含むエポキシ樹脂などが挙げられる。
中でも、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格及びビフェニル骨格のうちの少なくとも1つ以上の骨格を有するフェノキシ樹脂を含むことが好ましい。これらのエポキシ樹脂は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。また、分子量の異なる二種以上のエポキシ樹脂を用いることもできる。
The epoxy resin is not particularly limited, but examples thereof include phenoxy resins having at least one skeleton selected from the group consisting of a naphthalene skeleton, a fluorene skeleton, a biphenyl skeleton, an anthracene skeleton, a pyrene skeleton, a xanthene skeleton, an adamantane skeleton, a dicyclopentadiene skeleton, and a bisphenol skeleton; epoxy resins obtained by hydrogenating these; epoxy resins having an alicyclic epoxy; epoxy resins containing an aliphatic glycidyl group such as trimethylolpropane polyglycidyl or pentaerythritol polyglycidyl; and epoxy resins containing a glycidyl ester.
Among these, it is preferable to use a phenoxy resin having at least one skeleton selected from the group consisting of a bisphenol A skeleton, a bisphenol F skeleton, and a biphenyl skeleton. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, two or more epoxy resins having different molecular weights may also be used.

本発明で用いるエポキシ樹脂には多官能エポキシ樹脂を含有することがより好ましい。
多官能エポキシ樹脂とは、一分子あたりに3個以上のオキシラン環(エポキシ基)を有するエポキシ樹脂である。
The epoxy resin used in the present invention preferably contains a polyfunctional epoxy resin.
A polyfunctional epoxy resin is an epoxy resin having three or more oxirane rings (epoxy groups) per molecule.

本発明の樹脂シートの貯蔵弾性率を高くする、特にパワー半導体など発熱量の多い場合に重要になる高温時の貯蔵弾性率を高くする観点からは、分子内に2個以上のオキシラン環(エポキシ基)を有するエポキシ樹脂が好ましく、また分子内に3個以上のオキシラン環(エポキシ基)を有するエポキシ樹脂がさらに好ましく、さらに分子内に4個以上のグリシジル基を有するエポキシ樹脂がより一層好ましい。分子内に複数のオキシラン環(エポキシ基)、特にグリシジル基を有することで、硬化物の架橋密度が向上し、得られる樹脂シートがより高強度となる。それにより、吸湿リフロー試験において樹脂シートに内部応力が発生した際に、樹脂シートが変形したり、破壊したりせずに、形態を保持することで、樹脂シート内にボイド等の空隙が発生するのを抑制することができる。
また、樹脂シートの貯蔵弾性率を高くするという観点から、多官能エポキシ樹脂の分子量は1,000以下であることが好ましく、800以下であることが好ましい。また、下限は特に限定されないが、100以上である。また、より低吸湿及び高架橋を達成する観点から、窒素原子を含有するアミン系もしくはアミド系の構造を含まない多官能エポキシ樹脂であることがより好ましい。
From the viewpoint of increasing the storage modulus of the resin sheet of the present invention, particularly the storage modulus at high temperatures, which is important in applications such as power semiconductors that generate a large amount of heat, epoxy resins having two or more oxirane rings (epoxy groups) per molecule are preferred, epoxy resins having three or more oxirane rings (epoxy groups) per molecule are more preferred, and epoxy resins having four or more glycidyl groups per molecule are even more preferred. Having multiple oxirane rings (epoxy groups), particularly glycidyl groups, per molecule improves the crosslink density of the cured product, resulting in a stronger resin sheet. As a result, when internal stress is generated in the resin sheet during a moisture absorption reflow test, the resin sheet maintains its shape without deformation or destruction, thereby preventing the formation of voids or other voids in the resin sheet.
Furthermore, from the viewpoint of increasing the storage modulus of the resin sheet, the molecular weight of the polyfunctional epoxy resin is preferably 1,000 or less, and more preferably 800 or less. The lower limit is not particularly limited, but is at least 100. Furthermore, from the viewpoint of achieving lower moisture absorption and higher crosslinking, a polyfunctional epoxy resin that does not contain a nitrogen atom-containing amine or amide structure is more preferred.

多官能エポキシ樹脂を添加することにより、極性の高いオキシラン環(エポキシ基)を高密度で導入することが可能であり、それにより、ファンデルワールス力や水素結合といった物理的相互作用の効果が増し、積層構造体における導電層と絶縁層(樹脂シート)との密着性を向上させることができる。また、多官能エポキシ樹脂を添加することにより、樹脂シートの貯蔵弾性率を高くすることができ、それにより被着体である金属の凹凸に樹脂組成物の硬化物が入り込んだ後、強固なアンカー効果を発現し、導電層と樹脂シートとの密着性を向上させることができる。 The addition of a multifunctional epoxy resin makes it possible to introduce a high density of highly polar oxirane rings (epoxy groups), thereby enhancing the effects of physical interactions such as van der Waals forces and hydrogen bonding, and improving adhesion between the conductive layer and insulating layer (resin sheet) in the laminate structure. The addition of a multifunctional epoxy resin also increases the storage modulus of the resin sheet, which, after the cured resin composition penetrates into the irregularities of the metal adherend, exerts a strong anchoring effect, improving adhesion between the conductive layer and resin sheet.

一方で、多官能エポキシ樹脂を導入することにより、樹脂組成物の吸湿性が高くなる傾向にあるが、オキシラン環(エポキシ基)の反応性を向上させることで、反応途中の水酸基量を減らし、吸湿性の増加を抑制することができる。また、前述した特定のエポキシ樹脂と多官能エポキシ樹脂を組み合わせて樹脂組成物を製造することにより、樹脂シートの高弾性化と低吸湿化を両立することが可能となる。 However, while the introduction of multifunctional epoxy resins tends to increase the moisture absorption of resin compositions, improving the reactivity of the oxirane rings (epoxy groups) reduces the amount of hydroxyl groups during the reaction, thereby suppressing the increase in moisture absorption. Furthermore, by combining the specific epoxy resins and multifunctional epoxy resins mentioned above to produce a resin composition, it is possible to achieve both high elasticity and low moisture absorption in resin sheets.

多官能エポキシ樹脂としては、具体的にはエポキシ基を3つ以上有するエポキシ樹脂が好ましく、例えばナガセケムテックス社製の、EX321L、DLC301、DLC402、昭和電工社製のBATG、PETG等を用いることができる。
これらの多官能エポキシ樹脂は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Specifically, the polyfunctional epoxy resin is preferably an epoxy resin having three or more epoxy groups, and examples thereof include EX321L, DLC301, and DLC402 manufactured by Nagase ChemteX Corporation, and BATG and PETG manufactured by Showa Denko KK.
These polyfunctional epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.

(含有量)
本発明の樹脂シートを形成する樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を、溶剤を含む場合は溶剤を除く本発明の樹脂組成物100質量%中に5~90質量%、特に10~60質量%含有することが好ましい。熱硬化性樹脂成分の含有量が上記下限以上であると、成形性が良好となり、上記上限以下であると、他の成分の含有量を確保することができ、熱伝導性を高めることができる。
(Content)
The resin composition forming the resin sheet of the present invention preferably contains a thermosetting resin in an amount of 5 to 90% by mass, particularly 10 to 60% by mass, based on 100% by mass of the resin composition of the present invention excluding the solvent if a solvent is contained. When the content of the thermosetting resin component is equal to or greater than the lower limit, moldability is improved, and when it is equal to or less than the upper limit, the content of other components can be secured, resulting in improved thermal conductivity.

また、本発明の樹脂組成物の内、無機フィラー、熱硬化性触媒及び溶剤を含む場合は溶剤を除く成分の主成分がエポキシ樹脂であることが好ましい。ここで主成分とは、最も多い成分のことを指す。
無機フィラー及び熱硬化性触媒を除く樹脂組成物中のエポキシ樹脂の割合は特に限定されないが、20質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることが好ましい。また、上限値は100質量%であり、すべてエポキシ樹脂であってもよい。エポキシ樹脂の割合が上記範囲にあることで、低吸湿性、高弾性率、高靱性、反応制御が容易となり、高リフロー耐性、サイクル試験における高信頼性、高熱伝導率の効果を発現する傾向にある。
Furthermore, when the resin composition of the present invention contains an inorganic filler, a thermosetting catalyst, and a solvent, the main component excluding the solvent is preferably an epoxy resin. Here, the main component refers to the component that is present in the largest amount.
The proportion of epoxy resin in the resin composition excluding the inorganic filler and the thermosetting catalyst is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or more, and more preferably 45% by mass or more. The upper limit may be 100% by mass, and all of the epoxy resin may be epoxy resin. Having the proportion of epoxy resin within the above range tends to provide low moisture absorption, high elastic modulus, high toughness, and easy reaction control, as well as high reflow resistance, high reliability in cycle tests, and high thermal conductivity.

また、本発明の樹脂シートを形成する樹脂組成物は、前述の好適なエポキシ樹脂である多官能エポキシ樹脂を、全エポキシ樹脂中に5質量%以上含有することが好ましく、10質量%以上含有することがより好ましい。また、50質量%以下含有することが好ましく、40質量%以下含有することがより好ましい。多官能エポキシ樹脂の含有量が上記下限以上であると、多官能エポキシ樹脂を含有することによる前述の効果を有効に得ることができる。一方、多官能エポキシ樹脂の含有量が上記上限以下であることにより、硬化物の吸湿性を抑制し、且つ硬化物の強度性能を優れたものにし、それらの性能を両立することが可能となる。 The resin composition forming the resin sheet of the present invention preferably contains 5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more, of the aforementioned preferred polyfunctional epoxy resin based on the total epoxy resin. It also preferably contains 50% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less. When the content of the polyfunctional epoxy resin is above the above-mentioned lower limit, the aforementioned effects of containing the polyfunctional epoxy resin can be effectively achieved. On the other hand, when the content of the polyfunctional epoxy resin is below the above-mentioned upper limit, the moisture absorption of the cured product is suppressed and the strength performance of the cured product is excellent, achieving both of these performance characteristics.

製膜性、低吸湿、柔軟性の観点から、本発明で用いるエポキシ樹脂には高分子量のエポキシ樹脂を含有することがより好ましい。高分子量のエポキシ樹脂は、具体的には質量平均分子量が10,000以上のエポキシ樹脂であることが好ましく、また質量平均分子量が20,000以上のエポキシ樹脂であることがより好ましく、さらに質量平均分子量が30,000以上であることが特に好ましい、また、80,000以下のエポキシ樹脂であることがより一層好ましい。
高分子量のエポキシ樹脂はより疎水性であることが好ましく、具体的にはエポキシ成分のエポキシ当量は大きい方がよい。具体的には、5,000g/当量以上が好ましく、7,000g/当量以上がより好ましい。また、20,000g/当量以下が好ましい。
From the viewpoints of film-forming ability, low moisture absorption, and flexibility, the epoxy resin used in the present invention preferably contains a high-molecular-weight epoxy resin. Specifically, the high-molecular-weight epoxy resin is preferably an epoxy resin having a mass-average molecular weight of 10,000 or more, more preferably an epoxy resin having a mass-average molecular weight of 20,000 or more, particularly preferably an epoxy resin having a mass-average molecular weight of 30,000 or more, and even more preferably an epoxy resin having a mass-average molecular weight of 80,000 or less.
High molecular weight epoxy resins are preferred to be more hydrophobic, and specifically, the epoxy equivalent of the epoxy component should be as large as possible. Specifically, it is preferred that the epoxy equivalent be 5,000 g/equivalent or more, more preferably 7,000 g/equivalent or more, and preferably 20,000 g/equivalent or less.

なお、ここで、エポキシ樹脂の質量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されたポリスチレン換算の値である。また、エポキシ当量とは、「1当量のエポキシ基を含むエポキシ樹脂の質量」と定義され、JIS K7236に準じて測定することができる。 Here, the mass average molecular weight of the epoxy resin is a value calculated in terms of polystyrene as measured by gel permeation chromatography. Furthermore, the epoxy equivalent is defined as "the mass of the epoxy resin containing one equivalent of epoxy groups" and can be measured in accordance with JIS K7236.

このような高分子量のエポキシ樹脂は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよく、さらに高分子量ではないその他のエポキシ樹脂を併用してもよい。 Such high molecular weight epoxy resins may be used alone or in combination with two or more types, and may also be used in combination with other epoxy resins that do not have high molecular weights.

<<硬化剤>>
これらの熱硬化性樹脂と硬化する硬化剤を用いることもできる。シートに含まれている硬化剤は特に限定されないが、好ましい硬化剤は、フェノール樹脂、又は芳香族骨格もしくは脂環式骨格を有する酸無水物、該酸無水物の水添加物もしくは該酸無水物の変性物である。この好ましい硬化剤の使用により、耐熱性、耐湿性及び電気物性のバランスに優れた樹脂シートの硬化物を得ることができる。硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
<<Curing agent>>
A curing agent that cures with these thermosetting resins can also be used. The curing agent contained in the sheet is not particularly limited, but preferred curing agents are phenolic resins, acid anhydrides having an aromatic or alicyclic skeleton, hydrates of such acid anhydrides, or modified products of such acid anhydrides. By using these preferred curing agents, a cured resin sheet having an excellent balance of heat resistance, moisture resistance, and electrical properties can be obtained. Only one type of curing agent may be used, or two or more types may be used in combination.

上記フェノール樹脂は、特に限定されない。上記フェノール樹脂の具体例としては、フェノールノボラック、o-クレゾールノボラック、p-クレゾールノボラック、t-ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾール、ポリパラビニルフェノール、ビスフェノールA型ノボラック、キシリレン変性ノボラック、デカリン変性ノボラック、ポリ(ジ-o-ヒドロキシフェニル)メタン、ポリ(ジ-m-ヒドロキシフェニル)メタン、又はポリ(ジ-p-ヒドロキシフェニル)メタン等が挙げられる。なかでも、絶縁シートの柔軟性及び難燃性をより一層高めることができるので、樹脂シートの力学物性および耐熱性向上のためには剛直な主査骨格を持つノボラック型フェノール樹脂やトリアジン骨格を有するフェノール樹脂が好ましく、又は未硬化シートの柔軟性および樹脂シートのじん性向上のためにはアリル基を有するフェノール樹脂が好ましい。 The phenolic resin is not particularly limited. Specific examples of the phenolic resin include phenol novolac, o-cresol novolac, p-cresol novolac, t-butylphenol novolac, dicyclopentadiene cresol, polyparavinylphenol, bisphenol A novolac, xylylene-modified novolac, decalin-modified novolac, poly(di-o-hydroxyphenyl)methane, poly(di-m-hydroxyphenyl)methane, and poly(di-p-hydroxyphenyl)methane. Among these, novolac-type phenolic resins with a rigid main skeleton and phenolic resins with a triazine skeleton are preferred for improving the mechanical properties and heat resistance of the resin sheet, as they can further enhance the flexibility and flame retardancy of the insulating sheet. Also, phenolic resins with allyl groups are preferred for improving the flexibility of the uncured sheet and the toughness of the resin sheet.

<<熱硬化性触媒>>
本発明の樹脂シートを形成する樹脂組成物は、熱硬化性触媒を含んでいてもよい。特に融点が120℃以上の熱硬化性触媒を含むことが好ましい。この熱硬化性触媒を用いることで、保管時の熱硬化性樹脂の反応速度を低下させることができ、シェルフライフを向上させることができる。
<<Thermosetting catalyst>>
The resin composition forming the resin sheet of the present invention may contain a thermosetting catalyst. In particular, it preferably contains a thermosetting catalyst having a melting point of 120° C. or higher. By using this thermosetting catalyst, the reaction rate of the thermosetting resin during storage can be reduced, thereby improving shelf life.

熱硬化性触媒は特に限定されず、融点が120℃以上の熱硬化性触媒を用いれば特に限定されない。好ましくは融点が150℃以上であり、より好ましくは200℃以上である。上限は特に限定されないが300℃以下である。これらの範囲であることで、保管時の熱硬化性樹脂の反応速度を低下させる効果が得られる傾向にある。
本発明の樹脂組成物に含まれる熱硬化性触媒は、1種でもよく、複数種用いてもよい。複数種用いる場合、その少なくとも1種の融点が120℃以上であればよい。複数種の熱硬化性触媒を用いる場合、その融点は特に限定されないが、全て120℃以上であることが好ましい。
また、120℃未満の融点の熱硬化性触媒を併用する場合には、全熱硬化性触媒中の10質量%以下であることが好ましい。
The thermosetting catalyst is not particularly limited as long as a thermosetting catalyst having a melting point of 120°C or higher is used. The melting point is preferably 150°C or higher, more preferably 200°C or higher. The upper limit is not particularly limited, but is 300°C or lower. By keeping the temperature within these ranges, the effect of slowing down the reaction rate of the thermosetting resin during storage tends to be obtained.
The thermosetting catalyst contained in the resin composition of the present invention may be one type or multiple types. When multiple types are used, it is sufficient that at least one of them has a melting point of 120°C or higher. When multiple types of thermosetting catalysts are used, their melting points are not particularly limited, but it is preferable that all of them are 120°C or higher.
When a thermosetting catalyst having a melting point of less than 120° C. is used in combination, the amount of the thermosetting catalyst is preferably 10% by mass or less of the total amount of the thermosetting catalyst.

融点が120℃以上の熱硬化性触媒としては、例えば、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物、ジシアンジアミド、鎖状又は環状の3級アミン;有機リン系化合物、4級ホスホニウム塩類、有機酸塩等のジアザビシクロアルケン類等が挙げられる。また、有機金属化合物類、4級アンモニウム塩類、金属ハロゲン化物等を用いることもできる。前記有機金属化合物類としては、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、アルミニウムアセチルアセトン錯体等が挙げられる。
これらの中でも、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物及び/又はジシアンジアミドであることが保存安定性や硬化物の耐熱性の観点より好ましい。
また、熱硬化性触媒中のイミダゾールから誘導される構造を有する化合物及びジシアンジアミドの割合は特に限定されないが、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましく、80質量%以上であることがよりさらに好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。また、上限は特になく、100質量%であってもよい。
また、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物とジシアンジアミドを併用する場合、その比率も特に限定されない。
Examples of thermosetting catalysts having a melting point of 120°C or higher include compounds having a structure derived from imidazole, dicyandiamide, linear or cyclic tertiary amines, organophosphorus compounds, quaternary phosphonium salts, diazabicycloalkenes such as organic acid salts, etc. Organometallic compounds, quaternary ammonium salts, metal halides, etc. can also be used. Examples of the organometallic compounds include zinc octoate, tin octoate, and aluminum acetylacetone complexes.
Among these, compounds having a structure derived from imidazole and/or dicyandiamide are preferred from the viewpoints of storage stability and heat resistance of the cured product.
The proportion of the compound having a structure derived from imidazole and dicyandiamide in the thermosetting catalyst is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more. There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass.
When a compound having a structure derived from imidazole and dicyandiamide are used in combination, the ratio between them is not particularly limited.

融点が120℃以上の、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物、及びジシアンジアミドとしては、例えば、2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、2-フェニル-4-メチルイミダゾール、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル―(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-ウンデシルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン、2,4-ジアミノ-6-[2’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン イソシアヌル酸付加物、2-フェニル-4-メチル-5-ヒドロキシメチルイミダゾール、ジシアンジアミド等が挙げられる。 Examples of compounds having a structure derived from imidazole and dicyandiamide, which have a melting point of 120°C or higher, include 2,4-diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-undecylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-[2'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and dicyandiamide.

樹脂組成物中の熱硬化性触媒の含有量は、樹脂成分100質量%中に5質量%以下含むことが好ましく、4.5質量%以下含むことがより好ましく、4質量%以下含むことがさらに好ましい。また、下限は特に限定されないが、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましい。
ここで、樹脂成分とは本発明の樹脂組成物から無機フィラーと溶剤を含む場合は溶剤を除いた成分とする。
硬化触媒の含有量が上記範囲であることで、保管時の熱硬化性樹脂の反応速度を低下させることができ、シェルフライフを向上させることができる傾向にある。
The content of the thermosetting catalyst in the resin composition is preferably 5% by mass or less, more preferably 4.5% by mass or less, and even more preferably 4% by mass or less, based on 100% by mass of the resin component. Although there is no particular lower limit, the content is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more.
Here, the resin component refers to the components obtained by excluding the inorganic filler and the solvent, if any, from the resin composition of the present invention.
By ensuring that the content of the curing catalyst is within the above range, the reaction rate of the thermosetting resin during storage can be reduced, and the shelf life tends to be improved.

熱硬化性触媒の平均粒径は特に限定されないが、少なくとも1種以上の熱硬化性触媒の平均粒径が好ましくは15μm以下であり、より好ましくは10μm以下である。また、好ましくは50nm以上であり、より好ましくは100nm以上であり、さらに好ましくは500nm以上であり、よりさらに好ましくは1000nm以上である。平均粒子径が上記上限以下であることで、樹脂成分への熱硬化性触媒の溶解性が向上し、反応率が向上する傾向にある、また、樹脂シートの弾性率をより高くすることができ、ガラス転移温度を上げることができる傾向にある。さらに、熱硬化性触媒の分散性が向上し、保管安定性が向上する傾向にある。一方、平均粒子径が上記下限以上であることで、熱硬化性触媒自体の2次凝集を抑制し、熱硬化性触媒の分散性が向上し、樹脂組成物の保管安定性が向上する傾向にある。また、樹脂組成物の製造時のハンドリング性も良好となる傾向にある。
複数の熱硬化性触媒の平均粒径は特に限定されないが、複数の熱硬化性触媒の平均粒径が上記範囲であってもよい。
The average particle size of the thermosetting catalyst is not particularly limited, but the average particle size of at least one thermosetting catalyst is preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less. It is also preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, even more preferably 500 nm or more, and even more preferably 1000 nm or more. When the average particle size is below the upper limit, the solubility of the thermosetting catalyst in the resin component tends to be improved, and the reaction rate tends to be improved. Furthermore, the elastic modulus of the resin sheet can be increased, and the glass transition temperature tends to be increased. Furthermore, the dispersibility of the thermosetting catalyst tends to be improved, and storage stability tends to be improved. On the other hand, when the average particle size is above the lower limit, secondary aggregation of the thermosetting catalyst itself is suppressed, the dispersibility of the thermosetting catalyst is improved, and the storage stability of the resin composition tends to be improved. Furthermore, the handleability during production of the resin composition also tends to be good.
The average particle size of the plurality of thermosetting catalysts is not particularly limited, but may be within the above range.

<<熱伝導性粒子>>
樹脂シートに含まれる熱伝導性粒子は、熱伝導性を有する粒子であれば制限なく用いることができるが、シートの絶縁性を保つため、絶縁性の高いフィラーが用いられる。特にアルミナ、酸化亜鉛、窒化ホウ素、窒化アルミ、窒化ケイ素、などが好ましく用いられる。
パワー半導体用途にあっては、絶縁性が要求されることから、熱伝導性粒子は体積抵抗率が1×1013Ω・cm以上、特に1×1014Ω・cm以上の絶縁性に優れた無機化合物よりなることが好ましい。中でも、樹脂シートの電気絶縁性が十分であることから、酸化物および窒化物が好ましい。このような熱伝導性粒子として、より具体的には、アルミナ(Al、体積抵抗率1×1014Ω・cm)、窒化アルミニウム(AlN、体積抵抗率1×1014Ω・cm)、窒化ホウ素(BN、体積抵抗率1×1014Ω・cm)、窒化ケイ素(Si、体積抵抗率1×1014Ω・cm)、シリカ(SiO、体積抵抗率1×1014Ω・cm)などが挙げられ、なかでも、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、シリカが好ましく、とりわけアルミナ、窒化ホウ素が好ましい。
<<Thermal conductive particles>>
The thermally conductive particles contained in the resin sheet can be any particles having thermal conductivity, but to maintain the insulation of the sheet, a highly insulating filler is used, and particularly, alumina, zinc oxide, boron nitride, aluminum nitride, silicon nitride, etc. are preferably used.
Since power semiconductor applications require insulation, the thermally conductive particles are preferably made of an inorganic compound with excellent insulation properties, such as a volume resistivity of 1×10 13 Ω·cm or more, particularly 1×10 14 Ω·cm or more. Among these, oxides and nitrides are preferred because they provide sufficient electrical insulation for the resin sheet. More specific examples of such thermally conductive particles include alumina (Al 2 O 3 , volume resistivity 1×10 14 Ω·cm), aluminum nitride (AlN, volume resistivity 1×10 14 Ω·cm), boron nitride (BN, volume resistivity 1×10 14 Ω·cm), silicon nitride (Si 3 N 4 , volume resistivity 1×10 14 Ω·cm), and silica (SiO 2 , volume resistivity 1×10 14 Ω·cm). Of these, alumina, aluminum nitride, boron nitride, and silica are preferred, with alumina and boron nitride being particularly preferred.

無機フィラーは、表面処理剤により表面処理がされていてもよい。表面処理剤は、公知の表面処理剤を用いることができる。無機フィラーは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で混合して用いてもよい。
無機フィラーは高い熱伝導性と取扱い性の観点から窒化ホウ素粒子であることが好ましく、窒化ホウ素凝集粒子であることが好ましく、カードハウス構造を有する窒化ホウ素凝集粒子であることがより好ましい。カードハウス構造は、例えばセラミックス 43 No.2(2008年 日本セラミックス協会発行)に記載されており、板状粒子が配向せず複雑に積層した構造である。より具体的には、カードハウス構造を有する窒化ホウ素凝集粒子とは、窒化ホウ素一次粒子の集合体であって、一次粒子の平面部と端面部が接触している構造を有する窒化ホウ素凝集粒子である。
窒化ホウ素凝集粒子の凝集形態は走査型電子顕微鏡(SEM)により確認することができる。
The inorganic filler may be surface-treated with a surface treatment agent. A known surface treatment agent can be used as the surface treatment agent. The inorganic filler may be used alone or in any combination and ratio of two or more types.
From the viewpoint of high thermal conductivity and ease of handling, the inorganic filler is preferably boron nitride particles, more preferably boron nitride agglomerated particles, and more preferably boron nitride agglomerated particles having a house-of-card structure. The house-of-card structure is described, for example, in Ceramics 43 No. 2 (published by the Ceramic Society of Japan in 2008), and is a structure in which plate-like particles are layered in a complex manner without being oriented. More specifically, the boron nitride agglomerated particles having a house-of-card structure are aggregates of boron nitride primary particles, and have a structure in which the flat surfaces and end surfaces of the primary particles are in contact with each other.
The agglomerated morphology of the agglomerated boron nitride particles can be confirmed by a scanning electron microscope (SEM).

窒化ホウ素凝集粒子は、XRD測定における100軸と004軸のピーク強度比I(100)/I(004)が、通常3.0以上、好ましくは3.1以上、より好ましくは、3.2以上、特に好ましくは、3.3以上である。通常、上限はないが、10以下である。
窒化ホウ素凝集粒子の破壊強度は、通常2.5MPa以上、好ましくは3.0MPa以上、より好ましくは3.5MPa以上、更に好ましくは4.0MPa以上であり、通常20MPa以下、好ましくは15MPa以下、更に好ましくは10MPa以下である。
窒化ホウ素凝集粒子の比表面積は通常1m/g以上であるが、好ましくは3m/g以上50m/g以下、より好ましくは5m/g以上40m/g以下である。
The boron nitride agglomerated particles have a peak intensity ratio I(100)/I(004) of the 100 axis to the 004 axis in XRD measurement of usually 3.0 or more, preferably 3.1 or more, more preferably 3.2 or more, and particularly preferably 3.3 or more. There is usually no upper limit, but it is 10 or less.
The breaking strength of the boron nitride agglomerated particles is usually 2.5 MPa or more, preferably 3.0 MPa or more, more preferably 3.5 MPa or more, and even more preferably 4.0 MPa or more, and is usually 20 MPa or less, preferably 15 MPa or less, and even more preferably 10 MPa or less.
The specific surface area of the boron nitride agglomerated particles is usually 1 m 2 /g or more, preferably 3 m 2 /g or more and 50 m 2 /g or less, and more preferably 5 m 2 /g or more and 40 m 2 /g or less.

窒化ホウ素凝集粒子は、体積基準の最大粒子径Dmax(本明細書では、単に「最大粒子径」と記載する場合がある。)が、通常2μm以上であり、好ましくは3μm以上であり、より好ましくは5μm以上であり、特に好ましくは10μm以上である。また、通常300μm以下であり、好ましくは200μm以下であり、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは80μm以下であり、さらに好ましくは60μm以下である。 The boron nitride agglomerated particles have a volume-based maximum particle diameter D max (sometimes simply referred to as "maximum particle diameter" in this specification) of usually 2 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and particularly preferably 10 μm or more. Also, it is usually 300 μm or less, preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, even more preferably 80 μm or less, and even more preferably 60 μm or less.

また、窒化ホウ素二次粒子の体積基準の平均粒子径D50(以下、単に「平均粒径」と記載する場合がある。)については特に制限はないが、上記体積基準の最大粒子径の値と同様な理由から、通常1μm以上、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、さらに好ましくは5μm以上である。また、通常250μm以下、好ましくは150μm以下、より好ましくは90μm以下、さらに好ましくは70μm以下である。平均粒径D50を上記範囲とすることにより、樹脂シートの厚み方向に十分な熱伝導率を有し、耐電圧特性も良好な樹脂シートを得ることができる。 Furthermore, there are no particular restrictions on the volume-based average particle diameter D50 of the boron nitride secondary particles (hereinafter sometimes simply referred to as "average particle diameter"), but for the same reasons as for the value of the volume-based maximum particle diameter, it is usually 1 μm or more, preferably 2 μm or more, more preferably 3 μm or more, and even more preferably 5 μm or more. It is also usually 250 μm or less, preferably 150 μm or less, more preferably 90 μm or less, and even more preferably 70 μm or less. By setting the average particle diameter D50 within the above range, it is possible to obtain a resin sheet that has sufficient thermal conductivity in the thickness direction of the resin sheet and good voltage resistance characteristics.

上記平均粒子径は、例えば、これを適当な溶剤に分散させ、具体的には、分散安定剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを含有する純水媒体中に窒化ホウ素凝集粒子を分散させた試料に対して、堀場製作所社製レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-920にて粒度分布を測定し、得られた粒度分布から窒化ホウ素凝集粒子の平均粒子径を求めることができる。
窒化ホウ素凝集粒子は、カードハウス構造を有し、好ましくは上記物性を満たすものであれば、その製造方法は限定されない。例えば、特開2015-193752号公報、特開2015-195287号公報、特開2015-195292号公報などに記載の方法で製造することができる。
The average particle diameter can be determined, for example, by dispersing the boron nitride agglomerated particles in an appropriate solvent; specifically, by measuring the particle size distribution of a sample prepared by dispersing the boron nitride agglomerated particles in a pure water medium containing sodium hexametaphosphate as a dispersion stabilizer using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer LA-920 manufactured by Horiba, Ltd., and then determining the average particle diameter of the boron nitride agglomerated particles from the obtained particle size distribution.
The boron nitride agglomerated particles have a house-of-card structure, and as long as they preferably satisfy the above-mentioned physical properties, there are no limitations on the method for producing them. For example, they can be produced by the methods described in JP-A-2015-193752, JP-A-2015-195287, JP-A-2015-195292, etc.

<凝集無機フィラーの含有量>
本発明の絶縁層(樹脂シート)における凝集無機フィラーの含有量は、樹脂シート100質量%中に30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。また、99質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが特に好ましい。
また、上下限値の組み合わせは特に限定されないが、30質量%以上99質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上80質量%以下であることが特に好ましい。
また、本発明の樹脂シートを形成する樹脂組成物における凝集無機フィラーの含有量は、樹脂組成物100質量%中に30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが特に好ましい。また、99質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが特に好ましい。
また、上下限値の組み合わせは特に限定されないが、30質量%以上99質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、50質量%以上80質量%以下であることが特に好ましい。
凝集無機フィラーの含有量が上記下限値以上であることで、凝集無機フィラーを含有することによる熱伝導性の向上効果や、線膨張係数の制御効果を十分に得ることができる傾向にある。また、上記上限値以下であることで、樹脂シートの成形性や積層構造体における界面接着性が向上する傾向にある。
<Content of agglomerated inorganic filler>
The content of the aggregated inorganic filler in the insulating layer (resin sheet) of the present invention is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more, based on 100% by mass of the resin sheet, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 80% by mass or less.
Furthermore, the combination of the upper and lower limits is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less.
The content of the aggregated inorganic filler in the resin composition forming the resin sheet of the present invention is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more, based on 100% by mass of the resin composition, and is preferably 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 80% by mass or less.
Furthermore, the combination of the upper and lower limits is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 90% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or more and 80% by mass or less.
When the content of the aggregated inorganic filler is equal to or greater than the lower limit, the effect of improving thermal conductivity and the effect of controlling the linear expansion coefficient due to the inclusion of the aggregated inorganic filler tend to be sufficiently obtained. On the other hand, when the content is equal to or less than the upper limit, the formability of the resin sheet and the interfacial adhesion in the laminate structure tend to be improved.

凝集無機フィラーとは別に、その他の凝集していない無機フィラーを併用する場合、樹脂組成物の凝集無機フィラーとその他の凝集していない無機フィラーとの含有量比は特に限定されないが、質量比で90:10~10:90であることが好ましく、80:20~20:80であることがより好ましい。 When other non-agglomerated inorganic fillers are used in addition to the agglomerated inorganic filler, the content ratio of the agglomerated inorganic filler to the other non-agglomerated inorganic filler in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 90:10 to 10:90 by mass, and more preferably 80:20 to 20:80.

<凝集無機フィラーの破壊強度>
凝集無機フィラーの破壊強度は特に限定されないが、好ましくは300MPa以下であり、より好ましくは100MPa以下であり、さらに好ましくは50MPa以下であり、よりさらに好ましくは20MPa以下であり、特に好ましくは15MPa以下であり、最も好ましくは10MPa以下である。破壊強度が上記上限値以下であることで、プレス処理したときに凝集無機フィラーの凝集構造が変形し、凝集無機フィラー同士が面接触しやすくなる。一方、破壊強度の下限値は特に限定されないが、取り扱いを容易とする点から、破壊強度は2.5MPa以上が好ましく、より好ましくは3MPa以上であり、さらに好ましくは3.5MPa以上であり、特に好ましくは4MPa以上である。
<Breaking strength of agglomerated inorganic filler>
The breaking strength of the agglomerated inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 300 MPa or less, more preferably 100 MPa or less, even more preferably 50 MPa or less, even more preferably 20 MPa or less, particularly preferably 15 MPa or less, and most preferably 10 MPa or less. When the breaking strength is below the upper limit, the agglomerated structure of the agglomerated inorganic filler is deformed during press treatment, making it easier for the agglomerated inorganic filler particles to come into surface contact with each other. On the other hand, the lower limit of the breaking strength is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling, the breaking strength is preferably 2.5 MPa or more, more preferably 3 MPa or more, even more preferably 3.5 MPa or more, and particularly preferably 4 MPa or more.

<凝集無機フィラーの弾性率>
凝集無機フィラーの弾性率は特に限定されないが、好ましくは10MPa以上であり、より好ましくは20MPa以上であり、さらに好ましくは30MPa以上であり、より好ましくは50MPa以上であり、さらに好ましくは55MPa以上である。弾性率が上記下限値以上であれば、凝集無機フィラーがプレス圧力の方向に塑性変形し、凝集構造の崩れを抑制できる傾向にある。一方、弾性率の上限値は特に限定されないが、十分な変形が得られやすい点から、好ましくは5GPa以下であり、より好ましくは2GPa以下であり、さらに好ましくは1.5GPa以下であり、さらに好ましくは1GPa以下、よりさらに好ましくは500MPa以下、特に好ましくは300MPa以下、最も好ましくは150MPa以下である。
凝集無機フィラーが上記弾性率の範囲である場合、プレス処理時に球状を維持しやすい傾向にある。一方、破壊強度が上記範囲であると、凝集無機フィラー同士が接触している部分は変形し、面接触が容易になる傾向にある。凝集無機フィラー内部の高い熱伝導率を維持しながら、凝集無機フィラー界面、及び導電層と絶縁層(樹脂シート)との界面の接触熱抵抗を下げ、全体の熱伝導率を向上することができる。
<Elastic modulus of aggregated inorganic filler>
The elastic modulus of the aggregated inorganic filler is not particularly limited, but is preferably 10 MPa or more, more preferably 20 MPa or more, even more preferably 30 MPa or more, more preferably 50 MPa or more, and even more preferably 55 MPa or more. If the elastic modulus is equal to or greater than the above lower limit, the aggregated inorganic filler tends to undergo plastic deformation in the direction of the pressing pressure, and collapse of the aggregated structure can be suppressed. On the other hand, the upper limit of the elastic modulus is not particularly limited, but from the viewpoint of easily obtaining sufficient deformation, it is preferably 5 GPa or less, more preferably 2 GPa or less, even more preferably 1.5 GPa or less, even more preferably 1 GPa or less, still more preferably 500 MPa or less, particularly preferably 300 MPa or less, and most preferably 150 MPa or less.
When the agglomerated inorganic filler has an elastic modulus within the above range, it tends to maintain its spherical shape during press processing. On the other hand, when the breaking strength is within the above range, the contact portions of the agglomerated inorganic filler tend to deform, facilitating surface contact. While maintaining high thermal conductivity within the agglomerated inorganic filler, the contact thermal resistance at the agglomerated inorganic filler interface and the interface between the conductive layer and the insulating layer (resin sheet) can be reduced, thereby improving overall thermal conductivity.

凝集無機フィラーの破壊強度及び弾性率は、凝集無機フィラーが樹脂シート中にある場合には、該凝集無機フィラーが変質しないよう、樹脂シートの樹脂を焼いて凝集無機フィラーを取り出してから、測定することができる。 When the agglomerated inorganic filler is contained in a resin sheet, the breaking strength and elastic modulus of the agglomerated inorganic filler can be measured after baking the resin of the resin sheet and removing the agglomerated inorganic filler to prevent deterioration of the agglomerated inorganic filler.

<球状フィラー>
無機フィラーとして球状フィラーを用いてもよい。本発明の球状フィラーは、特に限定されないが、例えば熱伝導率が10W/m・K以上、好ましくは15W/m・K以上、より好ましくは20W/m・K以上、例えば20~30W/m・Kで、新モース硬度が3.1以上、例えば5~10であるものが好ましい。このような球状フィラーを上記の凝集無機フィラーと併用することにより、得られる樹脂シートの金属に対する放熱性をさらに高めることができる。
<Spherical filler>
A spherical filler may be used as the inorganic filler. The spherical filler of the present invention is not particularly limited, but preferably has a thermal conductivity of 10 W/m K or more, preferably 15 W/m K or more, more preferably 20 W/m K or more, for example, 20 to 30 W/m K, and a new Mohs hardness of 3.1 or more, for example, 5 to 10. By using such a spherical filler in combination with the above-mentioned agglomerated inorganic filler, the heat dissipation properties of the resulting resin sheet relative to metal can be further improved.

ここで「球状」とは、一般的に球形であると認識されるものであればよく、例えば、平均円形度が0.4以上を球状としてもよく、0.6以上を球形としてもよい。通常平均円形度の上限は1である。円形度の測定はその投影画像を画像処理することによって測定することができ、例えばシスメックス社のFPIAシリーズ等で測定することができる。 Here, "spherical" refers to anything that is generally recognized as spherical; for example, an average circularity of 0.4 or more may be considered spherical, or 0.6 or more. The upper limit of average circularity is usually 1. Circularity can be measured by image processing the projected image, and can be measured, for example, with Sysmex's FPIA series.

球状フィラーは、アルミナ、合成マグネサイト、結晶性シリカ、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛および酸化マグネシウムからなる群から選択された少なくとも1種であることが好ましい。これらの好ましい球状フィラーの使用により、得られる樹脂シートの放熱性をより一層高めることができる。 The spherical filler is preferably at least one selected from the group consisting of alumina, synthetic magnesite, crystalline silica, aluminum nitride, silicon nitride, silicon carbide, zinc oxide, and magnesium oxide. Use of these preferred spherical fillers can further enhance the heat dissipation properties of the resulting resin sheet.

球状フィラーの平均粒子径は、0.5μm以上、40μm以下の範囲内にあることが好ましい。これら範囲であることで、樹脂シートの絶縁破壊特性を維持しやすくなる。 The average particle size of the spherical filler is preferably in the range of 0.5 μm or more and 40 μm or less. This range makes it easier to maintain the dielectric breakdown characteristics of the resin sheet.

<その他フィラー>
本発明においては、上記無機フィラーとは別に、有機フィラーを併用してもよい。本発明において、有機フィラーとは、エポキシ基を含まず、また熱硬化性触媒の定義に入らず、有機成分で構成される室温で固体の成分である。それらは木粉等の天然物、変性されていてもよいセルロース、デンプン、各種有機顔料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられ、併用してもよい。具体例としては、アクリル樹脂粒子、ナイロン樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子などがある。
有機フィラーが含まれていることで、樹脂組成物に適度な伸び性を付与し、発生する応力を緩和し、温度サイクル試験でのクラックの発生を抑えることができる場合がある。
<Other fillers>
In the present invention, an organic filler may be used in combination with the inorganic filler. In the present invention, the organic filler is a component that does not contain an epoxy group, does not fall under the definition of a thermosetting catalyst, and is solid at room temperature, composed of organic components. Examples of organic fillers include natural products such as wood flour, optionally modified cellulose, starch, various organic pigments, thermoplastic resins, and thermosetting resins, which may be used in combination. Specific examples include acrylic resin particles, nylon resin particles, polyester resin particles, polystyrene resin particles, and silicone resin particles.
The inclusion of an organic filler may impart appropriate elongation to the resin composition, alleviate the stress that occurs, and suppress the occurrence of cracks in a temperature cycle test.

上記有機フィラーの平均粒径の上限は、好ましくは100μm以下であり、より好ましくは50μm以下であり、さらに好ましくは30μm以下である。これらの上限値以下にすることで、熱伝導率の低下の恐れなしに様々な厚さの樹脂シートを作成することができる。有機フィラーの粒径も、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積平均での粒度分布測定結果から求められる平均粒子径である。 The upper limit of the average particle size of the organic filler is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 30 μm or less. By keeping the particle size below these upper limits, resin sheets of various thicknesses can be produced without risking a decrease in thermal conductivity. The particle size of the organic filler is also the average particle size determined from the volume-averaged particle size distribution measurement results measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer.

<<その他の成分>>
本発明の樹脂シートを形成する樹脂組成物には、本発明の効果を損なうことのない範囲において、上記以外のその他の成分が含まれていてもよい。その他の成分としては、樹脂組成物を用いて樹脂シートを製造する際に、場合により使用する無機フィラーと樹脂組成物との界面接着強度を改善するシランカップリング剤などの表面処理剤、還元剤等の絶縁性炭素成分、粘度調整剤、分散剤、チキソ性付与剤、難燃剤、着色剤、有機溶剤、熱可塑性樹脂が挙げられる。
これらのうち、分散剤が含まれていることで、均一な樹脂シートを形成することが可能となり、得られる樹脂シートの熱伝導性および絶縁破壊特性を向上させることができる場合がある。また、熱可塑性樹脂が含まれていることで、樹脂組成物に適度な伸び性を付与し、発生する応力を緩和し、温度サイクル試験でのクラックの発生を押さえることができる場合がある。
<<Other ingredients>>
The resin composition forming the resin sheet of the present invention may contain other components in addition to those described above, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include a surface treatment agent such as a silane coupling agent that improves the interfacial adhesive strength between the resin composition and an inorganic filler that is optionally used when producing a resin sheet using the resin composition, an insulating carbon component such as a reducing agent, a viscosity modifier, a dispersant, a thixotropy-imparting agent, a flame retardant, a colorant, an organic solvent, and a thermoplastic resin.
Among these, the inclusion of a dispersant makes it possible to form a uniform resin sheet, which may improve the thermal conductivity and dielectric breakdown characteristics of the resulting resin sheet. Furthermore, the inclusion of a thermoplastic resin may impart appropriate elongation to the resin composition, alleviate the stress generated, and suppress the occurrence of cracks in a temperature cycle test.

本発明に係る樹脂組成物は、例えば、塗布工程を経てシート状の樹脂シートを成形する際の塗布性の向上のために、有機溶剤を含有していてもよい。
本発明に係る樹脂組成物が含有し得る有機溶剤の例としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。これらの有機溶剤は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The resin composition according to the present invention may contain an organic solvent, for example, to improve the coatability when the resin composition is subjected to a coating step to form a sheet-like resin sheet.
Examples of organic solvents that may be contained in the resin composition according to the present invention include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether, etc. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

本発明に係る樹脂組成物が有機溶剤を含有する場合、その含有量は、樹脂シート作製時の樹脂組成物の取り扱い性、硬化前の形状、乾燥条件等に応じて適宜決定される。該樹脂組成物が、塗布工程に供するスラリー状である場合、有機溶剤は該樹脂組成物又は前述の無機フィラー添加後の本発明の樹脂組成物中の固形分(溶剤以外の成分の合計)濃度が10~90質量%、特に40~80質量%となるように用いることが好ましい。
また、樹脂組成物が、塗布及び乾燥等の工程を経たシート状の場合、有機溶剤は本発明の樹脂組成物又は後述の無機フィラー添加後の本発明の樹脂組成物中の固形分(溶剤以外の成分の合計)濃度が95質量%以上であることが好ましく、特に98質量%以上となるように用いることがより好ましい。
When the resin composition according to the present invention contains an organic solvent, the content thereof is appropriately determined depending on the handleability of the resin composition when producing a resin sheet, the shape before curing, drying conditions, etc. When the resin composition is in the form of a slurry to be subjected to a coating step, the organic solvent is preferably used so that the solids concentration (total of components other than the solvent) in the resin composition or the resin composition of the present invention after addition of the inorganic filler described above is 10 to 90 mass %, particularly 40 to 80 mass %.
Furthermore, when the resin composition is in the form of a sheet that has been subjected to processes such as coating and drying, the organic solvent is preferably used so that the solid content (total of components other than the solvent) concentration in the resin composition of the present invention or in the resin composition of the present invention after the addition of an inorganic filler described below is 95 mass % or more, and more preferably 98 mass % or more.

<<<導電層3>>>
導電層3は、高い導電性を有する層であり、本実施形態の積層構造体がパワーデバイスの放熱基板となる場合には、電極となり得る。導電層3の導電性は、通常1×10Sm-1以上であり、1×10Sm-1以上であることが好ましく、1×10Sm-1以上であることがより好ましい。
<<<Conductive Layer 3>>>
The conductive layer 3 is a layer having high conductivity, and can serve as an electrode when the laminated structure of this embodiment is used as a heat dissipation substrate for a power device. The conductivity of the conductive layer 3 is usually 1×10 5 Sm −1 or more, preferably 1×10 6 Sm −1 or more, and more preferably 1×10 7 Sm −1 or more.

導電性を有する導電層としては、銅板を用いる。銅板を用いることで、良好な導電性と熱伝導性が得らえる。
また、導電層3の厚さは100μm以上であり、好ましくは150μm以上、より好ましくは200μm以上、より好ましくは250μm以上、より好ましくは300μm以上である。また、上限は特に限定されないが、100,000μm以下である。この範囲であることで、良好な導電性と熱伝導性が得らえる。
さらに、エッチングを行わないことにより、後述の空白部の絶縁層上に導電層を構成する金属の残留を低いレベルに抑えることが容易にできる。
なお、厚さの測定は膜厚計で銅板の中央付近を三か所以上測定し、その平均値とする。
The conductive layer is made of a copper plate, which provides good electrical and thermal conductivity.
The thickness of the conductive layer 3 is 100 μm or more, preferably 150 μm or more, more preferably 200 μm or more, more preferably 250 μm or more, and more preferably 300 μm or more. There is no particular upper limit, but the upper limit is 100,000 μm or less. By keeping the thickness within this range, good electrical and thermal conductivity can be obtained.
Furthermore, by not performing etching, it is easy to keep the amount of metal constituting the conductive layer remaining on the insulating layer in the blank areas, which will be described later, to a low level.
The thickness is measured using a film thickness meter at three or more points near the center of the copper plate, and the average value is used.

<<<積層構造体>>>
本実施形態において積層構造体の一形態としては、絶縁層2と導電層3との積層構造に特徴を有し、絶縁層2と導電層3との積層面は、絶縁層2と導電層3が積層した積層部と、導電層が存在しない空白部とが存在し、前記積層部と前記空白部とが、同一平面P上に存在する。ここで、図1中の一点鎖線領域の拡大図を図2に示す。
図2において示すとおり、導電層3と絶縁層2との積層面である積層部が、絶縁層2の導電層3側の面の導電層3が存在しない面である空白部と同一平面P上に存在する。ここで、「同一平面上に存在する」とは、絶縁層2と導電層3との積層面が、絶縁層2側に凹んでいないことを意味する。導電層3と絶縁層2とを積層し、これらを圧着により接合する場合には、特に絶縁層2が樹脂を含む場合、図3に示すように絶縁層2には、導電層3からの圧力によって凹みが生じる。一方で本実施形態では、絶縁層2と導電層3との積層面が、絶縁層2側に凹んでいないことを特徴とする。
なお、「同一平面上に存在する」とは、一切の凹みを排除する概念ではなく、絶縁層2の厚さに対して、厚さ方向に10%以下の凹みを有してよく、5%以下の凹みを有してよく、3%以下の凹みを有してよく、2%以下の凹みを有してよく、1%以下の凹みを有してよく、0.5%以下の凹みを有してよく、0.1%以下の凹みを有してよい。
また、前記空白部の絶縁層上の一部には、モールド樹脂が積層されていてもよいが、必ずモールド樹脂が積層されていない空白部も存在しなければならない。
<<<Laminated structure>>>
One form of the laminated structure in this embodiment is characterized by a laminated structure of an insulating layer 2 and a conductive layer 3, and the laminated surface of the insulating layer 2 and the conductive layer 3 has a laminated portion where the insulating layer 2 and the conductive layer 3 are laminated and a blank portion where no conductive layer is present, and the laminated portion and the blank portion are present on the same plane P. Here, an enlarged view of the area enclosed by the dashed dotted line in FIG. 1 is shown in FIG. 2.
As shown in Fig. 2, the laminated portion, which is the laminated surface of the conductive layer 3 and the insulating layer 2, is on the same plane P as the blank portion, which is the surface of the insulating layer 2 facing the conductive layer 3 and where the conductive layer 3 is not present. Here, "on the same plane" means that the laminated surface of the insulating layer 2 and the conductive layer 3 is not recessed toward the insulating layer 2. When the conductive layer 3 and the insulating layer 2 are laminated and joined by pressure bonding, particularly when the insulating layer 2 contains a resin, a recess is generated in the insulating layer 2 due to the pressure from the conductive layer 3, as shown in Fig. 3. On the other hand, this embodiment is characterized in that the laminated surface of the insulating layer 2 and the conductive layer 3 is not recessed toward the insulating layer 2.
Note that "being on the same plane" does not mean excluding any depressions at all, but rather means that the insulating layer 2 may have a depression of 10% or less in the thickness direction, a depression of 5% or less, a depression of 3% or less, a depression of 2% or less, a depression of 1% or less, a depression of 0.5% or less, or a depression of 0.1% or less.
Furthermore, a molding resin may be laminated on a part of the insulating layer in the blank portion, but there must also be a blank portion where no molding resin is laminated.

また、絶縁層2の導電層3側の表面のうち、導電層3が存在しない空白部において、導電層3を構成する金属濃度が10,000ppm以下である。導電層3がエッチングによりパターニングされて形成される場合には、導電層3を形成する金属が絶縁層2上に残留する。このような残留金属は、絶縁層2の絶縁性に影響を及ぼす場合がある。
上記残留金属濃度は10,000ppm以下であることが好ましく、5,000ppm以下であることがより好ましく、3,000ppm以下であることがより好ましく、1,000ppm以下であることがより好ましく、500ppm以下であることがより好ましく、200ppm以下であることがより好ましく、100ppm以下であることがより好ましく、50ppm以下であることがより好ましく、30ppm以下であることがより好ましく、20ppm以下であることがより好ましく、10ppm以下であることがより好ましく、5ppm以下であることがより好ましく、1ppm以下であることがより好ましい。
Furthermore, in the surface of the insulating layer 2 facing the conductive layer 3, in blank areas where the conductive layer 3 is not present, the concentration of metals constituting the conductive layer 3 is 10,000 ppm or less. When the conductive layer 3 is formed by patterning through etching, the metals constituting the conductive layer 3 remain on the insulating layer 2. Such residual metals may affect the insulating properties of the insulating layer 2.
The residual metal concentration is preferably 10,000 ppm or less, more preferably 5,000 ppm or less, more preferably 3,000 ppm or less, more preferably 1,000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, more preferably 30 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, more preferably 5 ppm or less, and more preferably 1 ppm or less.

また、前記積層部と前記空白部との境界部分において、導電層3の側面と絶縁層2との交点によって形成される角度が、90°±10°であることが好ましく、90°±5°であることが好ましく、90°±3°であることが好ましく、90°±2°であることがより好ましく、90°±1°であることが更に好ましい。導電層3がエッチングによりパターニングされて形成される場合には、導電層の厚さにもよるが、導電層3の側面がテーパ状になる場合があり、導電層3の側面と絶縁層2との交点が有する角度が90°±10°を外れ易い。 Furthermore, at the boundary between the laminated portion and the blank portion, the angle formed by the intersection between the side of the conductive layer 3 and the insulating layer 2 is preferably 90°±10°, more preferably 90°±5°, more preferably 90°±3°, more preferably 90°±2°, and even more preferably 90°±1°. When the conductive layer 3 is formed by patterning through etching, the side of the conductive layer 3 may be tapered, depending on the thickness of the conductive layer, and the angle formed by the intersection between the side of the conductive layer 3 and the insulating layer 2 is likely to deviate from 90°±10°.

また、導電層3の側面は平面であることが好ましい。導電層3がエッチングによりパターニングされて形成される場合には、導電層3の側面に反りが生じたり、エッチング残りが生じる場合がある。その場合には図4に示すように、導電層3の側面が平面にはならない場合がある。 It is also preferable that the side surfaces of the conductive layer 3 are flat. When the conductive layer 3 is formed by patterning it through etching, warping or etching residue may occur on the side surfaces of the conductive layer 3. In such cases, the side surfaces of the conductive layer 3 may not be flat, as shown in Figure 4.

また、予めパターニングした導電層3を樹脂でモールドした後、絶縁層2上に配置し、導電層と絶縁層とを接合することもできる。この場合、モールドした導電層が絶縁層2の面積よりも小さい場合には絶縁層の一部に凹みが生じることがあるが、本発明では凹みのない積層体を得ることができる。 Alternatively, a pre-patterned conductive layer 3 can be molded with resin and then placed on the insulating layer 2, and the conductive and insulating layers can be bonded together. In this case, if the molded conductive layer is smaller in area than the insulating layer 2, a depression may form in part of the insulating layer, but the present invention can produce a laminate without any depressions.

<<<製造方法>>>
次に、本実施形態に係る積層構造体の製造方法の代表例として、樹脂シートの製造方法及び積層構造体の製造方法A乃至Cを示すが、上記説明した構成を有する限り、これらの方法で製造された積層構造体に限られない。
<<<Manufacturing method>>>
Next, as representative examples of the method for manufacturing a laminated structure according to this embodiment, methods for manufacturing a resin sheet and methods A to C for manufacturing a laminated structure will be shown, but the laminated structures are not limited to those manufactured by these methods as long as they have the configuration described above.

<<樹脂シート製造>>
本発明の絶縁層(樹脂シート)の製造方法は特に限定されないが、絶縁層が、無機フィラー、熱硬化性樹脂及び熱硬化性触媒を含有する樹脂組成物を用いて得られるものであり、
該無機フィラーは凝集無機フィラーを含み、該熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含み、
該熱硬化性触媒の融点が120℃以上であり、下記((a)工程及び(b)工程を有するものであることが好ましい。
(a)樹脂組成物を用いてシートを形成する工程
(b)(a)工程で得られたシートを、95℃以下で加熱し、シートの反応率を50%以上とする工程
なお、シートの反応率は以下により求められる。
(反応率)
示差走査熱量測定(DSC)により40℃から250℃まで10℃/minで昇温した際に得られる発熱ピークの発熱量から下記式により算出する。
反応率(%)=(1-((b)工程後の発熱量/(a)工程後の発熱量))×100
<<Resin sheet manufacturing>>
The method for producing the insulating layer (resin sheet) of the present invention is not particularly limited. However, the insulating layer is obtained using a resin composition containing an inorganic filler, a thermosetting resin, and a thermosetting catalyst,
the inorganic filler comprises an aggregated inorganic filler, and the thermosetting resin comprises an epoxy resin;
It is preferable that the melting point of the thermosetting catalyst is 120° C. or higher and that the process comprises the following steps (a) and (b):
(a) a step of forming a sheet using the resin composition; (b) a step of heating the sheet obtained in step (a) at 95°C or less to make the reaction rate of the sheet 50% or more. The reaction rate of the sheet can be calculated as follows.
(Response rate)
It is calculated from the calorific value of the exothermic peak obtained by differential scanning calorimetry (DSC) when the temperature is raised from 40° C. to 250° C. at a rate of 10° C./min, using the following formula:
Reaction rate (%) = (1 - (amount of heat generated after step (b) / amount of heat generated after step (a))) x 100

また、(a)工程及び(b)工程以外にも他の工程を有していてもよい。 In addition, other steps may be included in addition to steps (a) and (b).

<(a)工程>
(a)工程は、樹脂組成物を用いてシートを形成する工程である。シートの形成方法は特に限定されず、樹脂組成物の粘度、形成するシートの膜厚、大きさなどによって適宜選択することができる。
以下、例えばスラリー状の樹脂組成物を用いて樹脂シートを製造する場合方法の一例について説明する。
まず基材の表面に、スラリー状の樹脂組成物を塗布してシート(塗膜。シート状の樹脂組成物。)を形成する。具体的には、スラリー状の樹脂組成物を用いて、ディップ法、スピンコート法、スプレーコート法、ブレード法、その他の任意の方法で基材上に塗膜を形成する。スラリー状の樹脂組成物の塗布には、スピンコーター、スリットコーター、ダイコーター、ブレードコーター等の塗布装置を用いることができる。塗布装置の使用により基材上に任意の膜厚の塗膜を均一に形成することが可能である。
基材としては、後述の銅箔、PETフィルムが一般的に用いられるが、特に限定されない。
また、本発明の樹脂組成物が、塗布及び乾燥等の工程を経たシート状の場合、溶剤を含んでいてもよい。
<(a) Process>
Step (a) is a step of forming a sheet using the resin composition. The method for forming the sheet is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the viscosity of the resin composition, the film thickness and size of the sheet to be formed, etc.
An example of a method for producing a resin sheet using, for example, a slurry-like resin composition will be described below.
First, a slurry resin composition is applied to the surface of a substrate to form a sheet (coating film; sheet-like resin composition). Specifically, a coating film is formed on the substrate using the slurry resin composition by a dip method, spin coating method, spray coating method, blade method, or any other method. A coating device such as a spin coater, slit coater, die coater, or blade coater can be used to apply the slurry resin composition. By using a coating device, it is possible to form a uniform coating film of any desired thickness on the substrate.
As the substrate, copper foil and PET film, which will be described later, are generally used, but there is no particular limitation.
Furthermore, when the resin composition of the present invention is in the form of a sheet that has been subjected to processes such as coating and drying, it may contain a solvent.

(a)工程として、樹脂組成物を用いて形成したシートを、溶剤、低分子成分等の除去のために、通常10~150℃、好ましくは25~120℃、より好ましくは30~110℃の温度で乾燥してもよい。乾燥温度が前記上限値以下であると、シート(塗膜)の熱硬化性樹脂の硬化が抑制され、その後の加圧工程でシート(塗膜)中の樹脂が流動し、ボイドを除去しやすくなる傾向にある。また、乾燥温度が前記下限値以上であると、効果的に溶剤等を取り除くことができ生産性が向上する傾向にある。 In step (a), the sheet formed using the resin composition may be dried at a temperature typically between 10 and 150°C, preferably between 25 and 120°C, and more preferably between 30 and 110°C, to remove solvents, low-molecular-weight components, and the like. If the drying temperature is below the upper limit, curing of the thermosetting resin in the sheet (coating) is suppressed, and the resin in the sheet (coating) tends to flow during the subsequent pressurization step, making it easier to remove voids. Furthermore, if the drying temperature is above the lower limit, solvents and the like can be removed effectively, tending to improve productivity.

乾燥時間は、特に限定されず、シート(塗膜)の状態、乾燥環境等によって適宜調整することができる。乾燥時間は、80℃未満で乾燥させる場合には1分以上が好ましく、2分以上がより好ましく、5分以上がさらに好ましく、10分以上がさらにいっそう好ましく、20分以上が特に好ましく、30分以上が最も好ましい。一方、乾燥時間は4時間以下が好ましく、2時間以下がより好ましい。80℃以上で乾燥させる場合には、1分以上が好ましく、30分以下が好ましく、20分以下がより好ましく、15分以下がより好ましく、10分以下がより好ましい。
乾燥時間が前記下限値以上であると、十分に溶剤等を除去でき、残留溶剤が樹脂シート内のボイドとなることを抑制できる傾向にある。乾燥時間が前記上限値以下であると、生産性が向上し、製造コストを抑制できる傾向にある。
The drying time is not particularly limited and can be adjusted appropriately depending on the state of the sheet (coating film), the drying environment, etc. When drying at a temperature below 80°C, the drying time is preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, even more preferably 5 minutes or more, even more preferably 10 minutes or more, particularly preferably 20 minutes or more, and most preferably 30 minutes or more. On the other hand, the drying time is preferably 4 hours or less, more preferably 2 hours or less. When drying at 80°C or higher, the drying time is preferably 1 minute or more, preferably 30 minutes or less, more preferably 20 minutes or less, more preferably 15 minutes or less, and more preferably 10 minutes or less.
When the drying time is equal to or longer than the lower limit, the solvent and the like can be sufficiently removed, and the residual solvent tends to be prevented from forming voids in the resin sheet. When the drying time is equal to or shorter than the upper limit, productivity tends to be improved, and manufacturing costs tend to be reduced.

<<積層構造体作製>>
<製造方法A>
製造方法Aは、熱可塑性樹脂を用いて導電層の周囲をモールドし、絶縁層の導電層側の面に係る圧力を一様として、導電層を絶縁層に接着する方法である。具体的には、
厚さ100μm以上の銅板からなる導電層の絶縁層側の面と熱可塑性樹脂の絶縁層側の面とが同一平面を形成するように、軟化点以上に加熱した熱可塑性樹脂により導電層を覆うステップ、
同一平面を形成した導電層と熱可塑性樹脂の絶縁層側の面と、絶縁層とを積層させ、該熱可塑性樹脂の軟化点以下で加圧することで導電層と絶縁層とを接着させるステップ、
絶縁層を硬化させるステップ、及び
硬化した熱可塑性樹脂を取り除くステップ、を有する積層構造体の製造方法である。
導電層と絶縁層とを積層させ、加圧し硬化させるステップは後述する(b)工程で行うことが好ましい。
<<Laminated structure fabrication>>
<Manufacturing method A>
Manufacturing method A is a method in which the periphery of the conductive layer is molded using a thermoplastic resin, and pressure is applied uniformly to the surface of the insulating layer facing the conductive layer, thereby adhering the conductive layer to the insulating layer.
a step of covering the conductive layer with a thermoplastic resin heated to a softening point or higher so that the insulating layer side surface of the conductive layer made of a copper plate with a thickness of 100 μm or more and the insulating layer side surface of the thermoplastic resin form the same plane;
a step of laminating the conductive layer and the insulating layer side of the thermoplastic resin, which form the same plane, on the insulating layer, and applying pressure at a temperature equal to or lower than the softening point of the thermoplastic resin to bond the conductive layer and the insulating layer together;
A method for manufacturing a laminated structure includes the steps of curing the insulating layer, and removing the cured thermoplastic resin.
The step of laminating the conductive layer and the insulating layer and curing them under pressure is preferably carried out in the step (b) described below.

熱可塑性樹脂は特段限定されず、典型的にはポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンなどが用いられるがこれらに限られない。形状も特段限定されず、通常ペレットが用いられる。熱可塑性樹脂の軟化点は、通常30℃以上であり、50℃以上が好ましく、また通常300℃以下、好ましくは200℃以下である。 The thermoplastic resin is not particularly limited, and typically polyolefins such as polyethylene and polypropylene are used, but are not limited to these. The shape is also not particularly limited, and pellets are usually used. The softening point of the thermoplastic resin is usually 30°C or higher, preferably 50°C or higher, and usually 300°C or lower, preferably 200°C or lower.

硬化させた後の熱可塑性樹脂は、絶縁層と導電層との積層体から取り除かれる。この際に、熱可塑性樹脂を用いることで、軟化点に近い温度に加熱することで樹脂が軟化し、離型剤を用いることなく、熱可塑性樹脂を絶縁層と導電層との積層体から取り除くことができる。 After curing, the thermoplastic resin is removed from the laminate of the insulating layer and the conductive layer. By using a thermoplastic resin, the resin softens when heated to a temperature close to its softening point, allowing the thermoplastic resin to be removed from the laminate of the insulating layer and the conductive layer without using a release agent.

<製造方法B>
製造方法Bは、熱硬化性樹脂を用いて導電層の周囲をモールドし、絶縁層の導電層側の面に係る圧力を一様として、導電層を絶縁層に接着する方法である。具体的には、
導電層の絶縁層側の面と熱硬化性樹脂の絶縁層側の面とが同一平面を形成するように、熱硬化性樹脂により導電層を覆うステップ、
導電層を覆った熱硬化性樹脂を硬化させるステップ、
同一平面を形成した導電層と熱硬化性樹脂の絶縁層側の面と、絶縁層とを積層させ、加圧し、絶縁層を硬化させるステップ、及び
熱硬化性樹脂を取り除くステップ、を有し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板である、積層構造体の製造方法である。
導電層と絶縁層とを積層させ、加圧し硬化させるステップは後述する(b)工程で行うことが好ましい。
<Manufacturing method B>
Manufacturing method B is a method in which the periphery of the conductive layer is molded using a thermosetting resin, and pressure is applied uniformly to the surface of the insulating layer facing the conductive layer, thereby adhering the conductive layer to the insulating layer.
covering the conductive layer with a thermosetting resin so that a surface of the conductive layer facing the insulating layer and a surface of the thermosetting resin facing the insulating layer form the same plane;
curing the thermosetting resin covering the conductive layer;
the conductive layer and the insulating layer side of the thermosetting resin, which form the same plane, are stacked together, and the insulating layer is pressed to harden the insulating layer; and the thermosetting resin is removed.
In the method for producing a laminated structure, the conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more.
The step of laminating the conductive layer and the insulating layer and curing them under pressure is preferably carried out in the step (b) described below.

熱硬化性樹脂は特段限定されず、典型的にはゴム性を有するシリコーン樹脂などが用いられるがこれらに限られない。 There are no particular limitations on the thermosetting resin, and typically, silicone resins with rubber properties are used, but this is not limited to these.

硬化させた後の熱硬化性樹脂は、絶縁層と導電層との積層体から取り除かれる。この際に、シリコーンゴムなどの熱硬化性樹脂を用いることで、離型剤を用いることなく、熱硬化性樹脂を絶縁層と導電層との積層体から取り除くことができる。 After hardening, the thermosetting resin is removed from the laminate of the insulating layer and the conductive layer. By using a thermosetting resin such as silicone rubber, the thermosetting resin can be removed from the laminate of the insulating layer and the conductive layer without using a release agent.

<製造方法C>
製造方法Cは、絶縁層と導電層とを積層させた状態で、等方圧プレスにより、導電層を絶縁層に接着する方法である。具体的には、
絶縁層と導電層とを積層させるステップ、
該積層体を等方圧プレスするステップ、
絶縁層を硬化させるステップ、を有し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板である、積層構造体の製造方法である。
導電層と絶縁層とを積層させ、加圧し硬化させるステップは後述する(b)工程で行うことが好ましい。
<Manufacturing method C>
In manufacturing method C, an insulating layer and a conductive layer are laminated together, and then the conductive layer is bonded to the insulating layer by isostatic pressing.
laminating an insulating layer and a conductive layer;
isostatically pressing the laminate;
curing the insulating layer;
In the method for producing a laminated structure, the conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more.
The step of laminating the conductive layer and the insulating layer and curing them under pressure is preferably carried out in the step (b) described below.

等方圧プレスは、様々な方向から等圧を印加してプレスすることができれば特段限定されないが、例えば、絶縁層と導電層との積層体に追従可能な防水フィルムに収納し、静水圧で加圧する静水圧ラミネートが例示できる。 There are no particular limitations on the type of isostatic pressing that can be used, as long as it is possible to apply equal pressure from various directions. For example, one example is hydrostatic lamination, in which a laminate of insulating and conductive layers is enclosed in a waterproof film that can conform to the laminate, and then pressed with hydrostatic pressure.

硬化させた後の積層体は、等方圧プレスの際に収納された防水フィルムから取り出される。この際使用する防水フィルムは、市販のものでよい。ナイロン、ポリエチレン、EVAなど、またそれらを積層した袋状のフィルムなどが用いられる。また、積層体から容易に剥離できるため、テフロン(登録商標)シート、シリコンゴムシート、フッ素ゴムシートなどを積層体上に被せて防水フィルムに収納する方法が好ましく用いられる。 After curing, the laminate is removed from the waterproof film it was encased in during isostatic pressing. The waterproof film used here can be any commercially available product. Materials such as nylon, polyethylene, EVA, and bag-shaped films made by laminating these materials can be used. Furthermore, since these can be easily peeled off from the laminate, it is preferable to cover the laminate with a Teflon (registered trademark) sheet, silicone rubber sheet, or fluororubber sheet and encase it in the waterproof film.

<(b)工程>
(b)工程は、(a)工程で得られたシートを、95℃以下で加熱し、シートの反応率を50%以上とする工程である。本工程を経ることで、硬化収縮を低減し、最終的な反り量を低減する効果が得られる。
シート(樹脂シート)の反応率は50%以上であればよいが、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。また、反応率は100%でもよい。樹脂シートの使用形態に合わせ、反応率の上限は適宜調整することができる。
<(b) Process>
In step (b), the sheet obtained in step (a) is heated to 95° C. or less to bring the reaction rate of the sheet to 50% or more. This step reduces cure shrinkage and ultimately reduces the amount of warpage.
The reactivity of the sheet (resin sheet) is sufficient as long as it is 50% or more, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and even more preferably 80% or more. The reactivity may be 100%. The upper limit of the reactivity can be appropriately adjusted depending on the use form of the resin sheet.

シートの加熱温度は95℃以下であれば特に限定されないが、94℃以下がより好ましく、93℃以下がさらに好ましい。また、下限は特に限定されないが、10℃以上が好ましく、20℃以上がより好ましく、30℃以上がさらに好ましく、40℃以上がよりさらに好ましく、50℃以上が特に好ましい。この加熱温度が前記数値範囲内であることで、冷却による硬化収縮が減少し、反りを抑制することができ、硬化を進行させることができる傾向にある。 The heating temperature of the sheet is not particularly limited as long as it is 95°C or less, but 94°C or less is more preferable, and 93°C or less is even more preferable. There is also no particular lower limit, but 10°C or more is preferred, 20°C or more is more preferable, 30°C or more is even more preferable, 40°C or more is even more preferable, and 50°C or more is particularly preferable. By keeping the heating temperature within this range, curing shrinkage due to cooling is reduced, warping can be suppressed, and curing tends to proceed.

加熱時間は、シートの反応率が50%以上となるように適宜調整すればよいが、10時間以下が好ましく、5時間以下がより好ましい。また、下限は特に限定されないが、1時間以上が好ましく、2時間以上がより好ましい。加熱時間が上記範囲であることで、樹脂シートの製造時間が抑制でき、生産コストを短縮できる傾向にある。また、樹脂シート内の空隙、ボイドを十分に取り除くことができ、熱伝達性能、耐電圧特性を向上できる傾向にある。 The heating time can be adjusted as needed to ensure that the sheet has a reaction rate of 50% or more, but is preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less. There is no particular lower limit, but 1 hour or more is preferred, more preferably 2 hours or more. Keeping the heating time within the above range tends to reduce the manufacturing time for the resin sheet and cut production costs. It also tends to sufficiently remove voids and gaps within the resin sheet, improving heat transfer performance and voltage resistance.

(b)工程において、加熱と同時に加圧を行ってもよい。加熱に加え加圧を行うことで、無機フィラー同士を接合させヒートパスを形成し、シート内のボイド、空隙を抑制することができる。
加圧時間は加熱時間と同じでもよく、異なっていてもよい。
加圧のプレス圧は、0.1MPa以上であることが好ましく、0.5MPa以上であることがより好ましく、1MPa以上であることがさらに好ましい。また、1000MPa以下であることが好ましく、700MPa以下であることがより好ましく、500MPa以下であることがさらに好ましい。
プレス圧がこの範囲であることで、無機フィラーの二次粒子が破壊することなく、シート状の樹脂シート中に空隙等がない高い熱伝導性を有するシートを得ることができる。また、プレス圧が前記下限値以上であると、無機フィラー間の接触が良好となり、熱伝導パスを形成しやすくなるため、高い熱伝導性を有する樹脂シートを得ることができる傾向にある。
In step (b), heating and pressure may be applied simultaneously. By applying pressure in addition to heating, the inorganic fillers are bonded to each other to form heat paths, and voids and gaps in the sheet can be suppressed.
The pressing time may be the same as or different from the heating time.
The pressing pressure is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and even more preferably 1 MPa or more, and is preferably 1000 MPa or less, more preferably 700 MPa or less, and even more preferably 500 MPa or less.
When the pressing pressure is within this range, the secondary particles of the inorganic filler are not destroyed, and a sheet having high thermal conductivity can be obtained in the sheet-like resin sheet without voids, etc. Furthermore, when the pressing pressure is equal to or greater than the lower limit, contact between the inorganic fillers is good, making it easier to form heat conduction paths, and therefore a resin sheet having high thermal conductivity tends to be obtained.

(加圧工程)
(a)工程の後、かつ(b)工程の前に加圧工程を有していてもよい。加圧を行うことで、無機フィラー同士を接合させヒートパスを形成し、シート内のボイド、空隙を抑制することができる。
加圧工程の時間は、特に限定されない。加圧工程の時間は、30秒以上が好ましく、1分以上がより好ましく、3分以上がさらに好ましく、5分以上が特に好ましい。また、加圧工程の時間は、1時間以下が好ましく、30分以下がより好ましく、20分以下がさらに好ましい。
加圧時間が前記上限値以下であると、樹脂シートの製造時間を抑制でき、生産コストを短縮できる傾向にある。一方、前記下限値以上であると、樹脂シート(絶縁層)内の空隙、ボイドを十分に取り除くことができ、熱伝達性能、耐電圧特性を向上できる傾向にある。
加圧のプレス圧は、0.1MPa以上であることが好ましく、0.5MPa以上であることがより好ましく、1MPa以上であることがさらに好ましい。また、1000MPa以下であることが好ましく、700MPa以下であることがより好ましく、500MPa以下であることがさらに好ましい。
プレス圧がこの範囲であることで、樹脂シート(絶縁層)内の空隙、ボイドを十分に取り除くことができ、熱伝達性能、耐電圧特性を向上できる傾向にある。
(Pressure application process)
A pressurizing step may be performed after the step (a) and before the step (b). By applying pressure, the inorganic fillers are bonded to each other to form heat paths, and voids and gaps in the sheet can be suppressed.
The time for the pressurizing step is not particularly limited. The time for the pressurizing step is preferably 30 seconds or more, more preferably 1 minute or more, even more preferably 3 minutes or more, and particularly preferably 5 minutes or more. The time for the pressurizing step is preferably 1 hour or less, more preferably 30 minutes or less, and even more preferably 20 minutes or less.
When the pressing time is equal to or less than the upper limit, the manufacturing time of the resin sheet can be reduced, and the production cost tends to be reduced. On the other hand, when the pressing time is equal to or more than the lower limit, the gaps and voids in the resin sheet (insulating layer) can be sufficiently removed, and the heat transfer performance and the withstand voltage characteristics tend to be improved.
The pressing pressure is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 0.5 MPa or more, and even more preferably 1 MPa or more, and is preferably 1000 MPa or less, more preferably 700 MPa or less, and even more preferably 500 MPa or less.
By keeping the pressing pressure within this range, it is possible to sufficiently remove gaps and voids in the resin sheet (insulating layer), which tends to improve the heat transfer performance and voltage resistance characteristics.

(後硬化工程)
(b)工程の後に後硬化工程を有していてもよい。後硬化を行うことで、樹脂シートが完全に硬化し、高温保管の際、基材からのシートの剥離等が抑制できる傾向にある。後硬化の手段は特に限定されないが、加熱、加圧及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。
後硬化工程の時間は、特に限定されない。後硬化工程の時間は、5分以上が好ましく、10分以上がより好ましく、20分以上がさらに好ましく、30分以上が特に好ましい。また、後硬化工程の時間は、5時間以下が好ましく、4時間以下がより好ましく、3時間半以下がさらに好ましい。
後硬化工程の時間が前記上限値以下であると、樹脂シートの製造時間を抑制でき、生産コストを短縮できる傾向にある。一方、前記下限値以上であることで、高温保管時等において、基材からの剥離が抑制できる傾向にある。
後硬化工程における加熱温度は特に限定されない。後硬化工程の加熱温度は、100℃以上が好ましく、120℃分以上がより好ましく、140℃以上がさらに好ましく、160℃以上が特に好ましい。加熱温度が前記下限値以上であることで樹脂の未硬化部分を硬化でき、完全に硬化させることで、高温保管の際の基材からの樹脂シートの剥離等を抑制できる傾向にある。
後硬化工程における加圧条件は特に限定されない。後硬化工程の加圧は30MPa以下が好ましく、25MPa以下がより好ましく、20MPa以下がさらに好ましく、15MPa以下が特に好ましい。
加圧条件が前記上限値以下であることで、後硬化工程で樹脂シートのクラック等が生じづらくなる。
(Post-curing process)
A post-curing step may be included after step (b). By performing post-curing, the resin sheet is completely cured, and peeling of the sheet from the substrate during high-temperature storage tends to be suppressed. The means for post-curing is not particularly limited, but examples include heating, pressure, and a combination thereof.
The time for the post-curing step is not particularly limited. The time for the post-curing step is preferably 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, even more preferably 20 minutes or more, and particularly preferably 30 minutes or more. The time for the post-curing step is preferably 5 hours or less, more preferably 4 hours or less, and even more preferably 3.5 hours or less.
When the time for the post-curing step is equal to or less than the upper limit, the time required for producing the resin sheet can be reduced, and production costs tend to be reduced. On the other hand, when the time is equal to or more than the lower limit, peeling from the substrate during high-temperature storage tends to be suppressed.
The heating temperature in the post-curing step is not particularly limited. The heating temperature in the post-curing step is preferably 100°C or higher, more preferably 120°C or higher, even more preferably 140°C or higher, and particularly preferably 160°C or higher. When the heating temperature is equal to or higher than the lower limit, the uncured portion of the resin can be cured, and by completely curing the resin, peeling of the resin sheet from the substrate during high-temperature storage tends to be suppressed.
The pressure conditions in the post-curing step are not particularly limited. The pressure in the post-curing step is preferably 30 MPa or less, more preferably 25 MPa or less, even more preferably 20 MPa or less, and particularly preferably 15 MPa or less.
When the pressure condition is equal to or less than the upper limit, cracks and the like are less likely to occur in the resin sheet during the post-curing step.

(b)工程又は(b)工程に加え後硬化工程を経た樹脂シート(絶縁層)の厚さは特に限定されないが、好ましくは50μm以上であり、より好ましくは80μm以上であり、さらに好ましくは100μm以上である。また、樹脂シートの厚さは、好ましくは400μm以下であり、より好ましくは300μm以下である。樹脂シートの厚さが前記下限値以上であると、耐電圧特性が得られ、絶縁破壊電圧が向上する傾向にある。また、樹脂シートの厚さが前記上限値以下であると、デバイスの小型化、薄型化を達成でき、得られる樹脂シートの熱抵抗を抑制できる傾向にある。 The thickness of the resin sheet (insulating layer) that has undergone step (b) or step (b) plus the post-curing step is not particularly limited, but is preferably 50 μm or more, more preferably 80 μm or more, and even more preferably 100 μm or more. The thickness of the resin sheet is preferably 400 μm or less, more preferably 300 μm or less. When the thickness of the resin sheet is equal to or greater than the lower limit, voltage resistance characteristics are obtained and the breakdown voltage tends to improve. When the thickness of the resin sheet is equal to or less than the upper limit, the device can be made smaller and thinner, and the thermal resistance of the resulting resin sheet tends to be reduced.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明の範囲が実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
[原材料]
実施例及び比較例で用いた原材料は以下の通りである。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to the examples.
[raw materials]
The raw materials used in the examples and comparative examples are as follows.

<熱硬化性樹脂>
樹脂成分1:特開2020-63438公報の樹脂成分1に開示される二官能エポキシ樹脂
樹脂成分2:三菱ケミカル社製のビフェニル型固体エポキシ樹脂
樹脂成分3:昭和電工社製 一分子当たりグリシジル基を4個以上有する構造を含む多官能エポキシ樹脂
<Thermosetting resin>
Resin component 1: Bifunctional epoxy resin disclosed in Resin component 1 of JP 2020-63438 A Resin component 2: Biphenyl-type solid epoxy resin manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation Resin component 3: Multifunctional epoxy resin containing a structure having four or more glycidyl groups per molecule manufactured by Showa Denko K.K.

<凝集無機フィラー>
無機フィラー1:国際公開第2015/119198号の実施例に開示される窒化ホウ素凝集粒子の製造方法に準拠して製造した、カードハウス構造を有する窒化ホウ素凝集粒子
新モース硬度:2
体積平均粒子径:45μm
<Agglomerated inorganic filler>
Inorganic filler 1: boron nitride agglomerated particles having a house-of-cards structure, produced in accordance with the method for producing boron nitride agglomerated particles disclosed in the examples of WO 2015/119198
New Mohs hardness: 2
Volume average particle size: 45 μm

<その他のフィラー>
無機フィラー2:アドマテックス社製、球状アルミナ粒子
ピーク粒径:15μm、0.6μm
<Other fillers>
Inorganic filler 2: spherical alumina particles manufactured by Admatechs Co., Ltd.
Peak particle size: 15 μm, 0.6 μm

<硬化剤>
硬化剤1:フェノール樹脂系硬化剤(明和化成社製「MEH-8000H」)
<Curing agent>
Curing agent 1: Phenolic resin curing agent ("MEH-8000H" manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)

<熱硬化性触媒成分>
熱硬化性触媒1:2,4-ジアミノ-6-[2’-エチル-4’-メチルイミダゾリル-(1’)]-エチル-s-トリアジン。イミダゾールから誘導される構造トリアジンから誘導される構造の両方を一分子中に有する(四国化成社製「キュアゾール 2E4MZ-A」)。
分子量:247
融点:215~225℃
熱硬化性触媒2:2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール(四国化成社製「キュアゾール 2PHZ-PW」)
分子量:204
融点:230℃以上(230℃分解)
<Thermosetting catalyst component>
Thermosetting catalyst 1: 2,4-diamino-6-[2'-ethyl-4'-methylimidazolyl-(1')]-ethyl-s-triazine. This catalyst contains both an imidazole-derived structure and a triazine-derived structure in a single molecule ("Curesol 2E4MZ-A" manufactured by Shikoku Chemical Industries, Ltd.).
Molecular weight: 247
Melting point: 215-225°C
Thermosetting catalyst 2: 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole ("Curezol 2PHZ-PW" manufactured by Shikoku Chemical Industries, Ltd.)
Molecular weight: 204
Melting point: 230°C or higher (decomposes at 230°C)

<絶縁層表面の空白部の銅濃度測定>
絶縁層表面の空白部の銅濃度をXPSを用いて測定した。
測定条件は以下の通り。
X線光電子分光法(略称XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy またはESCA)
・装置:KRATOS ULTRA2
・X線源:単色化Al-Kα,出力15kV-225W(15mA)
・帯電中和:Filament current, Filament bias, Charge balance =0.43V,1V,4V
・分光系:パスエネルギー ワイドスペクトル 160eV
ナロースペクトル 80eV(Na1S,Zn2p,Cu2p,Fe2p,Ca2p,Cl2p,S2p,Al2s,Al2p,Br3s)
40eV(Si2p)
20eV(B1s,C1s,N1s,O1s)
・測定領域(Collimation, lens):
ワイドスペクトル,ナロースペクトル 700μm×300μm (Slot,Hybrid)
・取り出し角(表面より):90°
・エネルギー補正:B1s=190.9 eV@BN
<Measurement of copper concentration in the blank area on the surface of the insulating layer>
The copper concentration in the blank area on the surface of the insulating layer was measured using XPS.
The measurement conditions are as follows.
X-ray Photoelectron Spectroscopy (abbreviated as XPS, or ESCA)
・Device: KRATOS ULTRA2
・X-ray source: Monochromatic Al-Kα, output 15kV-225W (15mA)
Charge neutralization: Filament current, Filament bias, Charge balance = 0.43 V, 1 V, 4 V
Spectroscopic system: Pass energy wide spectrum 160 eV
Narrow spectrum 80 eV (Na1S, Zn2p, Cu2p, Fe2p, Ca2p, Cl2p, S2p, Al2s, Al2p, Br3s)
40eV (Si2p)
20eV (B1s, C1s, N1s, O1s)
・Measurement area (Collimation, lens):
Wide spectrum, narrow spectrum 700 μm x 300 μm (Slot, Hybrid)
・Removal angle (from surface): 90°
Energy correction: B1s = 190.9 eV @ BN

[実施例1]
<樹脂組成物の調整(合成例1)>
自転公転式撹拌装置を用いて、樹脂成分1、樹脂成分2、樹脂成分3、硬化剤1、熱硬化性触媒1、熱硬化性触媒2、無機フィラー1及び無機フィラー2を下記表1に記載の質量比となるように混合して混合物とした。この混合物を調製する際、上記混合物が塗布スラリーのうち、64質量%(固形分濃度)となるように、メチルエチルケトンとシクロヘキサノンを各18質量%ずつ用いてスラリー状の樹脂組成物を調製した。
[Example 1]
<Preparation of Resin Composition (Synthesis Example 1)>
Using a planetary stirring device, resin component 1, resin component 2, resin component 3, curing agent 1, thermosetting catalyst 1, thermosetting catalyst 2, inorganic filler 1, and inorganic filler 2 were mixed to obtain a mixture in the mass ratios shown in Table 1 below. When preparing this mixture, a slurry-like resin composition was prepared using 18% by mass each of methyl ethyl ketone and cyclohexanone so that the mixture accounted for 64% by mass (solids concentration) of the coating slurry.

<(a)工程>
得られたスラリー状の樹脂組成物をドクターブレード法でPETフィルム上に塗布し、60℃で120分間加熱乾燥を行った。
<(a) Process>
The resulting slurry-like resin composition was applied onto a PET film by a doctor blade method, and then dried by heating at 60° C. for 120 minutes.

(a)工程を経たシートを、50℃、147MPaで10分間加圧を行い、厚さ150μmのシートを得た。シート中のメチルエチルケトン及びシクロヘキサノンの合計の含有量は1質量%以下(固形分濃度99質量%以上)であった。このシートをシート1とする。 The sheet that had undergone step (a) was pressed at 50°C and 147 MPa for 10 minutes to obtain a sheet with a thickness of 150 μm. The total content of methyl ethyl ketone and cyclohexanone in the sheet was 1% by mass or less (solids concentration of 99% by mass or more). This sheet is designated Sheet 1.

SUS板上に剥離PET(三菱ケミカル製MRV50)を、剥離面を上にして置き、直径20mm、0.5mm厚の円板状銅電極を載せた。電極の上にポリエチレンペレット30gを置き、その上に剥離PETを剥離面を下にして置き、150mm×150mm×3mm厚のSUS板を被せた。
プレス機で175℃で10分間ゆっくり加圧し(5MPa以下程度)その後、150mm×150mm×15mm厚のSUS板二枚に挟んで徐冷した。両側のPETフィルムを剥がして電極下面と周囲の樹脂が面一になったポリエチレンシートを得た。
A peelable PET film (MRV50 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was placed on a stainless steel plate with the peeled surface facing up, and a 20 mm diameter, 0.5 mm thick, disk-shaped copper electrode was placed on top of it. 30 g of polyethylene pellets were placed on top of the electrode, and the peelable PET film was placed on top of that with the peeled surface facing down, and then a 150 mm × 150 mm × 3 mm thick stainless steel plate was placed on top.
The electrode was slowly pressed (up to 5 MPa) for 10 minutes at 175°C using a press, then sandwiched between two 150 mm x 150 mm x 15 mm thick SUS plates and slowly cooled. The PET films on both sides were peeled off to obtain a polyethylene sheet in which the lower surface of the electrode and the surrounding resin were flush with each other.

<(b)工程>
シート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に上記の電極下面と周囲の樹脂が面一になったポリエチレンシートを、電極面を下にして載せ、90℃で4.9MPaの圧力で4時間プレスした。その後、プレス機で圧力を保持しながら自然放冷を行った。
その後、ポリエチレンを80℃で加熱しながら剥がして熱伝導体(銅板)上に絶縁層(シート1)とパターニングされた導電体(円板状銅電極)を備えた積層体を得た。絶縁層と電極との積層面は、絶縁層の電極側の面と同一平面上に存在していた。絶縁層上の電極の周囲の部分の銅濃度をXRFで測定したところ、銅濃度は検出限界以下(1,000ppm以下)であった。
得られた積層体の絶縁層の反応率は85%以上であった。
導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度が90°±5°以内であった。
得られた積層体の耐電圧試験を行ったところ、BDVは8000Vであった。なお、耐電圧測定は、絶縁媒体(フロリナート)中で実施し、500Vステップ昇圧、各ステップ1分の条件で行った。
<(b) Process>
Sheet 1 was attached to a 40 mm x 80 mm x 2 mm copper plate with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a polyethylene sheet with the lower surface of the electrode and the surrounding resin flush with each other was placed on top of it with the electrode side facing down. The sheet was then pressed at 90°C and a pressure of 4.9 MPa for 4 hours. The sheet was then allowed to cool naturally while maintaining the pressure in the press.
The polyethylene was then peeled off while being heated at 80°C, yielding a laminate comprising an insulating layer (Sheet 1) and a patterned conductor (disk-shaped copper electrode) on a thermal conductor (copper plate). The laminated surface of the insulating layer and the electrode was flush with the electrode-side surface of the insulating layer. The copper concentration in the area surrounding the electrode on the insulating layer was measured by XRF, and was found to be below the detection limit (1,000 ppm or less).
The insulating layer of the resulting laminate had a reaction rate of 85% or more.
The angle formed by the side surface of the conductive layer and the insulating layer was within 90°±5°.
A withstand voltage test was carried out on the obtained laminate, and the BDV was found to be 8000 V. The withstand voltage measurement was carried out in an insulating medium (Fluorinert) under the conditions of increasing the voltage in 500 V steps, with each step lasting 1 minute.

[実施例2]
<(b)工程>
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に直径20mm、0.5mm厚の円板状銅電極を載せた。その上にシリコンゴムシートを上下に被せた。これを真空パック用ポリ袋(飛龍)に入れ、真空ラミネート機で真空ラミネートを行った。
[Example 2]
<(b) Process>
Sheet 1 prepared in Example 1 was attached to a 40 mm x 80 mm x 2 mm thick copper plate with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a 20 mm diameter, 0.5 mm thick disc-shaped copper electrode was placed on top of it. Silicone rubber sheets were placed on top and bottom of the electrode. This was placed in a vacuum packing plastic bag (Hiryu) and vacuum laminated using a vacuum laminator.

これを、温水ラミネーターを用いて90℃で4.9MPaの圧力で4時間等方圧プレスを行った。その後、真空パック用ポリ袋を開け、熱伝導体(銅板)上に絶縁層(合成例1で作製したシート)とパターニングされた導電体(円板状銅電極)を備えた積層体を得た。絶縁層と電極との積層面は、絶縁層の電極側の面と同一平面上に存在していた。絶縁層上の電極の周囲の部分(絶縁層表面の空白部)の銅濃度をXRFで測定したところ、銅濃度は検出限界以下(1,000ppm以下)であった。
得られた積層体の絶縁層の反応率は85%以上であった。
導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度が90°±5°以内であった。
得られた積層体の耐電圧試験を行ったところ、BDVは8000Vであった。なお、耐電圧測定は、絶縁媒体(フロリナート)中で実施し、500Vステップ昇圧、各ステップ1分の条件で行った。
This was isostatically pressed at 90°C and 4.9 MPa for 4 hours using a hot water laminator. The vacuum-packing plastic bag was then opened to obtain a laminate comprising an insulating layer (the sheet prepared in Synthesis Example 1) and a patterned conductor (disk-shaped copper electrode) on a thermal conductor (copper plate). The lamination surface of the insulating layer and the electrode was flush with the electrode-side surface of the insulating layer. The copper concentration in the area surrounding the electrode on the insulating layer (blank area on the insulating layer surface) was measured by XRF, and was found to be below the detection limit (1,000 ppm or less).
The insulating layer of the resulting laminate had a reaction rate of 85% or more.
The angle formed by the side surface of the conductive layer and the insulating layer was within 90°±5°.
A withstand voltage test was carried out on the obtained laminate, and the BDV was found to be 8000 V. The withstand voltage measurement was carried out in an insulating medium (Fluorinert) under the conditions of increasing the voltage in 500 V steps, with each step lasting 1 minute.

[実施例3]
<(b)工程>
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に直径20mm、1.0mm厚の円板状銅電極を載せた。その上にシリコンゴムシートを上下に被せた。これを真空パック用ポリ袋(飛龍)に入れ、真空ラミネート機で真空ラミネートを行った。
[Example 3]
<(b) Process>
Sheet 1 prepared in Example 1 was attached to a 40 mm x 80 mm x 2 mm thick copper plate with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a 20 mm diameter, 1.0 mm thick disc-shaped copper electrode was placed on top of it. Silicone rubber sheets were placed on top and bottom of the electrode. This was placed in a vacuum packing plastic bag (Hiryu) and vacuum laminated using a vacuum laminator.

これを、温水ラミネーターを用いて90℃で4.9MPaの圧力で4時間等方圧プレスを行った。その後、真空パック用ポリ袋を開け、熱伝導体(銅板)上に絶縁層(実施例1で作製したシート1)とパターニングされた導電体(円板状銅電極)を備えた積層体を得た。絶縁層と電極との積層面は、絶縁層の電極側の面と同一平面上に存在していた。絶縁層上の電極の周囲の部分(絶縁層表面の空白部)の銅濃度をXRFで測定したところ、銅濃度は検出限界以下(1,000ppm以下)であった。
得られた積層体の絶縁層の反応率は85%以上であった。
導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度が90°±5°以内であった。
得られた積層体の2500Vまでの耐電圧試験を行ったところ、2500Vまでの電圧で破壊されなかった。なお、耐電圧測定は、絶縁媒体(フロリナート)中で実施し、500Vステップ昇圧、各ステップ1分の条件で行った。
This was isostatically pressed at 90°C and 4.9 MPa for 4 hours using a hot water laminator. The vacuum-packing plastic bag was then opened, and a laminate was obtained comprising an insulating layer (Sheet 1 prepared in Example 1) and a patterned conductor (disk-shaped copper electrode) on a thermal conductor (copper plate). The lamination surface of the insulating layer and the electrode was flush with the electrode-side surface of the insulating layer. The copper concentration in the area surrounding the electrode on the insulating layer (blank area on the insulating layer surface) was measured by XRF, and was found to be below the detection limit (1,000 ppm or less).
The insulating layer of the resulting laminate had a reaction rate of 85% or more.
The angle formed by the side surface of the conductive layer and the insulating layer was within 90°±5°.
The obtained laminate was subjected to a withstand voltage test up to 2500 V, and it did not break down at voltages up to 2500 V. The withstand voltage measurement was carried out in an insulating medium (Fluorinert) under conditions of 500 V step increase with each step lasting 1 minute.

[比較例1]
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に直径20mm、0.5mm厚の円板状銅電極を載せた。その上に0.5mm厚のシリコンゴムシートと20枚の上質紙を置き、90℃で4.9MPaの圧力でプレスした。その後、プレス機で圧力を保持しながら自然放冷を行った。電極面と絶縁層は同一平面上ではなく、電極のめり込みが見られた。
得られた積層体の絶縁層の反応率は85%以上であったが、導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度は電極のめり込みのため測定できなかった。
得られた積層体の耐電圧は500V未満であった。なお、耐電圧測定は、絶縁媒体(フロリナート)中で実施し、500Vステップ昇圧、各ステップ1分の条件で行った。
[Comparative Example 1]
Sheet 1 prepared in Example 1 was attached to a 40 mm x 80 mm x 2 mm copper plate with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a 20 mm diameter, 0.5 mm thick disc-shaped copper electrode was placed on top. A 0.5 mm thick silicone rubber sheet and 20 sheets of fine paper were placed on top of the electrode, and the electrode was pressed at 90°C with a pressure of 4.9 MPa. The electrode was then allowed to cool naturally while maintaining pressure in the press. The electrode surface and the insulating layer were not flush with each other, and some electrode sinking was observed.
The reaction rate of the insulating layer of the resulting laminate was 85% or more, but the angle formed by the side of the conductive layer and the insulating layer could not be measured due to the sinking of the electrode.
The resulting laminate had a withstand voltage of less than 500 V. The withstand voltage measurement was carried out in an insulating medium (Fluorinert) under the conditions of increasing the voltage in 500 V steps, with each step lasting 1 minute.

[比較例2]
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に直径20mm、0.5mm厚の円板状銅電極を載せた。その周囲に直径20mmにくり抜いた0.5mm厚のシリコンゴムシートを重ねて置き、90℃で4.9MPaの圧力でプレスした。その後、プレス機で圧力を保持しながら自然放冷を行った。電極面と絶縁層は同一平面上ではなく、電極のめり込みが見られた。得られた積層体の絶縁層の反応率は85%以上であったが、導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度は電極のめり込みのため測定できなかった。
得られた積層体の耐電圧試験を行ったところ、BDVは2500Vであった。なお、耐電圧測定は、絶縁媒体(フロリナート)中で実施し、500Vステップ昇圧、各ステップ1分の条件で行った。
[Comparative Example 2]
Sheet 1 prepared in Example 1 was attached to a 40 mm x 80 mm x 2 mm copper plate with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a 20 mm diameter, 0.5 mm thick, circular copper electrode was placed on top. A 0.5 mm thick silicone rubber sheet cut out to a 20 mm diameter was placed around the electrode and pressed at 90°C with a pressure of 4.9 MPa. The sheet was then allowed to cool naturally while maintaining pressure in the press. The electrode surface and the insulating layer were not flush with each other, and some electrode sinking was observed. The insulating layer of the resulting laminate had a reaction rate of 85% or higher, but the angle formed by the side of the conductive layer and the insulating layer could not be measured due to the electrode sinking.
A withstand voltage test was carried out on the obtained laminate, and the BDV was found to be 2500 V. The withstand voltage measurement was carried out in an insulating medium (Fluorinert) under the conditions of increasing the voltage in 500 V steps, with each step lasting 1 minute.

[比較例3]
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板に塗布面を下にして貼りつけた。PETフィルムを剥がし、その上に直径40mm×80mm×1mm厚の銅板を載せた。
90℃で4.9MPaの圧力で4時間プレスを行い、エッチングをかけようとしたが上の銅板が厚すぎてエッチングが困難であった。
[Comparative Example 3]
The sheet 1 prepared in Example 1 was attached to a copper plate measuring 40 mm × 80 mm × 2 mm thick with the coated side facing down. The PET film was peeled off, and a copper plate measuring 40 mm diameter × 80 mm × 1 mm thick was placed on top of it.
The plate was pressed at 90° C. under a pressure of 4.9 MPa for 4 hours, and an attempt was made to etch it, but the upper copper plate was too thick and etching was difficult.

[比較例4]
実施例1で作製したシート1を40mm×80mm×2mm厚の銅板と40mm×80mm×0.3mm厚の銅板に挟んで10MPaで120℃30分→175℃30分で硬化した。硬化後、塩化第二鉄を主成分とするエッチング液でパターニングを行い、水酸化ナトリウムを主成分とする洗浄液で洗浄を行った後、銅パターンの周囲の部分(絶縁層表面の空白部)の銅濃度をXRFで測定したところ、銅濃度は11,000ppm~17,000ppmであった。
[Comparative Example 4]
Sheet 1 prepared in Example 1 was sandwiched between a 40 mm × 80 mm × 2 mm thick copper plate and a 40 mm × 80 mm × 0.3 mm thick copper plate, and cured at 10 MPa, 120 °C for 30 minutes, and then 175 °C for 30 minutes. After curing, the sheet was patterned using an etching solution containing ferric chloride as the main component, washed with a cleaning solution containing sodium hydroxide as the main component, and the copper concentration in the area surrounding the copper pattern (blank areas on the surface of the insulating layer) was measured by XRF, and was found to be 11,000 ppm to 17,000 ppm.

1 熱伝導体
2 絶縁層
3 導電層
P 平面
1 Thermal conductor 2 Insulating layer 3 Conductive layer P Plane

Claims (7)

熱伝導率が10W/m・K以上の熱伝導体と、
前記熱伝導体の少なくとも一方の面に積層された絶縁層と、
前記絶縁層の前記熱伝導体が積層された面とは反対の面に配置された、導電層と、を備え、
前記絶縁層と前記導電層との積層面は、絶縁層と導電層が積層した積層部と導電層が存在しない空白部とが存在し、
前記絶縁層と前記導電層との積層面において、前記積層部と前記空白部とが同一平面上に存在し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板であり、
かつ、絶縁層表面の前記空白部の銅濃度が10,000ppm以下である、積層構造体の製造方法であって、
前記絶縁層が、無機フィラー、熱硬化性樹脂及び熱硬化性触媒を含有する樹脂組成物を用いて得られる樹脂シートであり、
前記無機フィラーは凝集無機フィラーを含み、
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含み、
前記熱硬化性触媒の融点が120℃以上であり、
下記(a)工程及び(b)工程を有するものである、積層構造体の製造方法。
(a)前記樹脂組成物を用いてシートを形成する工程
(b)(a)工程で得られたシートを、95℃以下で加熱し、シートの反応率を50%以上とする工程
なお、シートの反応率は以下により求められる。
(反応率)
示差走査熱量測定(DSC)により40℃から250℃まで10℃/minで昇温した際に得られる発熱ピークの発熱量から下記式により算出する。
反応率(%)=(1-((b)工程後の発熱量/(a)工程後の発熱量))×100
a thermal conductor having a thermal conductivity of 10 W/m K or more;
an insulating layer laminated on at least one surface of the thermal conductor;
a conductive layer disposed on a surface of the insulating layer opposite to a surface on which the thermal conductor is laminated ;
a laminated surface of the insulating layer and the conductive layer has a laminated portion where the insulating layer and the conductive layer are laminated and a blank portion where no conductive layer is present,
the laminated portion and the blank portion are present on the same plane on the laminated surface of the insulating layer and the conductive layer,
The conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more,
and the copper concentration in the blank portion on the surface of the insulating layer is 10,000 ppm or less ,
the insulating layer is a resin sheet obtained using a resin composition containing an inorganic filler, a thermosetting resin, and a thermosetting catalyst;
the inorganic filler comprises an aggregated inorganic filler;
the thermosetting resin includes an epoxy resin;
The melting point of the thermosetting catalyst is 120°C or higher,
A method for producing a laminated structure, comprising the following steps (a) and (b):
(a) forming a sheet using the resin composition
(b) a step of heating the sheet obtained in the step (a) at 95°C or less to make the reaction rate of the sheet 50% or more.
The reaction rate of the sheet is calculated as follows.
(Response rate)
It is calculated from the calorific value of the exothermic peak obtained by differential scanning calorimetry (DSC) when the temperature is raised from 40° C. to 250° C. at a rate of 10° C./min, using the following formula:
Reaction rate (%) = (1 - (amount of heat generated after step (b) / amount of heat generated after step (a))) x 100
熱伝導率が10W/m・K以上の熱伝導体と、
前記熱伝導体の少なくとも一方の面に積層された絶縁層と、
前記絶縁層の前記熱伝導体が積層された面とは反対の面に配置された、パターニングされた導電層と、を備え、
前記絶縁層と前記導電層との積層面は、絶縁層と導電層が積層した積層部と導電層が存在しない空白部が存在し、
前記絶縁層と前記導電層との積層面において、前記積層部と前記空白部とが同一平面上に存在し、
前記導電層は厚さ100μm以上の銅板であり、
かつ、前記空白部と積層部との境界部分において、導電層の側面と前記絶縁層とによって形成される角度が90°±10°である、積層構造体の製造方法であって、
前記絶縁層が、無機フィラー、熱硬化性樹脂及び熱硬化性触媒を含有する樹脂組成物を用いて得られる樹脂シートであり、
前記無機フィラーは凝集無機フィラーを含み、
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含み、
前記熱硬化性触媒の融点が120℃以上であり、
下記(a)工程及び(b)工程を有するものである、積層構造体の製造方法。
(a)前記樹脂組成物を用いてシートを形成する工程
(b)(a)工程で得られたシートを、95℃以下で加熱し、シートの反応率を50%以上とする工程
なお、シートの反応率は以下により求められる。
(反応率)
示差走査熱量測定(DSC)により40℃から250℃まで10℃/minで昇温した際に得られる発熱ピークの発熱量から下記式により算出する。
反応率(%)=(1-((b)工程後の発熱量/(a)工程後の発熱量))×100
a thermal conductor having a thermal conductivity of 10 W/m K or more;
an insulating layer laminated on at least one surface of the thermal conductor;
a patterned conductive layer disposed on a surface of the insulating layer opposite to a surface on which the thermal conductor is laminated ;
a laminated surface of the insulating layer and the conductive layer has a laminated portion where the insulating layer and the conductive layer are laminated and a blank portion where no conductive layer is present,
the laminated portion and the blank portion are present on the same plane on the laminated surface of the insulating layer and the conductive layer,
The conductive layer is a copper plate having a thickness of 100 μm or more,
and an angle formed by a side surface of the conductive layer and the insulating layer at a boundary portion between the blank portion and the laminated portion is 90°±10° ,
the insulating layer is a resin sheet obtained using a resin composition containing an inorganic filler, a thermosetting resin, and a thermosetting catalyst;
the inorganic filler comprises an aggregated inorganic filler;
the thermosetting resin includes an epoxy resin;
The melting point of the thermosetting catalyst is 120°C or higher,
A method for producing a laminated structure, comprising the following steps (a) and (b):
(a) forming a sheet using the resin composition
(b) a step of heating the sheet obtained in the step (a) at 95°C or less to make the reaction rate of the sheet 50% or more.
The reaction rate of the sheet is calculated as follows.
(Response rate)
It is calculated from the calorific value of the exothermic peak obtained by differential scanning calorimetry (DSC) when the temperature is raised from 40° C. to 250° C. at a rate of 10° C./min, using the following formula:
Reaction rate (%) = (1 - (amount of heat generated after step (b) / amount of heat generated after step (a))) x 100
前記絶縁層は、マトリックス樹脂に窒化ホウ素凝集粒子が含有された樹脂シートである、請求項1または2に記載の積層構造体の製造方法 3. The method for producing a laminated structure according to claim 1, wherein the insulating layer is a resin sheet containing a matrix resin containing agglomerated particles of boron nitride. 前記樹脂組成物の樹脂成分に対して前記熱硬化性触媒を5質量%以下含むものである、請求項1~3のいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。
ここで樹脂成分とは前記樹脂組成物から無機フィラーと溶剤を含む場合は溶剤を除いた成分である。
The method for producing a laminate structure according to any one of claims 1 to 3 , wherein the resin composition contains the thermosetting catalyst in an amount of 5 mass % or less relative to the resin component of the resin composition.
The resin component here refers to the components obtained by excluding the inorganic filler and the solvent, if any, from the resin composition.
前記熱硬化性触媒が、イミダゾールから誘導される構造を有する化合物及び/又はジシアンジアミドを含むものである、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。 The method for producing a laminate structure according to any one of claims 1 to 4 , wherein the thermosetting catalyst contains a compound having a structure derived from imidazole and/or dicyandiamide. 前記(b)工程において、シートの加熱時間が5時間以下である、請求項のいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。 The method for producing a laminate structure according to any one of claims 1 to 5 , wherein in the step (b), the heating time of the sheet is 5 hours or less. (b)工程において、加熱と同時にプレス圧を0.1MPa以上1000MPa以下の範囲で加圧するものである、請求項のいずれか1項に記載の積層構造体の製造方法。 The method for producing a laminate structure according to any one of claims 1 to 6 , wherein in the step (b), a pressing pressure in the range of 0.1 MPa to 1000 MPa is applied simultaneously with heating.
JP2022050654A 2021-03-26 2022-03-25 Laminated structure and method for manufacturing the same Active JP7815919B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021052753 2021-03-26
JP2021052753 2021-03-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022151865A JP2022151865A (en) 2022-10-07
JP7815919B2 true JP7815919B2 (en) 2026-02-18

Family

ID=83464188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022050654A Active JP7815919B2 (en) 2021-03-26 2022-03-25 Laminated structure and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7815919B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018182010A (en) 2017-04-10 2018-11-15 日立化成株式会社 Method of manufacturing circuit board, circuit sheet and circuit board
WO2019112048A1 (en) 2017-12-08 2019-06-13 積水化学工業株式会社 Laminate and electronic device
JP2020132670A (en) 2019-02-13 2020-08-31 デンカ株式会社 Method for producing insulation sheet, method for producing metal base circuit board and insulation sheet

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018182010A (en) 2017-04-10 2018-11-15 日立化成株式会社 Method of manufacturing circuit board, circuit sheet and circuit board
WO2019112048A1 (en) 2017-12-08 2019-06-13 積水化学工業株式会社 Laminate and electronic device
JP2020132670A (en) 2019-02-13 2020-08-31 デンカ株式会社 Method for producing insulation sheet, method for producing metal base circuit board and insulation sheet

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022151865A (en) 2022-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102051272B1 (en) Multilayer resin sheet, resin sheet laminate, cured multilayer resin sheet and method for producing same, multilayer resin sheet with metal foil, and semiconductor device
CN113165364A (en) Composition for adhesive, film-like adhesive and method for producing same, and semiconductor package using film-like adhesive and method for producing same
JP7772151B2 (en) Resin composition, cured resin product, and composite molded product
KR102750581B1 (en) Thermally conductive film-type adhesive, semiconductor package and method for manufacturing the same
TW201930074A (en) Laminated body and electronic device
EP4053213B1 (en) Resin composition, cured product, composite molded body and semiconductor device
JP5888584B2 (en) Resin composition, resin sheet, prepreg sheet, cured resin sheet, structure, and semiconductor device for power or light source
JP7352173B2 (en) Compositions, cured products, multilayer sheets, heat dissipation parts, and electronic parts
JP7200674B2 (en) Manufacturing method of heat dissipation structure
US20240010814A1 (en) Resin composition, cured product sheet, composite molded body, and semiconductor device
EP4502000A1 (en) Thermosetting resin composition, resin cured product and composite molded body
JP7383971B2 (en) Resin compositions, cured resin products and composite molded bodies
JP2020102556A (en) Laminates, electronic components, and inverters
US20250019489A1 (en) Thermosetting resin composition, thermally conductive resin sheet, heat-dissipating layered product, heat-dissipating circuit board, semiconductor device and power module
JP7815919B2 (en) Laminated structure and method for manufacturing the same
JP2013201338A (en) Manufacturing method of power semiconductor module component
JP7800253B2 (en) Method for producing cured sheet and method for producing composite molded product
TWI917598B (en) Resin compounds, sheet curing materials, composite materials and semiconductor devices
JP7773877B2 (en) Thermally conductive adhesive sheet
JP2013199103A (en) Laminate and cutting laminate
JP2024137893A (en) Thermosetting composition, sheet-like cured product, composite molded product, and semiconductor device
WO2025197972A1 (en) Thermosetting composition, method for producing thermosetting sheet, thermally conductive sheet, heat-dissipating layered product, heat-dissipating circuit board, and power semiconductor device
JP2024134539A (en) Thermosetting composition, cured product, thermally conductive sheet and composite molded product
JP2026006337A (en) Resin composition film
JP2025130241A (en) Thermosetting composition, thermosetting sheet, thermally conductive sheet, composite molded body, heat dissipating laminate, heat dissipating circuit board, semiconductor device and power module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250813

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250826

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250926

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20250926

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: 20260106

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20260119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7815919

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150