含有无机填料的环氧树脂固化物及使用其的层压板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含有无机填料的环氧树脂固化物及使用该固化物的层压板。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着汽车动力的电力化、半导体的高集成化、LED照明的普及，期望用于粘 接剂、铸造材料、密封材料、成型材料、层压板及复合基板等中的以热固化性树脂为主的有 机绝缘材料以散热为目的的高热导率化。进一步，随着这样的有机绝缘材料其使用环境的 高温化发展，期望例如2.OWAm?K)以上的高热导率化。
[0003] 作为具有高热导率的热固化性树脂组合物，已知有具有介晶基团的环氧树脂组合 物。例如，在专利文献1中公开有一种在使具有作为介晶基团的联苯基的特定结构的环氧 化合物和4, 4'-二羟基联苯等酚类化合物反应而成的环氧树脂（环氧预聚物）中配合了 1，5-二氨基萘的固化剂的热固化性树脂组合物。
[0004] 进一步，在上述环氧树脂组合物中可以含有金属氧化物或氢氧化物或者无机陶 瓷、其它的填充剂。例如，公开了可以添加氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氢氧化铝等无机粉末 填充剂；玻璃纤维、纸浆纤维、合成纤维、陶瓷纤维等纤维质填充剂；着色剂等。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开2004-2573号公报
【发明内容】
[0008] 发明所要解决的技术问题
[0009] 然而，专利文献1中记载的热固化性树脂组合物在导热性方面尚不充分。而且，根 据发明人等的研究可知，该树脂组合物的固化物存在耐热性不充分且由于在绝缘物的表面 的重复微放电而形成碳化导电通路，以至于产生绝缘破坏的电痕现象的问题。
[0010] 在专利文献1中，利用使具有作为介晶基团的联苯基的特定结构的环氧化合物和 4, 4'-二羟基联苯等酚类化合物反应而成的环氧树脂（环氧预聚物）得到树脂固化物。但 是，该树脂固化物由于将多个介晶基团以具有柔软性的键线性排列，因此，交联密度下降， 在高温区域（300~500°C)的热分解质量损失较大。其结果，认为无法充分地得到耐电痕 性。
[0011] 另外，在环氧树脂组合物中可以含有金属氧化物或氢氧化物或者无机陶瓷、其它 的填充剂，其中，氧化镁便宜且热导率较高（40~62WAm?K))，并且体积电阻率也较高 OlO14Q?cm)，适合作为绝缘性的填料，但相对于水或氯化铵水溶液具有溶解性，在与专利 文献1的树脂组合物组合使用的情况下，具有无法充分确保作为有机绝缘材料的可靠特性 之一的耐电痕性的问题。
[0012] 本发明是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种具备较高的导热特 性和耐电痕性的含有无机填料的环氧树脂固化物及使用其的层压板。
[0013] 解决技术问题的技术手段
[0014] 本发明人等组合使用氧化镁粉末、环氧化合物、和特定的固化剂对反应物的组成 进行了各种研究，结果发现，若300~500°C的温度范围内的热分解质量损失在规定的范围 内，则对较高的环境温度下的耐热特性优异的含有无机填料的树脂固化物及使用其的层压 板有效，至此完成了本发明。
[0015] 本发明的特征在于，含有无机填料的环氧树脂固化物中的氧化镁粉末的填充率为 45~63体积％，300~500°C的温度范围内的最大热分解质量损失率ARfflax为-〇. 20 [质 量％/°c]以上。
[0016] 由于含有无机填料的环氧树脂固化物在300~500°C的温度范围内的最大热分解 质量损失率ARnax为-〇. 20 [质量％/°C]以上，因此，可以避免环氧树脂固化物的表面的急 剧的形态变化，从而可以得到维持较高的耐热特性的效果。
[0017] 由于在含有无机填料的环氧树脂固化物中含有氧化镁粉末，因此，可以维持含有 无机填料的环氧树脂固化物的高散热性，所以，可以避免环氧树脂固化物的高温化，通过 与环氧树脂固化物的高耐热特性的协同效果，即使在高温下也可以有效地避免树脂的热分 解。由此，可以维持含有无机填料的环氧树脂固化物对于高电压的耐电痕性。
[0018] 进一步，若在含有无机填料的环氧树脂固化物中填充45~63体积％的氧化镁粉 末，则通过氧化镁粉末所具有的高热导率，作为含有无机填料的环氧树脂固化物，可以得到 高导热特性（2.OWAm?K)以上）。
[0019] 本发明的环氧树脂固化物优选具有介晶基团。由此，通过环氧化合物彼此等与其 它具有介晶基团的化合物的苯环的堆叠性提高这样的协同效果，可以得到更高的导热特 性。
[0020] 本发明中的环氧树脂固化物优选至少含有环氧化合物、和1，3,5_三（4-氨基苯 基）苯或1，3, 5-三（4-羟基苯基）苯。
[0021] 1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯及1，3, 5-三（4-羟基苯基）苯其主骨架的1，3, 5-三 苯基苯的分子结构为刚性且具有较高的导热性。另外，由于1分子中具有3个反应基团，因 此，与环氧化合物的环氧基形成交联密度高且牢固的树脂结构。因此，作为与环氧化合物的 反应物的树脂固化物可以得到更高的导热特性和耐热特性。
[0022] 进一步，在本发明中，提供一种包含所述含有无机填料的环氧树脂固化物的层压 板。这样的层压板由于具备具有上述特征的含有无机填料的环氧树脂固化物，因此，具有高 导热特性，并且耐电痕性高，可以长期维持优异的可靠性。
[0023] 本发明可以提供一种具备高导热特性、耐电痕性的含有无机填料的环氧树脂固化 物以及使用其的层压板。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的一个实施方式中所使用的树脂片材的概略图。
[0025] 图2为本发明的一个实施方式所涉及的层压板的概略图。
[0026] 图3为图2的III部的放大图，并且为表示加压加热后的层压板的结构的图。
[0027] 图4为本发明的一个实施方式所涉及的含有无机填料的环氧树脂固化物的热分 解质量损失图表的一个例子。
[0028] 图5为本发明的一个实施方式所涉及的含有无机填料的环氧树脂固化物的热分 解质量损失率图表的一个例子。
[0029] 符号的说明：
[0030] 1…含有无机填料的环氧树脂组合物；2…芯材；10…树脂片材；20…含有无机填 料的环氧树脂固化物；1〇〇…层压板。
【具体实施方式】
[0031] 下面对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式是用于说明本发明的 示例，本发明并不仅限定于该实施方式，只要不脱离其要点就可以以各种方式实施。
[0032] 本发明所涉及的实施方式的含有无机填料的环氧树脂固化物其特征在于，含有氧 化镁粉末，在300~500°C的温度范围内的最大热分解质量损失率ARniax为-〇. 20 [质量％ /°C]以上。最大热分解质量损失率△1?_是指热分解质量损失率ARt为负，且其绝对值为 最大的值。
[0033] 本实施方式所涉及的上述环氧树脂固化物至少含有环氧化合物。该环氧化合物可 以没有特别限制地使用缩水甘油醚类或缩水甘油酯类、缩水甘油胺类等，可以使用多种环 氧化合物。为了得到更高的热导率，更优选为在环氧化合物的分子内导入联苯基或三联苯 基等具有2个以上苯环的介晶基团而成的化合物。由此可以在具有介晶基团的环氧化合物 彼此或与其它的具有介晶基团的化合物之间得到更高的苯环的堆叠性。在该基团间的堆叠 性的提高由于具有抑制成为树脂固化物的热导率降低的原因的声子散射的作用，因此，从 得到高热导率的方面出发，更优选。
[0034] 环氧化合物特别优选为选自在其分子中具有联苯基和2个以上的环氧基的缩水 甘油醚类（例如，如联苯基缩水甘油醚、四甲基联苯基缩水甘油醚的具有联苯基的物质）或 具有如三联苯基那样的介晶基团的缩水甘油醚类中的1种或2种以上。特别是如联苯基缩 水甘油醚这样苯环上没有烷基时，结晶性变高，并且不易燃烧，从导热性及耐燃性的观点出 发，可以得到进一步的效果，故优选。
[0035] 本实施方式的环氧树脂固化物含有1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯或1，3, 5-三 (4-羟基苯基）苯。
[0036] 对1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯而言，环氧化合物的环氧基与1分子中的3个氨基 的活泼氢一个一个地反应，形成交联密度高且牢固的树脂结构。另外，变得更难燃，从导热 性或耐燃性的观点（作用）考虑，更优选。这是因为在与低分子量的环氧化合物反应的情 况下，特别是分子链内的交联密度变高。
[0037] 作为可以得到同样的效果的化合物，有具有与1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯相同的 主骨架的1，3, 5-三（4-羟基苯基）苯。环氧化合物的环氧基与1分子中的3个羟基的活 泼氢一个一个地反应，形成交联密度高且牢固的树脂结构。
[0038] 环氧化合物与1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯的配合比例相对于100摩尔环氧化合 物的环氧基，1，3, 5-三（4-氨基苯基）苯的氨基的活泼氢的摩尔数优选为80以上且130以 下的范围。通过在该范围，可以得到一种树脂固化物，其特征在于，环氧化合物与1，3, 5-三 (4-氨基苯基）苯的交联