JPH10183086A

JPH10183086A - 熱伝導性接着剤組成物及び該組成物を用いた熱伝導性接着フィルム

Info

Publication number: JPH10183086A
Application number: JP8343457A
Authority: JP
Inventors: Teiichi Inada; 禎一稲田; Kazunori Yamamoto; 和徳山本
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-07
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JP3792327B2

Abstract

(57)【要約】【課題】熱伝導性及び接着性の両立を図るとともに、
耐湿性、耐熱性、絶縁信頼性、耐クラック性、可撓性に
優れた熱伝導性接着剤組成物及び熱伝導性接着フィルム
を提供する。【解決手段】（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わ
せて１００重量部、（２）エポキシ樹脂と相溶性であり
かつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜４０重
量部、（３）反応性の官能基を有する重量平均分子量１
０万以上の高分子量樹脂２０〜１００重量部、（４）硬
化促進剤０．１〜５重量部及び（５）無機フィラーを、
樹脂１００体積部に対して６０〜２００体積部を含む熱
伝導性接着剤組成物。前記組成物を基材上に塗布し、そ
の硬化度をＤＳＣ（示差走査熱分析）を用いて測定した
場合の全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態
にした熱伝導性接着フィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱伝導性接着剤組
成物及び該熱伝導性接着剤組成物をフィルムにした熱伝
導性接着フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、多層配線板、ＰＧＡ、ＢＧＡなど
の半導体パッケージに対する配線の高密度化、電子部品
の搭載密度が大きくなり、また、半導体素子も高集積化
して単位面積あたりの発熱量が大きくなるなど、半導体
パッケージからの熱放散をよくすることが望まれるよう
になっている。それに伴うヒートマネージメントが重要
になってきているが、従来、熱伝導性が良い熱硬化系接
着フィルムで、しかも高レベルの耐熱性、耐湿性を有す
るものは得られていなかった。

【０００３】従来、熱伝導性接着剤としては、ゴム系粘
接着剤に無機フィラーを添加したものなどが知られてい
る。これは、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエ
ンゴムなどの各種ゴムを主成分とする接着剤であり、こ
れらのゴムは、接着剤の強度、可撓性及び密着性を改善
するために使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のうち、アクリルゴムを主成分とする系では、高温長時
間処理後の接着力の低下は比較的小さいが、高温時の接
着強さが不十分であるほか、吸湿時の特性低下が大きい
という欠点があった。また、ＮＢＲを主成分とする系で
は、高温長時間処理後の接着力の低下が大きいことや、
耐電食性に劣ることなどの欠点があった。特に、ＰＣＴ
処理等、近年の電子機器の厳しい条件での耐湿性試験を
行った場合の劣化が大きかった。吸湿後のはんだ耐熱性
を向上させたものとしては、特開昭６０−２４３１８０
号公報に示されるアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリ
イソシアネート及び無機フィラーを含む接着剤があり、
また特開昭６１−１３８６８０号公報に示されるアクリ
ル系樹脂、エポキシ樹脂、分子中にウレタン結合を有す
る両末端が第１級アミン化合物及び無機フィラーを含む
接着剤があるが、特開昭６０−２４３１８０号公報は、
樹脂混合物１００重量部に対して無機フィラーを１０〜
４５重量部添加するものであり、また特開昭６１−１３
８６８０号公報は、樹脂混合物１００重量部に対して無
機フィラーを１０〜１００部添加するものであり、熱伝
導性の向上の効果はあまり大きくない。

【０００５】また、ゴムーエポキシ樹脂系接着剤におい
て、反応性を有するアクリルゴム、アクリロニトルリル
ブタジエンゴムなどエポキシ樹脂を混合した接着剤があ
り、これらの接着剤は、高温接着性等が改善されてい
る。

【０００６】反応性ゴム系接着剤として反応性アクリル
系接着剤は特開平３−１８１５８０号公報に示されるよ
うに、カルボキシル基、ヒドロキシル基、エポキシ基含
有アクリルエラストマ及びアルキルフェノール、エポキ
シ樹脂、イミダゾリウムトリメリテートからなる接着剤
組成物があり、フレキシブル印刷配線板のベースフィル
ムと銅箔とを接着する分野に用いられる。また光沢面と
の接着性、耐熱性を向上させたものとして特開平７−７
６６７９号公報のエポキシ基を有するアクリルエラスト
マ６０〜８０重量部及びアルキルフェノール８〜２０重
量部、エポキシ樹脂８〜２０重量部、イミダゾール系硬
化剤０．２〜１．０重量部を必須成分とする抵抗回路付
きシートヒーター用接着剤組成物があるほか、特開平７
−１７３４４９号公報に示されるように、エポキシ基含
有アクリルゴムを主成分としたエポキシ基含有アクリル
エラストマ系接着剤組成物がある。

【０００７】これらの接着剤にフィラーを含有すること
により、熱伝導性接着剤を得ることは容易に類推できる
が、これらにフィラーを混合した場合、熱伝導性が向上
するが、同時に接着性が低下する問題点があった。この
理由として、フィラーの割合を高くすると、被着体と接
する接着剤の表面に、接着に寄与しないフィラーが存在
する確率が大きくなり、そのため接着性が低下すると考
えられる。これをさけるために、たとえば、表層に樹脂
のみの薄い層を設けることにより同様の効果が得られる
が、製造コストが大幅に上昇する等の問題があった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、熱伝導性及び接着性の両立を図るとともに、
耐湿性、耐熱性、絶縁信頼性、耐クラック性、可撓性に
優れた熱伝導性接着剤組成物及び該組成物を用いた熱伝
導性接着フィルムを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合わ
せて１００重量部、（２）エポキシ樹脂と相溶性であり
かつ重量平均分子量３万以上の高分子量樹脂１〜４０重
量部、（３）反応性の官能基を有する重量平均分子量１
０万以上の高分子量樹脂２０〜１００重量部、（４）硬
化促進剤０．１〜５重量部及び（５）無機フィラーを、
樹脂１００体積部に対して６０〜２００体積部含む熱伝
導性接着剤組成物である。また本発明は、反応性の官能
基を有する重量平均分子量１０万以上の高分子量樹脂が
エポキシ基を１〜１０モル％含んだアクリルゴムである
こと、無機フィラーがアルミナであることを特徴とし、
さらに、これらの接着剤組成物を基材上に塗布し、その
硬化度をＤＳＣ（示差走査熱分析）を用いて測定した場
合の全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態に
した熱伝導性接着フィルムである。さらに、本発明は、
上記熱伝導性接着剤組成物を金属箔上に塗布または貼付
してなる接着剤付き金属箔に適用した熱伝導性接着フィ
ルムである。

【００１０】本発明は多層プリント配線板、ＰＧＡ、Ｂ
ＧＡなどの半導体パッケージ用配線板用に必要な、熱伝
導性と接着性の両立をはかり、さらに、耐湿性、耐熱
性、高温時の接着強さを有する接着剤であり、適度な流
動性を有し、回路充填性、密着性にも優れる。また流動
性の付与と、取扱い性の向上を両立したものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において使用される（１）
のエポキシ樹脂は、硬化して接着作用を呈するものであ
れば良く制限するものでないが、二官能以上で、分子量
が５，０００未満、好ましくは３，０００未満のエポキ
シ樹脂が好適に使用される。特に、分子量が５００以下
のビスフェノールＡ型またはビスフェノールＦ型液状樹
脂を用いると積層時の流動性を向上させることができて
好ましい。分子量が５００以下のビスフェノールＡ型ま
たはビスフェノールＦ型液状樹脂は、油化シェルエポキ
シ株式会社から、エピコート８０７、エピコート８２
７、エピコート８２８という商品名で市販されている。
また、ダウケミカル日本株式会社からは、Ｄ．Ｅ．Ｒ．
３３０、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３３１、Ｄ．Ｅ．Ｒ．３６１とい
う商品名で市販されている。さらに、東都化成株式会社
から、ＹＤ１２８、ＹＤＦ１７０という商品名で市販さ
れている。

【００１２】高Ｔｇ化を目的に多官能エポキシ樹脂を加
えてもよい。多官能エポキシ樹脂としては、フェノール
ノボラック型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エ
ポキシ樹脂が例示される。

【００１３】フェノールノボラック型エポキシ樹脂は、
日本化薬株式会社から、ＥＰＰＮ−２０１という商品名
で市販されている。また、クレゾールノボラック型エポ
キシ樹脂は、住友化学工業株式会社から、ＥＳＣＮ−０
０１、ＥＳＣＮ−１９５という商品名で、また、前記、
日本化薬株式会社から、ＥＯＣＮ１０１２、ＥＯＣＮ１
０２５、ＥＯＣＮ１０２７という商品名で市販されてい
る。

【００１４】本発明において使用される（１）のエポキ
シ樹脂の硬化剤は、特に制限するものではないが、フェ
ノール性水酸基を１分子中に２個以上有する化合物であ
るフェノールノボラック樹脂、ビスフェノールノボラッ
ク樹脂、クレゾールノボラック樹脂を用いるのが好まし
い。吸湿時の接着性、耐電食性に優れるからである。

【００１５】このような硬化剤として、大日本インキ化
学工業株式会社から、フェノライトＬＦ２８８２、フェ
ノライトＬＦ２８２２、フェノライトＴＤ−２０９０、
フェノライトＴＤ−２１４９、フェノライトＶＨ４１５
０、フェノライトＶＨ４１７０という商品名で市販され
ている。

【００１６】本発明で用いる（４）の硬化促進剤として
は、各種イミダゾール類を用いるのが好ましい。イミダ
ゾールとしては、２−メチルイミダゾール、２−エチル
−４−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。

【００１７】イミダゾール類は、四国化成工業株式会社
から、２Ｅ４ＭＺ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳとい
う商品名で市販されている。

【００１８】本発明において使用される（２）のエポキ
シ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分子量３万以上の高
分子量樹脂としては、フェノキシ樹脂、高分子量エポキ
シ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、カルボキシル基を含
む官能基含有ゴムなどが挙げられる。Ｂステージにおけ
る接着剤のタック性の低減や硬化時の可撓性を向上させ
るため重量平均分子量が３万以上とされる。前記極性の
大きい官能基含有ゴムは、アクリルゴムにカルボキシル
基のような極性が大きい官能基を付加したゴムが挙げら
れる。ここで、エポキシ樹脂と相溶性があるとは、硬化
後にエポキシ樹脂と分離して二つ以上の相に分かれるこ
となく、均質混和物を形成する性質を言う。フェノキシ
樹脂は、東都化成株式会社から、フェトートＹＰ−４
０、フェトートＹＰ−５０、フェトートＹＰ−６０とい
う商品名で市販されている。

【００１９】高分子量エポキシ樹脂は、分子量が３〜８
万の高分子量エポキシ樹脂、さらには、分子量が８万を
超える超高分子量エポキシ樹脂（特公平７−５９６１７
号、特公平７−５９６１８号、特公平７−５９６１９
号、特公平７−５９６２０号、特公平７−６４９１１
号、特公平７−６８３２７号公報参照）があり、何れも
日立化成工業株式会社で製造している。カルボキシル基
含有アクリロニトリル−ブダジエンゴムは、日本合成ゴ
ム株式会社から、ＰＮＲ−１という商品名で、また、日
本ゼオン株式会社から、ニポール１０７２という商品名
で市販されている。上記エポキシ樹脂と相溶性がありか
つ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂の添加量
は、エポキシ樹脂を主成分とする相（以下エポキシ樹脂
相という）の可撓性の不足、タック性の低減やクラック
等による絶縁性の低下を防止するため１重量部以上、エ
ポキシ樹脂相のＴｇの低下を防止するため４０重量部以
下とされる。

【００２０】本発明において使用する（３）の反応性の
官能基を有する重量平均分子量１０万以上の高分子量樹
脂としては、エポキシ基を含有するアクリルゴム、ＮＢ
Ｒ等が挙げられる。

【００２１】また、反応性の官能基を有する高分子量樹
脂の重量平均分子量は１０万以上２００万以下であるこ
とが必要であり、好ましくは８０万以上２００万以下で
ある。高分子量樹脂の重量平均分子量が１０万未満であ
ると、接着フィルムの可撓性が低下するとともに、フロ
ー性が大きくなりすぎてしまい、樹脂の浸出量の制御が
困難になる。また、２００万を超えるとフロー性が小さ
くなり、回路充填性の低下等が生じ好ましくない。

【００２２】上記反応性の官能基を有する重量平均分子
量１０万以上の高分子量樹脂の配合量は、２０〜１００
重量部とされる。配合量が、２０重量部未満であると、
フィルムの強度が小さく、タック性が大きくなるため好
ましくなく、１００重量部を越えると高温での絶縁信頼
性の低下、耐熱性の低下、耐湿性の低下が起こるため好
ましくない。

【００２３】本発明では、接着剤として異種材料間の界
面結合をよくするために、カップリング剤を配合するこ
ともできる。カップリング剤としては、シランカップリ
ング剤が好ましい。シランカップリング剤としては、γ
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエト
キシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピ
ルトリメトキシシラン等が挙げられる。

【００２４】前記したシランカップリング剤は、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシランがＮＵＣＡ−
１８７、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが
ＮＵＣＡ−１８９、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランがＮＵＣＡ−１１００、γ−ウレイドプロピル
トリエトキシシランがＮＵＣＡ−１１６０、Ｎ−β−
アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
がＮＵＣＡ−１１２０という商品名で、いずれも日本
ユニカー株式会社から市販されている。

【００２５】カップリング剤の配合量は、添加による効
果や耐熱性およびコストから、樹脂１００重量部に対し
０．１〜１０重量部を添加するのが好ましい。

【００２６】さらに、イオン性不純物を吸着して、吸湿
時の絶縁信頼性をよくするために、イオン捕捉剤を配合
することができる。イオン捕捉剤の配合量は、添加によ
る効果や耐熱性、コストより、５〜１０重量部が好まし
い。イオン捕捉剤としては、銅がイオン化して溶け出す
のを防止するため銅害防止剤として知られる化合物、例
えば、トリアジンチオール化合物、ビスフェノール系還
元剤を配合することもできる。ビスフェノール系還元剤
としては、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−
６−第３−ブチルフェノール）、４，４’−チオ−ビス
−（３−メチル−６−第３−ブチルフェノール）等が挙
げられる。トリアジンチオール化合物を成分とする銅害
防止剤は、三協製薬株式会社から、ジスネットＤＢとい
う商品名で市販されている。またビスフェノール系還元
剤を成分とする銅害防止剤は、吉富製薬株式会社から、
ヨシノックスＢＢという商品名で市販されている。

【００２７】また、無機イオン吸着剤としては、東亜合
成化学工業株式会社から、ジルコニウム系化合物を成分
とするものがＩＸＥ−１００という商品名で、アンチモ
ンビスマス系化合物を成分とするものがＩＸＥ−６００
という商品名で、マグネシウムアルミニウム系化合物を
成分とするものがＩＸＥ−７００という商品名で、市販
されている。また、ハイドロタルサイトは、協和化学工
業から、ＤＨＴ−４Ａという商品名で市販されているも
のがある。

【００２８】さらに、本発明においては（５）の無機フ
ィラーを樹脂１００体積部に対して６０〜２００体積部
配合する。無機フィラーの配合は、接着フィルムの熱伝
導性をよくすること、難燃性を与えること、溶融粘度を
調整すること、チクソトロピック性を付与すること、表
面硬度の向上などを目的とするものである。無機フィラ
ーの配合量が樹脂１００体積部に対して６０体積部未満
であると、配合の効果が少なく、２００体積部を越えて
配合すると、接着剤の可撓性低下、接着性の低下、ボイ
ド残存による耐電圧の低下等の問題が発生する。なお、
１００部以上を配合する場合には、パッキングのよい適
切な粒度分布を有するものを使用する必要がある。

【００２９】無機フィラーとしては、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、ケイ酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化マグ
ネシウム、アルミナ、窒化アルミニウム、ほう酸アルミ
ウイスカ、窒化ホウ素、結晶性シリカ、非晶性シリカ、
炭化ケイ素などが挙げられる。

【００３０】特に、熱伝導性をよくするためには、アル
ミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、結晶性シリカ、
非晶性シリカ、炭化ケイ素が好ましい。

【００３１】この内、アルミナは、熱伝導性が良く、耐
熱性、絶縁性が良好な点で好適である。また、結晶性シ
リカまたは非晶性シリカは、熱伝導性の点ではアルミナ
より劣るが、イオン性不純物が少ないため、ＰＣＴ処理
時の絶縁性が高く、銅箔、アルミ線、アルミ板等の腐食
が少ない点で好適である。

【００３２】難燃性を与えるためには、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウムが好ましい。溶融粘度調整や
チクトロピック性の付与の目的には、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化
カルシウム、酸化マグシウム、アルミナ、結晶性シリ
カ、非晶性シリカが好ましい。

【００３３】表面硬度の向上に関しては、短繊維アルミ
ナ及びチタン酸カリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、
ほう酸アルミニウム等の無機ウイスカが好ましい。ま
た、本発明では、金属フィラーとして、銅、銀、アル
ミ、チタン及びそれらの合金の粉末や短繊維状のものを
使用することができる。さらに、半導体フィラーである
シリコン粉末、炭化ケイ素粉末等も使用することができ
る。

【００３４】本発明の熱伝導性接着剤組成物は、ワニス
としてそのまま使用するほか、各成分を溶剤に溶解・分
散してワニスとし、基材上に塗布し、加熱して溶剤を除
去してフィルム状態で使用することが可能である。ワニ
ス化の溶剤は、比較的低沸点の、メチルエチルケトン、
アセトン、メチルイソブチルケトン、２−エトキシエタ
ノール、トルエン、ブチルセルソルブ、メタノール、エ
タノール、２−メトキシエタノールなどを用いるのが好
ましい。また、塗膜性を向上するなどの目的で、高沸点
溶剤を加えても良い。高沸点溶剤としては、ジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミド、メチルピロリド
ン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。ワニスの製造
は、無機フィラーの分散を考慮した場合には、らいかい
機、３本ロール及びビーズミル等により、またこれらを
組み合わせて行なうことができる。フィラーと低分子量
物をあらかじめ混合した後、高分子量物を配合すること
により、混合に要する時間を短縮することも可能とな
る。また、ワニスとした後、真空脱気によりワニス中の
気泡を除去することが好ましい。基材としては、ポリエ
ステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレ
ンフィルム、ポリイミドフィルム等やそれらを離型処理
したフィルムなどを使用することができる。

【００３５】さらに、銅箔やアルミニウム箔等の金属箔
を基材として使用することができる。金属箔を基材とし
て使用し、本発明の接着剤組成物を塗布することによ
り、接着剤付きの金属箔として、さらに、アルミニウム
板、銅板上にスクリーン印刷または塗布したり、フィル
ムを貼付けして使用することも可能である。これらの金
属箔は、マット処理等の粗面化処理を行っていることが
好ましい。

【００３６】これらに接着剤組成物ワニスを塗布または
印刷した後、溶剤を乾燥し接着剤の若干の硬化を行う必
要がある。

【００３７】上記プラスチックフィルム等の基材上に接
着剤ワニスを塗布し、加熱乾燥して溶剤を除去するが、
これにより得られる接着フィルムは、ＤＳＣを用いて測
定した全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態
とされる。溶剤を除去する際に加熱するが、この時、接
着剤組成物の硬化反応が進行しゲル化してくる。その際
の硬化状態が接着剤の流動性に影響し、接着性や取扱い
性を適正化する。ＤＳＣ（示差走査熱分析）は、測定温
度範囲内で、発熱、吸熱の無い標準試料との温度差をた
えず打ち消すように熱量を供給または除去するゼロ位法
を測定原理とするものであり、測定装置が市販されてお
りそれを用いて測定できる。樹脂組成物の反応は、発熱
反応であり、一定の昇温速度で試料を昇温していくと、
試料が反応し熱量が発生する。その発熱量をチャートに
出力し、ベースラインを基準として発熱曲線とベースラ
インで囲まれた面積を求め、これを発熱量とする。室温
から２５０℃まで５〜１０℃／分の昇温速度で測定し、
上記した発熱量を求める。これらは、全自動で行なうも
のもあり、それを使用すると容易に行なうことができ
る。つぎに、上記ベースフィルムに塗布し、乾燥して得
た接着剤の発熱量は、つぎのようにして求める。まず、
２５℃で真空乾燥器を用いて溶剤を乾燥させた未硬化試
料の全発熱量を測定し、これをＡ（Ｊ／ｇ）とする。つ
ぎに、塗工、乾燥した試料の発熱量を測定し、これをＢ
とする。試料の硬化度Ｃ（％）（加熱、乾燥により発熱
を終えた状態）は、つぎの数１で与えられる。

【００３８】

【数１】Ｃ（％）＝（Ａ−Ｂ）×１００／Ａ

【００３９】熱伝導性接着フィルムの硬化度について
は、ＤＳＣを用いて測定した場合の全硬化発熱量の１０
〜４０％の発熱を終えた状態にすることが必要である。

【００４０】硬化度が１０％未満の場合、網目構造が十
分発生していないため、液状成分、無機フィラーがとも
に流動し、被着面と接着するため、接着性が低下する点
で好ましくない。また、硬化度が４０％を越えると、網
目構造が密になり、その他の液状成分まで硬化するた
め、液状成分、無機フィラーの流動性が低下し、接着性
が低下するので好ましくない。

【００４１】本発明の熱伝導性接着剤は、接着剤中の一
部をゲル化させ網目構造を形成させることを特徴として
いる。これにより、網目より小さい液状樹脂の成分は網
目をすり抜けることが可能であるのに対して、網目より
大きい多量に添加した無機フィラーは網目をすり抜ける
ことができないため移動できず、液状樹脂成分は被着体
と接する接着剤表面に浸み出し、接着に寄与するが、無
機フィラーは接着剤表面に浸み出してこないため、接着
性が低下することがないと考えられる。すなわち被着体
表面には樹脂のみが選択的に浸み出すため、接着性が良
好となり、かつ熱伝導性が良好な熱伝導性接着フィルム
とすることができる。

【００４２】またこれに付随する本発明の接着剤の特徴
として、熱伝導性接着剤組成物中のエポキシ基含有アク
リルゴムやエポキシ樹脂等のエポキシ樹脂の混合比率が
大きいことである。エポキシ樹脂はＴｇが比較的高く、
かつ、耐湿性が良好であるため、エポキシ樹脂混合比を
大きくすることで、耐湿性、耐熱性の向上が図られる。

【００４３】以上をまとめると、以下のような特徴を有
する。１）未反応のエポキシ樹脂の成分が多数残存しているた
め、圧力がかかった場合、ゲル中より未反応成分が浸み
だすため、フィラーを多量に含む場合でも接着性の低下
や回路充填性の低下が少ない。すなわち、接着剤組成物
の乾燥時に、反応性の官能基を有する重量平均分子量１
０万以上の高分子量樹脂であるアクリルゴムに含まれる
エポキシ基及びエポキシ樹脂がともに反応するが、アク
リルゴムは分子量が大きく、１分子鎖中にエポキシ基が
多く含まれるため、反応が若干進んだ場合でもゲル化す
る。（通常、ＤＳＣを用いて測定した場合の全硬化発熱
量の１０〜４０％の発熱を終えた状態、すなわちＡまた
はＢステージ前半の段階でゲル化がおこる。）そのた
め、エポキシ樹脂等の未反応成分を多く含んだ状態でゲ
ル化しており、溶融粘度がゲル化していない場合に比べ
て、大幅に増大しており、流動性が低い。２）エポキシ樹脂を主成分としたことで、耐湿性の向上
がはかられる。３）分子量の大きい高分子量樹脂を使用することで、接
着フィルムのフィルム強度、可撓性を発揮できる。４）本発明で規定したエポキシ基含有アクリルゴムを使
用することにより、耐電圧、耐電食性の特性を付与でき
る。５）無機フィラーを混合することで、タック性の低減を
はかれる。６）高分子量樹脂がゲル化しているため、エポキシ樹脂
の未反応成分が多数残存している場合に圧力をかけたと
しても、未反応成分が極端に流動し多量の浸み出しを発
生し、接続端子を覆う等の不良が発生しない。７）接着剤がエポキシ樹脂等の未反応成分を多く含んだ
状態でフィルム化できるため接着シートのライフ（有効
使用期間）が長くなるという利点がある。８）上記の効果に加えて、接着剤の熱伝導性向上、接着
剤に難燃性を付与、接着時の温度において適正な粘度を
もたせること、表面硬度の向上等の特性を付与できる。以下、本発明に係る熱伝導性接着剤組成物及びその組成
物を用いた熱伝導性接着フィルムについて実施例により
具体的に説明する。

【００４４】

【実施例】

＜実施例１＞以下に示す組成物より熱伝導性接着フィル
ムを作製した。

【００４５】エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂（エポキシ当量＝２００、油化シェルエポキ
シ株式会社製商品名、エピコート８２８を使用した）４
５重量部、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（住友
化学工業株式会社製商品名、ＥＳＣＮ００１を使用し
た）１５重量部と硬化剤としてビスフェノールＡ型ノボ
ラック樹脂（大日本インキ化学工業株式会社製商品名、
プライオ−フェンＬＦ２８８２を使用した）４０重量
部、そしてエポキシ樹脂と相溶性でありかつ重量平均分
子量が３万以上の高分子量樹脂としてフェノキシ樹脂
（分子量５万、東都化成株式会社製商品名、フェトート
ＹＰ−５０を使用した）１５重量部、反応性の官能基を
有する重量平均分子量１０万以上の高分子量樹脂として
エポキシ基含有アクリルゴム（分子量１００万、帝国化
学産業株式会社製商品名、ＨＴＲ−８６０Ｐ−３を使用
した）４５重量部、硬化促進剤として１−シアノエチル
−２−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製商
品名、キュアゾール２ＰＺ−ＣＮ）０．５重量部、γ−
グリシドキシプロピルトリトメキシシラン（日本ユニカ
ー株式会社製商品名、ＮＵＣＡ−１８７を使用した）
０．５重量部からなる組成物に、メチルエチルケトンを
加え、さらに無機フィラーとして平均粒径０．４μｍの
アルミナ（昭和電工株式会社製商品名、ＡＬ−１６０−
ＳＧ−１を使用した）１５０重量部と平均粒径５μｍの
アルミナ（昭和電工株式会社製商品名、ＡＳ−５０を使
用した）１００重量部を加えた。これをビーズミルで混
合し、さらにメチルエチルケトンを加えて粘度を調整
し、真空脱気した。得られたワニスを、基材として厚さ
７０μｍの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィル
ム上に塗布し、１１０℃で１５分間加熱乾燥して、フィ
ルム厚みが０．１ｍｍのＢステージ状態の熱伝導性接着
フィルムを作製した。なおこの状態での接着フィルムの
硬化度は、ＤＳＣ（デュポン社製９１２型ＤＳＣ）を用
いて測定（昇温速度、１０℃／分）した結果、全硬化発
熱量の２０％の発熱を終えた状態であった。

【００４６】＜実施例２＞アルミナを平均粒径５μｍの
アルミナ４００重量部にしたこととフェノキシ樹脂（分
子量５万、東都化成株式会社製商品名、フェトートＹＰ
−５０を使用した）を２重量部に変更したこと以外は実
施例１と同様の方法で接着フィルムを作製した。なおこ
の状態での接着フィルムの硬化度は、ＤＳＣを用いて測
定した結果、全硬化発熱量の１５％の発熱を終えた状態
であった。

【００４７】上記＜実施例１＞＜実施例２＞の配合組成
を表１に示す。

【００４８】

【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――― 項目品名実施例１実施例２ ―――――――――――――――――――――――――――――― エポキシ樹脂エヒ゜コート828 45 45 ESCN-001 15 15 硬化剤フ゜ライオ-フェンLF2882 40 40 相溶性高分子量樹脂 YP-50 15 2 反応性高分子量樹脂 HTR-860P-3 45 45 HTR-860 0 0 硬化促進剤 2PZ-CN 0.5 0.5シランカッフ゜リンク゛剤 NUC A-187 0.5 0.5 無機フィラー AL-160-SG-1 150 0 AS-50 100 400 樹脂100部に対する 68 105 フィラーの体積部 ――――――――――――――――――――――――――――――

【００４９】＜比較例１＞エポキシ基含有アクリルを未
変性アクリルゴム（帝国化学産業株式会社製のＨＴＲ−
８６０）４５重量部に変更したほか、実施例１と同様に
して接着フィルムを作製した。

【００５０】＜比較例２＞アルミナの添加量を４００重
量部を１００重量部にしたこと以外は実施例２と同様の
方法で接着フィルムを作製した。

【００５１】＜比較例３＞アルミナの添加量を４００重
量部を７００重量部にしたことは以外は実施例２と同様
の方法で接着フィルムを作製した。

【００５２】＜比較例４＞実施例１のワニスを、厚さ７
０μｍの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム
上に塗布し、実施例１より高い温度で同じ時間の１３０
℃で１５分間加熱乾燥して、厚み０．１ｍｍの接着フィ
ルムを作製した。なおこの状態での接着剤の硬化度は、
ＤＳＣを用いて測定した結果、全硬化発熱量の５０％の
発熱を終えた状態であった。

【００５３】＜比較例５＞実施例１のワニスを、厚さ７
０μｍの離型処理ポリエチレンテレフタレートフィルム
上に塗布し、実施例１より低い温度で同じ時間である１
００℃で１５分間加熱乾燥して、厚み０．１ｍｍの接着
フィルムを作製した。なおこの状態での接着フィルムの
硬化度は、ＤＳＣを用いて測定した結果、全硬化発熱量
の７％の発熱を終えた状態であった。

【００５４】上記＜比較例１＞〜＜比較例５＞の配合組
成を表２に示す。

【００５５】

【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 項目品名比較例１２３４５ ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― エポキシ樹脂エヒ゜コート828 45 45 45 45 45 ESCN-001 15 15 15 15 15 硬化剤フ゜ライオ-フェンLF2882 40 40 40 40 40 相溶性高分子量樹脂 YP-50 15 0 0 10 10 反応性高分子量樹脂 HTR-860P-3 0 45 45 45 45 HTR-860 ４５００
００硬化促進剤２ＰＺ−ＣＮ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5シランカッフ゜リンク゛剤 NUC A-187 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 無機フィラー AL-160-SG-1 150 0 0 150 150 AS-50 100 100 700 100 100 樹脂100部に対する 68 25 210 68 68 フィラーの体積部 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【００５６】次に、実施例１，２及び比較例１〜５によ
り得られた接着フィルムを１７０℃３０分加熱処理して
硬化させ、硬化後の熱伝導性接着フィルムの各種特性を
調べ、その結果を表３に示した。また、得られた接着
フィルムを、厚さ３５μｍ、５０ｍｍ×５０ｍｍの銅箔
と、厚さ２ｍｍ、５０ｍｍ×５０ｍｍのアルミニウム板
とを、温度１７０℃、圧力１．９６ＭＰａで３０分間加
熱加圧して接着した。その後、耐電圧測定用として銅箔
の周囲をエッチングして直径２０ｍｍの円形部分を残し
た。またひきはがし強さ測定用として幅１０ｍｍの銅
箔を残した。

【００５７】試験方法は以下の通りである。密着性：温度１２１℃、相対湿度１００％、気圧２０２
６ｈＰａのプレッシャークッカーにて処理前と９６時間
処理後の試験片について、層間に剥離が生じているもの
を不良、層間に剥離が生じていないものを良好とした。

【００５８】可撓性：接着フィルムを、２５℃で直径１
０ｍｍの円筒に巻きつけ、クラック発生の有無により評
価した。

【００５９】耐電圧：温度１２１℃、相対湿度１００
％、気圧２０２６ｈＰａのプレッシャークッカーにて処
理前と９６時間処理後の試験片を絶縁油中に浸漬し、室
温で交流電圧を銅箔とアルミニウム板間に印加し、絶縁
破壊する電圧を測定した。なお、耐電圧の単位はｋＶで
ある。

【００６０】浸出量：１００ｍｍ×１００ｍｍの接着フ
ィルムに直径６ｍｍの穴を開けたものと厚さ２ｍｍ、１
００ｍｍ×１００ｍｍのアルミニウム板とを、温度１７
０℃、圧力１．９６ＭＰａで３０分間加熱加圧して接着
した。その後、穴から浸み出した樹脂の長さを測定し、
浸出量とした。浸出量が１．５ｍｍ以下のものを良好と
し、それ以上のものを不良と判定した。

【００６１】回路充填性：パターン（パターン幅０．５
ｍｍ、パターン間距離０．５ｍｍ）を形成したガラスエ
ポキシ両面板（基材厚さ２００μｍ、銅箔厚さ３５μ
ｍ）と１００ｍｍ×１００ｍｍの接着フィルム及び厚さ
２ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍのアルミニウム板と
を、温度１７０℃、圧力１．９６ＭＰａで３０分間加熱
加圧して接着した。その後、断面を光学顕微鏡で観察
し、ガラスエポキシ両面板、接着フィルム、アルミニウ
ム板間にボイドが発生していないものを良好と判定し、
ボイドが発生しているものを不良と判定した。

【００６２】加工性：接着フィルムをパンチにて穴明け
を行い、クラック等の発生または、樹脂くずが発生した
ものを不良とし、それがないものを良好した。

【００６３】引きはがし強さ：銅箔と基板を９０度の角
度で５０ｍｍ／分の引っ張り速度で剥離した。その他は
ＪＩＳＣ６４８１に準じた。

【００６４】熱抵抗：得られた接着フィルム（厚み１０
０μｍ）を、厚さ３５μｍ、３０ｍｍ×３０ｍｍの銅箔
と、厚さ２ｍｍ、３０ｍｍ×３０ｍｍのアルミニウム板
とを、温度１７０℃、圧力１．９６ＭＰａで３０分間加
熱加圧して接着した。その後、銅箔の周囲をエッチング
して、１０ｍｍ×１４ｍｍの長方形の部分を形成した。
この試験片の銅箔にトランジスタ（２ＳＣ２２３３）を
はんだで固着し、アルミニウム板側が放熱ブロックと接
するようにして放熱ブロックの上において、トランジス
タに電流を通じた。そして、トランジスタの温度（Ｔ
１）と、放熱ブロックの温度（Ｔ２）を測定し、測定値
と印加電力（Ｗ）から、次の数式２によって熱抵抗
（Ｘ）を算出した。その結果を表３に示す。

【００６５】

【数２】Ｘ＝（Ｔ１−Ｔ２）／Ｗ……（数式２）

【００６６】熱伝導率：熱伝導率は接着フィルムを用い
熱電導率計を用いて２５℃で測定した。

【００６７】

【表３】

【００６８】以上、表３から明らかなように、実施例
１，２は、何れも、エポキシ樹脂及びその硬化剤、反応
性高分子量成分、本発明で規定したエポキシ基含有アク
リルゴムをともに含む接着剤である。これらは、熱伝導
性の尺度である熱抵抗が小さく、また熱伝導率は大きい
ほか、ＰＣＴ処理後耐電圧、密着性が良好であるほか、
耐クラック性、可撓性、加工性も良好である。浸出量、
回路充填性も良好である。

【００６９】また、比較例１は、反応性の高分子量樹脂
を含んでいないため、密着性が低下している。比較例２
は、フィラー量が少なく、熱伝導性は実施例と比較して
悪くなっている。比較例３は、フィラー量が多すぎるた
め、熱伝導性は良好であるが、接着性が低下している
他、可撓性、加工性等も悪くなっている。比較例４は、
絶縁接着層付き銅箔を製造する際に、硬化が進みすぎて
いるため、流動性が悪く、接着性、回路充填性が不良で
ある。比較例５は逆に、硬化が不足しているために、フ
ロー性が低下している。

【００７０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る熱
伝導性接着剤組成物または、熱伝導性接着フィルムは、
熱伝導性及び接着性の両立が図られている他、耐湿性、
耐熱性、絶縁信頼性、耐クラック性、可撓性に優れてい
るという効果を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）エポキシ樹脂及びその硬化剤を合
わせて１００重量部、（２）エポキシ樹脂と相溶性であ
りかつ重量平均分子量が３万以上の高分子量樹脂１〜４
０重量部、（３）反応性の官能基を有する重量平均分子
量１０万以上の高分子量樹脂２０〜１００重量部、
（４）硬化促進剤０．１〜５重量部及び（５）無機フィ
ラーを、樹脂１００体積部に対して６０〜２００体積部
含む熱伝導性接着剤組成物。
【請求項２】反応性の官能基を有する重量平均分子量
１０万以上の高分子量樹脂がエポキシ基を１〜１０モル
％含んだアクリルゴムであることを特徴とする請求項１
に記載の熱伝導性接着剤組成物。
【請求項３】無機フィラーがアルミナであることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の熱伝導性接着
剤組成物。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の熱伝導性接着剤組成物を基材上に塗布し、その硬化
度をＤＳＣ（示差走査熱分析）を用いて測定した場合の
全硬化発熱量の１０〜４０％の発熱を終えた状態にした
ことを特徴とする熱伝導性接着フィルム。
【請求項５】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の熱伝導性接着剤組成物を金属箔上に塗布または貼付
してなることを特徴とする熱伝導性接着フィルム。