JP2019155666A - Resin substrate - Google Patents
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Abstract
【課題】密着強度を低下させる事なく、熱伝導率を向上する樹脂基板の提供。【解決手段】無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物12を繊維基材15に保持して半硬化状態としたプリプレグと金属箔19とを加熱加圧して成形した樹脂基板10であり、繊維基材15の目開きの長辺の長さをtとし、金属箔19とプリプレグ由来の硬化物との界面において、樹脂基板10の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が5〜60面積%である樹脂基板。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin substrate which improves thermal conductivity without lowering adhesion strength. A resin substrate (10) is formed by heating and pressing a semi-cured prepreg and a metal foil (19) by holding a thermosetting resin composition (12) containing an inorganic filler on a fiber base material (15). The length of the long side of the base material 15 is t, and the area of the surface of the resin substrate 10 in the range of 15 t in length and 20 t in width is 100 area% at the interface between the metal foil 19 and the cured product derived from prepreg. And the area ratio of the element concentration of the elements other than oxygen derived from the inorganic filler is 10% or less is 5 to 60 area %. [Selection diagram] Figure 1
Description
本発明は、樹脂基板に関する。 The present invention relates to a resin substrate.
近年、自動車に搭載される電子機器の数は増加傾向にあり、これら電子機器の小型化が急速に進んでいる。一方で、小型化に伴い高密度化された導体から発生する発熱量は大きくなってきており、いかに熱を放散させるかが重要な課題となっている。
従来のガラス−エポキシ樹脂によるプリント基板の放熱性を改良する技術として、金属基板の一面もしくは両面に絶縁層を介して回路パターンを形成する金属ベース基板、及びアルミナや窒化アルミなどのセラミック基板に銅板をダイレクトに接合した基板が提案されている。上記の金属ベース基板およびセラミック基板は、性能およびコストの面で両立させることが難しい。
そして、樹脂基板の放熱性を得るために、樹脂粘度を低くし、無機充填材を高濃度に充填した樹脂組成、および樹脂基板が提案されている。例えば、特許文献1には、無機充填材を高濃度に充填する事が可能で放熱性に優れた熱伝導シート状物とそれを用いた熱伝導基板が開示されており、放熱性が必要とされる基板用途に適していると考えられている。
In recent years, the number of electronic devices mounted on automobiles has been increasing, and miniaturization of these electronic devices has been progressing rapidly. On the other hand, the amount of heat generated from a high-density conductor is increasing with downsizing, and how to dissipate heat is an important issue.
As a technology to improve the heat dissipation of printed circuit boards using conventional glass-epoxy resin, a copper plate is used on a metal base substrate that forms a circuit pattern on one or both sides of a metal substrate via an insulating layer, and a ceramic substrate such as alumina or aluminum nitride. There has been proposed a substrate in which these are directly bonded. It is difficult to balance the metal base substrate and the ceramic substrate in terms of performance and cost.
And in order to obtain the heat dissipation of the resin substrate, a resin composition in which the resin viscosity is lowered and the inorganic filler is filled at a high concentration, and a resin substrate have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a heat conductive sheet-like material that can be filled with an inorganic filler at a high concentration and excellent in heat dissipation and a heat conductive substrate using the same, and requires heat dissipation. It is thought that it is suitable for the substrate use.
しかしながら、特許文献1に記載の様な無機充填材を高濃度に充填した樹脂基板は、銅箔などの金属箔との密着性が無機充填材に阻害されてしまい、金属箔との密着強度が低下するといった課題が有る。 However, in a resin substrate filled with an inorganic filler as described in Patent Document 1 at a high concentration, the adhesion to a metal foil such as a copper foil is hindered by the inorganic filler, and the adhesion strength to the metal foil is low. There is a problem that it decreases.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、密着強度を低下させる事なく、熱伝導率を向上する樹脂基板を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the resin substrate which improves a heat conductivity, without reducing adhesive strength.
本発明者らは、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。 In order to solve the above problems, the present inventors provide the following means.
[1] 無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグと金属箔とを加熱加圧して成形した樹脂基板であって、
前記繊維基材の目開きの長辺の長さをtとし、前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物との界面において、前記樹脂基板の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、前記無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が5〜60面積%であることを特徴とする樹脂基板。
[2] 前記繊維基材の目開きの1辺の長さをtとし、前記樹脂基板の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、前記無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が20〜50面積%であることを特徴とする[1]に記載の樹脂基板。
[3] 前記プリプレグは、表面に空隙を有するプリプレグを含む[1]又は[2]の樹脂基板。
[1] A resin substrate formed by heating and pressing a prepreg and a metal foil that are held in a fiber base material and include a thermosetting resin composition containing an inorganic filler,
The length of the long side of the opening of the fiber base material is t, and the area of the surface of the resin substrate in the range of 15t and 20t is 100 at the interface between the metal foil and the cured product derived from the prepreg. A resin substrate, wherein the area ratio of elements other than oxygen derived from the inorganic filler when the area percentage is 10% or less is 5 to 60 area%.
[2] When the length of one side of the opening of the fiber base material is t and the area of the surface of the resin substrate in the range of length 15t and width 20t is 100% by area, it is derived from the inorganic filler. The resin substrate according to [1], wherein the area ratio of elements other than oxygen having an element concentration of 10% or less is 20 to 50 area%.
[3] The resin substrate according to [1] or [2], wherein the prepreg includes a prepreg having a void on the surface.
本発明の樹脂基板の表面に、無機充填材が少ない箇所を作り出すことにより、金属箔と樹脂との密着強度が上がり、金属箔の引き剥がし強さ(ピール強度)が高くなる。また、基板表面に無機充填材が多く存在している箇所もあり、この部分が熱伝導パスとなる事から、熱伝導率が高くなる。密着強度を低下させる事なく、熱伝導率を向上する樹脂基板を提供することができる。 By creating a portion with a small amount of inorganic filler on the surface of the resin substrate of the present invention, the adhesion strength between the metal foil and the resin is increased, and the peel strength (peel strength) of the metal foil is increased. In addition, there are places where a large amount of inorganic filler exists on the substrate surface, and this part becomes a heat conduction path, so that the thermal conductivity is increased. It is possible to provide a resin substrate that improves the thermal conductivity without reducing the adhesion strength.
以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, in order to make the characteristics of the present invention easier to understand, there are cases where the characteristic parts are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are different from actual ones. is there. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.
(樹脂基板)
本発明の樹脂基板は、無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材に保持して半硬化状態としたプリプレグと金属箔とを加熱加圧して成形した樹脂基板あり、前記繊維基材の目開きの長辺の長さをtとし、前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物との界面において、前記樹脂基板の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、前記無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が5〜60面積%であることを特徴とする。また、前記無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が20〜50面積%であることが好ましく、30〜50面積%であることがより好ましい。
前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物との界面に無機充填材が少ない箇所(無機充填材疎部)が有る場合、金属箔と樹脂との密着強度が上がるため、金属箔の引き剥がし強さ(ピール強度)が高くなる。また、前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物と界面に無機充填材が少ない箇所が有る場合、充填材が多く存在している箇所もあり、この部分が熱伝導パスとなる事から、熱伝導率が高くなる。なお、無機充填材が少ない箇所が5%未満であると、樹脂が少ないためピール強度が上がらない。無機充填材が少ない箇所が60%以上であると、熱伝導率が低い樹脂部分が多くなってしまい、熱伝導率が低下する。また、無機充填材が少ない箇所が20〜50面積%であると、より熱伝導率が高い。
(Resin substrate)
The resin substrate of the present invention is a resin substrate formed by heating and pressurizing a prepreg and a metal foil which are held in a fiber base material by holding a thermosetting resin composition containing an inorganic filler in a semi-cured state. The length of the long side of the opening of the material is t, and at the interface between the metal foil and the cured product derived from the prepreg, the area of the surface of the resin substrate in the range of 15t length and 20t width is 100% by area. The area ratio of the element concentration of the element excluding oxygen derived from the inorganic filler is 10% or less is 5 to 60 area%. Moreover, the area ratio of the element concentration of elements other than oxygen derived from the inorganic filler is preferably 10 to 50% by area, more preferably 30 to 50% by area.
When the metal foil and the cured product derived from the prepreg have a portion with a small amount of inorganic filler (inorganic filler sparse part), the adhesion strength between the metal foil and the resin is increased, so that the peeling strength of the metal foil is increased. (Peel strength) increases. In addition, when there is a portion with a small amount of inorganic filler at the interface between the metal foil and the cured product derived from the prepreg, there is a portion where there is a large amount of filler, and this portion becomes a heat conduction path. The rate is high. In addition, since there are few resin and a location with few inorganic fillers is less than 5%, peel strength does not go up. If the proportion of the inorganic filler is less than 60%, the resin portion having a low thermal conductivity is increased, and the thermal conductivity is lowered. Moreover, thermal conductivity is higher that the location with few inorganic fillers is 20-50 area%.
<樹脂基板の構成>
図1は、本発明一実施形態の樹脂基板10の構成を表す断面図である。本実施形態の樹脂基板10は、無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物を繊維基材15に保持して半硬化状態としたプリプレグ1枚と金属箔19とを加熱加圧して成形した樹脂基板である。本実施形態の樹脂基板10が熱硬化性樹脂組成物の硬化物12と繊維基材15とを含む。熱硬化性樹脂組成物の硬化物12が無機充填材を含む熱硬化性樹脂組成物を硬化してなるものであり、無機充填材と熱硬化性樹脂の硬化物とからなる。
<Configuration of resin substrate>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a
<無機充填材疎部>
本実施形態の樹脂基板10は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物12と金属箔19との界面において、無機充填材が少ない箇所(無機充填材疎部)18を有することを特徴とする。前記繊維基材15の目開きの長辺の長さをtとし、前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物との界面において、前記樹脂基板10の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、前記無機充填材疎部18の面積割合が5〜60面積%であることを特徴とする。本発明の無機充填材が少ない箇所(無機充填材疎部)18は、酸素を除く無機充填材及び繊維基材由来の元素が10%以下の部分である。
<Inorganic filler sparse part>
The
「無機充填材疎部の成分」
無機充填材疎部18の成分は、本発明の樹脂基板の熱伝導率と密着強度の効果を達成することができれば、特に限定されないが、容易に製造する観点から、無機充填材疎部18の樹脂組成物の硬化物は、周囲の樹脂組成物の硬化物と同じ種類の熱硬化性樹脂と無機充填剤材を含むことが好ましい。
“Ingredients of sparse inorganic filler”
The components of the inorganic filler
「無機充填材疎部の配置」
本実施形態の無機充填材疎部18の配置(分布)としては、樹脂基板の熱伝導率と密着強度の効果があれば特に限定がないが、分散していることであることが好ましい。
“Arrangement of sparse inorganic filler”
The arrangement (distribution) of the inorganic filler
「無機充填材疎部のサイズ」
本実施形態の無機充填材疎部18のサイズとしては、樹脂基板の熱伝導率と密着強度の効果があれば特に限定がないが、例えば、本実施形態の無機充填材疎部18は、樹脂基板10の厚み方向の切断面において、図1に示すように、幅が繊維基材の開口径以下であることが好ましい。
“Size of sparse part of inorganic filler”
The size of the inorganic filler
「無機充填材疎部の形状」
本実施形態の無機充填材疎部18の形状としては、樹脂基板の熱伝導率と密着強度の効果があれば特に限定がないが、例えば、本実施形態の無機充填材疎部18は、樹脂基板10の厚み方向の切断面において、図1に示すように、基板面と並行する横幅が、基板厚さと並行する厚さより大きい略楕円状か平板状(ディスク状)であることが好ましい。
“Shape of sparse part of inorganic filler”
The shape of the inorganic filler
<樹脂基板の製造方法>
本実施形態の積層基板は、プリプレグを硬化したものである。
本実施形態の樹脂基板の製造方法の一実施形態において、まず、図2(a)〜(b)に示すように、例えば、空隙を有すプリプレグ21と金属箔29を用いて加熱プレス・成形工程により、基板20を形成することができる。
<Resin substrate manufacturing method>
The laminated substrate of this embodiment is obtained by curing a prepreg.
In one embodiment of the method for producing a resin substrate of the present embodiment, first, as shown in FIGS. 2A to 2B, for example, by using a
具体的には、空隙を有すプリプレグ21の空隙を有する側面と金属箔29に対向して、加熱プレス・成形工程により、本実施形態の樹脂基板20を形成することができる。
空隙を有するプリプレグ21と金属箔29を積層して樹脂基板20を作製すると、空隙部分には樹脂が優先的に流れ込んで空隙を埋めるため、空隙が有った部分には無機充填材が少ない箇所(無機充填材疎部28)が生じ、空隙が有った部分の周囲には無機充填材が多い箇所が生じる。
プリプレグ21の空隙の大きさは、繊維基材25の目開きよりも小さいことが好ましい。繊維基材25の目開きよりも大きな空隙が多数あると、プリプレグ1枚当たりの無機充填材疎部の面積が大きくなり、熱伝導が伝わりにくくなる場合が有る。
Specifically, the
When the
The size of the gap of the
プリプレグ21と金属箔29をプレス・成形し、樹脂基板20を形成する条件は、プリプレグ21の未硬化・半硬化熱硬化性樹脂を硬化し、無機充填材疎部28を形成することができれば、特に限定されない。通常100℃〜250℃の範囲であり、好ましくは130℃〜230℃の範囲である。また、加熱及び加圧処理における加圧条件は特に限定されない。通常1MPa〜20MPaの範囲であり、好ましくは1MPa〜15MPaの範囲である。また、加熱及び加圧処理には、真空プレスが好適に用いられる。
The conditions for pressing and molding the
前記金属箔としては特に制限されず、通常用いられる金属箔から適宜選択することができる。具体的には金箔、銅箔、アルミニウム箔等を挙げることができ、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〜200μmであれば特に制限されず、使用する電力等に応じて好適な厚みを選択することができる。 The metal foil is not particularly limited, and can be appropriately selected from commonly used metal foils. Specifically, gold foil, copper foil, aluminum foil, etc. can be mentioned, and copper foil is generally used. The thickness of the metal foil is not particularly limited as long as it is 1 μm to 200 μm, and a suitable thickness can be selected according to the electric power used.
また、前記金属箔として、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10μm〜150μm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。 Further, as the metal foil, nickel, nickel-phosphorus, nickel-tin alloy, nickel-iron alloy, lead, lead-tin alloy or the like is used as an intermediate layer, and a copper layer of 0.5 μm to 15 μm and 10 μm to A three-layer composite foil provided with a 150 μm copper layer, or a two-layer composite foil in which aluminum and copper foil are combined can also be used.
前記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ることが好ましい。具体的には、銅、アルミニウム、鉄、及びリードフレームに使われる合金等が例示できる。 The metal plate is preferably made of a metal material having a high thermal conductivity and a large heat capacity. Specific examples include copper, aluminum, iron, and alloys used for lead frames.
前記金属板の板厚は用途に応じて適宜選択することができる。例えば、前記金属板は、軽量化や加工性を優先する場合はアルミニウムを、放熱性を優先する場合は銅を、というように目的を応じて材質を選定することができる。 The plate | board thickness of the said metal plate can be suitably selected according to a use. For example, the material of the metal plate can be selected according to the purpose, such as aluminum when priority is given to weight reduction and workability, and copper when priority is given to heat dissipation.
前記基板10において、金属箔(銅箔)ピール強度を高めるため、従来の公知の方法で、金属箔を表面処理する前工程があってもよい。
In the said board |
図2に示す例において、プリプレグ21が1枚であるが、1枚に限らず、2枚以上でもよい。この枚数は、プリプレグ21の厚さおよび強度などの条件に基づいて適宜設定可能である。
金属箔は一方の面だけでなく両面に付設してもよく、更に、プリプレグが2枚以上である場合、基板内部(プリプレグとプリプレグの界面)に金属箔が積層された積層基板としてもよい。また、必要に応じて、エッチング処理および穴開け処理などの各種処理のうちいずれか1種類または2種類以上が施されていてもよい。
In the example shown in FIG. 2, the number of the
The metal foil may be provided not only on one side but on both sides, and when there are two or more prepregs, a laminated substrate in which the metal foil is laminated inside the substrate (interface between the prepreg and the prepreg) may be used. Moreover, any one type or two or more types of various processes such as an etching process and a drilling process may be performed as necessary.
<空隙を有するプリプレグの作製方法>
本発明の一実施態様の樹脂基板の製造に用いる空隙を有するプリプレグは熱硬化性樹脂と無機充填材を混合して作製した樹脂組成物を、ガラスクロスなどの繊維基材の片面からスリットダイを用いて塗布し、繊維基材の目開きを通して繊維基材の塗布裏面に通過させることによって繊維基材に樹脂組成物を保持させる塗布方法において、ガラスクロスなどの繊維基材へのスリットダイのノズル押し込み量と接触角度、および塗料の吐出量を制御することにより、ガラスクロスなどの繊維基材の目開きを通る塗料量を減らし、塗布裏面に空隙があるプリプレグを作製することができる。
<Method for producing prepreg having voids>
A prepreg having a void used for manufacturing a resin substrate according to an embodiment of the present invention is a resin composition prepared by mixing a thermosetting resin and an inorganic filler, and a slit die is formed from one side of a fiber substrate such as a glass cloth. In a coating method in which the resin composition is held on the fiber base by passing it through the opening of the fiber base and passing through the opening of the fiber base, a slit die nozzle to the fiber base such as glass cloth By controlling the indentation amount, the contact angle, and the discharge amount of the paint, the amount of the paint passing through the openings of the fiber substrate such as glass cloth can be reduced, and a prepreg having a void on the back surface of the coating can be produced.
また、プリプレグに空隙を形成するその他方法としては、半硬化温度で気化する発泡剤の添加や、プリプレグ表面の凹状パターの加工(エンボス加工)などが挙げられる。その場合、空隙になった箇所の裏面が凸になったり、空隙の周囲が凸になったりすることにならないことが好ましい。また、有機充填剤(粒子)の添加により、無機充填材疎部の作製も可能である。例えば、後述の空隙を有しない第二プリプレグを作製した後に、片面に剣山状の突起を押し付けて凹凸を作った後、平板を押しあてるなどの方法で凸になった部分を平らに慣らせば、空隙を形成することができる。 Other methods for forming voids in the prepreg include addition of a foaming agent that vaporizes at a semi-curing temperature, processing of a concave putter on the prepreg surface (embossing), and the like. In that case, it is preferable that the back surface of the part which became the space | gap does not become convex, or the circumference | surroundings of a space | gap do not become convex. In addition, the addition of organic fillers (particles) makes it possible to produce an inorganic filler sparse part. For example, after making a second prepreg that does not have a void, which will be described later, press a sword-shaped projection on one side to create irregularities, and then flatten the convex part by pressing a flat plate. For example, voids can be formed.
樹脂組成物としては、具体的には、例えば、後述の樹脂組成物に含まれているエポキシ樹脂および硬化剤それぞれが固形である場合、粉体状に粉砕して混合し粉体状の樹脂組成物を加熱、溶融させて、溶融した樹脂組成物を塗布することより、プリプレグを得ることができる。 Specifically, as the resin composition, for example, when each of the epoxy resin and the curing agent contained in the resin composition described later is solid, the resin composition is pulverized into a powder and mixed. A prepreg can be obtained by heating and melting the product and applying the molten resin composition.
また、樹脂組成物としては、樹脂組成物に、メチルエチルケトンやシクロヘキサノン等の溶剤を加えて樹脂組成物の塗料とした場合は、樹脂組成物の塗料を塗布する。その後、乾燥により溶剤分を除去し、樹脂組成物を固化させることより、プリプレグを得ることができる。 Moreover, as a resin composition, when a solvent such as methyl ethyl ketone or cyclohexanone is added to the resin composition to form a resin composition paint, the resin composition paint is applied. Thereafter, the prepreg can be obtained by removing the solvent by drying and solidifying the resin composition.
プリプレグにおける前記樹脂組成物の含有率は、特に限定することはない。成形性の観点から、20vol%以上であることが好ましく、30vol%以上であることがより好ましい。また、多層基板の位置合わせ精度、寸法精度の観点から、80vol%以下であることが好ましく、70vol%以下であることがより好ましく、60vol%以下であることが更に好ましい。 The content rate of the said resin composition in a prepreg is not specifically limited. From the viewpoint of moldability, it is preferably 20 vol% or more, more preferably 30 vol% or more. Further, from the viewpoint of alignment accuracy and dimensional accuracy of the multilayer substrate, it is preferably 80 vol% or less, more preferably 70 vol% or less, and further preferably 60 vol% or less.
乾燥方法は、塗料に含まれる有機溶剤の少なくとも一部を除去できれば特に制限されず、通常用いられる乾燥方法から、塗料に含まれる有機溶剤に応じて適宜選択することができる。一般的には、60℃〜150℃程度で加熱処理する方法を挙げることができる。
このときの固化とは、流動性を有する液状物が自立可能な状態の固体状態に変化することを指す。塗料に含まれる有機溶剤が一部残留する状態も、半硬化状態も固化状態に含むことができる。例えば、60〜150℃で1〜120分程度、好ましくは70〜120℃で3〜90分程度の条件下で固化させることができる。
The drying method is not particularly limited as long as at least a part of the organic solvent contained in the paint can be removed, and can be appropriately selected from commonly used drying methods according to the organic solvent contained in the paint. In general, a heat treatment method at about 60 ° C. to 150 ° C. can be exemplified.
Solidification at this time means that the liquid material having fluidity changes to a solid state in which it can stand on its own. A state in which the organic solvent contained in the paint partially remains and a semi-cured state can be included in the solidified state. For example, it can be solidified at 60 to 150 ° C. for about 1 to 120 minutes, preferably at 70 to 120 ° C. for about 3 to 90 minutes.
プリプレグを樹脂組成物の塗料を用いて作製した場合、前記プリプレグにおける溶剤残存率は、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、0.8質量%以下であることがさらに好ましい。 When the prepreg is prepared using a resin composition paint, the solvent residual ratio in the prepreg is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and 0.8 More preferably, it is at most mass%.
前記溶剤残存率は、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。 The solvent residual rate 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.
<繊維基材>
本実施形態の樹脂基板に用いる空隙を有するプリプレグは樹脂組成物と繊維基材からなる。本実施形態の樹脂基板に用いる繊維基材としては、金属箔張り積層基板や多層プリント配線板を製造する際に通常用いられるものであれば特に制限されず、通常織布や不織布等の繊維基材が用いられる。
<Fiber base>
The prepreg having voids used for the resin substrate of the present embodiment is composed of a resin composition and a fiber base material. The fiber base material used for the resin substrate of the present embodiment is not particularly limited as long as it is usually used when producing a metal foil-clad laminated substrate or a multilayer printed wiring board, and is usually a fiber substrate such as a woven fabric or a nonwoven fabric. A material is used.
本実施形態に係る繊維基材の目開きは特に制限されない。熱伝導率及び絶縁性の観点から、目開きは前記充填材の平均粒子径(D50)の2倍以上であることが好ましい。また、繊維基材の空隙率が30%以上であることが好ましい。繊維基材の空隙率とは繊維基材の面積に対する目開き部分の面積の割合である。 The opening of the fiber base material according to the present embodiment is not particularly limited. From the viewpoint of thermal conductivity and insulating properties, the mesh opening is preferably twice or more the average particle diameter (D50) of the filler. Moreover, it is preferable that the porosity of a fiber base material is 30% or more. The porosity of a fiber base material is the ratio of the area of the opening part with respect to the area of a fiber base material.
繊維基材の材質は特に制限されない。具体的には、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、及びこれらの混抄系を挙げることができる。中でも、ガラス繊維の織布(ガラスクロース)が好ましく用いられる。これにより例えば、プリプレグを用いて基板を構成する場合、屈曲性があり任意に折り曲げ可能な基板を得ることができる。さらに、製造プロセスでの温度変化や吸湿等に伴う多層基板の寸法変化を小さくすることも可能となる。 The material of the fiber base material is not particularly limited. Specifically, inorganic fibers such as glass, alumina, boron, silica alumina glass, silica glass, tyrano, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, aramid, polyether ether ketone, polyether imide, polyether sulfone, carbon , Organic fibers such as cellulose, and mixed papers thereof. Among these, glass fiber woven fabric (glass cloth) is preferably used. Thereby, for example, when a substrate is formed using a prepreg, a flexible and arbitrarily bendable substrate can be obtained. Furthermore, it becomes possible to reduce the dimensional change of the multilayer substrate accompanying the temperature change and moisture absorption in the manufacturing process.
本実施形態に係る繊維基材の厚さは特に限定されない。より良好な可とう性を付与する観点から、75μm以下であることがより好ましく、含浸性の観点から60μm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10μm程度である。 The thickness of the fiber base material according to the present embodiment is not particularly limited. From the viewpoint of imparting better flexibility, it is more preferably 75 μm or less, and from the viewpoint of impregnation, it is preferably 60 μm or less. Although the minimum of the thickness of a fiber base material is not restrict | limited in particular, Usually, it is about 10 micrometers.
<樹脂組成物>
本実施形態の樹脂基板に用いる空隙を有するプリプレグは樹脂組成物と繊維基材からなる。この樹脂組成物は、無機充填材と熱硬化性樹脂を含む。
<Resin composition>
The prepreg having voids used for the resin substrate of the present embodiment is composed of a resin composition and a fiber base material. This resin composition contains an inorganic filler and a thermosetting resin.
「無機充填材」 "Inorganic filler"
本実施形態のプリプレグに用いる無機充填材は、粒子状の無機材料のうちのいずれか1種類または2種類以上である。この無機充填材の具体例は、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アルミニウム(Al2O3)および窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、シリカ(SiO2)などである。
無機充填材としては、酸化マグネシウムが安価で熱伝導率が高く(42〜60W/(m・K))、かつ体積抵抗率も高い(>1014Ω・cm)ため、好ましい。
無機充填材の平均粒径としては、2〜80μmである。公知のレーザー回折・散乱法による粒度測定装置(例えば、日機装株式会社製「マイクロトラックMT−3000型」)を用いて測定する(レーザー回折・散乱法とは、充填材粒子にレーザー光を照射したとき、粒子径により散乱光の強度パターンが変化することを利用した測定法である)。
The inorganic filler used for the prepreg of this embodiment is any one kind or two or more kinds of particulate inorganic materials. Specific examples of the inorganic filler include magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), silica (SiO 2), and the like.
As the inorganic filler, magnesium oxide is preferable because it is inexpensive, has high thermal conductivity (42 to 60 W / (m · K)), and has high volume resistivity (> 10 14 Ω · cm).
The average particle size of the inorganic filler is 2 to 80 μm. Measurement is performed using a known particle size measuring apparatus using a laser diffraction / scattering method (for example, “Microtrack MT-3000 type” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) (laser diffraction / scattering method refers to irradiating filler particles with laser light. (It is a measurement method that utilizes the fact that the intensity pattern of scattered light changes depending on the particle diameter).
前記樹脂組成物に含まれる充填材の含有率は特に制限されない。充填材は、樹脂組成物の全固形分の全体積中の40体積%〜80体積%で含有されることが好ましい。樹脂組成物において、充填材が全体積中の40体積%〜80体積%で含有されると、樹脂組成物の熱伝導率をより高める効果が得られる。
充填材の含有率は、熱伝導性及び流動性を高める観点から40体積%〜70体積%であることがより好ましく、45体積%〜60体積%であることがさらに好ましい。
ここで、樹脂組成物の全固形分とは、樹脂組成物から揮発性の成分を除去した残分を意味する。
The content rate of the filler contained in the resin composition is not particularly limited. The filler is preferably contained in an amount of 40% by volume to 80% by volume in the total volume of the total solid content of the resin composition. In the resin composition, when the filler is contained at 40 volume% to 80 volume% in the entire volume, an effect of further increasing the thermal conductivity of the resin composition is obtained.
The content of the filler is more preferably 40% by volume to 70% by volume and further preferably 45% by volume to 60% by volume from the viewpoint of improving the thermal conductivity and fluidity.
Here, the total solid content of the resin composition means a residue obtained by removing volatile components from the resin composition.
なお、本明細書における充填材の含有率(体積%)は、下記の式(1)により求めた値とする。 In addition, let the content rate (volume%) of the filler in this specification be the value calculated | required by following formula (1).
充填材の含有率(体積%)=(W1/D1)/((W1/D1)+(W2/D2)+Σ(Wi/Di))×100 ・・・・・(1) Filler content (volume%) = (W1 / D1) / ((W1 / D1) + (W2 / D2) + Σ (Wi / Di)) × 100 (1)
ここで、各変数は以下の通りである。
W1:充填材の質量組成比(質量%)
W2:熱硬化性樹脂の質量組成比(質量%)
Wi:熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の質量組成比(質量%)
D1:充填材の比重
D2:熱硬化性樹脂の比重
Di:熱硬化性樹脂以外のその他の各任意固形成分の比重
Here, each variable is as follows.
W1: Mass composition ratio of filler (mass%)
W2: Mass composition ratio (mass%) of thermosetting resin
Wi: Mass composition ratio (% by mass) of each other optional solid component other than the thermosetting resin
D1: Specific gravity of the filler D2: Specific gravity of the thermosetting resin Di: Specific gravity of each other optional solid component other than the thermosetting resin
前記充填材は、1種単独で又は2種以上を混合して使用することができる。例えば、平均粒子径(D50)が2μm以上80μm以下の範囲に含まれる、D50が異なる2種以上の充填材を併用することができるが、この組み合わせに限定されるものではない。 The said filler can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. For example, two or more fillers having different D50s, which are included in the range of the average particle size (D50) of 2 μm or more and 80 μm or less, can be used in combination, but are not limited to this combination.
「熱硬化性樹脂」
本実施形態に係る熱硬化性樹脂は、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂及びシアネート樹脂を挙げることができる。
"Thermosetting resin"
Examples of the thermosetting resin according to this embodiment include an epoxy resin, a phenol resin, and a cyanate resin.
本実施形態の熱硬化性樹脂としては、例えば、熱硬化性の官能基を有する化合物であれば特に制限はない。具体的には、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、トリアジン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、及びこれら樹脂の変性樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は1種単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 The thermosetting resin of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a compound having a thermosetting functional group, for example. Specific examples include epoxy resins, polyimide resins, polyamideimide resins, triazine resins, phenol resins, melamine resins, polyester resins, cyanate ester resins, and modified resins of these resins. These resins may be used alone or in combination of two or more.
前記熱硬化性樹脂は、耐熱性の観点から、エポキシ樹脂、フェノール樹脂及びトリアジン樹脂から選ばれる樹脂の少なくとも1種であることが好ましく、接着性の観点から、エポキシ樹脂であることがより好ましい。前記エポキシ樹脂は、1種単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。 The thermosetting resin is preferably at least one resin selected from an epoxy resin, a phenol resin, and a triazine resin from the viewpoint of heat resistance, and more preferably an epoxy resin from the viewpoint of adhesiveness. The said epoxy resin may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
前記熱硬化性樹脂は、モノマーであっても、モノマーを硬化剤等により部分的に反応させたプレポリマーの状態であってもよい。例えば、後述の分子内にメソゲン基を有するエポキシ樹脂の例のように、分子内にメソゲン基を有する樹脂は一般に結晶化しやすく、溶媒への溶解度も低いものが多いが、一部反応させて重合させることで結晶化を抑制することができるため、成形性が向上する場合がある。 The thermosetting resin may be a monomer or a prepolymer obtained by partially reacting the monomer with a curing agent or the like. For example, the resin having a mesogen group in the molecule is generally easy to crystallize and has a low solubility in a solvent as in the case of an epoxy resin having a mesogen group in the molecule described later, but it is polymerized by reacting partly. Since crystallization can be suppressed by making it, moldability may improve.
本実施形態のプリプレグに用いる熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂を含んでいることが好ましい。 It is preferable that the thermosetting resin used for the prepreg of this embodiment contains an epoxy resin.
<<エポキシ樹脂>>
エポキシ樹脂は、1つの分子の中に1つ以上のエポキシ基(−C3H5O)を含む化合物のうちのいずれか1種類または2種類以上である。中でも、エポキシ樹脂は、1つの分子の中に2つ以上のエポキシ基を含んでいることが好ましい。エポキシ樹脂は、モノマーであっても、モノマーを硬化剤等により部分的に反応させたプレポリマーの状態であってもよい。
<< Epoxy resin >>
The epoxy resin is any one kind or two or more kinds of compounds containing one or more epoxy groups (—C 3 H 5 O) in one molecule. Especially, it is preferable that the epoxy resin contains two or more epoxy groups in one molecule. The epoxy resin may be a monomer or a prepolymer obtained by partially reacting the monomer with a curing agent or the like.
エポキシ樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂および長鎖脂肪族型エポキシ樹脂などである。 The type of epoxy resin is not particularly limited. For example, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl ester type epoxy resin, glycidyl amine type epoxy resin, novolak type epoxy resin, cyclic aliphatic type epoxy resin and long chain aliphatic type epoxy resin Etc.
グリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂などである。ノボラック型エポキシ樹脂は、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂などである。この他、エポキシ樹脂の種類は、例えば、難燃性エポキシ樹脂、ヒダントイン系エポキシ樹脂およびイソシアヌレート系エポキシ樹脂などでもよい。 Examples of the glycidyl ether type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin and bisphenol F type epoxy resin. Examples of the novolac type epoxy resin include a cresol novolac type epoxy resin and a phenol novolac type epoxy resin. In addition, the type of epoxy resin may be, for example, a flame retardant epoxy resin, a hydantoin epoxy resin, an isocyanurate epoxy resin, or the like.
なお、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂の具体例は、グリシジルエーテル型の構造(基)を含んでいる化合物であれば、特に限定されない。このように特定の構造を含んでいれば種類が限定されないことは、グリシジルエステル型エポキシ樹脂などの他のエポキシ樹脂の具体例に関しても同様である。 In addition, the specific example of a glycidyl ether type epoxy resin will not be specifically limited if it is a compound containing the structure (group) of a glycidyl ether type. Thus, the kind is not limited as long as a specific structure is included, and the same applies to specific examples of other epoxy resins such as a glycidyl ester type epoxy resin.
中でも、エポキシ樹脂は、1つの分子の中にメソゲン骨格を含んでいることが好ましい。その理由は、以下の通りである。 Especially, it is preferable that the epoxy resin contains the mesogenic skeleton in one molecule. The reason is as follows.
第1に、エポキシ樹脂の分子同士において、ベンゼン環同士が重なりやすくなるため、そのベンゼン環間の距離が小さくなる。これにより、エポキシ樹脂を含む樹脂組成物では、エポキシ樹脂の密度が向上する。また、エポキシ樹脂硬化物では、分子の格子振動が散乱しにくくなるため、高い熱伝導率が得られる。 First, since the benzene rings easily overlap each other in the molecules of the epoxy resin, the distance between the benzene rings becomes small. Thereby, the density of an epoxy resin improves in the resin composition containing an epoxy resin. In addition, since the cured epoxy resin is less likely to scatter molecular lattice vibration, high thermal conductivity can be obtained.
この「メソゲン骨格」とは、2つ以上の芳香環を含むと共に剛直性および配向性を有する原子団の総称である。具体的には、メソゲン骨格は、例えば、2つ以上のベンゼン環を含むと共にベンゼン環同士が単結合および非単結合のうちのいずれかを介して結合された骨格である。 The “mesogenic skeleton” is a general term for an atomic group including two or more aromatic rings and having rigidity and orientation. Specifically, the mesogenic skeleton is, for example, a skeleton that includes two or more benzene rings and in which the benzene rings are bonded to each other through either a single bond or a non-single bond.
なお、3つ以上のベンゼン環が結合される場合、その結合の方向性は、特に限定されない。すなわち、3つ以上のベンゼン環は、直線状となるように結合されてもよいし、途中で1回以上折れ曲がるように結合されてもよいし、2つ以上の方向に分岐するように結合されてもよい。 When three or more benzene rings are bonded, the direction of bonding is not particularly limited. That is, three or more benzene rings may be bonded so as to be linear, or may be bonded so as to be bent one or more times in the middle, or bonded so as to branch in two or more directions. May be.
「非単結合」とは、1または2以上の構成元素を含むと共に1または2以上の多重結合を含む2価の基の総称である。具体的には、非単結合は、例えば、炭素(C)、窒素(N)、酸素(O)および水素(H)などの構成元素のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。また、非単結合は、多重結合として、二重結合および三重結合のうちの一方または双方を含んでいる。 “Non-single bond” is a generic name for a divalent group containing one or more constituent elements and one or more multiple bonds. Specifically, the non-single bond includes, for example, any one or more of constituent elements such as carbon (C), nitrogen (N), oxygen (O), and hydrogen (H). . Non-single bonds include one or both of double bonds and triple bonds as multiple bonds.
メソゲン骨格は、ベンゼン環同士の結合の種類として、単結合だけを含んでいてもよいし、非単結合だけを含んでいてもよいし、単結合および非単結合の双方を含んでいてもよい。また、非単結合の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。 The mesogen skeleton may contain only a single bond, may contain only a non-single bond, or may contain both a single bond and a non-single bond as the type of bond between benzene rings. . Further, the number of non-single bonds may be only one, or two or more.
メソゲン骨格の具体例は、ビフェニルおよびターフェニルなどである。なお、ターフェニルは、o−ターフェニルでもよいし、m−ターフェニルでもよいし、p−ターフェニルでもよい。 Specific examples of the mesogenic skeleton include biphenyl and terphenyl. The terphenyl may be o-terphenyl, m-terphenyl, or p-terphenyl.
本実施形態のプリプレグに用いる熱硬化性樹脂の具体例としては、例えば、三菱化学株式会社製 YL−6121H(テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂50%、4,4’−ビフェノール型エポキシ50%混合物、エポキシ当量175g/eq)、日本化薬株式会社製BREN105(臭素化多官能エポキシ樹脂、エポキシ当量271g/eq)、新日鉄住金化学株式会社製YH434L(四官能ポリグリシジルアミン、エポキシ当量122g/eq)、DIC株式会社製830−S(ビスフェノールF型エポキシ樹脂、エポキシ当量173g/eq)、新日鉄住金化学株式会社製FX289Z(リン変性エポキシ樹脂、エポキシ当量225g/eq)などが挙げられる。 As a specific example of the thermosetting resin used for the prepreg of the present embodiment, for example, YL-6121H manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (tetramethylbiphenol type epoxy resin 50%, 4,4′-biphenol type epoxy 50% mixture, epoxy Equivalent 175 g / eq), Nippon Kayaku Co., Ltd. BREN105 (brominated polyfunctional epoxy resin, epoxy equivalent 271 g / eq), Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. YH434L (tetrafunctional polyglycidylamine, epoxy equivalent 122 g / eq), DIC Examples include 830-S (bisphenol F type epoxy resin, epoxy equivalent 173 g / eq), FX289Z (phosphorus-modified epoxy resin, epoxy equivalent 225 g / eq) manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd., and the like.
前記熱硬化性樹脂は、成形性、接着性、及び熱伝導性の観点から、樹脂組成物の全固形分の全体積中の20体積%〜60体積%で含有されることが好ましく、30体積%〜60体積%で含有されることがより好ましく、40体積%〜55体積%で含有されることがさらに好ましい。
なお、前記樹脂組成物が後述の硬化剤や硬化促進剤を含む場合、ここでいう熱硬化性樹脂の含有率には、これら硬化剤や硬化促進剤の含有率を含めるものとする。
The thermosetting resin is preferably contained in an amount of 20% by volume to 60% by volume in the total volume of the total solid content of the resin composition from the viewpoint of moldability, adhesiveness, and thermal conductivity, and is 30 volumes. It is more preferable that it is contained in% to 60% by volume, and it is more preferable that it is contained in 40% to 55% by volume.
In addition, when the said resin composition contains the below-mentioned hardening | curing agent and hardening accelerator, the content rate of these hardening | curing agents and hardening accelerator shall be included in the content rate of a thermosetting resin here.
「硬化剤」
本実施形態の樹脂組成物が、さらに硬化剤を少なくとも1種類含むことが好ましい。硬化剤としては熱硬化性樹脂を熱硬化可能であれば特に制限されない。前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合の硬化剤としては、例えば、酸無水物系硬化剤、アミン系硬化剤、フェノール系硬化剤、及びメルカプタン系硬化剤等の重付加型硬化剤や、イミダゾール等の触媒型硬化剤等を挙げることができる。
中でも、耐熱性の観点から、アミン系硬化剤及びフェノール系硬化剤から選ばれる少なくとも1種類を用いることが好ましく、さらに、保存安定性の観点から、フェノール系硬化剤の少なくとも1種類を用いることがより好ましい。
"Curing agent"
It is preferable that the resin composition of this embodiment further contains at least one curing agent. The curing agent is not particularly limited as long as the thermosetting resin can be thermoset. Examples of the curing agent when the thermosetting resin is an epoxy resin include polyaddition curing agents such as acid anhydride curing agents, amine curing agents, phenol curing agents, and mercaptan curing agents, and imidazole. And the like, and the like.
Among these, from the viewpoint of heat resistance, it is preferable to use at least one selected from amine-based curing agents and phenol-based curing agents, and from the viewpoint of storage stability, it is preferable to use at least one phenol-based curing agent. More preferred.
アミン系硬化剤としては、通常用いられるものを特に制限なく用いることができ、市販されているものであってもよい。中でも、硬化性の観点から、2以上の官能基を有する多官能硬化剤であることが好ましく、更に熱伝導性の観点から、剛直な骨格を有する多官能硬化剤であることがより好ましい。 As the amine curing agent, those usually used can be used without particular limitation, and those commercially available may be used. Among these, a polyfunctional curing agent having two or more functional groups is preferable from the viewpoint of curability, and a polyfunctional curing agent having a rigid skeleton is more preferable from the viewpoint of thermal conductivity.
2官能のアミン系硬化剤として、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメトキシビフェニル、4,4’−ジアミノフェニルベンゾエート、1,5−ジアミノナフタレン、1,3−ジアミノナフタレン、1,4−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン等が挙げられる。中でも、熱伝導率の観点から、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及び1,5−ジアミノナフタレンから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、1,5−ジアミノナフタレンであることがより好ましい。 Examples of the bifunctional amine-based curing agent include 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfone, 4,4′-diamino-3,3′-dimethoxybiphenyl. 4,4′-diaminophenylbenzoate, 1,5-diaminonaphthalene, 1,3-diaminonaphthalene, 1,4-diaminonaphthalene, 1,8-diaminonaphthalene and the like. Among these, from the viewpoint of thermal conductivity, at least one selected from 4,4′-diaminodiphenylmethane and 1,5-diaminonaphthalene is preferable, and 1,5-diaminonaphthalene is more preferable.
フェノール系硬化剤としては、通常用いられるものを特に制限なく用いることができ、市販の低分子フェノール化合物や、それらをノボラック化したフェノール樹脂を用いることができる。 As a phenol type hardening | curing agent, what is normally used can be especially used without a restriction | limiting, The commercially available low molecular phenol compound and the phenol resin which made them novolak-ized can be used.
低分子フェノール化合物として、例えば、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール等の単官能のものや、カテコール、レゾルシノール、ハイドロキノン等の2官能のもの、さらに、1,2,3−トリヒドロキシベンゼン、1,2,4−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリヒドロキシベンゼン、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン等の3官能のものなどが使用可能である。また、これら低分子フェノール化合物をメチレン鎖等で連結してノボラック化した、フェノールノボラック樹脂を硬化剤として用いることもできる。 Examples of the low molecular weight phenol compound include monofunctional compounds such as phenol, o-cresol, m-cresol and p-cresol, bifunctional compounds such as catechol, resorcinol and hydroquinone, and 1,2,3-tri Trifunctional ones such as hydroxybenzene, 1,2,4-trihydroxybenzene, 1,3,5-trihydroxybenzene, 1,3,5-tris (4-hydroxyphenyl) benzene can be used. In addition, a phenol novolac resin obtained by connecting these low molecular phenol compounds with a methylene chain to form a novolak can also be used as a curing agent.
フェノール系硬化剤としては、熱伝導性、耐熱性、溶剤溶解性などの観点から、多官能低分子フェノール硬化剤である、1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼンが好ましい。 As the phenol-based curing agent, 1,3,5-tris (4-hydroxyphenyl) benzene, which is a polyfunctional low-molecular phenol curing agent, is preferable from the viewpoint of thermal conductivity, heat resistance, solvent solubility, and the like.
本実施形態の樹脂組成物が硬化剤を含む場合、樹脂組成物中の硬化剤の含有量は特に制限されない。例えば、硬化剤がアミン系硬化剤の場合は、アミン系硬化剤の活性水素の当量(アミン当量)と、エポキシ樹脂のエポキシ当量との比(アミン当量/エポキシ当量)が0.5〜2となることが好ましく、0.8〜1.2となることがより好ましい。また、硬化剤がフェノール系硬化剤の場合は、フェノール性水酸基の活性水素の当量(フェノール性水酸基当量)と、メソゲン含有エポキシ樹脂のエポキシ当量との比(フェノール性水酸基当量/エポキシ当量)が0.5〜2となることが好ましく、0.8〜1.2となることがより好ましい。 When the resin composition of the present embodiment includes a curing agent, the content of the curing agent in the resin composition is not particularly limited. For example, when the curing agent is an amine curing agent, the ratio of the active hydrogen equivalent (amine equivalent) of the amine curing agent to the epoxy equivalent of the epoxy resin (amine equivalent / epoxy equivalent) is 0.5 to 2. It is preferable that it will become 0.8-1.2. Further, when the curing agent is a phenolic curing agent, the ratio of the active hydrogen equivalent of the phenolic hydroxyl group (phenolic hydroxyl group equivalent) to the epoxy equivalent of the mesogen-containing epoxy resin (phenolic hydroxyl group equivalent / epoxy equivalent) is 0. 0.5 to 2 is preferable, and 0.8 to 1.2 is more preferable.
「硬化促進剤」
本実施形態の樹脂組成物においてフェノール系硬化剤を用いる場合、必要に応じて硬化促進剤を併用しても構わない。硬化促進剤を併用することで、さらに十分に硬化させることができる。硬化促進剤の種類や配合量は特に限定されないが、反応速度や反応温度、保管性などの観点から、適切なものを選択することができる。硬化促進剤の具体例としては、イミダゾール系化合物、有機リン系化合物、第3級アミン、及び第4級アンモニウム塩などが挙げられる。これらは1種単独でも、2種類以上を併用してもよい。
"Curing accelerator"
When using a phenol type hardening | curing agent in the resin composition of this embodiment, you may use a hardening accelerator together as needed. By using a curing accelerator in combination, it can be further sufficiently cured. Although the kind and compounding quantity of a hardening accelerator are not specifically limited, An appropriate thing can be selected from viewpoints, such as reaction rate, reaction temperature, and storage property. Specific examples of the curing accelerator include imidazole compounds, organic phosphorus compounds, tertiary amines, and quaternary ammonium salts. These may be used alone or in combination of two or more.
前記樹脂組成物が硬化促進剤を含む場合、樹脂組成物中の硬化促進剤の含有率は特に制限されない。成形性の観点から、熱硬化性樹脂と硬化剤の合計質量の0.5質量%〜1.5質量%であることが好ましく、0.5質量%〜1質量%であることがより好ましく、0.75質量%〜1質量%であることがさらに好ましい。 When the resin composition contains a curing accelerator, the content of the curing accelerator in the resin composition is not particularly limited. From the viewpoint of moldability, it is preferably 0.5% by mass to 1.5% by mass of the total mass of the thermosetting resin and the curing agent, more preferably 0.5% by mass to 1% by mass, More preferably, it is 0.75 mass%-1 mass%.
「シランカップリング剤」
前記樹脂組成物は、シランカップリング剤の少なくとも1種をさらに含むことが好ましい。シランカップリング剤を添加する効果としては、充填材や第二の充填材の表面とその周りを取り囲む熱硬化性樹脂の間で共有結合を形成する役割(バインダ剤に相当)を果たし、熱を効率良く伝達する働きや、さらには水分の浸入を妨げることによって絶縁信頼性の向上にも寄与する。
"Silane coupling agent"
The resin composition preferably further includes at least one silane coupling agent. As an effect of adding a silane coupling agent, it plays a role of forming a covalent bond between the surface of the filler or the second filler and the thermosetting resin surrounding it (equivalent to a binder agent) It contributes to the improvement of insulation reliability by preventing the penetration of moisture and the function of transmitting efficiently.
前記シランカップリング剤の種類としては特に限定されず、市販のものを使用して構わない。熱硬化性樹脂(好ましくはエポキシ樹脂)や、必要に応じて含まれる硬化剤との相溶性、及び樹脂と充填材との界面での熱伝導欠損を低減することを考慮すると、本発明においては、末端にエポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基、又は水酸基を有するシランカップリング剤を用いることが好適である。これらシランカップリング剤は1種単独でも、2種類以上を併用してもよい。 It does not specifically limit as a kind of said silane coupling agent, You may use a commercially available thing. Considering the compatibility with thermosetting resins (preferably epoxy resins) and curing agents contained as necessary, and reducing thermal conduction defects at the interface between the resin and the filler, in the present invention It is preferable to use a silane coupling agent having an epoxy group, amino group, mercapto group, ureido group, or hydroxyl group at the terminal. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
「その他の成分」
本発明における樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じてその他の成分を含むことができる。例えば、エラストマー、分散剤等が挙げられる。エラストマーとしては、アクリル樹脂が挙げられ、より具体的には(メタ)アクリル酸または(メタ)アクリル酸エステルから誘導されるホモポリマーまたはコポリマーを挙げることができる。分散剤としては、味の素ファインテック株式会社製アジスパーシリーズ、楠本化成株式会社製HIPLAADシリーズ、株式会社花王製ホモゲノールシリーズ等が挙げられる。これら分散剤は二種類以上を併用することができる。
"Other ingredients"
The resin composition in the present invention can contain other components as necessary in addition to the above components. For example, an elastomer, a dispersing agent, etc. are mentioned. Examples of the elastomer include an acrylic resin, and more specifically, a homopolymer or a copolymer derived from (meth) acrylic acid or a (meth) acrylic ester. Examples of the dispersant include Ajinomoto Finetech Co., Ltd. Ajisper series, Enomoto Kasei Co., Ltd. HIPLAAD series, Kao Corporation homogenol series, and the like. Two or more kinds of these dispersants can be used in combination.
<樹脂組成物の塗料>
前記樹脂組成物は、例えば、固体状の熱硬化性樹脂を用いる場合、有機溶剤の少なくとも1種を添加して樹脂組成物の塗料を調整してもよい。有機溶剤を含むことで、種々の成形プロセスに適合させることができる。有機溶剤としては、通常用いられる有機溶剤を用いることができる。具体的には、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、アミド系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、エステル系溶剤、ニトリル系溶剤等を挙げることができる。例えば、メチルイソブチルケトン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、スルホラン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等を用いることができる。これらは1種単独でも、2種類以上を併用した混合溶剤として用いてもよい。
<Paint of resin composition>
For example, when a solid thermosetting resin is used as the resin composition, at least one organic solvent may be added to adjust the coating composition of the resin composition. By including an organic solvent, it can be adapted to various molding processes. As the organic solvent, a commonly used organic solvent can be used. Specific examples include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, amide solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ester solvents, nitrile solvents, and the like. For example, methyl isobutyl ketone, dimethylacetamide, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, sulfolane, cyclohexanone, methyl ethyl ketone and the like can be used. These may be used alone or as a mixed solvent using two or more kinds in combination.
<半硬化樹脂組成物>
本発明の半硬化樹脂組成物(単に「樹脂組成物」という場合がある)は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を半硬化処理してなる。前記半硬化樹脂組成物は、例えば、これをシート状に成形した場合に、半硬化処理していない樹脂組成物からなる樹脂組成物シートに比べて取り扱い性が向上する。その観点から、本実施形態のプリプレグに構成される樹脂組成物が半硬化樹脂組成物であることが好ましい。
<Semi-cured resin composition>
The semi-cured resin composition of the present invention (sometimes simply referred to as “resin composition”) is derived from the resin composition, and is obtained by semi-curing the resin composition. For example, when the semi-cured resin composition is molded into a sheet, the handleability is improved as compared with a resin composition sheet made of a resin composition that is not semi-cured. From that viewpoint, it is preferable that the resin composition comprised by the prepreg of this embodiment is a semi-hardened resin composition.
ここで、前記半硬化樹脂組成物とは、前記半硬化樹脂組成物の粘度が、常温(25〜30℃)では104Pa・s〜105Pa・sであることに対して、100℃では常温よりも粘度が低下する特徴を有するものである。例えば、前記半硬化樹脂組成物は、常温ではシート形状を保持できるが、100℃程度の高温にすると溶融することがなる。また、後述する硬化後の硬化樹脂組成物は加温によって溶融することはない。なお、上記粘度は、動的粘弾性測定(DMA)(例えば、サーモサイエンティフィック株式会社製Rheo Stress 6000)によって測定される。なお、測定条件は、周波数1Hz、荷重40g、昇温速度3℃/分であり、せん断試験により行う。 Here, the semi-cured resin composition means that the viscosity of the semi-cured resin composition is 10 4 Pa · s to 10 5 Pa · s at room temperature (25 to 30 ° C.), whereas the viscosity is 100 ° C. In, it has the characteristic that a viscosity falls rather than normal temperature. For example, the semi-cured resin composition can maintain a sheet shape at room temperature, but melts at a high temperature of about 100 ° C. Moreover, the cured resin composition after curing described later is not melted by heating. The viscosity is measured by dynamic viscoelasticity measurement (DMA) (for example, Rheo Stress 6000 manufactured by Thermo Scientific Co., Ltd.). The measurement conditions are a frequency of 1 Hz, a load of 40 g, a temperature increase rate of 3 ° C./min, and a shear test.
前記半硬化処理としては、前記樹脂組成物を温度60℃〜200℃で1分間〜30分間加熱する方法を挙げることができる。 Examples of the semi-curing treatment include a method of heating the resin composition at a temperature of 60 ° C. to 200 ° C. for 1 minute to 30 minutes.
<樹脂組成物の硬化物>
樹脂組成物の硬化物は前記樹脂組成物に由来するものであり、前記樹脂組成物を硬化処理してなる。前記樹脂組成物の硬化物は熱伝導性と絶縁性に優れる。本発明の一実施形態の基板と積層基板は、例えば、本実施形態のプリプレグを硬化してなるものであり、本実施形態のプリプレグに用いる樹脂組成物を硬化処理してなる樹脂組成物の硬化物を含む。
<Hardened product of resin composition>
The cured product of the resin composition is derived from the resin composition, and is obtained by curing the resin composition. The cured product of the resin composition is excellent in thermal conductivity and insulation. The substrate and laminated substrate of one embodiment of the present invention are formed by curing, for example, the prepreg of the present embodiment, and curing of the resin composition formed by curing the resin composition used for the prepreg of the present embodiment. Including things.
樹脂組成物の硬化物は、未硬化状態の樹脂組成物又は前記半硬化樹脂組成物を硬化処理することで製造することができる。前記硬化処理の方法は、樹脂組成物の構成や硬化物の目的等に応じて適宜選択することができるが、加熱・加圧処理であることが好ましい。
例えば、未硬化状態の樹脂組成物又は前記半硬化樹脂組成物を100℃〜250℃で1時間〜10時間、好ましくは130℃〜230℃で1時間〜8時間加熱することで樹脂組成物の硬化物が得られる。
The cured product of the resin composition can be produced by curing the uncured resin composition or the semi-cured resin composition. The method of the curing treatment can be appropriately selected according to the composition of the resin composition, the purpose of the cured product, etc., but is preferably a heating / pressurizing treatment.
For example, the resin composition in an uncured state or the semi-cured resin composition is heated at 100 ° C. to 250 ° C. for 1 hour to 10 hours, preferably 130 ° C. to 230 ° C. for 1 hour to 8 hours. A cured product is obtained.
本発明の実施例に関して、詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail.
(実施例1)
<空隙を有する第一プリプレグの作製>
樹脂組成物として、以下の材料を準備した。
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂(テトラメチルビフェノール型エポキシ樹脂50%、4,4’−ビフェノール型エポキシ50%混合物、エポキシ当量175g/eq、三菱化学株式会社製 YL−6121H) … 60質量部
硬化剤(1,3,5−トリス(4−ヒドロキシフェニル)ベンゼン、活性水素当量118g/eq)、活性水素当量59g/eq) … 40質量部
硬化促進剤(2−エチル−4−メチルイミダゾール、四国化成社製 2E4MZ) … 1質量部
有機溶剤としてメチルエチルケトン … 50質量部
Example 1
<Preparation of first prepreg having voids>
The following materials were prepared as the resin composition.
Epoxy resin as thermosetting resin (tetramethylbiphenol type epoxy resin 50%, 4,4′-biphenol type epoxy 50% mixture, epoxy equivalent 175 g / eq, Mitsubishi Chemical Corporation YL-6121H) 60 parts by mass
Curing agent (1,3,5-tris (4-hydroxyphenyl) benzene, active hydrogen equivalent 118 g / eq), active hydrogen equivalent 59 g / eq) 40 parts by mass
Curing accelerator (2-ethyl-4-methylimidazole, 2E4MZ manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) 1 part by weight Methyl ethyl ketone as an organic solvent 50 parts by weight
これらの材料をメディアレス分散機(浅田鉄工社製 デスパミル MD−10)に投入し、撹拌して樹脂混合液を作製した。次に、この樹脂混合液に無機充填材として酸化マグネシウム粉末(平均粒径30μm、熱伝導率45W/(m・K))を投入し、よく撹拌分散させ、第一樹脂組成物の塗料を作製した。このとき、酸化マグネシウム粉末は、樹脂組成物の塗料からメチルエチルケトンを除いた固形分体積を100体積%としたときに60体積%(以下、充填率)となるように調整した。
These materials were put into a medialess disperser (Desperm MD-10 manufactured by Asada Tekko Co., Ltd.) and stirred to prepare a resin mixed solution. Next, magnesium oxide powder (
さらに、繊維基材としてガラスクロスIPC規格1080((株)有沢製作所製の非開繊ガラスクロス、厚さ0.055mm、質量47g/m2、密度66×46本/25mm、平織タイプ、目開きの長辺の長さが0.2mm)を用いた。調整した樹脂組成物の塗料を、このガラスクロスの片面からスリットダイを用いて塗布し、ガラスクロスの目開きを通してガラスクロスの塗布裏面に通過させることによってガラスクロスに塗料を保持させる塗布方法において、ガラスクロスへのスリットダイのノズル押し込み量を4.7mmに制御することにより、ガラスクロスの目開きを通る塗料量を減らし、塗布裏面に空隙があるプリプレグを作製した。プリプレグの空隙部分には樹脂が優先的に流れ込んで空隙を埋めるため、空隙が有った部分は無機充填材が少ない無機充填材疎部が、空隙が有った部分の周囲には無機充填材が多い箇所が生じた。乾燥条件としては、100℃にて加熱乾燥してメチルエチルケトンを除去し樹脂組成物層とガラスクロスを含む第一プリプレグを得た。厚さは172μmであった。 Furthermore, glass cloth IPC standard 1080 (non-opened glass cloth manufactured by Arisawa Manufacturing Co., Ltd., thickness 0.055 mm, mass 47 g / m 2 , density 66 × 46/25 mm, plain weave type, mesh opening as fiber base material The length of the long side of 0.2 mm was used. In the coating method in which the paint of the adjusted resin composition is applied from one side of the glass cloth using a slit die, and the glass cloth is held by passing through the opening of the glass cloth through the opening of the glass cloth, By controlling the nozzle push amount of the slit die into the glass cloth to 4.7 mm, the amount of the paint passing through the opening of the glass cloth was reduced, and a prepreg having a gap on the back surface of the coating was produced. The resin preferentially flows into the prepreg voids and fills the voids, so that the voided parts have a small inorganic filler and the inorganic fillers around the voided part. There was a lot of places. As drying conditions, heat drying was performed at 100 ° C. to remove methyl ethyl ketone to obtain a first prepreg containing a resin composition layer and a glass cloth. The thickness was 172 μm.
<空隙を有しない第二プリプレグの作製>
樹脂組成物の塗料として上記第一プリプレグと同様な樹脂組成物の塗料、繊維基材として第一プリプレグと同様なガラスクロスを用いて、この塗料を、このガラスクロスの片面からスリットダイを用いて塗布し、ガラスクロスの目開きを通してガラスクロスの塗布裏面に通過させることによってガラスクロスに塗料を保持させる塗布方法において、ガラスクロスへのスリットダイのノズル押し込み量を5mmに制御することにより、ガラスクロスの目開きを通る塗料量を増やし、塗布裏面に空隙がない第二プリプレグを作製した。乾燥条件としては、100℃にて加熱乾燥してメチルエチルケトンを除去し、縦150mm、横150mmに裁断し、樹脂組成物層とガラスクロスを含む本実施例の第二プリプレグを得た。厚さは172μmであった。
<Preparation of second prepreg having no void>
Using the same resin composition paint as the first prepreg as the resin composition paint, using the same glass cloth as the first prepreg as the fiber base material, and using the slit die from one side of the glass cloth. In the coating method in which the coating is held on the glass cloth by applying and passing the glass cloth through the opening of the glass cloth, the glass cloth is controlled by controlling the nozzle push amount of the slit die to the glass cloth to 5 mm. The amount of paint passing through the openings was increased, and a second prepreg having no voids on the back of the coating was produced. As drying conditions, it was dried by heating at 100 ° C. to remove methyl ethyl ketone, and was cut into a length of 150 mm and a width of 150 mm to obtain a second prepreg of this example including a resin composition layer and a glass cloth. The thickness was 172 μm.
<樹脂基板>
得られた空隙を有する第一プリプレグを2枚用い、空隙部分を有しない第二プリプレグを4枚用いた。第一プリプレグの空隙部分を有しない側をAとし、空隙部分を有する側をBとし、第一プリプレグをABとした。空隙部分を有しない第二プリプレグをAAとした。図3に示すように、1枚目の第一プリプレグの空隙部分を有する側が銅箔39A(Cu―A)と対向し、2枚目の第一プリプレグの空隙部分を有する側が銅箔39B(Cu―B)と対向するように、銅箔39A、1枚目の第一プリプレグ、4枚の第二プリプレグ、2枚目の第一プリプレグ、銅箔39Bを「Cu―A/BA/AA/AA/AA/AA/AB/Cu―B」の順で積層し、加熱加圧(温度170℃、1MPaにて20分間)を行い、加えてさらに2回目の加熱加圧(温度200℃、4MPaにて1時間)を行い、樹脂組成部の硬化物32と銅箔39Aとの界面である金属箔密着面A(31A)及び樹脂組成部の硬化物32と銅箔39Bとの界面である金属箔密着面B(31B)において、無機充填材が少ない無機充填材疎部38を有する樹脂基板30を得た。評価結果を表1に示す。
<Resin substrate>
Two obtained first prepregs having voids were used, and four second prepregs having no voids were used. The side having no void portion of the first prepreg was designated as A, the side having the void portion was designated as B, and the first prepreg was designated as AB. A second prepreg having no void portion was designated as AA. As shown in FIG. 3, the side having the void portion of the first first prepreg faces the
(実施例2〜5、比較例2,3)
<空隙を有する第一プリプレグの作製>
表1に示すスリットダイノズル押し込み量を用いた以外は、実施例1同様にそれぞれの第一プリプレグを作製した。
<樹脂基板>
作製した第一プリプレグを用いた以外は、実施例1同様に樹脂基板を作製した。評価結果を表1に示す。
(Examples 2 to 5, Comparative Examples 2 and 3)
<Preparation of first prepreg having voids>
Each first prepreg was prepared in the same manner as in Example 1 except that the slit die nozzle pushing amount shown in Table 1 was used.
<Resin substrate>
A resin substrate was produced in the same manner as in Example 1 except that the produced first prepreg was used. The evaluation results are shown in Table 1.
(比較例1)
第一プリプレグを使用せず、第二プリプレグを6枚用いた以外は、実施例1同様に樹脂基板を作製した。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A resin substrate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the first prepreg was not used and six second prepregs were used. The evaluation results are shown in Table 1.
(評価方法)
この樹脂基板のそれぞれの特性を調べたところ、表1に示した結果が得られた。ここでは、各樹脂基板の樹脂組成物の硬化物と銅箔との界面において、基板表面の所定範囲に対して無機充填材疎部の面積比(%)、樹脂基板の熱伝導率、密着強度を調べた。
(Evaluation methods)
When the characteristics of each resin substrate were examined, the results shown in Table 1 were obtained. Here, at the interface between the cured product of the resin composition of each resin substrate and the copper foil, the area ratio (%) of the sparse part of the inorganic filler to the predetermined range of the substrate surface, the thermal conductivity of the resin substrate, and the adhesion strength I investigated.
<無機充填材疎部の面積比>
得られた樹脂基板の金属箔を塩化第二鉄液に浸漬して除去、水洗後乾燥し、樹脂組成物の硬化物の面を露出した。この露出した面を、SEM(走査型電子顕微鏡)で観察を行いながら、SEMに付属しているEDX(エネルギー分散型X線分析装置)で元素分析を行い、無機充填材含有の無機元素と、元素濃度を測定した。
次に、実施例に用いる繊維基材(ガラスクロス)の目開きの長辺の長さが0.2mmであるので、基材繊維の基板表面の縦3mm、横4mmの範囲を無機充填材含有の無機元素で元素マッピングを行い、無機充填材から検出された無機元素の元素濃度が10%未満となる部分(無機充填材疎部)について識別し、測定範囲全体を100面積%とした時の、無機充填材疎部の面積%を算出した。
<Area ratio of sparse part of inorganic filler>
The obtained metal foil of the resin substrate was removed by immersion in ferric chloride solution, washed with water and dried to expose the cured product surface of the resin composition. While observing the exposed surface with an SEM (scanning electron microscope), elemental analysis was performed with an EDX (energy dispersive X-ray analyzer) attached to the SEM, and an inorganic element containing an inorganic filler, Elemental concentrations were measured.
Next, since the length of the long side of the opening of the fiber base material (glass cloth) used in the examples is 0.2 mm, the range of 3 mm in length and 4 mm in width on the substrate surface of the base fiber contains an inorganic filler. When the element mapping is performed with the inorganic element, the portion where the element concentration of the inorganic element detected from the inorganic filler is less than 10% (sparse part of the inorganic filler) is identified, and the entire measurement range is 100 area% The area% of the sparse part of the inorganic filler was calculated.
<樹脂基板の熱伝導率>
熱伝導性を調べるため、樹脂基板の熱伝導率(W/(m・K))を測定した。具体的には、最初に、樹脂基板を切断して、円形状の測定用試料(直径=10mm,厚さ=0.9〜1.1mm)を作製した。続いて、熱伝導率測定装置(アドバンス理工株式会社(旧アルバック理工株式会社)製のTCシリーズ)を用いて測定用試料を分析して、熱拡散係数α(m2 /s)を測定した。また、サファイアを標準試料として、示差走査熱量分析(DSC)を用いて測定用試料の比熱Cpを測定した。さらに、アルキメデス法を用いて測定用試料の密度rを測定した。最後に、下記の数式(2)に基づいて、熱伝導率λ(W/(m・K))を算出した。
<Thermal conductivity of resin substrate>
In order to investigate the thermal conductivity, the thermal conductivity (W / (m · K)) of the resin substrate was measured. Specifically, first, the resin substrate was cut to produce a circular measurement sample (diameter = 10 mm, thickness = 0.9 to 1.1 mm). Subsequently, the measurement sample was analyzed using a thermal conductivity measuring device (TC series manufactured by Advance Riko Co., Ltd. (formerly ULVAC Riko Co., Ltd.)), and the thermal diffusion coefficient α (m 2 / s) was measured. Further, the specific heat Cp of the measurement sample was measured using differential scanning calorimetry (DSC) using sapphire as a standard sample. Furthermore, the density r of the measurement sample was measured using the Archimedes method. Finally, the thermal conductivity λ (W / (m · K)) was calculated based on the following formula (2).
λ=α×Cp×r ・・・・・(2)
(λは熱伝導率(W/(m・K))、αは熱拡散率(m2 /s)、Cpは比熱(J/kg・K)、rは密度(kg/m3 )である。)
λ = α × Cp × r (2)
(Λ is thermal conductivity (W / (m · K)), α is thermal diffusivity (m 2 / s), Cp is specific heat (J / kg · K), and r is density (kg / m 3 ). .)
<基板の銅箔ビール強度>
JIS C6481に準じて、基板の回路幅10mm銅箔付きの試験片(150mm×150mm×10mm)用い、50mm/minの速度で銅箔の直角方向に引っ張り、その剥離力を幅の長さで割った値を銅箔ピール強度とした。単位はkN/mである。
<Strength of copper foil beer on the substrate>
In accordance with JIS C6481, a test piece (150 mm × 150 mm × 10 mm) with a circuit width of 10 mm of the circuit board of the substrate was used, pulled at a speed of 50 mm / min in the direction perpendicular to the copper foil, and the peeling force was divided by the length of the width. The value was defined as the copper foil peel strength. The unit is kN / m.
<空孔率>
プリプレグの空隙を、空孔率として評価した。
空孔率は、5mm×5mmの大きさでプリプレグ裏面(空隙を有する側)を観察して、プリプレグの面積に対して、空孔の面積を求めた。
例えば、プリプレグが5mm×5mmであり、空孔が0.4mm2あった場合、空孔率が1.6%となる。
空孔率が大きければ充填材疎部も大きくなる傾向にある。
<Porosity>
The prepreg voids were evaluated as porosity.
The porosity was 5 mm × 5 mm, and the back surface of the prepreg (the side having voids) was observed to determine the area of the pores relative to the area of the prepreg.
For example, when the prepreg is 5 mm × 5 mm and the holes are 0.4 mm 2 , the porosity is 1.6%.
If the porosity is large, the sparse part of the filler tends to be large.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible.
10、20、30…樹脂基板、
12、22、32…樹脂組成物の硬化物、
15、25、35…繊維基材(ガラスクロス)、
18、28、38…無機充填材疎部、
19、29、39A,39B,金属箔(銅箔)
31A…金属箔39Aとの密着面A、
31B…金属箔39Bとの密着面B、
21…空隙を有するプリプレグ。
10, 20, 30 ... resin substrate,
12, 22, 32 ... cured product of resin composition,
15, 25, 35 ... fiber base material (glass cloth),
18, 28, 38 ... sparse part of the inorganic filler,
19, 29, 39A, 39B, metal foil (copper foil)
31A: Contact surface A with
31B: adhesion surface B with
21: A prepreg having voids.
Claims (3)
前記繊維基材の目開きの長辺の長さをtとし、前記金属箔と前記プリプレグ由来の硬化物との界面において、前記樹脂基板の表面の、縦15t、横20tの範囲の面積を100面積%とした時に、前記無機充填材由来の酸素を除く元素の元素濃度が10%以下の面積割合が5〜60面積%である
ことを特徴とする樹脂基板。 A resin substrate formed by heating and pressurizing a prepreg and a metal foil in a semi-cured state by holding a thermosetting resin composition containing an inorganic filler in a fiber base,
The length of the long side of the opening of the fiber base material is t, and the area of the surface of the resin substrate in the range of 15t and 20t is 100 at the interface between the metal foil and the cured product derived from the prepreg. A resin substrate, wherein the area ratio of elements other than oxygen derived from the inorganic filler when the area percentage is 10% or less is 5 to 60 area%.
ことを特徴とする請求項1に記載の樹脂基板。 When the length of one side of the opening of the fiber base material is t and the area of the surface of the resin substrate in the range of length 15t and width 20t is 100% by area, oxygen derived from the inorganic filler is excluded. 2. The resin substrate according to claim 1, wherein an area ratio of an element concentration of 10% or less is 20 to 50 area%.
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