新規液晶性ポリイミドの合成とその高熱伝導性複合絶縁膜への応用

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液晶性ポリイミドの詳細な液晶構造解析以前の研究では、主鎖型の含シロキサン液晶性ポリイミドより、シロキサンとイミド部分の強い相分離やシロキサンの広い断面積が特異的なSmA相の発現に寄与しているということを示唆する結果が得られた。さらにイミド結合の強い平面性は液晶構造に大きく関与すると考えられる。したがって、本研究では、分子構造とde Vries Sm相や二軸性Sm相の発現との関連性を解明することであり、学術的に価値は高い。本年度の研究では、液晶性ポリイミドのモデル化合物を合成し、垂直配向基盤上においてホメオトロピック配向試料の偏光顕微鏡観察より、SmA相において複屈折性が得られなかった。したがって、液晶性イミドのSmA相は、一軸性液晶であるという知見が得られた。高熱伝導性複合絶縁膜への応用本研究では、高熱伝導性絶縁膜として、より汎用性の高いワニス溶液で膜作製可能な含シロキサン液晶性ポリイミドに着目した。イミド結合及びシロキサン結合はいずれも熱的・化学的に安定であり、電子材料に適している。さらに、本研究で提案した液晶性ポリマーとの複合化については、液晶性ポリマーをマトリックスポリマーとして用いることで、フィラーであるBNとの間に熱伝導チャンネルを形成でき、高熱伝導化が実現できると考えられる。本年度の研究では、架橋化液晶性ポリイミドにおいて、架橋基数を増加させると、広範囲にわたって膜厚方向に分子が配向し、未架橋のフィルムと比較して、膜厚方向の熱拡散率が50%程度高いフィルム(0.185[mm^2s^<-1>])を得ることに成功している。さらに、この架橋化液晶性ポリイミドをマトリックスポリマーとして用い、六方晶窒化ホウ素(h-BN)との複合化を行った。h-BNを30vol%充填した際に得られた複合体の膜厚方向の熱拡散率は0.679[mm^2s^<-1>](熱伝導率約1[Wm^<-1>K^<-1>])を示し、非晶性ポリマーをマトリックスポリマーとして用いた場合と比較して、10%程高い熱拡散率を示すことを見出した。