(57)【要約】【課題】高放熱性と加工性とを両立させた樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の樹脂組成物は、樹脂と、樹脂成分を包含する二次凝集粒子と、無機フィラーとを含み、前記無機フィラーは、平均粒径１０〜５０μmの粗大粒子と、平均粒径１〜５μmの微細粒子とで構成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と、
無機材料の一次粒子が凝集して構成され、樹脂成分を包含する二次凝集粒子と、
無機フィラーとを含み、
前記無機フィラーは、平均粒径１０〜５０μmの粗大粒子と、平均粒径１〜５μmの微細粒子とで構成されている、樹脂組成物。
【請求項２】
前記無機フィラーが酸化マグネシウム粒子からなる、請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記樹脂に対して、前記樹脂成分を包含する二次凝集粒子に包含される樹脂量は、３．４〜１０．０%である、請求項１又は２のいずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項４】
前記無機フィラーにおいて、微細粒子は粗大粒子に対して１７〜５３%含まれる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
前記樹脂成分を包含する二次凝集粒子は、断面反射電子像において長さ１０μm以上、針状あるいは板状の粒子を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項６】
前記針状あるいは板状の粒子は、窒化ホウ素、窒化アルミニウム又は窒化ケイ素である、請求項５に記載の樹脂組成物。
【請求項７】
前記微細粒子間の距離は、微細粒子の平均粒径に対して５０％以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項８】
前記樹脂がエポキシ樹脂である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む樹脂板。
【請求項１０】
請求項９に記載の樹脂板を含むコア材。
【請求項１１】
複数の導電パターン層を有し、電子部品が実装される放熱基板であって、
請求項１０に記載の複数のコア材を備え、
前記複数のコア材のうちの少なくとも一部のコア材は、少なくとも一方の面に導電パターンが形成されており、前記複数のコア材が積層されてなる、放熱基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物、樹脂板、コア材及び放熱基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の高密度実装化により、発生する熱量が増大する傾向にある。熱により効率低下等の問題が生じるため、それらを実装する積層基板に対しても高放熱性が求められている。
【０００３】
そのような積層基板として、熱伝導率の高い無機材料のフィラーと樹脂から構成されたものが知られている。特許文献１には、放熱性を高めるために窒化ホウ素の凝集体を樹脂組成物に含ませることが開示されている。また、特許文献２には、熱伝導率の高い無機材料のフィラーとして、酸化マグネシウム粒子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１８９８８４号公報
【特許文献２】特開２０１５−２３２１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された樹脂組成物では、窒化ホウ素凝集体の量では多過ぎるために、加工性が低下することが懸念される。また、特許文献２に開示された樹脂組成物では、高放熱性が十分とはいえない。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、高放熱性と加工性とが両立した樹脂組成物、並びに、樹脂板、コア材及び放熱基板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】
【０００７】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【０００８】
（１）本発明の一態様に係る樹脂組成物は、樹脂と、無機材料の一次粒子が凝集して構成され、樹脂成分を包含する二次凝集粒子と、無機フィラーとを含み、前記無機フィラーは、平均粒径１０〜５０μmの粗大粒子と、平均粒径１〜５μmの微細粒子とで構成されている。
【０００９】
（２）上記（１）の態様において、前記無機フィラーが酸化マグネシウム粒子からなってもよい。
【００１０】
（３）上記（１）〜（２）のいずれかの態様において、前記樹脂に対して、前記樹脂成分を包含する二次凝集粒子に包含される樹脂量は、３．４〜１０．０%であってもよい。
【００１１】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一つの態様において、前記無機フィラーにおいて、微細粒子は粗大粒子に対して１７〜５３%含まれてもよい。
【００１２】
（５）上記（１）〜（４）のいずれか一つの態様において、前記樹脂成分を包含する二次凝集粒子は、断面反射電子像において長さ１０μm以上、針状あるいは板状の粒子を含んでもよい。
【００１３】
（６）上記（５）の態様において、前記針状あるいは板状の粒子は、窒化ホウ素、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素であってもよい。
【００１４】
（７）上記（１）〜（６）のいずれか一つの態様において、前記微細粒子間の距離は、微細粒子の平均粒径に対して５０％以下であってもよい。
【００１５】
（８）上記（１）〜（７）のいずれか一つの態様において、前記樹脂がエポキシ樹脂であってもよい。
【００１６】
（９）本発明の他の態様に係る樹脂板は、上記（１）〜（８）のいずれか一つの態様に係る樹脂組成物を含む。
【００１７】
（１０）本発明の他の態様に係るコア材は、上記（９）の態様に係る樹脂板を含む。
【００１８】
（１１）本発明の他の態様に係る放熱基板は、複数の導電パターン層を有し、電子部品が実装される放熱基板であって、上記（９）の態様に係る樹脂板、又は、上記（１０）の態様に係る複数のコア材を備え、前記複数のコア材のうちの少なくとも一部のコア材は、少なくとも一方の面に導電パターンが形成されており、前記複数のコア材が積層されてなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の樹脂組成物によれば、高放熱性と加工性とが両立した樹脂組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】樹脂板を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１の樹脂板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を模式的に示す断面模式図である。
【図３】コア材を模式的に示す斜視図である。
【図４】図３のコア材のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を模式的に示す断面模式図である。
【図５】コア材から放熱基板を作製する工程の一例の断面模式図を示す。
【図６】実施例１の測定用サンプルについて得られた断面反射電子像である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００２２】
「樹脂組成物」
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物は、樹脂と、無機材料の一次粒子が凝集して構成され、樹脂成分を包含する二次凝集粒子と、無機フィラーとを含み、前記無機フィラーは、平均粒径１０〜５０μmの粗大粒子と、平均粒径１〜５μmの微細粒子とで構成されている。
本実施形態の樹脂組成物は、さらに硬化剤、硬化促進剤を含んでもよい。
【００２３】
本実施形態の樹脂組成物は、無機材料の一次粒子が凝集して構成され、樹脂成分を包含する二次凝集粒子を含む構成とすることで、無機フィラー間に樹脂が入るのを抑制して、無機フィラー間距離を近づけることができ、それによって放熱性を向上させることができる。
【００２４】
＜樹脂成分を包含する二次凝集粒子＞
二次凝集粒子は、一次粒子の凝集体であって、樹脂成分を包含できる無機材料であれば特に限定されず、公知の無機材料から適宜選択して使用できる。
無機材料としては、熱伝導性フィラーとして用いられる材料であることが好ましい。すなわち、二次凝集粒子は、一次粒子として熱伝導性フィラーとして用いられる無機材料からなるものが好ましい。
二次凝集粒子は、一次粒子において針状あるいは板状の粒子が含まれることが好ましい。針状あるいは板状の粒子は二次凝集粒子として凝集した際に変形しやすく、無機粒子間距離を近づけやすくなるからである。
針状あるいは板状の粒子としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素が例示できる。特に、窒化ホウ素及び窒化アルミニウムは、やわらかい材質であるため、二次凝集粒子が変形しやすく、無機フィラー間距離を近づけやすくなると共に、熱伝導性にも優れるので好ましい。また、１種類で単独でも、複数種類を組み合わせて用いることもできる。
例えば、市販の二次凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末としては、「ＰＴＸ６０」、「ＰＴＸ５」（モメンティブ社製）、「ＵＨＰ−Ｇ１Ｈ」（昭和電工株式会社製）などを挙げることができる。
【００２５】
樹脂に対して、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に包含される樹脂量は、３．４〜１０．０%であることが好ましい。
【００２６】
樹脂成分を包含する二次凝集粒子は、断面反射電子像において長さ１０μm以上の針状あるいは板状の粒子を含むことが好ましい。
二次凝集粒子に含まれる針状粒子あるいは板状粒子が細長いと、二次凝集粒子が変形しやすくなり、無機フィラー間距離を近づけることができ、それによって放熱性を向上させることができる。
【００２７】
「樹脂成分を包含する二次凝集粒子」は、以下のようにして作製できる。
樹脂−無機フィラー溶液と無機材料の一次粒子が凝集して構成された二次凝集粒子を含む溶液とを別に作製して、その後、樹脂−無機フィラー溶液と無機材料の一次粒子が凝集して構成された二次凝集粒子を含む溶液とを混合して、樹脂−フィラー溶液を作製する。
具体的には例えば、エポキシエポキシ樹脂（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂）と、硬化剤と、メチルエチルケトン、とを混合し、さらに酸化マグネシウム粉末を投入し、撹拌分散させ、樹脂−酸化マグネシウム溶液を作製する。一方、メチルエチルケトンと、二次凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末（モメンティブ社製、「ＰＴＸ６０」）とを混合し、撹拌分散させ、窒化ホウ素の二次凝集粒子を含む溶液を作製する。その後、樹脂−酸化マグネシウム溶液と窒化ホウ素の二次凝集粒子を含む溶液とを混合して、樹脂−フィラー溶液を作製する。
この手順とすることにより、まず窒化ホウ素の二次凝集粒子とメチルエチルケトンとを混合した段階で、二次凝集粒子にメチルエチルケトンが浸み込む。次に樹脂−酸化マグネシウム溶液と混合する段階で、二次凝集粒子に浸み込んでいたメチルエチルケトンが呼び水となって、樹脂−酸化マグネシウム溶液中の樹脂を二次凝集粒子に呼び込むことができ、二次凝集の状態を保ったまま樹脂を包含する二次凝集粒子を含む樹脂組成物を得ることができる。
【００２８】
＜無機フィラー＞
無機フィラーは、平均粒径１０〜５０μmの粗大粒子と、平均粒径１〜５μmの微細粒子とで構成されている。
無機フィラーのうち、粗大粒子は構造を形作る効果を有し、微細粒子は無機フィラー子の充填性を上げるための効果を有する。
【００２９】
無機フィラーにおいて、微細粒子は粗大粒子に対して１７〜５３%含まれることが好ましい。
粗大粒子と微細粒子を最適な比とすることで、無機フィラーを高充填することができ、無機フィラー間距離を近づけることができ、それによって放熱性を向上させることができる。
【００３０】
微細粒子間の距離は、微細粒子の平均粒径に対して５０％以下であることが好ましい。距離が近い無機フィラー間を熱が通ることで、高い熱伝導率を実現できる。
【００３１】
無機フィラーとしては公知のものから適宜選択して使用できる。
具体的には、酸化マグネシウム、アルミナ、水酸化アルミニウム、シリカ等を例示できる。
無機フィラーの形状は特に限定されないが、球状あるいは球状に近い方が「樹脂成分を包含する二次凝集粒子」を含む効果が大きくなるので、好ましい。
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く（＞１０１４Ω・ｃｍ）、球状粒子になるので、絶縁性の無機フィラーとしては好適である。
無機フィラーの材料と二次凝集粒子の材料が同じであっても構わない。
【００３２】
＜樹脂＞
本実施形態の樹脂組成物に含まれる樹脂としては熱硬化性樹脂が代表的な樹脂であり、硬化剤によって重合し、硬化剤とともに半硬化物および樹脂組成物（以下「硬化物」と略記する場合がある。）を形成する。熱硬化性樹脂としては、エポキシ化合物が好ましい。
【００３３】
エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、及びグリシジルアミン型等が挙げられる。エポキシ化合物としては、これらのうち一種を単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。
エポキシ化合物の平均エポキシ当量は、例えば１００〜１０００ｇ／ｅｑであってもよい。
【００３４】
エポキシ化合物としては、メソゲン骨格を有するものを用いることが好ましい。メソゲン骨格とは、２つ以上の芳香環を含み、剛直性および配向性を有する原子団の総称である。メソゲン骨格に含まれる２つ以上の芳香環は、単結合および／または非単結合により結合されている。すなわち、メソゲン骨格に含まれる２つ以上の芳香環の結合は、単結合のみでもよいし、非単結合のみでもよいし、単結合と非単結合の両方が含まれていてもよい。メソゲン骨格に３つ以上の芳香環が含まれ、３つ以上の芳香環間が２以上の非単結合によって結合されている場合、２以上の非単結合の種類は一部または全てが同じであってもよいし、全て異なっていてもよい。
【００３５】
エポキシ化合物として、メソゲン骨格を有するエポキシ化合物を用いることで、硬化剤に含まれる芳香族化合物とともに、ベンゼン環の積み重なり性を向上することができる。
その結果、樹脂組成物の硬化物において、熱伝導率の低下の要因となるフォノンの散乱を抑制できる。よって、エポキシ化合物として、メソゲン骨格を有するエポキシ化合物を用いることで、熱伝導率が高く、放熱性の良好な硬化物の得られる樹脂組成物となる。
【００３６】
メソゲン骨格を有するエポキシ化合物としては、１分子中にビフェニル骨格と２個以上のエポキシ基とを有するグリシジルエーテル類を用いることができる。グリシジルエーテル類としては、例えば、ビフェニルグリシジルエーテル、テトラメチルビフェニルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
メソゲン骨格を有するエポキシ化合物としては、１分子中にターフェニル骨格を有するグリシジルエーテル類を用いてもよい。
【００３７】
エポキシ化合物としては、リン原子を含有するリン含有エポキシ化合物を用いてもよい。エポキシ化合物としてリン含有エポキシ化合物を用いることで、難燃性の良好な硬化物が得られる樹脂組成物となる。
【００３８】
本実施形態の樹脂組成物において、樹脂の含有量は４６〜５３％、樹脂成分を包含する二次凝集粒子の含有量は７〜９%、酸化マグネシウム粒子の含有量は４０〜４５%とすることが好ましい。
これらの範囲とすることにより、高放熱性と加工性の両立しやすくなる。
無機材料の一次粒子が凝集して構成され、樹脂成分を包含する二次凝集粒子、無機フィラーとも、含有量が多過ぎると加工性が下がり、少なく過ぎると放熱特性が下がる。凝集粒子に樹脂を含ませる樹脂量を多くすることによって、無機フィラー間に樹脂を入れないようにでき、無機フィラー間距離を近づけることができ、それによって放熱性を向上させることができる。
【００３９】
＜硬化剤＞
硬化剤としては例えば、分子内に、エポキシ基と硬化反応し得る官能基を少なくとも２個有するものであればよく、例えば、該官能基がアミノ基であるアミン系硬化剤、該官能基が水酸基であるフェノール系硬化剤、該官能基がカルボキシル基である酸無水物系硬化剤等が挙げられる。
【００４０】
アミン系硬化剤としては、例えばエチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の炭素数２〜２０の脂肪族多価アミン、例えばｐ−キシレンジアミン、ｍ−キシレンジアミン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、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タン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、１，１−ビス（４−アミノフェニル）シクロヘキサン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、ビス（４−アミノフェニル）フェニルメタン等の芳香族多価アミン、例えば４，４’−ジアミノジシクロヘキサン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン等の脂環式多価アミン、例えばジシアンジアミド等が挙げられる。
【００４１】
フェノール系硬化剤としては、例えば４，４’−ビフェノール、ヒドロキノン、２，６−ジヒドロキシナフタレン、ビスフェノールＦ、フェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂（フェニレン骨格、ジフェニレン骨格等を有する）、ナフトールアラルキル樹脂、ポリオキシスチレン樹脂等が挙げられる。
酸無水物系硬化剤としては、例えば無水マレイン酸、無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸等が挙げられる。
【００４２】
硬化剤は、エポキシ基と硬化反応し得る官能基の総量が、樹脂成分中のエポキシ基の総量に対して、通常０．５〜１．５当量倍、好ましくは０．９〜１．１当量倍となる量が用いられる。
【００４３】
＜硬化促進剤＞
硬化促進剤としては、例えば、高沸点の塩基性の有機化合物などを用いることができる。具体的には、３級アミン類、３級ホスフィン類、ＤＭＡＰやイミダゾール類などから選ばれる沸点が２００℃以上のものなどが挙げられる。これらの中でも特に、取り扱いのしやすさから硬化促進剤として、イミダゾール系エポキシ樹脂硬化剤である１−（２−シアノエチル）−２−フェニルイミダゾールを用いることが好ましい。
樹脂組成物中の硬化促進剤の含有量は、樹脂成分と硬化剤の合計１００質量部に対して、例えば０〜５質量部である。
【００４４】
本実施形態の樹脂組成物は、必要に応じて、アセトンやメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、トルエンやキシレン等の芳香族化合物類、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）や１，３−ジオキソラン等のエーテル類、酢酸エチルやγ−ブチロラクトン等のエステル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）やＮ−メチルピロリドン等のアミド類などの溶媒を含んでいてもよい。
樹脂組成物中の溶媒の含有量は、樹脂成分と硬化剤の合計１００質量部に対して、例えば０〜５００質量部である。
【００４５】
樹脂組成物は、必要に応じて、上述の成分以外の任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤等のカップリング剤、ハロゲン等の難燃剤、可塑剤、並びに滑剤等が挙げられる。
【００４６】
本実施形態の樹脂組成物は、例えば、樹脂成分と、硬化剤と、硬化促進剤と、必要に応じて含有されるその他の成分を混合した樹脂−フィラー溶液を成形した樹脂シートを積層する方法により製造できる。
【００４７】
「樹脂シート」
図１は、一実施形態に係る樹脂シートの斜視図である。樹脂シート１２は、樹脂−フィラー溶液を成形したシートである。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２は、樹脂シート１２を厚さ方向に沿って切断したときの断面を示している。樹脂シート１２は、芯材３０を含有していても良い。図２中の丸印で囲んだ部分は、芯材３０に含まれるガラス繊維を示している。
【００４８】
芯材３０としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、天然繊維、及び、ポリエステル繊維又はポリアミド繊維等の合成繊維等から選ばれる少なくとも一種の繊維を含む織布及び不織布等が挙げられる。ただし、芯材３０は、これらに限定されない。
【００４９】
樹脂シートの製造方法としては、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
樹脂シート１２は例えば、次のようにして製造できる。
塗布又は浸漬等の手法によって、芯材３０に樹脂−フィラー溶液を含浸させる。塗布方法としては、ドクターブレード、コンマコーター、ダイコーターなどを用いることができる。
樹脂−フィラー溶液が溶媒を含むものである場合、芯材３０に樹脂−フィラー溶液を含浸させた後に加熱して乾燥させ、溶媒を除去する。このときの加熱条件は、例えば、６０〜１５０℃で１〜１２０分間程度とすることができ、７０〜１２０℃で３〜９０分間程度とすることが好ましい。以上の工程により、未硬化または少なくとも一部が半硬化された樹脂シート１２が得られる。
【００５０】
樹脂シート１２は、芯材３０を有するものであってもよいし、芯材３０を有さずに、形成されていてもよい。また、樹脂シート１２の表面上には、銅箔などの金属箔が積層されていてもよい。
【００５１】
「樹脂板」
樹脂シート１２を加熱して、未硬化又は半硬化状態にある樹脂成分２２の硬化をさらに進行させて硬化物（熱硬化物）としたものでも良い。このときの加熱条件は、例えば、１００〜２５０℃で１〜３００分間程度とすることが好ましい。加熱は、必要に応じて加圧又は減圧下で行ってもよい。以上の工程により、樹脂板１０が得られる。
【００５２】
樹脂板１０は、芯材３０と芯材３０を被覆する硬化物２０とを含む。別の幾つかの実施形態では、樹脂板は樹脂組成物のみで構成されていてもよい。
【００５３】
樹脂板の製造方法としては、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
【００５４】
「コア材」
図３は、一実施形態に係るコア材の斜視図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４は、コア材の積層方向に沿って切断したときの断面を示している。図３及び図４に示されるように、コア材５０は、図２に示す樹脂板１０が複数積層されて一体化されている。
コア材５０は、例えば、複数枚の樹脂板１０又は樹脂シート１２を重ね合わせた状態で、加熱及び／又は加圧することで得られる。加熱条件は、例えば、１００〜２５０℃で１〜３００分間程度とすることができる。加圧条件は、例えば、０．１〜１０ＭＰａ程度である。なお、加圧することは必須ではなく、減圧又は真空下で加熱してもよい。
【００５５】
コア材５０は、主面に金属層を有する金属張りコア材であってもよい。金属層には、各種公知のものを用途や性能に応じて適宜選択して用いることができる。金属層は、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム等の金属板や金属箔であってもよい。金属層の厚みは、特に限定されず、例えば３〜１５０μｍ程度とすることができる。コア材は、金属張りコア材に、エッチング及び／又は穴開け加工を施したものであってもよい。
【００５６】
コア材の製造方法としては、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
【００５７】
「放熱基板」
本発明の一実施形態に係る放熱基板は、上述の樹脂シート、上述の樹脂板、又は、上述のコア材を含む。
【００５８】
例えば、本発明の放熱基板は、絶縁層と、この絶縁層上に形成された導体層とを有し、絶縁層は本発明のフィラーを含有する樹脂組成物を含むとすることができる。
放熱基板は、絶縁層上に導体層で回路を形成したものであり、片面放熱基板、両面放熱基板、及び多層放熱基板のいずれであってもよい。多層放熱基板は、メッキスルーホール法やビルドアップ法等により３層以上に重ねた放熱基板であり、内層回路基板に絶縁層を重ね合わせて加熱加圧成形することによって得ることができる。
【００５９】
また、本発明の放熱基板は、本発明のコア材を内層回路基板に用いてなるものとすることができる。すなわち、例えば、本発明のコア材の金属層にエッチング等により所定の回路を形成したものを用いることができる。
【００６０】
放熱基板の製造方法としては、公知の方法を適宜選択して用いることができる。
コア材の積層に際しては樹脂層を介して行ってもよい。
【００６１】
図５に、コア材から放熱基板を作製する工程の一例の断面模式図を示す。
【００６２】
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。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００６４】
「実施例１」
＜樹脂組成物の調整＞
エポキシエポキシ樹脂（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂）と、硬化剤（3 or 4-メチル1,2,3,6-テトラヒドロ無水フタル酸）と、メチルエチルケトン、とを混合し、さらに酸化マグネシウム粉末（粗大粒子の平均粒径：４５μｍ、微細粒子の平均粒径：４μｍ、粗大粒子に対する微細粒子量は２５ｗｔ％）を投入し、２０時間撹拌分散させ、樹脂−酸化マグネシウム溶液を作製した。
一方で、メチルエチルケトンと、二次凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末（モメンティブ社製、「ＰＴＸ２５」、粒子形状：一次粒子の凝集体、一次粒子の平均長さが１５μｍ）とを混合し、１０分間撹拌分散させ、窒化ホウ素の二次凝集粒子を含む溶液を作製した。
樹脂−酸化マグネシウム溶液と、窒化ホウ素の二次凝集粒子を含む溶液とを、１０分間混合し、樹脂−フィラー溶液を作製した。
この手順とすることにより、まず窒化ホウ素の二次凝集粒子とメチルエチルケトンとを混合した段階で、二次凝集粒子にメチルエチルケトンが浸み込む。次に樹脂−酸化マグネシウム溶液と混合する段階で、二次凝集粒子に浸み込んでいたメチルエチルケトンが呼び水となって、樹脂−酸化マグネシウム溶液中の樹脂を二次凝集粒子に呼び込むことができ、凝集の状態を保ったまま樹脂を包含する二次凝集粒子を含む樹脂組成物を得ることができる
このとき、酸化マグネシウム粉末は、樹脂−フィラー溶液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４４体積％となるように、窒化ホウ素粉末は、樹脂−フィラー溶液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９体積％となるように調整した。
【００６５】
＜コア材の作製＞
上記の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を厚さ０．１ｍｍのガラスクロスに含浸塗工し、１００℃で乾燥することにより０．１ｍｍ厚の樹脂シートを作製した。さらにこの樹脂シート１０枚を重ねて、圧力５ＭＰａ及び温度２００℃の条件で６０分間の加熱加圧処理を行い、厚さ１．０ｍｍのコア材を作製した。
【００６６】
＜熱伝導率の評価＞
得られたコア材の熱伝導率の評価は以下のように行った。
得られたコア材を直径１０ｍｍ、厚み１．０ｍｍの円盤状に加工して測定用サンプルを作製した。熱伝導率測定装置（アルバック理工株式会社製、装置名：レーザーフラッシュ法熱定数測定装置）を用いて、測定用サンプルの熱拡散係数（熱拡散率）α［ｍ２／ｓ］を測定した。
さらに、示差熱分析（ＤＳＣ）によって、測定用サンプルの比熱Ｃｐ［Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）］を測定した。このとき、サファイアを標準サンプルとして測定を行った。アルキメデス法によって、測定用サンプルの密度ｒ（ｋｇ／ｍ３）を測定した。これらの測定値を用いて、下記式（１）によって熱伝導率λ［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］を算出した。結果を表１に示す。
λ＝α×Ｃｐ×ｒ      （１）
【００６７】
＜粒子径、長さ、含有量の測定＞
酸化マグネシウム粒子、樹脂成分を包含する二次凝集粒子の粒子径および含有量、樹脂成分を包含する二次凝集粒子中の針状あるいは板状の粒子の長さ、さらに樹脂の含有量の測定については以下のように行った。
コア材を切断した後、その断面をイオンポリッシュ加工し、加速電圧１０ｋＶで４００倍にて断面反射電子像を観察した。各コア材に対して１０箇所の観察を行った。
断面反射電子像のコントラストの違いより、最も白く見える粒子は「酸化マグネシウム粒子」であり、最も濃いグレーに見える部分が「樹脂」となる。酸化マグネシウム粒子を含まず、“樹脂と針状あるいは板状の窒化ホウ素粒子”のみを含む領域を「樹脂成分を含む二次凝集粒子」として、観察した（図６参照）。
まず、このように観察した、樹脂、酸化マグネシウム粒子、樹脂成分を包含する二次凝集粒子について、各々の総面積を測定し、像全体の面積に対する比率を算出、各々の含有量とした。また、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に含まれる樹脂の含有量についても同様にして算出した。
次に、このように観察した、酸化マグネシウム粒子、樹脂成分を包含する二次凝集粒子について、粒子各々の面積を測定し、その面積を円と仮定して平均半径を算出した。酸化マグネシウム粒子では、平均粒径１０μm以下を微細粒子平均粒径、それ以上を粗大粒子平均粒径とした。
さらに、このようにして観察した、微細粒子について、それぞれの粒子間距離を測定し、その平均値を微細粒子間距離とした。
また、このように観察した、それぞれの樹脂成分を含む二次凝集粒子について、中に観察される薄いグレーの線の長さを測定し、針状あるいは板状の粒子の長さとして算出した。
【００６８】
＜ドリル加工性の評価＞
以上のようにして作成したコア材について、ドリル加工性試験を以下のように実施した。
Φ１．０ｍｍのドリルを使用して、穴開けを４０００穴行った前後のドリル刃の面積を測定した。そのときの摩耗量が５０％未満であれば「○」、５０％以上６０％未満であれば「△」、６０％以上であれば「×」とした。
【００６９】
図６に、得られた測定用サンプルについて日立ハイテクノロジーズ  ＳＵ８８２０で得られた断面反射電子像を示す。
断面反射電子像において原子番号が大きいほど、白く表示されている。最も白い部分が酸化マグネシウム粒子（無機フィラー）であり、最も濃いグレーが樹脂である。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
「実施例２」
酸化マグネシウム粉末について、樹脂−フィラー溶液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４１体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７２】
「実施例３」
窒化ホウ素粉末の一次針状粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、窒化ホウ素粉末について、樹脂−フィラー溶液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６体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例３の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７３】
「実施例４」
窒化ホウ素粉末の一次針状粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末の粗大粒子の平均粒径を３０μｍとし、さらに、窒化ホウ素粉末について、樹脂−フィラー溶液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１０体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７４】
「実施例５」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末について、樹脂−フィラー溶液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３９体積％となり、かつ、窒化ホウ素粉末について、樹脂−フィラー溶液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７体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例５の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７５】
「実施例６」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末について、樹脂−フィラー溶液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４６体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例６の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７６】
「実施例７」
メチルエチルケトンと、凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末とを混合する際、３０分間撹拌分散させる以外は、実施例１と同様にして、実施例７の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７７】
「実施例８」
メチルエチルケトンと、凝集粒子を含む窒化ホウ素粉末とを混合する際、５分間撹拌分散させ、窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末について、樹脂−フィラー溶液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４５体積％となり、かつ、窒化ホウ素粉末について、樹脂−フィラー溶液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７体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例８の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７８】
「実施例９」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末の粗大粒子に対する微細粒子量を１６ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、実施例９の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００７９】
「実施例１０」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末の粗大粒子に対する微細粒子量を５４ｗｔ％とした以外は、実施例１と同様にして、実施例１０の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８０】
「実施例１１」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを９μｍにした以外は、実施例１と同様にして、実施例１１の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８１】
「比較例１」
酸化マグネシウム粉末の微細粒子の平均粒径を０．５μｍとした以外は、実施例１と同様にして、比較例１の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８２】
「比較例２」
酸化マグネシウム粉末の微細粒子の平均粒径を６μｍとした以外は、実施例１と同様にして、比較例２の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８３】
「比較例３」
酸化マグネシウム粉末の粗大粒子の平均粒径を９μｍとした以外は、実施例１と同様にして、比較例３の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８４】
「比較例４」
窒化ホウ素粉末の一次粒子の平均長さを１２μｍにすると共に、酸化マグネシウム粉末の粗大粒子の平均粒径を５１μｍとし、さらに、窒化ホウ素粉末について、樹脂−フィラー溶液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７体積％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、比較例４の樹脂−フィラー溶液（樹脂組成物の塗料）を得た。
【００８５】
実施例３と他と比べると、樹脂成分を包含する二次凝集粒子の含有量が少ないと、酸化マグネシウム粒子間の樹脂が多くなることがわかる。
実施例４を他と比べると、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に含まれる樹脂量が多いと、酸化マグネシウム粒子間の樹脂が少なくなるため、コア材が硬くなり、ドリル加工性がやや低下することがわかる。
実施例５と他と比べると、酸化マグネシウム粒子の含有量が少ないと熱伝導率が低くなることがわかる。
実施例６を他と比べると、酸化マグネシウム粒子の含有量が多いと、酸化マグネシウム粒子間の樹脂が少なくなるため、コア材が硬くなり、ドリル加工性がやや低下することがわかる。
実施例７を他と比べると、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に含まれる樹脂量が多いと、酸化マグネシウム粒子間の樹脂が少なくなるため、コア材が硬くなり、ドリル加工性がやや低下することがわかる。
実施例８を他と比べると、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に樹脂を含まれる樹脂量が少ないと、酸化マグネシウム粒子間の樹脂が多くなるため、微細な粒子間距離が太きくなることがわかる。
実施例９を他と比べると、微細な粒子が粗大粒子に対して多いと、酸化マグネシウム粒子の充填性が下がり、微細な粒子間距離は大きくなることがわかる。
実施例１０を他と比べると、微細な粒子が粗大粒子に対して少ないと、酸化マグネシウム粒子の充填性が下がり、微細な粒子間距離は大きくなることがわかる。
実施例１１を他と比べると、樹脂成分を包含する二次凝集粒子に含まれる一次粒子が短いと、樹脂成分を包含する二次凝集粒子が変形しづらく、酸化マグネシウム粒子間距離が大きくなることがわかる。
比較例１を他と比べると、微細な粒子が小さすぎると、微細な粒子同士で固まってしまい、酸化マグネシウム粒子の充填性が下がるため、微細な粒子間距離が大きくなってしまうことがわかる。
比較例２を他と比べると、微細な粒子が大きすぎると、粗大粒子の隙間に入り込めないために酸化マグネシウム粒子の充填性が下がってしまい、微細な粒子間距離を近づけられないことがわかる。
比較例３を他と比べると、粗大粒子が小さすぎると、粗大粒子の隙間に微細な粒子が入り込めず、酸化マグネシウム粒子の充填性が下がるため、微細な粒子間距離が大きくなってしまうことがわかる。
比較例４を他と比べると、粗大粒子が大きすぎると、粗大粒子を削るためにドリルの摩耗が大きくなるため、ドリル加工性が下がってしまうことがわかる。
【符号の説明】
【００８６】
１０…樹脂板、１２…樹脂シート、２０…樹脂組成物、３０…芯材、５０…コア材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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