(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス樹脂と、
前記マトリックス樹脂中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体と、
前記マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、前記絶縁体同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相と、
を備え、
前記熱伝導相を構成する有機物は、熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、
前記マトリックス樹脂は、第１樹脂が三次元的に連続する第１樹脂相と、前記第１樹脂相と相違し、第２樹脂により形成される第２樹脂相とを備えた相分離構造を有し、前記第１樹脂相は熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれか一方により形成され、前記第２樹脂相は熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の他方により形成され、
前記絶縁体及び熱伝導相は、前記第１樹脂相に偏在しており、
前記第１樹脂相の内部に前記熱伝導相が存在しており、前記第１樹脂相を構成する第１樹脂と前記熱伝導相を構成する有機物とは異なる化合物である絶縁熱伝導性樹脂組成物。
【請求項２】
前記マトリックス樹脂中における、隣接する絶縁体の間の平均距離は、前記絶縁体の平均粒子径よりも小さい請求項１に記載の絶縁熱伝導性樹脂組成物。
【請求項３】
前記絶縁体は球状である請求項１又は２に記載の絶縁熱伝導性樹脂組成物。
【請求項４】
前記絶縁体の平均粒子径は０．５〜５０μｍであり、前記絶縁熱伝導性樹脂組成物における前記絶縁体の割合は１０〜８０体積％である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の絶縁熱伝導性樹脂組成物。
【請求項５】
前記絶縁体は、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ及びＡｌＮからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の絶縁熱伝導性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁熱伝導性樹脂組成物に関する。詳細には本発明は、電子部品等を冷却する熱伝導部品、例えば放熱体に使用される絶縁熱伝導性樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ（中央処理装置：ＣＰＵ）、トランジスタ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体は、使用中に発熱し、その熱のために電子部品の性能が低下することがある。そのため、通常、発熱するような電子部品には放熱体が取り付けられる。
【０００３】
従来、そのような放熱体には、熱伝導率の高い金属が用いられてきた。ただ、近年、形状選択の自由度が高く、軽量化及び小型化の容易な絶縁熱伝導性樹脂組成物が用いられつつある。このような絶縁熱伝導性樹脂組成物は、熱伝導率を向上させるために、バインダー樹脂に熱伝導性無機フィラーを大量に含有させなければならない。しかしながら、熱伝導性無機フィラーの配合量を単純に増加させると、様々な問題が生じることが知られている。例えば、配合量を増加させることにより硬化前の樹脂組成物の粘度が上昇し、成形性及び作業性が大きく低下し、成形不良を起こしてしまう。また、無機フィラーを充填できる量には限界があるため、得られる樹脂組成物は熱伝導性が充分でない場合が多い。
【０００４】
そこで、複数の樹脂を用いて共連続型の相分離構造を形成し、一方の樹脂相に熱伝導性微粒子を偏在させることで、熱伝導率を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、マトリックス樹脂に熱伝導性フィラーを分散し、熱伝導性フィラー同士を低融点合金で連結する高熱伝導性樹脂組成物も開示されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、熱可塑性樹脂と、酸化マグネシウムと、融点が５００℃以上の金属粉と、融点が５００℃以下の低融点合金とを用いた絶縁性熱伝導性樹脂組成物も開示されている（例えば、特許文献３参照）。そして、融点が２４０℃以下の金属ナノ粒子を担持した熱伝導性フィラーが樹脂組成物中に分散している、高熱伝導性ポリマーナノコンポジット材料も開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
さらに、熱可塑性樹脂、高熱伝導性無機化合物及び低融点ガラスを使用した高熱伝導性樹脂組成物も開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−６５０６４号公報
【特許文献２】国際公開第２００３／０２９３５２号
【特許文献３】特開２００６−３２８１５５号公報
【特許文献４】特許第４９９６１８２号明細書
【特許文献５】特開２００８−１６９２６５号公報
【発明の概要】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のように熱伝導性フィラーを偏在させたとしても、熱伝導パスを連続して形成することは難しく、さらに樹脂相により分断されることもあるため、熱伝導性が不十分であった。また、特許文献２乃至４のように、熱伝導性向上のために金属を使用した場合、得られる樹脂組成物の電気絶縁性が低下する恐れがある。
【０００９】
さらに、特許文献２及び３のように低融点金属を使用した場合、低融点金属が半溶融状態となる温度まで材料を加熱する必要がある。同様に、特許文献５のように低融点ガラスを使用した場合も、低融点ガラスの軟化点以上の温度で成形する必要がある。そのため、使用する樹脂に高温耐久性が要求されることから、樹脂の種類が限定されてしまう。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、高い熱伝導性を有しつつも電気絶縁性に優れた絶縁熱伝導性樹脂組成物を提供することにある。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の態様に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物は、マトリックス樹脂と、マトリックス樹脂中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体とを備える。さらに絶縁熱伝導性樹脂組成物は、マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、絶縁体同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の第二実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の第三実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物を示す概略図である。
【図４】図４は、相分離構造を説明するための概略図であり、（ａ）は海島構造を示し、（ｂ）は連続球状構造を示し、（ｃ）は複合分散構造を示し、（ｄ）は共連続構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１４】
［第一実施形態］
第一実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、図１に示すように、マトリックス樹脂１と、マトリックス樹脂１中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体２を備える。さらに、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、有機物である熱伝導相３を備える。
【００１５】
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１の内部に、熱伝導性が高く、フィラーとしての絶縁体２が分散している。そのため、マトリックス樹脂１のみの場合と比較し、絶縁体２が熱伝導パスとなるため、樹脂組成物全体の熱伝導率を向上させることができる。ただ、単にマトリックス樹脂１と絶縁体２とを混練して、マトリックス樹脂１の内部に絶縁体２を分散させただけでは、絶縁体２の表面が熱伝導性の低いマトリックス樹脂１により被覆されるため、十分な熱伝導性が得られない。つまり、絶縁体の表面が熱伝導性の低い樹脂で被覆されることで、絶縁体と絶縁体の間の熱伝導が阻害されるため、熱伝導性が不十分となる。
【００１６】
そのため、特許文献１のように、相分離構造により一方の樹脂相に絶縁体を偏在させ、相分離の無いときと比べて絶縁体−絶縁体間距離を小さくすることにより、熱伝導性を向上させる方法がある。この方法により、絶縁体同士の接触が増加して熱伝導性の向上が期待できるが、依然として絶縁体間に介在する樹脂の熱伝導性が小さいために熱抵抗となり、十分な熱伝導効果が得られない。
【００１７】
そのため、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、隣接する絶縁体２の間に、マトリックス樹脂１よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続する熱伝導相を設けている。熱伝導性を有する絶縁体２の粒子間にこのような熱伝導相３を配置することにより、図１に示すように、絶縁体２同士が熱的に接続される。そのため、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の内部に、絶縁体２と熱伝導相３とからなり、熱エネルギーを伝達するための熱伝導パスが形成される。その結果、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の内部で熱伝導の経路が増加することから、高熱伝導化することが可能となる。
【００１８】
ここで、特許文献２のように、絶縁体２同士を低融点合金で連結した場合、得られる樹脂組成物の電気絶縁性が低下し、電子部品内部で短絡が生じる恐れがある。そのため、本実施形態では、熱伝導相３として有機物を用いることで、絶縁体２の間の電気絶縁性を確保している。したがって、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０を電子部品として使用したとしても、十分な電気絶縁性により内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【００１９】
さらに、絶縁体２同士を低融点合金で連結する場合には、低融点金属が半溶融状態となる温度まで材料を加熱する必要があるため、マトリックス樹脂に高温耐久性が要求され、使用できる樹脂が限定されてしまう。しかし、本実施形態では、絶縁体２同士を高熱伝導性の有機物で接続するため、高温耐久性が低いマトリックス樹脂も使用することができ、樹脂の選択性を高めることが可能となる。
【００２０】
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、マトリックス樹脂１中における、隣接する絶縁体２の間の平均距離は、絶縁体２の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。つまり、絶縁体２の間における熱伝導相の厚みは、絶縁体２の平均粒子径よりも小さいことが好ましい。絶縁体２間の平均距離が絶縁体２の平均粒子径よりも小さいことにより、絶縁体２が近接するため、絶縁体間の熱抵抗がより低減し、熱伝導性を向上させることが可能となる。
【００２１】
なお、絶縁体２の間の距離ｄは、図１に示すように、隣接する絶縁体２の表面間距離のうち、最も短いものをいう。そして、隣接する絶縁体２の間の平均距離は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の断面を観察することにより求めることができる。また、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の内部に含まれている絶縁体２の平均粒子径は、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０を焼成して絶縁体２を単離することにより、測定することができる。なお、本明細書において、「平均粒子径」はメジアン径を意味する。また、メジアン径は、積算（累積）重量百分率が５０％となる粒子径（ｄ５０）を意味する。メジアン径は、例えば、レーザー回折式粒度分布測定装置「ＳＡＬＤ２０００」（株式会社島津製作所製）を用いて測定することができる。
【００２２】
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、熱伝導相３は、互いに隣接する絶縁体２にそれぞれ接触するように設けられていることが好ましい。また、熱伝導相３は、少なくとも絶縁体２同士を熱的に接続するように配置されている必要があるが、絶縁体２の表面を被覆するように配置されていてもよい。
【００２３】
絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、隣接する絶縁体２は互いに接触していてもよい。さらに、隣接する絶縁体２の接触面の周囲に熱伝導相３が配置されていてもよい。このような構成により、絶縁体２の接触面と熱伝導相３の両方で熱伝導が行われるため、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の熱伝導性をより向上させることが可能となる。
【００２４】
なお、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１と絶縁体２とを主成分とすることが好ましい。つまり、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１と絶縁体２とを合計で５０質量％以上含有することが好ましく、７０質量％以上含有することがより好ましく、９０質量％以上含有することが特に好ましい。マトリックス樹脂１と絶縁体２とを主成分とすることにより、成形性、熱伝導性及び強度に優れた樹脂組成物を得ることができる。
【００２５】
＜マトリックス樹脂＞
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、マトリックス樹脂１を構成する樹脂材料は、絶縁体２を分散し、さらに絶縁体２の間に熱伝導相３を形成することが可能であれば特に限定されない。ただ、マトリックス樹脂１としては、例えば熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の少なくともいずれか一方を用いることが好ましい。
【００２６】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、マレイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、アルキド樹脂、及び付加硬化型ポリイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を使用することができる。なかでも、エポキシ樹脂は、耐熱性、電気絶縁性及び機械特性に優れるため好ましい。
【００２７】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合は、公知のものを用いることができる。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Ｓ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレンジオール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂を用いることができる。また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂（トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルヒダントイン等）を用いることもできる。さらに、これらのエポキシ樹脂を種々の材料で変性させた変性エポキシ樹脂等も使用することができる。また、これらのエポキシ樹脂の臭素化物、塩素化物等のハロゲン化物も用いることができる。エポキシ樹脂は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２８】
エポキシ樹脂を硬化させるための硬化剤としては、エポキシ基と反応し得る活性基を有する化合物であれば、如何なる化合物も用いることができる。公知のエポキシ硬化剤を適宜用いることができるが、特にアミノ基、酸無水物基、ヒドロキシフェニル基を有する化合物が適している。例えば、ジシアンジアミド及びその誘導体、有機酸ヒドラジット、アミンイミド、脂肪族アミン、芳香族アミン、３級アミン、ポリアミンの塩、マイクロカプセル型硬化剤、イミダゾール型硬化剤、酸無水物、フェノールノボラック等が挙げられる。硬化剤は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００２９】
また、上記の硬化剤と併用して各種の硬化促進剤を用いることができる。例えば熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、硬化促進剤としては、第３級アミン系硬化促進剤、尿素誘導体系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、ジアザビシクロウンデセン（ＤＢＵ）系硬化促進剤を挙げることができる。また、有機りん系硬化促進剤（例えば、ホスフィン系硬化促進剤等）、オニウム塩系硬化促進剤（例えば、ホスホニウム塩系硬化促進剤、スルホニウム塩系硬化促進剤、アンモニウム塩系硬化促進剤等）を挙げることができる。さらに、金属キレート系硬化促進剤、酸及び金属塩系硬化促進剤等も挙げることができる。
【００３０】
熱可塑性樹脂は、一般に、炭素−炭素結合、アミド結合、イミド結合、エステル結合、エーテル結合からなる群より選ばれる少なくとも一つの結合を主鎖に有するものである。また、熱可塑性樹脂は、カーボネート結合、ウレタン結合、尿素結合、チオエーテル結合、スルホン結合、イミダゾール結合、カルボニル結合からなる群より選ばれる少なくとも一つの結合を主鎖に有していてもよい。
【００３１】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、エラストマー系（スチレン系、オレフィン系、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系、ウレタン系、エステル系、アミド系）樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等、エンジニアリングプラスチック、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリル樹脂、エチレンアクリレート樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルエラストマー樹脂、ポリアミドエラストマー樹脂、液晶ポリマー、及びポリブチレンテレフタレート樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種を使用することができる。
【００３２】
なかでも耐熱性の観点から、熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどのエンジニアリングプラスチックが好ましい。さらに、力学的特性、絶縁性、溶媒への溶解性など、種々の点で優れたポリエーテルスルホンがより好ましい。
【００３３】
さらに、これらの熱可塑性樹脂は、エポキシ樹脂と反応し得る官能基を有していてもよい。このような官能基としては、例えば、アミノ基や水酸基、塩素原子、アルコキシ基などが挙げられる。
【００３４】
＜絶縁体＞
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、電気絶縁性を示す材料を用いることで、電気絶縁性を有する樹脂組成物を提供することができる。そして、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、絶縁体２の構成材料は、熱伝導性と電気絶縁性を兼ね備える無機化合物を使用することが好ましい。
【００３５】
熱伝導性を備える無機化合物としては、例えば熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の無機化合物を使用することができる。なお、熱伝導性を備える無機化合物の熱伝導率は、好ましくは１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、より好ましくは３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。また、電気絶縁性を備える無機化合物としては、室温（２５℃）での体積抵抗率が１０Ω・ｃｍ以上の無機化合物を使用することができる。なお、電気絶縁性を備える無機化合物の体積抵抗率は、好ましくは１０５Ω・ｃｍ以上であり、より好ましくは１０８Ω・ｃｍ以上であり、特に好ましくは１０１３Ω・ｃｍ以上である。
【００３６】
熱伝導性と電気絶縁性を兼ね備える無機化合物としては、例えば、ホウ化物、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ化物、水酸化物、炭酸塩などを挙げることができる。具体的には、絶縁体２は、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、クレー、タルク、マイカ、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことができる。熱伝導性と充填のし易さ等の観点から、絶縁体２は、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ及びＡｌＮからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。また、絶縁体２は、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３及びＢＮからなる群より選ばれる少なくとも一種を含有することが特に好ましい。また、絶縁体２は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、クレー、タルク、マイカ、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる粒子であってもよい。
【００３７】
絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、絶縁体２は平均粒子径が０．５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。絶縁体２の平均粒子径がこの範囲内であることにより、マトリックス樹脂１中に絶縁体２を高分散させやすくなる。さらに、後述するように、マトリックス樹脂１が相分離構造を有する場合、相分離構造における連続相に絶縁体２を偏在させやすくなり、作業性及び成形性が良好な絶縁熱伝導性樹脂組成物を得ることができる。つまり、平均粒子径が０．５μｍ以上であることにより、樹脂の粘度が過度に高くなることを抑制でき、樹脂の流動性が確保されるため、作業性及び成形性が良好となる。また、平均粒子径が５０μｍ以下であることにより、絶縁体２を第１樹脂相１Ａに偏在させやすくなるため、熱伝導パスが形成でき、高熱伝導化が可能となる。なお、絶縁体２の平均粒子径は、好ましくは０．５μｍ〜２０μｍであり、より好ましくは１μｍ〜１０μｍである。
【００３８】
絶縁体２の形状は特に限定されず、例えば球状又は多面体状であってもよく、また鱗片状、薄片状、フレーク状等、薄肉形状を有する板状であってもよい。ただ、絶縁体２は球状であることが好ましい。このような形状であることにより、マトリックス樹脂１中に絶縁体２を高分散させやすくなる。また、マトリックス樹脂１が相分離構造を有する場合、相分離構造における連続相に絶縁体２を偏在させやすくなる。
【００３９】
本実施形態において、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０における絶縁体２の割合（［絶縁体の体積］／［絶縁熱伝導性樹脂組成物の体積］）は、１０〜８０体積％であることが好ましい。絶縁体２の体積比率が１０体積％以上であることにより、絶縁体２間の熱伝導相３だけでなく、絶縁体２同士の接触による高熱伝導化の効果が十分に期待できる。また、絶縁体２の体積比率が８０体積％以下であることにより、成形時に樹脂の粘度が過度に高くなることを抑制できる。なお、当該体積比率は、後述する方法により測定することができる。
【００４０】
また、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０における絶縁体２の割合は、１５〜８０体積％がより好ましく、２０〜８０体積％がさらに好ましく、３０〜７０体積％が特に好ましく、３０〜６０体積％が最も好ましい。このような範囲であることにより、高い熱伝導率と成形性を両立することが可能となる。
【００４１】
絶縁体２は、樹脂との相溶性や接着性を向上させるために、カップリング処理などの表面処理を行ったり分散剤などを添加して、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０中への分散性を向上させてもよい。また、表面処理剤を適宜選択することにより、相分離構造において、より効果的に絶縁体２を偏在させることができる。
【００４２】
表面処理には、脂肪酸、脂肪酸エステル、高級アルコール、硬化油等の有機系表面処理剤を用いることができる。また、表面処理には、シリコーンオイル、シランカップリング剤、アルコキシシラン化合物、シリル化材等の無機系表面処理剤も用いることができる。これらの表面処理剤を用いることにより、耐水性が向上する場合があり、さらに樹脂中への分散性が向上する場合がある。処理方法としては特に限定されないが、（１）乾式法、（２）湿式法、（３）インテグラルブレンド法等がある。
【００４３】
（１）乾式法
乾式法とは、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、振動ミルのような機械的な攪拌により絶縁体を攪拌しながら、これに表面処理剤を滴下して表面処理を行う方法である。表面処理剤としてシランを用いる場合には、シランをアルコール溶剤で希釈した溶液や、シランをアルコール溶剤で希釈し、さらに水を添加した溶液、シランをアルコール溶剤で希釈し、さらに水及び酸を添加した溶液等が使用できる。表面処理剤の調製方法はシランカップリング剤の製造会社のカタログ等に記載されているが、シランの加水分解速度や絶縁体の種類によって、調製方法を適宜決定する。
【００４４】
（２）湿式法
湿式法とは、絶縁体を表面処理剤に直接浸漬して行う方法である。使用できる表面処理剤は、上記乾式法と同様である。また、表面処理剤の調製方法も乾式法と同様である。
【００４５】
（３）インテグラルブレンド法
インテグラルブレンド法は、樹脂とフィラーとを混合するときに、表面処理剤を原液又はアルコール等で希釈して混合機の中に直接添加し、攪拌する方法である。表面処理剤の調製方法は乾式法及び湿式法と同様であるが、インテグラルブレンド法で行う場合の表面処理剤の量は、乾式法及び湿式法に比べて多くすることが一般的である。
【００４６】
乾式法及び湿式法においては、表面処理剤の乾燥を必要に応じて行う。アルコール等を使用した表面処理剤を添加した場合は、アルコールを揮発させる必要がある。アルコールが最終的に配合物に残ると、アルコールがガスとして発生しポリマー分に悪影響を及ぼす。したがって、乾燥温度は、使用した溶剤の沸点以上にすることが好ましい。さらに、表面処理剤としてシランを用いた場合には、絶縁体と反応しなかったシランを迅速に除去するために、装置を用いて高い温度（例えば、１００℃〜１５０℃）に加熱することが好ましい。ただ、シランの耐熱性も考慮し、シランの分解点未満の温度に保つことが好ましい。処理温度は約８０〜１５０℃、処理時間は０．５〜４時間が好ましい。乾燥温度と時間を処理量により適宜選択することによって、溶剤や未反応シランも除去することが可能となる。
【００４７】
表面処理剤としてシランを用いる場合、絶縁体の表面を処理するのに必要なシラン量は次式で計算することができる。
［シラン量（ｇ）］＝［絶縁体の量（ｇ）］×［絶縁体の比表面積（ｍ２／ｇ）］／［シランの最小被覆面積（ｍ２／ｇ）］
【００４８】
「シランの最小被覆面積」は次の計算式で求めることができる。
［シランの最小被覆面積（ｍ２／ｇ）］＝（６．０２×１０２３）×（１３×１０−２０（ｍ２））／［シランの分子量］
式中、「６．０２×１０２３」はアボガドロ定数であり、「１３×１０−２０」は１分子のシランが覆う面積（０．１３ｎｍ２）である。
【００４９】
必要なシラン量は、この計算式で計算されるシラン量の０．５倍以上１．０倍未満であることが好ましい。シラン量が１．０倍以上であっても本実施形態の効果を発揮することができる。しかし、シラン量が１．０倍以上の場合には未反応分が残り、機械物性の低下や耐水性の低下などの物性低下を引き起こす恐れがあるため、上限は１．０倍未満が好ましい。また、下限値を上記計算式で計算される量の０．５倍としたのは、この量であっても樹脂へのフィラー充填性の向上には十分効果があるためである。
【００５０】
＜熱伝導相＞
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０において、熱伝導相３は、絶縁体２同士を熱的に接続する。つまり、熱伝導相３は、隣接する２つの絶縁体２と互いに接触し、２つの絶縁体２間の熱伝導を行う。さらに絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、高い電気絶縁性を備える必要がある。そのため、熱伝導相３は有機物で構成されている。
【００５１】
熱伝導相３に含まれる高熱伝導性の有機物は、熱伝導相３の熱伝導性（熱伝導率）がマトリックス樹脂１よりも高くなるような化合物ならば特に限定されない。熱伝導相３を構成する有機物としては、例えば特開平１１−３２３１６２号公報に記載されている、メソゲン基を有するモノマーを含む樹脂組成物を重合させた液晶性樹脂を挙げることができる。また、特開２０１３−２２７４５５号公報や特開２０１３−２５６５８８号公報に記載されている液晶性ポリエステルも挙げることができる。これらの液晶性樹脂は、電気絶縁性を有しつつも熱伝導率が０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるため、効果的に絶縁体２間の熱伝導を行うことが可能となる。
【００５２】
また、熱伝導相３を構成する有機物としては、例えば、化学式１に示すエチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）も挙げることができる。ここで、化学式１の主鎖を構成する第３成分Ｘとしては、例えばジシクロペンタジエンや１，４−ヘキサジエンを挙げることができる。また、エチレン・プロピレン・ジエンゴムとしては、化学式２に示す第３成分Ｘとしてエチリデンノルボルネンを使用したものも挙げることができる。これらのＥＰＤＭも、電気絶縁性を有しつつ熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であるため、効果的に絶縁体２間の熱伝導を行うことが可能となる。なお、化学式２に示すＥＰＤＭは、熱伝導率が０．３６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。
【００５３】
【化１】
0006504472.tif 000002
【００５４】
【化２】
0006504472.tif 000003
【００５５】
さらに、熱伝導相３を構成する有機物としては、例えば熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるポリスルフィドゴム（−（Ｒ−Ｓｘ）−）も挙げることができる。なお、熱伝導相３を構成する有機物はこれらに限定されず、例えば高熱伝導性を有するエポキシ樹脂なども使用することができる。また、熱伝導相３を構成する有機物は、これらのうちの一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００５６】
熱伝導相３を構成する有機物は、熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましく、０．４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが特に好ましい。熱伝導率が０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることにより、絶縁体２間の熱伝導を効率的に行い、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０全体の熱伝導性を向上させることが可能となる。
【００５７】
熱伝導相３は、上述の有機物を主成分とすることが好ましい。具体的には、熱伝導相３は、上述の有機物を５０ｍｏｌ％以上含有することが好ましく、７０ｍｏｌ％以上含有することがより好ましく、９０ｍｏｌ％以上含有することが特に好ましい。
【００５８】
＜添加剤＞
絶縁熱伝導性樹脂組成物１０には、本実施形態の効果を阻害しない程度であれば、着色剤、難燃剤、難燃助剤、繊維強化材、製造上の粘度調整のための減粘剤、トナー（着色剤）の分散性向上のための分散調整剤、離型剤等が含まれていてもよい。これらは公知のものを使用することができるが、例えば、以下のようなものを挙げることができる。
【００５９】
着色剤としては、例えば、酸化チタン等の無機系顔料、有機系顔料等、あるいはそれらを主成分とするトナーを用いることができる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６０】
難燃剤としては、有機系難燃剤、無機系難燃剤、反応系難燃剤などが挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０に難燃剤を含有させる場合は難燃助剤を併用することが好ましい。難燃助剤としては、三酸化二アンチモン、四酸化二アンチモン、五酸化二アンチモン、アンチモン酸ナトリウム、酒石酸アンチモン等のアンチモン化合物、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、水和アルミナ、酸化ジルコニウム、ポリリン酸アンモニウム、酸化スズ、酸化鉄などが挙げられる。これらは一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６１】
＜絶縁熱伝導性樹脂組成物の製造方法＞
次に、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物の製造方法について説明する。本実施形態の製造方法では、まず絶縁体２の周囲に熱伝導相３を形成する。具体的には、絶縁体２と熱伝導相３を構成する有機物とを混合することで、絶縁体２の表面に有機物を接触させる。この際、溶媒を用いて絶縁体と有機物とを混合してスラリー状にした後、当該スラリーから溶媒を除去することで、絶縁体２の表面に有機物を接触させてもよい。
【００６２】
溶媒としては、例えば有機物を溶解することが可能な有機溶剤を使用することができる。有機溶剤は特に限定されないが、例えば芳香族炭化水素類（トルエン及びキシレン等）、アルコール類（メタノール、エタノール及びイソプロピルアルコール等）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン等）を挙げることができる。さらに、脂肪族炭化水素類（ヘキサン及びヘプタン等）、エーテル類（テトラヒドロフラン等）が挙げられる。これらの有機溶剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００６３】
次に、有機物を備えた絶縁体２とマトリックス樹脂とを混練し、未硬化状態の樹脂組成物を製造する。この際、マトリックス樹脂として熱硬化性樹脂を使用する場合には、必要に応じて硬化剤及び硬化促進剤を添加する。各成分の混練は一段で行ってもよく、各成分を逐次添加して多段的に行ってもよい。各成分を逐次添加する場合は、任意の順序で添加することができるが、樹脂組成物の保存安定性の観点から、硬化剤は最後に添加することが好ましい。
【００６４】
上述のように、樹脂組成物には、必要に応じて、着色剤、難燃剤、難燃助剤、繊維強化材、減粘剤、分散調整剤、離型剤等の添加剤を添加してもよい。また、これらの添加剤の添加順序も特に制限されず、任意の段階で添加することができるが、上述のように硬化剤は最後に添加することが好ましい。
【００６５】
樹脂組成物の製造に用いる混練機械装置としては、従来公知のものを用いることができる。具体的には、ロールミル、プラネタリーミキサー、ニーダー、エクストルーダー、バンバリーミキサー、攪拌翼を供えた混合容器、横型混合槽などを挙げることができる。
【００６６】
樹脂組成物を製造する際の混練温度は、混練できれば特に限定されないが、例えば１０〜１５０℃の範囲が好ましい。１５０℃を超えると部分的な硬化反応が開始し、得られる樹脂組成物の保存安定性が低下する場合がある。１０℃より低いと樹脂組成物の粘度が高く、実質的に混練が困難となる場合がある。好ましくは２０〜１２０℃であり、さらに好ましくは３０〜１００℃の範囲である。
【００６７】
この未硬化の樹脂組成物の成形方法は任意の方法が可能であり、成形形状は任意の形状が可能である。例えば、成形手段としては、圧縮成形（直圧成形）、トランスファー成形、射出成形、押し出し成形、スクリーン印刷等の各種手段を用いることができる。
【００６８】
このような工程により、マトリックス樹脂１の内部で絶縁体２が分散し、さらに絶縁体２同士が熱伝導相３により熱的に接続した絶縁熱伝導性樹脂組成物１０を得ることが可能となる。
【００６９】
本実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１と、マトリックス樹脂１中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体２とを備える。さらに、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０は、マトリックス樹脂１よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相３を備える。そのため、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の内部に、絶縁体２と熱伝導相３とからなる熱伝導パスが形成される。その結果、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０の内部で連続した熱伝導パスが増加することから、高い熱伝導性を発揮することが可能となる。さらに本実施形態では、熱伝導相３として有機物を用いることで、絶縁体２の間の電気絶縁性を確保しているため、電子部品として使用したとしても内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【００７０】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物について、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７１】
第二実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａは、第一実施形態と同様に、マトリックス樹脂と、マトリックス樹脂中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体２とを備える。また、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａは、マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相３を備える。
【００７２】
本実施形態では、図２に示すように、マトリックス樹脂は、第１樹脂が三次元的に連続する第１樹脂相１Ａと、第１樹脂相１Ａと相違し、第２樹脂により形成される第２樹脂相１Ｂとを備えた相分離構造を有している。そして、絶縁体２及び熱伝導相３は、第１樹脂相１Ａに偏在している。
【００７３】
図２に示すように、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａは第１樹脂相１Ａと第２樹脂相１Ｂとを有し、さらにこれらの樹脂相が混合し、相分離した構造を有している。さらに、絶縁体２が第１樹脂相１Ａに偏在し、絶縁体２同士が熱伝導相３を介して熱的に接続されている。このため、第１樹脂相１Ａの内部に熱エネルギーを伝達するための熱伝導パスが形成されることから、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａの熱伝導性を向上させることができる。つまり、絶縁体２が第１樹脂相１Ａに偏在することで絶縁体同士が接触しやすくなる。さらに、隣接する絶縁体２の間の平均距離が絶縁体２の平均粒子径よりも小さくなる割合が増加する。そのため、相分離構造を用いない第一実施形態と比べて、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａの内部に絶縁体２と熱伝導相３とからなる熱伝導パスを形成しやすい構造となっている。
【００７４】
なお、図２では、絶縁体２は第１樹脂相１Ａに偏在しているが、第２樹脂相１Ｂに偏在していてもよい。また、絶縁体２は全てが第１樹脂相１Ａの内部に配置されている必要はなく、一部が第２樹脂相１Ｂに配置されていても構わない。
【００７５】
本実施形態における相分離構造とは、海島構造、連続球状構造、複合分散構造、共連続構造のいずれかをいう。海島構造は、図４（ａ）に示すように、体積の小さい分散相１１Ｂが連続相１１Ａに分散された構造をいい、微粒子状や球状の分散相１１Ｂが連続相１１Ａの中に散在する構造である。連続球状構造は、図４（ｂ）に示すように、略球状の分散相１１Ｂが連結し、連続相１１Ａ中に分散した構造である。複合分散構造は、図４（ｃ）に示すように、分散相１１Ｂが連続相１１Ａの中に散在し、さらに分散相１１Ｂ中に連続相を構成する樹脂が散在している構造である。共連続構造は、図４（ｄ）に示すように、連続相１１Ａと分散相１１Ｂとが複雑な三次元の網目状を形成している構造である。
【００７６】
本実施形態では、絶縁体２が偏在する第１樹脂相１Ａが三次元的に連続している必要がある。そして、第１樹脂相１Ａの内部に絶縁体２が配置されることで、熱伝導パスを形成することができる。そのため、上記海島構造、連続球状構造及び複合分散構造の場合には、連続相１１Ａが第１樹脂相１Ａである必要がある。ただ、共連続構造の場合は、連続相１１Ａと分散相１１Ｂの両方が三次元的に連続しているため、いずれか一方が第１樹脂相１Ａを構成すればよい。
【００７７】
なお、海島構造、連続球状構造、複合分散構造及び共連続構造のような相分離構造は、樹脂組成物の硬化速度や反応温度等の硬化条件、樹脂の相溶性、配合比を制御することにより得ることができる。
【００７８】
上述のように、本実施形態では、絶縁体２が第１樹脂相１Ａに偏在し、絶縁体同士が接触するか、又は熱伝導相３を介して熱的に接続することにより熱伝導パスを形成している。そのため、熱伝導パスを形成する限り、絶縁体２は、第１樹脂相１Ａの内部で略均一な密度で存在してもよく、偏って存在してもよい。
【００７９】
また、絶縁体２は、第１樹脂相１Ａと第２樹脂相１Ｂとの界面に存在してもよい。つまり、第１樹脂相１Ａの内部において、絶縁体２は、第１樹脂相１Ａの中心部分よりも、第１樹脂相１Ａと第２樹脂相１Ｂとの界面近傍に多く存在してもよい。この際、絶縁体２は、第１樹脂相１Ａと第２樹脂相１Ｂとの界面に接触するように配置されていることが好ましい。また、絶縁体２を構成する粒子の一部が、第１樹脂相１Ａと第２樹脂相１Ｂとの界面を跨ぐように配置されていてもよい。このように、絶縁体２が第１樹脂相と第２樹脂相との界面に存在することにより、第１樹脂相１Ａの内部における当該界面の近傍で、絶縁体２同士が熱的に接続しやすくなる。そのため、第１樹脂相と第２樹脂相との界面近傍に、連続的な熱伝導パスを形成することが可能となる。
【００８０】
本実施形態において、第１樹脂相１Ａは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれか一方により形成され、第２樹脂相１Ｂは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の他方により形成されることが好ましい。つまり、第１樹脂相１Ａが熱硬化性樹脂からなる場合には、第２樹脂相１Ｂは熱可塑性樹脂からなることが好ましい。また、第１樹脂相１Ａが熱可塑性樹脂からなる場合には、第２樹脂相１Ｂは熱硬化性樹脂からなることが好ましい。これにより、上記相分離構造を形成し易くなる。熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂は、第一実施形態で説明したものを使用することができる。
【００８１】
さらに熱硬化性樹脂としては、熱硬化性を有するアクリル樹脂を使用してもよい。熱硬化性樹脂としてのアクリル樹脂は、１個又は２個以上の（メタ）アクリル基を有する（メタ）アクリル化合物から構成される。このような化合物としては、アクリル酸又はメタクリル酸と各種アルコール化合物とのエステル化により得られる（メタ）アクリル酸エステルを用いることができる。
【００８２】
（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−ｔ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−ｔ−ブチル、メタクリル酸プロピル、及びメタクリル酸２−エチルヘキシルを挙げることができる。また、熱硬化性を有するアクリル樹脂を使用する場合、上述の硬化剤や硬化促進剤、ラジカル重合開始剤、重合禁止剤を使用してもよい。
【００８３】
相分離構造は樹脂混合系におけるスピノーダル分解によるものや、ブロックコポリマーによるものであってもよい。また、相分離構造は熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂又はエラストマーとから形成されることが好ましく、例えば次のようなものが挙げられる。
【００８４】
熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合、熱可塑性樹脂又はエラストマーは、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、アクリルポリマー、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム及び変性ゴムからなる群より選ばれる少なくとも一種を用いることができる。また、熱可塑性樹脂及びエラストマーは、熱硬化性樹脂と反応する官能基を末端又は分子鎖中に有していることが、相分離構造の制御の観点から好ましい。
【００８５】
次に、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物の製造方法について説明する。まず、第一実施形態と同様に、絶縁体と熱伝導相３を構成する有機物とを混合することで、絶縁体２の表面に有機物を接触させる。
【００８６】
次に、第１樹脂を構成する熱硬化性樹脂、第２樹脂を構成する熱可塑性樹脂、有機物を備えた絶縁体、硬化剤を添加して混練し、未硬化状態の樹脂組成物を製造する。各成分の混練は一段で行ってもよく、各成分を逐次添加して多段的に行ってもよい。各成分を逐次添加する場合は、任意の順序で添加することができる。
【００８７】
各成分の混練及び添加方法としては、例えば、まず熱硬化性樹脂に、熱可塑性樹脂の一部又は全量を混練し粘度を調整する。次に、逐次的に残りの熱可塑性樹脂、有機物を備えた絶縁体、硬化剤を添加しながら混練する。添加順序は特に限定されないが、樹脂組成物の保存安定性の観点から、硬化剤は最後に添加することが好ましい。
【００８８】
第一実施形態と同様に、樹脂組成物には、必要に応じて、着色剤、難燃剤、難燃助剤、繊維強化材、減粘剤、分散調整剤、離型剤等の添加剤を添加してもよい。また、これらの添加剤の添加順序も特に制限されず、任意の段階で添加することができる。
【００８９】
樹脂組成物を製造する際の混練温度は特に限定されないが、例えば１０〜１５０℃の範囲が好ましく、２０〜１２０℃がより好ましく、３０〜１００℃が特に好ましい。また、未硬化の樹脂組成物の成形方法は、第一実施形態と同様に任意の方法が可能であり、成形形状も任意の形状が可能である。
【００９０】
このような工程により、相分離したマトリックス樹脂の連続相に絶縁体２が偏在し、さらに絶縁体２同士が熱伝導相３により熱的に接続した絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａを得ることが可能となる。なお、上述の製造方法では、第１樹脂として熱硬化性樹脂を使用し、第２樹脂として熱可塑性樹脂を使用した例を説明した。しかし、第１樹脂として熱可塑性樹脂を使用し、第２樹脂として熱硬化性樹脂を使用してもよい。また、可能ならば第１樹脂と第２樹脂の両方が熱硬化性樹脂でもよく、また、これらの両方が熱可塑性樹脂でもよい。
【００９１】
本実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａは、第１樹脂が三次元的に連続する第１樹脂相１Ａと、第１樹脂相１Ａと相違し、第２樹脂により形成される第２樹脂相１Ｂとを備えた相分離構造を有するマトリックス樹脂を備える。さらに絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａは、電気絶縁性を有する絶縁体２と、マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相３とを備える。そして、絶縁体２及び熱伝導相３は、第１樹脂相１Ａに偏在している。
【００９２】
このような構成により、第１樹脂相１Ａにおいて、隣接する絶縁体２の間の平均距離が絶縁体２の平均粒子径よりも小さくなる割合が増加する。また、絶縁体２が第１樹脂相１Ａに偏在することで絶縁体同士が接触しやすくなる。そのため、相分離構造を用いない第一実施形態と比べて、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａの内部に、絶縁体２と熱伝導相３とからなる熱伝導パスを形成しやすい構造となっている。その結果、第一実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０よりもさらに熱伝導性を向上させることが可能となる。さらに本実施形態では、熱伝導相３として有機物を用いることで、絶縁体２の間の電気絶縁性を確保しているため、電子部品として使用したとしても内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【００９３】
［第三実施形態］
次に、第三実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物について、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一及び第二実施形態と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００９４】
第三実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂは、第一及び第二実施形態と同様に、マトリックス樹脂と、マトリックス樹脂中に分散し、電気絶縁性を有する絶縁体２とを備える。さらに絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂは、マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相３を備える。また、マトリックス樹脂は、第１樹脂が三次元的に連続する第１樹脂相１Ｃと、第１樹脂相１Ｃと相違し、第２樹脂により形成される第２樹脂相１Ｂとを備えた相分離構造を有している。そして、絶縁体２及び熱伝導相３は、第１樹脂相１Ｃに偏在している。
【００９５】
そして、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂでは、熱伝導相３が第１樹脂相１Ｃである。つまり、第二実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａでは、第１樹脂相１Ａの内部に熱伝導相３が存在しており、第１樹脂相１Ａを構成する樹脂と熱伝導相３を構成する有機物は異なる化合物である。しかし、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂでは、第１樹脂相１Ｃを構成する樹脂と熱伝導相３を構成する有機物は同じ化合物である。つまり、第１樹脂相１Ａは熱伝導相３と同じ有機物からなり、第１樹脂相１Ａが熱伝導相３と同じ機能を発揮している。
【００９６】
図３に示すように、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂは、第二実施形態と同様に、第１樹脂相１Ｃと第２樹脂相１Ｂとを有し、さらにこれらの樹脂相が混合し、相分離した構造を有している。さらに、絶縁体２が第１樹脂相１Ｃに偏在し、絶縁体２同士が熱伝導相３を介して熱的に接続されている。しかし、本実施形態では、第１樹脂相１Ｃと熱伝導相３とが同じ化合物からなり、第１樹脂相１Ｃが熱伝導相３の機能を兼ねている。このため、第１樹脂相１Ｃが熱エネルギーを伝達するための熱伝導パスとなることから、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂの熱伝導性をより向上させることができる。また、第二実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａと比べて熱伝導相３の割合が増加していることから、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ａに対して更なる熱伝導性の向上を図ることができる。
【００９７】
本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂも第二実施形態と同様に相分離構造を有しているため、絶縁体２が第１樹脂相１Ｃに偏在し、絶縁体同士が接触しやすくなる。さらに、隣接する絶縁体２の間の平均距離が絶縁体２の平均粒子径よりも小さくなる割合が増加する。そのため、相分離構造を用いない第一実施形態と比べて、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂの内部に、絶縁体２と熱伝導相３（第１樹脂相１Ｃ）とからなる熱伝導パスを形成しやすい構造となっている。
【００９８】
なお、図３では、第二実施形態と同様に、絶縁体２は全てが第１樹脂相１Ｃの内部に配置されている必要はなく、一部が第２樹脂相１Ｂに配置されていても構わない。さらに、第二実施形態と同様に、絶縁体２が偏在する第１樹脂相１Ｃは三次元的に連続している必要がある。そのため、海島構造、連続球状構造及び複合分散構造の場合には、連続相１１Ａが第１樹脂相１Ｃである必要がある。ただ、共連続構造の場合は、連続相１１Ａと分散相１１Ｂの両方が三次元的に連続しているため、いずれか一方が第１樹脂相１Ｃを構成すればよい。
【００９９】
また、第二実施形態と同様に、熱伝導パスを形成する限り、絶縁体２は、第１樹脂相１Ｃの内部で略均一な密度で存在してもよく、偏って存在してもよい。さらに、絶縁体２は、第１樹脂相１Ｃと第２樹脂相１Ｂとの界面に存在してもよい。また、絶縁体２を構成する粒子の一部が、第１樹脂相１Ｃと第２樹脂相１Ｂとの界面を跨ぐように配置されていてもよい。
【０１００】
第二実施形態と同様に、第１樹脂相１Ｃは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂のいずれか一方により形成され、第２樹脂相１Ｂは熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂の他方により形成されることが好ましい。熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂は、第一及び第二実施形態で説明したものを使用することができる。ただ、第１樹脂相１Ｃを構成する第１樹脂は、第一実施形態で説明した熱伝導相３を構成する有機物を使用することが好ましい。
【０１０１】
次に、本実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物の製造方法について説明する。まず、第１樹脂を構成する高熱伝導性の熱硬化性樹脂、第２樹脂を構成する熱可塑性樹脂、絶縁体、硬化剤を添加して混練し、未硬化状態の樹脂組成物を製造する。各成分の混練は一段で行ってもよく、各成分を逐次添加して多段的に行ってもよい。各成分を逐次添加する場合は、任意の順序で添加することができる。
【０１０２】
各成分の混練及び添加方法としては、第二実施形態と同様に、例えば、まず熱硬化性樹脂に、熱可塑性樹脂の一部又は全量を混練し粘度を調整する。次に、逐次的に残りの熱可塑性樹脂、絶縁体、硬化剤を添加しながら混練する。
【０１０３】
第二実施形態と同様に、樹脂組成物には、必要に応じて、着色剤、難燃剤、難燃助剤、繊維強化材、減粘剤、分散調整剤、離型剤等の添加剤を添加してもよい。また、これらの添加剤の添加順序も特に制限されず、任意の段階で添加することができる。
【０１０４】
樹脂組成物を製造する際の混練温度も第二実施形態と同様に特に限定されないが、例えば１０〜１５０℃の範囲が好ましく、２０〜１２０℃がより好ましく、３０〜１００℃が特に好ましい。また、未硬化の樹脂組成物の成形方法は、第二実施形態と同様に任意の方法が可能であり、成形形状も任意の形状が可能である。
【０１０５】
このような工程により、相分離したマトリックス樹脂の連続相に絶縁体２が偏在し、さらに連続相が熱伝導相３である絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂを得ることが可能となる。なお、上述の製造方法では、第１樹脂として高熱伝導性の熱硬化性樹脂を使用し、第２樹脂として熱可塑性樹脂を使用した例を説明した。しかし、第１樹脂として高熱伝導性の熱可塑性樹脂を使用し、第２樹脂として熱硬化性樹脂を使用してもよい。また、可能ならば第１樹脂と第２樹脂の両方が熱硬化性樹脂でもよく、また、これらの両方が熱可塑性樹脂でもよい。
【０１０６】
本実施形態に係る絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂは、第１樹脂が三次元的に連続する第１樹脂相１Ｃと、第１樹脂相１Ｃと相違し、第２樹脂により形成される第２樹脂相１Ｂとを備えた相分離構造を有するマトリックス樹脂を備える。さらに絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂは、電気絶縁性を有する絶縁体２と、マトリックス樹脂よりも熱伝導率が高く、絶縁体２同士を熱的に接続し、さらに有機物である熱伝導相３とを備える。そして、絶縁体２は、第１樹脂相１Ａに偏在している。また、第１樹脂相１Ｃが熱伝導相３である。
【０１０７】
このような構成により、第１樹脂相１Ｃにおいて、隣接する絶縁体２の間の平均距離が絶縁体２の平均粒子径よりも小さくなる割合が増加する。また、絶縁体２が第１樹脂相１Ｃに偏在することで絶縁体同士が接触しやすくなる。そのため、相分離構造を用いない第一実施形態と比べて、絶縁熱伝導性樹脂組成物１０Ｂの内部に絶縁体２と熱伝導相３とからなる熱伝導パスを形成しやすい構造となっている。その結果、第一実施形態の絶縁熱伝導性樹脂組成物１０よりもさらに熱伝導性を向上させることが可能となる。さらに本実施形態では、第１樹脂相１Ｃが熱伝導相３であるため、第二実施形態と比べ、より高い熱伝導性を発揮することができる。また、熱伝導相３として有機物を用いることで、絶縁体２の間の電気絶縁性を確保しているため、電子部品として使用したとしても内部短絡の発生を抑制することが可能となる。
【実施例】
【０１０８】
以下、本実施形態を実施例、参考例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
【０１０９】
実施例、参考例及び比較例の樹脂組成物を製造するに際し、以下の樹脂、硬化剤、硬化促進剤及び絶縁体を用いた。
【０１１０】
［熱硬化性樹脂］
（１）エポキシ樹脂Ａ（エポキシ当量：３７０ｇ／ｅｑ、熱伝導率：０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ））
（２）エポキシ樹脂Ｂ（三菱化学株式会社製「ｊＥＲ（登録商標）８２８」、エポキシ当量：１８９ｇ／ｅｑ、熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））
【０１１１】
［熱可塑性樹脂］
（１）化学式３に示す液晶ポリエステル（熱伝導率：０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、数平均分子量Ｍｎ：２．４×１０４、分散比（Ｍｗ／Ｍｎ）：２．４）
【０１１２】
【化３】
0006504472.tif 000004
（２）ポリエーテルスルホン（住友化学株式会社製、「スミカエクセル（登録商標）５００３Ｐ」、熱伝導率：０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））
【０１１３】
［硬化剤］
（１）ノボラック型フェノール樹脂（ＤＩＣ株式会社「ＰＨＥＮＯＬＩＴＥ（登録商標）ＴＤ−２１３１」、水酸基当量：１０４ｇ／ｅｑ）
（２）４，４’−メチレンジアニリン（和光純薬工業株式会社製、活性水素当量：４９．５ｇ／ｅｑ）
【０１１４】
［硬化促進剤］
トリフェニルホスフィン（東京化成工業株式会社製）
【０１１５】
［絶縁体］
（１）絶縁体Ａ：ＭｇＯ、平均粒子径（ｄ５０）：８．０μｍ
（２）絶縁体Ｂ：Ａｌ２Ｏ３、平均粒子径（ｄ５０）：１．２μｍ
【０１１６】
［参考例１］
まず、表１に示す配合量でエポキシ樹脂Ａにポリエーテルスルホンを添加して溶解させることで、樹脂混合物を得た。次に、当該樹脂混合物にノボラック型フェノール樹脂及びトリフェニルホスフィンを加え、さらに絶縁体Ａを体積比率が３０体積％になるように混合することで、コンパウンドを得た。
【０１１７】
このコンパウンドを１５０℃に温めた金型に投入し、乾燥オーブンにて１５０℃で１時間保持し、さらに１８０℃で５時間加熱することにより、本例の樹脂板を得た。なお、本例の樹脂板は、図３に示す構造を有している。
【０１１８】
［実施例２］
まず、混合比率（質量比）が３／８のｐ−クロロフェノール／トルエン混合溶媒に液晶ポリエステルを溶解し、さらに絶縁体Ｂを加えることで、スラリー分散液を得た。そして、このスラリー分散液を乾燥させることで、液晶ポリエステル処理絶縁体Ｂを得た。
【０１１９】
次に、表１に示す配合量でエポキシ樹脂Ｂにポリエーテルスルホンを添加して溶解させることで、樹脂混合物を得た。そして、樹脂混合物に４，４’−メチレンジアニリンを加え、さらに上記液晶ポリエステル処理絶縁体Ｂを体積分率が１５体積％になるように混合することで、コンパウンドを得た。
【０１２０】
このコンパウンドを１５０℃に温めた金型に投入し、乾燥オーブンにて１５０℃で２時間保持し、さらに１８０℃で２時間加熱することにより、本例の樹脂板を得た。なお、本例の樹脂板は、図２に示す構造を有している。
【０１２１】
［比較例１］
まず、表１に示す配合量でエポキシ樹脂Ｂにポリエーテルスルホンを添加して溶解させることで、樹脂混合物を得た。そして、樹脂混合物に４，４’−メチレンジアニリンを加え、さらに絶縁体Ａを体積分率が３０体積％になるように混合することで、コンパウンドを得た。
【０１２２】
このコンパウンドを１５０℃に温めた金型に投入し、乾燥オーブンにて１５０℃で２時間保持し、さらに１８０℃で２時間加熱することにより、本例の樹脂板を得た。
【０１２３】
［比較例２］
まず、表１に示す配合量でエポキシ樹脂Ｂにポリエーテルスルホンを添加して溶解させることで、樹脂混合物を得た。そして、樹脂混合物に４，４’−メチレンジアニリンを加え、さらに絶縁体Ｂを体積分率が１５体積％になるように混合することで、コンパウンドを得た。
【０１２４】
このコンパウンドを１５０℃に温めた金型に投入し、乾燥オーブンにて１５０℃で２時間保持し、さらに１８０℃で２時間加熱することにより、本例の樹脂板を得た。
【０１２５】
実施例、参考例及び比較例の各試験片における絶縁体の体積比率、絶縁体間距離及び熱伝導率を、次の方法で測定・評価した。測定・評価結果も表１に合わせて示す。
【０１２６】
［絶縁体の体積比率］
まず、アルキメデス法により各例の試験片の体積を算出した。次に、マッフル炉を用いて各試験片を６２５℃で焼成し、灰分重量を測定した。そして、灰分が絶縁体であるため、当該灰分重量、各密度、並びに試験片の体積から、試験片における絶縁体の体積比率を算出した。なお、密度は、ＭｇＯが３．６５ｇ／ｃｍ３、Ａｌ２Ｏ３が３．９ｇ／ｃｍ３とした。
【０１２７】
［絶縁体間距離］
クロスセクションポリッシャ（登録商標、日本電子株式会社製、ＳＭ−０９０１０）を用いて、試験片の断面を作製した。そして、走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製、ＪＳＭ−７０００Ｆ）により、試験片の断面を観察した。断面ＳＥＭ観察像から無作為に絶縁体粒子を１００個選択し、選択したそれぞれの粒子について、隣り合う粒子との粒子間距離を測定した。これら１００個の粒子間距離の平均値を絶縁体間距離とした。
【０１２８】
［熱伝導率］
熱伝導率は、熱拡散率と比熱と密度との積から求めた。その際、熱拡散率は、ＮＥＴＺＳＣＨ社製Ｘｅフラッシュアナライザー  ＬＦＡ４４７  Ｎａｎｏｆｌａｓｈを用いて、キセノンフラッシュ法により測定し、密度はアルキメデス法（水中置換法）により測定した。また、比熱は、セイコーインスツル株式会社製ＤＳＣ６２２０を用いて、ＤＳＣ法により測定した。
【０１２９】
【表１】
0006504472.tif 000005
【０１３０】
表１より、参考例１及び実施例２は、比較例１及び２と比べ、それぞれ絶縁体の体積比率が同じであるにも関わらず高い熱伝導率を示した。
【０１３１】
なお、参考例１が比較例１に比べ高い熱伝導率を示した理由は以下の通りと推測される。参考例１と比較例１の絶縁体は共にエポキシリッチ相に偏在しており、絶縁体間距離も略同じであることから、それぞれのエポキシ相の熱伝導率が関係している。そして、エポキシ樹脂単体で硬化した樹脂板の熱伝導率は、エポキシ樹脂Ａが０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、エポキシ樹脂Ｂが０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であることから、参考例１は高い熱伝導率を示した。
【０１３２】
また、実施例２が比較例２に比べ高い熱伝導率を示した理由としては以下の通りと推測される。実施例２と比較例２の絶縁体は共にエポキシリッチ相に偏在しており、絶縁体間距離も略同じであることから、絶縁体間の熱伝導相の熱伝導率が関係している。実施例２の絶縁体間は液晶ポリエステル（０．５Ｗ／（ｍ・Ｋ））で接続されており、比較例２の絶縁体間はエポキシＢ（０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ））で接続されていることから、実施例２は高い熱伝導率を示した。
【０１３３】
特願２０１４−１０１０３２号（出願日：２０１４年５月１５日）の全内容は、ここに援用される。
【０１３４】
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明の絶縁熱伝導性樹脂組成物は、マトリックス樹脂中に分散する絶縁体同士を熱的に接続する熱伝導相を備えているため、高い熱伝導性が得られる。また、絶縁体は電気絶縁性を有し、さらに熱伝導相は有機物であるため、得られる絶縁熱伝導性樹脂組成物は高い電気絶縁性を有する。
【符号の説明】
【０１３６】
１  マトリックス樹脂
１Ａ，１Ｃ  第１樹脂相
１Ｂ  第２樹脂相
２  絶縁体
３  熱伝導相
１０，１０Ａ，１０Ｂ  絶縁熱伝導性樹脂組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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