(57)【要約】  本発明は、部材、例えばバッテリセル及び／又はエレクトロニクス部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための半製品に関する。電気アセンブリ及び／又は電子化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリ、例えばバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリの製造方法を簡素化するために、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤と、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒とを含む半製品が提供される。さらに、本発明は、この種の反応性樹脂系及びこの種の製造方法に関する。
2020500228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材、特に電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための、
−  ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  少なくとも１つの充填剤と、
−  少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒と、
を含む半製品。
【請求項２】
前記半製品は、２０℃以上１２０℃未満、特に２０℃以上６０℃以下の範囲内の温度で硬化可能である、請求項１に記載の半製品。
【請求項３】
前記少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤及び／又は触媒を含む、請求項１又は２に記載の半製品。
【請求項４】
前記少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項５】
前記半製品は、
−  ４質量％以上１０質量％以下、特に４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂、及び／又は、
−  ７０質量％以上９０質量％以下、特に８０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤、及び／又は、
−  ３質量％以上１２質量％以下の少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒
を含む、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項６】
前記半製品は、さらに、０．５質量％以上３質量％以下の少なくとも１つのシリコーンを含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項７】
前記半製品は、プレート、パッド若しくはシート又は棒状である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項８】
前記半製品は、請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の反応性樹脂系を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項９】
−  ４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  ７０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤と、
を含む反応性樹脂系、特に請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半製品を製造するための、及び／又は、部材、特に電気部材、電気化学部材及び／又は電子部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための反応性樹脂系。
【請求項１０】
前記反応性樹脂系は、さらに、０．５質量％以上３質量％未満の少なくとも１つのシリコーンを含む、請求項９に記載の反応性樹脂系。
【請求項１１】
前記反応性樹脂系は、さらに、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を含み、特に前記少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤及び／又は触媒を含む、請求項９又は１０に記載の反応性樹脂系。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤を含み、特に前記少なくとも１つの充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英及び／又は窒化ホウ素及び／又はアルミノケイ酸塩及び／又は窒化アルミニウム及び／又は酸化マグネシウム及び／又は炭酸マグネシウム及び／又は銀及び／又はケイ素及び／又はチョーク及び／又はマイクロドロマイト及び／又はタルク及び／又は雲母及び／又はカーボンブラック及び／又は黒鉛及び／又はグラフェンを含む、請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項１３】
前記反応性樹脂系は二成分系であり、第１の成分は、前記ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂及び前記少なくとも１つの充填剤を含み、かつ、第２の成分は、前記少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を含む、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項１４】
前記第１の成分も、前記第２の成分も、前記少なくとも１つの充填剤を含む、請求項１３に記載の反応性樹脂系。
【請求項１５】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半製品及び／又は請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の反応性樹脂系を、少なくとも１つの部材、特に電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材に押圧付形するアセンブリ、特に電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリの、特にバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための半製品、並びに、反応性樹脂系及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術
バッテリセルのような部材及びチップのような電子部材の熱的及び／又は電気的な接続のために、熱界面材料（ＴＩＭ；英語で：Thermal Interface Material）をプレート、シート、ペースト又はゲルの形で使用することができる。プレート状又はシート状の熱界面材料は、例えば、片面若しくは両面の自己接着性被覆により、又は、片面若しくは両面接着テープにより、固定することができる。
【０００３】
これに関して、独国特許出願公開第１０２０１５２０８４３８号明細書（ＤＥ１０２０１５２０８４３８Ａ１）からは、バッテリ用の温度調節装置が公知であり、ここでは、プレート状の熱交換器が、バッテリから対応する熱伝導媒体への熱伝導のために設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１５２０８４３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発明の開示
本発明の主題は、部材、特に電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤と、少なくとも１つの硬化剤とを含む、又は、これらから形成されている半製品である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、この半製品は、バッテリセル及び／又は電子部材を熱的に接続し、かつ、例えば電気的に絶縁するために、及び／又は、電子部材を電気的に接続し、かつ、場合により熱的にも接続するために、設計されていてよく若しくは使用されてよい。例えば、この半製品は、バッテリセルを熱的に接続し、かつ、例えば電気的に絶縁するために、及び／又は、電子部材、例えば１つ以上の電子チップ、例えばＭＯＳＦＥＴ、及び／又は、回路基板、例えばプリント配線板及び／又は印刷回路（ＰＣＢ、英語：Printed Circuit Board）を、例えば１つ以上の電子チップと回路基板との間で熱的及び電気的に接続するために、及び／又は、電子部材、例えば１つ以上の電子チップ及び／又は回路基板を、例えば１つ以上の電子チップ及び／又は回路基板の間で熱的に接続するために、及び、例えば電気的に絶縁するために、設計されていてよく若しくは使用されてよい。例えば、この半製品は、電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリ、例えばバッテリ、及び／又は、エレクトロニクスアセンブリの製造のために設計されていてよく若しくは使用されてよい。
【０００７】
ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とするエポキシ樹脂は、好ましくは室温で液状であり、かつ、特に使用した硬化剤に依存して、既に室温で又はより高い温度で架橋されてよい。これは、特に室温で、例えば接続されるべき部材に押圧付形可能な、例えば所望の寸法を有する半製品を提供することを可能にする。例えば、好ましくは、例えば半径方向に生じる、凹所及び／又は間隙のような非平坦性は、半製品の材料によって充填されてよい。例えば、熱界面は最少化され、及び／又は、電気絶縁若しくは接続は最適化されてよい。それにより、半製品の材料は、好ましくは、例えば比較的短時間で、例えば室温又は高めた温度で、架橋され、それにより硬化されてよい。
【０００８】
半製品を単数の又は複数の接続されるべき部材に押圧付形し、かつ、次いで硬化させることができることにより、この半製品によってさらに好ましくは単数の又は複数の部材に半製品を固定することを実現することができる。例えば、好ましくは、自己接着性被覆及び／又は接着テープのような接着剤の使用を省くことができる。したがって、電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリ、例えばバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリを製造する方法においてこの半製品を使用することにより、少なくとも１つの方法工程を省くことができ、及び／又は、方法を簡素化することができる。
【０００９】
さらに、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とするエポキシ樹脂自体は電気絶縁性であり、それにより半製品を用いた電気絶縁が望ましい用途のために、例えばバッテリセルの伝熱性及び電気絶縁性の接続のために適している。
【００１０】
少なくとも１つの充填剤又は少なくとも１つの充填剤の充填度により、好ましくは、例えばその熱伝導性及び／又は導電性及び／又は加工性のような半製品の加工特性及び機能特性を調節することができる。例えば、この半製品は、好ましくは高い熱伝導性又は導電性を有していてよい。
【００１１】
さらに、少なくとも１つの充填剤により、好ましくは半製品のわずかな膨張係数を達成することができる。さらに、材料組成及び少なくとも１つの充填剤の充填度により、慣用の熱界面材料及び／又は熱的ペースト若しくはゲルの製造のための材料コストよりも低い、半製品を製造するための材料コストを達成することができる。
【００１２】
全体として、例えば、この半製品により、電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリ、例えばバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリの製造方法を、特に低コストで簡素化することができる。
【００１３】
好ましくは、この半製品はほぼ任意な形状に、例えばプレート、パッド又は棒状の部分に予め仕上げられていてよい。この場合、その都度この半製品を取り付けるべき部材への個別の押圧付形性は、好ましくは、多数の多様な製品におけるその使用を可能にする。
【００１４】
一実施形態の範囲内で、この半製品は、２０℃以上１２０℃未満の範囲内の温度で硬化可能である。例えば、この半製品は、２０℃以上１００℃以下又は８０℃以下の範囲内の温度で、特に２０℃以上６０℃以下の範囲内の温度で硬化可能であってよい。したがって、好ましくは、半製品によって接続されるべき部材、例えばバッテリセルの熱負荷を制限することができる。
【００１５】
別の実施形態の範囲内で、少なくとも１つの硬化剤は、アミン硬化剤及び／又は（酸）無水物硬化剤及び／又は触媒を含む又はこれらから形成されている。アミン及び／又は酸無水物を基礎とする硬化剤成分は、充填剤の混入のために特に好ましいことが判明した。アミン硬化剤、例えばポリアミン及び／又はポリアミノアミドは、好ましくは、冷−温の架橋を可能にし、かつ、例えば既に６０℃以下の温度で、例えば室温で架橋することができる。無水物硬化剤及び／又は触媒は、例えば、より高い温度での架橋、例えば冷−熱の架橋のために使用することができる。
【００１６】
別の実施形態の範囲内で、少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤、特に少なくとも伝熱性充填剤を含む。このように、半製品に、好ましくは伝熱性及び／又は電気絶縁性又は導電性の特性を付与することができる。
【００１７】
例えば、少なくとも１つの、特に伝熱性の、場合により電気絶縁性又は導電性の充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英及び／又は窒化ホウ素及び／又はアルミノケイ酸塩及び／又は窒化アルミニウム及び／又は酸化マグネシウム及び／又は炭酸マグネシウム及び／又は銀及び／又はケイ素及び／又はチョーク及び／又はマイクロドロマイト及び／又はタルク及び／又は雲母及び／又はカーボンブラック及び／又は黒鉛及び／又はグラフェンを含んでいてもよく又はこれらであってよい。
【００１８】
水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、特に石英、窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、チョーク、マイクロドロマイト、タルク及び／又は雲母の使用により、伝熱性でかつ電気絶縁性の特性を有する材料を、例えばバッテリセルの伝熱性でかつ電気絶縁性の接続のために、例えばバッテリの製造のために提供することができる。
【００１９】
銀、ケイ素、カーボンブラック、黒鉛及び／又はグラフェンの使用により、伝熱性でかつ導電性の特性を有する材料を、例えば電子部材の伝熱性でかつ電気的な接続のために、例えばエレクトロニクスアセンブリの製造のために提供することができる。
【００２０】
特別な実施態様の範囲内で、少なくとも１つの充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英及び／又は窒化ホウ素を含むか又はこれらである。特に、少なくとも１つの充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英を含んでいてもよく又はこれらであってよい。
【００２１】
例えば、少なくとも１つの充填剤は、２μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内の粒度分布を有してよい。混合の際には、場合によりナノ粒子も含まれていてよい。
【００２２】
別の実施形態の範囲内で、半製品は、さらに、少なくとも１つのシリコーン又はポリオルガノシロキサンを含む。
【００２３】
例えば、半製品は、少なくとも１つのシリコーンを、ビスフェノールＡ−エポキシド及びビスフェノールＦ−エポキシド、特にビスフェノールＡ−エポキシドを基礎とする、シリコーンエラストマー粒子を有する配合物の形で含んでいてもよい。
【００２４】
この配合物中においては、特にエポキシ単位が、特にシリコーンエラストマー粒子を形成するシリコーン単位と化学結合、例えば共有結合されていてよい。例えば、シリコーンエラストマー粒子とエポキシ単位は化学結合されていてよく、例えばその粒子にグラフトされていてよく、又は無極性シリコーン単位を有するポリマー配列がシリコーンエラストマー粒子に集まっていてよく、この場合、極性のエポキシ単位を有するポリマー配列は外側に折り返される。したがって、配合物は、特に弾性粒子又はシリコーンエラストマー粒子を含んでよく又はこれらからなっていてよく、その内側はシリコーン単位により形成されかつその外側はエポキシ単位により形成される。
【００２５】
シリコーンエラストマー粒子、特に粒子の内側のシリコーン単位により、好ましくは硬化した半製品の弾性率を低減することができる。これは、また、硬化した半製品が、例えばバッテリセルから、例えばバッテリセルの充放電過程で、特に全体の寿命にわたり、高い引張力及び圧縮力又は高い変形力を吸収することもできるという利点を有する。さらに、シリコーンエラストマー粒子、特に粒子の内側のシリコーン単位により、好ましくは破壊靭性（靭性変性）を高め、かつ、例えば漸進的亀裂形成を回避することができる。それにより、また、好ましくは耐摩耗性を改善することもできる。特に粒子の外側を形成する、特に化学結合したエポキシ単位により、この粒子は、さらに、例えばエポキシ樹脂マトリックス内で、化学的にエポキシドと同様に挙動することができる。
【００２６】
この配合物は、例えば樹脂と、シリコーンエラストマー粒子、例えば架橋したポリオルガノシロキサン粒子とからなる分散液の形で使用されていてよいか又は使用されてよい。例えば、この配合物は、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦ、特にビスフェノールＡを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、特に固体又は液体のシリコーンエラストマー粒子とを含む分散液の形で使用されていてよいか又は使用されてよい。この場合、シリコーンは、分散液中で、例えばゴム弾性ポリマーに架橋されて含まれていてよい。
【００２７】
さらに、半製品は、さらに少なくとも１つの添加物、例えば少なくとも１つの消泡剤、例えばシリコーンベースの消泡剤、及び／又は、少なくとも１つの湿潤剤及び分散剤、例えばリン酸基のような酸性基を有するコポリマーを含んでいてよい。
【００２８】
一実施形態の範囲内で、半製品は、
−  ４質量％以上１０質量％以下、特に４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂、及び／又は、
−  ７０質量％以上９０質量％以下、特に８０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤、及び／又は、
−  ３質量％以上１２質量％以下の少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤、及び／又は、
−  ０．５質量％以上３質量％以下の少なくとも１つのシリコーン又はポリオルガノシロキサン、及び／又は、
−  ０．１質量％以上１質量％以下の少なくとも１つの添加物
を含む。
【００２９】
好ましくは、特に室温で押圧付形可能な半製品を製造するために、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂のこの種のわずかな割合で既に十分であることが明らかになった。
【００３０】
この種の割合のビスフェノールＡ−エポキシド及び／又はビスフェノールＦ−エポキシド、特にビスフェノールＡ−エポキシドを基礎とする、シリコーンエラストマー粒子を有する配合物により、好ましくは半製品の加工特性及び機能特性を改善することができる。
【００３１】
半製品の材料は、場合により部分的に架橋されていてよい。例えば、この半製品はＢステージ材料（英語：B Stage Material）から構成されていてよい。
【００３２】
基本的に、半製品は、ほぼ各々の任意の形状に仕上げられていてよく又はほぼ各々の任意の形状であってよい。
【００３３】
特別な実施形態の範囲内で、半製品は、プレート、パッド若しくはシート又は棒状である。
【００３４】
例えば、半製品は、例えばバッテリセル及び／又はエレクトロニクス部材の伝熱性の接続及び電気絶縁のための、伝熱性でかつ電気絶縁性のプレート、伝熱性でかつ電気絶縁性のパッド、又は伝熱性でかつ電気絶縁性のシートであってよい。
【００３５】
あるいは、半製品は、例えばエレクトロニクス部材の伝熱性でかつ導電性の接続のための、例えば伝熱性でかつ導電性のプレート、伝熱性でかつ導電性のパッド、又は伝熱性でかつ導電性のシートであってよい。
【００３６】
別の実施形態の範囲内で、半製品は次に説明された本発明に係る反応性樹脂系を含むか又はそれから形成されている。
【００３７】
例えば、半製品は、後述する方法により製造されてよいか又はその方法において使用されてよい。
【００３８】
本発明に係る半製品のさらなる技術的特徴及び利点に関して、本発明に係る反応性樹脂系及び本発明に係る方法との関連での説明、並びに、図面及び図面の説明に明確に指摘されている。
【００３９】
本発明の別の主題は、特に本発明に係る半製品を製造するための、及び／又は、電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材を接続するための、特に熱的及び／又は電気的に接続するための反応性樹脂系である。
【００４０】
例えば、反応性樹脂系は、バッテリセル及び／又はエレクトロニクス部材の熱的な接続のために、及び、例えば電気絶縁のために、及び／又は、エレクトロニクス部材の電気的な接続のために、及び、場合により熱的な接続のために、設計されていてよく若しくは使用されてよい。例えば、反応性樹脂系は、バッテリセルの熱的な接続、及び、例えば電気絶縁のために、及び／又は、エレクトロニクス部材、例えば１つ以上の電子チップ、例えばＭＯＳＦＥＴ、及び／又は、回路基板の、例えば１つ以上の電子チップと回路基板との間の熱的及び電気的な接続のために、及び／又は、エレクトロニクス部材、例えば１つ以上の電子チップ及び／又は回路基板の、例えば１つ以上の電子チップ及び／又は回路基板の間の熱的な接続、及び、例えば電気絶縁のために設計されていてよく又は使用されてよい。例えば、反応性樹脂系は、電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリ、例えばバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリの製造のために設計されていてよく又は使用されてよい。特に、反応性樹脂系は、次に説明する方法で使用することができる。
【００４１】
反応性樹脂系は、特にビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤とを含む。さらに、反応性樹脂系は、特に少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤を含んでいてもよい。特に、反応性樹脂系は、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤と、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤とを含んでいてもよい。
【００４２】
さらに、反応性樹脂系は、例えばさらに少なくとも１つのシリコーン又はポリオルガノシロキサンを、例えばビスフェノールＡ−エポキシド及び／又はビスフェノールＦ−エポキシド、特にビスフェノールＡ−エポキシドを基礎とする、シリコーンエラストマー粒子を含む配合物の形で含んでいてもよい。
【００４３】
さらに、反応性樹脂系は、例えばさらに少なくとも１つの添加物、例えば少なくとも１つの消泡剤、例えばシリコーンベースの消泡剤、及び／又は、少なくとも１つの湿潤剤及び分散剤、例えばリン酸基のような酸性基を有するコポリマーを含んでいてもよい。
【００４４】
例えば、反応性樹脂系は、
−  ４質量％以上１０質量％以下、特に４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする、それぞれ少なくとも１つのエポキシ樹脂、及び／又は、
−  ７０質量％以上９０質量％以下、特に８０質量％以上９０質量％以下のそれぞれ少なくとも１つの充填剤、及び／又は、
−  ３質量％以上１２質量％以下のそれぞれ少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤、及び／又は、
−  ０．５質量％以上３質量％以下のそれぞれ少なくとも１つのシリコーン又はポリオルガノシロキサン、及び／又は、
−  ０．１質量％以上１質量％以下のそれぞれ少なくとも１つの添加物
を含んでいてもよい。
【００４５】
一実施形態の範囲内で、反応性樹脂系は、
−  ４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  ７０質量％以上９０質量％以下、特に８０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤と、
を含む。
【００４６】
これは、特に室温で押圧付形可能な半製品の形成のために、特に好ましいことが判明した。
【００４７】
別の実施形態の範囲内で、反応性樹脂系は、さらに、０．５質量％以上３質量％未満のそれぞれ少なくとも１つのシリコーン又はポリオルガノシロキサンを含む。これは、反応性樹脂系及びこの反応性樹脂系から形成された半製品の加工特性及び機能特製の観点で好ましいことが判明した。
【００４８】
反応性樹脂系は、特に、２０℃以上１２０℃未満の範囲内の温度で硬化可能であってよい。例えば、この半製品は、２０℃以上１００℃以下又は８０℃以下の範囲内の温度で、特に２０℃以上６０℃以下の範囲内の温度で硬化可能であってよい。
【００４９】
別の実施形態の範囲内で、少なくとも１つの硬化剤は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤及び／又は触媒を含むか又はこれらから形成されている。例えば、少なくとも１つの硬化剤は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤、特にアミン硬化剤、例えば少なくとも１つのポリアミン及び／又はポリアミノアミドを含んでいてもよく又はこれらから形成されていてよい。
【００５０】
別の実施形態の範囲内で、少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤、特に少なくとも１つの伝熱性充填剤を含む。
【００５１】
例えば、少なくとも１つの、特に伝熱性の充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は窒化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英及び／又は窒化ホウ素及び／又はアルミノケイ酸塩及び／又は酸化マグネシウム及び／又は炭酸マグネシウム及び／又は銀及び／又はケイ素及び／又はチョーク及び／又はマイクロドロマイト及び／又はタルク及び／又は雲母及び／又はカーボンブラック及び／又は黒鉛及び／又はグラフェンを含んでいてもよく又はこれらであってよい。
【００５２】
水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、特に石英、窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、チョーク、マイクロドロマイト、タルク及び／又は雲母の使用により、例えばバッテリセルの伝熱性でかつ電気絶縁性の接続のための、例えばバッテリの製造のための、伝熱性でかつ電気絶縁性の特性を有する材料を提供することができる。
【００５３】
銀、ケイ素、カーボンブラック、黒鉛及び／又はグラフェンの使用により、例えば電子部材の伝熱性でかつ電気的な接続のための、例えばエレクトロニクスアセンブリの製造のための、伝熱性でかつ伝導性の特性を有する材料を提供することができる。
【００５４】
特別な実施態様の範囲内で、少なくとも１つの充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英及び／又は窒化ホウ素を含むか又はこれらである。特に、少なくとも１つの、特に伝熱性の充填剤は、水酸化アルミニウム及び／又は酸化アルミニウム及び／又は二酸化ケイ素、特に石英を含んでいてもよく又はこれらであってよい。
【００５５】
例えば、少なくとも１つの充填剤は、２μｍ以上１ｍｍ以下の範囲内の粒度分布を有してよい。混合の際には、場合によりナノ粒子も含まれていてよい。
【００５６】
反応性樹脂系は、例えば一成分系（１Ｋ系）又は二成分系（２Ｋ系）であってよい。
【００５７】
特別な実施形態の範囲内で、反応性樹脂系は、二成分系である。この場合、特に第１の成分は、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂及び少なくとも１つの充填剤を含むことができ、かつ、第２の成分は、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を含むことができる。それにより、好ましくはマイナスの温度での貯蔵を省くことができる。
【００５８】
特に、この場合、第１の成分も第２の成分も少なくとも１つの充填剤を含んでいてよい。それにより、好ましくは比較的高い充填度を実現することができ、及び／又は、これらの成分の類似の粘度を達成することができ、それによりこれらの成分の混合プロセスを簡素化することができる。
【００５９】
反応性樹脂系は、場合により部分的に架橋されていてよい。例えば、反応性樹脂系は、Ｂステージ材料（英語：B Stage Material）であってよい。
【００６０】
本発明に係る反応性樹脂系のさらなる技術的特徴及び利点に関して、本発明に係る半製品及び本発明に係る方法との関連での説明、並びに、図面及び図面の説明に明確に指摘されている。
【００６１】
さらに、本発明は、本発明に係る反応性樹脂系の製造方法及び／又は本発明に係る半製品の製造方法に関する。
【００６２】
この方法において、例えば方法工程ａ）において、特にビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤とを混合してよい。特に、この方法において、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、少なくとも１つの充填剤と、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤とを混合してよい。
【００６３】
この場合、例えば、少なくとも１つの充填剤、及びビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂を予備混合し、これに少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を添加し、次いで、この混合物を少なくとも１つの充填剤によりさらに充填することができ、又は、少なくとも１つの充填剤、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂、及び少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を、例えば、特に直接、一緒に混合することができる。例えば、少なくとも１つの充填剤を、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、例えば高粘性状態を達成するまで、例えばディソルバー中で予備混合し、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒の添加後に、例えばロール装置で、所望の充填度になるまで、さらに少なくとも１つの充填剤で充填することができ、又は、少なくとも１つの充填剤、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂、及び、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を、好ましくは完全に、例えばニーダー又は押出機で混合することができる。
【００６４】
混合により、特に、混合物をペースト状材料の形に形成することができる。
【００６５】
しかしながら、特別な実施態様の範囲内で、まずビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂を、少なくとも１つの充填剤と混合し、かつ、これが例えば二成分系の第１の成分を形成する。少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒、特に硬化剤は、この場合、特に二成分系の第２の成分を形成してよい。この場合、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を、例えば同様にまず、少なくとも１つの充填剤と混合し、かつ、これが例えばそれぞれ二成分系のそれぞれ第２の成分を形成してよい。それにより、好ましくは比較的高い充填度を実現することができ、及び／又は、これらの成分の類似の粘度を達成することができ、それによりこれらの成分の混合プロセスを簡素化することができる。
【００６６】
この方法において、例えば方法工程ｂ）において、この混合物から、半製品を、例えばその都度の用途に適した形で形成することができる。この場合、この混合物を、特にペースト状材料の形で、例えばロール装置で、特に所望の厚みを有するプレート、パッド又はシートに加工することができ、又は、例えば押出機中で他の、特にほぼ任意の形にさらに加工することができる。場合によりさらなる工程において、この材料を、例えば適切な金型を用いて、例えば所望の形状及びサイズで予備仕上げしてよく、例えば打ち抜き加工してよい。それにより、好ましくは寸法形状の要件を柔軟に満たすことができる。個数及び／又はサイズに依存して、このことから、例えば液状の熱界面材料の使用と比べて、コスト上の利点を実現することができる。
【００６７】
混合及び／又は成形の後に、半製品又は反応性樹脂系の材料は、部分的に架橋した状態に変換されてよい。
【００６８】
半製品、又は、特に（予備）成形された反応性樹脂系は、例えば分離部材、例えば剥離紙により分離して、例えばマイナスの温度に冷却しながら、例えば約−４０℃で貯蔵されてよく、又は、例えばオンラインプロセスで、特に直接、例えばそれぞれ次に詳細に説明する、電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリを製造する方法でさらに加工されてよい。
【００６９】
さらに、本発明は、つまり、特に電気アセンブリ及び／又は電気化学アセンブリ及び／又は電子アセンブリの、例えばバッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリの製造方法に関する。
【００７０】
この方法において、本発明に係る半製品及び／又は反応性樹脂系及び／又は本発明に係る、上述に説明されたように製造された半製品及び／又は反応性樹脂系は、少なくとも１つの、特に電気部材及び／又は電気化学部材及び／又は電子部材に押圧付形される。
【００７１】
例えば、半製品又は反応性樹脂系は、場合により、一方では、１つ以上のバッテリセルに、又は、例えば一方では、１つ以上の電子チップ、例えばＭＯＳＦＥＴに、及び／又は、例えば他方では、回路基板に押圧付形されてよい。
【００７２】
本発明に係る方法のさらなる技術的特徴及び利点に関して、本発明に係る半製品及び本発明に係る反応性樹脂系との関連での説明、並びに、図面及び図面の説明に明確に指摘されている。
【００７３】
図面
本発明に係る主題のさらなる利点及び好ましい実施態様は、図面及び実施例により具体的に示され、かつ、次の記載において説明される。この場合、図面及び実施例は、記述的な特徴を有するだけであり、かつ、本発明を何らかの形で限定することを意図するものではないことに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】例えば側方冷却を備えたバッテリの製造に基づいて、本発明に係る半製品のプレート状の実施形態の使用を具体的に説明するための図式的断面図を示す。
【図２】その都度の特別な用途に適合した形状を有する本発明に係る半製品の一実施形態を具体的に説明するための図式的断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００７５】
図１は、バッテリを製造するために、少なくとも１つの伝熱性でかつ電気絶縁性の充填剤を含むエポキシ樹脂材料からなるプレート状の半製品１と、硬化プロセスの間に固定するための、例えばアルミニウムからなるプレート２とがそれぞれ、電気絶縁性エレメント３、例えば絶縁紙により電気的に分離された複数のバッテリセル４からなるバッテリモジュールの側面に配置されることを示している。次いで、固定プレート２を側面方向に押し付け、この際に、半製品１は、その都度、一方では、バッテリセル４に、かつ、他方では、その都度の固定プレート２に押圧付形される。この場合、半製品の材料は、好ましくは、例えばセル縁部で半径方向に生じる、凹所及び／又は間隙のような非平坦部内に侵入し、かつ、その非平坦部を充填する。引き続き、半製品１の材料を架橋し、それにより硬化させる。
【００７６】
半製品１により、バッテリセル４の熱的結合及びバッテリセル４相互の間の電気絶縁を実現することができる。この場合、押圧付形されかつ硬化された半製品１は、特に所定の程度で、さらにバッテリセル４相互の間の固定のために利用することができる。この種の半製品１の使用は、さらに、架橋及び硬化後に材料をもはや押し潰すことはできず、それにより寿命の間の電気絶縁及び熱的結合を保証することができるという利点を有する。
【００７７】
図２は、特に未架橋の状態の半製品１又は本発明に係る反応性樹脂系の材料の任意の成形性により、半製品を、多種多様な、その都度の特別な用途に適合する形状に実現することができることを具体的に示している。この場合、図２には、図１で示された特別な用途に対する半製品１についての可能な形状が例示的に示されている。図１及び図２の概観から、図２に示された、図１において示された特別な用途に適合する形状を有する半製品１の使用により、セル縁部で半径方向に生じる、隣接するバッテリセル４間の空間は十分に充填され、かつ、好ましくはバッテリセル４の側方のセル壁上での極めてわずかな層厚を達成することができ、このことが、バッテリセル４の熱伝導に関して好ましく作用することができることが明らかとなる。
【００７８】
実施例
表１及び２で示す組成を有する反応性樹脂系を製造した。
【００７９】
表１：実施例１乃至５：アミン硬化剤を有する反応性樹脂系
【表１】
2020500228.tif 000003
【００８０】
表２：実施例６乃至１３：無水物硬化剤を有する反応性樹脂系
【表２】
2020500228.tif 000004
【００８１】
充填剤１：粒度分布曲線：Ｄ１０＝３μｍ、Ｄ５０＝２０μｍ、及びＤ９０＝５０μｍを有する水酸化アルミニウム
充填剤２：０．１８乃至０．２５ｍｍのＤ５０を有する石英砂
充填剤３：粒度分布曲線：Ｄ１０＝０．５μｍ、Ｄ５０＝８μｍ、及びＤ８０＝５０μｍを有する水酸化アルミニウム
添加物：シリコーンベースの消泡剤、及びリン酸基を有する湿潤添加物及び分散添加物−コポリマー
【００８２】
実施例１乃至１３による反応性樹脂系からプレート状の半製品を製造し、かつ、これを図１に具体的に示されたようなバッテリ系内で使用した。こうして製造されたバッテリ系の電気絶縁は無欠陥であった。
【００８３】
実施例１、３、４及び５から、ガラス転移温度、２０℃までの熱膨張係数、６０℃から１２０℃までの熱膨張係数、破壊応力、破断点伸び、及び室温での熱伝導率を決定した。これらの結果が表３中に示されている。
【００８４】
表３：実施例１、３、４及び５のガラス転移温度、膨張係数、破壊応力及び破断点伸び並びに熱伝導率
【表３】
2020500228.tif 000005
【００８５】
実施例１、３、４及び５は、２Ｗ／ｍ・Ｋより高い熱伝導率を有し、かつ、比較的高いガラス転移温度及び比較的低い熱膨張係数を有する。
【図１】
2020500228.tif 000006
【図２】
2020500228.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月18日(2019.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材を接続するための、
−  ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  少なくとも１つの充填剤と、
−  少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒と、
を含む半製品。
【請求項２】
前記半製品は、２０℃以上１２０℃未満の範囲内の温度で硬化可能である、請求項１に記載の半製品。
【請求項３】
前記半製品は、２０℃以上６０℃以下の範囲内の温度で硬化可能である、請求項１に記載の半製品。
【請求項４】
前記少なくとも１つの硬化剤は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項５】
前記少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項６】
前記半製品は、
−  ４質量％以上１０質量％以下の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  ７０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤と、
−  ３質量％以上１２質量％以下の少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒と、
からなるグループから選択された少なくとも１つ又はそれらの組合せを含む、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項７】
前記半製品は、
−  ４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  ８０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤と、
−  ３質量％以上１２質量％以下の少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒と、
からなるグループから選択された少なくとも１つ又はそれらの組合せを含む、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項８】
前記半製品は、さらに、０．５質量％以上３質量％以下の少なくとも１つのシリコーンを含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項９】
前記半製品は、プレート、パッド若しくはシート又は棒状である、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項１０】
前記部材は、電気部材、電気化学部材及び電子部材からなるグループから選択された少なくとも１つの部材である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項１１】
前記接続は、熱的及び／又は電気的な接続である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項１２】
−  ４質量％以上９質量％未満の、ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂と、
−  ７０質量％以上９０質量％以下の少なくとも１つの充填剤と、
を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の半製品を製造するための反応性樹脂系。
【請求項１３】
前記反応性樹脂系は、部材を接続するための反応性樹脂系である、請求項１２に記載の反応性樹脂系。
【請求項１４】
前記部材は、電気部材、電気化学部材及び電子部材からなるグループから選択された少なくとも１つの部材である、請求項１３に記載の反応性樹脂系。
【請求項１５】
前記接続は、熱的及び／又は電気的な接続である、請求項１３又は１４に記載の反応性樹脂系。
【請求項１６】
前記反応性樹脂系は、さらに、０．５質量％以上３質量％未満の少なくとも１つのシリコーンを含む、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項１７】
前記反応性樹脂系は、さらに、少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を含む、請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの硬化剤は、アミン硬化剤及び／又は無水物硬化剤を含む、請求項１７に記載の反応性樹脂系。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの充填剤は、少なくとも１つの伝熱性充填剤及び／又は少なくとも１つの導電性充填剤を含む、請求項１２乃至１８のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの充填剤は、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化ホウ素、アルミノケイ酸塩、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、銀、ケイ素、チョーク、マイクロドロマイト、タルク、雲母、カーボンブラック、黒鉛、及び、グラフェンからなるグループから選択された少なくとも１つ又はそれらの組合せを含む、請求項１２乃至１９のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの充填剤は、前記二酸化ケイ素として石英を含む、請求項２０に記載の反応性樹脂系。
【請求項２２】
前記反応性樹脂系は二成分系であり、第１の成分は、前記ビスフェノールＡ及び／又はビスフェノールＦを基礎とする少なくとも１つのエポキシ樹脂及び前記少なくとも１つの充填剤を含み、かつ、第２の成分は、前記少なくとも１つの硬化剤及び／又は触媒を含む、請求項１２乃至２１のいずれか一項に記載の反応性樹脂系。
【請求項２３】
前記第１の成分も、前記第２の成分も、前記少なくとも１つの充填剤を含む、請求項２２に記載の反応性樹脂系。
【請求項２４】
前記半製品は、請求項１２乃至２３のいずれか一項に記載の反応性樹脂系を含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の半製品。
【請求項２５】
請求項１乃至１１及び２４のいずれか一項に記載の半製品又は請求項１２乃至２３のいずれか一項に記載の反応性樹脂系を、少なくとも１つの部材に押圧付形するアセンブリの製造方法。
【請求項２６】
前記部材は、電気部材、電気化学部材及び電子部材からなるグループから選択された少なくとも１つの部材である、請求項２５に記載のアセンブリの製造方法。
【請求項２７】
前記アセンブリは、電気アセンブリ、電気化学アセンブリ及び電子アセンブリからなるグループから選択された少なくとも１つのアセンブリである、請求項２５又は２６に記載のアセンブリの製造方法。
【請求項２８】
前記アセンブリは、バッテリ及び／又はエレクトロニクスアセンブリである、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載のアセンブリの製造方法。
【国際調査報告】
2020500228.tif 000008
2020500228.tif 000009
2020500228.tif 000010
2020500228.tif 000011