(57)【要約】【課題】未硬化時及び半硬化時のハンドリング性が良好であり、且つ耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】窒化ホウ素の二次焼結粒子を耐熱性樹脂マトリックス成分中に分散してなる熱硬化性樹脂組成物であって、６００以上７０，０００以下の重量平均分子量及び１３０℃以下のガラス転移温度を有する可撓性樹脂である密着性付与剤を、前記耐熱性樹脂マトリックス成分１００質量部に対して５質量部以上３０質量部以下の範囲で含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化ホウ素の二次焼結粒子を耐熱性樹脂マトリックス成分中に分散してなる熱硬化性樹脂組成物であって、
６００以上７０，０００以下の重量平均分子量及び１３０℃以下のガラス転移温度を有する可撓性樹脂である密着性付与剤を、前記耐熱性樹脂マトリックス成分１００質量部に対して５質量部以上３０質量部以下の範囲で含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物。
【請求項２】
前記可撓性樹脂は、ビスフェノール型エポキシ樹脂及びスチレン系ポリマーからなる群より選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
前記ビスフェノール型エポキシ樹脂は、以下の一般式（１）又は（２）：
【化１】
2011116913.tif 000007
【化２】
2011116913.tif 000008
（式中、Ａは脂肪族炭化水素、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格、又は
【化３】
2011116913.tif 000009
であり、ＢはＣＨ２、ＣＨ（ＣＨ３）又はＣ（ＣＨ３）２であり、Ｘはエチレンオキシエチル基、ジ（エチレンオキシ）エチル基、トリ（エチレンオキシ）エチル基、テトラ（エチレンオキシ）エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ（プロピレンオキシ）プロピル基、トリ（プロピレンオキシ）プロピル基、テトラ（プロピレンオキシ）プロピル基、ブチレンオキシブチル基、ジ（ブチレンオキシ）ブチル基、トリ（ブチレンオキシ）ブチル基、テトラ（ブチレンオキシ）ブチル基、炭素原子数２〜１５のアルキレン基、またはシクロアルカン骨格を有する炭素原子数６〜１７の脂肪族炭化水素基であり、ｎは０〜１０であり、ｍは０〜２０である）により表されることを特徴とする請求項２に記載の熱硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シート。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法。
【請求項６】
一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、前記電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、前記半導体素子で発生する熱を前記一方の放熱部材から前記他方の放熱部材に伝達する請求項４に記載の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、熱硬化性樹脂組成物、熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュールに関し、特に電気・電子機器等の発熱部材から放熱部材へ熱を伝達させる熱伝導性樹脂シートを製造するために用いられる熱硬化性樹脂組成物、この熱硬化性樹脂組成物を用いた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法、並びにパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気・電子機器の発熱部材から放熱部材へ熱を伝達させる部材には、熱伝導性及び電気絶縁性に優れていることが要求され、この要求を満たすものとして、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた無機充填材を樹脂マトリックス成分中に分散させた熱硬化性樹脂組成物を用いて製造された熱伝導性樹脂シートが広く用いられている。ここで、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた無機充填材としては、アルミナ、窒化ホウ素（ＢＮ）、シリカ、窒化アルミニウム等が挙げられるが、その中でも窒化ホウ素は、熱伝導性及び電気絶縁性に加えて化学的安定性にも優れており、また無毒性且つ比較的安価でもあるため、熱伝導性樹脂シートに広く用いられている。
【０００３】
窒化ホウ素は、図５に示すように、黒鉛と同様の分子構造を有しており、一般に市販されている窒化ホウ素の結晶構造は鱗片状である。この窒化ホウ素は熱的異方性を有しており、図６に示すように、結晶のａ軸方向（面方向）の熱伝導率は、ｃ軸方向（厚さ方向）の数倍から数十倍と言われている。この鱗片状の窒化ホウ素を分散させた熱硬化性樹脂組成物を用い、ドクターブレード法などの公知の方法によって熱伝導性樹脂シートを製造した場合、窒化ホウ素のａ軸方向はシートの面方向に配向し易いため、シート厚さ方向の熱伝導性が十分に得られないという問題がある。そこで、鱗片状の窒化ホウ素を凝集させた二次凝集体や、これをさらに焼結させた二次焼結体のような等方的な熱伝導性を有する二次粒子を作製し、この二次粒子を樹脂マトリックス成分中に分散させた熱硬化性樹脂組成物を用いて熱伝導性樹脂シートを製造することにより、シートの厚さ方向の熱伝導性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
ところで、近年、電気・電子機器の高耐圧・大電流化に伴い、より高温に熱伝導性樹脂シートが曝されるようになってきている。そこで、耐熱性に優れた熱伝導性樹脂シートを得るために、熱伝導性樹脂シートの母材である樹脂マトリックスに耐熱性を付与することが必要とされている。
しかしながら、耐熱性を有する樹脂マトリックスは硬くて脆く、熱伝導性を高めることを目的として窒化ホウ素の二次焼結体などの無機充填材の配合量を多くした場合、熱伝導性樹脂シートはますます脆くなってしまう。つまり、耐熱性を有する樹脂マトリックスを与える成分（以下、耐熱性樹脂マトリックス成分という）を含む熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導性樹脂シートの製造時（例えば、熱硬化性樹脂組成物の塗工時や塗布乾燥物の成形時など）に割れや欠けが生じるため、ハンドリング性が十分でないという問題がある。
そこで、熱硬化性樹脂組成物のハンドリング性を向上させるために、重量平均分子量が大きく、且つ芳香族骨格を有するフェノキシ樹脂などを全樹脂成分の合計１００質量部に対して２０〜９０重量配合する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０６０１３４号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０４１３００号公報
【特許文献３】特開２００９−１４９７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、窒化ホウ素の二次焼結粒子を含む熱硬化性樹脂組成物に特許文献３の方法を適用した場合、熱硬化性樹脂組成物の粘度が高くなり、二次焼結粒子中の微小空洞（ポア）に樹脂マトリックス成分が浸透し難くなる。その結果、この熱硬化性樹脂組成物を用いて作製した熱伝導性樹脂シートでは、樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の十分な密着性が得られず、熱伝導性樹脂シートの製造時の割れや欠けを十分に防止することができないという問題がある。
一方、樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる方法として、熱伝導性樹脂シートを製造する際のプレス工程においてプレス圧を増加する方法が考えられるが、シート中で二次焼結粒子が崩れ、窒化ホウ素のａ軸方向がシートの面方向に配向してしまうため、シート厚み方向の熱伝導率が向上しないという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、未硬化時及び半硬化時のハンドリング性が良好であり、且つ耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、耐熱性や熱放散性に優れたパワーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、窒化ホウ素の二次焼結粒子を耐熱性樹脂マトリックス成分中に分散してなる熱硬化性樹脂組成物において、特定の密着性付与剤を所定の割合で配合することで、二次焼結粒子中の微小空洞（ポア）に耐熱性樹脂マトリックス成分及び密着性付与剤を浸透させ、未硬化時及び半硬化時のハンドリング性を低下させることなく、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性を高めた熱伝導性樹脂シートを作製し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、窒化ホウ素の二次焼結粒子を耐熱性樹脂マトリックス成分中に分散してなる熱硬化性樹脂組成物であって、６００以上７０，０００以下の重量平均分子量及び１３０℃以下のガラス転移温度を有する可撓性樹脂である密着性付与剤を、前記耐熱性樹脂マトリックス成分１００質量部に対して５質量部以上３０質量部以下の範囲で含むことを特徴とする熱硬化性樹脂組成物である。
【０００９】
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を硬化させてなることを特徴とする熱伝導性樹脂シートである。
また、本発明は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含むことを特徴とする熱伝導性樹脂シートの製造方法である。
さらに、本発明は、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、前記電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、前記半導体素子で発生する熱を前記一方の放熱部材から前記他方の放熱部材に伝達する上記の熱伝導性樹脂シートとを備えることを特徴とするパワーモジュールである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、未硬化時及び半硬化時のハンドリング性が良好であり、且つ耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。
さらに、本発明によれば、耐熱性や熱放散性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１ａ】実施の形態２の熱伝導性樹脂シートの断面図である。
【図１ｂ】実施の形態２の熱伝導性樹脂シートにおける耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との界面の拡大断面図である。
【図２】密着性付与剤を配合していない熱伝導性樹脂シートにおける耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との界面の拡大断面図である。
【図３】実施の形態３のパワーモジュールの断面図である。
【図４】実施例３及び６〜８、比較例１及び４〜５における密着性付与剤の配合量と、Ｂステージ状態の熱伝導性樹脂シートの曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図５】窒化ホウ素の分子構造を表す図である。
【図６】窒化ホウ素の結晶構造を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、窒化ホウ素の二次焼結粒子を耐熱性樹脂マトリックス成分中に分散してなるものであり、特定の密着性付与剤を所定の割合で含むことを特徴とする。
密着性付与剤は、６００以上７０，０００以下、好ましくは６００以上６０，０００以下の重量平均分子量、及び１３０℃以下、好ましくは１００℃以下のガラス転移温度を有する可撓性樹脂であれば特に限定されない。可撓性樹脂の重量平均分子量が６００未満であると、可撓性樹脂を配合しても耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が十分に得られない。一方、可撓性樹脂の重量平均分子量が７０，０００を超えると、可撓性樹脂の粘度が高くなり、二次焼結粒子のポアに可撓性樹脂が浸透し難くなる。その結果、耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が十分に得られない。また、可撓性樹脂のガラス転移温度が１３０℃を超えた場合も同様に、二次焼結粒子中のポアに可撓性樹脂が浸透し難くなるため、耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が十分に得られない。
【００１３】
可撓性樹脂の例としては、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチレン系ポリマー、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴムなどが挙げられる。これらは単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの可撓性樹脂の中でも、耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果の点で、ビスフェノール型エポキシ樹脂及びスチレン系ポリマーが好ましい。
【００１４】
ビスフェノール型エポキシ樹脂とは、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦなどのビスフェノール類と、エピクロヒドリンなどとの反応によって得られるエポキシ樹脂を意味し、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ／Ｆ型エポキシ樹脂などが挙げられる。ビスフェノール型エポキシ樹脂の中でも、下記の一般式（１）で表されるものが特に好ましい。
【００１５】
【化１】
2011116913.tif 000002
【００１６】
上記式（１）中、Ａは脂肪族炭化水素、ビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格、ナフタレン骨格、ビフェニル骨格、ジシクロペンタジエン骨格、又は
【００１７】
【化２】
2011116913.tif 000003
【００１８】
、好ましくはビスフェノールＡ型骨格、ビスフェノールＦ型骨格又はビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格であり、ＢはＣＨ２、ＣＨ（ＣＨ３）又はＣ（ＣＨ３）２であり、ｎは０〜１０、好ましくは１〜８である。ここで、ビスフェノールＡ／Ｆ混合型骨格とは、ビスフェノールＡ型骨格とビスフェノールＦ型骨格の両方を有する骨格を意味する。
上記一般式（１）で表されるビスフェノール型エポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社から販売されているＪＥＲ  Ｅ１２５６、Ｅ４２５０、Ｅ４２７５などを用いることができる。
【００１９】
また、ビスフェノール型エポキシ樹脂は、アルキレンオキサイド変性などの変性が行われていているものを使用してもよい。アルキレンオキサイド変性ビスフェノール型エポキシ樹脂とは、ビスフェノール型エポキシ樹脂を構成する芳香族環に直接結合した酸素に、１つ以上のアルキレンオキサイド基が結合したものをいう。このアルキレンオキサイド変性ビスフェノール型エポキシ樹脂において、アルキレンオキサイド基は、２個以上の繰り返し単位として存在していることが好ましい。また、アルキレンオキサイド基は、１分子中の全ての芳香族環の間を結合していることが好ましく、芳香族環に直接結合した酸素に直接結合していても、アセタール結合などを介して結合していてもよい。アルキレンオキサイド基の例としては、エチレンオキシエチル基、プロピレンオキシプロピル基、ポリ（エチレンオキシ）エチル基、ポリ（プロピレンオキシ）プロピル基、エチレンオキドとプロピレンオキシドとの付加重合により得られる基などが挙げられる。
【００２０】
本発明において特に好ましいアルキレンオキサイド変性ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールＡ、アルキレンオキサイド変性ビスフェノールＦなどのアルキレンオキサイド変性ビスフェノール類と、クロロヒドリンなどとの反応によって得られるエポキシ樹脂であり、下記の一般式（２）で表される。
【００２１】
【化３】
2011116913.tif 000004
【００２２】
上記式（２）中、ＢはＣＨ２、ＣＨ（ＣＨ３）又はＣ（ＣＨ３）２であり、Ｘはエチレンオキシエチル基、ジ（エチレンオキシ）エチル基、トリ（エチレンオキシ）エチル基、テトラ（エチレンオキシ）エチル基、プロピレンオキシプロピル基、ジ（プロピレンオキシ）プロピル基、トリ（プロピレンオキシ）プロピル基、テトラ（プロピレンオキシ）プロピル基、ブチレンオキシブチル基、ジ（ブチレンオキシ）ブチル基、トリ（ブチレンオキシ）ブチル基、テトラ（ブチレンオキシ）ブチル基、炭素原子数２〜１５のアルキレン基、またはシクロアルカン骨格を有する炭素原子数６〜１７の脂肪族炭化水素基であり、ｍは０〜２０、好ましくは２〜５である。
上記一般式（２）で表されるアルキレンオキサイド変性ビスフェノール型エポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社から販売されているＹＬ７１７５−５００、ＹＬ７１７５−１０００や、ＤＩＣ株式会社から販売されているＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ４８５０、４８１６、４８２２などを用いることができる。
【００２３】
スチレン系ポリマーとは、分子鎖中にスチレン単位を有するポリマーを意味し、例えば、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体、マレイミド−スチレン共重合体、アクリロニトリル−フダジエン−スチレンなどが挙げられる。
スチレン系ポリマーの中でも、エポキシ基を有するスチレン系ポリマーが好ましい。このようなスチレン系ポリマーは、一般に市販されており、例えば、日油株式会社から販売されているマープルーフ（登録商標）Ｇ−０１１５Ｓ、Ｇ−０２５０Ｓ、Ｇ−１００５ＳＡなどを用いることができる。
【００２４】
密着性付与剤の配合量は、耐熱性樹脂マトリックス成分１００質量部に対して、５質量部以上３０質量部以下、好ましくは５質量部以上２０質量部以下の範囲である。密着性付与剤の配合量が５質量部未満であると、密着性付与剤の量が少なすぎ、耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が十分に得られない。一方、密着性付与剤の配合量が３０質量部を超えると、熱硬化性樹脂組成物の粘度が高くなり、熱伝導性樹脂シートを作製する際にシート中にボイドが生じてしまい、熱伝導性樹脂シートの電気絶縁性が低下する。
【００２５】
「耐熱性樹脂マトリックス成分」とは、熱伝導性樹脂シートに使用可能な程度の耐熱性を有する熱硬化性樹脂のことを意味し、熱伝導性樹脂シートの母材となる成分である。ここで、「熱伝導性樹脂シートに使用可能な程度の耐熱性を有する熱硬化性樹脂」とは、一般に１８０℃〜２５０℃の温度に曝されても、本来の物性を失わない熱硬化性樹脂のことを意味する。
熱伝導性樹脂シートに使用可能な程度の耐熱性を有する熱硬化性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、当該技術分野において一般的に公知の耐熱性エポキシ樹脂が挙げられる。耐熱性エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有し、好ましくは１００以上１０００以下、より好ましくは１５０以上５００の範囲のエポキシ当量を有するものが望ましい。
【００２６】
好ましい耐熱性エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニルブタン）（ビスフェノールＢ）、１，１'−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン（ビスフェノールＦ）、１，１，２，２−テトラキス（４−ヒドロキシフェニル）エタン、４−ヒドロキシフェニルエーテル、ｐ−（４−ヒドロキシ）フェノールなどのポリフェノール類化合物のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、すなわちジグリシジルエーテルビスフェノール型エポキシ樹脂；ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂；ナフタレン型エポキシ樹脂；ビフェニル型エポキシ樹脂；アントラセン型エポキシ樹脂；フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂；グリシジルアミン型エポキシ樹脂；トリフェノールメタン型エポキシ樹脂；メチルエピクロ型エポキシ樹脂などが挙げられる。このような耐熱性エポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、ＤＩＣ株式会社から販売されているＥＰＩＣＲＯＮ  ＥＸＡ−４７１０や、ジャパンエポキシレジン株式会社から販売されているＪＥＲ  ＹＸ４０００などを用いることができる。これらの耐熱性エポキシ樹脂は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの耐熱性エポキシ樹脂は、一般に常温で固形であるため、熱硬化性樹脂組成物のハンドリング性（特に、半硬化時のハンドリング性）を考慮すると、常温で液状のエポキシ樹脂に溶解して使用することが好ましい。ここで、「常温」とは、一般に２５℃のことを意味する（以下において「常温」なる語は、同じ意味で用いる）。
【００２７】
常温で液状のエポキシ樹脂としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。液状のエポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基を有するものが望ましい。好ましい液状のエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、Ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のクレゾールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。このような液状のエポキシ樹脂は、一般に市販されており、例えば、ジャパンエポキシレジン株式会社から販売されているＪＥＲ  ８２８などを用いることができる。これらの液状のエポキシ樹脂は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２８】
耐熱性エポキシ樹脂（固形のエポキシ樹脂）と液状のエポキシ樹脂との質量割合は、使用するエポキシ樹脂の種類に応じて適宜調整すればよく特に限定されないが、一般に１０：９０〜９０：１０、好ましくは３０：７０〜７０：３０である。
【００２９】
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記の熱硬化性樹脂を硬化させるための硬化剤を含む。
硬化剤としては、特に限定されることはなく、使用する熱硬化性樹脂の種類にあわせて公知のものを適宜選択すればよい。熱硬化性樹脂として耐熱性エポキシ樹脂を用いる場合、硬化剤の例としては、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸及び無水ハイミック酸などの脂環式酸無水物；ドデセニル無水コハク酸などの脂肪族酸無水物；無水フタル酸及び無水トリメリット酸などの芳香族酸無水物；ジシアンジアミド及びアジピン酸ジヒドラジドなどの有機ジヒドラジド；トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール；ジメチルベンジルアミン；１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン及びその誘導体；２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール及び２−フェニルイミダゾールなどのイミダゾール類；フェノールノボラック、ｏ−クレゾールノボラック、ｐ−クレゾールノボラック、ｔ−ブチルフェノールノボラック、ジシクロペンタジエンクレゾール、ポリパラビニルフェノール、ビスフェノールＡ型ノボラック、キシリレン変性ノボラック、デカリン変性ノボラック、ポリ（ジ−ｏ−ヒドロキシフェニル）メタン、ポリ（ジ−ｍ−ヒドロキシフェニル）メタン、ポリ（ジ−ｐ−ヒドロキシフェニル）メタンなどのフェノール樹脂が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物における硬化剤の配合量は、使用する熱硬化性樹脂や硬化剤の種類等にあわせて適宜調整すればよく、一般的に、１００質量部の熱硬化性樹脂に対して０．１質量部以上２００質量部以下である。
【００３０】
耐熱性樹脂マトリックス成分に分散させる窒化ホウ素の二次焼結粒子は、窒化ホウ素の一次粒子を凝集して焼結（粒成長）させたものであり、公知のものを用いることができる。この二次焼結粒子では、一次粒子があらゆる方向を向いて凝集、すなわち等方的に凝集しているため、二次焼結粒子は等方的な熱伝導性を有する。
二次焼結粒子を構成する一次粒子の平均長径は、好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは０．１μｍ以上８μｍ以下である。一次粒子の平均長径が１５μｍよりも大きいと、一次粒子の焼結密度が低くなりすぎてしまい、二次焼結粒子自体の熱伝導性が低下すると共に、熱伝導性樹脂シートの製造工程（プレス工程）において二次焼結粒子が崩れ易くなり、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られないことがある。
【００３１】
二次焼結粒子の平均粒径は、好ましくは２０μｍ以上１８０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以上１３０μｍ以下である。二次焼結粒子の平均粒径が２０μｍ未満であると、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られないことがある。一方、二次焼結粒子の平均粒径が１８０μｍを超えると、熱硬化性樹脂組成物中に二次焼結粒子を混練分散させることが難しくなり、作業性や成形性に支障を生じることがある。さらに、所望の厚さを有する熱伝導性樹脂シートが得られず、電気絶縁性が低下することもある。
なお、二次焼結粒子の形状は、球状に限定されず、鱗片状等の他の形状であってもよい。ただし、球状以外の他の形状の場合、平均粒径は当該形状における長辺の長さを意味する。また、球状の二次焼結粒子であれば、熱硬化性樹脂組成物を製造する際に、熱硬化性樹脂の流動性を確保しつつ、二次焼結粒子の配合量を高めることができること等を考慮すると、二次焼結粒子は球状であることが好ましい。
【００３２】
二次焼結粒子は、所定の窒化ホウ素の一次粒子を用いて、公知の方法に従って製造することができる。具体的には、所定の窒化ホウ素の一次粒子をスプレードライ等の公知の方法によって凝集させた後、焼成して焼結（粒成長）させる。ここで、焼成温度は特に限定されないが、一般的に２，０００℃である。
【００３３】
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲において、上記の二次焼結粒子と共に、当該技術分野において一般的な無機充填材を含有することができる。この無機充填材としては、特に限定されないが、例えば、窒化ホウ素（ＢＮ）の一次粒子、溶融シリカ（ＳｉＯ２）、結晶シリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを挙げることができる。
二次焼結粒子を含む無機充填材の熱硬化性樹脂組成物における配合量は、好ましくは３０体積％以上８０体積％以下、より好ましくは４０体積％以上７０体積％以下である。なお、熱硬化性樹脂組成物が下記で説明する溶剤を含有する場合、溶剤を除いた熱硬化性樹脂組成物における無機充填材の含有量を意味する。二次焼結粒子を含む無機充填材の含有量が３０体積％未満であると、所望の熱伝導性を有する熱伝導性樹脂シートが得られないことがある。一方、二次焼結粒子を含む無機充填材の含有量が８０体積％を超えると、熱伝導性樹脂シート内にボイドが発生し易くなり、熱伝導性樹脂シートの熱伝導性や電気絶縁性が低下することがある。
【００３４】
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と無機充填材との界面の接着力を向上させる観点から、カップリング剤を含有することができる。カップリング剤としては、特に限定されることはなく、熱硬化性樹脂や無機充填材の種類にあわせて公知のものを適宜選択すればよい。かかるカップリング剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物におけるカップリング剤の配合量は、使用する熱硬化性樹脂やカップリング剤の種類等にあわせて適宜設定すればよく、一般的に、１００質量部の熱硬化性樹脂に対して０．０１質量部以上５質量部以下である
【００３５】
本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、当該組成物の粘度を調整する観点から、溶剤を含有することができる。溶剤としては、特に限定されることはなく、熱硬化性樹脂や無機充填材の種類にあわせて公知のものを適宜選択すればよい。かかる溶剤としては、例えば、トルエンやメチルエチルケトンなどが挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物における溶剤の配合量は、混練が可能な量であれば特に限定されることはなく、一般的に、熱硬化性樹脂と無機充填剤との合計１００質量部に対して４０質量部以上８５質量部以下である。
【００３６】
上記のような構成成分を含有する本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物の製造方法は、特に限定されることはなく、公知の方法に従って行うことができる。例えば、本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、以下のようにして製造することができる。
まず、所定量の熱硬化性樹脂と、この熱硬化性樹脂を硬化させるために必要な量の硬化剤と、所定量の密着性付与剤とを混合する。
次に、この混合物に溶剤を加えた後、二次焼結粒子や一般的な無機充填材を加えて予備混合する。なお、エポキシ樹脂組成物の粘度が低い場合には、溶剤を加えなくてもよい。
次に、この予備混合物を３本ロールやニーダ等を用いて混練することによって熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。なお、熱硬化性樹脂組成物にカップリング剤を配合する場合、カップリング剤は混練工程前までに加えればよい。
【００３７】
上記のようにして得られる本実施の形態の熱硬化性樹脂組成物は、二次焼結粒子中のポアに耐熱性樹脂マトリックス成分及び密着性付与剤を浸透させ、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性を高めた熱伝導性樹脂シートを製造することが可能となる。また、この熱硬化性樹脂組成物は、粘度が低く、ハンドリング性に優れている。さらに、熱硬化性樹脂組成物を半硬化させても、脆くならず、柔軟性がある。つまり、半硬化（Ｂステージ）時における熱伝導性樹脂シートの柔軟性が確保されるため、熱伝導性樹脂シートの作製時にシートの割れや欠けを抑制することが可能となる。
【００３８】
実施の形態２．
本実施の形態の熱伝導性樹脂シートは、上記の熱硬化性樹脂組成物をシート化して硬化させたものである。
以下、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートについて図面を用いて説明する。
図１ａは、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートの断面図である。図１ｂは、本実施の形態の熱伝導性樹脂シートにおける耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との界面の拡大断面図である。図１ａにおいて、熱伝導性樹脂シート１は、耐熱性樹脂マトリックス２と、耐熱性樹脂マトリックス２中に分散された二次焼結粒子３及び密着性付与剤５とを含む。なお、密着性付与剤５は、二次焼結粒子３に比べて非常に小さいため、図１ａでは図示していない。また、二次焼結粒子３は、窒化ホウ素の一次粒子４から構成されている。
【００３９】
このような構成を有する熱伝導性樹脂シート１では、図１ｂに示すように、密着性付与剤５が二次焼結粒子３中のポアに浸透し、耐熱性樹脂マトリックス２と二次焼結粒子３との界面の密着性を向上させる。これにより、耐熱性樹脂マトリックス２と二次焼結粒子３との界面における割れや剥離が抑制され、熱伝導性樹脂シート１の熱伝導性や電気絶縁性が向上する。
【００４０】
他方、密着性付与剤５を配合していない熱伝導性樹脂シートにおける耐熱性樹脂マトリックスと二次焼結粒子との界面の拡大断面図を図２に示す。この熱伝導性シートでは、図２に示すように、耐熱性樹脂マトリックス２と二次焼結粒子３との界面にクラック６が生じる。このクラック６は、シートの割れや剥離の原因となり、熱伝導性樹脂シート１の熱伝導性や電気絶縁性を低下させる。
【００４１】
本実施の形態の熱伝導性樹脂シート１は、上記の熱硬化性樹脂組成物を基材に塗布して乾燥させる工程と、塗布乾燥物を硬化させる工程とを含む方法によって製造することができる。
ここで、基材としては、特に限定されることはなく、例えば、銅箔や離型処理された樹脂シートやフィルム等のような公知の基材を用いることができる。
熱硬化性樹脂組成物の塗布方法としては、特に限定されることはなく、ドクターブレード法等のような公知の方法を用いることができる。
塗布した熱硬化性樹脂組成物の乾燥は、周囲温度で行ってよいが、溶剤の揮発を促進させる観点から、必要に応じて８０℃以上１５０℃以下に加熱してもよい。
【００４２】
塗布乾燥物の硬化温度は、使用する熱硬化性樹脂の種類にあわせて適宜設定すればよいが、一般的に８０℃以上２５０℃以下である。また、硬化時間は、特に限定されないが、一般的に２分以上２４時間以下である。
また、塗布乾燥物を硬化させる場合、必要に応じて加圧してもよい。この場合のプレス圧は、好ましくは０．５ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下、より好ましくは１．９ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である。プレス圧が０．５ＭＰａ未満であると、熱伝導性樹脂シート１内のボイドを十分に除去することができないことがある。一方、プレス圧が５０ＭＰａを超えると、二次焼結粒子３が変形又は崩壊してしまい、熱伝導性樹脂シート１の熱伝導性及び電気絶縁性が低下することがある。また、プレス時間は、特に限定されないが、一般的に５分以上６０分以下である。
【００４３】
本実施の形態の熱伝導性樹脂シート１を電気・電子機器に組み込む場合、熱硬化性樹脂組成物を発熱部材や放熱部材上に直接塗布して熱伝導性樹脂シート１を作製することも可能である。また、マトリックスの熱硬化性樹脂がＢステージ状態にある熱伝導性樹脂シート１を予め作製しておき、これを発熱部材と放熱部材との間に配置した後、所定のプレス圧で加圧しながら８０℃以上２５０℃以下に加熱することで熱伝導性樹脂シート１を作製することも可能である。これらの方法によれば、熱伝導性樹脂シート１に対する発熱部材や放熱部材の接着性がより高くなる。
【００４４】
上記のようにして得られる本実施の形態の熱伝導性樹脂シート１は、電気・電子機器の発熱部材と放熱部材との間に配置することにより、発熱部材と放熱部材とを接着すると共に電気絶縁することができる。特に、本実施の形態の熱伝導性樹脂シート１は、耐熱性樹脂マトリックス２を母材とし、且つ耐熱性樹脂マトリックス２と二次焼結粒子３との界面の密着性に優れているため、耐熱性樹脂マトリックス２と二次焼結粒子３との界面における割れや剥離が抑制され、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性が向上する。
【００４５】
実施の形態３．
本実施の形態のパワーモジュールは、一方の放熱部材に搭載された電力半導体素子と、前記電力半導体素子で発生する熱を外部に放熱する他方の放熱部材と、前記半導体素子で発生する熱を前記一方の放熱部材から前記他方の放熱部材に伝達する上記の熱伝導性樹脂シートとを備える。
以下、本実施の形態のパワーモジュールについて図面を用いて説明する。
図３は、本実施の形態のパワーモジュールの断面図である。図３において、パワーモジュール１０は、一方の放熱部材であるリードフレーム１２に搭載された電力半導体素子１３と、他方の放熱部材であるヒートシンク１４と、リードフレーム１２とヒートシンク１４との間に配置された熱伝導性樹脂シート１１とを備えている。さらに、電力半導体素子１３と制御用半導体素子１５との間、及び電力半導体素子１３とリードフレーム１２との間は、金属線１６によってワイアボンディングされている。また、リードフレーム１２の端部、及びヒートシンク１４の外部放熱のための部分以外は封止樹脂１７で封止されている。このパワーモジュール１０において、熱伝導性樹脂シート１１以外の部材は特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。
【００４６】
このような構成を有するパワーモジュール１０は、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート１１を有しているので、耐熱性や熱放散性に優れている。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例及び比較例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
（窒化ホウ素の二次焼結粒子の作製）
平均長径３μｍの窒化ホウ素の一次粒子をスプレードライ等の公知の方法によって凝集させた後、約２，０００℃で焼成して焼結（粒成長）させることにより、二次焼結粒子を得た。ここで、一次粒子の平均長径は、二次焼結粒子をエポキシ樹脂に埋封したサンプルを作製し、そのサンプルの断面を研磨して電子顕微鏡で数千倍に拡大した写真を数枚撮影した後、一次粒子の長径を実際に測定し、その測定値を平均することによって求めた。
【００４８】
実施例及び比較例で用いた密着性付与剤の種類及びその特性を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2011116913.tif 000005
【００５０】
（実施例１）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部と、メチルエチルケトンＭＥＫ（溶剤）：１８１質量部とを攪拌混合した後、常温で固形のナフタレン型エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ  ＥＸＡ−４７１０：ＤＩＣ株式会社製）：８０質量部、常温で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ８２８：ジャパンエポキシレジン株式会社製）：２０質量部、及び１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール（硬化剤、キュアゾール２ＰＮ−ＣＮ：四国化成工業株式会社製）：１質量部を添加してさらに攪拌混合した。次に、この混合物に、上記で作製した窒化ホウ素の二次焼結粒子を、溶剤を除いた全成分の合計体積に対して４０体積％となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次焼結粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５１】
（実施例２）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−２を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例３）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−３を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例４）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−５を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５２】
（実施例５）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−６を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例６）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部の代わりに密着性付与剤Ａ−３：５質量部を用い、メチルエチルケトンＭＥＫの添加量を１６０質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例７）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部の代わりに密着性付与剤Ａ−３：１１質量部を用い、メチルエチルケトンＭＥＫの添加量を１６９質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５３】
（実施例８）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部の代わりに密着性付与剤Ａ−３：２５質量部を用い、メチルエチルケトンＭＥＫの添加量を１９０質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例９）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−８を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例１０）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−９を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（実施例１１）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−３を用い、常温で固形のナフタレン型エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ  ＥＸＡ−４７１０：ＤＩＣ株式会社製）の代わりに常温で固形のビフェニル型エポキシ樹脂（ＹＸ４０００：ジャパンエポキシレジン株式会社製）を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５４】
（比較例１）
常温で固形のナフタレン型エポキシ樹脂（ＥＰＩＣＬＯＮ  ＥＸＡ−４７１０：ＤＩＣ株式会社製）：８０質量部、常温で液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＪＥＲ８２８：ジャパンエポキシレジン株式会社製）：２０質量部、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール（硬化剤、キュアゾール２ＰＮ−ＣＮ：四国化成工業株式会社製）：１質量部、及びメチルエチルケトンＭＥＫ（溶剤）：１５２質量部を攪拌混合した。次に、この混合物に、上記で作製した窒化ホウ素の二次焼結粒子を、溶剤を除いた全成分の合計体積に対して４０体積％となるように添加して予備混合した。この予備混合物を三本ロールにてさらに混練し、窒化ホウ素の二次焼結粒子が均一に分散された熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５５】
（比較例２）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−４を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（比較例３）
密着性付与剤Ａ−１の代わりに密着性付与剤Ａ−７を用いたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５６】
（比較例４）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部の代わりに密着性付与剤Ａ−３：３質量部を用い、メチルエチルケトンＭＥＫの添加量を１５７質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
（比較例５）
密着性付与剤Ａ−１：１９質量部の代わりに密着性付与剤Ａ−３：３４質量部を用い、メチルエチルケトンＭＥＫの添加量を２０３質量部に変えたこと以外は実施例１と同様にして熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００５７】
実施例１〜１１及び比較例１〜５で得られた熱硬化性樹脂組成物をそれぞれ、厚さ１０５μｍの放熱部材上にドクターブレード法にて塗布した後、１１０℃で１５分間、加熱乾燥させることによって、厚さが１００μｍの塗布乾燥物を得た。
次に、放熱部材上に形成した塗布乾燥物を、塗布乾燥物側が内側になるように２枚重ねた後、５ＭＰａのプレス圧で加圧しながら１２０℃で２０分間加熱することで半硬化（Ｂステージ）状態の熱伝導性樹脂シートを得た。これをさらに５ＭＰａのプレス圧で加圧しながら１６０℃で３時間加熱することで、Ｂステージ状態の熱伝導性樹脂シートを完全に硬化させ、２つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シート（厚さ２００μｍ）を得た。
【００５８】
上記の２つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シートについて、シート厚さ方向の熱伝導率をレーザーフラッシュ法にて測定した。この熱伝導率の測定結果は、比較例１の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率を基準とし、各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率の相対値（［各実施例又は各比較例の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率］／［比較例１の熱伝導性樹脂シートで得られた熱伝導率］の値）として表２に示した。
【００５９】
また、上記の２つの放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シートについて、絶縁破壊電界（ＢＤＥ）を評価した。熱伝導性樹脂シートの絶縁破壊電界（ＢＤＥ）は、油中で、放熱部材に挟まれた熱伝導性樹脂シートに１ｋＶ／秒の一定昇圧にて電圧を印加することにより測定された絶縁破壊電圧（ＢＤＶ）を熱伝導性樹脂シートの厚さで割ることにより算出した。この絶縁破壊電界（ＢＤＥ）の結果は、比較例１の熱伝導性樹脂シートで得られたＢＤＥを基準とし、各実施例又は比較例の熱伝導性樹脂シートで得られたＢＤＥの相対値（［各実施例又は比較例の熱伝導性樹脂シートで得られたＢＤＥ］／［比較例１の熱伝導性樹脂シートで得られたＢＤＥ］の値）として表２に示した。
【００６０】
次に、放熱部材の代わりに離型処理したフィルムを用い、塗布乾燥物を半硬化（Ｂステージ）した後に、フィルムを除去したこと以外は上記と同様にして、Ｂステージ状態の熱伝導性樹脂シート（厚さ２００μｍ）を得た。このＢステージ状態の熱伝導性樹脂シートを１０×７０ｍｍの短冊状に加工し、三点曲げ強度試験を行った。この曲げ強度の測定結果は、比較例１の熱伝導性絶縁シートで得られた曲げ強度を基準とし、各実施例又は各比較例の熱伝導性絶縁シートで得られた曲げ強度の相対値（［各実施例又は各比較例の熱伝導性絶縁シートで得られた曲げ強度］／［比較例１の熱伝導性絶縁シートで得られた曲げ強度］の値）として表２に示した。
【００６１】
また、放熱部材の代わりに離型処理したフィルムを用い、塗布乾燥物を完全に硬化した後に、フィルムを除去したこと以外は上記と同様にして、熱伝導性樹脂シート（厚さ２００μｍ）を得た。この熱伝導性樹脂シートについて、動的粘弾性測定装置を用いてガラス転移温度を測定した。その結果を表２に示す。
なお、表２では、各実施例及び比較例で使用した構成成分の種類及び配合量についてもまとめた。各構成成分の配合量は質量部である。
【００６２】
【表２】
2011116913.tif 000006
【００６３】
表２の結果に示されているように、６００以上７０，０００以下の重量平均分子量及び１３０℃以下のガラス転移温度を有する可撓性樹脂を所定の割合で密着性付与剤として配合した熱硬化性樹脂組成物（実施例１〜１１）は、熱伝導性及び絶縁破壊電圧が高く、且つ耐熱性に優れる熱伝導性樹脂シートを与えることがわかった。また、この熱硬化性樹脂組成物は、半硬化状態（Ｂステージ状態）での曲げ強度が大きく、熱伝導性樹脂シートの製造時にシートの割れや欠けを防止できることもわかった。
これに対して、密着性付与剤を配合しない熱硬化性樹脂組成物（比較例１）、重量平均分子量又はガラス転移温度が所定の範囲にない可撓性樹脂を密着性付与剤として配合した熱硬化性樹脂組成物（比較例２及び３）、密着性付与剤の配合量が適切でない熱硬化性樹脂組成物（比較例４及び５）では、耐熱性は十分であったものの、熱伝導性、絶縁破壊電圧及び曲げ強度のいずれかが十分でなかった。
【００６４】
これらの結果を詳細に検討するため、実施例３及び６〜８、比較例１及び４〜５（密着性付与剤の配合量のみが異なる熱硬化性樹脂組成物）における密着性付与剤の配合量と、Ｂステージ状態の熱伝導性樹脂シートの曲げ強度との関係を示すグラフを図４に示す。
図４からわかるように、密着性付与剤の配合量が５質量部以上３０質量部以下の範囲にあると、十分な曲げ強度が得られ、熱伝導性樹脂シートの製造時（特に、Ｂステージ状態での成形・加工時）のハンドリング性が向上する。加えて、密着性付与剤の配合量がこの範囲にあると、絶縁破壊電圧が高くなる。逆に、密着性付与剤の配合量が５質量部以上３０質量部以下の範囲にないと、十分な曲げ強度が得られず、熱伝導性樹脂シートの製造時（特に、Ｂステージ状態での成形・加工時）に割れや欠けが生じ、ハンドリング性が低下する。加えて、密着性付与剤の配合量がこの範囲にないと、絶縁破壊電圧も低くなる。
【００６５】
以上のことを考慮すると、密着性付与剤の配合量を所定の範囲で配合した場合、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性が向上し、電気絶縁性を低下させる原因となる熱伝導性樹脂シートの割れや剥離が抑制されていると考えられる。逆に、密着性付与剤を配合しない場合は、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が得られず、密着性付与剤の配合量が少ない場合は、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性を向上させる効果が不十分であり、密着性付与剤の配合量が多すぎる場合は、熱伝導性樹脂シートの製造時に溶剤が残存し易くなってシート中にボイドが発生する。その結果、熱伝導性樹脂シートの割れや剥離が生じ、電気絶縁性を低下すると考えられる。したがって、所望のハンドリング性や電気絶縁性を得るためには、密着性付与剤の配合量の選択が重要であるといえる。
【００６６】
また、重量平均分子量やガラス転移温度が高い可撓性樹脂を密着性付与剤として用いた場合（比較例２及び３）、十分な曲げ強度が得られず、熱伝導性樹脂シートの製造時に割れや欠けが生る。これは、二次焼結粒子中のポアに密着性付与剤が十分に浸透せず、耐熱性樹脂マトリクスと二次焼結粒子との間の密着性が不十分であるためであると考えられる。そして、この場合も、熱伝導性樹脂シートの割れや剥離によって電気絶縁性が低下している。したがって、所望のハンドリング性や電気絶縁性を得るためには、適切な範囲の重量平均分子量及びガラス転移温度を有する可撓性樹脂の選択が重要であるといえる。
【００６７】
次に、実施例１〜１１の熱硬化性樹脂組成物から得られた熱伝導性樹脂シートを用い、トランスファーモールド法にて封止樹脂で封止して、パワーモジュールを作製した。
このパワーモジュールにおいて、リードフレームと銅のヒートシンクの中央部とに熱電対を取り付けた後、パワーモジュールを稼動させ、リードフレームとヒートシンクとの温度をそれぞれ測定した。その結果、実施例１〜１１の熱硬化性樹脂組成物から得られた熱伝導性樹脂シートを用いたパワーモジュールはいずれも、リードフレームとヒートシンクとの温度差が小さく、熱放散性に優れていた。
【００６８】
以上の結果からわかるように、本発明によれば、未硬化時及び半硬化時のハンドリング性が良好であり、且つ耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シートを与える熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、耐熱性、熱伝導性及び電気絶縁性に優れた熱伝導性樹脂シート及びその製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、耐熱性や熱放散性に優れたパワーモジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１、１１  熱伝導性樹脂シート、２  耐熱性樹脂マトリックス、３  二次焼結粒子、４  窒化ホウ素の一次粒子、５  密着性付与剤、６  クラック、１０  パワーモジュール、１２  リードフレーム、１３  電力半導体素子、１４  ヒートシンク、１５  制御用半導体素子、１６  金属線、１７  封止樹脂。
【図１ａ】
2011116913.tif 000010
【図１ｂ】
2011116913.tif 000011
【図２】
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【図３】
2011116913.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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