CN114350109A - 磁性糊料 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供即使含有磁性粉体而粘度也低、且能够得到机械强度也优异的固化物的磁性糊料等。本发明的解决手段是磁性糊料,其是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的磁性糊料,其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架。

Description

磁性糊料
技术领域
本发明涉及磁性糊料、树脂组合物、及使用该磁性糊料或树脂组合物的固化物、电路基板、以及感应器部件。
背景技术
随着近年来对电子设备的小型化、薄型化的要求,对用于电子设备的电路基板也要求小型化、布线的高密度化。作为这样的电路基板,已知有在通孔中填充糊状材料形成的电路基板。
例如,在专利文献1中,作为用于填充感应器部件用的电路基板中的通孔的树脂,记载了包含氧化铁(III)、钴氧化铁等磁性体粒子的填充树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-197624号公报。
发明内容
发明要解决的技术问题
为了提高如专利文献1的填充树脂那样的磁性糊料的固化物的相对磁导率,考虑使填充树脂含有磁性粉体的方法。但是,若使磁性糊料含有磁性粉体,则有时磁性糊料的粘度变高,磁性糊料的印刷性变差。特别是,如专利文献1中记载的填充树脂那样,在使用含有大量磁性粉体的糊料的情况下,糊料的粘度大幅上升,因此印刷性更差。
本发明是鉴于上述情况而完成的发明,其目的在于提供能够得到相对磁导率高的固化物且印刷性优异的磁性糊料、树脂组合物、以及使用该磁性糊料或树脂组合物的固化物、电路基板、感应器部件。
用于解决技术问题的手段
本发明人为了实现上述目的而进行了深入研究,结果发现,通过使用含有具有聚酯骨架的分散剂的磁性糊料,能够降低糊料的粘度而改善印刷性,同时还能够提高固化物的相对磁导率,从而完成了本发明。
即,本发明包含以下的内容;
[1]一种磁性糊料,其是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的磁性糊料,其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架,
[化学式1]
Figure BDA0003301437680000021
在通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数;
[2]根据[1]所述的磁性糊料,其中,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为0.1质量%以上且5质量%以下;
[3]根据[1]或[2]所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含:
(A-1)平均粒径为1μm以上的磁性粉体、及(A-2)平均粒径小于1μm的磁性粉体;
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含:
(A-1)平均粒径为1μm以上且10μm以下的磁性粉体、及(A-2)平均粒径为0.005μm以上且小于1μm的磁性粉体;
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的磁性糊料,其中,(A)成分为选自氧化铁粉及铁合金系金属粉中的至少一种;
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含氧化铁粉,该氧化铁粉包含:含有选自Ni、Cu、Mn及Zn中的至少一种元素的铁氧体;
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的磁性糊料,其中,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为70质量%以上且98质量%以下;
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的磁性糊料,其用于填充通孔;
[9]一种固化物,其是[1]~[8]中任一项所述的磁性糊料的固化物;
[10]一种电路基板,其具有:
具有通孔的基板、和
填充于所述通孔中的[1]~[8]中任一项所述的磁性糊料的固化物;
[11]一种树脂组合物,其是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的树脂组合物,
其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架,
[化学式2]
Figure BDA0003301437680000022
在通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数;
[12]一种固化物,其是[11]所述的树脂组合物的固化物;
[13]一种电路基板,其具有:
具有通孔的基板、和
填充于所述通孔中的[12]所述的树脂组合物的固化物;
[14]一种感应器部件,其包含[10]或[13]所述的电路基板。
发明效果
根据本发明,能够提供可得到相对磁导率高的固化物且印刷性优异的磁性糊料、树脂组合物、以及使用该磁性糊料或树脂组合物的固化物、电路基板、感应器部件。
附图说明
图1是作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的芯基板的示意性截面图;
图2是作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的形成有通孔的芯基板的示意性截面图;
图3是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的在通孔内形成有镀层的芯基板的模样的示意性截面图;
图4是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的在通孔内填充有磁性糊料的芯基板的模样的示意性截面图;
图5是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的使填充的磁性糊料热固化后的芯基板的模样的示意性截面图;
图6是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的研磨固化物后的芯基板的模样的示意性截面图;
图7是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的在进行了研磨的面上形成有导体层的芯基板的模样的示意性截面图;
图8是示出作为第1实施方式的电路基板的制造方法的一例的形成有图案导体层的芯基板的模样的示意性截面图;
图9是用于对作为第2实施方式的电路基板的制造方法的一例中所包括的(A)步骤进行说明的示意性截面图;
图10是用于对作为第2实施方式的电路基板的制造方法的一例中所包括的(A)步骤进行说明的示意性截面图;
图11是用于对作为第2实施方式的电路基板的制造方法的一例中所包括的(B)步骤进行说明的示意性截面图;
图12是用于对作为第2实施方式的电路基板的制造方法的一例中所包括的(D)步骤进行说明的示意性截面图;
图13是从感应器部件厚度方向的一侧观察包含通过作为一例的第2实施方式的电路基板的制造方法得到的电路基板的感应器部件的示意性俯视图;
图14是示出作为一例的包含在II-II点划线所示的位置切割的通过第2实施方式的电路基板的制造方法得到的电路基板的感应器部件的切割端面的示意图;
图15是用于对作为一例的包含通过第2实施方式的电路基板的制造方法得到的电路基板的感应器部件中的第1导体层的构成进行说明的示意性俯视图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明,各附图仅在可理解发明的程度上示意性地示出了构成要素的形状、大小及配置。本发明并不受以下记述的限定,各构成要素可以适宜变更。在以下说明所使用的附图中,有时对相同的构成要素标注相同的符号来表示,并省略重复的说明。此外,本发明的实施方式所涉及的构成并不一定通过图示例的配置来制造或使用。
[磁性糊料]
本发明的磁性糊料是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的磁性糊料,其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架,
[化学式3]
Figure BDA0003301437680000041
在通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的烃基,n表示2~1000的整数。
本发明中,通过含有(C)分散剂,磁性糊料的粘度降低,印刷性变得优异。此外,通常也可以提高其固化物的机械强度。此外,磁性糊料的固化物通常在频率为10~200MHz的范围内能够提高相对磁导率、以及降低磁损耗。
磁性糊料可以根据需要进一步包含(E)其它添加剂。以下,对本发明的磁性糊料中所含的各成分进行详细说明。
<(A)磁性粉体>
磁性糊料含有(A)磁性粉体作为(A)成分。(A)磁性粉体可以单独使用1种,也可以并用2种以上。作为(A)磁性粉体,可举出例如:纯铁粉末;Mg-Zn系铁氧体、Fe-Mn系铁氧体、Mn-Zn系铁氧体、Mn-Mg系铁氧体、Cu-Zn系铁氧体、Mg-Mn-Sr系铁氧体、Ni-Zn系铁氧体、Ba-Zn系铁氧体、Ba-Mg系铁氧体、Ba-Ni系铁氧体、Ba-Co系铁氧体、Ba-Ni-Co系铁氧体、Y系铁氧体、氧化铁粉(III)、四酸化三铁等氧化铁粉;Fe-Si系合金粉末、Fe-Si-Al系合金粉末、Fe-Cr系合金粉末、Fe-Cr-Si系合金粉末、Fe-Ni-Cr系合金粉末、Fe-Cr-Al系合金粉末、Fe-Ni系合金粉末、Fe-Ni-Mo系合金粉末、Fe-Ni-Mo-Cu系合金粉末、Fe-Co系合金粉末、或者Fe-Ni-Co系合金粉末等铁合金系金属粉;Co基非晶等非晶合金类。
其中,作为(A)磁性粉体,优选为选自氧化铁粉及铁合金系金属粉中的至少一种。作为氧化铁粉,优选包含含有选自Ni、Cu、Mn及Zn中的至少一种元素的铁氧体,更优选包含Mn的铁氧体。此外,作为铁合金系金属粉,优选包含含有选自Si、Cr、Al、Ni及Co中的至少一种元素的铁合金系金属粉。
作为(A)磁性粉体,可以使用市售的磁性粉体。作为可使用的市售的磁性粉体的具体例,可举出Powder-Tech公司制“M05S”、“M001”;山阳特殊制钢公司制“PST-S”;EPSONATMIX公司制“AW2-08”、“AW2-08PF20F”、“AW2-08PF10F”、“AW2-08PF3F”、“Fe-3.5Si-4.5CrPF20F”、“Fe-50NiPF20F”、“Fe-80Ni-4MoPF20F”;JFE化工公司制“LD-M”、“LD-MH”、“KNI-106”、“KNI-106GSM”、“KNI-106GS”、“KNI-109”、“KNI-109GSM”、“KNI-109GS”;户田工业公司制“KNS-415”、“BSF-547”、“BSF-029”、“BSN-125”、“BSN-125”、“BSN-714”、“BSN-828”、“S-1281”、“S-1641”、“S-1651”、“S-1470”、“S-1511”、“S-2430”;日本重化学工业公司制“JR09P2”;CIKNanoTEK公司制“Nanotek”;KinseiMatec公司制“JEMK-S”、“JEMK-H”:ALDRICH公司制“Yttriumiron oxide(氧化钇铁)”等。作为(A)磁性粉体,可以单独使用1种,从显著获得本发明的效果的观点出发,优选并用2种以上。
(A)磁性粉体优选为球状。磁性粉体的长轴的长度除以短轴的长度而得的值(长宽比)优选为2以下、更优选为1.5以下、进一步优选为1.2以下。一般而言,磁性粉体并非球状而为扁平形状则容易提高相对磁导率。但是,通常从能够降低磁损耗、而且得到具有优选粘度的糊料的观点出发,特别优选使用球状的磁性粉体。
从提高相对磁导率的观点出发,(A)磁性粉体的平均粒径优选为0.01μm以上、更优选为0.5μm以上、进一步优选为1μm以上。此外,优选为10μm以下、更优选为9μm以下、进一步优选为8μm以下。应予说明,并用2种以上(A)磁性粉体的情况下,(A)成分整体的平均粒径只要在上述范围内即可。
磁性粉体的平均粒径可以通过基于米氏(Mie)散射理论的激光衍射-散射法来测定。具体地,可以通过激光衍射散射式粒径分布测定装置,以体积为基准制作磁性粉体的粒径分布并将其中值直径设为平均粒径来测定。测定样品可优选使用将磁性粉体通过超声波分散于水中而成的样品。作为激光衍射散射式粒径分布测定装置,可以使用株式会社堀场制作所制“LA-500”、株式会社岛津制作所制“SALD-2200”等。
从提高相对磁导率的观点出发,(A)磁性粉体的比表面积优选为0.05m2/g以上、更优选为0.1m2/g以上、进一步优选为0.3m2/g以上。此外,优选为10m2/g以下、更优选为8m2/g以下、进一步优选为5m2/g以下。(A)磁性粉体的比表面积可以通过BET法测定。应予说明,并用2种以上(A)磁性粉体的情况下,(A)成分整体的比表面积只要在上述范围内即可。
从提高相对磁导率的观点出发,(A)磁性粉体优选包含:(A-1)平均粒径为1μm以上的磁性粉体、及(A-2)平均粒径小于1μm的磁性粉体。
(A-1)平均粒径为1μm以上的磁性粉体的平均粒径为1μm以上、优选为1.2μm以上、更优选为1.5μm以上。(A-1)成分的平均粒径的上限值优选为10μm以下、更优选为9μm以下、进一步优选为8μm以下。(A-1)成分的平均粒径能够通过上述方法测定。
(A-1)成分的比表面积优选为0.01m2/g以上、更优选为0.05m2/g以上、进一步优选为0.1m2/g以上。此外,优选为2m2/g以下、更优选为1.5m2/g以下、进一步优选为1m2/g以下。(A-1)成分的比表面积能够通过上述方法测定。
(A-2)平均粒径小于1μm的磁性粉体的平均粒径为小于1μm、优选为0.8μm以下、更优选为0.5μm以下。(A-2)成分的平均粒径的下限值优选为0.005μm以上、更优选为0.01μm以上、进一步优选为0.02μm以上。(A-2)成分的平均粒径能够通过上述方法测定。
(A-2)成分的比表面积优选为1m2/g以上、更优选为2m2/g以上、进一步优选为3m2/g以上。此外,优选为500m2/g以下、更优选为400m2/g以下、进一步优选为300m2/g以下。(A-2)成分的比表面积能够通过上述方法测定。
作为(A)成分的适宜的实施方式,优选包含(A-1)平均粒径为1μm以上且10μm以下的磁性粉体、及(A-2)平均粒径为0.005μm以上且小于1μm的磁性粉体;更优选包含(A-1)平均粒径为1.2μm以上且9μm以下的磁性粉体、及(A-2)平均粒径为0.01μm以上且小于0.8μm的磁性粉体;进一步优选包含(A-1)平均粒径为1.5μm以上且8μm以下的磁性粉体、及(A-2)平均粒径为0.02μm以上且小于0.5μm的磁性粉体。
从提高相对磁导率及降低损耗系数的观点出发,在将磁性糊料中的不挥发成分设为100体积%时,(A)磁性粉体的含量(体积%)优选为40体积%以上、更优选为50体积%以上、进一步优选为60体积%以上。此外,优选为85体积%以下、更优选为80体积%以下、进一步优选为70体积%以下。
从提高相对磁导率及降低损耗系数的观点出发,在将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(A)磁性粉体的含量(质量%)优选为70质量%以上、更优选为75质量%以上、进一步优选为80质量%以上。此外,优选为98质量%以下、更优选为95质量%以下、进一步优选为90质量%以下。应予说明,在本发明中,磁性糊料中的各成分的含量若无另外说明,则是将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的值。
在(A)成分包含(A-1)成分及(A-2)成分的情况下,从提高相对磁导率及降低损耗系数的观点出发,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(A-1)成分的含量(质量%)优选为65质量%以上、更优选为70质量%以上。此外,优选为98质量%以下、更优选为95质量%以下、进一步优选为90质量%以下。
在(A)成分包含(A-1)成分及(A-2)成分的情况下,从提高相对磁导率及降低损耗系数的观点出发,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(A-2)成分的含量(质量%)优选为5质量%以上、更优选为10质量%以上、进一步优选为15质量%以上。此外,优选为98质量%以下、更优选为95质量%以下、进一步优选为90质量%以下。
在将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(A-1)成分的含量记为a1、并将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(A-2)成分的含量记为a2时,a1/a2优选为10以下、更优选为8以下、进一步优选为5以下,优选为1以上、更优选为2以上、进一步优选为3以上。通过以a1/a2为上述范围内的方式调整(A)成分的含量,可以更显著地得到本发明所期望的效果。
<(B)环氧树脂>
磁性糊料含有(B)环氧树脂作为(B)成分。作为(B)环氧树脂,可举出例如:双酚A型环氧树脂;双酚F型环氧树脂;双酚S型环氧树脂;双酚AF型环氧树脂;双环戊二烯型环氧树脂;三酚型环氧树脂;苯酚酚醛清漆(phenolnovolac)型环氧树脂;叔丁基邻苯二酚型环氧树脂;萘酚酚醛清漆(naphtholnovolac)型环氧树脂、萘型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、蒽型环氧树脂等具有稠环结构的环氧树脂;缩水甘油胺型环氧树脂;缩水甘油酯型环氧树脂;甲酚酚醛清漆(cresolnovolac)型环氧树脂;联苯型环氧树脂;线性脂肪族环氧树脂;具有丁二烯结构的环氧树脂;脂环族环氧树脂;杂环式环氧树脂;含螺环的环氧树脂;环己烷二甲醇型环氧树脂;三羟甲基型环氧树脂;四苯基乙烷型环氧树脂;环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂等。环氧树脂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。(B)环氧树脂优选为选自环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂、双酚A型环氧树脂及双酚F型环氧树脂中的1种以上。
(B)环氧树脂优选包含在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂。此外,(B)环氧树脂优选具有芳香族结构,在使用2种以上的环氧树脂时,更优选至少一种具有芳香族结构。芳香族结构是指通常被定义为芳香族的化学结构,也包括多环芳香族及芳香族杂环。相对于环氧树脂的不挥发成分100质量%,在1分子中具有2个以上环氧基的环氧树脂的比例优选为50质量%以上、更优选为60质量%以上、特别优选为70质量%以上。
环氧树脂有温度25℃下为液状的环氧树脂(以下有时称为“液状环氧树脂”)和温度25℃下为固体状的环氧树脂(以下有时称为“固体状环氧树脂”)。磁性糊料中,作为(B)环氧树脂,可以仅包含液状环氧树脂,也可以仅包含固体状环氧树脂,还可以组合包含液状环氧树脂及固体状环氧树脂,从降低磁性糊料的粘度的观点出发,优选包含液状环氧树脂。
作为液状环氧树脂,优选为GLYCIROL(グリシロール)型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚AF型环氧树脂、萘型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、具有酯骨架的脂环族环氧树脂、环己烷二甲醇型环氧树脂、环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂、环状脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂、环状脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂及具有丁二烯结构的环氧树脂,更优选为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂、及环状脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂。作为液状环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032”、“HP4032D”、“HP4032SS”(萘型环氧树脂);三菱化学公司制的“828US”、“jER828EL”(双酚A型环氧树脂)、“jER807”(双酚F型环氧树脂)、“jER152”(苯酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“630”、“630LSD”、ADEKA公司制的“ED-523T”(GLYCIROL型环氧树脂(ADEKAGLYCIROL))、“EP-3980S”(缩水甘油胺型环氧树脂)、“EP-4088S”(双环戊二烯型环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ZX1059”(双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的混合品)、“EX-201”(环状脂肪族缩水甘油醚型环氧树脂)、“ZX1658”、“ZX1658GS”(环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂);NagaseChemteX公司制的“EX-721”(缩水甘油酯型环氧树脂);Daicel公司制的“Celloxide2021P”(具有酯骨架的脂环族环氧树脂)、“PB-3600”(具有丁二烯结构的环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
作为固体状环氧树脂,优选为萘型四官能环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、三酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘醚型环氧树脂、蒽型环氧树脂、双酚A型环氧树脂、四苯基乙烷型环氧树脂,更优选为萘型四官能环氧树脂、萘酚型环氧树脂、及联苯型环氧树脂。作为固体状环氧树脂的具体例,可举出:DIC公司制的“HP4032H”(萘型环氧树脂)、“HP-4700”、“HP-4710”(萘型四官能环氧树脂)、“N-690”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂)、“N-695”(甲酚酚醛清漆型环氧树脂)、“HP-7200”、“HP-7200HH”、“HP-7200H”(双环戊二烯型环氧树脂)、“EXA-7311”、“EXA-7311-G3”、“EXA-7311-G4”、“EXA-7311-G4S”、“HP6000”(萘醚型环氧树脂);日本化药公司制的“EPPN-502H”(三酚型环氧树脂)、“NC7000L”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂)、“NC3000H”、“NC3000”、“NC3000L”、“NC3100”(联苯型环氧树脂);日铁化学&材料公司制的“ESN475V”(萘型环氧树脂)、“ESN485”(萘酚酚醛清漆型环氧树脂);三菱化学公司制的“YX4000H”、“YL6121”(联苯型环氧树脂)、“YX4000HK”(联二甲酚型环氧树脂)、“YX8800”(蒽型环氧树脂);大阪燃气化学公司制的“PG-100”、“CG-500”、三菱化学公司制的“YL7760”(双酚AF型环氧树脂)、“YL7800”(芴型环氧树脂)、“jER1010”(固体状双酚A型环氧树脂)、“jER1031S”(四苯基乙烷型环氧树脂)等。它们可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
作为(B)环氧树脂,在并用液状环氧树脂与固体状环氧树脂时,它们的量比(液状环氧树脂:固体状环氧树脂)以质量比计优选为1:0.1~1:4的范围。通过使液状环氧树脂与固体状环氧树脂的量比为上述范围,可得到能够获得具有充分断裂强度的固化物等的效果。从上述效果的观点出发,液状环氧树脂与固体状环氧树脂的量比(液状环氧树脂:固体状环氧树脂)以质量比计优选为1:0.3~1:3.5的范围、进一步优选为1:0.6~1:3的范围、特别优选为1:0.8~1:2.5的范围。
从得到示出良好机械强度的磁性层的观点出发,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(B)环氧树脂的含量优选为1质量%以上、更优选为3质量%以上、进一步优选为5质量%以上、10质量%以上。环氧树脂的含量的上限只要能够实现本发明的效果则没有特别限定,优选为30质量%以下、更优选为25质量%以下、进一步优选为20质量%以下。
将磁性糊料中的不挥发成分设为100体积%时,(B)环氧树脂的含量(体积%)优选为1体积%以上、更优选为3体积%以上、进一步优选为5体积%以上。上限只要能够实现本发明的效果则没有特别限定,优选为25体积%以下、更优选为20体积%以下、进一步优选为15体积%以下。
(B)环氧树脂的环氧当量优选为50g/eq.~5000g/eq.、更优选为50g/eq.~3000g/eq.、进一步优选为80g/eq.~2000g/eq.、进一步更优选为110g/eq.~1000g/eq.。通过为该范围,固化物的交联密度变得充分,可以提供表面粗糙度小的磁性层。应予说明,环氧当量可以依照JISK7236来测定,是包含1当量的环氧基的树脂的质量。
(B)环氧树脂的重均分子量优选为100~5000、更优选为250~3000、进一步优选为400~1500。这里,环氧树脂的重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算的重均分子量。
<(C)分散剂>
磁性糊料含有(C)具有下述通式(1)所示的聚酯骨架的分散剂作为(C)成分;
[化学式4]
Figure BDA0003301437680000101
通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数。
如上所述,(A)磁性粉体的含量越高,则磁性糊料的粘度越上升,进而磁性糊料的固化物的机械强度越差。本发明中,磁性糊料中含有作为分散剂的(C)成分,因此与不含(C)成分的糊料(即,除了不含(C)成分以外,与磁性糊料具有相同组成的糊料)相比,可以降低粘度。所以,即使(A)磁性粉体的含量多,也能够抑制磁性糊料的粘度上升,能够进一步提高磁性糊料的固化物的机械强度。
(C)成分具有通式(1)所示的聚酯骨架:
[化学式5]
Figure BDA0003301437680000102
通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数。
通式(1)中的R表示碳原子数为2~10的二价烃基。烃基的碳原子数为2以上、优选为3以上、更优选为4以上。碳原子数的上限为10以下、优选为8以下、更优选为6以下。烃基可以为直链状、支链状、环状中的任一种,优选为直链状、支链状的烃基。作为烃基,可举出脂肪族烃基、芳香族烃基,优选为脂肪族烃基。作为烃基的具体例,可举出亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基等。其中,从显著地得到本发明的效果的观点出发,烃基优选为亚烷基。
作为亚烷基,可举出例如:亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基等。作为亚烯基,可举出例如:亚乙烯基、亚丙烯基、亚丁烯基、亚戊烯基、亚己烯基、亚庚烯基、亚辛烯基、亚壬烯基、亚癸烯基等。作为亚炔基,可举出例如:亚乙炔基、亚丙炔基、亚丁炔基、亚戊炔基、亚己炔基、亚庚炔基、亚辛炔基、亚壬炔基、亚癸炔基等。作为亚芳基,可举出例如:亚苯基、亚萘基等。其中,R优选为亚丁基、亚戊基。
通式(1)中的R表示的二价烃基可以不具有取代基或具有取代基。作为取代基,并无特别限制,可举出例如:卤素原子、-OH、-O-C1-6烷基、-N(C1-10烷基)2、C1-10烷基、C6-10芳基、-NH2、-CN、-C(O)O-C1-10烷基、-COOH、-C(O)H、-NO2等。这里,术语“Cp-q”(p及q为正整数,满足p<q)表示紧接该术语之后记载的有机基团的碳原子数为p~q。例如,“C1-10烷基”的表述表示碳原子数为1~10的烷基。这些取代基可以相互键合成环,环结构也包括螺环、稠环。
上述取代基可以进一步具有取代基(以下,有时称为“二次取代基”)。作为二次取代基,若无特别记载,则可以使用与上述取代基相同的取代基。
通式(1)中的n表示2~1000的整数。n为2以上、优选为5以上、更优选为10以上。上限为1000以下、优选为500以下、更优选为100以下、50以下。
只要不妨碍本发明的效果,(C)成分除了具有通式(1)所示的聚酯骨架之外,还可以包含任意的骨架。作为任意的骨架,可举出例如通式(1)中的R为碳原子数1或11以上的二价烃基的聚酯骨架(n与式(1)相同)、聚烯丙基胺骨架。例如,聚酯骨架的末端没有特别限定。
作为(C)成分的末端,可举出例如后述的羧酸的残基、羟基、氢原子等。
具有通式(1)所示的聚酯骨架的(C)成分例如可以通过使通式(2)所示的内酯和羧酸反应来制造;
[化学式6]
Figure BDA0003301437680000111
通式(2)中,R2与通式(1)中的R相同。
作为通式(2)所示的内酯,可举出例如:ε-己内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、δ-戊内酯、β-甲基-δ-戊内酯、4-甲基己内酯、2-甲基己内酯等。
羧酸可以使用作为通式(2)所示的内酯的开环聚合的引发剂发挥功能的羧酸。作为这样的羧酸,可举出例如:蓖麻醇酸、蓖麻油酸、9和10-羟基硬脂酸、蓖麻油脂肪酸、氢化蓖麻油脂肪酸、乳酸、12-羟基硬脂酸、乙醇酸等羟基羧酸;十二烷酸、硬脂酸等。其中,从显著地得到本发明的效果的观点出发,优选为羟基羧酸。
反应温度优选为120~220℃、更优选为160~210℃。此外,反应时间优选为0.5~72小时。若在氮气流下进行反应,则可以得到聚合度大的聚酯。
此外,前述反应中,根据需要,从控制反应的观点出发,可以使用聚合催化剂或聚合引发剂。
作为聚合催化剂,可举出例如:四甲基氯化铵、四丁基氯化铵、四甲基溴化铵、四丁基溴化铵、四甲基碘化铵、四丁基碘化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三甲基碘化铵等季铵盐;四甲基氯化鏻、四丁基氯化鏻、四甲基溴化鏻、四丁基溴化鏻、四甲基碘化鏻、四丁基碘化鏻、苄基三甲基氯化鏻、苄基三甲基溴化鏻、苄基三甲基碘化鏻、四苯基氯化鏻、四苯基溴化鏻、四苯基碘化鏻等季鏻盐;三苯基膦等磷化合物;乙酸钾、乙酸钠、苯甲酸钾、苯甲酸钠等有机羧酸盐;醇钠、醇钾等碱金属醇盐;叔胺类;有机锡化合物;有机铝化合物;钛酸四丁酯等有机钛酸酯化合物;氯化锌等锌化合物;等。
作为聚合引发剂,可举出例如:乙酸、丙酸、辛酸(caprylicacid)、壬酸、癸酸(capric acid)、辛酸(octylicacid)、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、异壬酸、花生酸等脂肪族单羧酸;苯甲酸、对丁基苯甲酸等芳香族单羧酸;等单羧酸等。
在(C)成分的制造中,只要不妨碍本发明的效果,除了通式(2)所示的内酯及羧酸之外,还可以进一步使用任意的单体。作为任意的单体,可举出例如聚烯丙基胺等。例如,在使用聚烯丙基胺作为任意的单体时,可以制造除了具有通式(1)所示的聚酯骨架之外、还包含聚烯丙基胺骨架的(C)成分。反应温度及反应时间与具有通式(1)所示的聚酯骨架的(C)成分的制造的反应温度及反应时间相同。
聚烯丙基胺通过在聚合引发剂和/或链转移催化剂的存在下使烯丙胺聚合而得到。
聚合引发剂并无特别限定,可举出例如:甲乙酮等酮过氧化物类、苯甲酰过氧化物等二酰基过氧化物类、过氧化二碳酸二异丙酯等过氧化二碳酸酯类、1,1-双(叔丁基过氧)环己烷等过氧化缩酮类、过氧化氢叔丁基等过氧化氢类、过氧化新戊酸叔丁酯等过氧化酯类、其它偶氮双异丁腈、过氧化氢、亚铁盐等。进一步还可以使用日本特公平2-14364号公报中记载的聚合引发剂。它们可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
作为链转移催化剂没有特别限定,可举出例如:月桂基硫醇等烷基硫醇类、巯基乙酸、2-巯基丙酸、3-巯基丙酸等硫代羧酸类、硫代乙醇酸丁酯、硫代乙醇酸2-乙基己酯等硫代羧酸酯等。它们可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
作为聚烯丙基胺的重均分子量,优选为150~100000、更优选为600~20000。重均分子量若为150以上,则对(A)成分等粒子的吸附力提高,粒子分散性提高,重均分子量若为100000以下,则可以抑制粒子彼此的聚集,粒子分散性提高。应予说明,还可以使用日本特公平2-14364号公报中记载的方法,制造任意重均分子量的聚烯丙基胺。
聚烯丙基胺可以使用市售品。作为聚烯丙基胺的市售品,可举出例如:NittoboMedical公司制“PAA-01”、“PAA-03”、“PAA-05”、“PAA-08”、“PAA-15”、“PAA-15C”、“PAA-25”等。
本发明中的(C)成分的pH通常可以为4以上且小于7。pH可以通过指示剂法测定。具体地,可以通过将在丙酮中溶解分散剂而制备的分散剂浓度为0.1g/mL的测定样品(22℃)浸渍于pH试纸中来测定。作为pH试纸,可以使用能够测定酸性区域的pH的pH试纸(例如测定区域为pH0.0~14.0、pH1.0~14.0、pH0.5~5.0的试纸等),可举出例如ASONE公司制的pH试纸“pH试纸pH1~14”(pH测定范围pH1.0~14.0)等。
作为(C)成分的酸值,从显著地得到本发明效果的观点出发,优选为1mgKOH/g以上、更优选为3mgKOH/g以上、进一步优选为5mgKOH/g以上,优选为30mgKOH/g以下、更优选为25mgKOH/g以下、进一步优选为20mgKOH/g以下。酸值可以通过中和滴定法来测定。
在(C)成分为与聚烯丙基胺反应而得的分散剂的情况下,从显著地得到本发明效果的观点出发,胺值优选为1mgKOH/g以上、更优选为5mgKOH/g以上、进一步优选为10mgKOH/g以上,优选为45mgKOH/g以下、更优选为40mgKOH/g以下、进一步优选为35mgKOH/g以下。胺值可以通过中和滴定法来测定。
作为(C)成分的重均分子量,从显著地得到本发明效果的观点出发,优选为2000以上、更优选为3000以上、进一步优选为5000以上,优选为50000以下、更优选为40000以下、进一步优选为30000以下。重均分子量是通过凝胶渗透色谱(GPC)法测定的聚苯乙烯换算的重量分子量。
从显著发挥本发明效果的观点出发,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量优选为0.1质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上,上限优选为5质量%以下、更优选为4质量%以下、进一步优选为3质量%以下。
将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(C)成分的质量记为C1、并将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(A)磁性粉体的质量记为A1时,(C1/A1)×100优选为0.1以上、更优选为0.3以上、进一步优选为0.5以上,优选为10以下、更优选为5以下、进一步优选为1以下。通过以(C1/A1)×100为上述范围内的方式调整(A)成分及(C)的质量,可以更显著地得到本发明所期望的效果。
<(D)固化剂>
磁性糊料含有(D)固化剂。(D)固化剂包括:具有将(B)环氧树脂固化的功能的环氧树脂固化剂、和具有促进(B)环氧树脂的固化速度的功能的固化促进剂。磁性糊料优选含有环氧树脂固化剂作为(D)固化剂。作为(D)固化剂,也可以与环氧树脂固化剂一起含有固化促进剂。固化促进剂通常与环氧树脂固化剂并用。
-环氧树脂固化剂-
环氧树脂固化剂通常可与环氧树脂反应而使磁性糊料固化。作为环氧树脂固化剂,可举出例如:苯酚系环氧树脂固化剂、萘酚系环氧树脂固化剂、活性酯系环氧树脂固化剂、酸酐系环氧树脂固化剂、苯并噁嗪系环氧树脂固化剂、氰酸酯系环氧树脂固化剂、及咪唑系环氧树脂固化剂。作为环氧树脂固化剂,从降低磁性糊料的粘度的观点出发,优选为酸酐系环氧树脂固化剂、及咪唑系环氧树脂固化剂,进一步从所得固化物的机械强度的观点出发则更优选咪唑系环氧树脂固化剂。环氧树脂固化剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
作为苯酚系环氧树脂固化剂及萘酚系环氧树脂固化剂,从耐热性及耐水性的观点出发,优选为具有酚醛结构的苯酚系环氧树脂固化剂、或具有酚醛结构的萘酚系环氧树脂固化剂。作为苯酚系环氧树脂固化剂,优选为含氮苯酚系环氧树脂固化剂,更优选为含三嗪骨架的苯酚系环氧树脂固化剂,进一步优选含三嗪骨架的苯酚酚醛清漆环氧树脂固化剂。
作为苯酚系环氧树脂固化剂及萘酚系环氧树脂固化剂的具体例,可举出明和化成公司制的“MEH-7700”、“MEH-7810”、“MEH-7851”、日本化药公司制的“NHN”、“CBN”、“GPH”、新日铁住金化学公司制的“SN170”、“SN180”、“SN190”、“SN475”、“SN485”、“SN495V”、“SN375”、“SN395”、DIC公司制的“TD-2090”、“LA-7052”、“LA-7054”、“LA-1356”、“LA-3018-50P”、“EXB-9500”、“HPC-9500”、“KA-1160”、“KA-1163”、“KA-1165”、群荣化学公司制的“GDP-6115L”、“GDP-6115H”等。
活性酯系环氧树脂固化剂没有特别限制,通常优选使用酚酯类、硫酚酯类、N-羟基胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在1分子中具有2个以上反应活性高的酯基的化合物。该活性酯系环氧树脂固化剂优选为通过羧酸化合物和/或硫代羧酸化合物与羟基化合物和/或硫醇化合物的缩合反应得到的活性酯系环氧树脂固化剂。特别是从提高耐热性的观点出发,优选为由羧酸化合物与羟基化合物得到的活性酯系环氧树脂固化剂,更优选为由羧酸化合物与苯酚化合物和/或萘酚化合物得到的活性酯系环氧树脂固化剂。作为羧酸化合物,可举出例如苯甲酸、乙酸、琥珀酸、马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、均苯四酸等。作为苯酚化合物或萘酚化合物,可举出例如:对苯二酚、间苯二酚、双酚A、双酚F、双酚S、酚酞啉、甲基化双酚A、甲基化双酚F、甲基化双酚S、苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、邻苯二酚、α-萘酚、β-萘酚、1,5-二羟基萘、1,6-二羟基萘、2,6-二羟基萘、二羟基二苯甲酮、三羟基二苯甲酮、四羟基二苯甲酮、间苯三酚、三羟基苯、双环戊二烯型二苯酚化合物、线型酚醛树脂(phenolnovolac)等。此处,“双环戊二烯型二苯酚化合物”是指苯酚2分子与双环戊二烯1分子缩合得到的二苯酚化合物。
具体地,优选为包含双环戊二烯型二苯酚结构的活性酯系环氧树脂固化剂、包含萘结构的活性酯系环氧树脂固化剂、包含线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯系环氧树脂固化剂、包含线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯系环氧树脂固化剂。“双环戊二烯型二苯酚结构”表示包含亚苯基-双环戊烯-亚苯基的2价的结构。
作为活性酯系环氧树脂固化剂的市售品,包含双环戊二烯型二苯酚结构的活性酯系环氧树脂固化剂可举出DIC公司制的“EXB9451”、“EXB9460”、“EXB9460S”、“HPC-8000-65T”、“HPC-8000H-65TM”、“EXB-8000L-65TM”;包含萘结构的活性酯化合物可举出DIC公司制的“EXB9416-70BK”;包含线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯系环氧树脂固化剂可举出三菱化学公司制的“DC808”;包含线型酚醛树脂的苯甲酰化物的活性酯系环氧树脂固化剂可举出三菱化学公司制的“YLH1026”、“YLH1030”、“YLH1048”;作为线型酚醛树脂的乙酰化物的活性酯系环氧树脂固化剂可举出三菱化学公司制的“DC808”;等。
作为酸酐系环氧树脂固化剂,可举出在1分子内具有1个以上酸酐基的环氧树脂固化剂。作为酸酐系环氧树脂固化剂的具体例,可举出邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、氢化甲基纳迪克酸酐、三烷基四氢邻苯二甲酸酐、十二烯基琥珀酸酐、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、萘四甲酸二酐、氧双邻苯二甲酸二酐、3,3’-4,4’-二苯基砜四甲酸二酐、1,3,3a,4,5,9b-六氢-5-(四氢-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘并[1,2-C]呋喃-1,3-二酮、乙二醇双(脱水偏苯三酸酯)、苯乙烯和马来酸共聚而成的苯乙烯-马来酸树脂等聚合物型的酸酐等。
作为酸酐系环氧树脂固化剂的市售品,可举出新日本理化公司制的“HNA-100”、“MH-700”等。
作为苯并噁嗪系环氧树脂固化剂的具体例,可举出昭和高分子公司制的“HFB2006M”、四国化成工业公司制的“P-d”、“F-a”。
作为氰酸酯系环氧树脂固化剂,可举出例如:双酚A二氰酸酯、多酚氰酸酯、低聚(3-亚甲基-1,5-亚苯基氰酸酯)、4,4’-亚甲基双(2,6-二甲基苯基氰酸酯)、4,4’-亚乙基二苯基二氰酸酯、六氟双酚A二氰酸酯、2,2-双(4-氰酸酯)苯基丙烷、1,1-双(4-氰酸酯苯基甲烷)、双(4-氰酸酯-3,5-二甲基苯基)甲烷、1,3-双(4-氰酸酯苯基-1-(甲基亚乙基))苯、双(4-氰酸酯苯基)硫醚、和双(4-氰酸酯苯基)醚等2官能氰酸酯树脂、由苯酚酚醛清漆树脂和甲酚酚醛清漆树脂等衍生的多官能氰酸酯树脂、这些氰酸酯树脂一部分三嗪化的预聚物等。作为氰酸酯系环氧树脂固化剂的具体例,可举出Lonza日本公司制的“PT30”及“PT60”(均为苯酚酚醛清漆型多官能氰酸酯树脂)、“BA230”、“BA230S75”(双酚A二氰酸酯的一部分或全部三嗪化而成为三聚物的预聚物)等。
作为咪唑系环氧树脂固化剂,可举出例如:2-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1,2-二甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、1-氰基乙基-2-苯基咪唑鎓偏苯三酸盐、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-十一烷基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪、2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-均三嗪异氰脲酸加合物、2-苯基咪唑异氰脲酸加合物、2-苯基-4,5-二羟基甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、2,3-二氢-1H-吡咯并[1,2-a]苯并咪唑、1-十二烷基-2-甲基-3-苄基咪唑鎓氯化物、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉等咪唑化合物和咪唑化合物与环氧树脂的加合物,优选为2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-苯基咪唑。
作为咪唑系环氧树脂固化剂,可以使用市售品,可举出例如:四国化成工业公司制的“2MZA-PW”、“2PHZ-PW”、三菱化学公司制的“P200-H50”等。
以[环氧树脂的环氧基的总计数]:[环氧树脂固化剂的反应基团的总计数]的比率计,环氧树脂与环氧树脂固化剂的量比优选为1:0.2~1:2的范围、更优选为1:0.3~1:1.5的范围、进一步优选为1:0.4~1:1的范围。这里,环氧树脂固化剂的反应基团是指活性羟基、活性酯基等,根据环氧树脂固化剂的种类而不同。此外,环氧树脂的环氧基的总计数是指将各环氧树脂的不挥发成分的质量除以环氧当量而得的值针对全部环氧树脂进行总计而得的值,环氧树脂固化剂的反应基团的总计数是指将各环氧树脂固化剂的不挥发成分的质量除以反应基团当量而得的值针对全部环氧树脂固化剂进行总计而得的值。通过使环氧树脂与环氧树脂固化剂的量比为上述范围内,制为固化物时的耐热性更加提高。
-固化促进剂-
固化促进剂通常在环氧树脂的固化反应中可作为催化剂而发挥作用,促进固化反应。作为固化促进剂,可举出例如:胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、磷系固化促进剂、胍系固化促进剂、金属系固化促进剂等。从降低磁性糊料的粘度的观点出发,固化促进剂优选为胺系固化促进剂、咪唑系固化促进剂、及胍系固化促进剂,进一步从提高所得固化物的机械强度的观点出发则更优选咪唑系固化促进剂。固化促进剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。固化促进剂通常可与环氧树脂固化剂并用。
作为胺系固化促进剂,可举出例如:三乙基胺、三丁基胺等三烷基胺、4-二甲基氨基吡啶、苄基二甲基胺、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯等,优选为4-二甲基氨基吡啶、1,8-二氮杂双环(5,4,0)-十一碳烯。
作为胺系固化促进剂,可以使用市售品,可举出例如AjinomotoFine-Techno公司制的“PN-50”、“PN-23”、“MY-25”等。
作为咪唑系固化促进剂,与前述咪唑系环氧树脂固化剂相同。前述咪唑系环氧树脂固化剂在与其它环氧树脂固化剂并用时,有时作为固化促进剂发挥功能。
作为磷系固化促进剂,可举出例如:三苯基膦、鏻硼酸盐化合物、四苯基鏻四苯基硼酸盐、正丁基鏻四苯基硼酸盐、四丁基鏻癸酸盐、(4-甲基苯基)三苯基鏻硫氰酸盐、四苯基鏻硫氰酸盐、丁基三苯基鏻硫氰酸盐等,优选为三苯基膦、四丁基鏻癸酸盐。
作为胍系固化促进剂,可举出例如:双氰胺、1-甲基胍、1-乙基胍、1-环己基胍、1-苯基胍、1-(邻甲苯基)胍、二甲基胍、二苯基胍、三甲基胍、四甲基胍、五甲基胍、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、7-甲基-1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1-甲基双胍、1-乙基双胍、1-正丁基双胍、1-正十八烷基双胍、1,1-二甲基双胍、1,1-二乙基双胍、1-环己基双胍、1-烯丙基双胍、1-苯基双胍、1-(邻甲苯基)双胍等,优选为双氰胺、1,5,7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯。
作为金属系固化促进剂,可举出例如:钴、铜、锌、铁、镍、锰、锡等金属的有机金属络合物或有机金属盐。作为有机金属络合物的具体例,可举出乙酰丙酮钴(II)、乙酰丙酮钴(III)等有机钴络合物、乙酰丙酮铜(II)等有机铜络合物、乙酰丙酮锌(II)等有机锌络合物、乙酰丙酮铁(III)等有机铁络合物、乙酰丙酮镍(II)等有机镍络合物、乙酰丙酮锰(II)等有机锰络合物等。作为有机金属盐,可举出例如:辛酸锌、辛酸錫、环烷酸锌、环烷酸钴、硬脂酸锡、硬脂酸锌等。
(D)固化剂的含量在将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,从降低磁性糊料的粘度、提高粘度的适用期的观点出发,优选为0.1质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上,上限优选为5质量%以下、更优选为3质量%以下、进一步优选为1质量%以下。
将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(D)固化剂的质量记为D1、并将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(C)分散剂的质量记为C1时,C1/D1优选为0.1以上、更优选为0.15以上、进一步优选为0.2以上,优选为5以下、更优选为3以下、进一步优选为2.5以下。通过以C1/D1为上述范围内的方式调整(C)成分及(D)成分的质量,可以更显著地得到本发明所期望的效果。
将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(A)磁性粉体的质量记为A1、将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(B)环氧树脂的质量记为B1、将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(C)分散剂的质量记为C1、并将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(D)固化剂的质量记为D1时,(B1+C1+D1)/A1优选为0.01以上、更优选为0.05以上、进一步优选为0.1以上,优选为1以下、更优选为0.5以下、进一步优选为0.3以下。通过以(B1+C1+D1)/A1为上述范围内的方式调整(A)成分~(D)成分的质量,可以更显著地得到本发明所期望的效果。
将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(A)磁性粉体的质量记为A1、将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(C)分散剂的质量记为C1、并将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时的(D)固化剂的质量记为D1时,((C1+D1)/A1)×100优选为0.1以上、更优选为0.5以上、进一步优选为1以上,优选为10以下、更优选为5以下、进一步优选为3以下。通过以((C1+D1)/A1)×100为上述范围内的方式调整(A)成分、(C)成分及(D)成分的质量,可以更显著地得到本发明所期望的效果。
<(E)其它添加剂>
磁性糊料还可以进一步根据需要包含(E)其它添加剂,作为上述其它添加剂,可举出例如:硼酸三乙酯等固化延迟剂;无机填充材料(其中,排除对应于磁性粉体的那些);热塑性树脂;阻燃剂;有机填充材料;有机铜化合物、有机锌化合物及有机钴化合物等有机金属化合物;以及增稠剂;消泡剂;流平剂;密合性赋予剂;及着色剂等树脂添加剂等。
相对于磁性糊料的总质量,上述磁性糊料中所含的有机溶剂的含量优选为小于1.0质量%、更优选为0.8质量%以下、进一步优选为0.5质量%以下、特别优选为0.1质量%以下。下限没有特别限制,为0.001质量%以上或不含有。磁性糊料即使不含有机溶剂也可以降低其粘度。由于磁性糊料中的有机溶剂的量少,因此可以抑制由有机溶剂的挥发所致的空隙的产生。
<磁性糊料的制造方法>
磁性糊料例如可以通过将配合成分使用三辊机、旋转混合器等搅拌装置进行搅拌的方法来制造。
<磁性糊料的物性等>
磁性糊料显示粘度低的特性。所以,磁性糊料的印刷性优异。25℃下的粘度优选为小于300Pa·s、更优选为250Pa·s以下、进一步优选为200Pa·s以下,优选为10Pa·s以上、优选为20Pa·s以上、更优选为30Pa·s以上。粘度例如可以使用E型粘度计(东机产业公司制RE-80U)来测定,详细情况可通过后述实施例中记载的方法来测定。
通过将磁性糊料在180℃下进行90分钟加热而得到的固化物通常显示机械强度(拉伸断裂强度)优异的特性。所以,前述固化物提供拉伸断裂强度优异的磁性层。拉伸断裂强度优选为50MPa以上、更优选为60MPa以上、进一步优选为70MPa以上。上限没有特别限定,可以设为100MPa以下等。拉伸断裂强度可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
通过将磁性糊料在180℃下进行90分钟加热而得到的固化物显示频率100MHz下的相对磁导率高的特性。所以,前述固化物提供相对磁导率高的磁性层。该固化物的频率100MHz下的相对磁导率优选为1以上、更优选为3以上、进一步优选为7以上。此外,上限没有特别限定,可以设为20以下等。相对磁导率可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
通过将磁性糊料在180℃下进行90分钟加热而得到的固化物通常显示频率100MHz下的磁损耗低的特性。所以,前述固化物提供磁损耗低的磁性层。该固化物的频率100MHz下的磁损耗优选为1以下、更优选为0.5以下、进一步优选为0.3以下。下限没有特别限定,可以设为0.001以上等。磁损耗可以通过后述实施例中记载的方法来测定。
[树脂组合物]
上述的磁性糊料根据需要还可具有除糊状以外的状态。例如,磁性糊料在保存时或运输时可具有除糊状以外的状态。因此,可以得到不规定状态的本发明的树脂组合物。通常,该树脂组合物具有与上述的磁性糊料同样的构成、效果及用途。具体而言,树脂组合物可包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂。该树脂组合物除了具有糊状以外的状态之外,可以为与上述的磁性糊料同样的组合物。
[固化物]
本发明的固化物是使本发明的磁性糊料固化而得到的。此外,本发明的固化物是使本发明的树脂组合物固化而得到的。磁性糊料及树脂组合物的固化条件可以使用后述步骤(2)的条件。此外,使磁性糊料及树脂组合物热固化之前可以进行预加热,加热也可以包括预加热而进行多次。
[磁性片材]
磁性片材包含支承体和设置于该支承体上的利用磁性糊料形成的树脂组合物层。此外,磁性片材包含支承体和设置于该支承体上的由树脂组合物形成的树脂组合物层。
从薄型化的观点出发,树脂组合物层的厚度优选为250μm以下、更优选为200μm以下、进一步优选为150μm以下、100μm以下。树脂组合物层的厚度的下限没有特别限定,通常可设为5μm以上等。
作为支承体,可举出例如:由塑料材料形成的膜、金属箔、脱模纸,优选为由塑料材料形成的膜、金属箔。
使用由塑料材料形成的膜作为支承体时,作为塑料材料,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PET”)、聚萘二甲酸乙二醇酯(以下有时简称为“PEN”)等聚酯、聚碳酸酯(以下有时简称为“PC”)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等丙烯酸类聚合物、环状聚烯烃、三乙酰纤维素(TAC)、聚醚硫化物(PES)、聚醚酮、聚酰亚胺等。其中,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯,特别优选为廉价的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
使用金属箔作为支承体时,作为金属箔,可举出例如铜箔、铝箔等,优选为铜箔。作为铜箔,可以使用由铜的单金属构成的箔,也可以使用由铜与其它金属(例如锡、铬、银、镁、镍、锆、硅、钛等)的合金构成的箔。
可以对支承体的与树脂组合物层接合的面实施消光处理、电晕处理。
此外,作为支承体,可以使用在与树脂组合物层接合的面上具有脱模层的带脱模层的支承体。作为带脱模层的支承体的脱模层中使用的脱模剂,可举出例如选自醇酸树脂、聚烯烃树脂、聚氨酯树脂和有机硅树脂中的1种以上的脱模剂。带脱模层的支承体可以使用市售品,可举出例如:具有以醇酸树脂系脱模剂为主要成分的脱模层的PET膜,即,琳得科公司制的“SK-1”、“AL-5”、“AL-7”、东丽公司制的“LumirrorT60”、帝人公司制的“Purex”、UNITIKA公司制的“Unipeel”等。
支承体的厚度没有特别限定,优选为5μm~75μm的范围、更优选为10μm~60μm的范围。应予说明,使用带脱模层的支承体时,优选带脱模层的支承体整体的厚度为上述范围。
磁性片材例如可以通过在有机溶剂中溶解磁性糊料而制备树脂清漆,将该树脂清漆使用口模式涂布机(diecoater)等涂布于支承体上,进一步使之干燥而形成树脂组合物层来制造。应予说明,也可以通过使用口模式涂布机等在支承体上直接涂布磁性糊料,形成树脂组合物层来制造。
作为有机溶剂,可举出例如:丙酮、甲乙酮(MEK)和环己酮等酮类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸溶纤剂、丙二醇单甲醚乙酸酯和卡必醇乙酸酯等乙酸酯类;溶纤剂和丁基卡必醇等卡必醇类;甲苯和二甲苯等芳香族烃类;二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮等酰胺系溶剂等。有机溶剂可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
干燥可以通过加热、吹热风等公知的方法来实施。干燥条件没有特别限定,以树脂组合物层中的有机溶剂的含量达到10质量%以下、优选为5质量%以下的方式进行干燥。也根据树脂清漆中的有机溶剂的沸点而有所不同,例如在使用包含30质量%~60质量%的有机溶剂的树脂清漆时,可以通过在50℃~150℃下干燥3分钟~10分钟而形成树脂组合物层。
磁性片材中,在树脂组合物层的未与支承体接合的面(即,与支承体相反一侧的面)上,可以进一步层叠基于支承体选用的保护膜。保护膜的厚度并无特别限定,例如为1μm~40μm。通过层叠保护膜,可以抑制树脂组合物层的表面上的灰尘等的附着或产生伤痕。磁性片材可以卷成卷状来保存。磁性片材具有保护膜时,可以通过剥离保护膜来使用。
[电路基板及其制造方法]
第1实施方式的电路基板包含:具有通孔的基板、和填充于前述通孔中的本发明的磁性糊料的固化物。此外,第2实施方式的电路基板包含由磁性片材的树脂组合物层的固化物形成的磁性层。以下,对电路基板的制造方法的第1实施方式及第2实施方式进行说明。但本发明所涉及的电路基板的制造方法并不限于以下例示的第1及第2实施方式。
<第1实施方式>
第1实施方式的电路基板例如通过包括下述步骤(1)~(2)的制造方法而制造。此外,该制造方法优选进一步包括步骤(3)及(4)。第1实施方式中,优选使用磁性糊料形成磁性层,
(1)将磁性糊料填充于具有通孔的基板的通孔中的步骤;
(2)使该磁性糊料热固化,得到固化物的步骤;
(3)对固化物或磁性糊料的表面进行研磨的步骤;
(4)在固化物的经研磨的面上形成导体层的步骤,本发明的电路基板的制造方法可以按照步骤(1)~(4)的顺序进行,也可以在步骤(3)之后进行步骤(2)。
以下,对制造电路基板时的上述步骤(1)~(4)进行详细说明。
<步骤(1)>
进行步骤(1)时,还可以包括准备磁性糊料的步骤。磁性糊料与上述说明的相同。
此外,进行步骤(1)时,如图1示出的一例那样,也可以包括准备芯基板10的步骤,所述芯基板10具备支承基板11、以及设置于该支承基板11的两个表面的由铜箔等金属形成的第1金属层12及第2金属层13。作为支承基板11的材料的实例,可举出玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化型聚苯醚基板等绝缘性基材。作为第1及第2金属层的材料的实例,可举出带载体的铜箔、后述导体层的材料等。
此外,如图2示出的一例那样,还可以包括在芯基板10上形成通孔14的步骤。通孔14例如可以通过钻机、激光照射、等离子体照射等形成。具体地,可以通过使用钻机等在芯基板10上形成贯穿孔来形成通孔14。
通孔14的形成可以使用市售的钻机装置来实施。作为市售的钻机装置,可举出例如日立ViaMechanics公司制“ND-1S211”等。
在芯基板10上形成通孔14后,如图3示出的一例那样,还可以包括进行芯基板10的粗糙化处理,在通孔14内、第1金属层12的表面上、及第2金属层13的表面上形成镀层20的步骤。
作为前述粗糙化处理,可以进行干式及湿式的任一粗糙化处理。作为干式的粗糙化处理的实例,可举出等离子体处理等。此外,作为湿式的粗糙化处理的实例,可举出依次进行利用溶胀液的溶胀处理、利用氧化剂的粗糙化处理以及利用中和液的中和处理的方法。
镀层20通过镀覆法形成,通过镀覆法形成镀层20的程序与后述步骤(4)中的导体层的形成相同。
准备在通孔14内形成有镀层20的芯基板10后,如图4示出的一例那样,将磁性糊料30a填充至通孔14。作为填充方法,可举出例如:经由涂刷器(squeegee)将磁性糊料30a填充至通孔14的方法、经由料筒(cartridge)填充磁性糊料30a的方法、进行掩膜印刷而填充磁性糊料30a的方法、辊涂布法、喷墨法等。
<步骤(2)>
在步骤(2)中,在通孔14内填充磁性糊料30a后,将磁性糊料30a热固化,如图5示出的一例那样,在通孔14内形成固化物层(磁性层)30。磁性糊料30a的热固化条件根据磁性糊料30a的组成、种类而不同,固化温度优选为120℃以上、更优选为130℃以上、进一步优选为150℃以上,优选为240℃以下、更优选为220℃以下、进一步优选为200℃以下。磁性糊料30a的固化时间优选为5分钟以上、更优选为10分钟以上、进一步优选为15分钟以上,优选为120分钟以下、更优选为100分钟以下、进一步优选为90分钟以下。
作为步骤(2)中的磁性层30的固化度,优选为80%以上、更优选为85%以上、进一步优选为90%以上。固化度可以使用例如差示扫描热量测定装置来测定。
将磁性糊料30a热固化前,可以对磁性糊料30a实施以比固化温度低的温度进行加热的预加热处理。例如,可以在将磁性糊料30a热固化之前,通常以50℃以上且小于120℃(优选为60℃以上且110℃以下、更优选为70℃以上且100℃以下)的温度对磁性糊料30a进行通常5分钟以上(优选为5分钟~150分钟、更优选为15分钟~120分钟)的预加热。
<步骤(3)>
在步骤(3)中,如图6示出的一例那样,将从芯基板10突出或附着的多余的磁性层30通过研磨除去,使之平坦化。作为研磨方法,可以使用能够对从芯基板10突出或附着的多余的磁性层30进行研磨的方法。作为这样的研磨方法,可举出例如抛光研磨、砂带研磨等。作为市售的抛光研磨装置,可举出石井表记公司制“NT-700IM”等。
作为磁性层的研磨面的算术平均粗糙度(Ra),从提高镀覆密合性的观点出发,优选为300nm以上、更优选为350nm以上、进一步优选为400nm以上。上限优选为1000nm以下、更优选为900nm以下、进一步优选为800nm以下。表面粗糙度(Ra)例如可使用非接触型表面粗糙度计来测定。
在步骤(2)之后进行步骤(3)时,可以在步骤(2)后且步骤(3)前为了进一步提高磁性层的固化度等目的而根据需要实施热处理。前述热处理中的温度可以依照上述固化温度进行,优选为120℃以上、更优选为130℃以上、进一步优选为150℃以上,优选为240℃以下、更优选为220℃以下、进一步优选为200℃以下。热处理时间优选为5分钟以上、更优选为10分钟以上、进一步优选为15分钟以上,优选为90分钟以下、更优选为70分钟以下、进一步优选为60分钟以下。
此外,在步骤(2)之前进行步骤(3)时,可以在步骤(3)之前实施以比磁性糊料的固化温度低的温度进行加热的预加热处理。前述预加热处理中的温度优选为100℃以上、更优选为110℃以上、进一步优选为120℃以上,优选为240℃以下、更优选为220℃以下、进一步优选为200℃以下。热处理时间优选为5分钟以上、更优选为10分钟以上、进一步优选为15分钟以上,优选为90分钟以下、更优选为70分钟以下、进一步优选为60分钟以下。
<步骤(4)>
在步骤(4)中,如图7示出的一例那样,在磁性层30的研磨面、及镀层20上形成导体层40。进一步,在形成导体层40后,如图8示出的一例那样,可以通过蚀刻等处理将导体层40、第1金属层12、第2金属层13、及镀层20的一部分除去而形成图案导体层41。本发明中,由于通过步骤(3)研磨固化物,因此不包含对磁性层进行粗糙化处理的步骤。在图7中,导体层40形成于芯基板10的两面,但导体层40也可以仅形成于芯基板10的一面。
导体层的形成方法可举出例如镀覆法、溅射法、蒸镀法等,其中优选为镀覆法。在适宜的实施方式中,通过半加成法、全加成法等适当的方法在固化物的表面进行镀覆,形成具有所期望布线图案的图案导体层。作为导体层的材料,可举出例如:金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡、铟等单金属;选自金、铂、钯、银、铜、铝、钴、铬、锌、镍、钛、钨、铁、锡及铟中的2种以上金属的合金。其中,从通用性、成本、图案化的容易性等观点出发,优选使用铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜、或者镍铬合金、铜镍合金、铜钛合金,更优选使用铬、镍、钛、铝、锌、金、钯、银或铜、或者镍铬合金,进一步优选使用铜。
这里,对在固化物的经研磨的面上形成图案导体层的实施方式的实例进行详细说明。在固化物的经研磨的面上,通过无电解镀覆形成镀覆种子层。接着,在形成的镀覆种子层上通过电解镀覆形成电解镀层,根据需要通过蚀刻等处理将不需要的镀覆种子层除去,可以形成具有所期望布线图案的导体层。形成导体层后,为了提高导体层的剥离强度等目的,还可以根据需要进行退火处理。退火处理例如可以通过将电路基板在150~200℃下进行20~90分钟加热来进行。
从薄型化的观点出发,图案导体层的厚度优选为70μm以下、更优选为60μm以下、进一步优选为50μm以下、进一步更优选为40μm以下、特别优选为30μm以下、20μm以下、15μm以下或10μm以下。下限优选为1μm以上、更优选为3μm以上、进一步优选为5μm以上。
<第2实施方式>
第2实施方式的电路基板包含利用磁性糊料的固化物形成的磁性层。在第2实施方式中,优选使用磁性片材形成磁性层。以下,对制品基板的制造方法的第2实施方式进行说明。与第1实施方式说明重复的部分适当省略说明。
第2实施方式的电路基板例如通过包括下述步骤(A)的制造方法制造。此外,该制造方法优选进一步包括步骤(B)~(D),包括:(A)将磁性片材以树脂组合物层与内层基板接合的方式层叠于内层基板上,形成磁性层的步骤;
(B)在磁性层上进行开孔加工的步骤;
(C)对磁性层的表面进行研磨的步骤;及
(D)在磁性层的经研磨的面上形成导体层的步骤。
以下,对制造电路基板时的上述步骤(A)~(D)进行详细说明。
<(A)步骤>
(A)步骤是将磁性片材以树脂组合物层与内层基板接合的方式层叠于内层基板上,形成磁性层的步骤。作为(A)步骤的一个实施方式,将磁性片材以树脂组合物层与内层基板接合的方式层叠于内层基板上,将树脂组合物层热固化而形成磁性层。
在(A)步骤中,如图9示出的一例那样,将包含支承体330与设置于该支承体330上的树脂组合物层320a的磁性片材310以树脂组合物层320a与内层基板200接合的方式层叠于内层基板200上。
内层基板200是绝缘性的基板。作为内层基板200的材料,可举出例如:玻璃环氧基板、金属基板、聚酯基板、聚酰亚胺基板、BT树脂基板、热固化型聚苯醚基板等绝缘性基材。内层基板200可以是在其厚度内置入有布线等的内层电路基板。
如图9示出的一例那样,内层基板200具有:设置于第1主表面200a上的第1导体层420、和设置于第2主表面200b上的外部端子240。第1导体层420可以包含多根布线。在图示例中,仅示出构成感应器元件的线圈状导电性结构体400的布线。外部端子240是用于与未图示的外部的装置等电连接的端子。外部端子240可以作为设置在第2主表面200b上的导体层的一部分而构成。
作为能够构成第1导体层420及外部端子240的导体材料,与第1实施方式的“<步骤(4)>”栏中说明的导体层的材料相同。
第1导体层420及外部端子240可以是单层结构,也可以是由不同种类的金属或合金形成的单金属层或合金层层叠2层以上而得的多层结构。此外,第1导体层420、外部端子240的厚度与后述第2导体层440相同。
第1导体层420及外部端子240的线宽(L)/线距(S)比没有特别限制,从减少表面的凹凸并得到平滑性优异的磁性层的观点出发,通常为900/900μm以下、优选为700/700μm以下、更优选为500/500μm以下、进一步优选为300/300μm以下、进一步更优选为200/200μm以下。线宽/线距比的下限没有特别限制,从使树脂组合物层向布线间隔(space)的填埋良好的观点出发,优选为1/1μm以上。
内层基板200也可以具有多个通孔220,该多个通孔220以从第1主表面200a到达第2主表面200b的方式贯穿内层基板200。通孔220中设置有通孔内布线220a。通孔内布线220a将第1导体层420与外部端子240电连接。
树脂组合物层320a与内层基板200的接合例如可通过从支承体330侧将磁性片材310与内层基板200加热压接来进行。作为将磁性片材310加热压接于内层基板200上的构件(以下,也称为“加热压接构件”),可举出例如:经加热的金属板(不锈钢(SUS)端板等)或金属辊(SUS辊)等。应予说明,优选的是,并非将加热压接构件直接接触磁性片材310进行压制,而是隔着由耐热橡胶等弹性材料形成的片材等进行压制,以使磁性片材310充分追随内层基板200的表面的凹凸。
加热压接时的温度优选为80℃~160℃、更优选为90℃~140℃、进一步优选为100℃~120℃的范围,加热压接时的压力优选为0.098MPa~1.77MPa、更优选为0.29MPa~1.47MPa的范围,加热压接时的时间优选为20秒钟~400秒钟、更优选为30秒钟~300秒钟的范围。磁性片材与内层基板的接合优选在压力26.7hPa以下的减压条件下实施。
磁性片材310的树脂组合物层320a与内层基板200的接合可以通过市售的真空层合机来进行。作为市售的真空层合机,可举出例如:株式会社名机制作所制的真空加压式层合机、Nikko-Materials公司制的真空敷料器等。
在磁性片材310与内层基板200的接合之后,通过在常压下(大气压下)例如从支承体侧对加热压接构件进行压制,由此可以进行已层叠的磁性片材310的平滑化处理。平滑化处理的压制条件可以设为与上述层叠的加热压接条件相同的条件。平滑化处理可以通过市售的层合机来进行。应予说明,层叠和平滑化处理可以使用上述市售的真空层合机连续地进行。
将磁性片材层叠于内层基板上后,将树脂组合物层热固化而形成磁性层。如图10示出的一例那样,将接合于内层基板200的树脂组合物层320a热固化而形成第1磁性层320。
树脂组合物层320a的热固化条件根据树脂组合物的组成、种类而不同,固化温度优选为120℃以上、更优选为130℃以上、进一步优选为150℃以上,优选为240℃以下、更优选为220℃以下、进一步优选为200℃以下。树脂组合物层320a的固化时间优选为5分钟以上、更优选为10分钟以上、进一步优选为15分钟以上,优选为120分钟以下、更优选为100分钟以下、进一步优选为90分钟以下。
支承体330可以在(A)步骤的热固化后与(B)步骤之间除去,也可以在(B)步骤之后剥离。
<(B)步骤>
在(B)步骤中,如图11示出的一例那样,在第1磁性层320上进行开孔加工,形成过孔360。过孔360成为用于将第1导体层420与后述第2导体层440电连接的通路。过孔360的形成可以对应于磁性层的形成中使用的树脂组合物的组成等,使用例如钻机、激光、等离子体等来实施。孔的尺寸、形状可以根据印刷布线板的设计而适宜确定。
<(C)步骤>
在(C)步骤中,对形成了过孔的磁性层的表面进行研磨。作为(C)步骤中的研磨方法,可以通过与第1实施方式的“<步骤(3)>”栏中说明的研磨方法相同的研磨来进行。
作为磁性层的研磨面的算术平均粗糙度(Ra),从提高镀覆密合性的观点出发,优选为300nm以上、更优选为350nm以上、进一步优选为400nm以上。上限优选为1000nm以下、更优选为900nm以下、进一步优选为800nm以下。表面粗糙度(Ra)例如可使用非接触型表面粗糙度计来测定。
<(D)步骤>
在(D)步骤中,如图12示出的一例那样,在第1磁性层320上形成第2导体层440。
作为能够构成第2导体层440的导体材料,与第1实施方式的“<步骤(4)>”栏中说明的导体层的材料相同。
从薄型化的观点出发,第2导体层440的厚度优选为70μm以下、更优选为60μm以下、进一步优选为50μm以下、进一步更优选为40μm以下、特别优选为30μm以下、20μm以下、15μm以下或10μm以下。下限优选为1μm以上、更优选为3μm以上、进一步优选为5μm以上。
第2导体层440可以通过镀覆形成。第2导体层440例如优选通过包括无电解镀覆步骤、掩膜图案形成步骤、电解镀覆步骤、快速蚀刻步骤的半加成法、全加成法等湿式镀覆法来形成。通过使用湿式镀覆法形成第2导体层440,可以形成为包含所期望的布线图案的第2导体层440。应予说明,通过该步骤,在过孔360内一并形成过孔内布线360a。
第1导体层420及第2导体层440例如如后述图13~15示出的一例那样,可以设置为螺旋形。在一例中,第2导体层440的螺旋形布线部中的中心侧的一端通过过孔内布线360a而与第1导体层420的螺旋形布线部中的中心侧的一端电连接。第2导体层440的螺旋形布线部中的外周侧的另一端通过过孔内布线360a而与第1导体层420的焊盘420a电连接。因此,第2导体层440的螺旋形布线部中的外周侧的另一端经由过孔内布线360a、焊盘420a、通孔内布线220a而与外部端子240电连接。
线圈状导电性结构体400由作为第1导体层420的一部分的螺旋形布线部、作为第2导体层440的一部分的螺旋形布线部、将第1导体层420的螺旋形布线部与第2导体层440的螺旋形布线部电连接的过孔内布线360a所构成。
在(D)步骤后,可以进一步进行在导体层上形成磁性层的步骤。详细情况如图14示出的一例那样,在第2导体层440及形成有过孔内布线360a的第1磁性层320上形成第2磁性层340。第2磁性层可以通过与已经说明的步骤相同的步骤来形成。
[感应器部件]
感应器部件包含本发明的电路基板。这样的感应器部件,在包含通过第1实施方式的电路基板的制造方法得到的电路基板的情况下,在前述磁性糊料的固化物的周围的至少一部分具有由导体形成的感应器图案。这样的感应器部件可以适用例如日本特开2016-197624号公报中记载的感应器部件。
此外,在包含通过第2实施方式的电路基板的制造方法得到的电路基板的情况下,感应器基板具有磁性层、以及至少一部分被埋入至该磁性层中的导电性结构体,并包含由该导电性结构体、和沿磁性层的厚度方向延伸且被导电性结构体包围的磁性层中的一部分所构成的感应器元件。这里,图13是从其厚度方向的一侧观察内置有感应器元件的感应器基板的示意性俯视图。图14是表示在由图13所示的II-II点划线示出的位置切割的感应器基板的切割端面的示意图。图15是用于对感应器基板中的第1导体层的构成进行说明的示意性俯视图。
如图13及图14中作为一例所示那样,电路基板100是具有多层磁性层(第1磁性层320、第2磁性层340)及多层导体层(第1导体层420、第2导体层440)的、即具有堆叠(build-up)磁性层及堆叠导体层的堆叠布线板。此外,感应器基板100具备内层基板200。
根据图14,第1磁性层320及第2磁性层340构成可视为一体的磁性层的磁性部300。因此,线圈状导电性结构体400以至少一部分被埋入至磁性部300中的方式设置。即,本实施方式的感应器基板100中,感应器元件由线圈状导电性结构体400、和沿磁性部300的厚度方向延伸且被线圈状导电性结构体400包围的磁性部300中的一部分即芯部所构成。
如图15中作为一例所示那样,第1导体层420包含:用于构成线圈状导电性结构体400的螺旋形布线部、以及与通孔内布线220a电连接的矩形焊盘420a。在图示例中,螺旋形布线部包含:直线状部、弯曲成直角的弯曲部、和在焊盘420a处迂回的迂回部。在图示例中,第1导体层420的螺旋形布线部具有整体轮廓为大致矩形、且从中心侧向其外侧以逆时针方向卷绕的形状。
同样地,在第1磁性层320上设置有第2导体层440。第2导体层440包含用于构成线圈状导电性结构体400的螺旋形布线部。在图13或图14中,螺旋形布线部包含直线状部和弯曲成直角的弯曲部。在图13或图14中,第2导体层440的螺旋形布线部具有整体轮廓为大致矩形、且从中心侧向其外侧以顺时针方向卷绕的形状。
这样的感应器部件可以作为用于搭载半导体芯片等电子部件的布线板使用,也可以作为将上述布线板用作内层基板的(多层)印刷布线板使用。此外,还可以作为将上述布线板单片化而成的片式感应器部件使用,也可以作为表面安装了该片式感应器部件的印刷布线板使用。
另外还可以使用上述布线板制造各种方式的半导体装置。包含上述布线板的半导体装置可以适宜地用于电气制品(例如,计算机、移动电话、数码相机和电视等)和交通工具(例如,摩托车、汽车、电车、船舶和飞机等)等。
实施例
以下,通过实施例具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的限定。应予说明,以下记载中,表示量的“份”和“%”若无另外说明则分别意指“质量份”和“质量%”。
<分散剂的pH的测定(指示剂法)>
使分散剂溶解于丙酮中,制作分散剂浓度为0.1g/mL的测定样品(22℃)。将pH试纸轻轻浸泡,提起并干燥多余的水分。将试纸的润湿部分的颜色与颜色样本(比色卡)进行对比,将最接近颜色的pH作为各样品的pH。
<合成例1:分散剂1的合成>
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口及回流管的反应烧瓶内加入12-羟基硬脂酸(纯正化学公司制)10.0份及ε-己内酯(纯正化学公司制)190份,在氮气流下用4小时升温至160℃,在160℃下加热2小时后,进行加热直至ε-己内酯的余量成为1%以下。接着冷却至室温。以下,将该反应液称为分散剂1。分散剂1具有通式(1)中的R为碳原子数5的亚烷基的聚酯骨架,具有重均分子量为23000、酸值为9.0mgKOH/g的特性。通过指示剂法测得的pH=5。
<合成例2:分散剂2的合成>
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口及回流管的反应烧瓶内加入12-羟基硬脂酸(纯正化学公司制)10.0份及δ-戊内酯(东京化成工业制)180份,在氮气流下用4小时升温至160℃,在160℃下加热2小时后,进行加热直至δ-戊内酯的余量成为1%以下。接着冷却至室温。以下,将该反应液称为分散剂2。分散剂2具有通式(1)中的R为碳原子数4的亚烷基的聚酯骨架,具有重均分子量为22000、酸值为8.9mgKOH/g的特性。通过指示剂法测得的pH=5。
<合成例3:分散剂3的合成>
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口及回流管的反应烧瓶内,在160℃下搅拌由二甲苯25.0份和聚烯丙基胺10%水溶液(日东纺绩公司制“PAA-1LV”、数均分子量约3,000)70份构成的混合物,使用分离装置将水蒸馏除去,同时一边将二甲苯返流至反应溶液中,一边向其中加入将合成例1中得到的聚酯分散剂114.21份升温至160℃而得的物质,在160℃下进行2小时反应。在160℃下进一步加热4小时,在160℃下蒸馏除去二甲苯,得到分散剂3。分散剂3具有通式(1)中的R为碳原子数5的亚烷基的聚酯骨架,具有胺值为31.0mgKOH/g、酸值为19.5mgKOH/g的特性。具有刚混合后的胺值为312.6mgKOH/g的特性。通过指示剂法测得的pH=6。
<合成例4:分散剂4的合成>
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口、回流管及水分离器的反应烧瓶内加入二甲苯(纯正化学公司制)30.0份、12-羟基硬脂酸(纯正化学制)300.0份及钛酸四丁酯(东京化成制)0.1份,在氮气流下用4小时升温至160℃。在160℃下进一步加热4小时,在160℃下蒸馏除去二甲苯。分散剂4具有通式(1)中的R为碳原子数11的亚烷基的聚酯骨架,重均分子量为6000。分散剂4的酸值为23.0mgKOH/g。分散剂4通过指示剂法测得的pH为5。
<合成例5:分散剂5的合成>
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口、回流管及水分离器的反应烧瓶内加入二甲苯(纯正化学公司制)30.0份、12-羟基硬脂酸(纯正化学公司制)300.0份及钛酸四丁酯(东京化成公司制)0.1份,在氮气流下用4小时升温至160℃。在160℃下进一步加热4小时(此时的酸值为20mgKOH/g左右),在160℃下蒸馏除去二甲苯。接着,冷却至室温,将加热反应中产生的水与馏出物中的二甲苯分离,将该二甲苯返流至反应溶液中。将该反应液称为聚酯PE-1。
在具备温度计、搅拌机、氮气导入口、回流管及水分离器的反应烧瓶内,在160℃搅拌由二甲苯25.0份和聚烯丙基胺10%水溶液(日东纺绩公司制“PAA-1LV”、数均分子量约3,000)70份构成的混合物,使用分离装置将水蒸馏除去,同时一边将二甲苯返流至反应溶液中,一边向其中加入聚酯PE-12.5份,在160℃下进行2小时反应。在160℃下进一步加热4小时,在160℃下蒸馏除去二甲苯。分散剂5具有通式(1)中的R为碳原子数11的亚烷基的聚酯骨架,具有胺值为38.5mgKOH/g、酸值为23.5mgKOH/g的特性。刚混合后的分散剂5的胺值为317mgKOH/g。通过指示剂法测得的分散剂5的pH为6。
<实施例1:磁性糊料1的制备>
将环氧树脂(“ZX-1059”、双酚A型环氧树脂与双酚F型环氧树脂的混合品、日铁化学&材料公司制)3质量份、环氧树脂(“ZX-1658GS”、环状脂肪族二缩水甘油醚、日铁化学&材料公司制)5质量份、环氧树脂(“EX-201”、环状脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂、NagaseChemteX公司制)10质量份、“分散剂1”1质量份、固化剂(“2MZA-PW”、咪唑系环氧树脂固化剂、四国化成公司制)1质量份、磁性粉体(“M05S”、Fe-Mn系铁氧体、平均粒径3μm、Powder-Tech公司制)120质量份、磁性粉体(“M001”、Fe-Mn系铁氧体、平均粒径0.2μm、Powder-Tech公司制)30质量份混合,制备磁性糊料1。
<实施例2:磁性糊料2的制备>
在实施例1中,将1质量份的分散剂1改变为1质量份的分散剂2。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料2。
<实施例3:磁性糊料3的制备>
在实施例1中,将1质量份的分散剂1改变为1质量份的分散剂3。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料3。
<比较例1:磁性糊料4的制备>
在实施例1中,将1质量份的分散剂1改变为1质量份的分散剂4。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料4。
<比较例2:磁性糊料5的制备>
在实施例1中,将1质量份的分散剂1改变为1质量份的分散剂5。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料5。
<比较例3:磁性糊料6的制备>
在实施例1中,将磁性粉体(“M05S”、Fe-Mn系铁氧体、平均粒径3μm、Powder-Tech公司制)的量从120份改变为50质量份,将磁性粉体(“M001”、Fe-Mn系铁氧体、平均粒径0.2μm、Powder-Tech公司制)的量从30份改变为11质量份,将1质量份的分散剂1改变为0.5质量份的分散剂4。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料6。
<比较例4:磁性糊料7的制备>
在实施例1中,将1质量份的分散剂1改变为1质量份的分散剂(“SC-1015F”、不具有聚酯骨架的分散剂、日油公司制、通过指示剂法测得的pH=3)。除以上事项以外,与实施例1同样地操作,制备磁性糊料7。
<磁性糊料的粘度的测定>
将磁性糊料1~7的温度保持于25±2℃,使用E型粘度计(东机产业公司制“RE-80U”、3°×R9.7锥形转子、转速为5rpm),测定25℃下的粘度。此外,从处理性的观点出发,按照以下的基准评价测得的粘度:
○:小于300Pa·s
×:300Pa·s以上。
<印刷性的评价>
(1)支承基板的准备
准备均匀地形成有多个通孔的支承基板(在玻璃布中浸渗环氧树脂并使其固化而得的基板,厚度为700μm)。通孔为圆柱形的孔,其直径为350μm,通孔间的间隔为100μm。
(2)掩膜的准备
作为掩膜,准备在厚度100μm的金属制的平板上形成有作为中空状孔的开口部的金属掩膜。开口部的平面形状为20mm见方的正方形。
(3)磁性糊料的印刷
使用前述掩膜,按照下述(3-1)~(3-3)的要点在支承基板上印刷磁性糊料。应予说明,印刷使用真空高精度丝网印刷机(NEWLONG精密工业公司制“LS-100VC”)进行。
(3-1)设置步骤
在支承基板的一侧设置掩膜。此时,掩膜以下述方式设置:掩膜的一个开口部与支承基板的多个通孔连通。
(3-2)供给步骤
然后,向掩膜的与支承基板相反一侧的面供给磁性糊料。
(3-3)第一印刷步骤
然后,使由作为弹性材料的橡胶形成的作为涂刷器的橡胶涂刷器(NEWLONG精密工业制“SVFSQ”、厚度9mm、橡胶硬度90度)在掩膜的面上沿着该面移动来进行磁性糊料的印刷。在涂刷器的攻角为10°、印刷压力为4.4MPa、印刷速度为5mm/sec的条件下进行印刷。
(4)磁性糊料的固化
通过前述印刷,得到具备支承基板及树脂组合物层的填充基板。将该填充基板在130℃下加热30分钟。通过该加热,使树脂组合物层热固化而形成填充层,由此得到填孔基板。
(5)印刷性的评价
使用激光显微镜进行所得的填孔基板的形状测定。根据测定结果,通过下述基准评价磁性糊料的印刷性:
○:在填孔基板的背面中,不存在与支承基板相比为凹陷的通孔
×:在填孔基板的背面中,具有1个以上的与支承基板相比为凹陷的通孔;
这里,“填孔基板的背面”是指,支承基板的与设置有掩膜的面相反一侧的面。“在填孔基板的背面中,与支承基板相比为凹陷的通孔”表示:填充于该通孔中的填充层与支承基板的背面相比为凹陷的通孔。即,“在填孔基板的背面中,与支承基板相比为凹陷的通孔”表示:填充于该通孔的填充层的与掩膜相反一侧的面的位置,在厚度方向上与支承基板的背面相比更靠近掩膜的通孔。
<机械强度(拉伸断裂强度)的测定>
作为支承体,准备实施了硅系脱模剂处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(琳得科公司制“PET501010”、厚度50μm)。将各磁性糊料1~7用刮刀均匀地涂布在上述PET膜的脱模面上,使得干燥后的糊料层的厚度成为100μm,得到磁性片材。将所得磁性片材在180℃下加热90分钟,由此将糊料层热固化,通过剥离支承体,得到片状的固化物。依照JISK7127,对所得样品进行拉伸断裂强度测定。依照以下基准评价测定结果:
○:机械强度为50MPa以上
×:机械强度小于50MPa。
<相对磁导率、磁损耗的测定>
作为支承体,准备实施了硅系脱模剂处理的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(琳得科公司制“PET501010”、厚度50μm)。将各磁性糊料1~7用刮刀均匀地涂布在上述PET膜的脱模面上,使得干燥后的糊料层的厚度成为100μm,得到磁性片材。将所得磁性片材在180℃下加热90分钟,由此将糊料层热固化,通过剥离支承体,得到片状的固化物。将所得固化物切割为宽度5mm、长度18mm的试片,作为评价样品。使用安捷伦科技(Agilent Technologies公司制、“HP8362B”),以3匝线圈法,将测定频率设为100MHz,在室温23℃下对该评价样品测定相对磁导率(μ’)及磁损耗(μ”)。
[表1]
(表1)
Figure BDA0003301437680000341
符号说明
10 芯基板
11 支承基板
12 第1金属层
13 第2金属层
14 通孔
20 镀层
30a 磁性糊料
30 磁性层
40 导体层
41 图案导体层
100 电路基板
200 内层基板
200a 第1主表面
200b 第2主表面
220 通孔
220a 通孔内布线
240 外部端子
300 磁性部
310 磁性片材
320a 树脂组合物层
320 第1绝缘层
330 支承体
340 第2绝缘层
360 过孔
360a 过孔内布线
400 线圈状导电性结构体
420 第1导体层
420a 焊盘
440 第2导体层。

Claims (14)

1.一种磁性糊料,其是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的磁性糊料,
其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架,
Figure FDA0003301437670000011
在通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数。
2.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(C)成分的含量为0.1质量%以上且5质量%以下。
3.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含:
(A-1)平均粒径为1μm以上的磁性粉体、及
(A-2)平均粒径小于1μm的磁性粉体。
4.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含:
(A-1)平均粒径为1μm以上且10μm以下的磁性粉体、及
(A-2)平均粒径为0.005μm以上且小于1μm的磁性粉体。
5.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,(A)成分为选自氧化铁粉及铁合金系金属粉中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,(A)成分包含氧化铁粉,
该氧化铁粉包含:含有选自Ni、Cu、Mn及Zn中的至少一种元素的铁氧体。
7.根据权利要求1所述的磁性糊料,其中,将磁性糊料中的不挥发成分设为100质量%时,(A)成分的含量为70质量%以上且98质量%以下。
8.根据权利要求1所述的磁性糊料,其用于填充通孔。
9.一种固化物,其是权利要求1~8中任一项所述的磁性糊料的固化物。
10.一种电路基板,其具有:
具有通孔的基板、和
填充于所述通孔中的权利要求1~8中任一项所述的磁性糊料的固化物。
11.一种树脂组合物,其是包含(A)磁性粉体、(B)环氧树脂、(C)分散剂及(D)固化剂的树脂组合物,
其中,(C)成分具有下述通式(1)所示的聚酯骨架,
Figure FDA0003301437670000021
在通式(1)中,R各自独立地表示碳原子数为2~10的二价烃基,n表示2~1000的整数。
12.一种固化物,其是权利要求11所述的树脂组合物的固化物。
13.一种电路基板,其具有:
具有通孔的基板、和
填充于所述通孔中的权利要求12所述的树脂组合物的固化物。
14.一种感应器部件,其包含权利要求10或13所述的电路基板。
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