(57)【要約】【課題】高熱伝導率を実現できる熱硬化性樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱伝導性無機粒子と、熱伝導性有機繊維と、を含むものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂と、
熱伝導性無機粒子と、
熱伝導性有機繊維と、を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱伝導性有機繊維の含有量は、当該熱硬化性樹脂組成物の固形分全体に対して、０．１重量％以上５重量％以下である、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂は、分子内にメソゲン基を含有する熱硬化性樹脂を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
分散安定剤を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱伝導性有機繊維の引張弾性率が、８０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下である、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱伝導性無機粒子は、鱗片状の無機粒子を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱伝導性有機繊維が、ケブラー（登録商標）、テクノーラ（登録商標）、ビニロン、ザイロン（登録商標）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ＶＥＣＴＲＡ（登録商標）、ポリブチレンテレフラレート（ＰＢＴ）繊維、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、セルロースナノファイバー、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＢＮＮＴ（窒化ホウ素ナノチューブ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）繊維からなる群から選択される一種以上を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項８】
請求項７に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱伝導性無機粒子は、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも１種以上を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項９】
請求項８に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記窒化ホウ素は、単分散粒子、凝集粒子またはこれらの混合物で構成される鱗片状窒化ホウ素を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂が、シアネート化合物、ビスマレイミド化合物およびベンゾオキサジン化合物からなる群から選択される一種以上を含む、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
軟化点が１００℃以上である、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物であって、
Ｂステージ状態である、熱硬化性樹脂組成物。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物の硬化物。
【請求項１４】
接着層と、
前記接着層上に設けられた絶縁層と、を備えており、
前記絶縁層が、請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層で構成される、積層板。
【請求項１５】
金属基板と、
前記金属基板上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた金属層と、を備えており、
前記絶縁層が、請求項１から１２のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、請求項１３に記載の硬化物、および請求項１４に記載の積層板からなる群から選択される一種で構成される、金属ベース基板。
【請求項１６】
請求項１５に記載の金属ベース基板であって、
前記金属層が銅層またはアルミ層で構成されている、金属ベース基板。
【請求項１７】
請求項１５または１６に記載の金属ベース基板であって、
前記金属基板が銅基板またはアルミ基板で構成されている、金属ベース基板。
【請求項１８】
請求項１５から１７のいずれか１項に記載の金属ベース基板と、
前記金属ベース基板上に設けられた電子部品と、を備え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、熱硬化性樹脂組成物、その硬化物、積層板、金属ベース基板およびパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気・電子機器等を構成する絶縁材料に対して放熱性が要求されている。絶縁材料の放熱性について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、たとえば、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、熱伝導性フィラーとして鱗片状または球形状の窒化ホウ素粒子を含有する熱伝導性樹脂組成物が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、本発明者が検討した結果、特許文献１に記載の熱伝導性樹脂組成物は、高熱伝導率の点で改善の余地を有することが判明した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者はさらに検討したところ、熱伝導性フィラーの組み合わせを適切に選択することで熱伝導性を高められることを見出した。このような知見に基づきさらに鋭意研究したところ、熱伝導性無機粒子と熱伝導性有機繊維とを併用することにより、熱伝導率を向上させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
詳細なメカニズムは定かでないが、熱硬化性樹脂中に存在する熱伝導性無機粒子の間に熱伝導性有機繊維が熱伝導パスを形成できるため、熱伝導率が向上すると考えられる。
【０００６】
本発明によれば、
熱硬化性樹脂と、
熱伝導性無機粒子と、
熱伝導性有機繊維と、を含む、熱硬化性樹脂組成物が提供される。
【０００７】
また本発明によれば、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物が提供される。
【０００８】
また本発明によれば、
接着層と、
前記接着層上に設けられた絶縁層と、を備えており、
前記絶縁層が、上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層で構成される、積層板が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、
金属基板と、
前記金属基板上に設けられた絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられた金属層と、を備えており、
前記絶縁層が、上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、上記硬化物および上記積層板からなる群から選択される一種で構成される、金属ベース基板が提供される。
【００１０】
また本発明によれば、
上記金属ベース基板と、
前記金属ベース基板上に設けられた電子部品と、を備えるパワーモジュールが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高熱伝導率を実現できる熱硬化性樹脂組成物、それを用いた硬化物、積層板、金属ベース基板およびパワーモジュールが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る金属ベース基板の構成を示す断面図である。
【図２】本実施形態に係るパワーモジュールの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
【００１４】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の概要を説明する。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂と、熱伝導性無機粒子と、熱伝導性有機繊維と、を含むものである。また、当該熱硬化性樹脂として、分子内にメソゲン基を含有する熱硬化性樹脂を含むことができる。
【００１５】
本発明者の知見によれば、熱伝導性無機粒子と熱伝導性有機繊維とを併用することにより、熱伝導率を向上させることができる。詳細なメカニズムは定かでないが、熱硬化性樹脂中に存在する熱伝導性無機粒子の間に熱伝導性有機繊維が熱伝導パスを形成できるため、熱伝導特性の飛躍的な増大を可能とし、さらにメソゲン基含有熱硬化性樹脂と併用することで相乗的に向上すると考えられる。
【００１６】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、電気・電子機器などの放熱絶縁材料として用いることが可能である。この放熱絶縁材料は、例えば、電子部品を搭載するための基板材料に用いることができる。
【００１７】
電気・電子機器は、たとえば、通常の半導体装置（電子部品として半導体素子を備える電子装置）やパワーモジュール（電子部品としてパワー半導体素子を備える電子装置）等を用いることができる。パワー半導体素子は、ＳｉＣ、ＧａＮ、Ｇａ２Ｏ３、またはダイヤモンドのようなワイドバンドギャップ材料を使用したものであり、高電圧・大電流で使用されるように設計されているため、通常のシリコンチップ（半導体素子）よりも発熱量が大きくなるので、さらに高温の環境下で動作することになる。パワー半導体素子には、たとえば、２００℃以上や２５０℃以上等の高温の動作環境下で、長時間の使用が要求される。パワー半導体素子の具体例としては、たとえば、整流ダイオード、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、サイリスタ、ゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）、トライアック等が挙げられる。
【００１８】
本発明者の知見によれば、放熱絶縁材料（熱硬化性樹脂組成物）の耐熱性の指標として、軟化点を採用することが可能である。たとえば、１５０℃の軟化点を指標とすることにより、通常の半導体装置の使用環境下における耐熱性を評価することができ、２００℃の軟化点を指標とすることにより、パワーモジュールの使用環境下における耐熱性を評価することが可能になる。
【００１９】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の軟化点は、たとえば、１００℃以上であり、好ましくは１５０℃以上であり、さらに好ましくは１８０℃以上であり、より一層好ましくは２００℃以上である。軟化点を１５０℃以上とすることにより、通常の半導体装置に好適に用いることができ、軟化点を２００℃以上とすることにより、パワーモジュールに好適に用いる放熱絶縁材料を実現できる。なお、上記軟化点の上限値は、特に限定されないが、例えば、４００℃以下としてもよい。
【００２０】
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の硬化物の厚み方向における樹脂の樹脂熱伝導率は、例えば、０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ〜１．０Ｗ／ｍ・Ｋであり、好ましくは０．１Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．８Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは０．２Ｗ／ｍ・Ｋ〜０．５Ｗ／ｍ・Ｋである。このような数値範囲とすることにより、複合成形体の熱伝導率を高めることができる。
【００２１】
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の硬化物の厚み方向における複合材の複合熱伝導率は、例えば、５Ｗ／ｍ・Ｋ〜５０Ｗ／ｍ・Ｋであり、好ましくは１０Ｗ／ｍ・Ｋ〜４０Ｗ／ｍ・Ｋ、より好ましくは１５Ｗ／ｍ・Ｋ〜３０Ｗ／ｍ・Ｋである。このような数値範囲とすることにより、複合成形体の熱伝導率を高めることができる。
【００２２】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物によれば、パワーモジュールに用いることができる放熱絶縁材料を提供することができる。
【００２３】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の各成分について詳述する。
【００２４】
（熱硬化性樹脂）
上記熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂を含有するものである。当該熱硬化性樹脂として、分子内にメソゲン基（メソゲン構造）を含有する熱硬化性樹脂や、分子内にメソゲン基を含有しない他の熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２５】
上記分子内にメソゲン基を含有する熱硬化性樹脂としては、分子内にメソゲン基を含有しかつエポキシ基を含有するエポキシ系熱硬化性樹脂や、分子内にメソゲン基を含有しかつエポキシ基を含有しない非エポキシ系熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００２６】
上記他の熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シアネート樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ビスマレイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２７】
上記非エポキシ系熱硬化性樹脂としては、分子内にメソゲン基を含有しかつエポキシ基を含有するエポキシ化合物以外から選択することができ、具体的には、シアネート化合物、ビスマレイミド化合物およびベンゾオキサジン化合物からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
上記ビスマレイミド化合物としては、例えば、下記一般式（ａ）で表されるメソゲン基を含有するビスマレイミド化合物を含むことができる。
【化１】
2019189840.tif 000003
【００２９】
上記ビスマレイミド化合物の具体例としては、例えば、ビス（４−マレイミドフェニル）メタンおよびビフェニルアラルキル型マレイミドからなる群から選択される一種以上を含むことができる。ビス（４−マレイミドフェニル）メタンとして、市販品のＢＭＩ−１０００、ビフェニルアラルキル型マレイミドとして、市販品のＭＩＲ−３０００を用いることができる。
【００３０】
上記シアネート化合物としては、例えば、下記一般式（ｂ）で表されるメソゲン基を含有するシアネート化合物を含むことができる。
【化２】
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【００３１】
上記ベンゾオキサジン化合物としては、例えば、下記一般式（ｃ１）または（ｃ２）で表されるメソゲン基を含有するベンゾオキサジン化合物を含むことができる。
【００３２】
【化３】
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【００３３】
上記一般式（ａ）、（ｂ）中のＲは、それぞれ、一般式−Ａ１−ｘ−Ａ２−で表されるメソゲン基である。上記一般式（ｃ１）および（ｃ２）中、中のＲは、それぞれ、−ｘ−で表される結合基である。
Ａ１およびＡ２は、各々独立して芳香族基、縮合芳香族基、脂環基、脂環式複素環基から選ばれる置換基を示す。
ｘは結合基であり、直接結合、または−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ＝Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−および−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−の群から選ばれる２価の置換基を示す。
【００３４】
ここでＡ１、Ａ２は各々独立して、ベンゼン環を有する炭素数６〜１２の炭化水素基、ナフタレン環を有する炭素数１０〜２０の炭化水素基、ビフェニル構造を有する炭素数１２〜２４の炭化水素基、ベンゼン環を３個以上有する炭素数１２〜３６の炭化水素基、縮合芳香族基を有する炭素数１２〜３６の炭化水素基、炭素数４〜３６の脂環式複素環基から選択されるものであることが好ましい。
【００３５】
メソゲン基中のＡ１、Ａ２の具体例としては、例えば、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、シクロヘキシル、ピリジル、ピリミジル、チオフェニレン等が挙げられる。また、これらは無置換であっても良く、脂肪族炭化水素基、ハロゲン基、シアノ基、ニトロ基などの置換基を有する誘導体であっても良い。
【００３６】
メソゲン基中の結合基に相当するｘとしては、例えば、直接結合、または−Ｃ＝Ｃ−、−Ｃ≡Ｃ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＣＯ−ＮＨ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ−、−Ｎ＝Ｎ−および−Ｎ（Ｏ）＝Ｎ−の群から選ばれる２価の置換基が好ましい。
ここで、直接結合とは、単結合、またはメソゲン構造中のＡ１およびＡ２が互いに連結して環構造を形成することを意味する。
【００３７】
また、上記一般式（ｃ１）および（ｃ２）中、Ｒ’は、それぞれ独立して、同一または異なる、水素原子、低級アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキニル基を表す。また、一般式（ｃ１）、（ｃ２）中のベンゼン環は、無置換でも、脂肪族炭化水素基や芳香族炭化水素基などの置換基を有していてもよい。この他、上記ベンゾオキサジン化合物は、架橋性基や二トリルなどの極性基などの官能基を有していてもよい。
【００３８】
非エポキシ系熱硬化性樹脂の分子構造としては、メソゲン基を介して両側に熱架橋性基を備えるものを用いることができる。これにより熱架橋性を高めることができる。
また、非エポキシ系熱硬化性樹脂の分子構造において、メソゲン基またはメソゲン基中の結合基Ｒは、ベンゼン環などの芳香族環に直接結合した構造を有することが好ましい。詳細なメカニズムは定かでないが、共役構造により熱伝導性を高められると考えられる。
また、非エポキシ系熱硬化性樹脂の分子構造において、メソゲン基と結合する基または結合基Ｒと結合する基が、共鳴構造をとる窒素原子を備えるものであることが好ましく、例えば、窒素原子を有する複素環であることが好ましい。詳細なメカニズムは定かでないが、共役構造により熱伝導性を高められると考えられる。
【００３９】
上記熱硬化性樹脂の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、１質量％以上３０質量％以下が好ましく、５質量％以上２８質量％以下がより好ましい。上記下限値以上であると、ハンドリング性が向上し、樹脂層を形成するのが容易となる。上記上限値以下であると、樹脂層の強度や難燃性がより一層向上したり、樹脂層の熱伝導性がより一層向上したりする。
【００４０】
本実施形態において、「熱硬化性樹脂組成物の固形分」とは、樹脂組成物中における不揮発分を指し、水や溶媒等の揮発成分を除いた残部を指す。
【００４１】
（硬化剤）
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化剤を含むことができる。
上記硬化剤としては、熱硬化性樹脂の種類に応じて選択され、これと反応するものであれば特に限定されない。
【００４２】
上記ビスマレイミド化合物の硬化剤としては、例えば、アミン系硬化剤、ベンゾオキサジン化合物、シアネート化合物、エポキシ化合物、フェノール化合物等が挙げられる。
【００４３】
上記シアネート化合物の硬化剤としては、例えば、ベンゾオキサジン化合物、異なる種類のシアネート化合物等が挙げられる。
【００４４】
上記ベンゾオキサジン化合物の硬化剤としては、例えば、シアネート化合物が挙げられる。
【００４５】
その他の硬化剤としては、フェノール樹脂系硬化剤、アミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、メルカプタン系硬化剤等を挙げることができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
（硬化促進剤）
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、硬化促進剤を含むことができる。
上記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。
【００４７】
上記硬化促進剤としては、例えば、イミダゾール類、有機リン化合物、３級アミン類、フェノール化合物、有機酸等が挙げられる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、耐熱性を高める観点から、イミダゾール類などの窒素原子含有化合物を用いることが好ましい。
【００４８】
上記イミダゾール類としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２，４−ジエチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテート等が挙げられる。
【００４９】
上記３級アミン類としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７等が挙げられる。
上記フェノール化合物としては、例えば、フェノール、ビスフェノールＡ、ノニルフェノール、２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン等が挙げられる。
上記有機酸としては、例えば、酢酸、安息香酸、サリチル酸、ｐ−トルエンスルホン酸等が挙げられる。
【００５０】
上記硬化促進剤の含有量は、熱硬化性樹脂と硬化剤との合計１００質量％に対して、０．０１質量％〜１０質量％でもよく、０．０２質量％〜５質量％でもよく、０．０５質量％〜１．５質量％でもよい。
【００５１】
（熱伝導性フィラー）
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導性フィラーを含むものである。
上記熱伝導性フィラーとして、熱伝導性無機粒子および熱伝導性有機繊維を併用して用いることができる。
【００５２】
上記熱伝導性無機粒子は、たとえば、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する高熱伝導性フィラーを含むことができる。このような高熱伝導性無機粒子としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素及び酸化マグネシウムから選択される少なくとも１種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５３】
上記熱伝導性無機粒子は、鱗片状の無機粒子を含むことができる。これにより、熱伝導性をさらに向上させることができる。詳細なメカニズムは定かでないが、鱗片状等の平面方向に異方性を有する熱伝導性無機粒子を使用することにより、熱伝導性有機繊維との面接触可能な接触面積を増加させることができること、また積層構造を形成すること等によって、熱伝導性を高められると考えられる。
【００５４】
上記熱伝導性無機粒子は、窒化ホウ素として、単分散粒子、凝集粒子またはこれらの混合物で構成される鱗片状窒化ホウ素を含むことができる。凝集窒化ホウ素を使用することによって、さらに熱伝導性を高められる。
【００５５】
鱗片状フィラーの凝集物（窒化ホウ素の凝集粒子）を使用することにより厚み方向の熱伝導率を高めることができる。詳細なメカニズムは定かでないが、鱗片状フィラーの一部がプレス成形時に押しつぶされて、鱗片状フィラーが一方向に配向することなく等方的な熱伝導パスが形成されるため、と考えられる。また、遊星型ミキサーまたはホモミキサー等の使用によって、鱗片状フィラーの凝集物の崩壊を抑えつつ、分散を可能となる混合手法を採用することにより、上記のような等方的な熱伝導パスを実現できると考えられる。
【００５６】
一方で、本発明者の知見によれば、鱗片状フィラーの凝集物を使用しない場合、鱗片状フィラーが配向してしまい、面内方向での熱伝導パスは形成されるが、厚み方向での熱伝導パスは形成されにくく、厚み方向においては十分な放熱特性が得られないことが判明した。
【００５７】
上記熱伝導性無機粒子のアスペクト比は、例えば、２〜１００、好ましくは３〜８０、より好ましくは５〜５０である。このような数値範囲とすることにより、熱伝導性や相溶性を向上できる。
本明細書中、「〜」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。
なお、板状または鱗片状の場合におけるアスペクト比は、最大径／厚さで表される。
【００５８】
上記熱伝導性有機繊維は、繊維軸方向に所定長さを有する有機繊維ファイバーを用いることができる。この有機繊維ファイバーは、熱伝導性の観点から、芳香族環構造を有することができる。
【００５９】
上記熱伝導性有機繊維は、熱伝導性の観点から、ケブラー（登録商標）、テクノーラ（登録商標）、ビニロン、ザイロン（登録商標）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ＶＥＣＴＲＡ（登録商標）、ポリブチレンテレフラレート（ＰＢＴ）繊維、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、セルロースナノファイバー、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＢＮＮＴ（窒化ホウ素ナノチューブ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）繊維からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、熱伝導性および絶縁性の観点から、ケブラー（登録商標）、テクノーラ（登録商標）、ビニロン、ザイロン（登録商標）等を用いることができる。
また、ザイロン（登録商標）として知られるポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維は芳香族ポリマー繊維であるため、熱硬化性樹脂や熱伝導性無機粒子と芳香族ポリマー繊維との界面でπ共役による相互作用が働くことが期待され、これによって熱伝導性を改善できること考えられる。
【００６０】
本実施形態において、熱硬化性樹脂および熱伝導性有機繊維が、それぞれ同一または異なる芳香族基を有することができる。これにより、熱硬化性樹脂と熱伝導性有機繊維との間の熱伝導性を高められる。
【００６１】
上記熱伝導性有機繊維の引張弾性率は、例えば、８０ＧＰａ〜３００ＧＰａ、好ましくは１００ＧＰａ〜２５０ＧＰａ、より好ましくは１２０ＧＰａ〜２２０ＧＰａである。上記下限値以上とすることにより、放熱性を高めることができる。これは、熱伝導性無機粒子への追従性を高められるためと考えられる。上記上限値以下とすることにより、放熱性の低下を抑制できる。
【００６２】
上記熱伝導性有機繊維の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の固形分全体に対して、例えば、０．１重量％〜５重量％、好ましくは０．２重量％〜４重量％であり、より好ましくは０．３重量％〜３重量％である。上記下限値以上とすることより、熱伝導性を向上できる。また、上記上限値以下とすることにより、ワニス状の熱硬化性樹脂組成物を容易に作製することが可能となる。上記上限値を１．５重量％以下、好ましくは１．０重量％以下とすることにより、ワニスに流動性を高め、塗膜性を優れたものとすることができる。また、膜厚均一性も高めることができる。
【００６３】
上記熱伝導性有機繊維の平均繊維長は、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜５ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜２ｍｍである。上記下限値以上とすることにより、熱伝導性を高められる。また、上記上限値以下とすることにより、成形性や相溶性を高めることができる。
【００６４】
上記熱伝導性有機繊維の平均繊維径は、例えば、１μｍ〜１００μｍ、好ましくは３μｍ〜５０μｍ、より好ましくは５μｍ〜３０μｍである。上記数値範囲内とすることにより、熱伝導性を高められる。
【００６５】
熱伝導性有機繊維の平均繊維径は、ＳＥＭで熱伝導性有機繊維を観察し、１０本の異なる熱伝導性有機繊維の径を測定し、その算術平均値として求めるものとする。上記熱伝導性有機繊維の繊維が扁平な場合、その長軸径の算術平均値を平均繊維径とする。また、上記熱伝導性有機繊維の平均繊維長は、肉眼、顕微鏡観察、ＳＥＭ観察等の適当な手段・方法で１０本の異なる熱伝導性有機繊維の長さを測定し、その算術平均値として求めるものとする。
【００６６】
上記熱伝導性フィラーの含有量は、熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して、５０質量％〜９０質量％であり、好ましくは６０質量％〜９０質量％であり、より好ましくは７０質量％〜８５質量％である。上記下限値以上とすることにより、熱伝導性を向上させることができる。上記上限値以下とすることにより、プロセス性の低下を抑制することができる。
【００６７】
また、適切な樹脂材料と熱伝導性フィラーとを選択することにより、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の硬化物における線膨張係数を、銅の線膨張係数（約１７ｐｐｍ）と同程度となるように構成できるため、銅基板や銅層との密着性を高めることが可能である。
【００６８】
（分散安定剤）
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、分散安定剤を含むことができる。
分散安定剤を使用することにより、熱伝導性フィラーの沈降を抑制することができる。例えば、ナノ成分を添加することで、熱硬化性樹脂組成物のワニス粘度が上昇するため、熱伝導性フィラーの沈降を抑制できる。これにより、フィラーが均一に分散し、成形不良なく複合成形体を得ることが可能とし、安定した熱伝導性を発現できると考えられる。
【００６９】
上記分散安定剤としては、例えば、ナノシリカなどの無機ナノ粒子、アルキルスルホン酸系化合物、四級アンモニウム系化合物、高級アルコールアルキレンオキサイド系化合物、多価アルコールエステル系化合物、アルキルポリアミン系化合物、ポリリン酸系化合物、ポリカルボン酸系化合物、ポリエチレングリコール系化合物、ポリエーテル系化合物、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
【００７０】
上記分散安定剤の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の全固形分に対して、例えば、０．０１質量％〜１０質量％、好ましくは０．０２質量％〜５．０質量％、より好ましくは０．０５質量％〜３．０質量％である。上記下限値以上とすることにより、熱伝導率を高めることができる。一方、上記上限値以下とすることにより、成形性や熱伝導パスの形成性を高めることができる。
【００７１】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含むことができる。
これにより、熱硬化性樹脂組成物中における熱伝導性フィラーの相溶性を向上させることができる。カップリング剤は、熱硬化性樹脂組成物に添加してもよいし、熱伝導性フィラー表面に処理して使用してもよい。
【００７２】
上記シランカップリング剤としては、例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アミノ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、カチオニック系シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤およびシリコーンオイル型カップリング剤からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、官能基として、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基または水酸基の少なくとも一種以上を有するシランカップリング剤を用いることができる。また、樹脂成分との相溶性を向上させる観点から、非反応性のフェニル基を有するシランカップリング剤を用いることができる。
【００７３】
上記官能基を有するシランカップリング剤の具体例としては、例えば、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。上記フェニル基を含有するシランカップリング剤としては、例えば、３−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−フェニルアミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−メチルアニリノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−メチルアニリノプロピルトリエトキシシラン、３−フェニルイミノプロピルトリメトキシシラン、３−フェニルイミノプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリメトシキシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等が挙げられる。
【００７４】
上記カップリング剤の添加量は、熱伝導性フィラー１００質量％に対して、例えば、０．０５質量％以上３質量％以下が好ましく、特に０．１質量％以上２質量％以下が好ましい。
【００７５】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、フェノキシ樹脂を含むことができる。これにより、耐屈曲性を向上させることができる。
上記フェノキシ樹脂としては、ビスフェノール骨格を有するフェノキシ樹脂、ナフタレン骨格を有するフェノキシ樹脂、アントラセン骨格を有するフェノキシ樹脂、ビフェニル骨格を有するフェノキシ樹脂等が挙げられる。
上記フェノキシ樹脂の含有量は、熱硬化性樹脂組成物の固形分全体に対して、３質量％〜１０質量％としてもよい。
【００７６】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述した成分以外の他の成分を含むことができる。この他の成分としては、例えば、酸化防止剤、レベリング剤が挙げられる。
【００７７】
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物の製造方法として、例えば、次のような方法がある。
熱伝導性フィラー以外の上記の各成分を、溶剤中に溶解、混合、撹拌することにより樹脂ワニス（ワニス状の熱硬化性樹脂組成物）を調整することができる。この混合は、超音波分散方式、高圧衝突式分散方式、高速回転分散方式、ビーズミル方式、高速せん断分散方式、および自転公転式分散方式などの各種混合機を用いることができる。
上記溶剤としては特に限定されないが、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノン等が挙げられる。
【００７８】
また、当該樹脂ワニスに、熱伝導性フィラーを添加し、三本ロール等を用いて混練することにより、Ｂステージ状態の熱硬化性樹脂組成物を得ることができる。混練時に添加することにより、熱硬化性樹脂中に熱伝導性フィラーをより均一に分散させることが可能であるが、これに限定されない。熱伝導性フィラーは、混練時に添加してもよいが、樹脂ワニスの混合時に添加してもよい。なお、分散性の観点から、ナノ粒子は、例えば、所定の溶剤に分散させもの（ナノ粒子分散液）を樹脂ワニス中に添加することが好ましい。
【００７９】
（樹脂基板）
本実施形態の樹脂基板は、上記熱硬化性樹脂組成物の硬化物で構成された絶縁層を備えるものである。この樹脂基板は、半導体素子やパワー半導体などの電子部品を搭載するための素子搭載基板の材料として用いることができる。
【００８０】
（積層板）
本実施形態の積層板は、接着層と、接着層上に設けられた絶縁層と、を備えるものである。積層板中の絶縁層は、上記熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層で構成される。この樹脂層は、Ｂステージ状態の熱硬化性樹脂組成物で構成することができる。また、この接着層は、表面に金属板や放熱板などの各種金属部材と絶縁層との密着性を高めることができる。
【００８１】
上記接着層は、電気絶縁性を有し、絶縁層と被着体（金属部材）とを接着可能であれば特に制限はないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂及び変性ポリアミドイミド樹脂から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。これらを単独で用いても２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、接着層は、目的に応じて、熱伝導性フィラー、硬化剤等を含有してもよい。
【００８２】
（金属ベース基板）
本実施形態の金属ベース基板１００について図１に基づいて説明する。
図１は、金属ベース基板１００の構成の一例を示す断面図である。
上記金属ベース基板１００は、図１に示すように、金属基板１０１と、金属基板１０１上に設けられた絶縁層１０２と、絶縁層１０２上に設けられた金属層１０３と、を備えることができる。この絶縁層１０２は、上記の熱硬化性樹脂組成物からなる樹脂層、熱硬化性樹脂組成物の硬化物および積層板からなる群から選択される一種で構成することが可能である。これらの樹脂層、積層板のそれぞれは、金属層１０３の回路加工の前では、Ｂステージ状態の熱硬化性樹脂組成物で構成されていてもよく、回路加工の後では、それを硬化処理されてなる硬化体であってもよい。
【００８３】
金属層１０３は絶縁層１０２上に設けられ、回路加工されるものである。この金属層１０３を構成する金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、鉄、錫等から選択される一種または二種以上が挙げられる。これらの中でも、金属層１０３は、好ましくは銅層またはアルミニウム層であり、特に好ましくは銅層である。銅またはアルミニウムを用いることで、金属層１０３の回路加工性を良好なものとすることができる。金属層１０３は、板状で入手できる金属箔を用いてもよいし、ロール状で入手できる金属箔を用いてもよい。
【００８４】
金属層１０３の厚みの下限値は、例えば、０．０１ｍｍ以上であり、好ましくは０．１０ｍｍ以上、さらに好ましくは０．２５ｍｍ以上である。このような数値以上であれば、高電流を要する用途であっても、回路パターンの発熱を抑えることができる。
また、金属層１０３の厚みの上限値は、例えば、２．０ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは１．０ｍｍ以下である。このような数値以下であれば、回路加工性を向上させることができ、また、基板全体としての薄型化を図ることができる。
【００８５】
金属基板１０１は、金属ベース基板１００に蓄積された熱を放熱する役割を有する。金属基板１０１は、放熱性の金属基板であれば特に限定されないが、例えば、銅基板、銅合金基板、アルミニウム基板、アルミニウム合金基板であり、銅基板またはアルミニウム基板が好ましく、銅基板がより好ましい。銅基板またはアルミニウム基板を用いることで、金属基板１０１の放熱性を良好なものとすることができる。
【００８６】
金属基板１０１の厚さは、本発明の目的が損なわれない限り、適宜設定できる。
金属基板１０１の厚さの上限値は、例えば、２０．０ｍｍ以下であり、好ましくは５．０ｍｍ以下である。この数値以下の厚さの金属基板１０１を用いることで、金属ベース基板１００全体としての薄型化を行うことができる。また、金属ベース基板１００の外形加工や切り出し加工等における加工性を向上させることができる。
また、金属基板１０１の厚さの下限値は、例えば、０．１ｍｍ以上であり、好ましくは１．０ｍｍ以上であり、さらに好ましくは２．０ｍｍ以上である。この数値以上の金属基板１０１を用いることで、金属ベース基板１００全体としての放熱性を向上させることができる。
【００８７】
本実施形態において、金属ベース基板１００は、各種の基板用途に用いることが可能であるが、熱伝導性及び耐熱性に優れることから、パワーモジュールに用いるパワーモジュール用基板として用いることが可能である。
金属ベース基板１００は、パターンにエッチング等することによって回路加工された金属層１０３を有することができる。この金属ベース基板１００において、最外層に不図示のソルダーレジストを形成し、露光・現像により電子部品が実装できるよう接続用電極部が露出されていてもよい。
【００８８】
（パワーモジュール）
本実施形態のパワーモジュールについて図２に基づいて説明する。
図２は、パワーモジュール１１の構成を示す断面図である。
本実施形態のパワーモジュール１１は、上記の金属ベース基板１００と、金属ベース基板１００上に設けられた電子部品と、を備えることができる。電子部品としては、上記のパワー半導体素子等を用いることができる。パワー半導体素子以外にも、他の電子部品が金属ベース基板１００上に搭載されていてもよい。動作により発熱する電子部品（各種の発熱素子）からの熱に対して、金属ベース基板１００はヒートスプレッターとして機能することができる。
【００８９】
パワーモジュール１１の一例は、図２に示すように、パワーモジュール用回路基板（金属ベース基板１００）の金属層１０３ａ（金属層１０３がパターニングされたもの）上に、接着層３を介してパワー半導体素子２が搭載されている。パワー半導体素子２はボンディングワイヤー７を介して金属層１０３ｂに導通されている。また、パワー半導体素子２、ボンディングワイヤー７、金属層１０３ａ、１０３ｂは封止材６により封止されている。
【００９０】
また、パワーモジュール１１は、金属ベース基板１００の金属層１０３上に搭載されたチップコンデンサ８やチップ抵抗９等の他の電子部品を備えてもよい。また、パワーモジュール１１は、金属基板１０１が、公知の熱伝導グリス４を介して、放熱フィン５に接続された構造を有していてもよい。
【００９１】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【実施例】
【００９２】
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
【００９３】
（熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物の作製）
表１に示す配合割合に従い、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、分散安定剤と、必要に応じて硬化剤と、を熱板上にて溶融混合し、冷却後粉砕して熱硬化性樹脂組成物を得た。
【００９４】
（熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂ワニスの作製）
表１に示す配合割合に従い、熱硬化性樹脂と、硬化促進剤と、分散安定剤と、必要に応じて硬化剤と、を溶媒であるシクロヘキサノンに添加し、これを撹拌して熱硬化性樹脂組成物の溶液を得た。次いで、この溶液に熱伝導性フィラーを入れて予備混合した後、プラネタリーミキサー（遊星型ミキサー）にて混合し、熱伝導性フィラーを均一に分散させたワニス状の熱硬化性樹脂組成物を得た。
表１中、熱伝導性フィラーの含有量は、熱硬化性樹脂組成物の固形分全体１００体積％に対して、６０体積％であった。
【００９５】
表１に記載の各成分は以下の通り。
（熱硬化性樹脂）
【００９６】
ビスマレイミド化合物１：下記の化学式で表される、メソゲン基を含有するビスマレイミド化合物（ＢＭＩ−３７２）
【００９７】
【化４】
2019189840.tif 000006
【００９８】
ビスマレイミド化合物２：下記の化学式で表される、メソゲン基を含有しないビスマレイミド化合物（大和化成工業社製、ＢＭＩ−２３００、ｎが０以上５以下、Ｍｗ＝３００〜５００）
【００９９】
【化５】
2019189840.tif 000007
【０１００】
ベンゾオキサジン化合物１：下記の化学式で表される、メソゲン基を含有するベンゾオキサジン化合物（ＢＰ−ａ）
【０１０１】
【化６】
2019189840.tif 000008
【０１０２】
ベンゾオキサジン化合物２：下記の化学式で表される、メソゲン基を含有しないベンゾオキサジン化合物（四国化成社製、Ｐ−ｄ）
【０１０３】
【化７】
2019189840.tif 000009
【０１０４】
エポキシ化合物１：下記の化学式で表される、ビフェニル型エポキシ樹脂の混合物（三菱ケミカル社製、ＹＬ６１２１ＨＡ、メソゲン基を含有するエポキシ化合物）
【０１０５】
【化８】
2019189840.tif 000010
【０１０６】
エポキシ化合物２：下記の化学式で表される、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（東京化成工業社製、ＤＧＥＢＡ、メソゲン基を含有しないエポキシ化合物）
【０１０７】
【化９】
2019189840.tif 000011
【０１０８】
シアネート化合物１：ノボラック型シアネート樹脂（ロンザジャパン社製、ＰＴ−３０）
【０１０９】
（硬化剤）
硬化剤１：ジアミノジフェニルメタン（東京化成工業社製、ＤＤＭ）
【０１１０】
（硬化促進剤）
硬化促進剤１：２−メチルイミダゾール（東京化成工業社製、２ＭＺ）
硬化促進剤２：ノボラック型フェノール樹脂（ＰＲ−５１４７０、住友ベークライト社製）
【０１１１】
（分散安定剤）
分散安定剤１：ナノシリカ（日本アエロジル株式会社製、ＲＸ−２００）
【０１１２】
（熱伝導性フィラー）
熱伝導性無機粒子１：下記の手順で作製された凝集窒化ホウ素
・凝集窒化ホウ素の作製：
ホウ酸メラミンと鱗片状窒化ホウ素粉末を混合して得られた混合物を、ポリアクリル酸アンモニウム水溶液へ添加し、２時間混合して噴霧用スラリーを調製した。次いで、このスラリーを噴霧造粒機に供給し、アトマイザーの回転数１５０００ｒｐｍ、温度２００℃、スラリー供給量５ｍｌ／ｍｉｎの条件で噴霧することにより、複合粒子を作製した。次いで、得られた複合粒子を、窒素雰囲気下、２０００℃の条件で焼成することにより、凝集窒化ホウ素を得た。
【０１１３】
熱伝導性有機繊維１：低弾性率ザイロン（ポリパラフェニレンベンズオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、東洋紡株式会社製、ザイロンＡＳ、引張弾性率：１８０ＧＰａ、繊維長：１．０ｍｍ、繊維径：１２μｍ）
【０１１４】
【表１】
2019189840.tif 000012
【０１１５】
表１中、「単身樹脂の硬化時特性」とは、熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物の硬化物性を意味し、「複合化物の硬化時特性」とは、熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物の硬化物性を意味する。
【０１１６】
得られた熱硬化性樹脂組成物について、次のような評価項目に基づいて評価を実施した。評価結果は表１に示す。
【０１１７】
（液晶性）
表１の熱硬化性樹脂組成物を構成する熱硬化性樹脂、硬化剤、硬化促進剤の３つの成分の所定量を熱板上で溶融混合し、冷却後に粉砕した。粉砕して得られた樹脂粉をスライドガラスで挟み、加熱ステージ上に配置した後、偏光顕微鏡を用いて複屈折が視認できたものについて液晶性有りと判断した。
表１中、複屈折が十分視認できた場合を◎、複屈折が僅かに視認できた場合を○、複屈折が視認できなかった場合を×と判断した。
【０１１８】
（軟化点）
表１に示す熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物について、軟化点（℃）を測定した。ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）試験装置（セイコーインスツメルツ社製ＴＭＡ／ＳＳ６１００）を用いて、昇温速度５℃／分、荷重０．０５Ｎ、圧縮モード、測定温度範囲３０〜３２０℃の条件で、評価基板の熱膨張特性を観察し、熱膨張曲線の屈折点の温度を外挿法により求め、軟化点とした。
表１中、軟化点が１５０℃以下の場合を△、軟化点が１５０℃超〜２００℃以下の場合を○、軟化点が２００℃超の場合を◎と判断した。
【０１１９】
（Ｔｄ５：５％重量減少温度）
示差熱熱重量同時測定装置（セイコ−インスツルメンツ社製、ＴＧ／ＤＴＡ６２００型）を用いて、乾燥窒素気流下、昇温速度１０℃／分の条件により、サンプルを、３０℃から６５０℃まで昇温させることにより、サンプルが５％重量減少する温度（Ｔｄ５）を算出した。なお、サンプルとして、表１に示す熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を、２２０℃、９０分で加熱して硬化物を得た後、測定前に１００℃で１時間の乾燥処理を施したものを用いた。
表１中、Ｔｄ５が３００℃以下の場合を△、Ｔｄ５が３００℃超〜３５０℃以下の場合を○、Ｔｄ５が３５０℃超の場合を◎と判断した。
【０１２０】
（膜厚均一性）
表１に示す熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物を、基板上に、バーコートによって乾燥後膜厚が約３５０μｍ〜約４００μｍになるように塗布し、１００℃で１０分乾燥して樹脂層を形成した。得られた樹脂層を、残留酸素濃度１０００ｐｐｍ未満である窒素雰囲気下において、コンプレッション成形を２５℃から２２０℃まで昇温速度５℃／分で昇温した後、２２０℃、９０分条件で行い、評価用サンプルを得た。評価用サンプルの１０カ所の膜厚を測定し、膜厚の平均値（μｍ）を算出するとともに、該１０カ所の膜厚の最大値と最小値の差分（μｍ）を算出した。
表１中に、膜厚の平均値（μｍ）、最大値と最小値の差分（μｍ）を示す。差分が、３０μｍ超過の場合を×、３０μｍ以下２０μｍ超過の場合を△、２０μｍ以下１５μｍ超過の場合を○、１５μｍ以下の場合を◎と判断した。
【０１２１】
（線膨張係数）
表１に示す熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物を用いて、２２０℃、９０ｍｉｎの硬化を行い、４ｍｍ×２０ｍｍの試験片を作製した。得られた試験片について、線膨張係数を測定した。ＴＭＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）試験装置（セイコーインスツメルツ社製ＴＭＡ／ＳＳ６１００）を用いて、昇温速度５℃／分、荷重０．０５Ｎ、引張モード、測定温度範囲３０〜３２０℃の条件で、熱機械分析（ＴＭＡ）を２サイクル測定した。得られた結果から、４０℃〜６０℃の範囲における平面方向（ＸＹ方向）の線膨張係数（ＣＴＥ）の平均値を算出した。なお、線膨脹係数（ｐｐｍ／℃）は、２サイクル目の値を採用した。
【０１２２】
（樹脂熱伝導率、複合熱伝導率）
・樹脂成形体の作製
表１に示す熱伝導性フィラーを含有しない熱硬化性樹脂組成物を離型剤を塗布した金型にセットし、コンプレッション成形を２２０℃、１５ｍｉｎ行い、直径１０ｍｍ×厚み１ｍｍの樹脂成形物を得た。その後、オーブンにて２２０℃、９０ｍｉｎの硬化を行い、樹脂成形体（熱伝導率測定用サンプル１）を得た。
【０１２３】
・複合成形体の作製
表１に示す熱伝導性フィラーを含有する熱硬化性樹脂組成物ワニスを、厚み１８μｍの銅箔上に塗布、乾燥させ樹脂層付き銅箔を作製した。この銅箔の樹脂層を別の銅箔で挟むようにして重ね合わせてセットし、コンプレッション成形を２２０℃、９０分行い、縦１５ｃｍ×横２２ｃｍ×厚み０．２ｍｍの複合成形体（熱伝導率測定用サンプル２）を得た。
【０１２４】
・樹脂成形体、複合成形体の比重
比重測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１（熱硬化性プラスチック一般試験方法）に準拠して行った。試験片は、上記の樹脂成形体または複合成形体から、縦２ｃｍ×横２ｃｍ×厚み２ｍｍに切り出したものを用いた。比重（ＳＰ）の単位をｇ／ｃｍ３とする。
【０１２５】
・樹脂成形体、複合成形体の比熱
得られた上記の樹脂成形体または複合成形体について、ＤＳＣ法により比熱（Ｃｐ）を測定した。
【０１２６】
・樹脂成形体、複合成形体の熱伝導率の測定
得られたそれぞれの上記の樹脂成形体・複合成形体から、厚み方向測定用として、直径１０ｍｍ×厚み０．２ｍｍに切り出したものを試験片とした。次に、ＵＬＶＡＣ社製のＸｅフラッシュアナライザーＴＤ−１ＲＴＶを用いて、レーザーフラッシュ法により板状の試験片の厚み方向の熱拡散係数（α）の測定を行った。測定は、大気雰囲気下、２５℃の条件下で行った。
樹脂成形体、複合成形体のそれぞれについて、得られた熱拡散係数（α）、比熱（Ｃｐ）、比重（ＳＰ）の測定値から、下記式に基づいて熱伝導率を算出した。
熱伝導率［Ｗ／ｍ・Ｋ］＝α［ｍ２／ｓ］×Ｃｐ［Ｊ／ｋｇ・Ｋ］×Ｓｐ［ｇ／ｃｍ３］
表１中、樹脂成形体の熱伝導率を「樹脂熱伝導率」とし、複合成形体の熱伝導率を「複合熱伝導率」とした。
【０１２７】
表１中、樹脂熱伝導率が０．１５Ｗ／ｍ・ｋ以下の場合を△、樹脂熱伝導率が０．１５Ｗ／ｍ・ｋ超〜０．２６Ｗ／ｍ・ｋ以下の場合を○、樹脂熱伝導率が０．２６Ｗ／ｍ・ｋ超の場合を◎と判断した。
表１中、複合材熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・ｋ以下の場合を△、複合材熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・ｋ超〜１８Ｗ／ｍ・ｋ以下の場合を○、複合材熱伝導率が１８Ｗ／ｍ・ｋ超の場合を◎と判断した。
【０１２８】
実施例１〜５の熱硬化性樹脂組成物は、熱伝導性有機繊維を含有しない比較例４〜７のうち対応する比較例（樹脂熱伝導率が同じである比較例）と比べて、複合熱伝導率が高く、メソゲン基含有熱硬化性樹脂を含有しない比較例１〜４と比べて、樹脂熱伝導率が高いことから、熱伝導性に優れることが分かった。
また、実施例１〜５の熱硬化性樹脂組成物は、軟化点やＴｄ５の温度が高いことから耐熱性に優れるものであることが判明した。このため、実施例１〜５の熱硬化性樹脂組成物は、通常の半導体装置の基板のみならず、パワーモジュール等の高温環境下での耐熱性が要求されるパワーモジュール用基板としても好適に用いることができることが分かった。
なお、実施例１〜５の熱硬化性樹脂組成物は、塗膜性に優れており、膜厚バラツキが小さいことが分かった。
【符号の説明】
【０１２９】
２  パワー半導体素子
３  接着層
４  熱伝導グリス
５  放熱フィン
６  封止材
７  ボンディングワイヤー
８  チップコンデンサ
９  チップ抵抗
１０  ソルダーレジスト
１１  パワーモジュール
１００  金属ベース基板
１０１  金属基板
１０２  絶縁層
１０３  金属層
１０３ａ  金属層
１０３ｂ  金属層 
【図１】
2019189840.tif 000013
【図２】
2019189840.tif 000014