树脂组合物及树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板和功率半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供树脂组合物及树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板和功率半导体装置。本发明专利技术的树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在大于或等于1nm且小于500nm的范围内具有峰，并且包含α‑氧化铝；第二填料，所述第二填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在1μm～100μm的范围内具有峰；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。

Resin compositions and resin sheets, preprepreg blanks, laminates, metal substrates, printed wiring boards and power semiconductor devices

The invention provides resin compositions, resin sheets, preprepreg blanks, laminates, metal substrates, printed wiring boards and power semiconductor devices. The resin composition of the present invention includes: the first filler has a peak in the particle size distribution determined by laser diffraction method, in the range greater than or equal to 1 nm and less than 500 nm, and contains alpha alumina; the second filler has a peak in the particle size distribution determined by laser diffraction method, in the range of 1 to 100 micron; and the second filler has a peak in the range of 1 to 100 micron; Thermosetting resin with mesomorphic group in molecule.

【技术实现步骤摘要】
树脂组合物及树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板和功率半导体装置本专利技术是申请号为201280053424.3(国际申请号为PCT/JP2012/078222)、申请日为2012年10月31日、专利技术名称为“树脂组合物、以及使用该树脂组合物的树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板和功率半导体装置”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及树脂组合物、以及使用该树脂组合物的树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板和功率半导体装置。
技术介绍
从马达、发电机至印刷配线板、IC芯片的电子、电气设备大都包含用于通电的导体和绝缘材料而构成。近年来，伴随着这些设备的小型化，发热量增大，因此绝缘材料如何散热成为重要的课题。作为这些设备中使用的绝缘材料，从绝缘性、耐热性等观点考虑，广泛使用由树脂组合物构成的树脂固化物。但是，通常树脂固化物的热传导率低，这成为妨碍散热的较大的主要因素，因此希望开发具有高热传导性的树脂固化物。作为实现树脂固化物的高热传导化的方法，有在树脂组合物中填充由高热传导性陶瓷构成的热传导性填料而制成复合材料的方法。作为高热传导性陶瓷，已知氮化硼、氧化铝、氮化铝、二氧化硅、氮化硅、氧化镁、碳化硅等。通过在树脂组合物中填充兼顾高热传导性和电绝缘性的热传导性填料，从而在复合材料中实现高热传导率和绝缘性的兼顾。与上述关联地，在日本特开2009-13227号公报中报告了如下内容：通过除了微米粒子尺寸的上述热传导性填料之外还添加少量纳米粒子尺寸的无机填料，得到了电绝缘性和热传导性良好的电绝缘材料用树脂组合物。进而，作为实现树脂固化物的高热传导化的方法，研究了通过使在分子内具有介晶基团的单体有序地排列而实现树脂本身的高热传导化的方法。作为这样的单体的一个例子，提出了如日本专利第4118691号公报中所示的环氧树脂单体。在此，作为配设于电气设备中的绝缘材料的一个方式，有时为了提高尺寸稳定性、机械强度等，使用织造布、非织造布等纤维基材，使树脂组合物浸渍在该纤维基材中，制作预浸料坯。作为树脂组合物在纤维基材中的浸渍法，有如下方法：使纤维基材潜入树脂组合物中后提起的立式涂布法、以及在支撑膜上涂布树脂组合物后按压纤维基材进行浸渍的卧式涂布法。在使用上述那样的包含填料的树脂组合物的情况下，考虑到填料的沉降，多适用不易在纤维基材内产生组成偏差的卧式涂布法。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在填充微米粒子尺寸的上述热传导性填料的树脂组合物中，为了实现近年来要求的高热传导率，需要增加填料的填充量。在高填充有填料的树脂组合物中，由于填料表面与树脂的相互作用而使粘度显著上升，由此存在容易卷入空气而包含气泡的情况。此外，由于填料彼此嵌合的频率变高，因此存在流动性显著降低的情况。其结果是，就高填充有填料的树脂组合物而言，由被粘接材料的表面结构的埋入不良引起的空穴、涂布时产生的气泡难以消失，在由该树脂组合物制作的绝缘材料中，存在由于这些空穴、气泡而容易发生绝缘破坏的倾向。此外，当使树脂组合物浸渍在纤维基材中来制作预浸料坯时，如果树脂组合物中的填料量多，则填料与纤维嵌合而发生堵塞，有时树脂不从纤维基材的表面充分渗出、或者未完全填满纤维的间隙而残留空穴。进而，在树脂从纤维基材表面的渗出不充分的情况下，有时预浸料坯对被粘接材料的粘接力不足而引起界面剥离。进而，有时被粘接材料界面、纤维基材内的空穴还引起绝缘性的降低。在此，为了改善填充填料的树脂组合物的流动性，通常有这样的方法：(1)降低树脂粘度的方法、(2)通过填料的表面处理或者分散剂的添加而减少被束缚在填料表面上的树脂量的方法。但是，在仅单纯地降低了树脂的粘度时，虽然从纤维基材表面的树脂本身的渗出性改善，但填料与纤维的嵌合并未改善。因此存在这样的问题：在纤维上残留填料而只有树脂从纤维基材的表面渗出，进而在压力过大时只有树脂渗出而形成空穴等缺陷。此外还存在这样的问题：树脂组合物的粘度过度下降，在树脂组合物的涂布膜的厚度方向上发生填料的沉降，从而会在涂布膜的厚度方向上产生填料的浓淡分布。另一方面，在仅通过填料的表面处理、分散剂的添加而提高了树脂组合物的流动性的情况下，如果为了使树脂从纤维基材的表面充分渗出而增加表面处理的填料被覆率、分散剂的添加量，则存在填料与树脂的化学结合受到阻碍，作为复合材料的热传导率降低这样的问题。此外，使在分子内具有介晶基团的单体有序地排列来实现树脂组合物的高热传导化的情况下，由于具有介晶基团的单体通常易于结晶化而在常温下为固体，因此有时与通用的树脂相比操作困难。如果进而将填料高填充，则上述困难性增加，因此有时成型变得更加困难。作为解决上述问题的方法，可以举出添加少量纳米粒子尺寸的无机填料的方法，但在日本特开2009-13227号公报中所示的条件下，结果是：虽然绝缘破坏性提高，但与未添加者相比热传导率更低。在这样的状况下，本专利技术的课题在于，提供能兼顾优异的热传导性和优异的流动性的树脂组合物。此外课题还在于，提供使用该树脂组合物而构成的具有优异的热传导性和优异的绝缘性的树脂片、预浸料坯、层叠板、金属基板、印刷配线板以及功率半导体装置。用于解决课题的方法本专利技术人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果完成了本专利技术。即，本专利技术包含以下方式。＜1＞一种树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在大于或等于1nm且小于500nm的范围内具有峰，并且包含α-氧化铝；第二填料，所述第二填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在1μm～100μm的范围内具有峰；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。＜2＞一种树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料从重量累积粒度分布的小粒径侧起累积50％所对应的平均粒径(D50)大于或等于1nm且小于500nm，并且包含α-氧化铝；第二填料，所述第二填料从重量累积粒度分布的小粒径侧起累积50％所对应的平均粒径(D50)为1μm～100μm；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。＜3＞根据上述＜1＞或＜2＞所述的树脂组合物，上述第一填料的含有率为总体积中的0.1体积％～10体积％。＜4＞根据上述＜1＞～＜3＞中的任一项所述的树脂组合物，上述第二填料为氮化物填料。＜5＞根据上述＜4＞所述的树脂组合物，上述氮化物填料包含选自由氮化硼和氮化铝组成的组中的至少1种。＜6＞根据上述＜1＞～＜5＞中的任一项所述的树脂组合物，上述第二填料的含有率为总体积中的55体积％～85体积％。＜7＞根据上述＜1＞～＜6＞中的任一项所述的树脂组合物，上述热固性树脂为环氧树脂。＜8＞根据上述＜1＞～＜7＞中的任一项所述的树脂组合物，上述介晶基团具有3个以上的六元环基团以直链状连接的结构。＜9＞根据上述＜7＞所述的树脂组合物，上述环氧树脂由下述通式(III)或者(IV)表示。〔通式(III)中，Ar1、Ar2和Ar3各自相同或不同，表示下述通式中的任一个所表示的任意一个二价基团。R1、R2、R3、R4、R5和R6各自相同或不同，表示氢原子或者碳数1～18的烷基。Q1以及Q2各自相同或不同，表示碳数1～9的直链状亚烷基，构成该直链状亚烷基的亚甲基可以被碳数1～18的亚烷基取代，此外也可以在该亚甲基之间插入有-O-或者-N(R7)-。在此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在大于或等于1nm且小于500nm的范围内具有峰，并且包含α‑氧化铝；第二填料，所述第二填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在1μm～100μm的范围内具有峰；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。

【技术特征摘要】
2011.11.02 JP PCT/JP2011/075345;2012.04.11 JP 20121.一种树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在大于或等于1nm且小于500nm的范围内具有峰，并且包含α-氧化铝；第二填料，所述第二填料在使用激光衍射法测定的粒径分布中、在1μm～100μm的范围内具有峰；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。2.一种树脂组合物，其包含：第一填料，所述第一填料从重量累积粒度分布的小粒径侧起累积50％所对应的平均粒径D50大于或等于1nm且小于500nm，并且包含α-氧化铝；第二填料，所述第二填料从重量累积粒度分布的小粒径侧起累积50％所对应的平均粒径D50为1μm～100μm；以及在分子内具有介晶基团的热固性树脂。3.根据权利要求1或权利要求2所述的树脂组合物，所述第一填料的含有率为总体积中的0.1体积％～10体积％。4.根据权利要求1～权利要求3中的任一项所述的树脂组合物，所述第二填料包含氮化物填料。5.根据权利要求4所述的树脂组合物，所述氮化物填料包含选自由氮化硼和氮化铝组成的组中的至少1种。6.根据权利要求1～权利要求5中的任一项所述的树脂组合物，所述第二填料的含有率为总体积中的55体积％～85体积％。7.根据权利要求1～权利要求6中的任一项所述的树脂组合物，所述热固性树脂为环氧树脂。8.根据权利要求1～权利要求7中的任一项所述的树脂组合物，所述介晶基团具有3个以上的六元环基团以直链状连接的结构。9.根据权利要求7所述的树脂组合物，所述环氧树脂由下述通式(III)或者(IV)表示，通式(III)中，Ar1、Ar2和Ar3各自相同或不同，表示下述通式中的任一个所表示的任意一个二价基团，R1、R2、R3、R4、R5和R6各自相同或不同，表示氢原子或者碳数1～18的烷基，Q1和Q2各自相同或不同，表示碳数1～9的直链状亚烷基，构成该直链状亚烷基的亚甲基可以被碳数1～18的亚烷基取代，此外也可以在该亚甲基之间插入有-O-或者-N(R7)-，在此，R7表示氢原子或碳数1～18的烷基，在此，R各自独立地表示氢原子或者碳数1～18的烷基，a表示1～8的整数，b、e和g表示1～6的整数，c表示1～7的整数，d和h表示1～4的整数，f表示1～5的整数，此外，上述二价基团中，当R为多个时，全部的R可以表示相同的基团，也可以表示不...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田优香，竹泽由高，宫崎靖夫，高桥裕之，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP