CN117083345A - 热固性树脂组合物、高频设备、电介质基板和微带天线 - Google Patents

热固性树脂组合物、高频设备、电介质基板和微带天线 Download PDF

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CN117083345A CN202280024621.6A CN202280024621A CN117083345A CN 117083345 A CN117083345 A CN 117083345A CN 202280024621 A CN202280024621 A CN 202280024621A CN 117083345 A CN117083345 A CN 117083345A
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Abstract

本发明的热固性树脂组合物包含(A)环氧树脂、(B)固化剂和(C)高介电常数填料,其中,高介电常数填料(C)包含该热固性树脂组合物的固体成分100质量%中的50质量%以上的钛酸钙颗粒或60质量%以上的钛酸锶颗粒,环氧树脂(A)包含联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂,固化剂(B)包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2),活性酯化合物(B1)包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的至少1种,酚系固化剂(B2)包含联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂,热固性树脂组合物的固化物在260℃时的弯曲弹性模量为50N/mm2以上190N/mm2以下,热固性树脂组合物的矩形压力为0.2MPa以上8.8MPa以下。并且,本发明的热固性树脂组合物包含(A)环氧树脂、(B)固化剂和(C)高介电常数填充剂,所述环氧树脂(A)包含选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种,所述固化剂(B)包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2),所述高介电常数填充剂(C)包含选自钛酸钙、钛酸锶、钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡和锆酸钙中的至少1种。

Description

热固性树脂组合物、高频设备、电介质基板和微带天线
技术领域
本发明涉及热固性树脂组合物、高频设备、电介质基板和微带天线。
背景技术
近年来,无线通信高速化,进而对所使用的通信设备要求高性能化和小型化。而且,近年来,无线通信的容量急剧增大,与此相伴的传输信号的使用频率的宽带化、高频化迅速发展。因此,通信设备的使用频带无法仅由以往使用的微波频带应对,正在扩展到毫米波频带。由于这样的背景,搭载在通信设备中的天线的高性能化被强烈要求。
在通信设备中,当组装在通信设备内部的天线材料(电介质基板)的介电常数变高时,可实现更进一步的小型化。并且,当电介质基板的介质损耗角正切变小时,成为低损耗,有利于高频化。因此,如果能够使用介电常数高且介质损耗角正切小的电介质基板,那么能够实现高频化进而实现电路的缩短化和通信设备的小型化。
在专利文献1中记载了一种高介电常数树脂组合物,其包含环氧树脂和钛酸锶等高介电常数无机填充材料(权利要求1、表2等)。
在专利文献2中公开了一种具有电路用基板的天线,该电路用基板为作为包含氟树脂和玻璃布的复合材料的电介质基板和与氟树脂接触的面的二维粗糙度Ra小于0.2μm的天线的层叠体。在该文献中记载了在1GHz测量出的电路用基板的介电常数和介质损耗角正切。
在专利文献3中公开了一种树脂组合物,其包含硅氧烷改性聚酰胺酰亚胺树脂、高介电常数填充剂和环氧树脂,在25℃、1MHz条件下的固化物的相对介电常数为15以上。在该文献的实施例中记载了使用钛酸钡作为该高介电常数填充剂的例子。
在专利文献4中公开了一种树脂组合物,其含有环氧树脂、电介质粉末、非离子性表面活性剂和活性酯系固化剂。在该文献中记载了能够将该树脂组合物用作在高频区域中使用的电子元件的高介电常数绝缘材料、和指纹传感器用高介电常数绝缘材料。在该文献的实施例中记载了使用钛酸钡作为该电介质粉末的例子。
在专利文献5中公开了一种用于高频设备中的电子元件的密封的成型用树脂组合物,其包含环氧树脂、固化剂、和以规定的量包含钛酸钙颗粒和钛酸锶颗粒的无机填充材料,所述无机填充材料还含有选自二氧化硅颗粒和氧化铝颗粒中的至少一种。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-106106号公报
专利文献2:日本特开2018-41998号公报
专利文献3:日本特开2004-315653号公报
专利文献4:日本特开2020-105523号公报
专利文献5:日本特许第6870778号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,在专利文献1~专利文献4中所记载的以往的技术中,在以下方面存在改善的空间。
本发明人明确得知,在上述专利文献1中所记载的树脂组合物中,在部件成型时的孔隙抑制性和填充性、部件的形状保持性和韧性方面存在改善的空间。将其作为第一技术问题。
并且,专利文献2~专利文献5中所记载的电介质基板在高介电常数和低介质损耗角正切的方面存在技术问题,该技术问题尤其在高频带中显著。将其作为第二技术问题。
用于解决技术问题的手段
本发明人发现,通过在热固性树脂组合物中,使作为高介电常数填料的钛酸钙颗粒或钛酸锶颗粒高填充化,并且采用规定的环氧树脂和规定的固化剂的组合,以使在260℃时的弯曲弹性模量和矩形压力在适当的范围内,能够解决上述第一技术问题,从而完成了第一本发明。
即,第一发明能够表示如下。
根据第一发明,提供一种热固性树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)环氧树脂;
(B)固化剂;和
(C)高介电常数填料,
所述高介电常数填料(C)包含该热固性树脂组合物的固体成分100质量%中的50质量%以上的钛酸钙颗粒或60质量%以上的钛酸锶颗粒,
所述环氧树脂(A)包含联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂,
所述固化剂(B)包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2),
所述活性酯化合物(B1)包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的至少1种,
所述酚系固化剂(B2)包含联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂,
按下述流程1测量的在260℃时的弯曲弹性模量为50N/mm2以上190N/mm2以下,
按下述流程2测量的矩形压力为0.2MPa以上8.8MPa以下。
(流程1)
使用低压传递成型机,在模具温度为130℃、注入压力为9.8MPa、固化时间为300秒的条件下将该热固性树脂组合物在模具中注入成型,获得宽度为10mm、厚度为4mm、长度为80mm的成型品。
使所获得的成型品在175℃、4小时的条件下进行后固化,制作试验片。
根据JIS K 6911测量试验片在260℃时的弯曲弹性模量(N/mm2)。
(流程2)
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,向宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入该热固性树脂组合物。此时,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,测量该热固性树脂组合物流动时的最低压力(MPa),将该最低压力作为矩形压力。
并且,根据第一本发明,提供一种高频设备,其包括上述的热固性树脂组合物的固化物。
并且,本发明人发现,通过在包含环氧树脂、固化剂和高介电常数填充剂的热固性树脂组合物中,组合包含特定的环氧树脂和作为固化剂的活性酯系固化剂,能够解决上述第二技术问题,从而完成了第二发明。
即,第二发明能够表示如下。
根据第二发明,提供一种热固性树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)环氧树脂;
(B)固化剂;和
(C)高介电常数填充剂,
所述环氧树脂(A)包含选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种,
所述固化剂(B)包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2),
所述高介电常数填充剂(C)包含选自钛酸钙、钛酸锶、钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡和锆酸钙中的至少1种。
根据第二发明,提供一种电介质基板,其通过使所述热固性树脂组合物固化而成。
根据第一发明或第二发明,提供一种微带天线,其特征在于,包括:
所述电介质基板;
设置于所述电介质基板的一面的辐射导体板;和
设置于所述电介质基板的另一面的接地导体板。
根据第一发明或第二发明,提供一种微带天线,其特征在于,包括:
电介质基板;
设置于所述电介质基板的一面的辐射导体板;
设置于所述电介质基板的另一面的接地导体板;和
与所述辐射导体板相对配置的高电介质,
所述高电介质由所述电介质基板构成。
发明效果
根据第一发明,能够提供一种部件成型时的孔隙抑制性和填充性、以及部件的形状保持性、韧性、高介电常数和低介质损耗角正切优异的热固性树脂组合物和使用该热固性树脂组合物的高频设备。
并且,根据第二发明,能够提供一种可获得高介电常数和低介质损耗角正切优异的电介质基板的热固性树脂组合物和由该树脂组合物构成的电介质基板、以及包括该电介质基板的微带天线。
附图说明
图1是表示本实施方式的微带天线的俯视立体图。
图2是表示本实施方式的微带天线的另一个方式的截面图。
具体实施方式
以下,根据第1实施方式,参考附图对第一发明(申请时技术方案1~14、23~25)进行说明,根据第2实施方式,参考附图对第二发明(申请时技术方案15~22、23~25)进行说明。
另外,在所有附图中,对相同的构成要素标注相同的附图标记,并适当地省略说明。并且,例如“1~10”,只要没有特别说明,就表示“1以上”至“10以下”。
<第一发明>
对第1实施方式的热固性树脂组合物的概要进行说明。
本实施方式的热固性树脂组合物包含环氧树脂(A)、固化剂(B)和高介电常数填料(C),高介电常数填料(C)包含该热固性树脂组合物的固体成分100质量%中的50质量%以上的钛酸钙颗粒或60质量%以上的钛酸锶颗粒,环氧树脂(A)包含联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂,固化剂(B)包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2),活性酯化合物包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的至少1种,酚系固化剂包含联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂。
这样的热固性树脂组合物构成为,按下述流程1测量的在260℃时的弯曲弹性模量成为50N/mm2以上190N/mm2以下,按下述流程2测量的矩形压力成为0.2MPa以上8.8MPa以下。
针对当前的高介电常数和低介质损耗角正切的需求,需要增加特定的高介电常数填料的含量。
然而,根据高介电常数填料的种类或其含量,热固性树脂组合物的成型性有可能会下降。为了应对这样的成型不良,本发明人对热固性树脂组合物的流动特性进行了研究。
根据本发明人的见解,矩形压力的指标能够对高填充有高介电常数填料的热固性树脂组合物的流动特性稳定地进行评价。因此,通过使高化式粘度为上述上限以下,能够实现成型性优异的热固性树脂组合物。
并且,当前,由于高频化、功率半导体的高输出化、设备的低高度化等设计情况,工作环境的温度日益提高。为了应对这样的工作环境的高温化,发明人对热固性树脂组合物的固化物的热特性进行了研究。
根据本发明人的见解,在260℃时的弯曲弹性模量的指标能够对热固性树脂组合物的固化物在热时的变形难度稳定地进行评价。
因此,通过使在260℃时的弯曲弹性模量为上述下限值以上,还能够期待在部件中抑制由热劣化引起的介电特性的下降。
在本实施方式中,例如通过适当地选择热固性树脂组合物中所包含的各成分的种类和配合量、热固性树脂组合物的制备方法等,能够控制上述矩形压力、在260℃时的弯曲弹性模量、在25℃时的弯曲弹性模量、在260℃时的弯曲强度、在25℃时的弯曲强度、吸水率、导热率、芯片剪切强度、玻璃化转变温度和线膨胀系数。这些中,作为用于使上述矩形压力、在260℃时的弯曲弹性模量、在25℃时的弯曲弹性模量、在260℃时的弯曲强度、在25℃时的弯曲强度、吸水率、导热率、芯片剪切强度、玻璃化转变温度和线膨胀系数在所期望的数值范围内的要素,例如,可以举出:作为高介电常数填料使用50质量%以上的钛酸钙颗粒或60质量%以上的钛酸锶颗粒;作为环氧树脂使用联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂;作为活性酯化合物使用选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的至少1种和/或作为酚系固化剂使用联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂;和适当地调整无机填充材料的含量等。
在260℃时的弯曲弹性模量的下限为50N/mm2以上,优选为60N/mm2以上,更优选为70N/mm2以上。由此,能够提高部件的形状保持性。
在260℃时的弯曲弹性模量的上限为190N/mm2以下,优选为180N/mm2以下,更优选为150N/mm2以下。由此,能够提高部件的韧性。
矩形压力的下限为0.2MPa以上,优选为0.25MPa以上,更优选为0.3MPa以上。由此,能够抑制部件成型时产生孔隙。
矩形压力的上限为8.8MPa以下,优选为8.7MPa以下,更优选为8.6MPa以下。由此,能够提高部件成型时的填充性。
在25℃时的弯曲弹性模量的下限例如为9000N/mm2以上,优选为10000N/mm2以上,更优选为12000N/mm2以上。由此,能够提高室温时的部件的形状保持性。
在25℃时的弯曲弹性模量的上限例如为28000N/mm2以下,优选为27000N/mm2以下,更优选为26000N/mm2以下。由此,能够提高室温时的部件的韧性。
在25℃时的弯曲强度的下限例如为40N/mm2以上,优选为45N/mm2以上,更优选为50N/mm2以上。由此,能够提高室温时的部件的形状保持性。
在25℃时的弯曲强度的上限例如为200N/mm2以下,优选为180N/mm2以下,更优选为150N/mm2以下。由此,能够提高室温时的部件的韧性。
在260℃时的弯曲强度的下限例如为0.1N/mm2以上,优选为0.5N/mm2以上,更优选为1N/mm2以上。由此,能够提高高温环境下的部件的形状保持性。
在260℃时的弯曲强度的上限例如为10N/mm2以下,优选为7N/mm2以下,更优选为5N/mm2以下。由此,能够提高高温环境下的部件的韧性。
吸水率的下限并无特别限定,但是可以为0.01%以上、0.05%以上。
吸水率的上限例如为0.8%以下,优选为0.7以下,更优选为0.6%以下。由此,能够实现部件的低吸水性。
导热率的下限例如为1.0W/mK以上,优选为1.5W/mK以上,更优选为2.0W/mK以上。由此,能够提高部件的导热特性。
导热率的上限并无特别限定,但是可以为5.0W/mK以下,优选为4.0W/mK以下。
相对于铜的芯片剪切强度的下限例如为5N/mm2以上,优选为6N/mm2以上,更优选为7N/mm2以上。由此,能够提高与金属部件的密合性。
相对于铜的芯片剪切强度的上限并无特别限定,但是可以为50N/mm2以下、40N/mm2以下、30N/mm2以下。
玻璃化转变温度的下限例如为90℃以上,优选为95℃以上,更优选为100℃以上。由此,能够提高部件的耐热性。
玻璃化转变温度的上限并无特别限定,但是可以为200℃以下、190℃以下。
将该热固性树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度以下的范围的线膨胀系数设为CTE1,且将超过玻璃化转变温度且为320℃以下的范围的线膨胀系数设为CTE2。
CTE1的下限并无特别限定,但是可以为5ppm/℃以上、6ppm/℃以上。
CTE1的上限例如为30ppm/℃以下,优选为28ppm/℃以下,更优选为25ppm/℃以下。由此,能够抑制Tg以下的部件的尺寸变化。
CTE2的下限并无特别限定,但是可以为10ppm/℃以上,优选为30ppm/℃以上。
CTE2的上限例如为100ppm/℃以下,优选为90ppm/℃以下,更优选为80ppm/℃以下。由此,能够抑制热时的部件的尺寸变化。
(弯曲弹性模量和弯曲强度的测量流程1)
使用低压传递成型机,在模具温度为130℃、注入压力为9.8MPa、固化时间为300秒的条件下将热固性树脂组合物在模具中注入成型,获得宽度为10mm、厚度为4mm、长度为80mm的成型品。
使所获得的成型品在175℃、4小时的条件下进行后固化,制作试验片,
根据JIS K 6911,以5mm/min的头速度,在室温(25℃)和260℃,分别测量试验片的弯曲弹性模量(N/mm2)和弯曲强度(N/mm2)。
(矩形压力的测量流程2)
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,向宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入热固性树脂组合物。此时,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,测量热固性树脂组合物流动时的最低压力(MPa),将该最低压力作为矩形压力。
(相对于铜的芯片剪切强度的测量流程)
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入压力为10MPa、固化时间为180秒的条件下,将该热固性树脂组合物进行成型,在铜制引线框上每1水平成型4个10mm2的试验片。
接着,使用自动芯片剪切测量装置,在室温测量试验片与铜制引线框的芯片剪切强度。采用4个试验片的芯片剪切强度。
以下,对本实施方式的热固性树脂组合物的各成分进行详细说明。
[热固性树脂]
本实施方式的热固性树脂组合物包含环氧树脂(A)作为热固性树脂。
环氧树脂(A)能够使用在1分子内具有2个以上的环氧基的所有单体、低聚物、聚合物,其分子量和分子结构没有限定。
环氧树脂(A)至少包含联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂(除了联苯芳烷基型环氧树脂以外)。
环氧树脂(A)可以含有除了联苯芳烷基型环氧树脂和联苯型环氧树脂以外的其他环氧树脂。
作为上述联苯芳烷基型环氧树脂,可以举出具有亚联苯基骨架的酚芳烷基型环氧树脂、具有亚联苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂等。
关于其他环氧树脂,例如,可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、四甲基双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂;茋型环氧树脂;苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂等酚醛清漆型环氧树脂;三酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三酚甲烷型环氧树脂等所例示的三酚型环氧树脂等多官能环氧树脂;具有亚苯基骨架的苯酚芳烷基型环氧树脂、具有亚苯基骨架的萘酚芳烷基型环氧树脂等酚芳烷基型环氧树脂;包含亚联苯基骨架的环氧树脂;二羟基萘型环氧树脂、将二羟基萘的二聚物进行缩水甘油醚化而获得的环氧树脂等萘酚型环氧树脂;异氰尿酸三缩水甘油酯、单烯丙基二缩水甘油基异氰脲酸酯等含三嗪核环氧树脂;双环戊二烯改性酚醛型环氧树脂等桥环状烃化合物改性酚醛型环氧树脂等。可以将这些单独使用,也可以组合2种以上来使用。
热固性树脂组合物可以包含除了环氧树脂以外的其他热固性树脂。
作为其他热固性树脂,可以包含选自氰酸酯树脂和马来酰亚胺树脂中的一种或两种以上。
在热固性树脂组合物100质量%中,环氧树脂(A)的含量例如为5质量%以上,优选为7质量%以上。并且,在热固性树脂组合物100质量%中,环氧树脂(A)的含量例如为20质量%以下,优选为15质量%以下。
[高介电常数填料(C)]
热固性树脂组合物包含高介电常数填料(高介电常数填充剂)(C)。
高介电常数填料(C)包含钛酸钙颗粒和/或钛酸锶颗粒。由此,能够进一步减少高频带中的介质损耗角正切。
热固性树脂组合物可以包含除了钛酸钙颗粒和钛酸锶颗粒以外的其他高介电常数填料。
作为其他高介电常数填料,可以举出钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡或锆酸钙等。能够使用选自它们中的1种或2种以上。
在通过激光衍射散射法测量的高介电常数填料(C)的体积频率粒度分布中,将累积值成为10%的粒径设为D10、将累积值成为50%的粒径设为D50并将累积值成为90%的粒径设为D90
D10、D50和D90构成为例如满足0.25≤(D90-D10)/D50≤55,优选为满足0.5≤(D90-D10)/D50≤50,更优选为满足1.0≤(D90-D10)/D50≤40。
D50例如优选为0.1μm以上50μm以下,更优选为0.3μm以上20μm以下,进一步优选为0.5μm以上10μm以下。
高介电常数填料(C)的形状为粒状、不定形、片状等,能够以任意比例使用这些形状的高介电常数填料(C)。
在热固性树脂组合物100质量%中,钛酸钙颗粒的含量的下限为50质量%以上,优选为55质量%以上,更优选为60质量%以上。由此,能够进一步减少高频带中的介质损耗角正切。
在热固性树脂组合物100质量%中,钛酸锶颗粒的下限为60质量%以上,优选为65质量%以上,更优选为70质量%以上。由此,能够进一步减少高频带中的介质损耗角正切。
钛酸钙颗粒和/或钛酸锶颗粒的上限在热固性树脂组合物100质量%中例如为90质量%以下,优选为85质量%以下,更优选为80质量%以下。由此,能够提高成型品的制造稳定性。
热固性树脂组合物包含固化剂(B)。
固化剂包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2)。优选为固化剂包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2)。
[活性酯化合物(B1)]
活性酯化合物(活性酯固化剂)(B1)作为环氧树脂等热固性树脂的固化剂发挥作用。
活性酯化合物(B1)包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的一种或两种以上。
其中,更优选为含有萘结构的活性酯化合物、含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物。“双环戊二烯型二酚结构”表示由亚苯基-二亚环戊基-亚苯基组成的2价的结构单元。
在本实施方式中,活性酯化合物(B1)例如能够使用具有由以下通式(1)表示的结构的树脂。
在上述通式(1)中,
A为经由脂肪族环状烃基连结的取代或未取代的亚芳基,
Ar'为取代或未取代的芳基,
B为由下述通式(B)表示的结构,
k为重复单元的平均值,在0.25~3.5的范围内。
在上述通式(B)中,
Ar为取代或未取代的亚芳基。被取代的亚芳基的取代基,可以举出碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基等。
Y为单键、取代或未取代的碳原子数1~6的直链亚烷基、或者取代或未取代的碳原子数3~6的环式亚烷基、取代或未取代的2价的芳香族烃基、醚键、羰基、羰氧基、硫化物基或者砜基。作为所述基团的取代基,可以举出碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基等。
作为Y,优选可以举出单键、亚甲基、-CH(CH3)2-、醚键、可以被取代的亚环烷基、可以被取代的9,9-亚芴基等。
n为0~4的整数,优选为0或1。
具体而言,B为由下述通式(B1)或下述通式(B2)表示的结构。
在上述通式(B1)和上述通式(B2)中,Ar和Y与通式(B)的含义相同。
本实施方式的热固性树脂组合物通过包含特定的活性酯化合物,所获得的固化物能够具有优异的介电特性,介质损耗角正切优异。
本实施方式的热固性树脂组合物中所使用的活性酯化合物(B1)具有由式(B)表示的活性酯基。在环氧树脂(A)与活性酯化合物(B1)的固化反应中,活性酯化合物(B1)的活性酯基与环氧树脂(A)的环氧基进行反应而生成仲羟基。该仲羟基被活性酯化合物(B1)的酯残基封闭。因此,能够使固化物的介质损耗角正切减小。
在一个实施方式中,由上述式(B)表示的结构优选为选自以下式(B-1)~式(B-6)中的至少1个。
在式(B-1)~(B-6)中,
R1分别独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基中的任一个,
R2分别独立地为碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基中的任一个,X为碳原子数2~6的直链亚烷基、醚键、羰基、羰氧基、硫化物基、砜基中的任一个,
n为0~4的整数,p为1~4的整数。
由上述式(B-1)~(B-6)表示的结构均为取向性高的结构,因此,在使用包含其的活性酯化合物(B1)的情况下,所获得的热固性树脂组合物的固化物具有高频带中的低介质损耗角正切。
其中,从低介质损耗角正切的观点出发,优选具有由式(B-2)、式(B-3)或式(B-5)表示的结构的活性酯化合物,更优选进一步具有式(B-2)的n为0的结构、式(B-3)的X为醚键的结构或在式(B-5)中两个羰氧基位于4,4’-位的结构的活性酯化合物。并且,优选各式中的R1全部为氢原子。
式(1)中的“Ar’”为芳基,例如,可以为苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、3,5-二甲苯基、邻联苯基、间联苯基、对联苯基、2-苄基苯基、4-苄基苯基、4-(α-枯基)苯基、1-萘基、2-萘基等。其中,从可获得介质损耗角正切低的固化物的观点出发,尤其优选为1-萘基或2-萘基。
在本实施方式中,由式(1)表示的活性酯化合物(B1)中的[A]为经由脂肪族环状烃基连结的取代或未取代的亚芳基,作为这样的亚芳基,例如,可以举出使在1分子中含有2个双键的不饱和脂肪族环状烃化合物与酚性化合物进行加成聚合反应而获得的结构。
所述在1分子中含有2个双键的不饱和脂肪族环状烃化合物,例如,可以举出双环戊二烯、环戊二烯的多聚物、四氢茚、4-乙烯基环己烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、柠檬烯等,这些可以分别单独使用,也可以同时使用2种以上。这些中,从可获得耐热性优异的固化物的观点出发,优选双环戊二烯。另外,双环戊二烯包含在石油馏分中,因此,有时在工业用双环戊二烯中含有环戊二烯的多聚物、其他脂肪族或芳香族性二烯化合物等作为杂质,但是当考虑耐热性、固化性、成型性等性能时,优选使用双环戊二烯的纯度为90质量%以上的产品。
另一方面,所述酚性化合物,例如,可以举出苯酚、甲酚、二甲酚、乙基苯酚、异丙基苯酚、丁基苯酚、辛基苯酚、壬基苯酚、乙烯基苯酚、异丙烯基苯酚、烯丙基苯酚、苯基苯酚、苄基苯酚、氯苯酚、溴苯酚、1-萘酚、2-萘酚、1,4-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,6-二羟基萘、2,7-二羟基萘等,可以分别单独使用,也可以同时使用2种以上。这些中,从成为固化性高且固化物的介电特性优异的活性酯化合物的观点出发,优选苯酚。
在优选的实施方式中,由式(1)表示的活性酯化合物中的[A]具有由式(A)表示的结构。包含式(1)中的[A]为以下结构的活性酯化合物的热固性树脂组合物的固化物,能够实现高频带中的低介质损耗角正切。
在式(A)中,
R3分别独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基中的任一个,
l为0或1,m为1以上的整数。
作为由式(1)表示的活性酯固化剂中的更优选的树脂,可以举出由下述式(1-1)、式(1-2)和式(1-3)表示的树脂,作为尤其优选的树脂,可以举出由下述式(1-3)表示的树脂。
在式(1-1)中,R1和R3分别独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基中的任一个,Z为苯基、萘基、或者在芳香核上具有1~3个碳原子数1~4的烷基的苯基或萘基,l为0或1,k为重复单元的平均值,为0.25~3.5。
在式(1-2)中,R1和R3分别独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基中的任一个,Z为苯基、萘基、或者在芳香核上具有1~3个碳原子数1~4的烷基的苯基或萘基,l为0或1,k为重复单元的平均值,为0.25~3.5。
在式(1-3)中,R1和R3分别独立地为氢原子、碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯基、芳烷基中的任一个,Z为苯基、萘基、或者在芳香核上具有1~3个碳原子数1~4的烷基的苯基或萘基,l为0或1,k为重复单元的平均值,为0.25~3.5。
由上述通式(A)表示的活性酯化合物(B1)能够通过使具有多个具有酚性羟基的芳基经由脂肪族环状烃基结节而形成的结构的酚性化合物(a)、含芳香核二羧酸或其卤化物(b)和芳香族单羟基化合物(c)进行反应的公知的方法来制造。
上述酚性化合物(a)、含芳香核二羧酸或其卤化物(b)和芳香族单羟基化合物(c)的反应比例能够根据所期望的分子设计来适当调整,但是其中,从可获得固化性更高的活性酯化合物(B1)的观点出发,相对于含芳香核二羧酸或其卤化物(b)所具有的羧基或酸卤化物基的总计1摩尔,优选以所述酚性化合物(a)所具有的酚性羟基在0.25~0.90摩尔的范围内且所述芳香族单羟基化合物(c)所具有的羟基在0.10~0.75摩尔的范围内的比例使用各原料,更优选以所述酚性化合物(a)所具有的酚性羟基在0.50~0.75摩尔的范围内且所述芳香族单羟基化合物(c)所具有的羟基在0.25~0.50摩尔的范围内的比例使用各原料。
并且,在树脂结构中具有的芳基羰氧基和酚性羟基的总计为树脂的官能团数的情况下,从可获得固化性优异且介质损耗角正切低的固化物的观点出发,活性酯化合物(B1)的官能团当量优选在200g/eq以上230g/eq以下的范围内,更优选在210g/eq以上220g/eq以下的范围内。
在本实施方式的热固性树脂组合物中,从可获得固化性优异且介质损耗角正切低的固化物的观点出发,活性酯化合物(B1)和环氧树脂(A)的含量优选为如下比例:相对于活性酯化合物(B1)中的活性基团的总计1当量,环氧树脂(A)中的环氧基为0.8~1.2当量。在此,活性酯化合物(B1)中的活性基团是指在树脂结构中具有的芳基羰氧基和酚性羟基。
在热固性树脂组合物100质量%中,活性酯化合物(B1)优选以0.5质量%以上15质量%以下的量使用,更优选以2质量%以上12质量%以下的量使用,进一步优选以2质量%以上9质量%以下的量使用。
通过在上述范围内包含特定的活性酯化合物(B1),所获得的固化物能够具有更优异的介电特性,低介质损耗角正切进一步优异。
本实施方式的热固性树脂组合物通过组合使用活性酯化合物(B1)和上述高介电常数填料(C),高介电常数和低介质损耗角正切更优异,即使在高频带中这些效果也优异。
从上述效果的观点出发,活性酯化合物(B1)能够以下述方式包含:相对于上述高介电常数填料(C)100质量份,优选为1质量份以上30质量份以下,更优选为2质量份以上20质量份以下,进一步优选为3质量份以上15质量份以下。
[酚系固化剂(B2)]
酚系固化剂(B2)作为环氧树脂(A)等热固性树脂的固化剂发挥作用。
酚系固化剂(B2)包含联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂。
热固性树脂组合物可以含有除了联苯芳烷基型酚醛树脂和苯酚酚醛清漆树脂以外的其他固化剂。
作为联苯芳烷基型酚醛树脂,例如,可以举出包含亚联苯基骨架的苯酚芳烷基树脂、包含亚联苯基骨架的萘酚芳烷基树脂等。
本实施方式的热固性树脂组合物能够包含除了活性酯化合物(B1)以外的其他固化剂。
作为其他固化剂,可使用除了联苯芳烷基型酚醛树脂和苯酚酚醛清漆树脂以外的酚醛树脂系固化剂、胺化合物系固化剂、酰胺化合物系固化剂、酸酐系固化剂等。可以将这些单独使用,也可以组合2种以上来使用。其中,可以使用酚醛树脂系固化剂。
酚醛树脂系固化剂,例如,可以举出甲酚酚醛清漆树脂、芳香族烃甲醛树脂改性酚醛树脂、双环戊二烯苯酚加成型树脂、包含亚联苯基骨架的酚醛树脂、三羟甲基甲烷树脂、四苯酚基乙烷树脂、萘酚酚醛清漆树脂、萘酚-苯酚共缩酚醛清漆树脂、萘酚-甲酚共缩酚醛清漆树脂、联苯改性苯酚酚醛树脂(酚核通过双亚甲基连结而成的多元苯酚化合物)、联苯改性萘酚酚醛树脂(酚核通过双亚甲基连结而成的多元萘酚化合物)、氨基三嗪改性酚醛树脂(酚核通过三聚氰胺或苯代三聚氰胺等连结而成的多元酚化合物)等多元酚化合物。
胺化合物系固化剂,例如,可以举出二氨基二苯基甲烷(DDM)、二亚乙基三胺(DETA)、三亚乙基四胺(TETA)、二氨基二苯基砜、异佛尔酮二胺、咪唑、BF3-胺络合物、胍衍生物等胺化合物。
酰胺化合物系固化剂,例如,可以举出由二氰二胺、亚麻油酸的二聚物和乙二胺合成的聚酰胺树脂。
酸酐系固化剂,例如,可以举出邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸二酐(PMDA)、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐。
在使用酚系固化剂(B2)的情况下,相对于热固性树脂100质量%,酚系固化剂(B2)的配合量优选为0.5质量%以上15质量%以下,更优选为1质量%以上10质量%以下的量。通过以上述范围的量使用固化剂,可获得具有优异的固化性的热固性树脂组合物。
[固化催化剂]
热固性树脂组合物可以含有固化催化剂。
固化催化剂有时也称为固化促进剂等。固化催化剂只要加快热固性树脂的固化反应,就没有特别限定,能够使用公知的固化催化剂。
具体而言,可以举出有机膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子化合物;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类(咪唑系固化促进剂);1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7、苄基二甲胺等所例示的脒或叔胺、脒或胺的季盐等含氮原子化合物等,可以仅使用1种,也可以使用2种以上。
这些中,从提高固化性,获得弯曲强度等机械强度优异的磁性材料的观点出发,优选包含含磷原子化合物,更优选包含四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等具有潜伏性的化合物,尤其优选四取代鏻化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物。
通过组合使用由通式(1)表示的化合物(C)和具有潜伏性的固化催化剂,能够获得成型性更优异并且弯曲强度等机械强度更优异的磁性材料。
作为有机膦,例如可以举出乙基膦、苯基膦等伯膦;二甲基膦、二苯基膦等仲膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等叔膦。
在使用固化催化剂的情况下,其含量在热固性树脂组合物100质量%中优选为0.05~3质量%,更优选为0.08~2质量%。通过固化催化剂的含量在这样的数值范围内,能够不使其他性能过度变差,而充分地获得固化促进效果。
[无机填充材料]
本实施方式的热固性树脂组合物除了高介电常数填料(C)以外还能够包含无机填充材料,以降低吸湿性、降低线膨胀系数、提高导热性和提高强度。
作为无机填充材料,可以举出熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、氧化铝、硅酸钙、碳酸钙、钛酸钾、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍、氧化锆、锆石、硅酸镁石、块滑石、尖晶石、莫来石、二氧化钛等的粉体或将这些进行球形化而得到的珠、玻璃纤维等。这些无机填充材料可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。在上述无机填充材料中,从降低线膨胀系数的观点出发,优选二氧化硅,从高导热性的观点出发,优选氧化铝,从成型时的流动性和模具磨耗性的观点出发,填充材料形状优选为球形。
从成型性、降低热膨胀性和提高强度的观点出发,除了高介电常数填料(C)以外的无机填充材料的含量在热固性树脂组合物的固体成分100质量%中可以优选为3质量%以上60质量%以下的范围,更优选为5质量%以上50质量%以下的范围。当在上述范围内时,降低热膨胀性和成型性优异。
二氧化硅的含量在热固性树脂组合物的固体成分100质量%中例如可以为25质量%以下,优选为20质量%以下,更优选为15质量%以下。
铝系基材的含量在热固性树脂组合物的固体成分100质量%中例如可以为40质量%以下,优选为38质量%以下,更优选为35质量%以下。
[其他成分]
本实施方式的热固性树脂组合物除了上述成分以外,根据需要还能够包含硅烷偶联剂、脱模剂、助粘剂、着色剂、分散剂、低应力剂等各种成分。
[热固性树脂组合物]
本实施方式的热固性树脂组合物能够通过均匀地混合上述各成分来制造。作为制造方法,可以举出如下方法:通过混合器等充分混合规定的含量的原材料之后,通过混合辊、捏合机、挤出机等熔融混炼之后,进行冷却并粉碎。所获得的热固性树脂组合物,可以根据需要,以符合成型条件的尺寸和质量进行压锭。
由本实施方式的热固性树脂组合物获得的固化物在高频带中高介电常数和低介质损耗角正切优异,因此,能够实现高频化进而实现电路的缩短化和通信设备等高频设备的小型化。
这样的热固性树脂组合物能够用于形成选自微带天线、电介质波导和多层天线中的高频设备的一部分。
本实施方式的高频设备包括由热固性树脂组合物获得的固化物。
以下,对高频设备的一个例子进行说明。
<微带天线>
如图1所示,微带天线10包括使上述热固性树脂组合物固化而成的电介质基板12、设置于电介质基板12的一面的辐射导体板(辐射元件)14和设置于电介质基板12的另一面的接地导体板16。
关于辐射导体板的形状,可以举出矩形或圆形。在本实施方式中,通过使用了矩形辐射导体板14的例子进行说明。
辐射导体板14包含金属材料、金属材料的合金、金属浆料的固化物和导电性高分子中的任一种。金属材料包含铜、银、钯、金、铂、铝、铬、镍、镉、铅、硒、锰、锡、钒、锂、钴和钛等。合金包含多种金属材料。金属浆料剂包含将金属材料的粉末与有机溶剂和粘合剂一同混炼而得到的物质。粘合剂包含环氧树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚醚酰亚胺树脂。导电性聚合物包含聚噻吩系聚合物、聚乙炔系聚合物、聚苯胺系聚合物、聚吡咯系聚合物等。
如图1所示,本实施方式的微带天线10具有长度L、宽度W的辐射导体板14,并以L与1/2波长的整数倍一致的频率产生谐振。如本实施方式那样,在使用高介电常数的电介质基板12的情况下,电介质基板12的厚度h和辐射导体板14的宽度W设计成相对于波长充分小。
接地导体板16为由铜或银、金等导电性高的金属构成的薄板。其厚度相对于天线装置的中心工作频率充分薄,只要是中心工作频率的50分之1波长至1000分之1波长左右即可。
作为微带天线的馈电方法,可以举出同轴馈电(背馈)和共面馈电等直接馈电方式或如缝隙耦合(slot-coupled)馈电和邻近耦合(proximity coupled)馈电那样的电磁耦合(electromagnetically coupled)馈电方式。
同轴馈电(背馈)能够使用穿过接地导体板16和电介质基板12的同轴线路或连接器从天线背面向辐射导体板14进行馈电。
共面馈电能够通过配置于与辐射导体板14同一面上的微带线路(未图示)向辐射导体板14进行馈电。
在缝隙耦合馈电中,以插入接地导体板16的形式进一步设置另一电介质基板(未图示),在不同的电介质基板形成辐射导体板14和微带线路。通过在接地导体板16上空出的缝隙,使辐射导体板14与微带线路电磁耦合,由此激发辐射导体板14。
在邻近耦合馈电中,电介质基板12具有层叠结构,层叠有形成有辐射导体板14的电介质基板和配置有微带线路的带状导体和接地导体板16的电介质基板。通过将微带线路的带状导体延长至辐射导体板14的下部,使辐射导体板14与微带线路电磁耦合来激发辐射导体板14。
在图2的(a)、图2的(b)中表示出了另一个微带天线的方式。另外,对于与图1相同的构成要素标注相同编号并适当省略说明。
如图2的(a)所示,微带天线20包括电介质基板22、设置于电介质基板22的一面的辐射导体板14、设置于电介质基板22的另一面的接地导体板16和与辐射导体板14相对配置的高电介质基板(高电介质)24。电介质基板22和辐射导体板14与高电介质基板24能够构成为隔着间隔件26分开规定距离。
作为电介质基板22,由聚四氟乙烯基板等低介电常数的基板构成。
高电介质基板24由使上述树脂组合物固化而成的电介质基板构成。
电介质基板22与高电介质基板24的空隙部可以为空间,也可以填充电介质材料。
并且,也能够如图2的(b)的微带天线20’所示的那样,形成为使高电介质基板24与辐射导体板14的上表面抵接的结构。
<电介质波导>
在本实施方式中,电介质波导包括使本实施方式的热固性树脂组合物固化而成的电介质和覆盖该电介质的表面的导体膜。电介质波导将电磁波封闭在电介质(电介质介质)中进行传输。
所述导体膜能够由铜等金属或氧化物高温超导体等构成。
<多层天线>
在本实施方式中,多层天线包括使本实施方式的热固性树脂组合物固化而成的电介质片。
具体而言,多层天线为将由电容器、电感器等多个元件构成的电路印刷在电介质片并层叠的模块化的设备。
<第二发明>
第2实施方式的热固性树脂组合物包含环氧树脂(A)、固化剂(B)和高介电常数填充剂(C)。
以下,对各成分进行说明。
[环氧树脂(A)]
作为环氧树脂(A),可以举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂等,包含选自它们中的至少1种。
在本实施方式中,从本发明的效果的观点出发,环氧树脂(A)优选为萘酚芳烷基型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂,更优选为萘酚芳烷基型环氧树脂。
环氧树脂(A)能够组合包含联苯芳烷基型环氧树脂等作为其他环氧树脂。
环氧树脂(A),从本发明的效果的观点出发,相对于热固性树脂组合物整体,能够包含5质量%以上20质量%以下,优选为10质量%以上15质量%以下。
[固化剂(B)]
在本实施方式中,固化剂(B)包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2)。
(活性酯系固化剂(B1))
作为活性酯系固化剂(活性酯化合物)(B1),能够使用在1分子中具有1个以上的活性酯基的化合物。其中,作为活性酯系固化剂(B1),优选为酚酯类、硫酚酯类、N-羟胺酯类、杂环羟基化合物的酯类等在1分子中具有2个以上的反应活性高的酯基的化合物。
在本实施方式中,通过组合包含前述特定的环氧树脂(A)和作为固化剂(B)的活性酯系固化剂(B1),能够获得高介电常数和低介质损耗角正切优异的电介质基板。
作为活性酯系固化剂(B1)的优选的具体例,能够使用与在第一发明的实施方式中说明的活性酯化合物相同的例子。
本发明中所使用的活性酯系固化剂(B1)能够通过使具有多个具有酚性羟基的芳基经由脂肪族环状烃基结节而形成的结构的酚性化合物(a)、含芳香核二羧酸或其卤化物(b)和芳香族单羟基化合物(c)进行反应的公知的方法来制造。
上述酚性化合物(a)、含芳香核二羧酸或其卤化物(b)和芳香族单羟基化合物(c)的反应比例能够根据所期望的分子设计来适当调整,但是其中,从可获得固化性更高的活性酯系固化剂(B1)的观点出发,相对于含芳香核二羧酸或其卤化物(b)所具有的羧基或酸卤化物基的总计1摩尔,优选为以所述酚性化合物(a)所具有的酚性羟基在0.25~0.90摩尔的范围内且所述芳香族单羟基化合物(c)所具有的羟基在0.10~0.75摩尔的范围内的比例使用各原料,更优选为以所述酚性化合物(a)所具有的酚性羟基在0.50~0.75摩尔的范围内且所述芳香族单羟基化合物(c)所具有的羟基在0.25~0.50摩尔的范围内的比例使用各原料。
并且,在树脂结构中具有的芳基羰氧基和酚性羟基的总计为树脂的官能团数的情况下,从可获得固化性优异且介质损耗角正切低的固化物的观点出发,活性酯系固化剂(B1)的官能团当量优选在200g/eq以上230g/eq以下的范围内,更优选在210g/eq以上220g/eq以下的范围内。
在本实施方式的热固性树脂组合物中,从可获得固化性优异且介质损耗角正切低的固化物的观点出发,活性酯系固化剂(B1)和环氧树脂(A)的配合量优选为如下比例:相对于活性酯系固化剂(B1)中的活性基团的总计1当量,环氧树脂(A)中的环氧基为0.8~1.2当量。在此,活性酯系固化剂(B1)中的活性基团是指在树脂结构中具有的芳基羰氧基和酚性羟基。
在本实施方式的组合物中,活性酯系固化剂(B1)相对于热固性树脂组合物整体优选以0.2质量%以上15质量%以下的量使用,更优选以0.5质量%以上10质量%以下的量使用,进一步优选以1.0质量%以上7质量%以下的量使用。
通过在上述范围内包含特定的活性酯系固化剂(B1),所获得的固化物能够具有更优异的介电特性,低介质损耗角正切进一步优异。
本实施方式的树脂组合物通过组合使用活性酯系固化剂(B1)和后述的高介电常数填充剂(C),高介电常数和低介质损耗角正切更优异,即使在高频带中这些效果也优异。
从上述效果的观点出发,活性酯系固化剂(B1)能够以下述方式包含:相对于后述的高介电常数填充剂(C)100质量份,优选为1质量份以上30质量份以下,更优选为2质量份以上20质量份以下,进一步优选为3质量份以上15质量份以下。
另外,如日本特开2020-90615号公报中所记载的那样,本申请人在与本发明不同的半导体密封用途中,开发了一种包含环氧树脂和规定的活性酯系固化剂的树脂组合物。本发明与日本特开2020-90615号公报中所记载的技术在含有高介电常数填充剂的方面不同。并且,因为含有高介电常数填充剂,所以由活性酯系固化剂与环氧树脂的组合得到的作用效果在具有高介电常数的方面、以及在高频带中高介电常数和低介质损耗角正切优异的方面也不同。
(酚系固化剂(B2))
作为酚系固化剂(B2),可以举出苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、芳香族烃甲醛树脂改性酚醛树脂、双环戊二烯苯酚加成型树脂、苯酚芳烷基树脂、萘酚芳烷基树脂、三羟甲基甲烷树脂、四苯酚基乙烷树脂、萘酚酚醛清漆树脂、萘酚-苯酚共缩酚醛清漆树脂、萘酚-甲酚共缩酚醛清漆树脂、联苯改性苯酚酚醛树脂(酚核通过双亚甲基连结而成的多元苯酚化合物)、联苯改性萘酚酚醛树脂(酚核通过双亚甲基连结而成的多元萘酚化合物)、氨基三嗪改性酚醛树脂(酚核通过三聚氰胺或苯代三聚氰胺等连结而成的多元酚化合物)等多元酚化合物。
相对于环氧树脂(A),酚系固化剂(B2)的配合量优选为20质量%以上70质量%以下的量。通过以上述范围的量使用固化剂,可获得具有优异的固化性的树脂组合物。
在固化剂(B)包含活性酯系固化剂(B1)和酚系固化剂(B2)的情况下,酚系固化剂b相对于活性酯系固化剂a的含量之比(b(质量份)/a(质量份))可以优选为0.5以上8以下,更优选为1以上5以下,进一步优选为1.5以上3以下。
通过以上述比包含活性酯系固化剂(B1)和酚系固化剂(B2),所获得的固化物能够具有更优异的介电特性,低介质损耗角正切进一步优异。
在本实施方式的组合物中,包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2)的固化剂(B)相对于热固性树脂组合物整体优选以0.2质量%以上15质量%以下的量使用,更优选以0.5质量%以上10质量%以下的量使用,进一步优选以1.0质量%以上7质量%以下的量使用。
通过在上述范围内包含固化剂(B),所获得的固化物能够具有更优异的介电特性,低介质损耗角正切进一步优异。
[高介电常数填充剂(C)]
在本实施方式中,作为高介电常数填充剂(高介电常数填料)(C),可以举出钛酸钙、钛酸锶、钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡、锆酸钙等,能够包含选自它们中的至少1种。
从本发明的效果的观点出发,作为高介电常数填充剂(C),优选为选自钛酸钙、钛酸锶和钛酸镁中的至少1种,进一步优选为钛酸钙、钛酸镁。
高介电常数填充剂(C)的形状为粒状、不定形、片状等,能够以任意比例使用这些形状的高介电常数填充剂(C)。从本发明的效果的观点和流动性/填充性的观点出发,高介电常数填充剂(C)的平均粒径优选为0.1μm以上50μm以下,更优选为0.3μm以上20μm以下,进一步优选为0.5μm以上10μm以下。
高介电常数填充剂(C)的配合量在热固性树脂组合物100质量%中优选在40质量%以上的范围,更优选在50质量%以上的范围,进一步优选在60质量%以上的范围。上限值为80质量%以下左右。
当高介电常数填充剂(C)的添加量在上述范围内时,所获得的固化物的高介电常数和低介质损耗角正切更优异,并且成型品的制造也优异。
[固化催化剂]
本实施方式的热固性树脂组合物还能够包含固化催化剂。
固化催化剂有时还称为固化促进剂等。固化催化剂只要加快热固性树脂的固化反应,就没有特别限定,能够使用公知的固化催化剂。
具体而言,可以举出有机膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等含磷原子化合物;2-甲基咪唑、2-苯基咪唑等咪唑类(咪唑系固化促进剂);1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7、苄基二甲胺等所例示的脒或叔胺、脒或胺的季盐等含氮原子化合物等,可以仅使用1种,也可以使用2种以上。
这些中,从提高固化性,获得弯曲强度等机械强度优异的磁性材料的观点出发,优选包含含磷原子化合物,更优选包含四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜碱化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物等具有潜伏性的化合物,尤其优选四取代鏻化合物、膦化合物与醌化合物的加成物、鏻化合物与硅烷化合物的加成物。
通过组合使用由通式(1)表示的活性酯系固化剂和具有潜伏性的固化催化剂,能够获得成型性更优异并且弯曲强度等机械强度更优异的磁性材料。
作为有机膦,例如可以举出乙基膦、苯基膦等伯膦;二甲基膦、二苯基膦等仲膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等叔膦。
作为四取代鏻化合物,例如可以举出由下述通式(6)表示的化合物等。
在通式(6)中,
P表示磷原子。
R4、R5、R6和R7分别独立地表示芳香族基或烷基。
A表示在芳香环具有至少1个选自羟基、羧基、硫醇基中的任一个官能团的芳香族有机酸的阴离子。
AH表示在芳香环具有至少1个选自羟基、羧基、硫醇基中的任一个官能团的芳香族有机酸。
x、y为1~3,z为0~3,并且x=y。
由通式(6)表示的化合物例如以下述方式获得。
首先,将四取代鏻卤化物、芳香族有机酸和碱加入到有机溶剂中并均匀地混合,在其溶液系统内部产生芳香族有机酸阴离子。接着,当加入水时,能够使由通式(6)表示的化合物沉淀。在由通式(6)表示的化合物中,优选为与磷原子键合的R4、R5、R6和R7为苯基,并且AH在芳香环具有羟基的化合物即酚类,并且A为该酚类的阴离子。作为上述酚类,可例示苯酚、甲酚、间苯二酚、儿茶酚等单环式酚类;萘酚、二羟基萘、蒽二酚等缩合多环式酚类;双酚A、双酚F、双酚S等双酚类;和苯基苯酚、联苯酚等多环式酚类等。
作为磷酸酯甜菜碱化合物,例如,可以举出由下述通式(7)表示的化合物等。
在通式(7)中,
P表示磷原子。
R8表示碳原子数1~3的烷基,R9表示羟基。
f为0~5,g为0~3。
由通式(7)表示的化合物例如以下述方式获得。
首先,经由使作为叔膦的三芳香族取代膦与重氮盐接触,使三芳香族取代膦和重氮盐所具有的重氮基置换的步骤而获得。
作为膦化合物与醌化合物的加成物,例如,可以举出由下述通式(8)表示的化合物等。
在通式(8)中,
P表示磷原子。
R10、R11和R12表示碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的芳基,可以彼此相同,也可以彼此不同。
R13、R14和R15表示氢原子或碳原子数1~12的烃基,可以彼此相同,也可以彼此不同,R14与R15可以键合而成为环状结构。
作为用于膦化合物与醌化合物的加成物的膦化合物,例如优选三苯基膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三萘膦、三(苄基)膦等在芳香环中没有取代或存在烷基、烷氧基等取代基的膦化合物,作为烷基、烷氧基等取代基,可以举出具有1~6的碳原子数的取代基。从容易获得的观点出发,优选三苯基膦。
并且,作为用于膦化合物与醌化合物的加成物的醌化合物,可以举出苯醌、蒽醌类,其中,从保存稳定性的观点出发,优选为对苯醌。
作为膦化合物与醌化合物的加成物的制造方法,能够通过在能够溶解有机叔膦和苯醌类两者的溶剂中使其接触并混合来获得加成物。作为溶剂,优选在丙酮、甲基乙基酮等酮类中对加成物的溶解性低的酮类。但是,并不限定于此。
使在由通式(8)表示的化合物中,与磷原子键合的R10、R11和R12为苯基,并且R13、R14和R15为氢原子的化合物即1,4=苯醌与三苯基膦加成而得到的化合物,从降低密封用树脂组合物的固化物的热弹性模量的方面而言是优选的。
作为鏻化合物与硅烷化合物的加成物,例如可以举出由下述通式(9)表示的化合物等。
在通式(9)中,
P表示磷原子,Si表示硅原子。
R16、R17、R18和R19分别表示具有芳香环或杂环的有机基团或脂肪族基团,可以彼此相同,也可以彼此不同。
R20为与基团Y2和Y3键合的有机基团。
R21为与基团Y4和Y5键合的有机基团。
Y2和Y3表示质子供给性基团释放质子而成的基团,且同一分子内的基团Y2和Y3与硅原子键合而形成螯合物结构。
Y4和Y5表示质子供给性基团释放质子而成的基团,且同一分子内的基团Y4和Y5与硅原子键合而形成螯合物结构。
R20和R21可以彼此相同,也可以彼此不同,Y2、Y3、Y4和Y5可以彼此相同,也可以彼此不同。
Z1为具有芳香环或杂环的有机基团或脂肪族基团。
在通式(9)中,作为R16、R17、R18和R19,例如,可以举出苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羟基苯基、萘基、羟基萘基、苯甲基、甲基、乙基、正丁基、正辛基和环己基等,这些中,更优选为苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羟基苯基、羟基萘基等具有烷基、烷氧基、羟基等取代基的芳香族基或未取代的芳香族基。
在通式(9)中,R20为与Y2和Y3键合的有机基团。同样地,R21为与基Y4和Y5键合的有机基团。Y2和Y3为质子供给性基团释放质子而成的基团,且同一分子内的基团Y2和Y3与硅原子键合而形成螯合物结构。同样地,Y4和Y5为质子供给性基团释放质子而成的基团,且同一分子内的基团Y4和Y5与硅原子键合而形成螯合物结构。基团R20和R21可以彼此相同,也可以彼此不同,基团Y2、Y3、Y4和Y5可以彼此相同,也可以彼此不同。这样的通式(9)中的由-Y2-R20-Y3-和Y4-R21-Y5-表示的基团为由质子供体释放2个质子而成的基团构成的基团,作为质子供体,优选在分子内具有至少2个羧基或羟基的有机酸,进一步优选在构成芳香环的相邻的碳具有至少2个羧基或羟基的芳香族化合物,更优选在构成芳香环的相邻的碳具有至少2个羟基的芳香族化合物,例如,可以举出儿茶酚、邻苯三酚、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘、2,2’-联苯酚、1,1’-联-2-萘酚、水杨酸、1-羟基-2-萘甲酸、3-羟基-2-萘甲酸、氯冉酸、单宁酸、2-羟基苄基醇、1,2-环己二醇、1,2-丙二醇和甘油等,但是这些中,更优选儿茶酚、1,2-二羟基萘、2,3-二羟基萘。
通式(9)中的Z1表示具有芳香环或杂环的有机基团或脂肪族基团,作为这些的具体例,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、己基和辛基等脂肪族烃基、苯基、苯甲基、萘基和联苯基等芳香族烃基、缩水甘油氧基丙基、巯基丙基、氨基丙基等具有缩水甘油氧基、巯基、具有氨基的烷基和乙烯基等反应性取代基等,但是这些中,从热稳定性的方面而言,更优选甲基、乙基、苯基、萘基和联苯基。
鏻化合物与硅烷化合物的加成物的制造方法例如如下。
在装有甲醇的烧瓶中加入苯基三甲氧基硅烷等硅烷化合物、2,3-二羟基萘等质子供体并使其溶解,接着,在室温搅拌下滴加甲醇钠-甲醇溶液。而且,当在室温搅拌下向其中滴加预先准备的将四苯基溴化鏻等四取代鏻卤化物溶解于甲醇中而成的溶液时,析出结晶。当对所析出的结晶进行过滤、水洗、真空干燥时,可获得鏻化合物与硅烷化合物的加成物。
在使用固化催化剂的情况下,其含量相对于树脂组合物整体优选为0.01~1质量%,更优选为0.02~0.8质量%。通过固化催化剂的含量在这样的数值范围内,能够不使其他性能过度变差,而充分地获得固化促进效果。
[无机填充剂]
本实施方式的热固性树脂组合物除了高介电常数填充剂(C)以外还能够包含无机填充剂,以降低吸湿性、降低线膨胀系数、提高导热性和提高强度。
作为无机填充剂,可以举出熔融二氧化硅、结晶二氧化硅、氧化铝、硅酸钙、碳酸钙、钛酸钾、碳化硅、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍、氧化锆、锆石、硅酸镁石、块滑石、尖晶石、莫来石、二氧化钛等的粉体或将这些进行球形化而得到的珠、玻璃纤维等。这些无机填充材料可以单独使用,也可以组合2种以上来使用。在上述无机填充材料中,从降低线膨胀系数的观点出发,优选熔融二氧化硅,从高导热性的观点出发,优选氧化铝,从成型时的流动性和模具磨耗性的观点出发,填充材料形状优选为球形。
从成型性、降低热膨胀性和提高强度的观点出发,相对于热固性树脂组合物整体,除了高介电常数填充剂(C)以外的无机填充材料的配合量可以优选为15质量%以上60质量%以下的范围,更优选为20质量%以上50质量%以下的范围。当在上述范围内时,降低热膨胀性和成型性优异。
[其他成分]
本实施方式的热固性树脂组合物除了上述成分以外,还可以根据需要包含硅烷偶联剂、脱模剂、着色剂、分散剂、低应力化剂等各种成分。
[热固性树脂组合物]
本实施方式的热固性树脂组合物能够组合包含下述环氧树脂(A)、下述固化剂(B)和下述高介电常数填充剂(C)。
(环氧树脂(A))
包含选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种。
优选为包含选自双环戊二烯型环氧树脂、萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种。
进一步优选为包含选自萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种。
(固化剂(B))
包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2)。
优选为包含活性酯系固化剂(B1)。
(活性酯系固化剂(B1))
包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯系固化剂、含有萘结构的活性酯系固化剂、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯系固化剂和包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯系固化剂中的至少1种。
优选为包含选自含有萘结构的活性酯系固化剂和含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯系固化剂中的至少1种。
进一步优选包括由所述通式(1)表示的结构的活性酯系固化剂。
(高介电常数填充剂(C))
包含选自钛酸钙、钛酸锶、钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡和锆酸钙中的至少1种。
优选为包含选自钛酸钙、钛酸锶和钛酸镁中的至少1种。
进一步优选为包含选自钛酸钙、钛酸镁中的至少1种。
另外,上述环氧树脂(A)、包含活性酯系固化剂和/或酚系固化剂的固化剂(B)和高介电常数填充剂(C)能够任意组合各自的例示。
而且,本实施方式的热固性树脂组合物能够在该组合物100质量%中以优选5质量%以上20质量%以下,更优选10质量%以上15质量%以下的量包含环氧树脂(A),
能够在该组合物100质量%中以优选0.2质量%以上15质量%以下,更优选0.5质量%以上10质量%以下,进一步优选1.0质量%以上7质量%以下的量包含固化剂(B),
能够在该组合物100质量%中包含优选40质量%以上,更优选50质量%以上,进一步优选60质量%以上的高介电常数填充剂(C)。上限值为80质量%。
在本实施方式中,通过组合包含上述环氧树脂(A)、包含活性酯系固化剂的固化剂(B)和高介电常数填充剂(C),能够提供一种可获得高介电常数和低介质损耗角正切更优异的电介质基板的热固性树脂组合物。
本实施方式的热固性树脂组合物能够通过均匀地混合上述各成分来制造。作为制造方法,可以举出如下方法:通过混合器等充分混合规定的配合量的原材料之后,通过混合辊、捏合机、挤出机等熔融混炼之后,进行冷却并粉碎。所获得的热固性树脂组合物,可以根据需要,以符合成型条件的尺寸和质量进行压锭。
本实施方式的热固性树脂组合物,螺旋流的流动长度为50cm以上,优选为55cm以上,进一步优选为60cm以上。因此,本实施方式的热固性树脂组合物的成型性优异。
螺旋流试验例如能够通过如下方式来进行:使用低压传递成型机(上泷精机株式会社(KOHTAKI Corporation)制造的“KTS-15”),在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下向根据EMMI-1-66的螺旋流测量用模具中注入树脂成型材料,并测量流动长度。
并且,本实施方式的热固性树脂组合物,在下述条件下测量出的矩形压力为0.1MPa以上,优选为0.15MPa以上,进一步优选为0.20MPa以上。
矩形压力为熔融粘度的参数,数值越小,熔融粘度越低。本实施方式的热固性树脂组合物通过矩形压力在上述范围内,成型时的模具填充性优异。
(条件)
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,在宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入热固性树脂组合物,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,计算所述热固性树脂组合物流动时的最低压力,将该最低压力作为矩形压力。
本实施方式的热固性树脂组合物,在200℃条件下加热90分钟并使其固化而成的固化物中,具有以下的介电常数和介质损耗角正切(tanδ)。
由空腔谐振法所得的25GHz的介电常数可以为10以上,优选为12以上,更优选为13以上,尤其优选为14以上。
由空腔谐振法所得的25GHz的介质损耗角正切(tanδ)可以为0.04以下,优选为0.03以下,更优选为0.02以下,尤其优选为0.015以下。
由本实施方式的热固性树脂组合物获得的固化物,在高频带中高介电常数和低介质损耗角正切优异,因此,能够实现高频化进而实现电路的缩短化和通信设备等的小型化,能够作为形成微带天线的材料、形成电介质波导的材料、进而形成电磁波吸收体的材料等而适当使用。
<微带天线>
与第一发明的实施方式相同地,本实施方式的微带天线具有图1、图2的(a)、图2的(b)所示的结构,因此省略说明。
<电介质波导>
在本实施方式中,电介质波导包括使本实施方式的热固性树脂组合物固化而成的电介质和覆盖该电介质的表面的导体膜。电介质波导将电磁波封闭在电介质(电介质介质)中进行传输。
所述导体膜能够由铜等金属或氧化物高温超导体等构成。
<电磁波吸收体>
在本实施方式中,电磁波吸收体包括支承体、电阻膜、电介质层和反射层层叠而成的结构。该电磁波吸收体能够用作具有高电波吸收性能的λ/4型电波吸收体。
作为支承体,可以举出树脂基材等。通过支承体,能够保护电阻膜,能够提高作为电波吸收体的耐久性。
作为电阻膜,可以举出含有氧化铟锡、钼的电阻膜等。
电介质层为使本实施方式的热固性树脂组合物固化而成。其厚度为10μm以上2000μm以下左右。
反射层可以作为电波的反射层而发挥作用,例如可以举出金属膜。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是这些为本发明的例示,可以在不损害本发明的效果的范围内,采用上述以外的各种技术方案。
[实施例]
以下,根据实施例对本发明进一步详细地进行说明,但是本发明并不限定于这些。
将第1发明(申请时技术方案1~14、23~25)和第1实施方式所涉及的实施例示于实施例A。
将第2发明(申请时技术方案15~22、23~25)和第2实施方式所涉及的实施例示于实施例B。
<实施例A>
(实施例A1~A19、比较例A1~A4)
<热固性树脂组合物的制备>
将以下原料以表1所示的含量,在常温使用混合器混合之后,在70~100℃条件下进行辊混炼。接着,对所获得的混炼物进行冷却之后,对其进行粉碎而获得粉粒状的热固性树脂组合物。接着,通过在高压下进行打锭成型,获得锭状的热固性树脂组合物。
以下,示出表1中的原料的信息。
(无机填充材料)
·无机填充材料1:熔融球状二氧化硅(平均粒径:31μm)
·无机填充材料2:熔融球状二氧化硅(平均粒径:0.6μm)
·无机填充材料3:氧化铝(平均粒径:0.6μm)
·无机填充材料4:氧化铝(平均粒径:30μm)
(高介电常数填料)
·高介电常数填料1:钛酸钙(平均粒径:2.0μm)
·高介电常数填料2:钛酸钙(平均粒径:2.7μm)
·高介电常数填料3:钛酸钙(平均粒径:1.2μm)
·高介电常数填料4:钛酸锶(平均粒径:1.6μm)
·高介电常数填料5:钛酸镁(平均粒径:0.8μm)
对于无机填充材料和高介电常数填料的粒径分布,使用激光衍射散射法进行测量。
另外,在通过激光衍射散射法测量的高介电常数填料1的体积频率粒度分布中,将累积值成为10%的粒径设为D10、将累积值成为50%的粒径设为D50并将累积值成为90%的粒径设为D90时,D10为0.7μm,D50为2.0μm,D90为7.5μm,(D90-D10)/D50为3.4。
(热固性树脂)
·环氧树脂1:联苯芳烷基型环氧树脂(NC3000L,日本化药株式会社(NipponKayaku Co.,Ltd.)制造)
·环氧树脂2:联苯型环氧树脂(YY-4000K,三菱化学株式会社(MitsubishiChemical Corporation)制造)
·环氧树脂3:2-(4,4-二甲基戊烷-2-基)-5,7,7-三甲基辛酸2,3-环氧丙基(日产化学株式会社(Nissan Chemical Corporation)制造,FOLDI E101)
·环氧树脂4:双酚芴环氧树脂(TBIS-GG,田冈化学工业株式会社(TaokaChemical Co.,Ltd.)制造)
·环氧树脂5:双酚芴环氧树脂(TBIS-RXG,田冈化学工业株式会社制造)
·环氧树脂6:双环戊二烯型环氧树脂(HP-7200L,DIC株式会社(DICCORPORATION)制造)
·环氧树脂7:支链烷基链状环氧树脂(YL9057,三菱化学株式会社)
·环氧树脂8:芴型环氧树脂(OGSOL PG-100,大阪燃气化学株式会社(Osaka GasChemicals Co.,Ltd.)制造)
·环氧树脂9:萘酚芳烷基型环氧树脂(ESN-475V,新日铁住金化学株式会社(NIPPON STEEL&SUMIKIN CHEMICAL CO.,LTD.)制造)
(活性酯化合物)
·活性酯化合物1:通过下述制备方法制备的活性酯化合物
在安装有温度计、滴液漏斗、冷却管、分馏管、搅拌器的烧瓶中装入联苯-4,4’-二羧酸二氯化物279.1g(酰氯基的摩尔数:2.0摩尔)和甲苯1338g,对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。接着,装入α-萘酚96.5g(0.67摩尔)、双环戊二烯酚醛树脂219.5g(酚性羟基的摩尔数:1.33摩尔),对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。其后,一边实施氮气排净,一边将系统内部控制在60℃以下,经3小时滴加20%氢氧化钠水溶液400g。接着,在该条件下持续搅拌1.0小时。在反应结束之后,静置分液,除去水层。而且,在溶解有反应物的甲苯相中投入水并进行约15分钟搅拌混合,静置分液而除去水层。反复进行该操作直至水层的pH达到7。之后,通过倾析器脱水除去水分而获得不挥发成分为65%的甲苯溶液状态的活性酯树脂。确认所获得的活性酯树脂的结构的结果,具有在上述式(1-1)中R1和R3为氢原子、Z为萘基、1为0的结构。而且,对于重复单元的平均值k,根据反应等量比计算的结果,在0.5~1.0的范围内。
·活性酯化合物2:通过下述制备方法制备的活性酯化合物
在安装有温度计、滴液漏斗、冷却管、分馏管、搅拌器的烧瓶中装入1,3-苯二羧酸二氯化物203.0g(酰氯基的摩尔数:2.0摩尔)和甲苯1338g,对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。接着,装入α-萘酚96.5g(0.67摩尔)、双环戊二烯酚醛树脂219.5g(酚性羟基的摩尔数:1.33摩尔),对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。其后,一边实施氮气排净,一边将系统内部控制在60℃以下,经3小时滴加20%氢氧化钠水溶液400g。接着,在该条件下持续搅拌1.0小时。在反应结束之后,静置分液,除去水层。而且,在溶解有反应物的甲苯相中投入水并进行约15分钟搅拌混合,静置分液而除去水层。反复进行该操作直至水层的pH达到7。之后,通过倾析器脱水除去水分而获得不挥发成分为65%的甲苯溶液状态的活性酯树脂。确认所获得的活性酯树脂的结构的结果,具有在上述式(1-3)中R1和R3为氢原子、Z为萘基、l为0的结构。关于活性酯树脂的重复单元的平均值k,根据反应等量比计算的结果,在0.5~1.0的范围内。具体而言,所获得的活性酯树脂具有由以下化学式表示的结构。在下述式中,重复单元的平均值k为0.5~1.0。
(固化剂)
·酚系固化剂1:支链烷基链状苯酚酚醛清漆树脂(ST-007-02,明和化成工业株式会社(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.)制造)
(固化催化剂)
·固化催化剂1:四苯基鏻-4,4’-磺酰二酚盐
(硅烷偶联剂)
·硅烷偶联剂1:苯氨基丙基三甲氧基硅烷(CF4083,东丽道康宁株式会社(DowCorning Toray Co.,Ltd.)制造)
·硅烷偶联剂2:3-巯基丙基三甲氧基硅烷(Sila-Ace,JNC株式会社(JNCCorporation)制造)
(添加剂)
·着色剂1:黑色氧化钛(赤穗化成株式会社(AKO KASEI CO.,LTD.)制造)
·脱模剂1:甘油三褐煤酸酯(Licolub WE-4,科莱恩日本株式会社(ClariantJapan K.K.)制造)
·低应力剂1:羧基末端丁二烯丙烯酸橡胶(CTBN1008SP,宇部兴产株式会社(UbeIndustries,Ltd.)制造)
(由空腔谐振法所得的介电常数和介质损耗角正切的评价)
将所获得的热固性树脂组合物涂敷于Si基板,在120℃条件下进行4分钟预烘烤,形成涂敷膜厚为12μm的树脂膜。
将其在氮环境下使用烘箱在200℃条件下加热90分钟,并进行氢氟酸处理(浸渍于2质量%氢氟酸水溶液中)。从氢氟酸中取出基板之后,从Si基板剥离固化膜,将其作为试验片。
测量装置使用Network Analyzer HP8510C、Synthesized sweeper HP83651A和test set HP8517B(均由安捷伦科技(日本)有限公司(Agilent Technologies Japan,Ltd.)制造)。安装这些装置和圆筒空腔谐振器(内径为φ42mm,高度为30mm)。
在将试验片插入到上述谐振器内的状态和未插入状态下,以18GHz的频率测量谐振频率、3dB带宽、穿透功率比等。而且,通过软件解析地计算这些测量结果,由此求出介电常数(Dk)和介质损耗角正切(Df)的介电特性。另外,将测量模式设为TE011模式。
(玻璃化转变温度、线膨胀系数)
以下述方式测量所获得的热固性树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)、线膨胀系数(CTE1、CTE2)。首先,使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”),在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下,将热固性树脂组合物注入成型,从而获得10mm×4mm×4mm的试验片。接着,将所获得的试验片在175℃经4小时进行后固化之后,使用热机械分析装置(精工电子工业株式会社(Seiko Instruments&Electronics Ltd.)制造,TMA100),在测量温度范围为0℃~320℃、升温速度为5℃/分钟的条件下进行测量。根据该测量结果,计算出玻璃化转变温度(Tg)、玻璃化转变温度以下的线膨胀系数(CTE1)、超过玻璃化转变温度的线膨胀系数(CTE2)。
(弯曲强度、弯曲弹性模量)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-30”),在模具温度为130℃、注入压力为9.8MPa、固化时间为300秒的条件下,将所获得的热固性树脂组合物在模具中注入成型。由此,获得宽度为10mm、厚度为4mm、长度为80mm的成型品。接着,使所获得的成型品在175℃、4小时的条件下进行后固化。由此,制作用于评价机械强度的试验片。其后,根据JIS K 6911,以5mm/min的头速度测量试验片在室温(25℃)或260℃时的弯曲强度(N/mm2)和弯曲弹性模量(N/mm2)。
(矩形压力)
使用低压传递成型机(NEC Corporation制造,40t Manual press),在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,向宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入热固性树脂组合物。此时,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,测量热固性树脂组合物流动时的最低压力(MPa),将其作为矩形压力。矩形压力为熔融粘度的参数,数值越小,表示熔融粘度越低。
(吸水率)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造,KTS-30),在模具温度为175℃、注入压力为7.4MPa、固化时间为120秒的条件下,将热固性树脂组合物注入成型而制作直径为50mm、厚度为3mm的试验片,在175℃条件下进行4小时后固化。其后,将所获得的试验片在85℃、相对湿度85%的环境下进行168小时加湿处理,测量加湿处理前后的重量变化并求出吸湿率。单位为%(质量%)。
(导热率)
对于50φ×50mm的成型品,使用探针型导热率测量机(SHOWA DENKO K.K.制造)在常温进行测量。单位为W/m℃。
(相对于铜的芯片剪切强度)
使用低压传递成型机(SANJO SEIKI Co.,Ltd.制造,“AV-600-50-TF”),在模具温度为175℃、注入压力为10MPa、固化时间为180秒的条件下,在铜制引线框上每1水平成型4个10mm2的试验片。接着,使用自动芯片剪切测量装置(Nordson Advanced Technology(Japan)K.K.制造,DAGE4000型),在室温测量试验片与铜制引线框的芯片剪切强度。将4个试验片的芯片剪切强度的平均值示于表中。
[表1]
表1
[表2]
表1(续)
[表3]
表2
(形状保持性)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”),在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下,将热固性树脂组合物注入成型,从而获得10mm×4mm×4mm的试验片。接着,将所获得的试验片在175℃经4小时进行后固化之后,使用热机械分析装置(精工电子工业株式会社制造,TMA100),在测量温度范围为0℃~320℃、升温速度为5℃/分钟的条件下测量试验片的尺寸变化率。
将试验片的尺寸变化率为0.6%以下的评价为形状保持性良好(○),将试验片的尺寸变化率超过0.6%的评价为不良(×)。
(韧性)
对于热固性树脂组合物,根据ASTM D5045-91中所规定的KIc法进行测量。将固化性树脂组合物以长度为50mm、宽度B=5mm、厚度W=10mm的大小在长度方向中央部施加厚度方向的深度为3.5mm的凹槽(Notch),以175℃×4小时进行固化。进而,用剃刀在固化物的凹槽前端部分施加厚度方向的深度为0.1mm的裂纹。合计裂痕长度a=3.6mm。其后,使用ORIENTEC CO.,LTD.制造的STB-1225S型TENSILON,在测量温度为25℃、速度为10mm/分钟、支点间距离S=40mm的条件下进行三点弯曲试验,并根据下述式计算出断裂韧性值(KIC(MPa·m1/2))。
KIC=((PQ×S)/(B×W3/2))×f(a/W)
f(a/W)=(3(a/W)1/2[1.99-(a/W)(1-a/W){2.15-3.9(a/W)+2.7(a/W)2])/(2{881+2(a/W)}{1-(a/W)}3/2)
将断裂韧性值为1.8MPa·m1/2以上的评价为韧性良好(○),将断裂韧性值小于1.8MPa·m1/2的评价为不良(×)。
(孔隙抑制性)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”),在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下,将热固性树脂组合物注入成型,从而获得10mm×4mm×4mm的试验片。对于所获得的试验片(成型品)的截面,通过SEM观察确认有无孔隙。
将5处的SEM图像中未确认到孔隙的情况评价为○,将5处中的1处以上确认到孔隙的情况评价为×。
(填充性)
在模具温度:175℃、注入速度:10.5mm/s、注入压力:3.5MPa、固化时间:120秒、锭尺寸:40mmΦ-40g(成型压力为8MPa)的条件下,向形成于模具中的宽度为5mm、狭缝间隙(G)为25μm的矩形流路注入热固性树脂,测量距离流路的上游前端的填充长度。
在填充长度为8mm以上的情况下评价为填充性良好(○),在填充长度小于8mm的情况下评价为不良。
实施例A1~A19的热固性树脂组合物与如下比较例相比的结果如下所示:与比较例A1~A4相比,所成型的部件在高频带中的高介电常数和低介质损耗角正切优异,与比较例3相比,部件的形状保持性优异,与比较例A1、比较例A2、比较例A4相比,部件的韧性优异,与比较例A3相比,抑制部件成型时产生孔隙,与比较例A4相比,部件成型时的填充性优异。
这样的各实施例的热固性树脂组合物能够适当用于形成微带天线、电介质波导和多层天线等高频设备的一部分。
<实施例B>
(实施例B1~B17、参考例B1)
将以下原料以表3所示的配合量,在常温使用混合器混合之后,在70~100℃条件下进行辊混炼。接着,对所获得的混炼物进行冷却之后,对其进行粉碎而获得粉粒状的树脂组合物。接着,通过在高压下进行打锭成型,获得锭状的树脂组合物。
(无机填充剂)
·无机填充剂1:熔融球状二氧化硅(Denka Company Limited.制造)
(高介电常数填充剂)
·高介电常数填充剂1:钛酸钙(平均粒径为2.0μm)
·高介电常数填充剂2:钛酸镁、(平均粒径为0.8μm,经表面处理,Titan Kogyo,Ltd.制造)
·高介电常数填充剂3:钛酸锶(平均粒径为1.6μm)
(着色剂)
·着色剂1:黑色氧化钛(赤穗化成株式会社(AKO KASEI CO.,LTD.)制造)
(偶联剂)
·偶联剂1:苯氨基丙基三甲氧基硅烷(CF4083,东丽道康宁株式会社制造)
·偶联剂2:3-巯丙基三甲氧基硅烷(Sila-Ace,JNC株式会社制造)
(环氧树脂)
·环氧树脂1:含亚联苯基骨架的酚芳烷基型环氧树脂(NC3000L,日本化药株式会社制造)
·环氧树脂2:萘酚芳烷基型环氧树脂(ESN-475V,新日铁住金化学株式会社制造)
·环氧树脂3:双酚A型环氧树脂(YL6810,三菱化学株式会社(三菱化学株式会社)制造)
·环氧树脂4:双酚F型环氧树脂(jER806H,三菱化学株式会社制造)
·环氧树脂5:酚芳烷基型环氧树脂(Milex E-XLC-4L(环氧当量为238g/eq,软化点为62℃),Mitsui Chemicals,Inc.制造)
·环氧树脂6:萘型环氧树脂(EPICLON HP-4770,,DIC株式会社制造)
·环氧树脂7:双环戊二烯型环氧树脂(EPICLON HP-7200L,,DIC株式会社制造)
·环氧树脂8:缩水甘油胺型环氧树脂(jER603,三菱化学株式会社制造)
(固化剂)
·固化剂1:通过下述制备方法制备的活性酯系固化剂
(活性酯系固化剂的制备方法)
在安装有温度计、滴液漏斗、冷却管、分馏管、搅拌器的烧瓶中装入联苯-4,4’-二羧酸二氯化物279.1g(酰氯基的摩尔数:2.0摩尔)和甲苯1338g,对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。接着,装入α-萘酚96.5g(0.67摩尔)、双环戊二烯酚醛树脂219.5g(酚性羟基的摩尔数:1.33摩尔),对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。其后,一边实施氮气排净,一边将系统内部控制在60℃以下,经3小时滴加20%氢氧化钠水溶液400g。接着,在该条件下持续搅拌1.0小时。在反应结束之后,静置分液,除去水层。而且,在溶解有反应物的甲苯相中投入水并进行约15分钟搅拌混合,静置分液而除去水层。反复进行该操作直至水层的pH达到7。之后,通过倾析器脱水除去水分而获得不挥发成分为65%的甲苯溶液状态的活性酯树脂。确认所获得的活性酯树脂的结构的结果,具有在上述式(1-1)中R1和R3为氢原子、Z为萘基、1为0的结构。而且,对于重复单元的平均值k,根据反应等量比计算的结果,在0.5~1.0的范围内。
·固化剂2:通过下述制备方法制备的活性酯系固化剂
(活性酯系固化剂的制备方法)
在安装有温度计、滴液漏斗、冷却管、分馏管、搅拌器的烧瓶中装入1,3-苯二羧酸二氯化物203.0g(酰氯基的摩尔数:2.0摩尔)和甲苯1338g,对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。接着,装入α-萘酚96.5g(0.67摩尔)、双环戊二烯酚醛树脂219.5g(酚性羟基的摩尔数:1.33摩尔),对系统内部进行减压氮气置换而使其溶解。其后,一边实施氮气排净,一边将系统内部控制在60℃以下,经3小时滴加20%氢氧化钠水溶液400g。接着,在该条件下持续搅拌1.0小时。在反应结束之后,静置分液,除去水层。而且,在溶解有反应物的甲苯相中投入水并进行约15分钟搅拌混合,静置分液而除去水层。反复进行该操作直至水层的pH达到7。之后,通过倾析器脱水除去水分而获得不挥发成分为65%的甲苯溶液状态的活性酯树脂。确认所获得的活性酯树脂的结构的结果,具有在上述式(1-3)中R1和R3为氢原子、Z为萘基、1为0的结构。关于活性酯树脂的重复单元的平均值k,根据反应等量比计算的结果,在0.5~1.0的范围内。具体而言,所获得的活性酯树脂具有由以下化学式表示的结构。在下述式中,重复单元的平均值k为0.5~1.0。
[固化催化剂]
·固化催化剂1:四苯基鏻-4,4’-磺酰二酚盐
(添加剂)
·有机硅1:二甲基硅氧烷-二缩水甘油醚共聚物(M69B,住友电木株式会社(Sumitomo Bakelite Co.,Ltd.)制造)
(低应力剂)
·低应力剂1:羧基末端丁二烯丙烯酸橡胶(CTBN1008SP,宇部兴产社(UbeIndustries,Ltd.)制造)
(由空腔谐振法所得的介电常数和介质损耗角正切的评价)
首先,使用树脂组合物获得试验片。
具体而言,将在实施例和比较例中所制备的树脂组合物涂敷于Si基板,在120℃条件下进行4分钟预烘烤,形成涂敷膜厚为12μm的树脂膜。
将其在氮环境下使用烘箱在200℃条件下加热90分钟,并进行氢氟酸处理(浸渍于2质量%氢氟酸水溶液中)。从氢氟酸中取出基板之后,从Si基板剥离固化膜,将其作为试验片。
测量装置使用Network Analyzer HP8510C、Synthesized sweeper HP83651A和test set HP8517B(均由安捷伦科技(日本)有限公司制造)。安装这些装置和圆筒空腔谐振器(内径为φ42mm,高度为30mm)。
在将试验片插入到上述谐振器内的状态和未插入状态下,以25GHz的频率测量谐振频率、3dB带宽、穿透功率比等。而且,通过软件解析地计算这些测量结果,由此求出介电常数(Dk)和介质损耗角正切(Df)的介电特性。另外,将测量模式设为TE011模式。
(螺旋流的测量)
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”),在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下,在根据EMMI-1-66的螺旋流测量用模具中注入实施例和比较例中所获得的树脂组合物,并测量流动长度。
(胶凝时间(GT))
在加热至175℃的热板上分别熔融实施例和比较例的树脂组合物之后,一边用刮刀混炼一边测量直至固化为止的时间(单位:秒)。
(成型收缩率)
对于各实施例和比较例,对所获得的树脂组合物,测量进行成型(ASM:as Mold)之后的成型收缩率(ASM后),在假设该成型之后,使其正式固化来制作电介质基板的加热条件(PMC:Post Mold Cure(后熟化))下对成型收缩率(PMC后)进行评价。
首先,对于使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”)在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下制作的试验片,根据JIS K 6911获得成型收缩率(ASM后)。
而且,将所获得的试验片在175℃条件下进行4小时加热处理,根据JIS K 6911测量成型收缩率(PMC后)。
(玻璃化转变温度、线膨胀系数)
对于各实施例和比较例,以下述方式测量所获得的树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)、线膨胀系数(CTE1、CTE2)。首先,使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-15”)在模具温度为175℃、注入压力为6.9MPa、固化时间为120秒的条件下将密封用树脂组合物注入成型,从而获得10mm×4mm×4mm的试验片。接着,将所获得的试验片在175℃经4小时进行后固化之后,使用热机械分析装置(精工电子工业株式会社制造,TMA100),在测量温度范围为0℃~320℃、升温速度为5℃/分钟的条件下进行测量。根据该测量结果,计算出玻璃化转变温度(Tg)、玻璃化转变温度以下的线膨胀系数(CTE1)、超过玻璃化转变温度的线膨胀系数(CTE2)。
(机械强度的评价(弯曲强度/弯曲弹性模量))
使用低压传递成型机(上泷精机株式会社制造的“KTS-30”),在模具温度为130℃、注入压力为9.8MPa、固化时间为300秒的条件下将实施例和比较例的树脂组合物在模具中注入成型。由此,获得宽度为10mm、厚度为4mm、长度为80mm的成型品。接着,使所获得的成型品在175℃、4小时的条件下进行后固化。由此,制作用于评价机械强度的试验片。其后,根据JIS K 6911,以5mm/min的头速度测量试验片在室温(25℃)或260℃时的弯曲强度(N/mm2)和弯曲弹性模量(N/mm2)。
(矩形压力的测量)
以下述方式测量实施例和比较例的树脂组合物的矩形压力。首先,使用低压传递成型机(NEC Corporation制造,40t Manual press),在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,向宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入树脂组合物。此时,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,测量树脂组合物流动时的最低压力(MPa),将其作为矩形压力。矩形压力为熔融粘度的参数,数值越小,表示熔融粘度越低。
由表3的结果得知,根据本发明的热固性树脂组合物,可获得高介电常数和低介质损耗角正切优异的电介质基板,换言之,可获得这些特性的平衡优异的电介质基板。
本申请以2021年3月25日申请的日本申请特愿2021-051748号、2021年10月21日申请的日本申请特愿2021-172197号、2021年12月6日申请的日本申请特愿2021-197667号、2021年12月6日申请的日本申请特愿2021-197669号、2021年12月6日申请的日本申请特愿2021-197679号、2021年12月6日申请的日本申请特愿2021-197720号和2021年12月6日申请的日本申请特愿2021-197731号为基础要求优先权,并将其公开的全部内容援用于此。
附图标记说明
10微带天线,12电介质基板,14辐射导体板,16接地导体板,20、20’微带天线,22电介质基板,24高电介质基板,26间隔件,a空隙部。

Claims (25)

1.一种热固性树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)环氧树脂;
(B)固化剂;和
(C)高介电常数填料,
所述高介电常数填料(C)包含该热固性树脂组合物的固体成分100质量%中的50质量%以上的钛酸钙颗粒或60质量%以上的钛酸锶颗粒,
所述环氧树脂(A)包含联苯芳烷基型环氧树脂和/或联苯型环氧树脂,
所述固化剂(B)包含活性酯化合物(B1)和/或酚系固化剂(B2),
所述活性酯化合物(B1)包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯化合物、含有萘结构的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯化合物、包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯化合物中的至少1种,
所述酚系固化剂(B2)包含联苯芳烷基型酚醛树脂和/或苯酚酚醛清漆树脂,
按照下述流程1测量的在260℃时的弯曲弹性模量为50N/mm2以上190N/mm2以下,
按照下述流程2测量的矩形压力为0.2MPa以上8.8MPa以下,
流程1:
使用低压传递成型机,在模具温度为130℃、注入压力为9.8MPa、固化时间为300秒的条件下将该热固性树脂组合物在模具中注入成型,获得宽度为10mm、厚度为4mm、长度为80mm的成型品,
使所获得的成型品在175℃、4小时的条件下进行后固化,制作试验片,
根据JIS K 6911测量试验片在260℃时的弯曲弹性模量,单位为N/mm2
流程2:
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入速度为177mm3/秒的条件下,向宽度为13mm、厚度为1mm、长度为175mm的矩形流路注入该热固性树脂组合物,此时,通过埋设在距离流路的上游前端25mm的位置的压力传感器测量压力的经时变化,测量该热固性树脂组合物流动时的最低压力,单位为MPa,将该最低压力作为矩形压力。
2.根据权利要求1所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
所述固化剂(B)包含所述活性酯化合物(B1)和所述酚系固化剂(B2)。
3.根据权利要求1或2所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
在通过激光衍射散射法测量的所述高介电常数填料(C)的体积频率粒度分布中,将累积值成为10%的粒径设为D10、将累积值成为50%的粒径设为Ds0并将累积值成为90%的粒径设为D90时,
构成为D10、D50和D90满足0.25≤(D90-D10)/D50≤55。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
包含除了所述高介电常数填料(C)以外的无机填充材料,所述无机填充材料包含二氧化硅和/或氧化铝。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
使用按照上述流程1获得的试验片根据JIS K 6911测量的在25℃时的弯曲弹性模量为9000N/mm2以上28000N/mm2以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
使用按照上述流程1获得的试验片根据JIS K 6911测量的在25℃时的弯曲强度为40N/mm2以上200N/mm2以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
使用按照上述流程1获得的试验片根据JIS K 6911测量的在260℃时的弯曲强度为0.1N/mm2以上10N/mm2以下。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
该热固性树脂组合物的固化物的吸水率为0.01%以上0.8%以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
该热固性树脂组合物的固化物的导热率为1.0W/mK以上5.0W/mK以下。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
按照下述的流程测量的相对于铜的芯片剪切强度为5N/mm2以上50N/mm2以下,
流程:
使用低压传递成型机,在模具温度为175℃、注入压力为10MPa、固化时间为180秒的条件下,将该热固性树脂组合物进行成型,在铜制引线框上每1水平成型4个10mm2的试验片,
接着,使用自动芯片剪切测量装置,在室温测量试验片与铜制引线框的芯片剪切强度,采用4个试验片的芯片剪切强度。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
该热固性树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度为90℃以上200℃以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
该热固性树脂组合物的固化物的在玻璃化转变温度以下的范围的线膨胀系数CTE1为5ppm以上30ppm以下,在超过玻璃化转变温度且为320℃以下的范围的线膨胀系数CTE2为10ppm以上100ppm以下。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
用于形成选自微带天线、电介质波导和多层天线中的高频设备的一部分。
14.一种高频设备,其特征在于:
包括权利要求1至13中任一项所述的热固性树脂组合物的固化物。
15.一种热固性树脂组合物,其特征在于,包含:
(A)环氧树脂;
(B)固化剂;和
(C)高介电常数填充剂,
所述环氧树脂(A)包含选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂和萘酚芳烷基型环氧树脂中的至少1种,
所述固化剂(B)包含活性酯系固化剂(B1)和/或酚系固化剂(B2),
所述高介电常数填充剂(C)包含选自钛酸钙、钛酸锶、钛酸镁、锆酸镁、锆酸锶、钛酸铋、钛酸锆、钛酸锌、锆酸钡、钛锆酸钙、钛锆酸铅、铌镁酸钡和锆酸钙中的至少1种。
16.根据权利要求15所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
所述高介电常数填充剂(C)为选自钛酸钙、钛酸锶和钛酸镁中的至少1种。
17.根据权利要求15或16所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
在所述热固性树脂组合物100质量%中,以40质量%以上的量包含所述高介电常数填充剂(C)。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
所述活性酯系固化剂(B1)包含选自含有双环戊二烯型二酚结构的活性酯系固化剂、含有萘结构的活性酯系固化剂、包含苯酚酚醛清漆的乙酰化物的活性酯系固化剂和包含苯酚酚醛清漆的苯甲酰化物的活性酯系固化剂中的至少1种。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
所述活性酯系固化剂(B1)包括由下述通式(1)表示的结构,
在通式(1)中,A为经由脂肪族环状烃基连结的取代或未取代的亚芳基,Ar’为取代或未取代的芳基,
B为由下述通式(B)表示的结构,
在通式(B)中,Ar为取代或未取代的亚芳基,Y为单键、取代或未取代的碳原子数1~6的直链亚烷基、或者取代或未取代的碳原子数3~6的环式亚烷基、取代或未取代的2价的芳香族烃基、醚键、羰基、羰氧基、硫化物基或者砜基,n为0或1,
k为重复单元的平均值,在0.25~3.5的范围内。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
用作形成微带天线的材料。
21.根据权利要求15至19中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
用作形成电介质波导的材料。
22.根据权利要求15至19中任一项所述的热固性树脂组合物,其特征在于:
用作形成电磁波吸收体的材料。
23.一种电介质基板,其特征在于:
通过使权利要求1至13和权利要求15至22中任一项所述的热固性树脂组合物固化而成。
24.一种微带天线,其特征在于,包括:
权利要求23所述的电介质基板;
设置于所述电介质基板的一面的辐射导体板;和
设置于所述电介质基板的另一面的接地导体板。
25.一种微带天线,其特征在于,包括:
电介质基板;
设置于所述电介质基板的一面的辐射导体板;
设置于所述电介质基板的另一面的接地导体板;和
与所述辐射导体板相对配置的高电介质,
所述高电介质由权利要求23所述的电介质基板构成。
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