专利名称：绝缘片以及叠层结构体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将导热率为10W/m*K以上的导热体粘结在导电层上的绝缘片，更 为详细地讲，涉及在未固化状态下的操作性优异、且可以得到绝缘击穿特性、导热性、耐热 性、耐酸性以及加工性优异的固化物的绝缘片，以及使用该绝缘片的叠层结构体。
背景技术：
近年来，电子设备的小型化以及高性能化迅猛发展。与此相伴，电子部件的安装密 度提高，而且对于散发从电子部件产生的热量的要求也不断提高。作为使热量散发的方法， 广泛采用将具有高散热性、且导热率10W/m · K以上的铝等导热体粘结在发热源上的方法。 另外，为了将该导热体粘结在发热源上，使用了具有绝缘性的绝缘粘结材料。对于绝缘粘结 材料而言，强烈要求其具有高导热率。作为上述绝缘粘结材料的一个例子，下述专利文献1公开了一种绝缘粘结片，其 是将粘结剂组合物含浸在玻璃布中而制成的，所述粘结剂组合物包含环氧树脂、环氧树脂 用固化剂、固化促进剂、弹性体以及无机填充剂。还已知不使用玻璃布的绝缘粘结材料。例如，下述专利文献2的实施例中公开了 一种绝缘粘结剂，其含有双酚A型环氧树脂、苯氧树脂、苯酚酚醛清漆、1-氰乙基-2-苯基咪 唑、γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷以及氧化铝。其中，作为环氧树脂的固化剂，可以列举 叔胺、酸酐、咪唑化合物、多酚树脂(polyphenol resin, ^ 1J 7 7 一>樹脂)以及掩蔽异 氰酸酉旨(maskisocyanate)等。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2006-342238号公报专利文献2 日本特开平8_33沈96号公报
发明内容
发明要解决的问题在专利文献1记载的绝缘粘结片中，为了提高操作性，使用了玻璃布。就包含玻璃 布的绝缘粘结片而言，薄膜化非常困难，且激光加工或钻孔(K 'J >穴開K )加工等各种加 工较困难。另外，含有玻璃布的绝缘粘结片的固化物的导热率比较低，有时无法得到充分的 散热性。另外，为了使玻璃布中含浸粘结剂组合物，必须准备特殊的含浸设备。在专利文献2记载的绝缘粘结剂中，由于未使用玻璃布，不会产生上述各种问题。 但是，该绝缘粘结剂并不是在未固化状态下其本身具有自立性(自立性)的片。因此，绝缘 粘结剂的操作性低。本发明的目的在于提供一种绝缘片、以及使用该绝缘片的叠层结构体，所述绝缘 片用于将导热率为10W/m*K以上的导热体粘结在导电层上，且在未固化状态下的操作性优 异，可以得到绝缘击穿特性、导热性、耐热性以及加工性优异的固化物。
解决问题的方法按照本发明，提供一种绝缘片，其用于将导热率为10W/m*K以上的导热体粘结 在导电层上，该绝缘片包含重均分子量为10，000以上的聚合物(A)；重均分子量小于 10, 000的环氧树脂(Bi)以及重均分子量小于10，000的氧杂环丁烷树脂(B》中的至少一 种树脂⑶；固化剂(C)；以及化学式MgCO3表示的不含结晶水的碳酸镁无水盐(Dl)、及该 碳酸镁无水盐(Dl)的表面被有机树脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆而成的包覆体(D2)中 的至少一种物质(D)。作为本发明的绝缘片的某一特定方式，其还含有上述物质(D)以外的无机填料 (G)。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述无机填料(G)是选自氧化铝、二氧化 硅、氮化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、滑石、云母及水滑石中的至少一种。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述聚合物(A)为具有芳香族骨架且重均 分子量为30，000以上的聚合物。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述固化剂(C)为酚醛树脂、具有芳香族 骨架或脂环式骨架的酸酐、该酸酐的氢化物或该酸酐的改性物。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述树脂(B)含有环氧单体(Blb)及氧杂 环丁烷单体(B2b)中的至少一种单体，所述环氧单体(Blb)具有芳香族骨架且重均分子量 为600以下，所述氧杂环丁烷单体(B2b)具有芳香族骨架且重均分子量为600以下。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，在含有上述聚合物(A)、上述树脂(B)和上 述固化剂(C)的绝缘片中的树脂成分总量100重量％中，上述聚合物㈧的含量在20 60 重量％的范围内、上述树脂(B)的含量为10 60重量％的范围内、且上述聚合物(A)和上 述树脂(B)的总量小于100重量％，并且，该绝缘片在未固化状态下的玻璃化转变温度为 25°C以下。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述物质(D)为化学式MgCO3表示的不含 结晶水的球状碳酸镁无水盐(Dldl)、及该球状碳酸镁无水盐(Dldl)的表面被有机树脂、有 机硅树脂或二氧化硅包覆的包覆体(D2dl)中的至少一种物质(Ddl)。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，上述物质(D)为化学式MgC03表示的不 含结晶水的近似多面体状的碳酸镁无水盐(Dlc^)、以及该近似多面体状的碳酸镁无水盐 (Dld2)的表面被有机树脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆的包覆体￠2(1 中的至少一种物 质(Dd2)，并且，该组合物还含有上述物质(D)以外的无机填料(G)，且该无机填料(G)为板 状填料。优选上述物质(Dd2)的平均粒径在0. 1 40 μ m的范围内，上述板状填料的平均 长径在0.1 ομπι的范围内。优选上述物质(Dd2)与上述板状填料的含量以体积比计为 70 30 99 1，上述物质①业)和上述板状填料的总含量为60 90体积％。优选上 述板状填料为氧化铝及氮化硼中的至少一种。通过将满足上述形状、大小或种类等的物质 (Dd2)与板状填料加以组合，可以有效提高绝缘片的固化物的散热性。作为本发明的绝缘片的其他特定方式，其还含有分散剂(F)，所述分散剂(F)具有 包含能够形成氢键的氢原子的官能团。优选分散剂(F)中上述含有能够形成氢键的氢原子 的官能团的PKa在2 10的范围内。通过使用这样的分散剂(F)，可以进一步提高绝缘片的固化物的导热性以及绝缘击穿特性。上述聚合物(A)优选具有包含能够形成氢键的氢原子的官能团。聚合物(A)中上 述含有能够形成氢键的氢原子的官能团优选选自磷酸基、羧基及磺酸基中的至少一种。通 过使用这样的聚合物(A)，可以进一步提高绝缘片的固化物的绝缘击穿特性以及导热性。优选上述聚合物(A)为苯氧树脂。通过使用苯氧树脂，可以进一步提高绝缘片的 固化物的耐热性。另外，优选上述苯氧树脂的玻璃化转变温度为95°C以上。此时，可以进一 步抑制树脂的热劣化。优选上述固化剂(C)为具有多脂环式骨架的酸酐、该酸酐的氢化物或该酸酐的改 性物、或具有由萜烯类化合物和马来酸酐经加成反应而形成的脂环式骨架的酸酐、该酸酐 的氢化物或该酸酐的改性物。另外，优选上述固化剂(C)为下述式(1) (3)中任意化学 式表示的酸酐。通过使用这些优选的固化剂(C)，可以进一步提高绝缘片的柔软性、耐湿性 或粘结性。[化学式1]
权利要求
1.一种绝缘片，其用于将导热率为10W/m · K以上的导热体粘结在导电层上，该绝缘片 包含重均分子量为10，000以上的聚合物(A)、重均分子量小于10，000的环氧树脂(Bi)及重均分子量小于10，000的氧杂环丁烷树 脂(B2)中的至少一种树脂(B)、固化剂(C)、及化学式MgCO3表示的不含结晶水的碳酸镁无水盐(Dl)、及该碳酸镁无水盐(Dl)的表面 被有机树脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆而成的包覆体(拟)中的至少一种物质(D)。
2.权利要求1所述的绝缘片，其还含有上述物质(D)以外的无机填料(G)。
3.权利要求1或2所述的绝缘片，其中，上述无机填料(G)是选自氧化铝、二氧化硅、氮 化硼、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化锌、氧化镁、滑石、云母及水滑石中的至少一种。
4.权利要求1 3中任一项所述的绝缘片，其中，上述聚合物(A)为具有芳香族骨架且 重均分子量为30，000以上的聚合物。
5.权利要求1 4中任一项所述的绝缘片，其中，上述固化剂(C)为酚醛树脂、具有芳 香族骨架或脂环式骨架的酸酐、该酸酐的氢化物或该酸酐的改性物。
6.权利要求1 5中任一项所述的绝缘片，其中，上述树脂(B)含有环氧单体(Blb)及 氧杂环丁烷单体(B2b)中的至少一种单体，所述环氧单体(Blb)具有芳香族骨架且重均分 子量为600以下，所述氧杂环丁烷单体(B2b)具有芳香族骨架且重均分子量为600以下。
7.权利要求1 6中任一项所述的绝缘片，其中，在含有上述聚合物(A)、上述树脂 (B)和上述固化剂(C)的绝缘片中的树脂成分总量100重量％中，上述聚合物(A)的含量在 20 60重量％的范围内、上述树脂(B)的含量为10 60重量％的范围内、且上述聚合物 (A)和上述树脂⑶的总量小于100重量％，并且，该绝缘片在未固化状态下的玻璃化转变温度为25°C以下。
8.权利要求1 7中任一项所述的绝缘片，其中，上述物质(D)为化学式MgCO3表示的 不含结晶水的球状碳酸镁无水盐(Dldl)、及该球状碳酸镁无水盐(Dldl)的表面被有机树 脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆的包覆体(D2dl)中的至少一种物质(Ddl)。
9.权利要求2 7中任一项所述的绝缘片，其中，上述物质(D)为化学式MgCO3表示的 不含结晶水的近似多面体状的碳酸镁无水盐(Dlc^)、以及该近似多面体状的碳酸镁无水盐 (Dld2)的表面被有机树脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆的包覆体￠2(1 中的至少一种物 质(Dd2)，该组合物还含有上述物质(D)以外的无机填料(G)，且该无机填料(G)为板状填料。
10.权利要求9所述的绝缘片，其中，上述物质(Dd2)的平均粒径在0.1 40 μ m的范 围内，上述板状填料的平均长径在0. 1 10 μ m的范围内。
11.权利要求9或10所述的绝缘片，其中，上述物质(Dd2)和上述板状填料的含量以体 积比计为70 30 99 1，上述物质(Dd2)和上述板状填料的总含量为60 90体积％。
12.权利要求9 11中任一项所述的绝缘片，其中，上述板状填料为氧化铝及氮化硼中 的至少一种。
13.权利要求1 12中任一项所述的绝缘片，其还含有分散剂(F)，所述分散剂(F)具 有包含能够形成氢键的氢原子的官能团。
14.权利要求13所述的绝缘片，其中，上述分散剂(F)中上述包含能够形成氢键的氢原 子的官能团的PKa在2 10的范围内。
15.权利要求1 14中任一项所述的绝缘片，其中，上述聚合物(A)具有包含能够形成 氢键的氢原子的官能团。
16.权利要求15所述的绝缘片，其中，上述聚合物(A)中上述包含能够形成氢键的氢原 子的官能团的PKa在2 10的范围内。
17.权利要求15或16所述的绝缘片，其中，上述聚合物(A)中上述包含能够形成氢键 的氢原子的官能团为磷酸基、羧基及磺酸基中的至少一种。
18.权利要求1 17中任一项所述的绝缘片，其中，上述聚合物(A)为苯氧树脂。
19.权利要求18所述的绝缘片，其中，上述苯氧树脂的玻璃化转变温度为95°C以上。
20.权利要求5 19中任一项所述的绝缘片，其中，上述固化剂(C)为具有多脂环式骨 架的酸酐、该酸酐的氢化物或该酸酐的改性物、或具有由萜烯类化合物和马来酸酐经加成 反应而形成的脂环式骨架的酸酐、该酸酐的氢化物或该酸酐的改性物。
21.权利要求20所述的绝缘片，其中，上述固化剂(C)为下述式(1) C3)中任意通式 所表示的酸酐，上述式⑶中，Rl及R2分别表示氢、碳原子数1 5的烷基或羟基。
22.权利要求5 19中任一项所述的绝缘片，其中，上述固化剂(C)为具有蜜胺骨架或 三嗪骨架的酚醛树脂、或具有烯丙基的酚醛树脂。
23.权利要求1 22中任一项所述的绝缘片，其中，上述树脂(B)的羟基当量为6，000 以上。
24.权利要求1 23中任一项所述的绝缘片，其中，未固化状态的绝缘片的玻璃化转变 温度为25°C以下，3未固化状态的绝缘片在25°C下的弯曲弹性模量在10 1，OOOMPa的范围内，且绝缘片 发生固化时，绝缘片的固化物在25°C下的弯曲弹性模量在1，000 50，OOOMPa的范围内，使用旋转型动态粘弹性测定装置测定的25°C下的未固化状态的绝缘片的tan δ在 0. 1 1. 0的范围内，并且，将未固化状态的绝缘片从25°C升温到250°C时，绝缘片的tan δ 的最大值在1.0 5.0的范围内。
25.叠层结构体，其包括导热率为10W/m · K以上的导热体、 叠层在上述导热体至少一面的绝缘层、及叠层在上述绝缘层的与叠层有上述导热体的一面相反侧的面上的导电层，其中， 上述绝缘层由权利要求1 M中任一项所述的绝缘片经固化而形成。
26.权利要求25所述的叠层结构体，其中，上述导热体为金属。
全文摘要
本发明提供一种绝缘片，其在未固化状态下的操作性优异，且可以得到绝缘击穿特性、导热性、耐热性、耐酸性以及加工性的固化物。所述绝缘片包含具有芳香族骨架且重均分子量为10,000以上的聚合物(A)；重均分子量小于10,000的环氧树脂(B1)及重均分子量小于10,000的氧杂环丁烷树脂(B2)中的至少一种树脂(B)；固化剂(C)；以及，化学式MgCO3表示的不含结晶水的碳酸镁无水盐(D1)、及该碳酸镁无水盐(D1)的表面被有机树脂、有机硅树脂或二氧化硅包覆而成的包覆体(D2)中的至少一种物质(D)。
文档编号H01B17/56GK102113065SQ20098013009
公开日2011年6月29日 申请日期2009年8月4日 优先权日2008年8月7日
发明者中岛大辅, 前中宽, 日下康成, 樋口勋夫, 渡边贵志, 青山卓司, 高桥良辅 申请人:积水化学工业株式会社