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公開番号2025123773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-25
出願番号2024019437
出願日2024-02-13
発明の名称熱伝導性シート
出願人日東シンコー株式会社
代理人弁理士法人藤本パートナーズ
主分類H01L 23/36 20060101AFI20250818BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本発明は、窒化ホウ素フィラーを含む樹脂層を備えた上で、高絶縁耐力及び高放熱性(高熱伝導性)を示す熱伝導性シートを提供する。
【解決手段】エポキシ樹脂と、該エポキシ樹脂の硬化剤と、無機充填材とを含む樹脂組成物によって形成された樹脂層を備える熱伝導性シート10であって、エポキシ樹脂は、4,4’-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)-3,3’,5,5’-テトラメチルビフェニルと、4,4’-ビス(2,3-エポキシプロポキシ)ビフェニルと、を含んでおり、無機充填材は、窒化ホウ素フィラーを含んでいる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エポキシ樹脂（Ａ）と、該エポキシ樹脂の硬化剤（Ｂ）と、無機充填材（Ｃ）とを含む樹脂組成物によって形成された樹脂層を備える熱伝導性シートであって、
前記エポキシ樹脂（Ａ）は、４，４’－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）－３，３’，５，５’－テトラメチルビフェニルと、４，４’－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ビフェニルとを含んでおり、
前記無機充填材（Ｃ）は、窒化ホウ素フィラーを含んでいる
熱伝導性シート。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記エポキシ樹脂（Ａ）は、前記４，４’－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）－３，３’，５，５’－テトラメチルビフェニル及び前記４，４’－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ビフェニルの合計量を１００モル％としたときに、前記４，４’－ビス（２，３－エポキシプロポキシ）ビフェニルを５モル％以上５０モル％以下含んでいる
請求項１に記載の熱伝導性シート。
【請求項３】
前記エポキシ樹脂の硬化剤（Ｂ）は、フェノール系硬化剤を含む
請求項１または２に記載の熱伝導性シート。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導性シートに関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロニクス分野において、エポキシ樹脂と、該エポキシ樹脂の硬化剤と、無機充填材とを含む樹脂組成物で形成された樹脂層を備える熱伝導性シートが知られている（例えば、下記特許文献１）。
【０００３】
下記特許文献１には、前記樹脂層を金属箔に支持させることによって熱伝導性シート（金属箔付の熱伝導性シート）を構成することが開示されている。
【０００４】
このような熱伝導性シートは、半導体素子を備える半導体モジュールにおいて、前記半導体素子の発する熱を放熱させる放熱面に前記熱を伝達させるように用いられる。
より詳しくは、前記熱伝導性シートは、半導体素子と、該半導体素子を支持し、かつ、前記半導体素子の発する熱を伝達するヒートシンクと、前記半導体素子を支持する側と反対側における前記ヒートシンクと重なる位置に前記ヒートシンクから離間して配される放熱器とを備える半導体モジュールにおいて、前記ヒートシンクから伝達される前記熱を前記放熱器の放熱面に伝達させるべく、前記ヒートシンクと前記放熱器との間に介装されて用いられる。
そして、前記ヒートシンクと前記放熱器との間への前記熱伝導性シートの介装は、前記樹脂層が前記ヒートシンクに接着され、前記金属箔が前記放熱器の放熱面と当接するように実施される。
このような熱伝導性シートは、前記樹脂層中の前記エポキシ樹脂が完全に硬化する前に（すなわち、前記エポキシ樹脂がＢステージ状態のときに）、前記樹脂層を前記ヒートシンクに当接させ、前記エポキシ樹脂を硬化させることにより（すなわち、前記エポキシ樹脂をＣステージ状態とすることにより）、前記ヒートシンクに接着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－３２４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記熱伝導性シートを前記ヒートシンクと前記放熱器との間に介装させた状態においては、前記熱伝導性シートには、放熱性（熱伝導性）が高いという特性と、絶縁破壊電圧（ＢＤＶ（Ｂｒｅａｋｄｏｗｎｖｏｌｔａｇｅ））や絶縁破壊強さ（ＢＤＳ（Ｂｒｅａｋｄｏｗｎｓｔｒｅｎｇｔｈ））が高いという特性とが要求される。
すなわち、前記熱伝導性シートには、高放熱性（高熱伝導性）を示すことと、高絶縁耐力を示すこととを両立させることが要求される。
【０００７】
ここで、前記熱伝導性シートに十分な放熱性（熱伝導性）を発揮させる観点から、前記樹脂層には、通常、該樹脂層の総体積を１００体積部としたときに、３０体積部以上を占めるように前記無機充填材（Ｃ）が含まれている。
すなわち、前記樹脂層を形成するための樹脂組成物には、高い体積比率で前記無機充填材（Ｃ）が含まれている。
そのため、前記樹脂組成物を前記金属箔に単に塗工して乾燥させることにより得られる塗工乾燥物を樹脂層とした場合、該樹脂層においては、必ずしも、前記無機充填材（Ｃ）に前記エポキシ樹脂（Ａ）が十分に密着した状態とはなっていない。
その結果、このような樹脂層では、前記無機充填材（Ｃ）と前記エポキシ樹脂（Ａ）との間に微細な空隙が生じることがある。
【０００８】
前記熱伝導性シートを前記ヒートシンクと前記放熱器との間に介装させた状態において、前記樹脂層の内部に微細な空隙が生じていると、この空隙に電界が集中し易くなる。
そして、この電界の集中に伴って、前記樹脂層の内部で微弱な放電が発生するようになる。
すなわち、前記樹脂層の内部において部分放電が生じるようになる。
このような部分放電が生じると、前記樹脂層の劣化が進行するようになり、その結果、前記樹脂層において絶縁破壊が生じるようになる。
前記樹脂層においてこのような絶縁破壊が生じることを抑制するためには、前記無機充填材（Ｃ）に前記エポキシ樹脂（Ａ）を十分に密着させる必要がある。
そのため、前記熱伝導性シートの樹脂層は、通常、前記塗工乾燥物を加熱条件下（例えば、１００℃）において厚さ方向にプレスして形成される（熱プレスして形成される）。
【０００９】
ところで、各種無機充填材の中でも、窒化ホウ素フィラーは、特に高放熱性（高熱伝導性）を示すことが知られている。
そのため、高放熱性（高熱伝導性）を示す熱伝導性シートを得る観点から、前記無機充填材（Ｃ）の少なくとも一部として前記窒化ホウ素フィラーを含む樹脂組成物を用いて、前記樹脂層を形成することが多い。
【００１０】
絶縁耐力を向上させる観点から、このような窒化ホウ素フィラーを含む樹脂組成物で形成された塗工乾燥物を熱プレスして樹脂層を形成した場合、前記樹脂層は、高放熱性（高熱伝導性）を示す窒化ホウ素フィラーを含んでいるにも関わらず、必ずしも、十分な放熱性（熱伝導性）を示さなくなることがある。
そして、このような現象は、絶縁耐力をより向上させるべく、前記塗工乾燥物を厚さ方向にプレスするときのプレス圧を高くするほど、より顕著になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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