CN105247975A - 软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法,其是制造在电路基板的至少一个面上层叠有软磁性薄膜的软磁性薄膜层叠电路基板的方法,其具备以下工序:使含有软磁性颗粒、孔隙率为15%以上且60%以下、并且呈半固化状态的软磁性热固化性薄膜与电路基板的一个面接触的工序;以及通过真空热压将软磁性热固化性薄膜制成固化状态的工序。
Description
技术领域
本发明涉及软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法。
背景技术
使笔型的位置指示器在位置检测平面上移动来检测位置的位置检测装置被称为数字化仪,其正作为计算机的输入装置而被普及。该位置检测装置具备位置检测平面板和在其下方配置且在基板的表面上形成有环形线圈的电路基板(传感器基板)。并且,通过利用由位置指示器与环形线圈产生的电磁感应来检测位置指示器的位置。
在位置检测装置中,为了对电磁感应时产生的磁通量进行控制而使通信高效化,在与传感器基板的位置检测平面相反侧的面上介由粘接剂层进行安装有由镍·铬合金形成的屏蔽板(例如参见专利文献1。)。
另一方面,在利用电磁波进行数据的收发的自动识别装置中,作为数据载体、读写器中的天线的背面所配置的复合磁性片,提出了将扁平状的软磁性粉末与粘结剂配混而形成的具有柔软性的复合磁性片(例如参见专利文献2。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平5-158606号公报
专利文献2:日本特开2006-39947号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,在专利文献1中所记载的位置检测装置中,需要介由粘接剂层将屏蔽板安装于传感器基板,从薄膜化和操作性的观点出发,正寻求不需要粘接剂层而使电路基板与屏蔽板层叠的技术。
另一方面,专利文献2中记载的复合磁性薄板可以不介由粘接剂层粘贴于电路基板。
但是,专利文献2所记载的复合磁性薄板与电路基板的粘接性弱、容易产生剥离。
另外,粘贴有复合磁性薄板的电路基板通常实施伴随之后的电子部件的安装的回流工序。然而,该回流工序的高温会产生以下情况:在电路基板与复合磁性片界面上产生气孔、膨胀;在软磁性薄膜表面上出现凹凸;软磁性薄膜与电路基板剥离。结果无法充分地显现出软磁性薄膜的磁特性、外观变得不良。
本发明的目的在于提供一种制造软磁性薄膜与电路基板的粘接性良好、并且耐回流性良好的软磁性薄膜层叠电路基板的方法。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法的特征在于,其是制造在电路基板的至少一个面上层叠有软磁性薄膜的软磁性薄膜层叠电路基板的方法,其具备以下工序:使含有软磁性颗粒、孔隙率为15%以上且60%以下、并且呈半固化状态的软磁性热固化性薄膜与电路基板的一个面接触的工序;以及通过真空热压将前述软磁性热固化性薄膜制成固化状态的工序。
另外,在本发明的磁性薄膜层叠电路基板的制造方法中,前述软磁性热固化性薄膜的固化状态的比重相对于前述软磁性热固化性薄膜的半固化状态的比重为1.5倍以上是适宜的。
发明的效果
本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法能够不使用粘接剂层而将软磁性薄膜切实地粘接在电路基板上,并且能够制造耐回流性良好的软磁性薄膜层叠电路基板。
附图说明
[图1]图1A是本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法的一个实施方式的制造工序图,表示软磁性热固化性薄膜和电路基板的准备工序;图1B是本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法的一个实施方式的制造工序图,承接图1A表示使软磁性热固化性薄膜与电路基板接触的工序;图1C是本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法的一个实施方式的制造工序图,承接图1B表示对软磁性热固化性薄膜进行加热固化的工序。
具体实施方式
本发明的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法具备以下工序:使含有软磁性颗粒、孔隙率为15%以上且60%以下、并且呈半固化状态的软磁性热固化性薄膜与电路基板的一个面接触的工序;以及通过真空热压将前述软磁性热固化性薄膜制成固化状态的工序。参照图1A~图1C来说明该制造方法。
在该方法中,首先如图1A所示,准备软磁性热固化性薄膜2和电路基板5。更具体而言,准备层叠有隔离体1的软磁性热固化性薄膜2和在基板4的表面上形成有布线图案3的电路基板5,接着,使软磁性热固化性薄膜2与电路基板5隔开间隔在厚度方向上相对配置。
软磁性热固化性薄膜2例如由含有软磁性颗粒6和热固化性树脂成分7的软磁性树脂组合物形成。
作为软磁性颗粒6的软磁性材料,例如可以列举出磁性不锈钢(Fe-Cr-Al-Si合金)、铁硅铝合金(Fe-Si-A1合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、硅铜(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si-B(-Cu-Nb)合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、铁氧体等。
在它们当中,可优选列举出铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)。更优选列举出Si含有比率为9~15质量%的Fe-Si-Al合金。由此,可以使软磁性热固化性薄膜2的磁导率变得良好。
软磁性颗粒6的形状可优选列举出扁平状(板状)。扁平率(扁平度)例如为8以上、优选为15以上,并且例如为80以下、优选为65以下。需要说明的是,扁平率以将50%粒径(D50)的粒径除以软磁性颗粒的平均厚度而得到的长径比的形式算出。
软磁性颗粒6的平均粒径(平均长度)例如为3.5μm以上、优选为10μm以上,并且还例如为100μm以下。平均厚度例如为0.3μm以上、优选为0.5μm以上,并且还例如为3μm以下、优选为2.5μm以下。通过调整软磁性颗粒6的扁平率、平均粒径、平均厚度等,可以使软磁性颗粒6导致的反磁场的影响变小,其结果,可以使软磁性颗粒6的磁导率增加。需要说明的是,为了使软磁性颗粒6的大小均匀,根据需要也可以使用用筛等分级了的软磁性颗粒6。
软磁性颗粒6的比重例如为5.0以上、优选为6.0以上,并且例如为9.0以下、优选为8.0以下。
软磁性树脂组合物中的软磁性颗粒6的含有比率(去除溶剂的固体成分(即,软磁性颗粒、热固化性树脂成分、以及根据需要含有的热固化催化剂、聚醚磷酸酯及其它添加剂)的比率)例如为50体积%以上、优选为60体积%以上,例如为95体积%以下、优选为90体积%以下。另外,例如为80质量%以上、优选为85质量%以上,并且还例如为98质量%以下、优选为95质量%以下。通过设为上述上限以下的范围,软磁性树脂组合物的成膜性优异。另一方面,通过设为上述下限以上的范围,软磁性热固化性薄膜2的磁特性优异。
热固化性树脂成分7含有热固化性树脂。
作为热固化性树脂,可以列举出环氧树脂、酚醛树脂、氨基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、热固化性聚酰亚胺树脂等。可优选列举出环氧树脂、酚醛树脂,更优选列举出环氧树脂和酚醛树脂的组合使用。
环氧树脂例如可以使用能用作粘接剂组合物的环氧树脂,可以列举出:双酚型环氧树脂(特别是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、溴化双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂等)、酚型环氧树脂(特别是苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂等)、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂等双官能环氧树脂、多官能环氧树脂。另外,例如还可以列举出乙内酰脲型环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂等。这些环氧树脂之中,可优选列举出双酚型环氧树脂,更优选列举出双酚A型环氧树脂。
它们可以单独使用或者组合使用2种以上。
通过含有环氧树脂,与酚醛树脂的反应性优异,其结果,软磁性薄膜的耐回流性优异。
环氧树脂的比重例如为1.0以上,并且例如为1.5以下。
酚醛树脂是环氧树脂的固化剂,可以列举出:例如苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂、壬基苯酚酚醛清漆树脂等酚醛清漆型酚醛树脂;例如甲阶型酚醛树脂;例如聚对羟基苯乙烯等聚羟基苯乙烯。它们可以单独使用或者组合使用2种以上。这些酚醛树脂之中,可优选列举出酚醛清漆型树脂,更优选列举出苯酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂,进一步优选列举出苯酚芳烷基树脂。通过含有这些酚醛树脂,可以使软磁性薄膜层叠电路基板11的连接可靠性提高。
酚醛树脂的比重例如为1.0以上,并且例如为1.5以下。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为1g/eq以上且不足100g/eq时,环氧树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为15质量份以上、优选为35质量份以上,并且还例如为70质量份以下,酚醛树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为5质量份以上、优选为15质量份以上,并且还例如为30质量份以下。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为100g/eq以上且不足200g/eq时,环氧树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为10质量份以上、优选为25质量份以上,并且还例如为50质量份以下,酚醛树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为10质量份以上、优选为25质量份以上,并且还例如为50质量份以下。
酚醛树脂的羟基当量相对于环氧树脂的环氧当量100g/eq为200g/eq以上且1000g/eq以下时,环氧树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为5质量份以上、优选为15质量份以上,并且还例如为30质量份以下,酚醛树脂相对于热固化性树脂成分100质量份的含有比例例如为15质量份以上、优选为35质量份以上,并且还例如为70质量份以下。
需要说明的是,组合使用2种环氧树脂时的环氧当量为用各环氧树脂的环氧当量乘以相对于环氧树脂的总量的各环氧树脂的质量比并将它们相加得到的总环氧树脂的环氧当量。
另外,对于酚醛树脂中的羟基当量,相对于环氧树脂的环氧基团每1当量例如为0.2当量以上、优选为0.5当量以上,并且还例如为2.0当量以下、优选为1.2当量以下。若羟基的量在上述范围内,则软磁性热固化性薄膜2的固化反应变得良好,并且可以抑制劣化。
关于热固化性树脂成分7中的热固化性树脂的含有比例,相对于热固化性树脂成分100质量份,例如为20质量份以上、优选为30质量份以上,并且例如为90质量份以下、优选为80质量份以下、更优选为60质量份以下。
热固化性树脂成分7在热固化性树脂的基础上优选含有丙烯酸类树脂。更优选组合使用丙烯酸类树脂、环氧树脂和酚醛树脂。通过使热固化性树脂成分7含有这些树脂,由软磁性树脂组合物得到的软磁性热固化性薄膜2会表现出良好的粘接性和热固化性。
作为丙烯酸类树脂,例如可以列举出将1种或者2种以上具有直链或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体成分并对该单体成分进行聚合而得到的丙烯酸系聚合物等。需要说明的是,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。
作为烷基,例如可以列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、十二烷基等碳数1~20的烷基。可优选列举出碳数1~6的烷基。
丙烯酸系聚合物也可以是(甲基)丙烯酸烷基酯与其它单体的共聚物。
作为其它单体,例如可以列举出:例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基单体;例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体;例如马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体;例如(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟基己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟基辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟基癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟基月桂酯或者(丙烯酸(4-羟甲基环己基)甲酯等含羟基单体;例如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、(甲基)丙烯酰胺丙烷磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体、2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体;例如可以列举出苯乙烯单体、丙烯腈等。
在这些之中,可优选列举出含缩水甘油基单体、含羧基单体或者含羟基单体。丙烯酸树脂为(甲基)丙烯酸烷基酯与这些其它单体的共聚物时,即,丙烯酸类树脂具有缩水甘油基、羧基或者羟基时,由软磁性热固化性薄膜得到的软磁性薄膜的耐回流性优异。
为(甲基)丙烯酸烷基酯与其它单体的共聚物时,其它单体的配混比例(质量)相对于共聚物优选为40质量%以下。
丙烯酸类树脂的重均分子量例如为1×105以上、优选为3×105以上,并且还例如为1×106以下。通过设为该范围,软磁性热固化性薄膜的粘接性、耐回流性优异。需要说明的是,重均分子量通过凝胶渗透色谱(GPC),利用标准聚苯乙烯换算值进行测定。
丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度(Tg)例如为-30℃以上、优选为-20℃以上,并且还例如为30℃以下、优选为15℃以下。若在上述下限以上,则软磁性热固化性薄膜2的粘接性优异。另一方面,若在上述上限以下,则软磁性热固化性薄膜2的操作性优异。需要说明的是,玻璃化转变温度通过使用动态粘弹性测定装置(DMA、频率1Hz、升温速度10℃/min)测得的损耗角正切(tanδ)的最大值得到。
丙烯酸类树脂的比重例如为1.0以上,并且例如为1.3以下。
当热固化性树脂成分7含有丙烯酸类树脂时,丙烯酸类树脂的含有比例相对于热固化性树脂成分100质量份例如为10质量份以上、优选为20质量份以上、更优选为40质量份以上,并且还例如为80质量份以下、优选为70质量份以下。通过设为该范围,软磁性树脂组合物的成膜性和软磁性热固化性薄膜2的粘接性优异。
软磁性树脂组合物中的热固化性树脂成分7的含有比率例如为2质量%以上、优选为5质量%以上,并且还例如为50质量%以下、优选为20质量%以下、更优选为15质量%以下。通过设为上述范围,软磁性树脂组合物的成膜性、软磁性热固化性薄膜2的磁特性优异。
热固化性树脂成分7还可以含有热固化性树脂和丙烯酸类树脂以外的其它树脂。作为这种其他树脂,例如可以列举出热塑性树脂。
作为热塑性树脂,例如可以列举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂(6-尼龙、6,6-尼龙等)、苯氧基树脂、饱和聚酯树脂(PET、PBT等)、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂等。这些树脂可以单独使用或者组合使用2种以上。
热固化性树脂成分7的比重例如为1.0以上、优选为1.1以上,并且例如为1.5以下、优选为1.3以下。
热固化性树脂成分7中的其它树脂的含有比率例如为10质量%以下、优选为5质量%以下。
软磁性树脂组合物(进而软磁性热固化性薄膜2、软磁性薄膜10)优选含有热固化催化剂。
作为热固化催化剂,只要是通过加热来促进热固化性树脂成分7的固化的催化剂就没有限定,例如可以列举出具有咪唑骨架的盐、具有三苯基膦结构的盐、具有三苯基硼烷结构的盐、含氨基化合物等。
作为具有咪唑骨架的盐,例如可以列举出2-苯基咪唑(商品名:2PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名:2E4MZ)、2-甲基咪唑(商品名:2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名:C11Z)、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑(商品名:2-PHZ)、2,4-二氨基-6-(2’-甲基咪唑基(1)’)乙基-均三嗪·异氰脲酸加成物(商品名:2MAOK-PW)等(上述商品名均为四国化成株式会社制造)。
作为具有三苯基膦结构的盐,例如可以列举出三苯基膦、三丁基膦、三(对甲基苯基)膦、三(壬基苯基)膦、二苯基甲苯基膦等三有机基膦、四苯基溴化鏻(商品名:TPP-PB)、甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)、甲基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-MC)、甲氧基甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MOC)、苄基三苯基氯化鏻(商品名:TPP-ZC)、甲基三苯基鏻(商品名:TPP-MB)等(上述商品名均为北兴化学株式会社制造)。
作为具有三苯基硼烷结构的盐,例如可以列举出三(对甲基苯基)膦等。另外,作为具有三苯基硼烷结构的盐,还包括进一步具有三苯基膦结构的物质。作为具有三苯基膦结构和三苯基硼烷结构的盐,可以列举出四苯基硼化四苯基膦(商品名:TPP-K)、四对甲苯基硼化四苯基膦(商品名:TPP-MK)、四苯基硼化苄基三苯基膦(商品名:TPP-ZK)、三苯基硼三苯基膦(商品名:TPP-S)等(上述商品名均为北兴化学株式会社制造)。
作为含氨基化合物,例如可以列举出单乙醇胺三氟硼酸盐(StellaChemifaCorporation制造)、双氰胺(NakalaiTesqueCorporation制造)等。
热固化催化剂的形状例如可以列举出球状、椭圆体状等。
热固化催化剂可以单独使用或者组合使用2种以上。
热固化催化剂的比重例如为1.0以上,并且例如为1.5以下。
关于热固化催化剂的配混比例,相对于树脂成分100质量份,例如为0.2质量份以上、优选为0.3质量份以上,并且还例如为5质量份以下、优选为2质量份以下。若热固化催化剂的配混比例在上述上限以下,则可以使软磁性热固化性薄膜在室温下的长期保存性变得良好。另一方面,若热固化催化剂的配混比例在上述下限以上,则可以使软磁性热固化性薄膜2在低温度且短时间下加热固化。另外,可以使由软磁性热固化性薄膜2得到的软磁性薄膜10的耐回流性变得良好。
软磁性树脂组合物优选含有聚醚磷酸酯。由此,即使以高比例含有软磁性颗粒的情况下,也可以将软磁性树脂组合物切实地成形为软磁性热固化性薄膜2(薄膜状)。另外,可以使软磁性热固化性薄膜2的磁特性提高。
作为聚醚磷酸酯,例如可以列举出聚氧化烯烷基醚磷酸酯、聚氧化烯烷基苯基醚磷酸酯等。可优选列举出聚氧化烯烷基醚磷酸酯。
聚醚磷酸酯可以单独使用或者组合使用2种以上。另外,聚醚磷酸酯也可以是与胺等的混合物。
作为聚醚磷酸酯,具体而言,可以列举出楠本化成株式会社的HIPLAAD系列(“ED152”、“ED153”、“ED154”、“ED118”、“ED174”、“ED251”)等。
聚醚磷酸酯的酸值例如为10以上、优选为15以上,并且例如为200以下、优选为150以下。酸值利用中和滴定法等测定。
聚醚磷酸酯的比重例如为1.0以上,并且例如为1.3以下。
聚醚磷酸酯的含有比例相对于软磁性颗粒100质量份为0.1质量份以上,优选为0.5质量份以上。并且为5质量份以下,优选为2质量份以下。
软磁性树脂组合物还可以进一步根据需要而含有其它的添加剂。作为添加剂,例如可以列举出交联剂、无机填料等市售或者公知的添加剂。
作为交联剂,例如可以列举出甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、多元醇与二异氰酸酯的加成物等多异氰酸酯化合物。
作为交联剂的含有比例,相对于热固化性树脂成分100质量份,例如为7质量份以下,并且大于0质量份。
另外,软磁性树脂组合物根据其用途可以适当配混无机填充剂。由此,可以使软磁性薄膜10的热传导性、弹性模量提高。
作为无机填充剂,可以列举出:例如二氧化硅、粘土、石膏、碳酸钙、硫酸钡、氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化硅等陶瓷类;例如铝、铜、银、金、镍、铬、铅、锡、锌、钯、焊锡等金属、或者合金类;以及碳等。这些无机填充剂可以单独使用或者组合使用2种以上。
无机填充剂的平均粒径例如为0.1μm以上且80μm以下。
配混无机填充剂时,配混比例相对于热固化性树脂成分100质量份例如为80质量份以下、优选为70质量份以下,并且大于0质量份。
接着,对软磁性热固化性薄膜2的制造方法进行说明。
制作软磁性热固化性薄膜2时,首先,通过混合上述成分而得到软磁性树脂组合物,接着,使软磁性树脂组合物在溶剂中溶解或者分散,由此制备软磁性树脂组合物溶液。
作为溶剂,可以列举出:例如丙酮、甲基乙基酮(MEK)等酮类;例如乙酸乙酯等酯类;例如N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类、丙二醇单甲基醚等醚类等有机溶剂等。另外,作为溶剂,还可以列举出:例如水;例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇等水系溶剂。
软磁性树脂组合物溶液中的固体成分量例如为10质量%以上、优选为30质量%以上、更优选为40质量%以上,并且还例如为90质量%以下、优选为70质量%以下、更优选为50质量%以下。
接着,以成为规定厚度的方式将软磁性树脂组合物溶液涂布在基材(隔离体、芯材等)的表面上形成涂布膜之后,使涂布膜在规定条件下干燥。由此,得到软磁性热固化性薄膜。
作为涂布方法没有特别限定,例如可以列举出刮刀法、辊涂覆、丝网涂覆、凹版涂覆等。
作为干燥条件,干燥温度例如为70℃以上且160℃以下,干燥时间例如为1分钟以上且5分钟以下。
软磁性热固化性薄膜2的平均膜厚例如为5μm以上、优选为50μm以上,并且还例如为1000μm以下、优选为500μm以下、更优选为300μm以下。
在得到的软磁性热固化性薄膜2中,软磁性颗粒6相对于软磁性热固化性薄膜2例如含有50体积%以上、优选含有60体积%以上,并且例如含有95体积%以下、优选含有90体积%以下。由此,磁特性优异。
软磁性热固化性薄膜2在室温(具体而言25℃)下为半固化状态(B阶)。半固化状态(B阶)是指在可溶于溶剂的未固化状态(A阶)与完全固化的固化状态(C阶)之间的状态,固化和凝胶化略微地进行,在溶剂中溶胀但不完全溶解,通过加热软化但不熔融的状态。
软磁性热固化性薄膜2(半固化状态)的比重例如为2.0以上、优选为2.5以上,并且例如为3.5以下、优选为3.0以下。薄膜的比重如下算出:使用电子分析天枰(株式会社岛津制作所制造、“AEL-200”)利用比重测定法测定在空气中的薄膜的重量(g)和在水中的薄膜的重量(g),根据下述式算出。
比重(S.G.)=W1/(W1-W2)
需要说明的是,式中的W1表示在空气中的薄膜的重量(g),W2表示在水中的薄膜的重量(g)。
软磁性热固化性薄膜2的孔隙率为15%以上、优选为20%以上、更优选为30%以上。并且例如为60%以下、优选为50%以下、更优选为40%以下。孔隙率低于上述下限时,粘接性和耐回流性不充分。另一方面,孔隙率在高于上述上限时,在软磁性热固化薄膜通过真空热压进行加热固化时,孔隙内部的空气向外部排出的时间变长,成品率差。
孔隙率根据下述式测定。
孔隙率(%)={1-(比重(S.G.))/(理论比重)}×100
理论比重例如通过以下方法得到:针对形成软磁性热固化性薄膜的软磁性树脂组合物中所含的各固体成分(软磁性颗粒6、热固化性树脂成分、以及根据需要而添加的热固化催化剂、聚醚磷酸酯和其它添加剂),将各固体成分的比重分别乘以各固体成分的配混比例(重量)并且将它们相加,由此得到。需要说明的是,各固体成分的比重(例如软磁性颗粒)可以参照列表值等。
另外,软磁性树脂组合物的各固体成分中软磁性颗粒6和热固化性树脂成分占主成分时,软磁性热固化性薄膜2的理论比重也可以使用仅包含软磁性颗粒6和热固化性树脂成分的软磁性热固化性薄膜2的理论比重代替。
软磁性热固化性薄膜2(半固化状态)的理论比重例如为2.0以上、优选为2.2以上,并且例如为8.0以下、优选为6.0以下。
软磁性热固化性薄膜2的平均厚度例如为5μm以上、优选为50μm以上,并且例如为500μm以下、优选为250μm以下。
作为隔离体1,例如可以列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、纸等。这些隔离体对其表面使用例如氟系剥离剂、长链烷基丙烯酸酯系剥离剂、有机硅系剥离剂等进行了脱模处理。
作为芯材,可以列举出:例如塑料薄膜(例如聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等)、金属薄膜(例如铝箔等);例如由玻璃纤维、塑料制无纺纤维等强化的树脂基板、硅基板、玻璃基板等。
隔离体1或者芯材的平均厚度例如为1μm以上且500μm以下。
对于软磁性热固化性薄膜2,优选制成在软磁性热固化性薄膜2的单面上层叠有隔离体1的多层结构等形态。由此,可以作为将软磁性热固化性薄膜2转印于电路基板5时的支撑基材使用。
电路基板5例如是以电磁感应方式使用的电路基板5等,环形线圈等布线图案3在基板4的一面和另一面(双面)上形成。布线图案3利用半添加法或者消减法等形成。
作为构成基板4的绝缘材料,例如可以列举出玻璃环氧基板、玻璃基板、PET基板、聚四氟乙烯基板、陶瓷基板、聚酰亚胺基板等。
基板4优选具备挠性,即,挠性基板。
基板4的厚度例如为10μm以上、优选为50μm以上,并且还例如为500μm以下、优选为200μm以下。
布线图案3例如由铜等导体形成。
构成布线图案3的各布线8的宽度例如为5μm以上、优选为9μm以上,并且还例如为500μm以下、优选为300μm以下。
布线8的厚度(高度、图1A所示的Y的长度)例如为5μm以上、优选为10μm以上,并且还例如为50μm以下、优选为35μm以下。
各布线8之间的间隙9(间距间隙、图1A所示的X的长度)例如为50μm以上、优选为80μm以上,并且还例如为3mm以下、优选为2mm以下。
电路基板5的厚度例如为50μm以上、优选为100μm以上,并且还例如为1000μm以下、优选为500μm以下。
接着,如图1B所示,使软磁性热固化性薄膜2与电路基板5的一个面接触(层叠)。即,使软磁性热固化性薄膜2的下表面(另一面)与电路基板5上形成的布线8的上表面接触。
之后,如图1C所示,对软磁性热固化性薄膜2实施真空热压。具体而言,在真空(低圧)环境下,将软磁性热固化性薄膜2一边加热一边向电路基板5推压。
由此,形成软磁性热固化性薄膜2的软磁性树脂组合物流动,布线图案3包埋于软磁性树脂组合物中。即,构成布线图案3的各布线8的表面和侧面被软磁性树脂组合物被覆。与此同时,从布线图案3露出的基板4的表面被软磁性树脂组合物被覆。另外,热固化性树脂成分7受热固化,成为固化树脂成分7a,而成为软磁性薄膜10(固化状态)。由此,得到在电路基板5上层叠有软磁性薄膜10的软磁性薄膜层叠电路基板11(图1C)。
压力例如为10kN/cm2以上、优选为100kN/cm2以上,并且例如为1000kN/cm2以下、优选为500kN/cm2以下。
加热温度例如为80℃以上、优选为100℃以上,并且还例如为200℃以下、优选为175℃以下。
真空度例如为2000Pa以下、优选为1000Pa以下、更优选为100Pa以下。
真空热压所需的时间例如为0.1小时以上、优选为0.2小时以上,并且还例如为24小时以下、优选为3小时以下、更优选为2小时以下。
这样制作得到的软磁性薄膜层叠电路基板11如图1C所示具备形成有布线图案3的电路基板5和在该电路基板5的一个面层叠的软磁性薄膜10。
软磁性薄膜10是将软磁性热固化性薄膜2加热固化而成的薄膜,即,是软磁性热固化性薄膜2的固化状态(C阶)。软磁性薄膜10由软磁性颗粒6、将热固化性树脂成分7加热固化而成的固化树脂成分7a、以及根据需要而添加的成分(热固化催化剂、聚醚磷酸酯、其它的添加剂等)形成。
在软磁性薄膜层叠电路基板11上,布线图案3被包埋于软磁性薄膜10中。即,构成布线图案3的各布线8的表面和侧面被软磁性薄膜10被覆。与此同时,从布线图案3露出的基板4的表面被软磁性薄膜10被覆。
另外,在隔离体1与布线8或者基板4之间、以及布线8之间的间隙9中,存在有软磁性颗粒6和固化树脂成分7a,在该软磁性颗粒6为扁平状软磁性的情况下,其长轴方向(与厚度方向正交的方向)沿着软磁性薄膜10的面方向取向。
软磁性薄膜10(即软磁性热固化性薄膜2的固化状态)的比重例如为3.5以上、优选为4.0以上,并且为6.5以下。
另外,软磁性薄膜10的比重相对于软磁性热固化性薄膜2的半固化状态的比重(比重之比)例如为1.5倍以上、优选为1.8倍以上,并且还例如为3.3倍以下。通过设为这样的比重比,可以进一步降低软磁性薄膜层叠电路基板11中软磁性薄膜10与电路基板5的界面上的孔隙的产生,可以使软磁性薄膜层叠电路基板11的耐回流性提高。
需要说明的是,在图1A~图1C的实施方式中,电路基板5在基板4的一个面和另一个面上形成有布线图案3,但也可以仅在基板4的一个面或者另一个面上形成有布线图案3。
另外,在图1A~图1C的实施方式中,软磁性热固化性薄膜2在电路基板上仅粘贴有1张(一层),但为了得到期望厚度的软磁性薄膜10,也可以粘贴多张(多层)软磁性热固化性薄膜2。此时,例如粘贴2~20层、优选粘贴2~5层。
另外,在图1A~图1C的实施方式中,虽然在电路基板5的另一个面上没有层叠覆盖层等层,但例如也可以在电路基板5的另一个面上设置由聚酰亚胺等形成的覆盖层。在设有覆盖层时,根据需要,也可以在覆盖层与电路基板5之间层叠含有环氧树脂以及酚醛树脂等的粘接剂层。
该软磁性薄膜层叠电路基板11例如可以作为位置检测装置使用。
位置检测装置例如具备:具备软磁性薄膜层叠电路基板11和安装在该软磁性薄膜层叠电路基板11上的传感器部的传感器基板、以及在传感器基板之上相对配置的位置检测平面板。
作为在软磁性薄膜层叠电路基板11上安装传感器部时的回流工序的方法,例如可以列举出热风回流、红外线回流等。另外,可以是整体加热或者局部加热的任一种方式。
回流工序的加热温度例如为200℃以上、优选为240℃以上,并且例如为300℃以下、优选为265℃以下。加热时间例如为1秒以上、优选为5秒以上、更优选为30秒以上,并且例如为2分钟以下、优选为1.5分钟以下。
通过在上述得到的传感器基板上使位置检测平面板隔开间隔相对配置来制造位置检测装置。
并且,该软磁性薄膜层叠电路基板11的制造方法具备以下工序:使含有软磁性颗粒6、孔隙率为15%以上且60%以下、并且呈半固化状态的软磁性热固化性薄膜2与电路基板5的一个面接触的工序;以及通过真空热压将软磁性热固化性薄膜2制成固化状态的工序。
因此,可以将软磁性薄膜10切实地粘接(或者固定)于电路基板5。因此,可以得到软磁性薄膜10与电路基板5的粘接性良好的软磁性薄膜层叠电路基板11。
另外,由于软磁性热固化性薄膜2具有特定的孔隙率并且在真空下进行热压,因此,可以一边通过软磁性热固化性薄膜2的孔隙使软磁性热固化性薄膜2固化,一边高效地吸引软磁性热固化性薄膜2与电路基板5的界面处的间隙的空气。由此,不仅所制造的软磁性薄膜层叠电路基板11与软磁性薄膜10的界面处的孔隙的产生减少,并且软磁性薄膜10内部的孔隙也减少,可以使软磁性薄膜高密度化。其结果,即使在使传感器部等电子部件安装于软磁性薄膜层叠电路基板11并且以高温化进行处理的回流工序中,也可以抑制因该孔隙的膨胀所导致的软磁性薄膜层叠电路基板11表面的凹凸的产生、软磁性薄膜10的剥离等。因此,可以得到耐回流优异的软磁性薄膜层叠电路基板11。
另外,由于不需要粘接剂层,因此可以实现软磁性薄膜层叠电路基板11的薄膜化。进而,由于设置粘接剂层的作业变得不需要,因此可以简单地制造软磁性薄膜层叠电路基板11。
另外,由于可以在电路基板5表面(附近)配置软磁性薄膜10,因此可以得到磁性特性优异的软磁性薄膜层叠电路基板11。
实施例
以下示出实施例和比较例进一步具体说明本发明,但本发明不限于这些实施例和比较例。另外,以下所示的实施例的数值可以替换为上述的实施方式中所记载的数值(即上限值或者下限值)。
实施例1
(电路基板的准备)
准备了在挠性基板(聚酰亚胺薄膜、厚度18μm)的双面形成有环形线圈状的厚度15μm的布线图案的双面布线图案形成电路基板(总厚度48μm、布线的宽度100μm、布线间的间隔(间距间隙)500μm)。
(软磁性热固化性薄膜的准备)
按照下述方法准备软磁性热固化性薄膜。
以使软磁性颗粒为50体积%的方式,将软磁性颗粒500质量份、丙烯酸酯系聚合物25质量份、双酚A型环氧树脂(1)13质量份、双酚A型环氧树脂(2)7质量份、苯酚芳烷基树脂9质量份、热固化催化剂0.27质量份(相对于热固化性树脂成分100质量份为0.5质量份)和聚醚磷酸酯2.5质量份(相对于软磁性颗粒100质量份为0.5质量份)混合,由此得到软磁性树脂组合物。
使该软磁性树脂组合物溶解于甲基乙基酮,由此制备固体成分浓度43质量%的软磁性树脂组合物溶液。
将该软磁性树脂组合物溶液涂布于进行了有机硅脱模处理的由聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜形成的隔离体(平均厚度为50μm)上,之后,在130℃下使其干燥2分钟。
由此,制造层叠有隔离体的软磁性热固化性薄膜(软磁性热固化性薄膜2单独的平均厚度为200μm)。该软磁性热固化性薄膜为半固化状态。
实施了该软磁性热固化性薄膜的孔隙率的测定(后述),结果为32%。另外,实施了比重的测定(后述),结果为2.7。
(软磁性薄膜层叠电路基板的制造)
将层叠有所准备的隔离体的软磁性热固化性薄膜以使软磁性热固化性薄膜表面与电路基板的一个面(布线图案表面)接触的方式层叠,接着,将其配置于真空热压装置(MikadoTechnosCo.,Ltd.制造)。
接着,在真空下1000Pa、温度175℃、压力400kN/cm2、30分钟的条件下实施热压,由此使软磁性热固化性薄膜热固化。由此,制造软磁性薄膜层叠电路基板。
对此时的软磁性薄膜(变为固化状态的软磁性热固化薄膜)的比重进行了测定,结果为4.0。
实施例2和实施例3
(电路基板和软磁性热固化性薄膜的准备)
以使软磁性颗粒为表1所记载的配混率(填充量)的方式调整软磁性颗粒的配混率,除此以外,与实施例1同样地操作,制造各实施例的软磁性薄膜层叠电路基板。另外,电路基板准备了与实施例1同样的电路基板。
(软磁性薄膜层叠电路基板的制造)
使用了该软磁性热固化性薄膜,除此以外,与实施例1同样地操作,制造软磁性薄膜层叠电路基板。
该薄膜的孔隙率和比重在表1中示出。
实施例4
(电路基板和软磁性热固化性薄膜的准备)
以使软磁性颗粒达到表1所记载的配混率(填充量)的方式调整软磁性颗粒的配混率,除此以外,与实施例1同样地操作,制造各实施例的软磁性薄膜层叠电路基板。另外,电路基板准备了与实施例1同样的电路基板。在使该软磁性热固化性薄膜层叠于电路基板之前,仅将软磁性热固化性薄膜配置于真空热压机,在真空下1000Pa、温度175℃、压力400kN/cm2、30秒的条件下实施了热压(前处理热压)。
(软磁性薄膜层叠电路基板的制造)
使用进行了该前处理热压的软磁性热固化性薄膜,除此以外,与实施例1同样地操作,制造软磁性薄膜层叠电路基板。
该薄膜的孔隙率和比重在表1中示出。
比较例1
(电路基板和软磁性热固化性薄膜的准备)
与实施例1同样地操作,准备了软磁性热固化性薄膜和电路基板。在使该软磁性热固化性薄膜层叠于电路基板之前,仅将软磁性热固化性薄膜配置于真空热压机,在真空下1000Pa、温度175℃、压力400kN/cm2、2分钟的条件下实施了热压(前处理热压)。
进行了该前处理热压的软磁性热固化性薄膜的孔隙率为13%,比重为3.5。
(软磁性薄膜层叠电路基板的制造)
使用进行了该前处理热压的软磁性热固化性薄膜,除此以外,与实施例1同样地操作,制造软磁性薄膜层叠电路基板。
对此时的软磁性薄膜(成为固化状态的软磁性热固化薄膜)的比重进行了测定,结果为3.7。
比较例2
(电路基板和软磁性热固化性薄膜的准备)
与实施例2同样地操作,准备了软磁性热固化性薄膜和电路基板。将该软磁性热固化性薄膜与电路基板接触之前,仅将软磁性热固化性薄膜配置于真空热压装置,在真空下1000Pa、温度175℃、压力400kN/cm2、2分钟的条件下实施了热压(前处理热压)。
进行了该前处理热压的软磁性热固化性薄膜的孔隙率为11%,比重为4.0。
(软磁性薄膜层叠电路基板的制造)
使用进行了该前处理热压的软磁性热固化性薄膜,除此以外,与实施例1同样地操作,制造软磁性薄膜层叠电路基板。
对此时的软磁性薄膜(成为固化状态的软磁性热固化薄膜)的比重进行了测定,结果为4.5。
<比重的测定>
将各实施例和各比较例的软磁性热固化性薄膜(半固化状态)以分别从隔离体剥离的状态按照下述方法进行测定;将各实施例和各比较例的软磁性薄膜(固化状态)以分别从电路基板剥离的状态按照下述方法进行测定。
薄膜的比重使用电子分析天枰(株式会社岛津制作所制造、“AEL-200”),利用比重测定法,分别测定在空气中的薄膜的重量(g)与在水中的薄膜的重量(g),根据下述式算出。
比重(S.G.)=W1/(W1-W2)
需要说明的是,式中的W1表示在空气中的薄膜的重量(g),W2表示在水中的薄膜的重量(g)。
<孔隙率的测定>
孔隙率按照下述式进行测定。
孔隙率(%)={1-(比重(S.G.))/(理论比重)}×100
(评价)
·粘接性
对于各实施例和各比较例的软磁性薄膜层叠电路基板,尝试了从电路基板仅剥离软磁性薄膜。
将没有发生软磁性薄膜的内聚破坏、可以仅将软磁性薄膜从电路基板完全地剥离的情况评价为×;将可以将软磁性薄膜从电路基板剥离、但软磁性薄膜的极小部分在电路基板上有附着的情况评价为△;将在剥离过程中发生软磁性薄膜的内聚破坏、软磁性薄膜的一部分在电路基板上附着的情况评价为○。
其结果在表1中示出。
·耐回流性
使各实施例和各比较例的软磁性薄膜层叠电路基板通过以将260℃以上的温度保持10秒的方式进行了温度设定的IR回流炉,得到回流处理基板。
对于该回流处理基板,将软磁性薄膜表面产生了凹凸、翘起的情况评价为×;将在软磁性薄膜表面确认到少许凹凸的产生的情况评价为△;将没有确认到软磁性薄膜表面产生凹凸的情况评价为○。
其结果在表1中示出。
·磁特性
使用阻抗分析器(Agilent株式会社制造、商品号“4294A”)以1匝法对各实施例和各比较例中得到的软磁性薄膜层叠电路基板上的软磁性薄膜的磁导率进行了测定。
将频率1MHz的磁导率μ’为100以上的情况评价为○;将低于100的情况评价为×。
其结果在表1中示出。
[表1]
需要说明的是,实施例和比较例中的各成分使用了下述的材料。
·Fe-Si-Al合金:商品名“SP-7”、软磁性颗粒、平均粒径65μm、扁平状、MATECO.,LTD.制造、比重6.8
·丙烯酸酯系聚合物:商品名“PARACRONW-197CM”、将丙烯酸乙酯-甲基丙烯酸甲酯作为主成分的丙烯酸酯系聚合物、根上工业株式会社制造、比重约1.0
·双酚A型环氧树脂(1):商品名“Epicoat1004”、环氧当量875~975g/eq、JER株式会社制造、比重1.21
·双酚A型环氧树脂(2):商品名、“EpicoatYL980”、环氧当量180~190g/eq、JER株式会社制造、比重1.15
·苯酚芳烷基树脂:商品名“MILEXXLC-4L”、羟基当量170g/eq、三井化学株式会社制造、比重1.18
·聚醚磷酸酯:商品名“HIPLAADED152”、聚醚磷酸酯、楠本化成株式会社制造、酸值17、比重1.03
·热固化催化剂:商品名“TPP-SCN”、四苯基鏻硫氰酸酯、北兴化学工业株式会社制造、比重约1.2
需要说明的是,虽然作为本发明的例示的实施方式提供了上述技术方案,但它们仅为例示,不应做限定性解释。本技术领域的技术人员所清楚的本发明的变形例包含在权利要求的保护范围内。
产业上的可利用性
根据本发明的制造方法得到的软磁性薄膜层叠电路基板可以适用于各种工业制品,具体而言,可以用于位置检测装置等。
附图标记说明
2软磁性热固化薄膜
5电路基板
6软磁性成分
7树脂成分
10软磁性薄膜
11软磁性薄膜层叠电路基板
Claims (2)
1.一种软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法,其特征在于,其是制造在电路基板的至少一个面上层叠有软磁性薄膜的软磁性薄膜层叠电路基板的方法,其具备以下工序:
使含有软磁性颗粒、孔隙率为15%以上且60%以下、并且呈半固化状态的软磁性热固化性薄膜与电路基板的一个面接触的工序;以及
通过真空热压将所述软磁性热固化性薄膜制成固化状态的工序。
2.根据权利要求1所述的软磁性薄膜层叠电路基板的制造方法,其特征在于,所述软磁性热固化性薄膜的固化状态的比重相对于所述软磁性热固化性薄膜的半固化状态的比重为1.5倍以上。
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