JP2010248277A - Heat-conductive resin paste and optical disk device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
発熱体の熱を他の周辺部材に逃がす媒体として機能する熱伝導性樹脂ペーストおよびそれを用いた光ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to a thermally conductive resin paste that functions as a medium for releasing heat of a heating element to other peripheral members, and an optical disk device using the same.
光学記録媒体として、DVD、CD−R、CD−RW等の種々の光ディスクが開発されている。DVDにおいては、波長約650nmのレーザ光により情報の記録または再生が行なわれ、一方、CD−RやCD−RWにおいては、波長約780nmのレーザ光により情報の記録または再生が行なわれており、情報の記録、再生を精度高く行なうためには、光源の光軸ずれが無いことが必要条件である。 Various optical disks such as DVD, CD-R and CD-RW have been developed as optical recording media. In a DVD, information is recorded or reproduced by a laser beam having a wavelength of about 650 nm, whereas in a CD-R or CD-RW, information is recorded or reproduced by a laser beam having a wavelength of about 780 nm. In order to record and reproduce information with high accuracy, it is a necessary condition that there is no deviation of the optical axis of the light source.
このような複数種類の光ディスクに対して、情報の記録または再生を行なう光ディスク装置において、光ディスク装置に搭載される光ピックアップの光源の発熱により約80℃まで光源温度は上昇する。そのため、光源の熱を結合ベースに逃がしている。 In such an optical disc apparatus that records or reproduces information on a plurality of types of optical discs, the light source temperature rises to about 80 ° C. due to heat generated by the light source of the optical pickup mounted on the optical disc apparatus. Therefore, the heat of the light source is released to the coupling base.
例えば、光源と結合ベースとの間の隙間に熱伝導性のあるシリコーン系グリースを塗り、光源で発していた熱を結合ベースに伝導していた。この際、光源と結合ベースとの間は接合材で固定されているが、シリコーン系熱伝導性グリースは、硬化重合時もしくは硬化重合後の膨張収縮でも柔軟性を維持しているため、光源の光軸をずらす応力を前記接合材に対して与えることは無かった。 For example, a silicone grease having thermal conductivity is applied to the gap between the light source and the coupling base, and the heat generated by the light source is conducted to the coupling base. At this time, the light source and the bonding base are fixed with a bonding material, but the silicone-based heat conductive grease maintains flexibility even during curing polymerization or expansion / contraction after curing polymerization. The stress that shifts the optical axis was not applied to the bonding material.
しかし、媒体であるシリコーンオイルが経時でオイルブリードする「ポンピングアウト現象」が発生していた。そのため、オイルブリードした後は、約80℃まで上昇する発熱体の熱を伝導する機能を十分に果たすことができず、装置に不具合をもたらす恐れがあった。 However, a “pumping out phenomenon” in which silicone oil as a medium bleeds with time has occurred. Therefore, after oil bleed, the function of conducting heat of the heating element that rises to about 80 ° C. cannot be performed sufficiently, and there is a risk of causing problems in the apparatus.
そのため、従来は、硬化性のエポキシ樹脂に熱伝導性物質を配合した熱伝導性エポキシ樹脂を用いていた(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, conventionally, a thermally conductive epoxy resin in which a thermally conductive material is blended with a curable epoxy resin has been used (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術では、以下のような問題が生じていた。 However, in the conventional technique, the following problems have occurred.
すなわち、従来の熱伝導性エポキシ樹脂では、硬化重合後は硬直し柔軟性が無い上に、光ピックアップの光源の発熱により、エポキシ樹脂が劣化し、硬度が高まるため、光源の光軸をずらしたり、熱伝導性エポキシ樹脂が被着体から界面剥離したり、熱伝導性エポキシ樹脂内部で凝集破壊したりして、熱伝導機能に不具合をもたらす恐れがあり、採用が困難となる問題があった。 In other words, the conventional thermally conductive epoxy resin is rigid and inflexible after curing polymerization, and the epoxy resin deteriorates due to the heat generated by the light source of the optical pickup and the hardness increases, so that the optical axis of the light source is shifted. There is a problem that the heat conductive epoxy resin may be peeled off from the adherend, or may be coherently broken inside the heat conductive epoxy resin, causing a problem in the heat conduction function and difficult to adopt. .
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、硬化重合後も柔軟性を有し、光ピックアップ光源の発熱による熱劣化を軽減する熱伝導性樹脂ペーストおよびそれを用いた光ディスク装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and has a flexibility after curing polymerization and a thermal conductive resin paste that reduces thermal deterioration due to heat generation of an optical pickup light source and an optical disk using the same An object is to provide an apparatus.
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、硬化性ベース樹脂と、熱伝導性の粒子とを含む熱伝導性樹脂ペーストであって、前記硬化性ベース樹脂は、1分子中に官能性オキシラン環を2つ持つ2官能基エポキシモノマーと1分子中に官能性オキシラン環を1つ持つ単官能基エポキシモノマーと酸化防止剤とを略2:8:3の配合重量比率で含むことを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and is a thermally conductive resin paste containing a curable base resin and thermally conductive particles, wherein the curable base resin is functional in one molecule. A bifunctional epoxy monomer having two functional oxirane rings, a monofunctional epoxy monomer having one functional oxirane ring in one molecule, and an antioxidant in a weight ratio of about 2: 8: 3. Features.
これにより、硬化重合後も柔軟性を有し、光ピックアップ光源の発熱による熱劣化を軽減することができる。 Thereby, it has a softness | flexibility after hardening polymerization, and can reduce the thermal deterioration by heat_generation | fever of an optical pick-up light source.
請求項1記載の発明は、硬化性ベース樹脂と、熱伝導性の粒子とを含む熱伝導性樹脂ペーストであって、硬化性ベース樹脂は、1分子中に官能性オキシラン環を2つ持つ2官能基エポキシモノマーと1分子中に官能性オキシラン環を1つ持つ単官能基エポキシモノマーと酸化防止剤とを略2:8:3の配合重量比率で含むことを特徴とするものである。これにより、2官能基エポキシモノマーに対する単官能基エポキシモノマーの添加量を、一般的添加量の数十倍以上の高濃度配合することで、ポリマー連鎖を切断し、熱伝導性樹脂ペーストに柔軟性を持たせることができるので、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペーストの硬度を所定以下の柔軟性のあるものにできる。また、2官能基エポキシモノマーと単官能基エポキシモノマーとの配合重量比率を略2:8として、単官能基エポキシモノマーの比率を抑え、2官能基エポキシモノマーによるポリマー連鎖で3次元構造を形成しているので、硬化プロセス後の熱伝導性樹脂ペーストのゲル化状態も保たれ、熱伝導性樹脂ペーストの流動化を防止できる。その結果、熱伝導性樹脂ペーストが硬化重合後であっても、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性、および、被着体との接着性を保つことで、発熱体である光源の角度調整の障害となることなく、また、熱伝導性樹脂ペーストの流動化を防止しつつ、発熱体の熱を十分に伝導することが可能となる。また、エポキシ樹脂は、一般的に硬化収縮率が低いため、硬化収縮に伴う被着体からの界面剥離や樹脂自体の凝集破壊などの熱流路を絶つ現象を回避することが可能となる。
The invention described in
さらに、総エポキシモノマーと酸化防止剤との配合重量比率を略10:3と、エポキシモノマーに対する酸化防止剤を一般的添加量の数十倍から数百倍の高濃度配合することで、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペーストが発熱体である光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、顕著な信頼性向上が可能となる。 Furthermore, the composition weight ratio of the total epoxy monomer and the antioxidant is approximately 10: 3, and the curing polymerization is carried out by blending the antioxidant with respect to the epoxy monomer at a high concentration of several tens to several hundred times the general addition amount. Even if the later heat conductive resin paste is exposed to heat generated from a light source as a heating element for a long period of time, deterioration due to material oxidation is suppressed, the flexibility of the heat conductive resin paste itself and adhesion to the adherend The reliability can be significantly improved.
請求項2記載の発明は、酸化防止剤において、ラジカル捕捉作用を有する第1の酸化防止剤と過酸化物分解作用を有する第2の酸化防止剤との配合重量比率を略1:2にしたことを特徴とするとするものである。これにより、硬化性ベース樹脂の1次酸化で発生するラジカルを捕捉し、無効化する。さらに、第2の酸化防止剤を第1の酸化防止剤の略2倍配合することで、発生した過酸化物を無害物質に分解し、新たなラジカルと過酸化物が発生する連鎖的かつ継続的な2次酸化の強力な酸化メカニズムを遮断することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, in the antioxidant, the mixing weight ratio of the first antioxidant having a radical scavenging action and the second antioxidant having a peroxide decomposing action is set to about 1: 2. It is characterized by this. As a result, radicals generated by the primary oxidation of the curable base resin are captured and invalidated. Furthermore, by adding the second antioxidant approximately twice as much as the first antioxidant, the generated peroxide is decomposed into harmless substances, and new radicals and peroxides are generated continuously and continuously. It is possible to block the strong oxidation mechanism of typical secondary oxidation.
請求項3記載の発明は、酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤と、ホスファイト系酸化防止剤と、イオウ系酸化防止剤とを含むことを特徴とするものである。フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤の各系統単独、または、2系統混合では酸化防止効果が不十分で、3系統混合で最高の酸化防止効果を発現する。3系統混合では、まず、フェノール系酸化防止剤が硬化性ベース樹脂の1次酸化で発生するラジカルを捕捉し、無効化する。さらに、ホスファイト系酸化防止剤およびイオウ系酸化防止剤が発生した過酸化物を無害物質に分解し、新たなラジカルが発生する2次酸化の連鎖的メカニズムを防止することが可能となる。
The invention described in
請求項4記載の発明は、フェノール系酸化防止剤とホスファイト系酸化防止剤とイオウ系酸化防止剤との配合重量比率を略1:1:1にしたことを特徴とするものである。これにより、1次酸化と2次酸化の連鎖的メカニズムを最も効率的に遮断し、特に、イオウ系の酸化防止剤はホスファイト系に比べると過酸化物の分解速度は遅いため、2次酸化を長期間防止する相乗効果があり、安定的な酸化防止能の向上が可能となる。 The invention according to claim 4 is characterized in that the blending weight ratio of the phenolic antioxidant, the phosphite antioxidant and the sulfur antioxidant is set to approximately 1: 1: 1. As a result, the chain mechanism of primary oxidation and secondary oxidation is cut off most efficiently. In particular, since the antioxidant of sulfur is slower than that of phosphite, the decomposition rate of peroxide is low. Has a synergistic effect of preventing the oxidation for a long period of time, and the stable antioxidant ability can be improved.
請求項5記載の発明は、酸化防止剤が、2官能基エポキシモノマーと、単官能基エポキシモノマーとを含む混合体と相溶性があることを特徴とするものである。これにより、酸化防止剤が、2官能基エポキシモノマーと、単官能基エポキシモノマーとの混合体に均一に分散するため、熱伝導性ペーストの柔軟性のバラツキがなくなり、安定した柔軟性を得ることができる。
The invention according to
請求項6記載の発明は、硬化性ベース樹脂が、さらに潜在性硬化剤を含み、2官能基エポキシモノマーは、ビスフェノールA型、または、ビスフェノールF型に分類されるエポキシモノマーが配合され、潜在性硬化剤は、フェノール基で硬化剤活性部をマスキングしたポリアミン系の硬化剤であることを特徴とするものである。これにより、フェノール基で硬化剤活性部をマスキングしたポリアミン系の硬化剤は、ビスフェノールA型、または、ビスフェノールF型の2官能基エポキシモノマーとの硬化反応性が高いので、硬化後、安定した架橋構造を形成することが可能となる。
The invention according to
請求項7記載の発明は、単官能基エポキシモノマーが、低結晶化グレードであることを特徴とするものである。これにより、硬化重合前の熱伝導性樹脂ペーストの長期保管において、保存温度変化により単官能基エポキシモノマーと2官能基エポキシモノマーが結晶化反応を起こし、結晶析出もしくは結晶沈降することを防止し、分散性を安定に保つことが可能となる。
The invention according to
請求項8記載の発明は、熱伝導性樹脂ペーストは、分散剤が配合されていることを特徴とするものである。これにより、粒子の分散性が増し、そのため樹脂ペーストの粘度が下がり、ディスペンサによる吐出量を増加させることができる。また、基材への塗れ性の向上や、樹脂の流動性の制御にも大きな効果を示す。
The invention according to
請求項9記載の発明は、熱伝導性樹脂ペーストは、硬化重合前の粘度が5Pa・s〜150Pa・s(25℃)の範囲であることを特徴とするものである。これにより、硬化前の熱伝導性樹脂ペーストを小径ノズルの注入具を有するディスペンサから吐出する場合、ノズル目詰り無く、吐出量安定性を向上させることが可能となる。
The invention according to
請求項10記載の発明は、レーザ光を発光する光源と、光源の位置を規制し固定する結合ベースとを備える光ディスク装置において、請求項1〜9のいずれか1項に記載の熱伝導性樹脂ペーストによって、光源と、結合ベースとを固定することを特徴とするものである。これにより、光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、衝撃に対する耐性が高まり、光源で発生した熱を信頼性高く、結合ベースに逃がすことが可能となる。 A tenth aspect of the present invention is an optical disc apparatus comprising: a light source that emits laser light; and a coupling base that regulates and fixes the position of the light source, and the thermally conductive resin according to any one of the first to ninth aspects. The light source and the coupling base are fixed by a paste. As a result, even when exposed to the heat generated from the light source for a long period of time, deterioration due to material oxidation is suppressed, the thermal conductive resin paste itself remains flexible and adherent to the adherend, and is more resistant to impact. The heat generated by the light source can be released to the coupling base with high reliability.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態1)
図1,図2は、本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストを使用した光ピックアップを示す斜視図および分解斜視図である。
(Embodiment 1)
1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view showing an optical pickup using a heat conductive resin paste according to an embodiment of the present invention.
図1,図2において、光源1,受光素子2および光学部材4,5はそれぞれ結合ベース3に接合されている。光源1と光学部材4,5の間には結合ベース3に設けた貫通孔3aが存在しており、光源1から出射された光は貫通孔3aを通過して光学部材4,5に入射され、光学部材5から出射された光は、少なくとも対物レンズ(図示せず)等の集光手段を通して、光ディスク(図示せず)に照射され、光ディスクに対して所定の情報記録等を行なう。
1 and 2, the
また、光ディスクから反射してきた光は、少なくとも対物レンズなどを通過し、光学部材5に入射され、光学部材5の内部で1ないし複数回反射などを行なった後に、受光素子2に入射される。受光素子2では、入射した光を電気信号に変換し、その電気信号は信号生成系の回路部に送られ、その回路部においてトラッキングエラー信号,フォーカスエラー信号,RF信号などを生成し、それら各信号を基に、光ピックアップのトラッキング制御やフォーカス制御を行ない、さらにRF信号から所望の情報を生成する。
The light reflected from the optical disk passes through at least the objective lens and is incident on the
光源1は結合ベース3の後部から取付けられ、光源1の先端における光出射部と結合ベース3に取付けられた光学部材4が対向するように互いに結合ベース3に取付けられている。また、受光素子2の光入射面は少なくとも光学部材5の側方部と対向しており、光学部材5の底部には光学部材4が対向している。
The
以下、各部ついて、詳細に説明する。 Hereinafter, each part will be described in detail.
まず、光源1について説明する。
First, the
図3,図4は、本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストを使用した光ピックアップの光源を示す斜視図である。 3 and 4 are perspective views showing a light source of an optical pickup using the heat conductive resin paste in one embodiment of the present invention.
光源1としては、例えば、図3,図4に示されるフレームレーザ光源が好適に用いられる。光源1としてのフレームレーザ光源は、プレート6の一部をモールド部材7で覆うように構成されている。プレート6としては、Cu,Cu合金,Ag,Ag合金,Al,Al合金,Fe,Fe合金などの金属製の板状体が好ましく用いられ、さらに好ましくは、この板状体の上に半田付け性のよい材料をメッキや蒸着などの手段でコーティングすることが好ましい。なお、本実施の形態では、板状体を金属材料で構成したが、金属材料以外でも熱伝導性がよく、導電性が高い材料、例えば導電性セラミック等を用いることができる。本実施の形態では、プレート6は両方向にはみ出た、側方部6a,6bを設けており、この側方部6a,6bは放熱を促すように設けたり、あるいは他の部材への取付け性を向上させるように設けたりする。
As the
プレート6には、絶縁部を有するサブマウント8を介して半導体レーザ素子9を設けており、半導体レーザ素子9の上面はプレート6とAuなどのワイヤで電気的に接続されている。この時、半導体レーザ素子9の光出射面はフレームレーザ光源の上部に配置される。サブマウント8の基台は絶縁材料で構成され、サブマウント8の半導体レーザ素子9が形成される面には分離された電極11,12が形成され、電極11,12上に半導体レーザ素子9が電気的に接合されている。
A
半導体レーザ素子9は、モノブロックすなわち、1つのブロックに1ないし複数の異なる波長の光を出射する構成となっている。本実施の形態では、波長約650nm(例えばDVD系)のレーザ光と、波長約780nm(CD系)のレーザ光を出射する半導体レーザ素子9を用いた。なお、半導体レーザ素子9から出射される光は1つでもよいし、また、三つ以上の互いに波長の異なる光を照射してもよい。本実施の形態における光ピックアップの場合、特に、複数の互いに異なる波長の光を出射する半導体レーザ素子9を用いる場合に適している。また、本実施の形態では、互いに波長の異なる複数の光を出射する場合に、半導体レーザ素子9としてはモノブロックを用いたが、1つのブロックで1つの波長の光束を出射する半導体レーザ素子9を複数個のプレート6の上に複数実装して、互いに異なる波長の光を複数出射してもよい。この場合には、光源1のサイズが大きくなる可能性はあるが、任意の異なる波長の光束を出射する半導体レーザ素子9を搭載できるので、大幅に波長の異なる複数の光束を出射する構成とすることが容易である。
The
端子部13はプレート6と一体形成されている。すなわち、プレート6と端子部13は電気的に接続されている。また、端子部14,15は、プレート6および端子部13とは分離して設けており、モールド部材7にて互いに固定されている。端子部14の端部は導電性のワイヤ16を介して電極12と電気的に接合しており、端子部15はワイヤ17を介して電極11と互いに電気的に接合されている。
The
例えば、半導体レーザ素子9がDVD系の光ディスクに対して情報の記録/再生の少なくとも一方を行なう光束と、CD系の光ディスクに対して、情報の記録/再生の少なくとも一方を行なう光束を出射させる場合には、端子部13はグランドに接続し、端子部14はDVD系の光束を出射させる様な電流を供給する回路に接続し、端子部15はCD系の光束を出射させる様な電流を供給する回路に接続される。すなわち、DVD系の光束を出射させる場合には、例えば電流は端子部14,ワイヤ16,電極12,半導体レーザ素子9,ワイヤ10,プレート6,端子部13の順に流れる。CD系の光束を出射させる場合には、例えば電流は端子部15,ワイヤ17,電極11,半導体レーザ素子9,ワイヤ10,プレート6,端子部13の順に流れる。
For example, the
結合ベース3は、比較的、軽量,高精度での形状加工性,放熱性等を兼ね備えた材料で形成させることが好ましく、例えば、Zn,Zn合金,Al,Al合金,Ti,Ti合金などが好適に用いられる。本実施の形態では、低コストのZnダイキャストで結合ベース3を構成した。
The
以上のように構成された光ピックアップにおいて、その組立て方法について図5,図6を用いて説明する。 An assembly method of the optical pickup configured as described above will be described with reference to FIGS.
図5,図6は、本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストを使用した光ピックアップの組立て方法を示す図である。 5 and 6 are diagrams illustrating an optical pickup assembling method using the heat conductive resin paste in one embodiment of the present invention.
図5に示すように、光源1を結合ベース3の底部側から空間部分35に挿入するとともに、側方部6b,6aが隙間38,40に配置される。また、受光素子2も側壁の取付部23,24に当接させ、しかも受光素子2、あるいは取付部の少なくとも一方の面に紫外線硬化接着剤を塗布しておく。そして、光源1を発光させてX軸方向に移動させてバランス調整を行ない、しかも受光素子2も、Y軸やZ軸方向に移動させて、高さ調整やS字調整を行なう。
As shown in FIG. 5, the
各部材に対して、所定の位置に調整され、光源1と受光素子2の位置関係において、確実に光ディスクへ光源1からの光が導かれ、しかも光ディスクからの光が受光素子2に入射されることがほぼ確認されたら、今度は、光源1と結合ベース3の間にアクリル系樹脂の紫外線硬化接着剤を塗布しておき、図5に示すZ軸に沿って、光源1を移動させ、例えばDVDに用いられる光のデフォーカス調整を行なう。デフォーカス調整が終了したら、紫外線を照射し、光源1と結合ベース3を仮固定する。この時、紫外線硬化接着剤は、側方部6a,6bか接合部41,42の少なくとも一方に塗布しておく。また、光源1の位置調整の際には、目視あるいは自動機械による画像認識で、観測しながら行なわれる。
Each member is adjusted to a predetermined position, and in the positional relationship between the
また、光源1と結合ベース3の仮固定は、機械的固定でもよい。この場合、光源1のモールド部7を加圧する方法や光源1の端子部13、14、15をクランプする方法などがある。
The
光源1と結合ベース3を仮固定したら、図6に示すように、突出部36,37、39とプレート6の境界領域に、エポキシ樹脂系接着剤,瞬間接着剤,紫外線硬化接着剤などの有機接着剤等のバルク状(粉体や顆粒状体を含む)の接合材200をそれぞれ供給し、光源1と結合ベース3との本固定を行なう。
When the
光源1と結合ベース3の本固定後、図6に示すように、本発明の熱伝導率の高い熱伝導性樹脂ペースト100を光源1のプレート6の側方部6a、6bと結合ベース3を接合するように、ノズル内径の細い注入具等を用いて塗布し、室温硬化または熱硬化することで固着される。
After the main fixing of the
このようにして、熱伝導率の高い熱伝導性樹脂ペースト100で接合された光源1のプレート6の側方部6a、6bと結合ベース3は、従来のものより熱伝導率が高いので、光源1で発生した熱を効果的に結合ベース3に逃がすことができ、光源1の熱対策に有効となる。
In this way, the
図7は、本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストを使用した光ピックアップを搭載した光ディスク装置を示す図である。図7において、筐体500は上部筐体部500aと下部筐体部500bを組み合わせて構成されている。なお、上部筐体部500aと下部筐体部500bとは螺旋などを用いて、互いに固着されている。スピンドルモータ502は筐体500に出没自在に設けられたトレイ501に設ける。光ピックアップ503には図1〜図6に示す光ピックアップが用いられ、光ディスクに情報を書き込むかあるいは情報を読み出す動作の少なくとも一方を行なう。また、光ピックアップ503は、光ディスクの半径方向に移動可能に保持されたキャリッジ(図示せず)に搭載されている。ベゼル504はトレイ501の前端面に設け、トレイ501が筐体500内に収納された時に、トレイ501の出没口505を塞ぐように構成されている。レール506,507はそれぞれトレイ501および筐体500の双方に摺動自在に取付けられる。トレイ501の両側部にこのレール506,507は設けており、このレール506,507にて図7で示す矢印P方向に筐体500からトレイ501が出没自在に取付けられている。
FIG. 7 is a diagram showing an optical disc apparatus equipped with an optical pickup using a heat conductive resin paste in one embodiment of the present invention. In FIG. 7, the
トレイ501の前端面に設けたベゼル504にはイジェクトスイッチ508を設けている。
An
図8は、本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストを使用した光ピックアップの装着方法を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a method for mounting an optical pickup using the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention.
図8に示すように、光ピックアップをキャリッジ600に設けた切り欠き部615に挿入し、突起617,616をそれぞれ固定部18,19に設けた貫通孔18a,19aに挿入する。この時に突起616,617の直径は、貫通孔18a,19aの直径よりもやや小さくなっており、突起616,617を貫通孔18a,19aに挿入した後でも光ピックアップは、多少移動自在となるように構成されているので、装着した後も、光ピックアップとキャリッジ600は相対的に多少の範囲で移動可能となるので、光軸調整などを精度よく行なうことができる。光学調整などが終了したら、突起616,617をカシメたり、溶着したりしてキャリッジ600と光ピックアップを固定する。あるいは固定部18,19とキャリッジ600の間に接着剤を塗布したりして、互いに固定される。
As shown in FIG. 8, the optical pickup is inserted into the
このように、光源1や光学部材4,5を直接固定した結合ベース3に一体に固定部18,19を設け、その固定部18,19を直接キャリッジ600等の他の部材に接合する構成であるので、光軸調整が確実に行なえ、しかも強固に光ピックアップをキャリッジ600に固定できる。
In this way, the fixing
本発明の熱伝導性樹脂ペースト100は硬化性ベース樹脂と、熱伝導性物質の粒子と、からなる熱伝導性樹脂ペーストである。そこで、熱伝導性樹脂ペースト100の詳細構成を硬化性ベース樹脂と熱伝導性物質に分けて詳細に説明する。(表1)に材料配合量と樹脂特性の関係、および、本発明の熱伝導性樹脂ペースト100の実施例1〜8および、その比較例1〜3を示す。
The heat
まず、(表1)の実施例1に示す本発明の熱伝導性樹脂ペースト100に配合される硬化性ベース樹脂について説明する。
First, the curable base resin blended in the thermally
硬化重合後の熱伝導性樹脂ペースト100が発熱体である光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト100自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、顕著な信頼性向上が可能となる構成とするため、硬化性ベース樹脂は、1分子中に官能性オキシラン環を2つ持つ2官能基エポキシモノマーと1分子中に官能性オキシラン環を1つ持つ単官能基エポキシモノマーと酸化防止剤とを略2:8:3の配合重量比率で含む構成とする。
Even if the thermally
ここで、図9にモノマーに占める単官能基エポキシモノマーの割合と熱伝導性樹脂ペースト硬化物のヤング率の関係を示す。 Here, FIG. 9 shows the relationship between the ratio of the monofunctional group epoxy monomer in the monomer and the Young's modulus of the thermally conductive resin paste cured product.
また、図10に総エポキシモノマー100重量部に対して配合された酸化防止剤の配合割合と熱伝導性樹脂ペースト硬化物のヤング率の関係を示す。 FIG. 10 shows the relationship between the blending ratio of the antioxidant blended with respect to 100 parts by weight of the total epoxy monomer and the Young's modulus of the thermally conductive resin paste cured product.
また、図11に総エポキシモノマー100重量部に対して配合された酸化防止剤を30重量部配合した場合の酸化防止剤の各系統と熱伝導性樹脂ペースト硬化物のヤング率の関係を示す。 Further, FIG. 11 shows the relationship between each system of antioxidants and the Young's modulus of the thermally conductive resin paste cured product when 30 parts by weight of the antioxidant blended with respect to 100 parts by weight of the total epoxy monomer is blended.
硬化性ベース樹脂を構成する2官能基エポキシモノマーとしては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール#200ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール#400ジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリオキシアルキレンBPAジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール#400ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1・6ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、水添BPAジグリシジルエーテル、2,3−ジブロモ・ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、ポリグリコールジグリシジルエーテル、アルキルジグリシジルエーテルなどがあげられる。
Examples of the bifunctional epoxy monomer constituting the curable base resin include ethylene glycol diglycidyl ether, diethylene glycol diglycidyl ether,
本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストでは、2官能基エポキシモノマーとして、ポリオキシアルキレンBPAジグリシジルエーテルを使用した。 In the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention, polyoxyalkylene BPA diglycidyl ether was used as the bifunctional epoxy monomer.
また、硬化性ベース樹脂を構成する単官能基エポキシモノマーとしては、メチルグリシジルエーテル、2−エチルへキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、グリシード、p−tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、C12,C13混合高級アルコールグリシジルエーテル、アルキルモノグリシジルエーテル、アルキルフェノールモノグリシジルエーテル、セカンダリブチルフェノールモノグリシジルエーテル、3級カルボン酸グリシジルエステルなどがあげられる。 In addition, as the monofunctional group epoxy monomer constituting the curable base resin, methyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, decyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, glycidose, p-tert-butylphenyl glycidyl ether, C12, C13 mixed higher alcohol glycidyl ether, alkyl monoglycidyl ether, alkylphenol monoglycidyl ether, secondary butylphenol monoglycidyl ether, tertiary carboxylic acid glycidyl ester and the like.
ここで、硬化重合前の熱伝導性樹脂ペーストの長期保管において、保存温度変化により単官能基エポキシモノマーと2官能基エポキシモノマーが結晶化反応を起こし、結晶析出もしくは結晶沈降することを防止し、分散性を安定に保つために、単官能基エポキシモノマーは、結晶析出もしくは結晶沈降しにくい低結晶化グレードのものであることが好適である。 Here, in long-term storage of the thermally conductive resin paste before curing polymerization, the monofunctional epoxy monomer and the bifunctional epoxy monomer cause a crystallization reaction due to a change in storage temperature, and prevent crystal precipitation or crystal precipitation. In order to keep the dispersibility stable, the monofunctional epoxy monomer is preferably of a low crystallization grade that is difficult to crystallize or precipitate.
また、酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などがあげられる。 Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants, phosphite antioxidants, sulfur antioxidants, and the like.
フェノール系酸化防止剤としては、AO−20、AO−30、AO−40、AO−50、AO−60、AO−70、AO−80、AO−330(以上、ADEKA社製商品名)、SP、SP−23(以上、三光社製商品名)などがあげられる。 Examples of phenolic antioxidants include AO-20, AO-30, AO-40, AO-50, AO-60, AO-70, AO-80, AO-330 (above, trade names manufactured by ADEKA), SP. , SP-23 (trade name, manufactured by Sanko Co., Ltd.) and the like.
また、ホスファイト系酸化防止剤としては、PEP−4C、PEP−8、PEP−36、HP−10、2112、260、C、3010、TPP(以上、ADEKA社製商品名)などがあげられる。 Examples of the phosphite antioxidant include PEP-4C, PEP-8, PEP-36, HP-10, 2112, 260, C, 3010, and TPP (trade name, manufactured by ADEKA).
イオウ系酸化防止剤としては、AO−412S、AO−503(以上、ADEKA社製商品名)などがあげられる。 Examples of the sulfur-based antioxidant include AO-412S and AO-503 (product names manufactured by ADEKA).
本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストでは、酸化防止剤として、AO−80、260、AO−412S(以上、ADEKA社製商品名)を使用した。 In the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention, AO-80, 260 and AO-412S (trade name, manufactured by ADEKA) were used as antioxidants.
ここで、硬化性ベース樹脂は、2官能基エポキシモノマーと酸化防止剤とを略2:8:3の配合重量比率で含む構成である。これにより、2官能基エポキシモノマーに対する単官能基エポキシモノマーの添加量を、一般的添加量の数十倍以上の高濃度配合することで、ポリマー連鎖を切断し、熱伝導性樹脂ペースト100に柔軟性を持たせることができるので、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペースト100の硬度を所定以下の柔軟性のあるものにできる。また、2官能基エポキシモノマーと単官能基エポキシモノマーとの配合重量比率を略2:8として、単官能基エポキシモノマーの比率を抑え、2官能基エポキシモノマーによるポリマー連鎖で3次元構造を形成しているので、硬化プロセス後の熱伝導性樹脂ペースト100のゲル化状態も保たれ、熱伝導性樹脂ペースト100の流動化を防止できる。その結果、熱伝導性樹脂ペースト100が硬化重合後であっても、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保つことで、発熱体である光源の角度調整の障害となることなく、また、熱伝導性樹脂ペースト100の流動化を防止しつつ発熱体の熱を十分に伝導することが可能となる。また、エポキシ樹脂は一般的に硬化収縮率が低いため、硬化収縮に伴う被着体からの界面剥離や樹脂自体の凝集破壊などの熱流路を絶つ現象を回避することが可能となる。
Here, the curable base resin is configured to include a bifunctional epoxy monomer and an antioxidant at a blending weight ratio of approximately 2: 8: 3. As a result, the addition of the monofunctional epoxy monomer with respect to the bifunctional epoxy monomer is blended at a high concentration that is several tens of times the general addition amount, so that the polymer chain is cut and the heat
さらに、総エポキシモノマーと酸化防止剤との配合重量比率を略10:3と、エポキシモノマーに対する酸化防止剤を一般的添加量の数十倍から数百倍の高濃度配合することで、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペースト100が発熱体である光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、顕著な信頼性向上が可能となる。
Furthermore, the composition weight ratio of the total epoxy monomer and the antioxidant is approximately 10: 3, and the curing polymerization is carried out by blending the antioxidant with respect to the epoxy monomer at a high concentration of several tens to several hundred times the general addition amount. Even if the later heat
ここで、光源1と結合ベース3とは、エポキシ樹脂系接着剤,瞬間接着剤,紫外線硬化接着剤などの有機接着剤等のバルク状(粉体や顆粒状体を含む)の接合材200で固定されるが、図9に示すように、総エポキシモノマーに占める単官能基エポキシモノマーの割合が略60wt%未満であると、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペーストのヤング率が接合材200のヤング率より高く、柔軟性が無いため、光源1の光軸をずらす応力を接合材200に対して与え、信頼性問題を起こす可能性があった。
Here, the
一方、図9に示すように、総エポキシモノマーに占める単官能基エポキシモノマーの割合が略95wt%を超えると、熱伝導性樹脂ペーストは、硬化重合後でもゲル化が不十分で流動性が高いため、熱伝導性樹脂ペーストの流出やタックに伴う他部材への貼り付き等が発生するので不適である。従って、(表1)の実施例1に示すように、総エポキシモノマーに占める単官能基エポキシモノマーの割合は、略80wt%が好適である。 On the other hand, as shown in FIG. 9, when the proportion of the monofunctional epoxy monomer in the total epoxy monomer exceeds approximately 95 wt%, the thermally conductive resin paste is insufficiently gelled and highly fluid even after curing polymerization. For this reason, the heat conductive resin paste flows out and sticks to other members due to tacking, which is not suitable. Therefore, as shown in Example 1 of (Table 1), the proportion of the monofunctional epoxy monomer in the total epoxy monomer is preferably about 80 wt%.
また、熱伝導性樹脂ペーストに総エポキシモノマー100重量部に対し、酸化防止剤が略30重量部以下の配合であれば、2官能基エポキシモノマーと、単官能基エポキシモノマーと、からなる混合体と相溶性があり、これにより、熱伝導性物質の高充填が可能になり、かつ、熱伝導性物質の充填プロセス時における熱伝導性物質の均一分散が可能となる。しかし、酸化防止剤が略30重量部を超えると、2官能基エポキシモノマーと、単官能基エポキシモノマーと、からなる混合体との相溶性維持が困難となり、熱伝導性物質の高充填が困難になり、かつ、熱伝導性物質の充填プロセス時における熱伝導性物質の均一分散が困難となる。 Further, if the antioxidant is about 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total epoxy monomer in the heat conductive resin paste, a mixture comprising a bifunctional epoxy monomer and a monofunctional epoxy monomer This makes it possible to achieve a high filling of the heat conductive material and a uniform dispersion of the heat conductive material during the filling process of the heat conductive material. However, when the amount of the antioxidant exceeds about 30 parts by weight, it is difficult to maintain compatibility with the mixture composed of the bifunctional epoxy monomer and the monofunctional epoxy monomer, and it is difficult to highly charge the heat conductive material. In addition, it becomes difficult to uniformly disperse the heat conductive material during the filling process of the heat conductive material.
また、光ディスク装置に搭載される光ピックアップの光源の発熱により約80℃まで光源温度は上昇するため、高い信頼性を保つためには、一般的には、80℃で1000時間を経過した場合でも、接合剤200のヤング率を超える変化は抑える必要があるが、図10の比較例1〜3に示すように、熱伝導性樹脂ペーストに総エポキシモノマー100重量部に対し、酸化防止剤が略30重量部を下回る配合であれば、材料酸化に伴う劣化が経時的に進行し、1000時間後には、ヤング率上昇が接合剤200のヤング率を超える変化を示し、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち続けることができない。
In addition, since the light source temperature rises to about 80 ° C. due to the heat generated by the light source of the optical pickup mounted on the optical disc apparatus, in order to maintain high reliability, generally even when 1000 hours have passed at 80 ° C. Although it is necessary to suppress the change exceeding the Young's modulus of the
一方、図10の実施例1に示すように、熱伝導性樹脂ペーストに総エポキシモノマー100重量部に対し、前記酸化防止剤を略30重量部配合することで、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペーストが発熱体である光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、顕著な信頼性向上が可能となる。 On the other hand, as shown in Example 1 of FIG. 10, the heat conductive resin after curing polymerization is blended by adding approximately 30 parts by weight of the antioxidant to 100 parts by weight of the total epoxy monomer in the heat conductive resin paste. Even if the paste is exposed to heat generated from a light source that is a heating element for a long period of time, deterioration due to material oxidation is suppressed, and the heat conductive resin paste itself retains its flexibility and adherence to the adherend. Reliability can be improved.
また、図11に示すように、熱伝導性樹脂ペーストに総エポキシモノマー100重量部に対し、酸化防止剤総量を略30重量部配合した場合を酸化防止剤無配合の場合を比較すると、実施例2に示すように、フェノール系酸化防止剤単独添加では、熱劣化を抑える効果が認められる。同様に、実施例3、実施例4にそれぞれ示すように、ホスファイト系酸化防止剤,イオウ系酸化防止剤の酸化防止剤各系統の単独配合でも、フェノール系酸化防止剤単独よりも効果が低いが効果は認められる。 In addition, as shown in FIG. 11, when a case where the total amount of the antioxidant is blended with about 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total epoxy monomer in the thermally conductive resin paste is compared with the case where the antioxidant is not blended, the example As shown in FIG. 2, the effect of suppressing thermal degradation is recognized when the phenolic antioxidant is added alone. Similarly, as shown in Example 3 and Example 4, respectively, the phosphite antioxidant and the antioxidant of the sulfur-based antioxidant are each less effective than the phenol-based antioxidant alone even if each of the antioxidants is combined. Is effective.
また、2系統の酸化防止剤をブレンドすることにおいては、図11の実施例5に示すように、ホスファイト系酸化防止剤,イオウ系酸化防止剤を等量配合することでは、フェノール系酸化防止剤を単独配合するよりも効果が低いが効果は認められる。 Further, in blending two systems of antioxidants, as shown in Example 5 of FIG. 11, by adding equal amounts of phosphite antioxidants and sulfur antioxidants, phenolic antioxidants are blended. The effect is recognized although the effect is lower than the case where the agent is blended alone.
つまり、フェノール系酸化防止剤は熱劣化を抑える主要材料であり、総エポキシモノマー100重量部に対し、フェノール系の第1の酸化防止剤を少なくとも略10重量部配合することが、1次酸化を防止する上で有効である。また、ホスファイト系またはイオウ系の第2の酸化防止剤を少なくとも略20重量部配合することが、2次酸化を防止する上で有効である。従って、熱伝導性樹脂ペーストに総エポキシモノマー100重量部に対し、酸化防止剤総量を略30重量部配合した場合、図11の実施例6、実施例7に示すように、酸化防止剤において、ラジカル捕捉作用を有するフェノール系の第1の酸化防止剤と、過酸化物分解作用を有するホスファイト系またはイオウ系の第2の酸化防止剤とを、配合重量比率を略1:2でブレンド添加した場合、硬化性ベース樹脂の1次酸化で発生するラジカルを捕捉し、無効化する。さらに、発生した過酸化物を無害物質に分解し、新たなラジカルと過酸化物が発生する連鎖的かつ継続的な2次酸化の強力な酸化メカニズムを遮断し、フェノール系酸化防止剤を単独配合するよりも高い効果が得られる。 That is, the phenolic antioxidant is a main material that suppresses thermal degradation, and blending at least approximately 10 parts by weight of the phenolic first antioxidant with respect to 100 parts by weight of the total epoxy monomer results in primary oxidation. It is effective in preventing. In addition, it is effective in blending at least about 20 parts by weight of a phosphite-based or sulfur-based second antioxidant to prevent secondary oxidation. Therefore, when about 30 parts by weight of the antioxidant is blended with 100 parts by weight of the total epoxy monomer in the thermally conductive resin paste, as shown in Example 6 and Example 7 of FIG. Blending of a first phenolic antioxidant having a radical scavenging action and a second phosphite or sulfurous antioxidant having a peroxide decomposing action at a blending weight ratio of about 1: 2. In this case, radicals generated by primary oxidation of the curable base resin are captured and invalidated. Furthermore, the generated peroxide is decomposed into harmless substances, blocking the powerful oxidation mechanism of chain and continuous secondary oxidation in which new radicals and peroxides are generated. Higher effect than that.
また、図11の実施例1に示すように、フェノール系酸化防止剤とホスファイト系酸化防止剤とイオウ系酸化防止剤との配合重量比率を略1:1:1にブレンドすることで、1次酸化と2次酸化の連鎖的メカニズムを最も効率的に遮断し、より高い効果が得られる。特に、イオウ系の酸化防止剤はホスファイト系に比べると過酸化物の分解速度は遅いため、2次酸化を長期間防止する相乗効果があり、安定的な酸化防止能の向上が可能となる。 Further, as shown in Example 1 of FIG. 11, the blending weight ratio of the phenolic antioxidant, the phosphite antioxidant, and the sulfur antioxidant is blended to about 1: 1: 1. The chain mechanism of secondary oxidation and secondary oxidation is cut off most efficiently, and a higher effect can be obtained. In particular, sulfur-based antioxidants have a slower decomposition rate of peroxides than phosphite-based agents, and thus have a synergistic effect of preventing secondary oxidation for a long period of time, enabling stable improvement of antioxidant ability. .
このように、フェノール系,ホスファイト系,イオウ系の3系統の酸化防止剤を略1:1:1にブレンドすることが最も高い効果が得られる。また、硬化性ベース樹脂を構成する2官能基エポキシモノマーは、ビスフェノールA型、または、ビスフェノールF型に分類されるエポキシモノマーが配合され、かつ、硬化剤は、硬化プロセス後の熱伝導性樹脂ペーストのゲル化状態を保つために、フェノール基で硬化剤活性部をマスキングしたポリアミン系の熱硬化性の潜在性硬化剤が好適である。これにより、熱硬化前の硬化性ベース樹脂は、ロングポットライフであるため、硬化温度以下において、熱伝導性樹脂ペースト100の粘度が安定するのでハンドリング性が安定し、かつ、長時間の安定貯蔵が可能となる。
Thus, the highest effect is obtained by blending three types of antioxidants of phenol, phosphite, and sulfur in a ratio of about 1: 1: 1. In addition, the bifunctional epoxy monomer constituting the curable base resin is blended with an epoxy monomer classified into bisphenol A type or bisphenol F type, and the curing agent is a thermally conductive resin paste after the curing process. In order to maintain the gelled state, a polyamine-based thermosetting latent curing agent in which the active part of the curing agent is masked with a phenol group is suitable. Thereby, since the curable base resin before thermosetting has a long pot life, the viscosity of the heat
ここで、図12に硬化剤の種類と熱伝導性樹脂ペーストの貯蔵安定性の関係を示す。貯蔵安定性は、ディスペンサ吐出において、吐出量の変化を測定することで確認している。図12に示すように、潜在性硬化剤を使用した実施例1の場合、室温レベル(25℃)の貯蔵環境では粘度上昇幅は低く、ディスペンサ吐出性は安定しており、ロングポットライフである。一方、実施例1の潜在性硬化剤に換えて同量の硬化剤活性部がマスキングされていないポリアミドアミン系の顕在性硬化剤を使用した場合、貯蔵環境において粘度上昇が顕著であり、ディスペンサ吐出量の低下が著しく、ディスペンサ吐出安定が無いため、実施例1のように熱伝導性ペーストには潜在性硬化剤を加えるのが好ましい。 Here, the relationship between the kind of hardening | curing agent and the storage stability of a heat conductive resin paste is shown in FIG. The storage stability is confirmed by measuring the change of the discharge amount in the dispenser discharge. As shown in FIG. 12, in the case of Example 1 using a latent curing agent, the increase in viscosity is low in the storage environment at the room temperature level (25 ° C.), the dispenser discharge property is stable, and the pot life is long. . On the other hand, when the same amount of polyamidoamine-based obvious curing agent in which the active part of the curing agent is not masked is used in place of the latent curing agent of Example 1, the increase in viscosity is remarkable in the storage environment, and the dispenser discharge Since the amount is remarkably reduced and dispenser discharge is not stable, it is preferable to add a latent curing agent to the heat conductive paste as in Example 1.
ビスフェノールA型、または、ビスフェノールF型に分類される2官能基エポキシモノマーとしては、EXA−4850−150、EXA−4850−1000、HP−4032D(以上、大日本インキ社製商品名)、EP−4000、EP−4000SS、EP−4003S、EP−4100E、EP−4901E、EPR−4030、EPR−4033、EPU−78−13S、EP−49−23、EP−49−25(以上、ADEKA社製商品名)、jER828(ジャパンエポキシレジン社製商品名)などがあげられる。 Examples of the bifunctional epoxy monomer classified into bisphenol A type or bisphenol F type are EXA-4850-150, EXA-4850-1000, HP-4032D (trade name, manufactured by Dainippon Ink, Inc.), EP- 4000, EP-4000SS, EP-4003S, EP-4100E, EP-4901E, EPR-4030, EPR-4033, EPU-78-13S, EP-49-23, EP-49-25 (above, manufactured by ADEKA) Name), jER828 (trade name of Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) and the like.
本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストでは、2官能基エポキシモノマーとして、EP−4003S(ジャパンエポキシレジン社製商品名)を使用した。 In the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention, EP-4003S (trade name, manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) was used as a bifunctional epoxy monomer.
また、ポリアミン系の潜在性硬化剤としては、EH−4357S、EH−4380S(以上、ADEKA社製商品名)などがあげられる。 Examples of the polyamine-based latent curing agent include EH-4357S, EH-4380S (trade name, manufactured by ADEKA).
本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストでは、ポリアミン系の潜在性硬化剤として、EH−4357S(ADEKA社製商品名)を使用した。 In the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention, EH-4357S (trade name, manufactured by ADEKA) was used as a polyamine-based latent curing agent.
また、熱伝導性樹脂ペーストには、分散剤が配合されており、粒子の分散性が増し、そのため熱伝導性樹脂ペーストの粘度が下がり、ディスペンサによる吐出量を増加させることができる。また、被着体への塗れ性の向上や、熱伝導性樹脂ペーストの流動性の制御にも大きな効果を示す。 Moreover, the heat conductive resin paste is blended with a dispersant, so that the dispersibility of the particles is increased, so that the viscosity of the heat conductive resin paste is lowered and the discharge amount by the dispenser can be increased. In addition, the present invention has a great effect on improving the wettability on the adherend and controlling the fluidity of the heat conductive resin paste.
分散剤としては、例えば、ソルスパース3000、ソルスパース9000、ソルスパース13240、ソルスパース13650、ソルスパース13940、ソルスパース17000、18000、ソルスパース20000、ソルスパース21000、ソルスパース20000、ソルスパース24000、ソルスパース26000、ソルスパース27000、ソルスパース28000、ソルスパース32000、ソルスパース36000、ソルスパース37000、ソルスパース38000、ソルスパース41000、ソルスパース42000、ソルスパース43000、ソルスパース46000、ソルスパース54000(以上、ルーブリゾール社製商品名)、ディスパービック130、ディスパービック161、ディスパービック162、ディスパービック163、ディスパービック170、ディスパービック171、ディスパービック174、ディスパービック180、ディスパービック182、ディスパービック183、ディスパービック184、ディスパービック185、ディスパービック2000、ディスパービック2001、ディスパービック2020、ディスパービック2050、ディスパービック2070、ディスパービック2096、ディスパービック2150(以上、ビックケミー社製商品名)、エフカ46、エフカ47、エフカ452、エフカLP4008、エフカ4009、エフカLP4010、エフカLP4050、LP4055、エフカ400、エフカ401、エフカ402、エフカ403、エフカ450、エフカ451、エフカ453、エフカ4540、エフカ4550、エフカLP4560、エフカ120、エフカ150、エフカ1501、エフカ1502、エフカ1503(以上、エフカ社製商品名)、アジスパーPB711、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB814、アジスパーPN411、アジスパーPA111(以上、味の素社製商品名)、などを用いることも可能である。
Examples of the dispersing agent include Sol Sparse 3000, Sol Sparse 9000, Sol Sparse 13240, Sol Sparse 13650, Sol Sparse 13940, Sol Sparse 17000, 18000, Sol Sparse 20000, Sol Sparse 21000, Sol Sparse 20000, Sol Sparse 24000, Sol Sparse 26000, Sol Sparse 27000, Sol Sparse 28000, and Sol Sparse 32000. Solsperse 36000, Solsperse 37000, Solsperse 38000, Solsperse 41000, Solsperse 42000, Solsperse 43000, Solsperse 46000, Solsperse 54000 (above, trade name manufactured by Lubrizol), Dispersic 130, Dispersic 161, Dispersic 162, Dispersic 163, Dispersic 170, Dispersic 171, Dispersic 174, Dispersic 180, Dispersic 182, Dispersic 183, Dispersic 184, Dispersic 185, Dispersic 2000, Dispersic 2001, Dispersic 2020, Dispersic 2050 , Disperbic 2070, Disperbic 2096, Disperbic 2150 (above, trade names manufactured by Bic-Chemie), Efka 46, Efka 47, Efka 452, Efka LP4008, Efka 4009, Efka LP4010, Efka LP4050, LP4055,
本発明の一実施の形態における熱伝導性樹脂ペーストでは、分散剤として、アジスパーPB711(味の素社製商品名)を使用した。 In the thermally conductive resin paste in one embodiment of the present invention, Ajisper PB711 (trade name, manufactured by Ajinomoto Co., Inc.) was used as a dispersant.
また、熱伝導性樹脂ペースト100は、硬化重合前の粘度が5Pa・s〜150Pa・s(25℃)の範囲が好適である。これにより、硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100を小径ノズルの注入具を有するディスペンサから吐出する場合、ノズル目詰り無く、吐出量安定性を向上させることが可能となる。
The heat
次に、本発明の熱伝導性樹脂ペースト100に配合される熱伝導性物質について詳細に説明する。
Next, the heat conductive substance mix | blended with the heat
本発明の熱伝導性樹脂ペースト100に配合される熱伝導性物質は、20W/m・K以上の熱伝導率を有する略球状の酸化アルミ粒子、および、150W/m・K以上の熱伝導率を有する略球状の窒化アルミ粒子で構成する。
The thermally conductive substance blended in the thermally
熱伝導率が酸化アルミ粒子より高い窒化アルミ粒子を酸化アルミ粒子と混合することにより、酸化アルミ粒子単独よりもさらに高い熱伝導性を付与することが可能となる。 By mixing aluminum nitride particles having higher thermal conductivity than aluminum oxide particles with aluminum oxide particles, it is possible to impart higher thermal conductivity than aluminum oxide particles alone.
また、熱伝導性物質を略球状にすることで、熱伝導性粒子の比表面積が最小となり、硬化性ベース樹脂に熱伝導性を高充填した場合の樹脂粘度を低く抑える効果がある。 Further, by making the heat conductive material substantially spherical, the specific surface area of the heat conductive particles is minimized, and there is an effect of suppressing the resin viscosity when the heat-conductive base resin is highly filled with heat conductivity.
また、酸化アルミ粒子の表面は、フェニル基とアミノ基を有するシランカップリング剤で表面処理が施されている。これにより、フェニル基とアミノ基は無機材料である酸化アルミ粒子と有機材料であるポリマーとの化学結合を仲介し、シランカップリング剤による化学的性質の異なる無機材料である酸化アルミ粒子と有機材料であるポリマーとの間の界面形成が促進され、ポリマーとの濡れ性が向上するので、酸化アルミ粒子の分散性が向上し、高充填時の粘度上昇を抑える効果がある。その結果、酸化アルミ粒子の高充填が可能となる。 The surface of the aluminum oxide particles is surface-treated with a silane coupling agent having a phenyl group and an amino group. As a result, the phenyl group and the amino group mediate the chemical bond between the aluminum oxide particles, which are inorganic materials, and the polymer, which is an organic material, and the aluminum oxide particles and organic materials, which are inorganic materials with different chemical properties due to the silane coupling agent. As a result, the formation of the interface with the polymer is promoted and the wettability with the polymer is improved, so that the dispersibility of the aluminum oxide particles is improved and the viscosity increase at the time of high filling is suppressed. As a result, high filling of aluminum oxide particles becomes possible.
また、窒化アルミ粒子については、表面突起がある凹凸状の窒化アルミの破砕一次粒子を焼結助剤である酸化イットリウムと、粒度制御剤である窒化ホウ素と、を加え高温焼結する表面処理することで略球状の2次粒子を得ることができる。その結果、ポリマーとの濡れ性が向上する。これにより窒化アルミ粒子の分散性が向上し、高充填時の粘度上昇を抑える効果がある。その結果、窒化アルミ粒子の高充填が可能となる。 In addition, for aluminum nitride particles, surface treatment is performed in which pulverized primary particles of uneven aluminum nitride with surface protrusions are sintered at a high temperature by adding yttrium oxide as a sintering aid and boron nitride as a particle size control agent. Thus, substantially spherical secondary particles can be obtained. As a result, the wettability with the polymer is improved. This improves the dispersibility of the aluminum nitride particles, and has an effect of suppressing an increase in viscosity at the time of high filling. As a result, high filling of aluminum nitride particles becomes possible.
また、窒化アルミ粒子表面は、多糖類で水酸基被覆またはシリケート被覆で表面処理され、吸湿および水和等の耐水性劣化を防止し、窒化アルミと水が反応してアンモニアが発生したり、pHが上昇したりすることを防止している。 In addition, the surface of aluminum nitride particles is surface-treated with polysaccharides by hydroxyl coating or silicate coating to prevent water resistance deterioration such as moisture absorption and hydration. To prevent it from rising.
熱伝導性樹脂ペースト100は、上記のように処理された略球状の窒化アルミ粒子および径の異なる2種類の略球状の酸化アルミ粒子を含み、窒化アルミ粒子の平均粒径を略40μm以上、径の大きい酸化アルミ粒子の平均粒径を略10μm、および径の小さい酸化アルミ粒子の平均粒径を略0.5μmとし、窒化アルミ粒子、径の大きい酸化アルミ粒子、および径の小さい酸化アルミ粒子の配合重量比率を略5:5:1と構成し、さらに、熱伝導性樹脂ペースト100における硬化性ベース樹脂と熱伝導性物質の粒子との配合重量比率を略1:9に構成する。
The thermally
ここで、単位体積当たりの窒化アルミ粒子間のギャップ長は大粒径であるほど短くできるので、熱伝導性樹脂ペーストの熱伝導率を高めることができる。 Here, since the gap length between the aluminum nitride particles per unit volume can be shortened as the particle diameter increases, the thermal conductivity of the thermally conductive resin paste can be increased.
また、平均粒径の大きい窒化アルミ粒子だけで熱伝導性物質を構成するのではなく、窒化アルミ粒子より平均粒径の小さい酸化アルミ粒子を含め、さらに、酸化アルミ粒子の中で平均粒径の大きい酸化アルミ粒子だけではなく、平均粒径の小さい酸化アルミ粒子を含めたので、熱伝導性物質の粒子の割合を硬化性ベース樹脂に対して極めて多く含む状態でも、硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100の粘度を所定値以下に低く抑えることができ、ノズル内径の細い注入具から熱伝導性樹脂ペースト100を出して、狭い隙間に熱伝導性樹脂ペースト100を注入する作業が可能となる。
In addition, the aluminum nitride particles having a large average particle size are not used to constitute the heat conductive material, but the aluminum oxide particles having an average particle size smaller than the aluminum nitride particles are included. Since not only large aluminum oxide particles but also aluminum oxide particles with a small average particle size are included, even if the proportion of particles of heat conductive material is extremely large relative to the curable base resin, the heat conductive resin before curing The viscosity of the
さらに、潜在性硬化剤は、液状、または、平均粒径40μm以下かつ最大粒径150μm以下の粒子、および、酸化アルミ粒子と窒化アルミ粒子は、最大粒径150μm以下の粒子であることが、ノズル内径が略200μmの極細注入具から熱伝導性樹脂ペースト100をノズル目詰り無く出して、極めて狭い隙間に熱伝導性樹脂ペースト100を注入する作業が可能となるため好適である。
Further, the latent curing agent may be liquid or particles having an average particle size of 40 μm or less and a maximum particle size of 150 μm or less, and the aluminum oxide particles and the aluminum nitride particles may be particles having a maximum particle size of 150 μm or less. It is preferable because the heat
また、熱伝導性物質の粒子の割合を硬化性ベース樹脂に対して極めて多く含むので、熱伝導性樹脂ペースト100の熱伝導率を高くすることも可能となり、(表1)の実施例1に示すように、約6.8W/m・Kの高熱伝導率を得ることができる。
Moreover, since the ratio of the particle | grains of a heat conductive substance is included very much with respect to curable base resin, it also becomes possible to make the heat conductivity of the heat
また、同様に(表1)の実施例8に示すように、窒化アルミ粒子の平均粒径を略40μm以上、径の大きい酸化アルミ粒子の平均粒径を略10μm、および径の小さい酸化アルミ粒子の平均粒径を略0.5μmとし、窒化アルミ粒子、径の大きい酸化アルミ粒子、および径の小さい酸化アルミ粒子の配合重量比率を略7:5:1と構成し、酸化アルミより熱伝導率が高い窒化アルミの充填割合を高め、熱伝導性樹脂ペースト100における硬化性ベース樹脂と熱伝導性物質の粒子との配合重量比率を略1:10に構成することで、所定値範囲で硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100の粘度は高くなるが、約8.5W/m・Kのさらに高い熱伝導率を得ることも可能である。
Similarly, as shown in Example 8 of (Table 1), the average particle diameter of aluminum nitride particles is approximately 40 μm or more, the average particle diameter of aluminum oxide particles having a large diameter is approximately 10 μm, and aluminum oxide particles having a small diameter The average particle size is approximately 0.5 μm, and the mixing weight ratio of aluminum nitride particles, large-diameter aluminum oxide particles, and small-diameter aluminum oxide particles is approximately 7: 5: 1. By increasing the filling ratio of high aluminum nitride and configuring the blending weight ratio of the curable base resin and the thermally conductive material particles in the thermally
しかし、硬化性ベース樹脂と熱伝導性物質の粒子との配合重量比率を略1:11の構成に熱伝導性物質の粒子の比率を高め過ぎると、ポリマーと熱伝導性物質の粒子との十分な濡れ性を保てないことで、硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100の粘度も所定値以上に高くなるばかりでなく、熱伝導性物質の均一分散と高充填が困難となり、結果的に硬化物は非常に脆弱な性状となるため不適である。
However, if the ratio of the thermally conductive material particles is excessively increased to a composition of the weight ratio of the curable base resin and the thermally conductive material particles of about 1:11, the sufficient amount of the polymer and the thermally conductive material particles is sufficient. Since the wettability cannot be maintained, the viscosity of the thermally
従って、熱伝導性樹脂ペースト100において、熱伝導性物質の粒子に上記の表面処理を施された窒化アルミ粒子と酸化アルミ粒子を使用し、硬化性ベース樹脂と熱伝導性物質の粒子との配合重量比率を略1:9に構成することで、硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100の粘度を所定値以下に低く抑えることができ、高い熱伝導率を得ることができる。
Therefore, in the thermally
次に、熱伝導性樹脂ペースト100の作製プロセスと保存手段について説明する。
Next, the manufacturing process and storage means of the heat
まず、熱伝導性樹脂ペースト100の作製プロセスは、硬化性ベース樹脂と酸化アルミ粒子と窒化アルミ粒子とを真空撹拌脱泡ミキサーで混練されることで、熱伝導性樹脂ペースト100中に気泡残存無く、しかも、熱伝導性物質が均一に分散攪拌されるので安定した熱伝導率と被着体との高い密着性が保つことが可能となる。
First, the heat
また、熱伝導性樹脂ペースト100の長期保存手段は、硬化性ベース樹脂と酸化アルミ粒子と窒化アルミ粒子とを混練直後、−5℃より低温で冷却し、−5℃より高くない温度で貯蔵されていることで、混練後の熱伝導性樹脂ペースト100の硬化重合速度が大幅に低下するため、熱伝導性樹脂ペースト100のポットライフを長くすることが可能となる。
The long-term storage means for the heat
以上の内容により、本発明の熱伝導性樹脂ペースト100によれば、2官能基エポキシモノマーに対する単官能基エポキシモノマーの添加量を、一般的添加量の数十倍以上の高濃度配合することで、ポリマー連鎖を切断し、熱伝導性樹脂ペースト100に柔軟性を持たせることができるので、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペースト100の硬度を所定以下の柔軟性のあるものにできる。また、2官能基エポキシモノマーと単官能基エポキシモノマーとの配合重量比率を略2:8として、単官能基エポキシモノマーの比率を抑え、2官能基エポキシモノマーによるポリマー連鎖で3次元構造を形成しているので、硬化プロセス後の熱伝導性樹脂ペースト100のゲル化状態も保たれ、熱伝導性樹脂ペースト100の流動化を防止できる。その結果、熱伝導性樹脂ペースト100が硬化重合後であっても、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保つことで、発熱体である光源の角度調整の障害となることなく、また、熱伝導性樹脂ペースト100の流動化を防止しつつ発熱体の熱を十分に伝導することが可能となる。また、エポキシ樹脂は一般的に硬化収縮率が低いため、硬化収縮に伴う被着体からの界面剥離や樹脂自体の凝集破壊などの熱流路を絶つ現象を回避することが可能となる。
With the above contents, according to the thermal
さらに、総エポキシモノマーと酸化防止剤との配合重量比率を略10:3と、エポキシモノマーに対する酸化防止剤を一般的添加量の数十倍から数百倍の高濃度配合することで、硬化重合後の熱伝導性樹脂ペースト100が発熱体である光源から発生する熱に長期間さらされても、材料酸化に伴う劣化が抑えられ、熱伝導性樹脂ペースト自体の柔軟性および被着体との接着性を保ち、衝撃に対する耐性が高まる。
Furthermore, the composition weight ratio of the total epoxy monomer and the antioxidant is approximately 10: 3, and the curing polymerization is carried out by blending the antioxidant with respect to the epoxy monomer at a high concentration of several tens to several hundred times the general addition amount. Even if the later heat
さらに、熱伝導性物質の粒子の割合を硬化性ベース樹脂に対して極めて多く含ませることができるので、熱伝導性樹脂ペースト100の熱伝導率を高くすることができる。
Furthermore, since the ratio of the particle | grains of a heat conductive substance can be included very much with respect to curable base resin, the heat conductivity of the heat
さらに、硬化前の熱伝導性樹脂ペースト100の室温における粘度を所定値以下に低く長時間保ち、かつ、含有する粒子の最大粒径を所定値以下であるので、ノズル内径が極細注入具から熱伝導性樹脂ペースト100をノズル目詰り無く吐出量安定して出して、極めて狭い隙間に熱伝導性樹脂ペースト100を注入する作業が可能となる。
Furthermore, since the viscosity at room temperature of the thermally
また、熱伝導性樹脂ペースト100を用いた光ディスク装置では、レーザ光を発光する光源で発生した熱を効率良く逃がすことが可能となる。
Further, in the optical disk apparatus using the heat
以上のように、本発明の熱伝導性樹脂ペーストおよびそれを用いた光ディスク装置は、硬化重合後も柔軟性を有し、熱劣化を軽減することができるため、例えば光ディスクの半導体レーザ素子の熱を他の周辺部材に逃がす媒体として有用である。 As described above, the thermally conductive resin paste of the present invention and the optical disk apparatus using the same have flexibility after curing polymerization and can reduce thermal degradation. It is useful as a medium for escaping to other peripheral members.
1 光源
2 受光素子
3 結合ベース
3a 貫通孔
4,5 光学部材
6 プレート
6a,6b 側方部
7 モールド部材
8 サブマウント
9 半導体レーザ素子
10 ワイヤ
11、12 電極
13,14,15 端子部
16、17 ワイヤ
18、19 固定部
18a、19a 貫通孔
35 空間部分
36、37、39 突出部
38、40 隙間
41、42 接合部
100 熱伝導性樹脂ペースト
200 接合材
500 筐体
500a 上部筐体部
500b 下部筐体部
501 トレイ
502 スピンドルモータ
503 光ピックアップ
504 ベゼル
505 出没口
506、507 レール
508 イジェクトスイッチ
600 キャリッジ
615 切り欠き部
616、617 突起
DESCRIPTION OF
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