WO2012098735A1 - 液晶性樹脂組成物、放熱材料前駆体及び放熱材料 - Google Patents
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- C09K2219/00—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used
- C09K2219/03—Aspects relating to the form of the liquid crystal [LC] material, or by the technical area in which LC material are used in the form of films, e.g. films after polymerisation of LC precursor
Definitions
- the present invention relates to a liquid crystalline resin composition, a heat dissipation material precursor, and a heat dissipation material.
- JP-A-11-323162 discloses that it is effective to use a liquid crystalline resin obtained by polymerizing a resin composition containing a monomer having a highly oriented mesogenic group. Is described.
- an insulating filler having a high thermal conductivity is added to the resin.
- An example of the insulating filler having high thermal conductivity is aluminum nitride.
- aluminum nitride easily reacts with water in the atmosphere to generate ammonia and generate aluminum hydroxide on the surface of the aluminum nitride, resulting in a significant decrease in thermal conductivity. Therefore, a method of improving the water resistance by coating the surface of aluminum nitride with an inorganic material or an organic material is widely used.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-115369 describes a method for surface treatment of aluminum nitride which is a filler with an aliphatic hydrocarbon.
- aluminum nitride which is a filler with an aliphatic hydrocarbon.
- the thermal conductivity of the filler may be greatly reduced.
- the affinity between the surface-treated filler and the liquid crystalline resin is low, the orientation of the liquid crystalline resin around the filler is disturbed, which may reduce the thermal conductivity.
- the present invention relates to a liquid crystalline resin composition that is capable of forming a cured product having excellent thermal conductivity and is excellent in water resistance, a method for producing the same, and a highly thermally conductive heat radiation material precursor formed using the liquid crystalline resin composition. It is an object of the present invention to provide a body and a high thermal conductivity heat dissipation material.
- a first liquid crystal epoxy resin represented by the following general formula (1), a curing agent, aluminum nitride particles, and at least a part of the surface of the aluminum nitride particles, and containing ⁇ -alumina.
- a liquid crystalline resin composition comprising: a coating layer; and aluminum nitride composite particles that cover a region other than the first coating layer on the surface of the aluminum nitride particles and have a second coating layer containing an organic substance.
- X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group consisting of divalent groups represented by the following chemical formula.
- Y independently represents an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group.
- n represents an integer of 0 to 4
- k represents an integer of 0 to 7
- m represents an integer of 0 to 8
- l represents an integer of 0 to 12.
- the organic substance is a reaction product of the aluminum nitride and an organic compound, and the organic compound has at least one of an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group, and a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms.
- the aluminum nitride composite particles have an intensity ratio of a peak corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina to a peak corresponding to the (113) plane of aluminum nitride is 1 or less on an area basis.
- the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein
- a heat radiation material precursor which is a semi-cured product of the resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
- a B stage sheet which is a sheet-like semi-cured product of the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
- a prepreg having a fiber base material and a semi-cured product of the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4> impregnated in the fiber base material.
- a heat dissipation material which is a cured product of the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
- a metal substrate comprising: a layer, a B-stage sheet according to ⁇ 6>, and a cured layer of at least one resin-containing layer selected from the prepreg according to ⁇ 7>.
- a step of firing aluminum nitride particles in an oxygen-containing atmosphere to form an ⁇ -alumina layer having cracks on the surface of the aluminum nitride particles and a cracked portion of the aluminum nitride particles having an ⁇ -alumina layer formed on the surface A step of obtaining an aluminum nitride composite particle by reacting an organic compound having at least one of an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group and a hydrocarbon having 1 to 24 carbon atoms with the exposed aluminum nitride; and And a step of dispersing in a composition containing a liquid crystalline epoxy resin represented by the following general formula (1) and a curing agent.
- X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group consisting of divalent groups represented by the following chemical formula.
- Y independently represents an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group.
- n represents an integer of 0 to 4
- k represents an integer of 0 to 7
- m represents an integer of 0 to 8
- l represents an integer of 0 to 12.
- a method for producing a heat radiation material precursor comprising a step of heat-treating and semi-curing the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
- a method for producing a heat-dissipating material comprising a step of heat-treating and curing the liquid crystalline resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>.
- the liquid crystalline resin composition which can form the hardened
- a material precursor and a highly thermally conductive heat dissipation material can be provided.
- the term “process” is not limited to an independent process, and is included in the term if the intended action of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. .
- a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
- the amount of each component in the composition in the present specification when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, the plurality of the components present in the composition unless otherwise specified. It means the total amount of substance.
- the liquid crystalline resin composition of the present invention covers a liquid crystalline epoxy resin represented by the following general formula (1), a curing agent, aluminum nitride particles, and at least a part of the surface of the aluminum nitride particles, Aluminum nitride composite particles (hereinafter simply referred to as “composite”) having a first coating layer containing ⁇ -alumina and a region other than the first coating layer on the surface of the aluminum nitride particles and having a second coating layer containing an organic substance. Also referred to as “particles”) and other components as necessary.
- X represents a single bond or a linking group composed of at least one selected from the group consisting of a divalent group represented by the following chemical formula.
- Y independently represents an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or an acetyl group.
- n represents an integer of 0 to 4
- k represents an integer of 0 to 7
- m represents an integer of 0 to 8
- l represents an integer of 0 to 12.
- the present invention can be applied to a highly heat-conductive heat radiation material such as a laminated board, a resin sheet, a printed wiring board, or a heat radiation sheet on which electronic components are mounted or a component of an electronic device. Moreover, it can apply to the liquid crystalline resin composition which gives those materials of the semi-hardened state of a resin composition as a precursor of the said heat radiating material, and those materials.
- the thermal resistance due to the disorder of the alignment of the liquid crystalline epoxy resin can be reduced.
- the surface of the aluminum nitride particles is coated with ⁇ -alumina having relatively good thermal conductivity, so that the thermal conductivity of the resin composition is higher than when coated with an inorganic material such as an organic material or aluminum oxide other than ⁇ -alumina. Reduction can be suppressed.
- water resistance can be improved by coat
- the affinity between the resin component and aluminum nitride particles is improved compared to the case of coating with an organic substance having only hydrocarbons. It is possible to suppress the decrease in thermal conductivity.
- the orientation of the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) when a cured product is formed can be controlled by introducing a hydrophilic group.
- the thermal resistance at the interface between the composite particles and the resin component is controlled by controlling the orientation of the resin component and orienting the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) vertically with respect to the aluminum nitride particles. Can be reduced.
- the vertical alignment means that the molecules of the liquid crystalline epoxy resin are aligned with a tilt with respect to the composite particle surface.
- this tilt angle is 50 ° to 90 °, preferably 70 ° to 90 °. That is, it is preferable that the liquid crystalline epoxy resin forms a cured product having an orientation surface, and the orientation surface of the cured product is oriented with a predetermined tilt angle with respect to the composite particle surface.
- An example of the orientation state of the cured product on the composite particle surface is schematically shown in FIG. As shown in FIG.
- the mesogenic groups 20 of the liquid crystalline epoxy resin are oriented in a certain direction, and the cured product of the liquid crystalline epoxy resin has a predetermined tilt angle as a whole. It is thought to be oriented.
- the surface of the composite particle is coated with an organic compound having a carboxy group or an alcoholic hydroxyl group which is a hydrophilic group, it is considered that the orientation state as shown in FIG. 3 is easily taken. Moreover, it is thought that this shows the outstanding heat conductivity.
- the composite particle surface 24 is coated with an organic substance having only hydrocarbon groups, it is considered that the orientation of the mesogenic groups 20 is slightly disturbed as shown in FIG.
- the liquid crystalline resin composition of the present invention covers aluminum nitride particles, at least a part of the surface of the aluminum nitride particles, a first coating layer containing ⁇ -alumina, and the first surface of the aluminum nitride particles. It includes at least one kind of aluminum nitride composite particles covering a region other than the one coating layer and having a second coating layer containing an organic substance.
- the composite particles are excellent in thermal conductivity and water resistance because the surfaces of the aluminum nitride particles are coated with a first coating layer containing ⁇ -alumina and a second coating layer containing an organic substance.
- the resin composition is excellent in compatibility and dispersibility with a resin, and when the resin composition is constituted, an increase in viscosity is suppressed and the moldability and adhesiveness are excellent. Can be configured.
- the first coating layer containing ⁇ -alumina having good thermal conductivity On the surface of the aluminum nitride particles, it is necessary to perform heat treatment at a high temperature. Therefore, it is difficult to uniformly coat the entire surface of the aluminum nitride particles with the first coating layer containing ⁇ -alumina, and the first coating layer is cracked to form a region where the aluminum nitride is exposed on the surface. Is done.
- the second coating layer containing an organic substance in a region where such aluminum nitride is exposed composite particles having excellent water resistance can be configured while maintaining excellent thermal conductivity.
- the surface state of such composite particles can be determined by, for example, using a scanning electron microscope (SEM-EDX) equipped with an energy dispersive X-ray analyzer, oxygen atoms (corresponding to the first coating layer containing ⁇ -alumina ( O), the distribution of carbon atoms (C) corresponding to the second coating layer containing an organic substance, the distribution of aluminum atoms (Al) corresponding to ⁇ -alumina and aluminum nitride can be observed.
- SEM-EDX scanning electron microscope
- the ratio of the abundance of the first coating layer and the abundance of the second coating layer on the surface of the aluminum nitride particles is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity and water resistance,
- the coating layer / first coating layer is preferably 0.01 to 1.0, more preferably 0.1 to 0.5.
- the abundance of the first coating layer and the abundance of the second coating layer on the surface of the aluminum nitride particles can be calculated by quantifying the distribution amounts of oxygen atoms and carbon atoms using SEM-EDX, respectively. it can.
- the content ratio of the organic substance contained in the composite particle is not particularly limited, but is preferably 0.01% by mass to 0.5% by mass in the composite particle from the viewpoint of thermal conductivity and water resistance. More preferably, it is 02 mass% to 0.05 mass%.
- the content ratio of the organic substance contained in the composite particles can be calculated by performing thermogravimetric analysis. Specifically, the change in weight accompanying heating of the composite particles was measured using a thermogravimetric analyzer (TGA) in a measurement range of 25 ° C. to 800 ° C. and a temperature increase rate of 10 ° C./min. It can be calculated by measuring under the above conditions and measuring the decrease in weight due to the thermal decomposition of the organic matter.
- TGA thermogravimetric analyzer
- the content ratio of the organic substance contained in the composite particle can be controlled by, for example, appropriately selecting various conditions in the organic substance layer forming process described later. Specifically, for example, by appropriately selecting the type and concentration of the compound to be brought into contact with the aluminum nitride particles on which the first coating layer is formed, the contact time and the contact temperature, the content ratio of the organic matter contained in the composite particles can be determined. A desired range can be obtained.
- the thickness of the coating layer (first coating layer) containing ⁇ -alumina formed on the surface of the aluminum nitride particles is not particularly limited.
- the layer thickness of the first coating layer is preferably 1 nm or more and 3000 nm or less from the viewpoint of thermal conductivity and water resistance, and more preferably 1 nm or more and 500 nm or less from the viewpoint of thermal conductivity. In view of the above, it is more preferable that the thickness is 10 nm or more and 500 nm or less.
- the layer thickness of the first coating layer is an area standard for the peak (A) corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina and the peak (B) corresponding to the (113) plane of aluminum nitride in X-ray diffraction by CuK ⁇ -ray. It can be estimated from the intensity ratio (A / B). Specifically, the layer thickness of the first coating layer containing ⁇ -alumina can be calculated from the obtained strength ratio. Specifically, the layer thickness of the first coating layer is calculated as follows.
- the thickness of the first coating layer is determined with respect to the peak (A) corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina and the peak (B) corresponding to the (113) plane of aluminum nitride in X-ray diffraction using CuK ⁇ rays.
- the integrated intensity ratio (A / B) of the peak is normalized based on ICDD (International Center for Diffraction Data) data and converted to a volume ratio of ⁇ -alumina and aluminum nitride.
- the layer thickness of the first coating layer can be calculated from the converted volume ratio of ⁇ -alumina and aluminum nitride and the particle diameter of the composite particles.
- the intensity ratio of the peak corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina in the X-ray diffraction to the peak corresponding to the (113) plane of aluminum nitride is determined as follows.
- An X-ray diffraction spectrum (XRD) is measured using RINT 2500HL (manufactured by Rigaku Corporation) as an X-ray diffractometer and CuK ⁇ ray as an X-ray source.
- a peak corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina having 2 ⁇ of about 42.5 ° to 44.5 ° and aluminum nitride having 2 ⁇ of about 32.5 ° to 33.5 ° The peaks corresponding to the (113) plane are identified, and the intensity of each peak is obtained from the peak area. Based on the obtained peak intensity, the area-based intensity ratio of the peak corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina to the peak corresponding to the (113) plane of aluminum nitride can be calculated.
- the intensity ratio of the peak corresponding to the (100) plane of ⁇ -alumina to the peak corresponding to the (113) plane of aluminum nitride is 1 or less of the area standard. It is preferably 0.001 or more and 1 or less, more preferably 0.003 or more and 0.1 or less, and 0.003 or more and 0.02 or less from the viewpoint of thermal conductivity. Is particularly preferred.
- the intensity ratio is 1 or less, the ratio of ⁇ -alumina crystals to aluminum nitride in the composite particles is reduced, and the effect of increasing the thermal conductivity by the composite can be obtained more effectively.
- the layer thickness of the first coating layer containing ⁇ -alumina can be controlled, for example, by appropriately selecting various conditions in the oxidation step and the ⁇ -ization step described later. Specifically, for example, a desired layer thickness can be obtained by appropriately selecting the amount of oxygen used in the oxidation step and the pregelatinization step, the amount of hydrolysis of the aluminum nitride surface, and the like.
- the particle shape of the composite particles examples include a substantially spherical shape, a flat shape, a block shape, a plate shape, and a scale shape. From the viewpoints of dispersibility and thermal conductivity, it is preferably substantially spherical and flat.
- the particle size of the composite particles is not particularly limited.
- the volume average particle diameter may be 0.5 ⁇ m to 300 ⁇ m, and is preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m from the viewpoint of thermal conductivity and filling into the resin.
- the volume average particle diameter is measured using a laser diffraction method.
- the laser diffraction method can be performed using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
- the composite particles 10 coated with ⁇ -alumina and an organic substance are (1) a step of forming aluminum oxide on the particle surface by firing the aluminum nitride particles 1 in an oxygen-containing gas atmosphere. (2) a step of ⁇ -crystallizing aluminum oxide formed on the surface to form an ⁇ -alumina layer 2 having fine cracks 3; (3) an aluminum nitride particle 1 having an ⁇ -alumina layer 2 on the surface is alcoholic A compound containing preferably two or more of a hydroxyl group and a carboxy group, an organic compound 4 having a hydrocarbon having 1 to 24 carbon atoms, and aluminum nitride are reacted in the crack portion 3 of the ⁇ -alumina layer 2. It can be formed by a process.
- FIG. 1 is an electron micrograph of an aluminum nitride particle having an ⁇ -alumina layer. A crack indicated by a thick line on the surface of the particle and a fine crack that is not clearly shown in the drawing are formed on the entire particle surface. ing.
- the aluminum nitride particles that can be used in the present invention can be applied to aluminum nitride particles formed by any manufacturing method such as a direct nitridation method, a reduction nitridation method, and a gas phase reaction method.
- the aluminum nitride particles that can be used in the present invention may be aluminum nitride single crystals or particles obtained by sintering a large number of aluminum nitride crystals.
- the shape of the aluminum nitride particles examples include a substantially spherical shape, a flat shape, a block shape, a plate shape, and a scale shape. From the viewpoints of dispersibility and thermal conductivity, it is preferably substantially spherical and flat.
- the particle diameter of the aluminum nitride particles is not particularly limited.
- the volume average particle diameter may be 0.5 ⁇ m to 300 ⁇ m, and is preferably 1 ⁇ m to 100 ⁇ m from the viewpoints of thermal conductivity and resin filling properties, and has excellent thermal conductivity and resin filling properties. From the viewpoint, it is more preferably 10 ⁇ m to 50 ⁇ m.
- the volume average particle diameter is measured using a laser diffraction method.
- the laser diffraction method can be performed using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring device (for example, LS230 manufactured by Beckman Coulter, Inc.).
- the composite particles used in the present invention are composite particles in which a coating layer is formed on the surface of aluminum nitride particles, the coating layer is made of ⁇ -alumina having cracks, and is modified with an organic compound formed by reacting with aluminum nitride at the cracks. It is characterized by being. That is, the composite particles cover aluminum nitride particles, at least a part of the surface of the aluminum nitride particles, a first coating layer containing ⁇ -alumina, and the first coating of the surfaces of the aluminum nitride particles. It is a composite particle which coat
- the ⁇ -alumina layer having cracks is obtained by firing aluminum nitride particles at a temperature at which crystallization proceeds in an oxygen-containing gas atmosphere, and then preferably aluminizing the aluminum oxide in a nitrogen or inert gas atmosphere. Can be formed. In addition, by firing aluminum nitride in a limited amount of oxygen, after forming aluminum oxide at a temperature at which crystallization does not occur, crystallization occurs in an atmosphere with little or no oxygen, and ⁇ -alumina Can also be formed.
- aluminum nitride after the surface of aluminum nitride is hydrolyzed, it can be formed by calcination of aluminum oxide which is baked and generated in an atmosphere of nitrogen or inert gas.
- the aluminum oxide layer formed on the surface of the aluminum nitride by firing was fired in an oxygen gas atmosphere and the aluminum oxide was crystallized.
- the inside of the chamber is further oxidized.
- the organic coating only in the cracked part forms an ⁇ -alumina layer having cracks on the surface of aluminum nitride by firing, and then the particles react only with aluminum nitride in a dehydrated organic solvent without being reactive with alumina. Reaction with an organic compound having a substituent. After the reaction, excess organic compounds are removed to form composite particles in which a coating layer is formed on the surface of aluminum nitride particles, and the coating layer has cracked ⁇ -alumina, at least one of an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group.
- aluminum nitride composite particles containing a compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and an organic compound formed by reacting with aluminum nitride at a crack can be formed.
- the firing of aluminum nitride first forms aluminum oxide at a temperature at which crystallization does not occur (for example, less than 1100 ° C.), then secondly causes crystallization in a nitrogen or inert gas atmosphere, It is preferable to form.
- a forming method in which an ⁇ -alumina layer is formed on the surface of aluminum nitride to reduce cracks generated in the ⁇ -alumina layer formed on the surface when improving water resistance.
- the surface of aluminum nitride particles is formed by reacting a compound having at least one of an alcoholic hydroxyl group and a carboxy group with aluminum nitride in a cracked portion formed in ⁇ -alumina to form a hydrophilic organic substance in the cracked portion. The affinity between the resin and the resin can be improved.
- the coating thickness of ⁇ -alumina was determined from the strength ratio of the (100) plane of ⁇ -alumina and the (113) plane of aluminum nitride in X-ray diffraction.
- the intensity ratio of the (100) plane of ⁇ -alumina and the (113) plane of aluminum nitride in X-ray diffraction is desirably 1 or less. If the strength ratio exceeds 1, the ratio of ⁇ -alumina crystals to aluminum nitride is large, and it is difficult to obtain the effect of increasing the thermal conductivity by compounding, and the effect of increasing the thermal conductivity is simply compared to particles in which organic coating is applied on aluminum nitride. Cannot be obtained sufficiently.
- a coating layer containing ⁇ -alumina is formed on the surface of the aluminum nitride particles by heat treatment at 1100 ° C. or higher.
- a coating layer (first coating layer) containing ⁇ -alumina is formed on the surface of the aluminum nitride particles.
- the temperature of the heat treatment is less than 1100 ° C., ⁇ crystallization does not proceed sufficiently, and a coating layer containing ⁇ alumina may not be formed.
- a method for forming a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface of aluminum nitride particles is not particularly limited and can be appropriately selected from commonly used methods.
- a method for directly forming a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface of aluminum nitride particles Even so, by forming aluminum oxide other than ⁇ -alumina such as ⁇ -alumina on the surface of aluminum nitride particles and heat-treating it at 1100 ° C. or higher to form ⁇ -crystallized coating layer containing ⁇ -alumina. There may be.
- an oxidation step for forming a coating layer containing aluminum oxide other than ⁇ -alumina such as ⁇ -alumina on the surface of aluminum nitride particles, and formation on the surface of aluminum nitride particles It is preferable that the method includes an ⁇ -crystallization step in which ⁇ -crystallization is performed by heat-treating the formed aluminum oxide at 1100 ° C. or higher.
- the oxidation step and the ⁇ -ization step may be performed independently or continuously.
- an oxidation step for forming a coating layer containing aluminum oxide other than ⁇ -alumina such as ⁇ -alumina on the surface of aluminum nitride particles for example, a method of forming aluminum oxide by heat-treating aluminum nitride particles in an oxygen-containing gas atmosphere, nitriding Examples include a method of forming aluminum oxide by heat-treating aluminum particles in a limited oxygen amount atmosphere, a method of hydrolyzing the aluminum nitride surface and then heat-treating in an inert gas atmosphere to form aluminum oxide, and the like. be able to.
- the inert gas atmosphere has the same meaning as the inert gas atmosphere in the alpha process described later.
- the amount of oxygen in the case where the aluminum nitride particles are heat-treated in a limited oxygen amount atmosphere can be appropriately selected according to the thickness of the aluminum oxide coating layer formed on the surface of the aluminum nitride particles.
- the amount of oxygen can be 5 ml to 50 ml with respect to 100 g of mass of aluminum nitride particles.
- Examples of the method for hydrolyzing the surface of aluminum nitride include a method in which aluminum nitride particles are allowed to stand for 0.1 hour to 1 hour in a normal atmosphere, and a method in which the aluminum nitride particles are stirred in a solvent containing water.
- a method of forming aluminum oxide by heat-treating aluminum nitride particles in an atmosphere having a limited oxygen amount, or an inert gas after hydrolyzing the aluminum nitride surface A method of forming aluminum oxide by heat treatment in an atmosphere is preferable.
- the heat treatment temperature in the oxidation step is preferably a temperature at which ⁇ -crystallization of aluminum oxide does not proceed, more preferably less than 1100 ° C., and further preferably 1000 ° C. or less.
- the heat treatment time in the oxidation step can be appropriately selected according to the heat treatment temperature and the like. From the viewpoint of thermal conductivity, it is preferably 10 minutes to 200 minutes, and more preferably 30 minutes to 120 minutes.
- the heat treatment in the oxidation step may be performed at a constant temperature, or may be performed by raising the temperature from room temperature to a predetermined temperature, for example. In the present invention, it is preferable to perform the heat treatment by raising the temperature from room temperature to a predetermined temperature from the viewpoint of thermal conductivity and productivity.
- the predetermined temperature is preferably 1100 ° C.
- the temperature rising time is preferably 10 ° C./min
- the predetermined temperature is 1000 ° C. Therefore, it is more preferable that the temperature rising time is 10 ° C./min.
- ⁇ -crystallization can be performed by heat-treating aluminum oxide other than ⁇ -alumina formed on the surface of aluminum nitride at a high temperature ( ⁇ -crystallization step).
- the heat treatment temperature in the pregelatinization step is preferably 1100 ° C. or higher, more preferably 1150 ° C. or higher, from the viewpoint of thermal conductivity.
- the heat treatment time in the pregelatinization step can be appropriately selected according to the heat treatment temperature and the like. From the viewpoint of thermal conductivity, it is preferably 0.2 hours to 3 hours, and more preferably 0.5 hours to 1 hour.
- the heat treatment in the pregelatinization step may be performed at a constant temperature, or may be performed, for example, by raising the temperature from the heat treatment temperature in the oxidation step to a predetermined temperature and then maintaining the predetermined temperature.
- the predetermined temperature is 1100 ° C. to 1300 ° C., and the predetermined temperature is maintained.
- the time is preferably 0.2 hours to 3 hours, more preferably the predetermined temperature is 1150 ° C. to 1200 ° C., and the maintenance time is 0.5 hours to 2 hours.
- the heat treatment in the alpha process is preferably performed in an inert gas atmosphere from the viewpoint of thermal conductivity.
- the oxygen content is preferably 0.1% by volume or less.
- nitrogen, argon, helium etc. can be mentioned as an inert gas.
- the composite particles have a substituent that reacts only with aluminum nitride without reacting with alumina, and aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina formed on the surface obtained as described above.
- organic coating agent an organic compound
- a coating layer containing organic matter second coating layer in a region where the coating layer containing ⁇ -alumina is not formed on the surface of the aluminum nitride particles Can be formed.
- organic compound having a substituent that reacts only with aluminum nitride without having reactivity with alumina a compound containing a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and at least one of a hydroxyl group and a carboxy group (hereinafter referred to as “alumina”). , Also referred to as “specific compound”).
- the coating layer containing ⁇ -alumina is formed on the surface of aluminum nitride as described above, the coating layer containing ⁇ -alumina is cracked. Thereby, the area
- a compound containing at least one of a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group and a carboxy group is brought into contact with a region not covered with the coating layer containing ⁇ -alumina on the surface of the aluminum nitride particles.
- the specific compound is not reactive with alumina and is considered to react selectively with aluminum nitride, the specific compound and the surface of the aluminum nitride particles are not covered with the coating layer containing ⁇ -alumina. It can be considered that a coating layer containing an organic substance that is a reaction product with aluminum nitride is formed.
- An organic compound having an alcoholic hydroxyl group or a carboxy group can be used as the organic compound having a substituent that reacts only with aluminum nitride without being reactive with alumina.
- a compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and an alcoholic hydroxyl group can be used. More preferably, after reacting with the aluminum nitride particles, an alcoholic hydroxyl group and a hydroxyl group remain on the surface.
- An organic compound having a hydrocarbon having about 1 to 24 carbon atoms and having two or more carboxy groups in total can be used. Specific examples of the organic compound having an alcoholic hydroxyl group or carboxy group include the following organic compounds.
- Examples of the compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and an alcoholic hydroxyl group include methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, hexyl alcohol, cyclohexyl alcohol, octyl alcohol, lauryl alcohol, octadecyl alcohol, and behenyl alcohol. Examples thereof include cyclic, linear or branched monohydric alcohols.
- organic compounds having two or more alcoholic hydroxyl groups include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, butylene glycol and diethylene glycol, and polyhydric alcohols such as diols, glycerin, erythritol, glucitol and mannitol. Can be mentioned. Moreover, if it has two or more alcoholic hydroxyl groups, saccharides and polysaccharides can also be used.
- Examples of the organic compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and a carboxy group include acetic acid, propionic acid, octanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, acrylic acid, crotonic acid, oleic acid Monocarboxylic acids such as linoleic acid can also be used.
- organic compounds having two or more carboxy groups include oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid and the like.
- Di- and tricarboxylic acids or aromatic carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and trimellitic acid can be used.
- a compound having at least one of a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and a hydroxyl group and a carboxy group is preferable, and a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and A compound having 1 to 2 of at least one of a hydroxyl group and a carboxy group is more preferable, and a compound having two or more of a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and at least one of a hydroxyl group and a carboxy group is further included.
- a compound having at least one of a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and a hydroxyl group and a carboxy group is preferable, and a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and A compound having 1 to 2 of at least one of a hydroxyl group and a carboxy group is more preferable, and a compound having two or more of a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms and at least one of a hydroxyl group and a carboxy group is further included.
- the composite particle surface 22 By forming the composite particle surface 22 with a compound having two or more hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms and at least one of a hydroxyl group and a carboxy group, the composite particle surface 22 is formed as shown in FIG. It is considered that a cured product in which the mesogenic group 20 is oriented in a certain direction is easily formed.
- At least one selected from a compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and a carboxy group and a compound having a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group is preferably used, and at least selected from a compound having a hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms and a carboxy group having 1 to 2 carbon atoms, and a compound having a hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group having 1 to 2 carbon atoms.
- one kind and at least one selected from a compound having a hydrocarbon group having 4 to 24 carbon atoms and a carboxy group having 2 carbon atoms and a compound having a hydrocarbon group having 4 to 24 carbon atoms and a hydroxyl group having 2 carbon atoms. More preferably, seeds are used.
- one or more of the organic compounds having the alcoholic hydroxyl group or carboxy group exemplified above may be used in combination.
- the polarity of the composite particle surface can be controlled by using a compound having a large number of alcohol groups or carboxy groups as part of the organic compound having alcoholic hydroxyl groups or carboxy groups to be used. The orientation can be adjusted.
- a method of immersing aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface in a specific compound or a solution thereof a method of immersing aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface into a specific compound or a solution thereof
- Examples thereof include a method of coating, and a method of contacting aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface with a gas of a specific compound.
- a method of immersing aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface in a specific compound or a solution thereof is preferable.
- the concentration of the specific compound is not particularly limited, but from the viewpoint of reactivity and dispersibility, 0.1% by mass to It is preferably 20% by mass, more preferably 0.5% by mass to 5% by mass.
- the solvent constituting the solution of the specific compound is not particularly limited, but is preferably an organic solvent.
- organic solvent examples include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and chlorobenzene, alkyl halide solvents such as chloroform, dichloromethane, trichloroethane and carbon tetrachloride, ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether and THF, acetic acid Examples thereof include ester solvents such as ethyl and butyl acetate. Among these, from the viewpoint of water content and compatibility with the specific compound, at least one selected from a hydrocarbon solvent and an ether solvent is preferable, and a hydrocarbon solvent is more preferable.
- hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and chlorobenzene
- alkyl halide solvents such as chloroform, dichloromethane, trichloroethane and carbon tetrachloride
- ether solvents such as diethyl ether, diisopropyl ether and THF
- the time for contacting the aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface and the specific compound is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of the specific compound, the contact temperature, and the like. For example, it can be 10 minutes to 12 hours, and is preferably 1 hour to 4 hours, more preferably 2 hours to 4 hours, from the viewpoint of thermal conductivity and water resistance.
- the temperature at which the aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface and the specific compound are brought into contact with each other is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of the specific compound, the contact time, and the like.
- the temperature can be 25 ° C. to 150 ° C., and is preferably 30 ° C. to 120 ° C., more preferably 50 ° C. to 120 ° C. from the viewpoint of thermal conductivity and water resistance.
- aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface are converted into hydrocarbon groups having 1 to 24 carbon atoms, hydroxyl groups and carboxy groups. It is preferably a step of immersing in a specific compound selected from compounds containing at least one and contacting at a temperature of 25 ° C. to 150 ° C.
- the composite particles obtained by bringing the aluminum nitride particles having a coating layer containing ⁇ -alumina on the surface into contact with the specific compound may be subjected to post-treatment such as washing and drying as necessary.
- the content of the composite particles in the liquid crystalline resin composition is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity and moldability, the content in the solid content of the resin composition is preferably 50% by mass or more, 60 The mass is more preferably from 98% by mass to 98% by mass, and further preferably from 80% by mass to 95% by mass.
- the solid content means the total amount of non-volatile components among the components constituting the liquid crystalline resin composition.
- the composite particles contained in the liquid crystalline resin composition may be used alone or in combination of two or more.
- examples of the two or more kinds of composite particles include coatings containing ⁇ -alumina having different particle diameters, different organic content, different organic structures, and the like. Mention may be made of those having different layer thicknesses and combinations thereof.
- the liquid crystalline resin composition may contain other inorganic particles (fillers) such as fused silica, crystalline silica, alumina, boron nitride, and aluminum nitride.
- fillers such as fused silica, crystalline silica, alumina, boron nitride, and aluminum nitride.
- the content of the aluminum nitride composite particles is preferably 20% by mass or more of the total filler.
- the liquid crystalline resin composition of the present invention contains at least one liquid crystalline epoxy resin monomer represented by the following general formula (1).
- the liquid crystalline epoxy resin monomer is an epoxy resin monomer having a so-called mesogenic group. Since it is a resin composition containing a liquid crystalline epoxy resin monomer, it is easy to mold, and the cured product has excellent insulating properties.
- X represents a divalent linking group composed of at least one selected from the group consisting of a single bond or a divalent group represented by the following chemical formula.
- X in the general formula (1) is a single bond, a phenylene group which may have a substituent, a cyclohexenediyl group which may have a substituent, or a substituent from the viewpoint of thermal conductivity of the cured product. It is preferably a cyclohexanediyl group which may have, and more preferably a single bond, a cyclohexenediyl group which may have a substituent, or a cyclohexanediyl group which may have a substituent.
- Y is independently an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a nitro group, or acetyl.
- it is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, an aliphatic alkoxy group, or a chlorine atom, and an aliphatic group having 1 to 8 carbon atoms. More preferably, it is a hydrocarbon group.
- N represents an integer of 0 to 4, preferably 0 to 3, and more preferably 0 to 2.
- k represents an integer of 0 to 7, preferably 0 to 4, and more preferably 0 to 2.
- m represents an integer of 0 to 8, preferably 0 to 4, and more preferably 0 to 2.
- l represents an integer of 0 to 12, preferably 0 to 4, and more preferably 0 to 2.
- liquid crystalline epoxy resin monomer examples include 4,4′-biphenol glycidyl ether, 1- ⁇ (3-methyl-4-oxiranylmethoxy) phenyl ⁇ -4- ( 4-oxiranylmethoxyphenyl) -1-cyclohexene, 4- (oxiranylmethoxy) benzoic acid-1,8-octanediylbis (oxy-1,4-phenylene) ester, 2,6-bis [4- [4- [2- (oxiranylmethoxy) ethoxy] phenyl] phenoxy] pyridine and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these.
- the content ratio of the liquid crystal epoxy resin monomer in the liquid crystal resin composition is not particularly limited, but from the viewpoint of thermal conductivity and curability, 1.0% by mass to 20% with respect to the total mass of the liquid crystal resin composition.
- the content is preferably 0% by mass, more preferably 3.0% by mass to 15.0% by mass.
- the liquid crystallinity exhibited by the liquid crystalline resin composition may be the liquid crystallinity of a thermotropic liquid crystal exhibiting liquid crystallinity due to a temperature change, or the liquid crystallinity of a lyotropic liquid crystal exhibiting liquid crystallinity depending on the concentration.
- the liquid crystal phase to be transferred may be any of a nematic liquid crystal phase, a smectic liquid crystal phase, a discotic liquid crystal phase, and the like. Desirably, a smectic liquid crystal phase or a discotic liquid crystal phase having high alignment order and excellent thermal conductivity is preferable.
- the liquid crystalline resin composition may include other epoxy resins different from the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) as necessary. May further be included. Specific examples of other epoxy resins include those obtained by epoxidizing novolac resins such as phenol novolac type epoxy resins, orthocresol novolac type epoxy resins, and epoxy resins having a triphenylmethane skeleton.
- novolak resin examples include phenols such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A and bisphenol F, and naphthols such as ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol and dihydroxynaphthalene, formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, A novolak resin obtained by condensation or cocondensation with a compound having an aldehyde group such as benzaldehyde or salicylaldehyde in the presence of an acidic catalyst.
- phenols such as phenol, cresol, xylenol, resorcin, catechol, bisphenol A and bisphenol F
- naphthols such as ⁇ -naphthol, ⁇ -naphthol and dihydroxynaphthalene
- formaldehyde acetaldehyde
- propionaldehyde propionaldehy
- bisphenol A bisphenol F, bisphenol S, stilbene type epoxy resin, hydroquinone type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin obtained by reaction of polybasic acid such as phthalic acid and dimer acid and epichlorohydrin, diaminodiphenylmethane, isocyanuric acid, etc.
- Glycidylamine-type epoxy resin obtained by reaction of polyamine with epichlorohydrin, epoxidized product of co-condensation resin of dicyclopentadiene and phenol, epoxy resin having naphthalene ring, phenol-aralkyl resin, phenol-aralkyl resin containing biphenylene skeleton Epoxidized products of aralkyl type phenol resins such as naphthol / aralkyl resin, trimethylolpropane type epoxy resin, terpene modified epoxy resin, olefin Fin coupling obtained by oxidizing with a peracid such as peracetic acid and linear aliphatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, may also be mentioned, such as a sulfur atom-containing epoxy resin. These epoxy resins may be used alone or in combination of two or more.
- the content of other epoxy resins is not particularly limited. From the viewpoint of thermal conductivity and moldability, the content of the resin composition in the solid content is preferably 50% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less.
- the liquid crystalline resin composition contains at least one curing agent.
- curing agent can be suitably selected according to the objective from the hardening
- At least one selected from the group consisting of an aromatic amine curing agent, an acid anhydride curing agent, and a phenol curing agent is preferable, and an aromatic amine curing agent is more preferable.
- the content of the curing agent is preferably 0.005 to 5 equivalents, and 0.01 to 3 equivalents of the chemical equivalent of the curing agent with respect to 1 mol of the epoxy group contained in the epoxy resin. Is more preferably 0.5 equivalent to 1.5 equivalent, and particularly preferably 0.8 equivalent to 1.3 equivalent.
- An epoxy resin can be hardened
- the chemical equivalent here represents, for example, when an amine curing agent is used as the curing agent, the number of moles of active hydrogen of the amino group of the amine curing agent with respect to 1 mole of the epoxy group.
- the liquid crystal phase shown at this time may be any liquid crystal phase such as a nematic liquid crystal phase, a smectic liquid crystal phase, or a discotic liquid crystal phase.
- a smectic liquid crystal phase or a discotic liquid crystal phase having high alignment order and excellent thermal conductivity is preferable.
- the resin composition of the present invention may contain other components as necessary in addition to the above essential components.
- other components include a solvent, a dispersant, an anti-settling agent, and the like.
- the solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the curing reaction of the resin composition, and a commonly used organic solvent can be appropriately selected and used.
- the heat dissipation material precursor of the present invention is a semi-cured product of the liquid crystalline resin composition.
- the heat dissipation material which is excellent in handleability and has excellent thermal conductivity can be configured.
- a B stage sheet which is a sheet-like semi-cured product of the liquid crystalline resin composition, and a semi-cured of the liquid crystalline resin composition impregnated in a fiber base material and the fiber base material And a prepreg having a product.
- the B stage sheet is made of a semi-cured product of the liquid crystalline resin composition and has a sheet shape.
- the B stage sheet includes, for example, a step of applying and drying the liquid crystalline resin composition on a release film to form a resin composition layer, and a step of heat-treating the resin composition layer to a B stage state. It can manufacture with the manufacturing method containing. By being formed by heat-treating the liquid crystalline resin composition, it has excellent thermal conductivity and excellent flexibility and usable time as a B stage sheet.
- the A B-stage sheet whereas in the normal temperature (25 ° C.) as the viscosity of the resin sheet is 10 4 ⁇ 10 5 Pa ⁇ s , the viscosity is reduced to 10 2 ⁇ 10 3 Pa ⁇ s at 100 ° C. Is. Moreover, the cured resin (heat dissipation material) after curing described later does not melt even by heating.
- the viscosity is measured by dynamic viscoelasticity measurement (frequency 1 Hz, load 40 g, temperature increase rate 3 ° C./min).
- a varnish-like liquid crystalline resin composition (hereinafter also referred to as “resin varnish”) in which a solvent such as methyl ethyl ketone or cyclohexanenone is added on a release film such as a PET film, is dried after coating.
- a resin composition layer can be formed.
- coating can be implemented by a well-known method. Specific examples of the coating method include comma coating, die coating, lip coating, and gravure coating.
- a coating method for forming a resin composition layer with a predetermined thickness As a coating method for forming a resin composition layer with a predetermined thickness, a comma coating method for passing an object to be passed between gaps, a die coating method for applying a resin varnish with a flow rate adjusted from a nozzle, or the like is applied. Can do. For example, when the thickness of the resin composition layer before drying is 50 ⁇ m to 500 ⁇ m, it is preferable to use a comma coating method.
- the resin composition layer after coating hardly undergoes a curing reaction, it has flexibility, but it has poor flexibility as a sheet, and in the state in which the PET film as a support is removed, the sheet is self-supporting. It is scarce and difficult to handle. Therefore, the resin composition layer is semi-cured by heat treatment to be described later, and B-staged.
- the conditions for heat-treating the resin composition layer are not particularly limited as long as the liquid crystalline resin composition can be semi-cured to the B stage state, and can be appropriately selected according to the configuration of the liquid crystalline resin composition. .
- a heat and pressure treatment method selected from a hot vacuum press, a hot roll laminate and the like is preferable.
- the resin composition layer is preferably semi-cured into a B-stage state by heat-pressing at a heating temperature of 80 ° C. to 130 ° C. for 1 second to 30 seconds under reduced pressure (eg, 1 MPa). .
- the thickness of the B stage sheet can be appropriately selected according to the purpose, and can be, for example, 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and 60 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less from the viewpoint of thermal conductivity and sheet flexibility. Is preferred.
- the B stage sheet can also be produced by hot pressing while laminating two or more resin films.
- the prepreg includes a fiber base and a semi-cured product of the liquid crystalline resin composition impregnated in the fiber base, and is configured to include other layers such as a protective film as necessary.
- the semi-cured product of the liquid crystalline resin composition contains the composite particles, the thermal conductivity is excellent.
- the fiber base material constituting the prepreg is not particularly limited as long as it is used when producing a metal foil-clad laminate or a multilayer printed wiring board.
- a fiber substrate such as a woven fabric or a nonwoven fabric is usually used.
- the opening is preferably 5 times or more the volume average particle diameter of the composite particles.
- the fiber base material examples include glass, alumina, boron, silica-alumina glass, silica glass, tyrano, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, and other inorganic fibers, aramid, polyetheretherketone, polyetherimide, and polyethersulfur.
- organic fibers such as phon, carbon and cellulose, and mixed papers thereof.
- glass fiber woven fabric is particularly preferably used. As a result, it is possible to obtain a flexible printed wiring board having flexibility. Furthermore, it becomes possible to reduce the dimensional change of the substrate accompanying the temperature, moisture absorption, etc. in the manufacturing process.
- the thickness of the fiber substrate is not particularly limited, but is preferably 30 ⁇ m or less from the viewpoint of imparting better flexibility, and is preferably 15 ⁇ m or less from the viewpoint of impregnation.
- the minimum of the thickness of a fiber base material is not restrict
- the impregnation amount of the liquid crystalline resin composition is preferably 50% by mass to 99.9% by mass with respect to the total mass of the fiber base material and the liquid crystalline resin composition.
- the prepreg can be produced by impregnating a fiber base material with a resin varnish prepared in the same manner as described above and removing the solvent by heating at 80 ° C. to 180 ° C.
- the solvent residual amount in the prepreg is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and further preferably 0.7% by mass or less.
- the amount of solvent remaining is determined from the change in mass before and after drying when the prepreg is cut into 40 mm square and dried in a thermostat preheated to 190 ° C. for 2 hours.
- the drying time for removing the solvent by heating is not particularly limited.
- limiting in particular in the method of impregnating a liquid crystalline resin composition in a fiber base material For example, the method of apply
- the liquid crystalline resin composition impregnated in the fiber base material is semi-cured and is in a B stage state.
- the B stage state in the prepreg is the same as the B stage state in the B stage sheet, and the same conditions can be applied to the B stage method.
- the prepreg may be used after the surface has been smoothed before being laminated or pasted by a heat and pressure treatment with a press, a roll laminator or the like.
- the method for the heat and pressure treatment is the same as the method mentioned for the B stage sheet.
- the conditions of the heating temperature, the degree of vacuum, and the pressing pressure in the heat and pressure treatment of the prepreg are the same as the conditions mentioned in the heat and pressure treatment of the B stage resin sheet.
- the thickness of the prepreg can be appropriately selected depending on the purpose. For example, it can be 50 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, and preferably 60 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less from the viewpoint of thermal conductivity and flexibility.
- the prepreg can also be produced by laminating two or more prepregs and hot pressing.
- the heat dissipation material of the present invention is a cured product of the liquid crystalline resin composition.
- Specific examples of the heat dissipating material include a laminated board, a metal board, a printed wiring board, and the like that are configured by having a cured product of the liquid crystalline resin composition.
- the thermal conductivity by containing a cured product of the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) and the composite particles. Furthermore, since the surface of the aluminum nitride particles is coated with an organic substance having a carboxy group or an alcoholic hydroxyl group, which is a hydrophilic group, the affinity between the resin and the aluminum nitride particles is higher than when coated with an organic substance having only a hydrocarbon group. Property can be improved, and a decrease in thermal conductivity can be suppressed. Moreover, the orientation of the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) can be controlled by introducing a hydrophilic group. Particularly preferably, the thermal resistance at the interface between the particles and the resin can be reduced by controlling the orientation of the resin and orienting the liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) perpendicularly to the aluminum nitride particles. .
- the vertical alignment means that the molecules of the liquid crystalline epoxy resin are aligned with a tilt angle with respect to the particle surface.
- the tilt angle is 50 ° to 90 °, preferably 70 ° to 90 °. That is, in the heat dissipation material, the cured product of the liquid crystalline epoxy resin preferably has an orientation plane, and the orientation plane preferably has an angle of 50 ° to 90 ° with respect to the surface of the aluminum nitride composite particles. More preferably, the angle is 70 ° to 90 °.
- the tilt angle with respect to the surface of the composite particles of the liquid crystalline epoxy resin cured product in the heat dissipation material can be estimated as follows.
- an aluminum nitride sintered substrate is used to obtain a composite substrate having a coating layer of ⁇ -alumina and an organic compound formed on the surface in the same manner as in the method for producing aluminum nitride composite particles.
- a resin composition containing the liquid crystalline epoxy resin and a curing agent is applied onto the composite substrate and cured by heating to form a cured resin layer on the composite substrate.
- the period length of the periodic structure formed in the direction perpendicular to the composite substrate is obtained.
- the tilt angle of the resin molecule can be obtained.
- the laminate of the present invention has a cured layer of a resin-containing layer and an adherend.
- the resin-containing layer is at least one layer selected from a resin layer composed of the liquid crystalline resin composition, the B stage sheet, and the prepreg.
- the form provided with any one layer of the said resin layer, the said B stage sheet, or the said prepreg may be sufficient, or it may be a form provided with two or more layers. Good.
- a form in which two or more resin layers are provided, a form in which two or more B stage sheets are provided, or a form in which two or more prepregs are provided may be employed.
- any two or more of the resin layer, the B-stage sheet, and the prepreg may be provided in combination.
- the laminated plate is formed by applying the resin composition on an adherend to form a resin layer, and heating and pressurizing the resin layer so that the resin layer is cured and adhered to the adherend. can get.
- a laminate in which the B stage sheet or the prepreg is laminated on the adherend is prepared, and the laminate is heated and pressurized to cure the B stage sheet or the prepreg and to adhere to the adherend. Can be obtained.
- the heating temperature for curing the resin-containing layer is not particularly limited, but is usually in the range of 80 ° C to 250 ° C, preferably in the range of 130 ° C to 230 ° C.
- the pressurizing conditions are not particularly limited, but are usually in the range of 0.5 MPa to 15 MPa, and preferably in the range of 2 MPa to 10 MPa.
- a vacuum press is suitably used for heating and pressurization.
- adherend examples include metal foil and metal plate.
- the adherend may be attached to only one surface of the cured layer of the resin-containing layer or may be attached to both surfaces.
- the metal foil is not particularly limited, such as a gold foil, a copper foil, and an aluminum foil, and a copper foil is generally used.
- the thickness of the metal foil is not particularly limited as long as it is 1 ⁇ m to 500 ⁇ m, and a suitable thickness can be selected depending on the electric power used.
- nickel, nickel-phosphorous, nickel-tin alloy, nickel-iron alloy, lead, lead-tin alloy, etc. are used as intermediate layers for the metal foil, and a copper layer of 0.5 ⁇ m to 15 ⁇ m and 10 ⁇ m to 300 ⁇ m on both surfaces. It is also possible to use a three-layer composite foil provided with a copper layer, or a two-layer composite foil obtained by combining aluminum and copper foil.
- the metal plate is made of a metal material having a high thermal conductivity and a large heat capacity, and examples thereof include copper, aluminum, iron, and alloys used for lead frames.
- the plate thickness can be freely selected according to the application, and the metal substrate can be selected according to the purpose, such as aluminum when weight reduction and workability are prioritized, and copper when heat dissipation is prioritized. Good.
- the thickness of the laminate is preferably 200 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m to 180 ⁇ m.
- the thickness is 200 ⁇ m or less, and further 180 ⁇ m or less, the flexibility is excellent, and the occurrence of cracks during bending is suppressed.
- the thickness is 50 ⁇ m or more, the workability is excellent.
- Metal foil paste cured product, metal substrate As an example of the said laminated board, the metal foil sticking hardened
- two metal foils are used as adherends in the laminate. Specifically, two metal foils as described above are prepared, and a cured layer of the resin-containing layer is provided between the two metal foils.
- the metal substrate a metal foil and a metal substrate are used as adherends in the laminated plate.
- the metal substrate includes a cured layer of the resin-containing layer between the metal foil and the metal substrate.
- the metal plate used for the metal substrate is excellent in cutting workability.
- aluminum or an alloy containing aluminum as a main component can be selected as a material, and various types are available depending on the chemical composition and heat treatment conditions. It is preferable to select a type that is high and excellent in strength.
- the printed wiring board of the present invention has a wiring layer and a metal substrate, and has a cured layer of a resin-containing layer between the wiring layer and the metal substrate.
- the resin-containing layer is at least one layer selected from a resin layer formed by applying the liquid crystalline resin composition, the B-stage sheet, and the prepreg.
- the said printed wiring board can be manufactured by carrying out circuit processing of the metal foil in the above-mentioned metal foil sticking hardened
- Preferable embodiments of the printed wiring board include, for example, those similar to the printed wiring board described in paragraph No. 0064 of JP2009-214525A and paragraph Nos. 0056 to 0059 of JP2009-275086A. be able to. *
- Example 1 (Preparation of composite particles)
- a method for manufacturing Sample 1 and a method for measuring physical properties will be described.
- 5 g of aluminum nitride sintered particles having a volume average particle diameter of 30 ⁇ m ⁇ were placed in a high temperature tubular furnace (35 mm ⁇ ⁇ 1200 mm), and the temperature was raised from room temperature to 1200 ° C. in 100 minutes while flowing Ar gas at 0.5 L / min. After maintaining at 1200 ° C. for 2 hours, the temperature was lowered from 1200 ° C. to room temperature in 240 minutes to obtain aluminum nitride particles having an ⁇ -alumina coating layer formed on the surface.
- the obtained particles were added to dehydrated toluene, and 0.25 g of adipic acid was added as an organic coating agent, followed by refluxing for 2 hours.
- the particles were washed with toluene and then dried at room temperature to obtain composite particles (sample 1) having a coating layer of ⁇ -alumina and an organic compound formed on the surface.
- the strength ratio of the ⁇ alumina (100) plane and the aluminum nitride (113) plane was measured by XRD, and the ⁇ alumina coating thickness was calculated.
- XRD was performed by measuring an X-ray diffraction spectrum using an X-ray diffractometer (Rigaku Corporation, RINT 2500HL) and using CuK ⁇ rays as a radiation source. The results are shown in Table 1.
- Sample 1 obtained as described above has a liquid crystalline epoxy resin (1- (3-methyl-4-oxiranimethoxyphenyl) -4- (oxiranimethoxyphenyl) -1-cyclohexene, represented by the general formula (1).
- Liquid crystal epoxy resin hereinafter also referred to as “resin 1”
- a curing agent (1,5-diaminonaphthalene) were added to prepare a liquid crystal resin composition.
- the mixing ratio of the liquid crystalline epoxy resin and the curing agent is set to 1: 1 as an epoxy / amine equivalent ratio
- the mixing ratio of the composite particles is a liquid crystalline resin composition including the liquid crystalline epoxy resin, the curing agent, and the composite particles.
- the volume ratio with respect to the entire product was 60% by volume.
- the obtained liquid crystalline resin composition was applied to a predetermined thickness by casting using a copper foil (thickness 70 ⁇ m) having a roughened one side (upper surface) as a base material, and the heating temperature was 160 ° C. and the heating time was 5 minutes. By heating and drying, a resin sheet (B stage sheet) in a B stage state was obtained as a heat dissipation material precursor.
- the obtained resin sheet was placed with the resin-coated surface facing up, and after laminating the roughened surface in contact with the resin composition layer with a copper foil thickness of 70 ⁇ m with one surface (lower surface) roughened, 145 ° C., A vacuum heating press was performed at 2 MPa, thermosetting and bonding were performed. This was further completely cured by a heat treatment at a temperature of 205 ° C. for 2 hours to obtain a sheet-like cured resin (laminated plate) as a heat dissipation material.
- the composite substrate was processed in the same manner as the composite particles, and a coating substrate of ⁇ -alumina and an organic compound was formed on the surface. Obtained.
- the liquid crystal epoxy resin and the curing agent were heated on the obtained composite substrate to cure the resin composition into a thin film of 5 ⁇ m to 20 ⁇ m.
- a wide-angle X-ray diffractometer (Rigaku RINT2500HL)
- the periodic length of the periodic structure formed in a direction perpendicular to the aluminum nitride sintered substrate is obtained.
- the tilt angle was determined. The results are shown in Table 1.
- Samples 2 to 7 were prepared as follows and evaluated in the same manner as Sample 1. The evaluation results are shown in Table 1.
- Sample 2 By firing the aluminum nitride sintered particles having a volume average particle diameter of 30 ⁇ m ⁇ and the aluminum nitride sintered substrate in an airtight state instead of the atmosphere when firing, and treating with adipic acid in the same manner as Sample 1 Sample 2 was prepared.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 3 When firing aluminum nitride sintered particles having a volume average particle diameter of 30 ⁇ m ⁇ and an aluminum nitride sintered substrate, firing is performed while flowing dry air at a rate of 0.1 L / min, and then treated with adipic acid in the same manner as Sample 1. Thus, a sample was prepared. A sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 4 A sample was prepared in the same manner as Sample 1, using trimellitic acid instead of adipic acid used in Sample 1.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 5 A sample was prepared in the same manner as Sample 2 using trimellitic acid instead of adipic acid used in Sample 2.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 6 A sample was prepared in the same manner as Sample 3 using trimellitic acid instead of adipic acid used in Sample 3.
- a heat radiating sheet was formed by the same method as in Example 1.
- Sample 7 A sample was prepared in the same manner as Sample 1, using 1,3-butylene glycol in place of the adipic acid used in Sample 1.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Samples 8 to 10 were prepared as follows and evaluated in the same manner as described above. The evaluation results are shown in Table 1. However, the tilt angle is not evaluated because the liquid crystalline epoxy resin is not vertically aligned (by stearic acid having no hydroxyl group).
- Sample 8 was prepared in the same manner as Sample 1 using stearic acid instead of adipic acid used in Sample 1.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 9 was prepared in the same manner as Sample 2 using stearic acid instead of adipic acid used in Sample 2.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Sample 10 was prepared in the same manner as Sample 3 using stearic acid instead of adipic acid used in Sample 3.
- a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- Example 11 In Example 1, Sample 1 was used as the composite particles, and instead of 1- (3-methyl-4-oxiranimethoxyphenyl) -4- (oxiranimethoxyphenyl) -1-cyclohexene, a biphenyl type liquid crystalline epoxy resin (A resin composition was prepared in the same manner as described above except that YL6121H manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, a liquid crystalline epoxy resin represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as “resin 2”) was used. A sheet-shaped cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the method.
- Sample 11 After sintering aluminum nitride sintered particles having a volume average particle diameter of 30 ⁇ m ⁇ and an aluminum nitride sintered substrate in the same manner as in Sample 1, Sample 11 was prepared without performing organic coating treatment. A resin composition was prepared in the same manner as described above except that the obtained sample 11 was used, and a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above. The sample 11 and the sheet-like cured resin were evaluated in the same manner as described above. The evaluation results are shown in Table 1.
- Sample 12 The aluminum nitride sintered particles having a volume average particle diameter of 30 ⁇ m ⁇ and the aluminum nitride sintered substrate were not fired, and the organic coating treatment was performed in the same manner as in Sample 1 to prepare Sample 12.
- a resin composition was prepared in the same manner as described above except that the obtained sample 12 was used, and a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above.
- the sample 12 and the sheet-like cured resin were evaluated in the same manner as described above. The evaluation results are shown in Table 1.
- Example 4 In Example 1, sample 1 was used as the composite particles, and bisphenol A type epoxy resin (JER828 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, hereinafter also referred to as “resin 3”) was used instead of the liquid crystalline epoxy resin. A resin composition was prepared, and a sheet-like cured resin (laminated plate) was formed as a heat dissipation material by the same method as described above. The sheet-like cured resin was evaluated in the same manner as described above. The evaluation results are shown in Table 1.
- JER828 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
- any of Samples 1 to 10 showed higher water resistance than Samples 11 to 13. Comparing the thermal conductivity of the cured resin formed using Samples 1, 4, 7 and Sample 8, the cured resin formed using Samples 1, 4, 7 showed higher thermal conductivity. This is because, when an organic compound having two or more hydroxyl groups or carboxy groups is used as the organic coating material, the liquid crystalline epoxy resin is oriented with a tilt angle of 50 ° to 90 ° with respect to the composite particle surface. Conceivable. Similarly, when the thermal conductivity of the cured resin formed using Samples 2, 5 and 9 and Samples 3, 6 and 10 is compared, the resin formed using Sample 2, 5 or Samples 3 and 6 is used. The cured product showed higher thermal conductivity.
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Abstract
【課題】窒化アルミニウムの複合粒子を含む液晶性樹脂組成物、Bステージ状態の樹脂シート、プリプレグ、放熱シート等を提供する。【解決手段】メソゲンを有する液晶性エポキシ樹脂に窒化アルミニウム複合粒子が分散された熱硬化性液晶性樹脂組成物であって、前記窒化アルミニウム複合粒子が窒化アルミニウム粒子1の表面にα アルミナ層2が形成され、該α アルミナ層が微細な亀裂3を有し、該亀裂3を介して、アルコール性水酸基及びカルボキシル基の少なくとも1種を含有し、かつ2つ以上の前記アルコール性水酸基及び/又はカルボキシル基を有する、炭素数が1~24の有機化合物が前記窒化アルミニウムと結合しており、前記液晶性樹脂組成物が硬化された放熱材料、又は前記液晶性樹脂組成物が半硬化されたB-ステージ状態である高熱伝導性放熱材料前駆体、それらを与える液晶樹脂組成物。
Description
本発明は、液晶性樹脂組成物、放熱材料前駆体及び放熱材料に関する。
近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、発熱量が増加傾向にあり、電子機器を構成する絶縁材料には高い放熱性が求められている。また、絶縁材料には、絶縁耐圧の高さや成型の容易さから有機材料が使われている。有機材料の高熱伝導化方法として、例えば特開平11-323162号公報には、配向性の高いメソゲン基を有するモノマーを含む樹脂組成物を重合させた液晶性樹脂を利用することが有効であることが記載されている。
更に有機材料の放熱性を高めるために、一般に熱伝導率が高く、絶縁性のフィラーを樹脂に添加する方法が用いられている。熱伝導率が高く、絶縁性のフィラーとしては、窒化アルミニウムがある。しかし、窒化アルミニウムは大気中の水と容易に反応して、アンモニアを発生させると共に窒化アルミニウムの表面に、水酸化アルミニウムを生成し、熱伝導率が大きく低下する。そこで、窒化アルミニウムの表面を無機物や有機物で被覆することにより耐水性を向上させる方法が広く用いられている。
無機物で表面被覆をする例として、熱伝導性の良いα化したアルミナを用いる方法が知られている。しかし、αアルミナをフィラーである窒化アルミニウム表面に形成させる方法では、αアルミナに亀裂が生じることにより、急激に耐水性が下がる可能性がある。これに関連して、例えば特開2005-225947号公報には、αアルミナの亀裂対策として、熱処理の雰囲気に不活性ガスを用いることにより、フィラーの亀裂を低減できることが記載されている。
有機物で表面被覆をする例として、例えば特開2004-115369号公報には、脂肪族炭化水素でフィラーである窒化アルミニウムの表面処理をする方法が記載されている。脂肪族炭化水素でフィラーの表面処理をした場合、高い耐水性が得られる。
しかしながら、特開2004-115369号公報に記載されている有機物でフィラーである窒化アルミニウムを被膜する方法では、フィラーの熱伝導率が大きく低下することがある。また、表面処理をしたフィラーと液晶性樹脂との親和性が低いため、フィラー周囲の液晶性樹脂の配向が乱れ、これにより熱伝導率が低下する場合があった。
本発明は、優れた熱伝導性を有する硬化物を形成可能で耐水性に優れる液晶性樹脂組成物及びその製造方法、並びに該液晶性樹脂組成物を用いて形成される高熱伝導性放熱材料前駆体及び高熱伝導性放熱材料を提供することを課題とする。
本発明は以下の態様を包含する。
<1> 下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂と、硬化剤と、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子と、を含有する液晶性樹脂組成物。
<1> 下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂と、硬化剤と、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子と、を含有する液晶性樹脂組成物。
一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0~4の整数を、kは0~7の整数を、mは0~8の整数を、lは0~12の整数を示す。
<2> 前記有機物は、前記窒化アルミニウムと有機化合物との反応生成物であり、前記有機化合物は、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方と、炭素数が1~24の炭化水素基とを有する前記<1>に記載の液晶性樹脂組成物。
<3> 前記窒化アルミニウム複合粒子の含有率が50質量%~95質量%である前記<1>又は<2>に記載の液晶性樹脂組成物。
<4> 前記窒化アルミニウム複合粒子は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいてαアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する強度比が面積基準で1以下である前記<1>~<3>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物。
<5> 前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の樹脂組成物の半硬化物である放熱材料前駆体。
<6> 前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート。
<7> 繊維基材と、前記繊維基材に含浸された前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の半硬化物と、を有するプリプレグ。
<8> 前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の硬化物である放熱材料。
<9> 前記液晶性エポキシ樹脂は配向面を有する硬化物を形成し、前記配向面が前記窒化アルミニウム複合粒子の表面に対して50°~90°の角度を有する前記<9>に記載の放熱材料。
<10> 被着材と、前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<6>に記載の樹脂シート、及び前記<7>に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、を有する積層板。
<11> 金属箔と、金属板と、前記金属箔と前記金属板との間に挟持される、前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<6>に記載のBステージシート、及び前記<7>に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、を有する金属基板。
<12> 配線層と、金属基板と、前記配線層と前記金属基板との間に、前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の樹脂組成物から構成される樹脂層、前記<6>に記載の樹脂シート、及び前記<7>に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化物とを有するプリント配線板。
<13> 窒化アルミニウム粒子を酸素含有雰囲気下で焼成して、前記窒化アルミニウム粒子の表面に亀裂を有するαアルミナ層を形成する工程と表面にαアルミナ層が形成された窒化アルニウム粒子の亀裂部分で、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方、並びに炭素数1~24の炭化水素を有する有機化合物と前記露出した窒化アルミニウムとを反応させて窒化アルミニウム複合粒子を得る工程と、前記窒化アルミニウム複合粒子を、下記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂及び硬化剤を含む組成物に分散する工程と、を有する液晶性樹脂組成物の製造方法。
一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0~4の整数を、kは0~7の整数を、mは0~8の整数を、lは0~12の整数を示す。
<14> 前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物を加熱処理して半硬化する工程を有する放熱材料前駆体の製造方法。
<15> 前記<1>~<4>のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物を加熱処理して硬化する工程を有する放熱材料の製造方法。
本発明によれば、優れた熱伝導性を有する硬化物を形成可能で耐水性に優れる液晶性樹脂組成物及びその製造方法、並びに該液晶性樹脂組成物を用いて形成される高熱伝導性放熱材料前駆体及び高熱伝導性放熱材料を提供することができる。
本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また本明細書において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。さらに本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
<液晶性樹脂組成物>
本発明の液晶性樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂と、硬化剤と、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子(以下、単に「複合粒子」ともいう)とを含有し、必要に応じてその他の成分を含んで構成される。
本発明の液晶性樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂と、硬化剤と、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子(以下、単に「複合粒子」ともいう)とを含有し、必要に応じてその他の成分を含んで構成される。
一般式(1)中、Xは単結合、又は、下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0~4の整数を、kは0~7の整数を、mは0~8の整数を、lは0~12の整数を示す。
本発明は、電子部品を搭載し或いは電子機器の構成部材である積層板、樹脂シート、プリント配線板又は放熱シートなどの高熱伝導性放熱材料に適用できる。また、上記放熱材料の前駆体として、樹脂組成物の半硬化状態の材料並びにそれらの材料を与える液晶性樹脂組成物に適用することができる。
窒化アルミニウム粒子表面を、前記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂が垂直配向するアルミナで被覆することにより、液晶性エポキシ樹脂の配向の乱れによる熱抵抗を低減することができる。本発明においては窒化アルミニウム粒子表面を比較的熱伝導性の良いαアルミナで被覆することにより、有機物又はαアルミナ以外の酸化アルミニウム等の無機物で被覆した場合に比べ、樹脂組成物の熱伝導率の低減を抑制できる。また、窒化アルミニウム表面をαアルミナと有機物で被覆することにより、αアルミナのみで被覆した場合に比べ、耐水性を向上することができる。
さらに、窒化アルミニウム表面を親水基であるカルボキシ基又はアルコール性水酸基を有する有機化合物で被膜することより、炭化水素のみを有する有機物で被膜した場合に比べ、樹脂成分と窒化アルミニウム粒子の親和性を向上することができ、熱伝導率の低下を抑制できる。また、親水基の導入により、硬化物を形成した場合における前記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂の配向性を制御することができる。特に好ましくは、樹脂成分の配向性を制御し、前記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂を窒化アルミニウム粒子に対して垂直配向させることにより、複合粒子と樹脂成分の界面の熱抵抗を低減することができる。
本発明において垂直配向とは、複合粒子表面に対して、液晶性エポキシ樹脂の分子がチルトを持って配向していることを言う。このチルト角は、本発明においては、50°~90°であり、好ましくは、70°~90°である。
すなわち、液晶性エポキシ樹脂は配向面を有する硬化物を形成し、この硬化物の配向面が複合粒子表面に対して、所定のチルト角を有して配向していることが好ましい。硬化物の複合粒子表面における配向状態の一例を図3に模式的に示す。図3に示すように複合粒子表面22において、液晶性エポキシ樹脂が有するメソゲン基20が一定の方向に配向し、液晶性エポキシ樹脂の硬化物全体として所定のチルト角を有するように複合粒子表面に配向すると考えられる。特に複合粒子の表面が親水基であるカルボキシ基又はアルコール性水酸基を有する有機化合物で被膜されている場合には、容易に図3に示すような配向状態をとると考えられる。またこれにより優れた熱伝導性を示すと考えられる。一方、複合粒子表面24が炭化水素基のみを有する有機物で被膜された場合には、図4に示すようにメソゲン基20の配向がやや乱れた状態になると考えられる。
すなわち、液晶性エポキシ樹脂は配向面を有する硬化物を形成し、この硬化物の配向面が複合粒子表面に対して、所定のチルト角を有して配向していることが好ましい。硬化物の複合粒子表面における配向状態の一例を図3に模式的に示す。図3に示すように複合粒子表面22において、液晶性エポキシ樹脂が有するメソゲン基20が一定の方向に配向し、液晶性エポキシ樹脂の硬化物全体として所定のチルト角を有するように複合粒子表面に配向すると考えられる。特に複合粒子の表面が親水基であるカルボキシ基又はアルコール性水酸基を有する有機化合物で被膜されている場合には、容易に図3に示すような配向状態をとると考えられる。またこれにより優れた熱伝導性を示すと考えられる。一方、複合粒子表面24が炭化水素基のみを有する有機物で被膜された場合には、図4に示すようにメソゲン基20の配向がやや乱れた状態になると考えられる。
(窒化アルミニウム複合粒子)
本発明の液晶性樹脂組成物は、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子の少なくとも1種を含む。
前記複合粒子は、窒化アルミニウム粒子の表面が、αアルミナを含む第一の被覆層と有機物を含む第二の被覆層で被覆されていることにより、熱伝導性と耐水性に優れる。さらに第二の被覆層が有機物を含むことで、例えば樹脂との相溶性及び分散性に優れ、樹脂組成物を構成した場合に粘度の上昇が抑制され、成形性及び接着性に優れる樹脂組成物を構成することができる。
本発明の液晶性樹脂組成物は、窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子の少なくとも1種を含む。
前記複合粒子は、窒化アルミニウム粒子の表面が、αアルミナを含む第一の被覆層と有機物を含む第二の被覆層で被覆されていることにより、熱伝導性と耐水性に優れる。さらに第二の被覆層が有機物を含むことで、例えば樹脂との相溶性及び分散性に優れ、樹脂組成物を構成した場合に粘度の上昇が抑制され、成形性及び接着性に優れる樹脂組成物を構成することができる。
窒化アルミニウム粒子の表面に、熱伝導性が良好なαアルミナを含む第一の被覆層を形成する際には、高温で熱処理する必要がある。そのため窒化アルミニウム粒子の表面全体を、αアルミナを含む第一の被覆層で均一に被覆することは困難であり、第一の被覆層には亀裂が生じ、窒化アルミニウムが表面に露出する領域が形成される。このような窒化アルミニウムが露出した領域に有機物を含む第二の被覆層を設けることで、優れた熱伝導性を維持しつつ、耐水性に優れる複合粒子を構成することができる。
このような複合粒子の表面状態は、例えば、エネルギー分散型X線分析装置を備えた走査型電子顕微鏡(SEM-EDX)を用いて、αアルミナを含む第一の被覆層に対応する酸素原子(O)、有機物を含む第二の被覆層に対応する炭素原子(C)、αアルミナ及び窒化アルミニウムに対応するアルミニウム原子(Al)の分布をそれぞれ分析することで観察することができる。
本発明において窒化アルミニウム粒子表面における第一の被覆層の存在量と第二の被覆層の存在量との比率は特に制限されないが、熱伝導性と耐水性の観点から、原子基準で、第二の被覆層/第一の被覆層として0.01~1.0であることが好ましく、0.1~0.5であることがより好ましい。
尚、窒化アルミニウム粒子表面における第一の被覆層の存在量及び第二の被覆層の存在量は、SEM-EDXを用いて酸素原子及び炭素原子の分布量をそれぞれ定量することで算出することができる。
尚、窒化アルミニウム粒子表面における第一の被覆層の存在量及び第二の被覆層の存在量は、SEM-EDXを用いて酸素原子及び炭素原子の分布量をそれぞれ定量することで算出することができる。
また複合粒子中に含まれる有機物の含有比率は特に制限されないが、熱伝導性と耐水性の観点から、複合粒子中に0.01質量%~0.5質量%であることが好ましく、0.02質量%~0.05質量%であることがより好ましい。
尚、複合粒子に含まれる有機物の含有比率は、熱重量分析を行うことで算出することができる。具体的には、複合粒子の加熱に伴う重量変化を、熱重量分析装置(TGA)を用いて、測定範囲25℃~800℃、昇温速度10℃/min.の条件で測定し、有機物の熱分解に伴う重量の減少を測定することで算出することができる。
尚、複合粒子に含まれる有機物の含有比率は、熱重量分析を行うことで算出することができる。具体的には、複合粒子の加熱に伴う重量変化を、熱重量分析装置(TGA)を用いて、測定範囲25℃~800℃、昇温速度10℃/min.の条件で測定し、有機物の熱分解に伴う重量の減少を測定することで算出することができる。
複合粒子中に含まれる有機物の含有比率は、例えば、後述する有機物層形成工程における種々の条件を適宜選択することで制御することができる。具体的には例えば、第一の被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と接触させる化合物の種類や濃度、接触時間や接触温度を適宜選択することで、複合粒子中に含まれる有機物の含有比率を所望の範囲とすることができる。
本発明において、窒化アルミニウム粒子の表面に形成されるαアルミナを含む被覆層(第一の被覆層)の層厚は特に制限されない。第一の被覆層の層厚は、熱伝導性と耐水性の観点から、1nm以上3000nm以下であることが好ましく、熱伝導性の観点から、1nm以上500nm以下であることがより好ましく、耐水性の観点から、10nm以上500nm以下であることがさらに好ましい。
第一の被覆層の層厚は、CuKα線によるX線回折におけるαアルミナの(100)面に対応するピーク(A)及び窒化アルミニウムの(113)面に対応するピーク(B)について、面積基準の強度比(A/B)から見積もることができる。
具体的には得られた強度比から、αアルミナを含む第一の被覆層の層厚を算出することができる。具体的には以下のようにして第一の被覆層の層厚が算出される。
第一の被覆層の層厚は、CuKα線によるX線回折におけるαアルミナの(100)面に対応するピーク(A)及び窒化アルミニウムの(113)面に対応するピーク(B)について、それぞれのピークの積分強度比(A/B)をICDD(International Centre for Diffraction Data)データに基づいて規格化し、αアルミナと窒化アルミニウムの体積比に変換する。換算したαアルミナと窒化アルミニウムの体積比と複合粒子の粒子径から第一の被覆層の層厚を算出することができる。
具体的には得られた強度比から、αアルミナを含む第一の被覆層の層厚を算出することができる。具体的には以下のようにして第一の被覆層の層厚が算出される。
第一の被覆層の層厚は、CuKα線によるX線回折におけるαアルミナの(100)面に対応するピーク(A)及び窒化アルミニウムの(113)面に対応するピーク(B)について、それぞれのピークの積分強度比(A/B)をICDD(International Centre for Diffraction Data)データに基づいて規格化し、αアルミナと窒化アルミニウムの体積比に変換する。換算したαアルミナと窒化アルミニウムの体積比と複合粒子の粒子径から第一の被覆層の層厚を算出することができる。
またX線回折におけるαアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する強度比は以下のようにして求められる。
X線回折装置としてRINT2500HL(リガク社製)、X線源としてCuKα線を用いて、X線回折スペクトル(XRD)を測定する。得られたX線回折スペクトルから、2θが42.5°~44.5°付近のαアルミナの(100)面に対応するピークと、2θが32.5°~33.5°付近の窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークとをそれぞれ同定し、それぞれのピークの強度をピーク面積から求める。得られたピーク強度に基づいて、αアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する面積基準の強度比を算出することができる。
X線回折装置としてRINT2500HL(リガク社製)、X線源としてCuKα線を用いて、X線回折スペクトル(XRD)を測定する。得られたX線回折スペクトルから、2θが42.5°~44.5°付近のαアルミナの(100)面に対応するピークと、2θが32.5°~33.5°付近の窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークとをそれぞれ同定し、それぞれのピークの強度をピーク面積から求める。得られたピーク強度に基づいて、αアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する面積基準の強度比を算出することができる。
本発明においては、熱伝導性と耐水性の観点から、αアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する強度比が、面積基準の1以下であることが好ましく、0.001以上1以下であることがより好ましく、0.003以上0.1以下であることがさらに好ましく、熱伝導性の観点から、0.003以上0.02以下であることが特に好ましい。
前記強度比が1以下であることで、複合粒子における窒化アルミニウムに対するαアルミナ結晶の割合が少なくなり、複合化による高熱伝導化の効果をより効果的に得ることができる。
前記強度比が1以下であることで、複合粒子における窒化アルミニウムに対するαアルミナ結晶の割合が少なくなり、複合化による高熱伝導化の効果をより効果的に得ることができる。
αアルミナを含む第一の被覆層の層厚は、例えば、後述する酸化工程及びα化工程における種々の条件を適宜選択することで制御することができる。具体的には例えば、酸化工程及びα化工程に用いる酸素量や、窒化アルミニウム表面の加水分解量等を適宜選択することで所望の層厚とすることができる。
また複合粒子の粒子形状は、略球状、扁平状、ブロック状、板状及び鱗片状等が挙げられる。分散性と熱伝導性の観点から、略球状、扁平状であることが好ましい。
また複合粒子の粒子径は特に制限されない。例えば体積平均粒子径として、0.5μm~300μmとすることができ、熱伝導性と樹脂への充填の観点から、1μm~100μmであることが好ましく、10μm~50μmであることがより好ましい。
体積平均粒子径はレーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法はレーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行うことができる。
また複合粒子の粒子径は特に制限されない。例えば体積平均粒子径として、0.5μm~300μmとすることができ、熱伝導性と樹脂への充填の観点から、1μm~100μmであることが好ましく、10μm~50μmであることがより好ましい。
体積平均粒子径はレーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法はレーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行うことができる。
αアルミナと有機物で被覆した複合粒子10は、例えば、図2に示すように、(1)窒化アルミニウム粒子1を酸素含有気体雰囲気下で焼成することにより粒子表面にアルミニウムの酸化物を形成する工程、(2)表面に形成した酸化アルミニウムをα結晶化させ、微細な亀裂部3を有するαアルミナ層2を形成する工程、(3)表面にαアルミナ層2を有する窒化アルミニウム粒子1をアルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を、好ましくは合わせて2つ以上含有する化合物と炭素数1~24の炭化水素を有する有機化合物4と窒化アルミニウムとを、αアルミナ層2の亀裂部3で反応させる工程により形成することができる。
図1はαアルミナ層を形成した窒化アルミニウム粒子の電子顕微鏡写真で、粒子の表面に太い線で示されるクラックと、図面には明確に表れていないが、微細なクラックが粒子表面全体に形成されている。
図1はαアルミナ層を形成した窒化アルミニウム粒子の電子顕微鏡写真で、粒子の表面に太い線で示されるクラックと、図面には明確に表れていないが、微細なクラックが粒子表面全体に形成されている。
本発明に用いることのできる窒化アルミニウム粒子は、例えば、直接窒化法、還元窒化法、気相反応法等、いずれの製造法により形成された窒化アルミニウム粒子にも適用が可能である。また、本発明に用いることのできる窒化アルミニウム粒子は窒化アルミニウムの単結晶あるいは窒化アルミニウムの結晶が多数焼結した粒子であっても良い。
また窒化アルミニウム粒子の形状としては、略球状、扁平状、ブロック状、板状及び鱗片状等が挙げられる。分散性と熱伝導性の観点から、略球状、扁平状であることが好ましい。
また窒化アルミニウム粒子の粒子径は特に制限されない。例えば体積平均粒子径として、0.5μm~300μmとすることができ、熱伝導性と樹脂への充填性の観点から、1μm~100μmであることが好ましく、熱伝導性と樹脂への充填性の観点から、10μm~50μmであることがより好ましい。
体積平均粒子径はレーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法はレーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行うことができる。
また窒化アルミニウム粒子の粒子径は特に制限されない。例えば体積平均粒子径として、0.5μm~300μmとすることができ、熱伝導性と樹脂への充填性の観点から、1μm~100μmであることが好ましく、熱伝導性と樹脂への充填性の観点から、10μm~50μmであることがより好ましい。
体積平均粒子径はレーザー回折法を用いて測定される。レーザー回折法はレーザー回折散乱粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター社製、LS230)を用いて行うことができる。
本発明で用いる複合粒子は窒化アルミニウム粒子表面に被覆層が形成された複合粒子であって、被覆層が亀裂を有するαアルミナからなり、亀裂部で窒化アルミニウムと反応して形成した有機化合物で修飾されていることを特徴とする。
すなわち前記複合粒子は、窒化アルミニウム粒子と、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層と、前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一の被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層とを有する複合粒子である。
すなわち前記複合粒子は、窒化アルミニウム粒子と、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層と、前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一の被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層とを有する複合粒子である。
亀裂を有するαアルミナ層は窒化アルミニウム粒子を酸素含有ガス雰囲気下、結晶化が進行する程度の温度で焼成させた後、望ましくは、窒素もしくは不活性ガス雰囲気下で酸化アルミニウムをα化させることにより形成することができる。また、窒化アルミニウムを限られた酸素量の中で焼成することにより、結晶化を生じない温度で、酸化アルミニウムを形成した後、酸素の少ない、もしくはない雰囲気下で結晶化を生じさせ、αアルミナを形成することもできる。
また、窒化アルミニウム表面を加水分解せしめた後、窒素もしくは不活性ガス雰囲気下で焼成,生成した酸化アルミニウムをα化することにより形成することもできる。
αアルミナ層を有する窒化アルミナ粒子を形成する際に、焼成により窒化アルミニウム表面に生成した酸化アルミニウム層を酸素ガス雰囲気下で焼成し、酸化アルミニウムの結晶化を行うと、結晶化に伴い生じた亀裂の内部が更に酸化する。亀裂内部が酸化すると焼成の後に行う亀裂の有機被覆処理に際して、亀裂部分のみを有機被覆することが困難となる。従って、αアルミナ層の亀裂を除いて窒化アルミニウム粒子の全表面がαアルミナ層によって覆われていることが好ましい。
すなわち、亀裂部分のみの有機被覆は焼成により窒化アルミニウム表面に亀裂を有するαアルミナ層を形成した後、粒子を脱水有機溶媒中、アルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムのみと反応する置換基を有する有機化合物と反応させる。反応の後、過剰の有機化合物を取り除くことにより、窒化アルミニウム粒子表面に被覆層が形成された複合粒子であって、被覆層が亀裂を有するαアルミナと、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも1つ並びに炭素数1~24の炭化水素基を有する化合物が亀裂部で窒化アルミニウムと反応して形成した有機化合物と、を含む窒化アルミニウム複合粒子を形成することができる。
よって、窒化アルミニウムの焼成は第一に結晶化を生じない温度(例えば1100℃未満)で、酸化アルミニウムを形成した後、第二に窒素又は不活性ガス雰囲気下結晶化を生じさせ、αアルミナを形成することが好ましい。
また、窒化アルミニウムを限られた酸素量の中で焼成することにより、結晶化を生じない温度で、酸化アルミニウムを形成した後、酸素の少ない、もしくはない雰囲気下で結晶化を生じさせ、αアルミナを形成することもできる。
また、窒化アルミニウム表面にαアルミナ層を形成せしめ、耐水性を向上させるにあたり、表面に形成するαアルミナ層に生じる亀裂を低減する形成方法が知られている。本発明においてはαアルミナに生じた亀裂部分において、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも1つを有する化合物を窒化アルミニウムと反応させ、亀裂部に親水性の有機物を形成することにより、窒化アルミニウム粒子表面と樹脂との親和性を向上させることができる。
よって、公知例(特開2005-225947号公報)のように亀裂を低減してしまっては、有機化合物による窒化アルミニウム粒子表面の被覆が十分になされずに、粒子と樹脂との親和性が向上されずに、熱伝導率を向上させることが困難となる。
αアルミナの被覆厚はX線回折におけるαアルミナの(100)面と窒化アルミニウの(113)面の強度比から求めた。また、複合粒子において、X線回折におけるαアルミナの(100)面と窒化アルミニウムの(113)面の強度比が1以下であることが望ましい。強度比が1を超えると窒化アルミニウムに対するαアルミナ結晶の割合が多く、複合化による高熱伝導化の効果を得ることは難しく、単に窒化アルミニウム上に有機被覆を施した粒子に比べ高熱伝導化の効果を充分に得ることができない。
以下に窒化アルミニウム表面に亀裂を有するαアルミナ層を形成する方法について、より詳細に説明する。
窒化アルミニウム粒子の表面には1100℃以上の熱処理により、αアルミナを含む被覆層が形成される。1100℃以上の温度で熱処理することにより窒化アルミニウム粒子の表面にαアルミナを含む被覆層(第一の被覆層)が形成される。一方、熱処理の温度が1100℃未満の場合には、α結晶化が十分に進行せず、αアルミナを含む被覆層を形成することができない場合がある。
窒化アルミニウム粒子の表面にαアルミナを含む被覆層を形成する方法は特に制限されず通常用いられる方法から適宜選択することができ、窒化アルミニウム粒子の表面にαアルミナを含む被覆層を直接形成する方法であっても、窒化アルミニウム粒子の表面にγアルミナ等のαアルミナ以外の酸化アルミニウムを形成し、これを1100℃以上で熱処理することによってα結晶化してαアルミナを含む被覆層を形成する方法であってもよい。
本発明においては、熱伝導性と膜厚制御の観点から、窒化アルミニウム粒子の表面にγアルミナ等のαアルミナ以外の酸化アルミニウムを含む被覆層を形成する酸化工程と、窒化アルミニウム粒子の表面に形成された酸化アルミニウムを1100℃以上で熱処理することによってα結晶化するα化工程とを含む方法であることが好ましい。ここで酸化工程とα化工程はそれぞれ独立に行なってもよく、また連続的に行なってもよい。
本発明においては、熱伝導性と膜厚制御の観点から、窒化アルミニウム粒子の表面にγアルミナ等のαアルミナ以外の酸化アルミニウムを含む被覆層を形成する酸化工程と、窒化アルミニウム粒子の表面に形成された酸化アルミニウムを1100℃以上で熱処理することによってα結晶化するα化工程とを含む方法であることが好ましい。ここで酸化工程とα化工程はそれぞれ独立に行なってもよく、また連続的に行なってもよい。
窒化アルミニウム粒子の表面にγアルミナ等のαアルミナ以外の酸化アルミニウムを含む被覆層を形成する酸化工程として、例えば、窒化アルミニウム粒子を酸素含有ガス雰囲気下で熱処理して酸化アルミニウムを形成する方法、窒化アルミニウム粒子を限られた酸素量の雰囲気下で熱処理して酸化アルミニウムを形成する方法、窒化アルミニウム表面を加水分解せしめた後、不活性ガス雰囲気下で熱処理して酸化アルミニウムを形成する方法等を挙げることができる。
ここで不活性ガス雰囲気については後述するα化工程における不活性ガス雰囲気と同義である。
ここで不活性ガス雰囲気については後述するα化工程における不活性ガス雰囲気と同義である。
窒化アルミニウム粒子を限られた酸素量の雰囲気下で熱処理する場合の酸素量は、窒化アルミニウム粒子の表面に形成する酸化アルミニウム被覆層の厚みに応じて適宜選択することができる。例えば、100gの質量の窒化アルミニウム粒子に対して酸素量を5ml~50mlとすることができる。
また窒化アルミニウム表面を加水分解する方法としては、通常の大気中に窒化アルミニウム粒子を0.1時間~1時間放置する方法、水を含む溶媒中で撹拌する方法等を挙げることができる。
また窒化アルミニウム表面を加水分解する方法としては、通常の大気中に窒化アルミニウム粒子を0.1時間~1時間放置する方法、水を含む溶媒中で撹拌する方法等を挙げることができる。
本発明においては、熱伝導性の観点から、窒化アルミニウム粒子を限られた酸素量の雰囲気下で熱処理して酸化アルミニウムを形成する方法、又は、窒化アルミニウム表面を加水分解せしめた後、不活性ガス雰囲気下で熱処理して酸化アルミニウムを形成する方法であることが好ましい。
酸化工程における熱処理温度は、酸化アルミニウムのα結晶化が進行しない程度の温度であることが好ましく、1100℃未満であることがより好ましく、1000℃以下であることがさらに好ましい。
また酸化工程における熱処理時間は、熱処理温度等に応じて適宜選択できる。熱伝導性の観点から、10分間~200分間であることが好ましく、30分間~120分間であることがより好ましい。
また酸化工程における熱処理時間は、熱処理温度等に応じて適宜選択できる。熱伝導性の観点から、10分間~200分間であることが好ましく、30分間~120分間であることがより好ましい。
酸化工程における熱処理は、一定の温度で行ってもよく、また、例えば室温から所定の温度まで昇温することで行なってもよい。本発明においては、熱伝導性と生産性の観点から、室温から所定の温度まで昇温することで熱処理を行うことが好ましい。
酸化工程における熱処理を、室温から所定の温度まで昇温すること行なう場合、所定の温度が1100℃であって、昇温時間が10℃/分であることが好ましく、所定の温度が1000℃であって、昇温時間が10℃/分であることがより好ましい。
酸化工程における熱処理を、室温から所定の温度まで昇温すること行なう場合、所定の温度が1100℃であって、昇温時間が10℃/分であることが好ましく、所定の温度が1000℃であって、昇温時間が10℃/分であることがより好ましい。
窒化アルミニウムの表面に形成されたαアルミナ以外の酸化アルミニウムを、高温で熱処理することでα結晶化することができる(α化工程)。
α化工程における熱処理温度は、熱伝導性の観点から、1100℃以上であることが好ましく、1150℃以上であることがより好ましい。
またα化工程における熱処理時間は、熱処理温度等に応じて適宜選択できる。熱伝導性の観点から、0.2時間~3時間であることが好ましく、0.5時間~1時間であることがより好ましい。
α化工程における熱処理温度は、熱伝導性の観点から、1100℃以上であることが好ましく、1150℃以上であることがより好ましい。
またα化工程における熱処理時間は、熱処理温度等に応じて適宜選択できる。熱伝導性の観点から、0.2時間~3時間であることが好ましく、0.5時間~1時間であることがより好ましい。
α化工程における熱処理は、一定の温度で行ってもよく、また、例えば酸化工程における熱処理温度から所定の温度まで昇温した後、所定の温度を維持することで行なってもよい。本発明においては、熱伝導性と生産性の観点から、酸化工程における熱処理温度から所定の温度まで昇温した後、所定の温度を維持することで熱処理を行うことが好ましい。
酸化工程における熱処理を、酸化工程における熱処理温度から所定の温度まで昇温した後、所定の温度を維持することで行なう場合、所定の温度が1100℃~1300℃であって、所定の温度の維持時間が0.2時間~3時間であることが好ましく、所定の温度が1150℃~1200℃であって、維持時間が0.5時間~2時間であることがより好ましい。
酸化工程における熱処理を、酸化工程における熱処理温度から所定の温度まで昇温した後、所定の温度を維持することで行なう場合、所定の温度が1100℃~1300℃であって、所定の温度の維持時間が0.2時間~3時間であることが好ましく、所定の温度が1150℃~1200℃であって、維持時間が0.5時間~2時間であることがより好ましい。
α化工程における熱処理は、熱伝導性の観点から、不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気としては酸素の含有量が0.1体積%以下であることが好ましい。また不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘリウム等を挙げることができる。
前記複合粒子は、上記のようにして得られる表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と、アルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムのみと反応する置換基を有する有機化合物(以下、「有機被覆剤」ともいう)とを接触させることで、窒化アルミニウム粒子の表面においてαアルミナを含む被覆層が形成されていない領域に有機物含む被覆層(第二の被覆層)を形成することができる。
ここでアルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムのみと反応する置換基を有する有機化合物としては、炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物(以下、「特定化合物」ともいう)を挙げることができる。
ここでアルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムのみと反応する置換基を有する有機化合物としては、炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物(以下、「特定化合物」ともいう)を挙げることができる。
これは例えば以下のように考えることができる。
上記のようにして窒化アルミニウムの表面にαアルミナを含む被覆層を形成すると、形成されるαアルミナを含む被覆層には亀裂が生じる。これにより、窒化アルミニウム粒子の表面にはαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域が生じる。このような窒化アルミニウム粒子の表面のαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域に、炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物を接触させる。特定化合物はアルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムと選択的に反応すると考えられることから、窒化アルミニウム粒子の表面のαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域に、特定化合物と窒化アルミニウムとの反応生成物である有機物を含む被覆層が形成されると考えることができる。
上記のようにして窒化アルミニウムの表面にαアルミナを含む被覆層を形成すると、形成されるαアルミナを含む被覆層には亀裂が生じる。これにより、窒化アルミニウム粒子の表面にはαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域が生じる。このような窒化アルミニウム粒子の表面のαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域に、炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物を接触させる。特定化合物はアルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムと選択的に反応すると考えられることから、窒化アルミニウム粒子の表面のαアルミナを含む被覆層で被覆されていない領域に、特定化合物と窒化アルミニウムとの反応生成物である有機物を含む被覆層が形成されると考えることができる。
アルミナとは反応性を有さずに、窒化アルミニウムのみと反応する置換基を有する有機化合物として、アルコール性水酸基やカルボキシ基を有する有機化合物を用いることができる。好ましくは、炭素数1~24の炭化水素基及びアルコール性水酸基を有する化合物を用いることができ、より好ましくは、窒化アルミニウム粒子と反応した後に、表面に親水基が残るように、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を合わせて2以上もつ炭素数1~24程度の炭化水素を有する有機化合物を用いることができる。
アルコール性水酸基やカルボキシ基を有する有機化合物として具体的には以下の有機化合物を挙げることができる。
アルコール性水酸基やカルボキシ基を有する有機化合物として具体的には以下の有機化合物を挙げることができる。
炭素数1~24の炭化水素基及びアルコール性水酸基を有する化合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、シクロヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ラウリルアルコール、オクタデシルアルコール、ベヘニルアルコール等の環状、直鎖状又は分岐鎖状の1価アルコールを挙げることができる。
アルコール性水酸基を2基以上有する有機化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ブチレングリコール、ジエチレングリコール等のグリコール類、及びジオール類、グリセリン、エリスリトール、グルシトール、マンニトール等の多価アルコール類を挙げることができる。また、アルコール性水酸基を2以上有していれば、糖類や多糖類を用いることもできる。
炭素数1~24の炭化水素基及びカルボキシ基を有する有機化合物としては、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、アクリル酸、クロトン酸、オレイン酸、リノール酸等のモノカルボン酸を用いることもできる。
カルボキシ基を2基以上有する有機化合物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等のジ及びトリカルボン酸、又は、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸等の芳香族カルボン酸を用いることができる。
これらの中でも、熱伝導性と耐水性の観点から、炭素数2~20の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を有する化合物であることが好ましく、炭素数2~20の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を1~2有する化合物であることがより好ましく、炭素数2~20の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を合わせて2つ以上有する化合物であることがさらに好ましい。
炭素数2~20の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を合わせて2つ以上有する化合物で被覆層が複合粒子表面22形成されていることにより、図3に示すように複合粒子表面22にメソゲン基20が一定の方向に配向した硬化物が容易に形成されると考えられる。
炭素数2~20の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を合わせて2つ以上有する化合物で被覆層が複合粒子表面22形成されていることにより、図3に示すように複合粒子表面22にメソゲン基20が一定の方向に配向した硬化物が容易に形成されると考えられる。
また、熱伝導性と耐水性の観点から、炭素数1~24の炭化水素基とカルボキシ基とを有する化合物及び炭素数1~24の炭化水素基と水酸基とを有する化合物から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましく、炭素数2~24の炭化水素基と1~2のカルボキシ基とを有する化合物及び炭素数2~24の炭化水素基と1~2の水酸基とを有する化合物から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましく、炭素数4~24の炭化水素基と2のカルボキシ基とを有する化合物及び炭素数4~24の炭化水素基と2の水酸基とを有する化合物から選ばれる少なくとも1種を用いることがさらに好ましい。
また、以上に例示したアルコール性水酸基やカルボキシ基を有する有機化合物の1種、又は2種以上を混合して使用することもできる。使用するアルコール性水酸基やカルボキシ基を有する有機化合物の一部にアルコール基やカルボキシ基を多数有している化合物を用いることにより複合粒子表面の極性を制御することができ、周囲の液晶性樹脂の配向性を調整することができる。
表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と、炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物(特定化合物)とを接触させる方法としては、通常用いられる方法を特に制限なく用いることができる。例えば、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を特定化合物又はその溶液に浸漬する方法、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を特定化合物又はその溶液を塗布する方法、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を特定化合物のガスと接触させる方法等を挙げることができる。本発明においては、反応性の観点から、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を特定化合物又はその溶液に浸漬する方法であることが好ましい。
表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を特定化合物の溶液に浸漬する場合、特定化合物の濃度は特に制限されないが、反応性及び分散性の観点から、0.1質量%~20質量%であることが好ましく、0.5質量%~5質量%であることがより好ましい。
また特定化合物の溶液を構成する溶媒は特に制限されないが、有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤としては例えば、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の炭化水素系溶剤、クロロホルム、ジクロルメタン、トリクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化アルキル系溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、THF等のエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤などを挙げることができる。中でも含水量及び特定化合物との相容性の観点から、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、炭化水素系溶剤であることがより好ましい。
また特定化合物の溶液を構成する溶媒は特に制限されないが、有機溶剤であることが好ましい。有機溶剤としては例えば、トルエン、キシレン、クロルベンゼン等の炭化水素系溶剤、クロロホルム、ジクロルメタン、トリクロロエタン、四塩化炭素等のハロゲン化アルキル系溶剤、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、THF等のエーテル系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤などを挙げることができる。中でも含水量及び特定化合物との相容性の観点から、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤から選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、炭化水素系溶剤であることがより好ましい。
また表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と特定化合物とを接触させる時間は特に制限されず、特定化合物の種類や接触温度等に応じて適宜選択することができる。例えば、10分~12時間とすることができ、熱伝導性と耐水性の観点から、1時間~4時間であることが好ましく、2時間~4時間であることがより好ましい。
さらにまた表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と特定化合物とを接触させる温度は特に制限されず、特定化合物の種類や接触時間等に応じて適宜選択することができる。例えば、25℃~150℃とすることができ、熱伝導性と耐水性の観点から、30℃~120℃であることが好ましく、50℃~120℃であることがより好ましい。
本発明における有機物層形成工程は、熱伝導性と耐水性の観点から、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子を炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物から選ばれる特定化合物中に浸漬して、温度25℃~150℃で、1~12時間接触させる工程であることが好ましく、表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と炭素数1~24の炭化水素基並びに水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方を含む化合物から選ばれる特定化合物中に浸漬して、温度50℃~120℃で、2~4時間接触させる工程であることがより好ましい。
表面にαアルミナを含む被覆層が形成された窒化アルミニウム粒子と特定化合物とを接触させて得られた複合粒子に対しては、必要に応じて洗浄や乾燥等の後処理を行ってもよい。
液晶性樹脂組成物中における複合粒子の含有率は特に制限されないが、熱伝導性と成形性の観点から、樹脂組成物の固形分中における含有率が50質量%以上であることが好ましく、60質量%~98質量%であることがより好ましく、80質量%~95質量%であることがさらに好ましい。
ここで、固形分とは、液晶性樹脂組成物を構成する成分のうちの不揮発性成分の総量を意味する。
ここで、固形分とは、液晶性樹脂組成物を構成する成分のうちの不揮発性成分の総量を意味する。
なお、液晶性樹脂組成物に含まれる複合粒子は1種単独でもよいが、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上の複合粒子を組み合わせて用いる場合、2種以上の複合粒子としては、例えば、粒子径が互いに異なるもの、有機物の含有率が互いに異なる、有機物の構造が互いに異なる、αアルミナを含む被覆層の層厚が互いに異なるもの、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。
液晶性樹脂組成物は前記窒化アルミニウム複合粒子に加えて、他の無機粒子(フィラー)、例えば、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどを含んでいてもよい。熱伝導率向上のためには、窒化アルミニウム複合粒子の含有量は、全フィラーの20質量%以上とするのが好ましい。
(エポキシ樹脂)
本発明の液晶性樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂モノマーの少なくとも1種を含む。液晶性エポキシ樹脂モノマーは、いわゆるメソゲン基を有するエポキシ樹脂モノマーである。液晶性エポキシ樹脂モノマーを含む樹脂組成物であることで成型が容易であり、また硬化物の絶縁性に優れる。
一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される2価の連結基を表す。かかる特定の構造を有することで配向性を有するエポキシ樹脂硬化物が形成される。
本発明の液晶性樹脂組成物は、下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂モノマーの少なくとも1種を含む。液晶性エポキシ樹脂モノマーは、いわゆるメソゲン基を有するエポキシ樹脂モノマーである。液晶性エポキシ樹脂モノマーを含む樹脂組成物であることで成型が容易であり、また硬化物の絶縁性に優れる。
一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される2価の連結基を表す。かかる特定の構造を有することで配向性を有するエポキシ樹脂硬化物が形成される。
一般式(1)におけるXとしては、硬化物の熱伝導性の観点から、単結合、置換基を有してもよいフェニレン基、置換基を有してもよいシクロヘキセンジイル基、又は置換基を有してもよいシクロヘキサンジイル基であることが好ましく、単結合、置換基を有してもよいシクロヘキセンジイル基、又は置換基を有してもよいシクロヘキサンジイル基であることがより好ましい。
またYはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示すが、硬化物の熱伝導性の観点から、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、、脂肪族アルコキシ基、又は塩素原子であることが好ましく、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基であることがより好ましい。
nは0~4の整数を示すが、0~3であることが好ましく、0~2であることがより好ましい。kは0~7の整数を示すが、0~4であることが好ましく、0~2であることがより好ましい。mは0~8の整数を示すが、0~4であることが好ましく、0~2であることがより好ましい。lは0~12の整数を示すが、0~4であることが好ましく、0~2であることがより好ましい。
以下に本発明に用いることができる液晶性エポキシ樹脂モノマーの具体例としては、4,4’-ビフェノールグリシジルエーテル、1-{(3-メチル-4-オキシラニルメトキシ)フェニル}-4-(4-オキシラニルメトキシフェニル)-1-シクロヘキセン、4-(オキシラニルメトキシ)安息香酸-1,8-オクタンジイルビス(オキシ-1,4-フェニレン)エステル、2,6-ビス[4-[4-[2-(オキシラニルメトキシ)エトキシ]フェニル]フェノキシ]ピリジン等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。
前記液晶樹脂組成物における前記液晶エポキシ樹脂モノマーの含有比率としては特に制限はないが、熱伝導率と硬化性の観点から、液晶樹脂組成物の全質量に対して1.0質量%~20.0質量%であることが好ましく、3.0質量%~15.0質量%であることがより好ましい。
前記液晶性樹脂組成物の示す液晶性は、温度変化により液晶性を示すサーモトロピック液晶の液晶性、あるいは、濃度により液晶性を示すリオトロピック液晶の液晶性でもよい。また、転移する液晶相は、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、ディスコチック液晶相等のいずれでもよい。望ましくは、配向秩序の高く熱伝導性の優れる、スメクチック液晶相やディスコチック液晶相がよい。
前記液晶性樹脂組成物は、前記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂に加えて必要に応じて、一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂とは異なるその他のエポキシ樹脂をさらに含んでいてもよい。
その他のエポキシ樹脂として具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするノボラック樹脂をエポキシ化したものを挙げることができる。また前記ノボラック樹脂としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類及びα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂を挙げることができる。
その他のエポキシ樹脂として具体的には、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン骨格を有するエポキシ樹脂をはじめとするノボラック樹脂をエポキシ化したものを挙げることができる。また前記ノボラック樹脂としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、レゾルシン、カテコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等のフェノール類及びα-ナフトール、β-ナフトール、ジヒドロキシナフタレン等のナフトール類と、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド基を有する化合物とを酸性触媒下で縮合又は共縮合させて得られるノボラック樹脂を挙げることができる。
また、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂、フタル酸、ダイマー酸等の多塩基酸とエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタン、イソシアヌル酸等のポリアミンとエピクロルヒドリンの反応により得られるグリシジルアミン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエンとフェノール類の共縮合樹脂のエポキシ化物、ナフタレン環を有するエポキシ樹脂、フェノール・アラルキル樹脂、ビフェニレン骨格を含有するフェノール・アラルキル樹脂、ナフトール・アラルキル樹脂等のアラルキル型フェノール樹脂のエポキシ化物、トリメチロールプロパン型エポキシ樹脂、テルペン変性エポキシ樹脂、オレフィン結合を過酢酸等の過酸で酸化して得られる線状脂肪族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、硫黄原子含有エポキシ樹脂なども挙げられる。
これらのエポキシ樹脂は単独で用いても2種以上を組み合わせて併用して用いてもよい。
これらのエポキシ樹脂は単独で用いても2種以上を組み合わせて併用して用いてもよい。
液晶性樹脂組成物がその他のエポキシ樹脂を含む場合、その他のエポキシ樹脂の含有率は特に制限されない。熱伝導性と成形性の観点から、樹脂組成物の固形分中における含有率が50質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましい。
(硬化剤)
前記液晶性樹脂組成物は、硬化剤の少なくとも1種を含む。前記硬化剤は、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物に通常用いられる硬化剤から目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、芳香族又は脂肪族のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、メルカプタン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤などが挙げられる。
前記液晶性樹脂組成物は、硬化剤の少なくとも1種を含む。前記硬化剤は、エポキシ樹脂を含む熱硬化性樹脂組成物に通常用いられる硬化剤から目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、芳香族又は脂肪族のアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ノボラック樹脂等のフェノール系硬化剤、メルカプタン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ブロックイソシアネート系硬化剤などが挙げられる。
これらの中でも芳香族アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、フェノール系硬化剤からなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、芳香族アミン系硬化剤であることがより好ましい。
前記液晶性樹脂組成物における硬化剤の含有量は、硬化剤の種類や得られる熱伝導性エポキシ樹脂成形体の物性等を考慮して適宜設定すればよい。
具体的には、硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1モルに対して硬化剤の化学当量が0.005当量~5当量であることが好ましく、0.01当量~3当量であることがより好ましく、0.5当量~1.5当量であることがさらに好ましく、0.8当量~1.3当量であることが特に好ましい。硬化剤の含有量がエポキシ基1モルに対して0.005当量以上であると、エポキシ樹脂を速やかに硬化することができる。一方、5当量以下であると、硬化反応が速くなりすぎることを抑制できる。なお、ここでの化学当量は、例えば硬化剤としてアミン系硬化剤を使用した際は、エポキシ基1モルに対するアミン系硬化剤が有するアミノ基の活性水素のモル数を表す。
具体的には、硬化剤の含有量は、エポキシ樹脂に含まれるエポキシ基1モルに対して硬化剤の化学当量が0.005当量~5当量であることが好ましく、0.01当量~3当量であることがより好ましく、0.5当量~1.5当量であることがさらに好ましく、0.8当量~1.3当量であることが特に好ましい。硬化剤の含有量がエポキシ基1モルに対して0.005当量以上であると、エポキシ樹脂を速やかに硬化することができる。一方、5当量以下であると、硬化反応が速くなりすぎることを抑制できる。なお、ここでの化学当量は、例えば硬化剤としてアミン系硬化剤を使用した際は、エポキシ基1モルに対するアミン系硬化剤が有するアミノ基の活性水素のモル数を表す。
前記液晶性樹脂組成物の硬化物は液晶構造を示すことが望ましい。このとき示す液晶相は、ネマチック液晶相、スメクチック液晶相、ディスコチック液晶相等のいずれの液晶相でもよい。望ましくは、配向秩序性が高く熱伝導性の優れる、スメクチック液晶相やディスコチック液晶相が好ましい。
本発明の樹脂組成物は上記必須成分に加えて、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては例えば、溶剤、分散剤、沈降防止剤等を挙げることができる。
前記溶剤としては樹脂組成物の硬化反応を阻害しないものであれば特に制限なく、通常用いられる有機溶剤を適宜選択して用いることができる。
前記溶剤としては樹脂組成物の硬化反応を阻害しないものであれば特に制限なく、通常用いられる有機溶剤を適宜選択して用いることができる。
<放熱材料前駆体>
本発明の放熱材料前駆体は、前記液晶性樹脂組成物の半硬化物である。これにより取扱い性に優れ、優れた熱伝導性を有する放熱材料を構成することができる。
前記放熱材料前駆体としては、前記液晶性樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート、及び、繊維基材と前記繊維基材に含浸された前記液晶性樹脂組成物の半硬化物とを有するプリプレグを挙げることができる。
本発明の放熱材料前駆体は、前記液晶性樹脂組成物の半硬化物である。これにより取扱い性に優れ、優れた熱伝導性を有する放熱材料を構成することができる。
前記放熱材料前駆体としては、前記液晶性樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート、及び、繊維基材と前記繊維基材に含浸された前記液晶性樹脂組成物の半硬化物とを有するプリプレグを挙げることができる。
(Bステージシート)
前記Bステージシートは、前記液晶性樹脂組成物の半硬化物からなり、シート状の形状を有する。
Bステージシートは、例えば、前記液晶性樹脂組成物を離型フィルム上に塗布・乾燥して樹脂組成物層を形成する工程と、前記樹脂組成物層をBステージ状態まで加熱処理する工程とを含む製造方法で製造できる。
前記液晶性樹脂組成物を加熱処理して形成されることで、熱伝導率に優れ、Bステージシートとしての可とう性及び可使時間に優れる。
前記Bステージシートは、前記液晶性樹脂組成物の半硬化物からなり、シート状の形状を有する。
Bステージシートは、例えば、前記液晶性樹脂組成物を離型フィルム上に塗布・乾燥して樹脂組成物層を形成する工程と、前記樹脂組成物層をBステージ状態まで加熱処理する工程とを含む製造方法で製造できる。
前記液晶性樹脂組成物を加熱処理して形成されることで、熱伝導率に優れ、Bステージシートとしての可とう性及び可使時間に優れる。
前記Bステージシートとは、樹脂シートの粘度として常温(25℃)においては104~105Pa・sであるのに対して、100℃で102~103Pa・sに粘度が低下するものである。また、後述する硬化後の硬化樹脂(放熱材料)は加温によっても溶融することはない。尚、上記粘度は、動的粘弾性測定(周波数1ヘルツ、荷重40g、昇温速度3℃/分)によって測定される。
具体的には例えば、PETフィルム等の離型フィルム上に、メチルエチルケトンやシクロヘキサンノン等の溶剤を添加したワニス状の液晶性樹脂組成物(以下、「樹脂ワニス」ともいう)を、塗布後、乾燥することで樹脂組成物層を形成することができる。
塗布は、公知の方法により実施することができる。塗布方法として、具体的には、コンマコート、ダイコート、リップコート、グラビアコート等の方法が挙げられる。所定の厚みに樹脂組成物層を形成するための塗布方法としては、ギャップ間に被塗工物を通過させるコンマコート法、ノズルから流量を調整した樹脂ワニスを塗布するダイコート法等を適用することができる。例えば、乾燥前の樹脂組成物層の厚みが50μm~500μmである場合、コンマコート法を用いることが好ましい。
塗布は、公知の方法により実施することができる。塗布方法として、具体的には、コンマコート、ダイコート、リップコート、グラビアコート等の方法が挙げられる。所定の厚みに樹脂組成物層を形成するための塗布方法としては、ギャップ間に被塗工物を通過させるコンマコート法、ノズルから流量を調整した樹脂ワニスを塗布するダイコート法等を適用することができる。例えば、乾燥前の樹脂組成物層の厚みが50μm~500μmである場合、コンマコート法を用いることが好ましい。
塗工後の樹脂組成物層は硬化反応がほとんど進行していないため、可とう性を有するものの、シートとしての柔軟性に乏しく、支持体である前記PETフィルムを除去した状態ではシート自立性に乏しく、取り扱いが困難である。そこで後述する加熱処理により樹脂組成物層を半硬化し、Bステージ化する。
前記樹脂組成物層を加熱処理する条件は、液晶性樹脂組成物をBステージ状態にまで半硬化することができれば特に制限されず、液晶性樹脂組成物の構成に応じて適宜選択することができる。加熱処理には、熱真空プレス、熱ロールラミネート等から選択される加熱加圧処理方法が好ましい。これにより塗工の際に生じた樹脂組成物層中の空隙(ボイド)を減少させることができ、平坦なBステージシートを効率よく製造することができる。
具体的には例えば、加熱温度80℃~130℃で、1秒~30秒間、減圧下(例えば、1MPa)で加熱プレス処理することで樹脂組成物層をBステージ状態に半硬化することが好ましい。
前記樹脂組成物層を加熱処理する条件は、液晶性樹脂組成物をBステージ状態にまで半硬化することができれば特に制限されず、液晶性樹脂組成物の構成に応じて適宜選択することができる。加熱処理には、熱真空プレス、熱ロールラミネート等から選択される加熱加圧処理方法が好ましい。これにより塗工の際に生じた樹脂組成物層中の空隙(ボイド)を減少させることができ、平坦なBステージシートを効率よく製造することができる。
具体的には例えば、加熱温度80℃~130℃で、1秒~30秒間、減圧下(例えば、1MPa)で加熱プレス処理することで樹脂組成物層をBステージ状態に半硬化することが好ましい。
前記Bステージシートの厚みは、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50μm以上500μm以下とすることができ、熱伝導率及びシート可とう性の観点から、60μm以上300μm以下であることが好ましい。
また、Bステージシートは2層以上の樹脂フィルムを積層しながら熱プレスすることにより作製することもできる。
また、Bステージシートは2層以上の樹脂フィルムを積層しながら熱プレスすることにより作製することもできる。
(プリプレグ)
前記プリプレグは、繊維基材と、前記繊維基材に含浸された前記液晶性樹脂組成物の半硬化物とを有し、必要に応じて保護フィルム等のその他の層を有して構成される。
液晶性樹脂組成物の半硬化物が、前記複合粒子を含むことで熱伝導性に優れる。
前記プリプレグは、繊維基材と、前記繊維基材に含浸された前記液晶性樹脂組成物の半硬化物とを有し、必要に応じて保護フィルム等のその他の層を有して構成される。
液晶性樹脂組成物の半硬化物が、前記複合粒子を含むことで熱伝導性に優れる。
プリプレグを構成する繊維基材としては、金属箔張り積層板や多層プリント配線板を製造する際に用いられるものであれば特に制限されない。例えば、通常織布や不織布等の繊維基材が用いられる。ただし、目が極めて詰まった繊維だと前記複合粒子等のフィラーが詰まってしまい含浸が困難となる場合があるため、目開きは複合粒子の体積平均粒径の5倍以上とすることが好ましい。
繊維基材の材質としては、ガラス、アルミナ、ボロン、シリカアルミナガラス、シリカガラス、チラノ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア等の無機繊維や、アラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、カーボン、セルロース等の有機繊維等及びこれらの混抄系がある。中でも特にガラス繊維の織布が好ましく用いられる。これにより屈曲性のある任意に折り曲げ可能なプリント配線板を得ることができる。さらに、製造プロセスでの温度、吸湿等に伴う基板の寸法変化を小さくすることも可能となる。
繊維基材の厚さは特に限定されないが、より良好な可とう性を付与する観点から、30μm以下であることがより好ましく、含浸性の観点から15μm以下であることが好ましい。繊維基材の厚みの下限は特に制限されないが、通常5μm程度である。
前記プリプレグにおいて、前記液晶性樹脂組成物の含浸量は、繊維基材及び液晶性樹脂組成物の総質量に対して50質量%~99.9質量%であることが好ましい。
前記プリプレグは、上記と同様に調製された樹脂ワニスを、繊維基材に含浸し、80℃~180℃の加熱により溶剤を除去して製造することができる。プリプレグにおける溶剤残存量は、2.0質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であることがより好ましく、0.7質量%以下であることが更に好ましい。
溶剤残存量は、プリプレグを40mm角に切り出し、190℃に予熱した恒温槽中に2時間乾燥させたときの、乾燥前後の質量変化から求める。
溶剤残存量は、プリプレグを40mm角に切り出し、190℃に予熱した恒温槽中に2時間乾燥させたときの、乾燥前後の質量変化から求める。
加熱により溶剤を除去する乾燥時間については特に制限されない。また液晶性樹脂組成物を繊維基材に含浸する方法に特に制限はなく、例えば、塗工機により塗布する方法を挙げることができる。詳細には、繊維基材を液晶性樹脂組成物にくぐらせて引き上げる縦型塗工法、及び支持フィルム上に液晶性樹脂組成物を塗工してから繊維基材を押し付けて含浸させる横型塗工法などを挙げることができ、繊維基材内での熱伝導性フィラーの偏在を抑える観点からは、横型塗工法が好適である。
前記プリプレグにおいては、前記繊維基材に含浸された前記液晶性樹脂組成物が半硬化し、Bステージ状態となっている。プリプレグにおけるBステージ状態は、前記BステージシートにおけるBステージ状態と同様であり、Bステージ化する方法についても同様の条件を適用できる。
また前記プリプレグは、プレスやロールラミネータなどによる加熱加圧処理により、積層又は貼付する前に予め表面を平滑化してから使用してもよい。加熱加圧処理の方法は、上記Bステージシートで挙げた方法と同様である。また、プリプレグの加熱加圧処理における加熱温度、真空度、及びプレス圧の条件についても、Bステージ樹脂シートの加熱加圧処理で挙げた条件と同様である。
前記プリプレグの厚みは、目的に応じて適宜選択することができ、例えば50μm以上500μm以下とすることができ、熱伝導率及び可とう性の観点から、60μm以上300μm以下であることが好ましい。
また、プリプレグは2以上のプリプレグを積層して熱プレスすることにより作製することもできる。
また、プリプレグは2以上のプリプレグを積層して熱プレスすることにより作製することもできる。
<放熱材料>
本発明の放熱材料は、前記液晶性樹脂組成物の硬化物である。前記放熱材料として具体的には、前記液晶性樹脂組成物の硬化物を有して構成される、積層板、金属基板、プリント配線板等を挙げることができる。
本発明の放熱材料は、前記液晶性樹脂組成物の硬化物である。前記放熱材料として具体的には、前記液晶性樹脂組成物の硬化物を有して構成される、積層板、金属基板、プリント配線板等を挙げることができる。
前記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂の硬化物と前記複合粒子を含むことで優れた熱伝導性を有する。
さらに、窒化アルミニウム粒子の表面が親水基であるカルボキシ基又はアルコール性水酸基を有する有機物で被膜されていることより、炭化水素基のみを有する有機物で被膜した場合に比べ、樹脂と窒化アルミニウム粒子の親和性を向上することができ、熱伝導率の低下を抑制できる。また、親水基の導入により、前記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂の配向性を制御することができる。特に好ましくは、樹脂の配向性を制御し、一般(1)で示される液晶性エポキシ樹脂を窒化アルミニウム粒子に対して垂直配向させることにより、粒子と樹脂の界面の熱抵抗を低減することができる。
さらに、窒化アルミニウム粒子の表面が親水基であるカルボキシ基又はアルコール性水酸基を有する有機物で被膜されていることより、炭化水素基のみを有する有機物で被膜した場合に比べ、樹脂と窒化アルミニウム粒子の親和性を向上することができ、熱伝導率の低下を抑制できる。また、親水基の導入により、前記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂の配向性を制御することができる。特に好ましくは、樹脂の配向性を制御し、一般(1)で示される液晶性エポキシ樹脂を窒化アルミニウム粒子に対して垂直配向させることにより、粒子と樹脂の界面の熱抵抗を低減することができる。
本発明において垂直配向とは、粒子表面に対して、液晶性エポキシ樹脂の分子がチルト
角を持って配向していることを言う。本願発明において、このチルト角は、50°~90°であり、好ましくは、70°~90°である。
すなわち、前記放熱材料においては、前記液晶性エポキシ樹脂の硬化物が配向面を有し、前記配向面が前記窒化アルミニウム複合粒子の表面に対して50°~90°の角度を有することが好ましく、70°~90°であることがより好ましい。
角を持って配向していることを言う。本願発明において、このチルト角は、50°~90°であり、好ましくは、70°~90°である。
すなわち、前記放熱材料においては、前記液晶性エポキシ樹脂の硬化物が配向面を有し、前記配向面が前記窒化アルミニウム複合粒子の表面に対して50°~90°の角度を有することが好ましく、70°~90°であることがより好ましい。
前記放熱材料における前記液晶性エポキシ樹脂硬化物の前記複合粒子に表面に対するチルト角は以下のようにして見積もることができる。
窒化アルミニウム粒子の代わりに、窒化アルミニウム焼結基板を用いて、窒化アルミニウム複合粒子の製造方法と同様にして、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合基板を得る。この複合基板上に前記液晶性エポキシ樹脂と硬化剤を含む樹脂組成物を塗布し、加熱硬化して、複合基板上に硬化樹脂層を形成する。得られた硬化樹脂層について、広角X線回折装置(リガク製RINT2500HL)を用いて、複合基板に対して垂直方向に形成される周期構造の周期長を求め、樹脂分子の周期長より、基板に対する樹脂分子のチルト角を求めることができる。
窒化アルミニウム粒子の代わりに、窒化アルミニウム焼結基板を用いて、窒化アルミニウム複合粒子の製造方法と同様にして、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合基板を得る。この複合基板上に前記液晶性エポキシ樹脂と硬化剤を含む樹脂組成物を塗布し、加熱硬化して、複合基板上に硬化樹脂層を形成する。得られた硬化樹脂層について、広角X線回折装置(リガク製RINT2500HL)を用いて、複合基板に対して垂直方向に形成される周期構造の周期長を求め、樹脂分子の周期長より、基板に対する樹脂分子のチルト角を求めることができる。
(積層板)
本発明の積層板は、樹脂含有層の硬化層と、被着材と、を有する。前記樹脂含有層は、前記液晶性樹脂組成物で構成される樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグから選択される少なくとも1層である。前記液晶性樹脂組成物から形成される樹脂含有層の硬化層を備えることで、熱伝導性及び絶縁性に優れた積層板となる。
本発明の積層板は、樹脂含有層の硬化層と、被着材と、を有する。前記樹脂含有層は、前記液晶性樹脂組成物で構成される樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグから選択される少なくとも1層である。前記液晶性樹脂組成物から形成される樹脂含有層の硬化層を備えることで、熱伝導性及び絶縁性に優れた積層板となる。
前記積層板においては、樹脂含有層の硬化層として、前記樹脂層、前記Bステージシート、又は前記プリプレグのいずれか1層を備える形態であってもよく、2層以上を備える形態であってもよい。2層以上の硬化層を備える場合には、前記樹脂層を2層以上設ける形態、前記Bステージシートを2枚以上設ける形態、又は前記プリプレグを2枚以上設ける形態であってもよい。更には、前記樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグのいずれか2つ以上を組み合わせて備えてもよい。
前記積層板は、例えば、被着材上に前記樹脂組成物を塗工して樹脂層を形成し、これを加熱及び加圧して、前記樹脂層を硬化させるとともに被着材に密着させることで得られる。又は、前記被着材に前記Bステージシート又は前記プリプレグを積層した積層体を準備し、この積層体を加熱及び加圧して、前記Bステージシート又は前記プリプレグを硬化させるとともに被着材に密着させことで得られる。
前記樹脂含有層を硬化するための加熱温度は特に限定されないが、通常80℃~250℃の範囲であり、好ましくは130℃~230℃の範囲である。また、前記加圧の条件は特に限定されないが、通常0.5MPa~15MPaの範囲であり、好ましくは2MPa~10MPaの範囲である。また、加熱及び加圧には、真空プレスが好適に用いられる。
被着材としては、金属箔や金属板などを挙げることができる。前記被着材は、前記樹脂含有層の硬化層の一方の面のみに付設しても、両面に付設してもよい。
前記金属箔としては、金箔、銅箔、アルミニウム箔など特に制限されず、一般的には銅箔が用いられる。前記金属箔の厚みとしては、1μm~500μmであれば特に制限されず、使用する電力によって好適な厚みを選択することができる。
また、金属箔として、ニッケル、ニッケル-リン、ニッケル-スズ合金、ニッケル-鉄合金、鉛、鉛-スズ合金等を中間層とし、この両表面に0.5μm~15μmの銅層と10~μm300μmの銅層を設けた3層構造の複合箔、又はアルミニウムと銅箔とを複合した2層構造複合箔を用いることもできる。
金属板は熱伝導率が高く、熱容量が大きい金属材料からなり、銅、アルミニウム、鉄、リードフレームに使われる合金などが例示できる。板厚は用途によって自由に選択することができ、金属基板は軽量化や加工性を優先する場合はアルミニウム、放熱性を優先する場合は銅、というように目的を応じて材質を選定してもよい。
前記積層板の厚さは、200μm以下であることが好ましく、50μm~180μmであることがより好ましい。厚さが200μm以下、更には180μm以下の場合、可とう性に優れ、曲げ加工時にクラックが発生するのが抑えられる。また、厚さが50μm以上の場合には、作業性に優れる。
(金属箔貼硬化物、金属基板)
前記積層板の一例として、後述のプリント配線板を作製するのに用いる金属箔貼硬化物、及び金属基板を挙げることができる。
前記積層板の一例として、後述のプリント配線板を作製するのに用いる金属箔貼硬化物、及び金属基板を挙げることができる。
前記金属箔貼硬化物では、前記積層板における被着材として、2枚の金属箔を用いる。具体的には、前述の金属箔を2枚用意し、この2枚の金属箔の間に、前記樹脂含有層の硬化層を備える。
前記金属基板では、前記積層板における被着材として、金属箔と金属基板とを用いる。具体的には、前記金属基板は、前記金属箔と前記金属基板との間に、前記樹脂含有層の硬化層を備える。
生産性を高める観点から、金属基板を大きなサイズで作製して電子部品を実装した後に、使用するサイズに切断することが好ましい。そのため、金属基板に用いる金属板は切断加工性に優れることが望ましい。
金属板としてアルミニウムを用いる場合、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金を材質として選定でき、その化学組成と熱処理条件により多種類のものが入手可能であるが、高く切削しやすい等の加工性が高く、かつ強度に優れた種類を選定することが好ましい。
(プリント配線板)
本発明のプリント配線板は、配線層と、金属基板とを有し、前記配線層と前記金属基板との間に、樹脂含有層の硬化層を有する。前記樹脂含有層は、前記液晶性樹脂組成物を付与してなる樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグから選択される少なくとも1層である。前記プリント配線板は、前述の金属箔貼硬化物又は金属基板における金属箔を回路加工することにより製造することができる。金属箔の回路加工には通常のフォトリソによる方法が適用できる。本発明の樹脂組成物を用いることで、熱伝導性及び絶縁性に優れたプリント配線板が得られる。
本発明のプリント配線板は、配線層と、金属基板とを有し、前記配線層と前記金属基板との間に、樹脂含有層の硬化層を有する。前記樹脂含有層は、前記液晶性樹脂組成物を付与してなる樹脂層、前記Bステージシート、及び前記プリプレグから選択される少なくとも1層である。前記プリント配線板は、前述の金属箔貼硬化物又は金属基板における金属箔を回路加工することにより製造することができる。金属箔の回路加工には通常のフォトリソによる方法が適用できる。本発明の樹脂組成物を用いることで、熱伝導性及び絶縁性に優れたプリント配線板が得られる。
前記プリント配線板の好ましい態様としては、例えば、特開2009-214525号公報の段落番号0064や、特開2009-275086号公報の段落番号0056~0059に記載のプリント配線板と同様のものを挙げることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。
[実施例1]
(複合粒子の調製)
以下、試料1について、その作製方法と、物性値の測定方法を説明する。体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子5gを高温管状炉(35mmφ×1200mm)に入れ、Arガスを0.5L/分で流しながら、室温から1200℃まで100分で昇温させた。1200℃で2時間保持した後、1200℃から室温まで240分で降温させ、表面にαアルミナ被覆層を形成した窒化アルミニウム粒子を得た。得られた粒子を脱水トルエンに加え、有機被覆剤としてアジピン酸0.25gを加えた後、2時間、還流した。
粒子をトルエンで洗浄した後、室温で乾燥させることにより、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合粒子(試料1)を得た。
(複合粒子の調製)
以下、試料1について、その作製方法と、物性値の測定方法を説明する。体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子5gを高温管状炉(35mmφ×1200mm)に入れ、Arガスを0.5L/分で流しながら、室温から1200℃まで100分で昇温させた。1200℃で2時間保持した後、1200℃から室温まで240分で降温させ、表面にαアルミナ被覆層を形成した窒化アルミニウム粒子を得た。得られた粒子を脱水トルエンに加え、有機被覆剤としてアジピン酸0.25gを加えた後、2時間、還流した。
粒子をトルエンで洗浄した後、室温で乾燥させることにより、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合粒子(試料1)を得た。
XRDにてαアルミナの(100)面と窒化アルミニウムの(113)面の強度比を測定し、αアルミナ被覆厚を算出した。
なお、XRDは、X線回折装置(リガク社製、RINT2500HL)を用い、CuKα線を線源としてX線回折スペクトルを測定して行なった。結果を表1に示す。
なお、XRDは、X線回折装置(リガク社製、RINT2500HL)を用い、CuKα線を線源としてX線回折スペクトルを測定して行なった。結果を表1に示す。
耐水性は試料2gを60℃の水200mLに加え、30分後と60分後の水分散物のpHをそれぞれ測定し、加水分解により生じるアンモニアの影響を調べた。結果を表1に示す。
(液晶性樹脂組成物の調製)
上記で得られた試料1に、液晶性エポキシ樹脂(1-(3-メチル-4-オキシラニメトキシフェニル)-4-(オキシラニメトキシフェニル)-1-シクロヘキセン、一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂、以下、「樹脂1」ともいう)と、硬化剤(1,5-ジアミノナフタレン)とを加えて液晶性樹脂組成物を調製した。
液晶性エポキシ樹脂と硬化剤の混合比率は、エポキシ/アミン当量比で1:1となるようにし、複合粒子の混合割合は、液晶性エポキシ樹脂、硬化剤、複合粒子を含めた液晶性樹脂組成物全体に対する体積比率で、60体積%になるようにした。
上記で得られた試料1に、液晶性エポキシ樹脂(1-(3-メチル-4-オキシラニメトキシフェニル)-4-(オキシラニメトキシフェニル)-1-シクロヘキセン、一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂、以下、「樹脂1」ともいう)と、硬化剤(1,5-ジアミノナフタレン)とを加えて液晶性樹脂組成物を調製した。
液晶性エポキシ樹脂と硬化剤の混合比率は、エポキシ/アミン当量比で1:1となるようにし、複合粒子の混合割合は、液晶性エポキシ樹脂、硬化剤、複合粒子を含めた液晶性樹脂組成物全体に対する体積比率で、60体積%になるようにした。
得られた液晶性樹脂組成物を、片面(上面)が粗化された銅箔(厚み70μm)を基材として、キャスティングにより所定の厚さに塗布し、加熱温度160℃、加熱時間5分で、加熱乾燥することで、放熱材料前駆体としてBステージ状態の樹脂シート(Bステージシート)を得た。
得られた樹脂シートを、樹脂塗布面を上にして置き、片面(下面)が粗化された銅箔厚み70μm)を粗化面が樹脂組成物層に接するように積層した後、145℃、2MPaで真空加熱プレスを行い、熱硬化して接着させた。これを更に、温度205℃、2時間の加熱処理により完全硬化させ、放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を得た。
得られた硬化物から試験片を切出し、両面の銅箔を酸エッチングにより除去し、シート状の樹脂硬化物のみを取り出した。フラッシュ法装置(NETZSCH社製Nanoflash LFA447)を用いて、樹脂硬化物の熱拡散率を測定し、これにアルキメデス法により測定した密度とDSC法により測定した比熱を乗じて、厚さ方向の熱伝導率を求めた。結果を表1に示す。
(チルト角の評価)
窒化アルミニウム焼結粒子に替えて、厚さ1mmの窒化アルミニウム焼結基板を用いたこと以外は、複合粒子と同様に処理し、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合基板を得た。
窒化アルミニウム焼結粒子に替えて、厚さ1mmの窒化アルミニウム焼結基板を用いたこと以外は、複合粒子と同様に処理し、表面にαアルミナと有機化合物の被覆層が形成された複合基板を得た。
得られた複合基板上で液晶性エポキシ樹脂と硬化剤を加熱して樹脂組成物を5μ~20μmの薄膜状に硬化させた。広角X線回折装置(リガク製RINT2500HL)を用いて、窒化アルミニウム焼結基板に対して垂直方向に形成される周期構造の周期長を求め、液晶性エポキシ樹脂の分子長より、基板に対する樹脂分子のチルト角を求めた。結果を表1に示す。
[実施例2~7]
次に以下のようにして試料2~7を作製し、試料1と同様にしてそれぞれ評価した。評価結果を表1に示す。
次に以下のようにして試料2~7を作製し、試料1と同様にしてそれぞれ評価した。評価結果を表1に示す。
試料2:体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板を焼成する際の雰囲気を大気に代えて密閉状態で焼成を行い、試料1と同様にアジピン酸で処理することにより、試料2を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料3:体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板を焼成する際、乾燥空気を0.1L/分で流しながら焼成を行い、試料1と同様にアジピン酸で処理することにより、試料を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料4:試料1で用いたアジピン酸に代えてトリメリット酸を用いて、試料1と同様の方法により試料を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料5:試料2で用いたアジピン酸に代えてトリメリット酸を用いて、試料2と同様の方法により試料を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料6:試料3で用いたアジピン酸に代えてトリメリット酸を用いて、試料3と同様の方法により試料を作製した。実施例1と同様の方法により放熱シートを形成した。
試料7:試料1で用いたアジピン酸に代えて1,3-ブチレングリコールを用いて、試料1と同様の方法により試料を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料7:試料1で用いたアジピン酸に代えて1,3-ブチレングリコールを用いて、試料1と同様の方法により試料を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
[実施例8~10]
以下のようにして試料8~10を作製し、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。但し、チルト角については、(水酸基を有しないステアリン酸により)液晶性エポキシ樹脂が垂直配向しないため評価していない。
以下のようにして試料8~10を作製し、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。但し、チルト角については、(水酸基を有しないステアリン酸により)液晶性エポキシ樹脂が垂直配向しないため評価していない。
試料8:試料1で用いたアジピン酸に代えてステアリン酸を用いて、試料1と同様の方法により試料8を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料9:試料2で用いたアジピン酸に代えてステアリン酸を用いて、試料2と同様の方法により試料9を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料10:試料3で用いたアジピン酸に代えてステアリン酸を用いて、試料3と同様の方法により試料10を作製した。上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
[実施例11]
実施例1において、複合粒子として試料1を用い、1-(3-メチル-4-オキシラニメトキシフェニル)-4-(オキシラニメトキシフェニル)-1-シクロヘキセンに代えてビフェニル型液晶性エポキシ樹脂(三菱化学社製YL6121H、一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂、以下「樹脂2」ともいう)を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
実施例1において、複合粒子として試料1を用い、1-(3-メチル-4-オキシラニメトキシフェニル)-4-(オキシラニメトキシフェニル)-1-シクロヘキセンに代えてビフェニル型液晶性エポキシ樹脂(三菱化学社製YL6121H、一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂、以下「樹脂2」ともいう)を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
[比較例1~2]
以下のようにして試料11~12を作製し、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
以下のようにして試料11~12を作製し、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
試料11:体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板を試料1と同様に焼成した後、有機被覆処理を行わずに試料11とした。
得られた試料11を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料11及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
得られた試料11を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料11及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
試料12:体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板に焼成を行わず、試料1と同様に有機被覆処理を行い、試料12を作製した。
得られた試料12を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料12及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
得られた試料12を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料12及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
[比較例3]
体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板を焼成処理及び有機被覆処理を行わずに、試料13として用いた。
得られた試料13を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料13及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
体積平均粒子径30μmφの窒化アルミニウム焼結粒子と窒化アルミニウム焼結基板を焼成処理及び有機被覆処理を行わずに、試料13として用いた。
得られた試料13を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
試料13及びシート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
[比較例4]
実施例1において、複合粒子として試料1を用い、液晶性エポキシ樹脂に代えてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製jER828、以下、「樹脂3」ともいう)を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
シート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
実施例1において、複合粒子として試料1を用い、液晶性エポキシ樹脂に代えてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学社製jER828、以下、「樹脂3」ともいう)を用いたこと以外は上記と同様にして樹脂組成物を調製し、上記と同様の方法により放熱材料としてシート状の樹脂硬化物(積層板)を形成した。
シート状の樹脂硬化物について、上記と同様にして評価した。評価結果を表1に示す。
液晶性エポキシ樹脂と試料1~10のいずれかの複合粒子を用いて形成した樹脂硬化物はすべて、比較例4のビスフェノールA型エポキシ樹脂を用いて形成した樹脂硬化物に比べ高い熱伝導率であった。
また、試料1~10のいずれの試料においても、試料11~13に比べ高い耐水性を示した。
試料1、4、7と試料8を用いて形成した樹脂硬化物の熱伝導率を比べると、試料1、4、7を用いて形成した樹脂硬化物の方が高い熱伝導率を示した。これは、有機被膜材に水酸基又はカルボキシ基を2つ以上有する有機化合物を用いた場合、液晶性エポキシ樹脂が複合粒子表面に対して50°~90°のチルト角を成して配向するためと考えられる。
同様に、試料2、5と試料9、試料3、6と試料10を用いて形成した樹脂硬化物の熱伝導率を比べると、試料2、5、又は試料3、6を用いて形成した樹脂硬化物の方が高い熱伝導率を示した。
試料1、4、7と試料8を用いて形成した樹脂硬化物の熱伝導率を比べると、試料1、4、7を用いて形成した樹脂硬化物の方が高い熱伝導率を示した。これは、有機被膜材に水酸基又はカルボキシ基を2つ以上有する有機化合物を用いた場合、液晶性エポキシ樹脂が複合粒子表面に対して50°~90°のチルト角を成して配向するためと考えられる。
同様に、試料2、5と試料9、試料3、6と試料10を用いて形成した樹脂硬化物の熱伝導率を比べると、試料2、5、又は試料3、6を用いて形成した樹脂硬化物の方が高い熱伝導率を示した。
日本国特許出願2011-008482号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
Claims (15)
- 下記一般式(1)で表される液晶性エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
窒化アルミニウム粒子、前記窒化アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域を被覆し、αアルミナを含む第一の被覆層、及び前記窒化アルミニウム粒子の表面の前記第一被覆層以外の領域を被覆し、有機物を含む第二の被覆層を有する窒化アルミニウム複合粒子と、を含有する液晶性樹脂組成物。
(一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0~4の整数を、kは0~7の整数を、mは0~8の整数を、lは0~12の整数を示す)
- 前記有機物は、前記窒化アルミニウムと有機化合物との反応生成物であり、前記有機化合物は、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方と、炭素数が1~24の炭化水素基とを有する請求項1に記載の液晶性樹脂組成物。
- 前記窒化アルミニウム複合粒子の含有率が50質量%~95質量%である請求項1又は請求項2に記載の液晶性樹脂組成物。
- 前記窒化アルミニウム複合粒子は、CuKα線によるX線回折スペクトルにおいてαアルミナの(100)面に対応するピークの窒化アルミニウムの(113)面に対応するピークに対する強度比が面積基準で1以下である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の半硬化物である放熱材料前駆体。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物のシート状の半硬化物であるBステージシート。
- 繊維基材と、前記繊維基材に含浸された請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の半硬化物と、を有するプリプレグ。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の硬化物である放熱材料。
- 前記液晶性エポキシ樹脂の硬化物は配向面を有し、前記配向面が前記窒化アルミニウム複合粒子の表面に対して50°~90°の角度を有する請求項8に記載の放熱材料。
- 被着材と、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項6に記載の樹脂シート、及び請求項7に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、を有する積層板。
- 金属箔と、金属板と、前記金属箔と前記金属板との間に挟持される、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項6に記載のBステージシート、及び請求項7に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化層と、を有する金属基板。
- 配線層と、金属基板と、前記配線層と前記金属基板との間に、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の樹脂組成物から構成される樹脂層、請求項6に記載の樹脂シート、及び請求項7に記載のプリプレグから選択される少なくとも1つの樹脂含有層の硬化物とを有するプリント配線板。
- 窒化アルミニウム粒子を酸素含有雰囲気下で焼成して、前記窒化アルミニウム粒子の表面に、窒化アルミニウムが露出した亀裂部分を有するαアルミナ層を形成する工程と
前記亀裂部分で、アルコール性水酸基及びカルボキシ基の少なくとも一方、並びに炭素数1~24の炭化水素基を有する有機化合物と前記露出した窒化アルミニウムとを反応させて窒化アルミニウム複合粒子を得る工程と、
前記窒化アルミニウム複合粒子を、下記一般式(1)で示される液晶性エポキシ樹脂及び硬化剤を含む組成物に分散する工程と、を有する請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物の製造方法。
(一般式(1)中、Xは単結合又は下記化学式で表される2価の基からなる群より選ばれる少なくとも1つから構成される連結基を示す。Yはそれぞれ独立に、炭素数1~8の脂肪族炭化水素基、炭素数1~8の脂肪族アルコキシ基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、ニトロ基、又はアセチル基を示す。nは0~4の整数を、kは0~7の整数を、mは0~8の整数を、lは0~12の整数を示す)
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物を加熱処理して半硬化する工程を有する放熱材料前駆体の製造方法。
- 請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の液晶性樹脂組成物を加熱処理して硬化する工程を有する放熱材料の製造方法。
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---|---|---|---|---|
JP2014201610A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板及びプリント配線板 |
WO2015170744A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Jnc株式会社 | 放熱部材用組成物、放熱部材、電子機器 |
WO2017150586A1 (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | Jnc株式会社 | 積層体、電子機器、積層体の製造方法 |
JPWO2016093248A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2017-09-21 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置 |
JP2018021180A (ja) * | 2017-06-26 | 2018-02-08 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板及びプリント配線板 |
CN108238752A (zh) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 武汉纺织大学 | 一种基于高吸水树脂的储热混凝土及其制备方法 |
CN110799454A (zh) * | 2017-07-14 | 2020-02-14 | 富士胶片株式会社 | 表面修饰无机氮化物、组合物、导热材料及带导热层的器件 |
EP3805152A4 (en) * | 2018-06-06 | 2022-03-09 | Showa Denko K.K. | METHOD FOR PRODUCING GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING A HEAT DISSIPATING RESIN COMPOSITION CONTAINING SUCH GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES |
JP7582041B2 (ja) | 2021-04-20 | 2024-11-13 | Jnc株式会社 | エポキシ組成物、電子部品用組成物、電子部品用材料 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017150146A (ja) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 積水化学工業株式会社 | 対象物を補強または補修する方法 |
JP6642768B2 (ja) * | 2017-10-17 | 2020-02-12 | 日立化成株式会社 | ガラス状液晶性エポキシ樹脂及びガラス状液晶性エポキシ樹脂組成物の製造方法、液晶性エポキシ樹脂及び液晶性エポキシ樹脂組成物の保存方法、ガラス状液晶性エポキシ樹脂及びガラス状液晶性エポキシ樹脂組成物、液晶性エポキシ樹脂及び液晶性エポキシ樹脂組成物、並びにエポキシ樹脂硬化物の製造方法 |
TWI858007B (zh) * | 2019-01-25 | 2024-10-11 | 日商電化股份有限公司 | 填料組成物、聚矽氧樹脂組成物、以及散熱零件 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04175209A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-06-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 窒化アルミニウム及びその製法 |
JPH0733415A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-02-03 | Toyo Alum Kk | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
JPH0826707A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-01-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末 |
WO2006011421A1 (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. | プリプレグ、その製造方法、積層板及びプリント配線板 |
WO2011102421A1 (ja) * | 2010-02-18 | 2011-08-25 | 日立化成工業株式会社 | 複合粒子及びその製造方法並びに樹脂組成物 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4845276B2 (ja) * | 2001-03-07 | 2011-12-28 | 新潟県 | 高効率に熱伝導する樹脂組成物 |
JP2008013759A (ja) * | 2006-06-07 | 2008-01-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | エポキシ樹脂組成物及びエポキシ樹脂硬化物 |
EP2484724A4 (en) * | 2009-09-29 | 2017-08-09 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Multilayer resin sheet and method for producing same, method for producing multilayer resin sheet cured product, and highly thermally conductive resin sheet laminate and method for producing same |
JP5392178B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2014-01-22 | 日立化成株式会社 | 高熱伝導性複合粒子及びそれを用いた放熱材料 |
-
2011
- 2011-09-21 JP JP2012553557A patent/JP5962514B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2011-09-21 WO PCT/JP2011/071513 patent/WO2012098735A1/ja active Application Filing
- 2011-09-26 TW TW100134623A patent/TWI462945B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04175209A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-06-23 | Matsushita Electric Works Ltd | 窒化アルミニウム及びその製法 |
JPH0733415A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-02-03 | Toyo Alum Kk | 耐水性の優れた窒化アルミニウム粉末の製造方法 |
JPH0826707A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-01-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 窒化アルミニウム粉末 |
WO2006011421A1 (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-02 | Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. | プリプレグ、その製造方法、積層板及びプリント配線板 |
WO2011102421A1 (ja) * | 2010-02-18 | 2011-08-25 | 日立化成工業株式会社 | 複合粒子及びその製造方法並びに樹脂組成物 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014201610A (ja) * | 2013-04-01 | 2014-10-27 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板及びプリント配線板 |
WO2015170744A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | Jnc株式会社 | 放熱部材用組成物、放熱部材、電子機器 |
JPWO2015170744A1 (ja) * | 2014-05-09 | 2017-04-20 | Jnc株式会社 | 放熱部材用組成物、放熱部材、電子機器 |
US9938371B2 (en) | 2014-05-09 | 2018-04-10 | Jnc Corporation | Composition for heat-dissipation member, heat-dissipation member, and electronic device |
EP3141589A4 (en) * | 2014-05-09 | 2018-05-02 | JNC Corporation | Composition for heat-dissipation members, heat-dissipation member, and electronic device |
JP2021165401A (ja) * | 2014-12-08 | 2021-10-14 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置 |
JPWO2016093248A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2017-09-21 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置 |
JP7201029B2 (ja) | 2014-12-08 | 2023-01-10 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | エポキシ樹脂組成物、樹脂シート、プリプレグ、樹脂付金属箔、金属基板、及びパワー半導体装置 |
WO2017150586A1 (ja) * | 2016-03-02 | 2017-09-08 | Jnc株式会社 | 積層体、電子機器、積層体の製造方法 |
JPWO2017150586A1 (ja) * | 2016-03-02 | 2019-01-31 | Jnc株式会社 | 積層体、電子機器、積層体の製造方法 |
CN108238752A (zh) * | 2016-12-23 | 2018-07-03 | 武汉纺织大学 | 一种基于高吸水树脂的储热混凝土及其制备方法 |
JP2018021180A (ja) * | 2017-06-26 | 2018-02-08 | 日立化成株式会社 | エポキシ樹脂組成物、熱伝導材料前駆体、bステージシート、プリプレグ、熱伝導材料、積層板、金属基板及びプリント配線板 |
CN110799454A (zh) * | 2017-07-14 | 2020-02-14 | 富士胶片株式会社 | 表面修饰无机氮化物、组合物、导热材料及带导热层的器件 |
CN110799454B (zh) * | 2017-07-14 | 2022-12-30 | 富士胶片株式会社 | 表面修饰无机氮化物、组合物、导热材料及带导热层的器件 |
US11945717B2 (en) | 2017-07-14 | 2024-04-02 | Fujifilm Corporation | Surface-modified inorganic nitride, composition, thermally conductive material, and device with thermally conductive layer |
EP3805152A4 (en) * | 2018-06-06 | 2022-03-09 | Showa Denko K.K. | METHOD FOR PRODUCING GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES AND METHOD FOR PRODUCING A HEAT DISSIPATING RESIN COMPOSITION CONTAINING SUCH GLASS COATED ALUMINUM NITRIDE PARTICLES |
JP7582041B2 (ja) | 2021-04-20 | 2024-11-13 | Jnc株式会社 | エポキシ組成物、電子部品用組成物、電子部品用材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5962514B2 (ja) | 2016-08-03 |
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TW201231487A (en) | 2012-08-01 |
TWI462945B (zh) | 2014-12-01 |
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