【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンデンサ材料等として電子部品に用いられる、高誘電率でかつ塗工性に優れた、エポキシ樹脂組成物からなる誘電体ペースト、並びにそれを用いた電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子、情報通信機器の小型化要求の増大にともない、各種基板にコンデンサ、レジスター等の機能を持った電子部品を直接形成する回路形成技術ないしは部品形成技術の開発が進められている。特に近年の情報通信における伝送容量の増大化、高速化に対応して、１０ＧＨｚ程度の高周波領域での使用特性に優れた回路形成材料が求められており、このような要求に応えるため、コンデンサ等の機能を持った回路形成材料として、合成樹脂中に誘電体粉末を混合分散してなる誘電体ペーストが提供されている。
【０００３】
このような誘電体ペーストとして、特許文献１が知られている。すなわち、誘電体粉末が高い固形分比率で含有していても低粘度で、回路形成の際の塗工が容易な誘電体ペースト、および、形成される回路表面が平滑で均一な膜厚、かつ高誘電率、低誘電損失の誘電体膜を形成し得る誘電体ペーストを提供することを課題とし、かかる課題は、芳香族液晶ポリエステルと、特定のハロゲン置換フェノール化合物を含む溶媒と、誘電体粉末とを特定の割合で含有せしめることによって解決できるとしている。しかしながら、このような誘電体ペーストは、耐熱性が低い問題点がある。
【０００４】
また、上記と同様な課題を解決するための誘電体材料については、特許文献２も知られている。すなわち、投影形状が円、扁平円、または楕円形の誘電体粉末を樹脂中に分散して複合誘電体材料とすることによって、誘電率が高く、強度低下がなく、小型で高性能、総合的な電気特性に優れた電子部品を提供できるとしている。このような誘電体材料においても、誘電率を高くするためには誘電体粉末を高充填する必要があり、得られた複合誘電体材料は、塗工性や誘電正接の悪化が生じる問題点があって、満足できるものではなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−６０５９５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５８１３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明もこのような課題を解決しようとするもので、高誘電率でかつ回路形成等の容易な誘電体ペーストを提供することにある。特に、本発明では、誘電体粉末を多量に添加して高誘電率化を図ると、誘電体ペーストの粘度が上昇し、回路形成の際の塗工性が低下するという課題を解消しようとするもので、一般的に高誘電率の範囲とされる１５以上の誘電率を確保しつつ、誘電体ペーストの粘度を、回路形成等において好適とされる０．５〜５０ポイズの範囲に抑えた、特定のシランカップリング剤で表面処理したチタン酸バリウム系材料を、エポキシ樹脂中に配合した誘電体ペーストを提供すること、およびこのペーストを用いた高誘電率の電子部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、硬化剤および硬化促進剤を含むエポキシ樹脂７５〜３０容量％と、γ−クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理してなるチタン酸バリウム系材料２５〜７０容量％とを主成分とする誘電体ペーストを提供することによって、解決される。
【０００８】
また、請求項２に記載されるように、前記チタン酸バリウム系材料が、チタン酸バリウム１００重量部に対して、カルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオブから選ばれた少なくとも１種０．１〜３０重量部を含有してなる誘電体ペーストとすることによって、さらには、請求項３に記載されるように、前記チタン酸バリウム系材料が、チタン酸バリウム１００重量部に対して、カルシウムおよび／または錫０．１〜３０重量部を含有してなる誘電体ペーストとすることによって、解決される。
【０００９】
さらに、電子部品の高誘電率化は、請求項４に記載されるように、前記請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体ペーストを用いて電子部品とすることによって、解決される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、硬化剤および硬化促進剤を含むエポキシ樹脂７５〜３０容量％と、γ−クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理してなるチタン酸バリウム系材料２５〜７０容量％とを主成分とすることを特徴とする、誘電体ペーストに関するものである。特に、本発明においては、γ−クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理してなるチタン酸バリウム系材料を用いることを大きな特徴としており、この表面処理チタン酸バリウム系材料を用いることによって、塗工容易な粘度範囲を維持しつつ、高誘電率の範囲に属するといわれる、誘電率１５以上の誘電体ペーストとすることができる。また前記γ−クロロプロピルトリメトキシシランの表面処理量は、γ−クロロプロピルトリメトキシシランの最小被覆面積が３００ｍ２／ｇ以上となるようにするのが、前記表面処理剤の必要量から好ましい。なお、前記以外のシランカップリング剤を用いると、表面処理剤としての必要量を多くする必要があるので、結果として誘電正接が悪くなる問題がある。
【００１１】
本発明に用いることのできるエポキシ樹脂は、分子内に１個または２個以上のエポキシ基を有するものであれば特に制限はなく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等の１種または２種以上が使用できる。
【００１２】
上記エポキシ樹脂の中でも、数平均分子量が１００〜１０００程度の常温で液状のものが好ましく、一例としては、常温で低粘度のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。このような液状のエポキシ樹脂を用いることによって、回路形成の際の塗工がさらに容易な低粘度の誘電体ペーストが得られ、コンデンサ等の電子部品を効率よく製造でき、また、低誘電損失、低結晶性などの特性が得られるので好ましい。
【００１３】
なお、上記エポキシ樹脂が液状の場合は、これに上記チタン酸バリウム系材料の所定量を直接加え、混合、均一化することで本発明の誘電体ペースとすることができるが、該エポキシ樹脂が固形状もしくは高粘度の場合、必要に応じて適宜の有機溶媒、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等に溶解、もしくは、希釈して用いることができる。
【００１４】
上記エポキシ樹脂と共に用いられる硬化剤についても特に制限がなく、エポキシ樹脂の硬化剤として公知の種々のもの、例えば、酸無水物系硬化剤（ヘキサヒドロ無水フタル酸等）、アミン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤などが使用できる。中でも、耐熱性および電気特性等の点でアミン系硬化剤が好ましい。また、その使用量も、使用するエポキシ樹脂の種類に応じて慣用量とすることができる。
さらに上記エポキシ樹脂には、硬化剤と共に硬化促進剤が使用される。使用し得る硬化促進剤は、イミダゾール化合物、有機リン化合物、第３級アミン、第４級アンモニウム塩等の１種または２種以上である。硬化促進剤の使用は、形成される誘電体ペースト薄膜の硬化時間を短縮し、あるいは硬化温度を低下させることができる。硬化促進剤の使用量についての特別な制限はなく、用いるエポキシ樹脂および硬化剤の種類に応じて慣用量とすることができる。
【００１５】
本発明に用いることのできるチタン酸バリウム系材料は、γ−クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理してなるものであり、チタン酸バリウム系材料としては、チタン酸バリウム、またはチタン酸バリウムにカルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオブなどから選ばれる１種を含有せしめてなるものである。使用し得るチタン酸バリウム材料としては特に制限はなく、市場から入手可能な種々のタイプのもの、例えば不定形粒子状、球状、楕円状、扁平状、ウィスカー状等の粉末状のものなどである。また、その粒子径についても特に制限がなく、一般的には平均粒子径０．１〜３μｍ程度のものが好ましく、このようなチタン酸バリウム材料は、例えば、固相法やシュウ酸塩法等によって製造される。
【００１６】
特に、上記チタン酸バリウム系材料においては、請求項２に記載されるように、チタン酸バリウム１００重量部に対して、カルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオブから選ばれた少なくとも１種０．１〜３０重量部を含有してなるのが好ましい。このようなチタン酸バリウム系材料を用いることによって、チタン酸バリウム系材料のキュリー点を常温付近まで下げることができ、常温付近で高誘電率の誘電体ペーストを得ることができる。
【００１７】
さらに、上記カルシウム、錫、ジルコニウム等金属類を含有してなるチタン酸バリウム系材料において、請求項３に記載されるように、チタン酸バリウム１００重量部に対して、カルシウムおよび／または錫０．１〜３０重量部を含有するものであるのがさらに好ましい。カルシウムおよび／または錫の含有量が０．１重量部未満では、キュリー点のシフト効果が小さく、３０重量部を超えると誘電率が低下するようになる。なお、カルシウムおよび錫を混合して用いる場合、カルシウム／錫の混合割合は、重量部比で１／５〜１／２とするのが好ましく、これによりキュリー点のシフト効果をさらに増大させることができる。
【００１８】
なお、上記チタン酸バリウム系材料がカルシウム、錫、ジルコニウム等金属類を含有したものである場合、これら金属類とチタン酸バリウムの混合方法に特別な制限はない。例えば、各成分を単純にブレンドする方法、あるいはブレンドしたものを適宜温度で熱処理し、粉砕し、必要ならば粒子形をそろえるために篩分けする方法などである。これら混合方法の中で、熱処理工程を含む混合方法によれば、チタン酸バリウムの結晶子の成長と歪の減少効果が得られ、高誘電率のチタン酸バリウム系材料とすることができるので、本発明においては、熱処理工程を含む混合方法でチタン酸バリウム系材料を得るのが好ましい。その際の熱処理条件に特別な制限はないが、一例としては、１１００〜１４５０℃×１０分以上であるのが好ましく、１２００〜１４００℃×１０分〜１０時間であるのがさらに好ましい。
【００１９】
なお、上記チタン酸バリウム系材料の熱処理は、通常の加熱（アニール）、焼結などの方法で行うことができる。熱処理後のチタン酸バリウム系材料が塊状化した場合には、適宜の粉砕方法、例えば、自動乳鉢、ボールミル、粉砕機等で粉砕し、必要ならば粒子径を揃えるための篩分けを行っても良い。本発明の誘電体ペーストにおいて、チタン酸バリウム系材料の好ましい粒子径は、０．５〜３μｍである。また、上記チタン酸バリウム系材料のアスペクト比を、１．５〜１０とすることも好ましいことである。
【００２０】
本発明において、上記チタン酸バリウム系材料は、γ−クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理して用いられる。表面処理は、一般に良く知られた表面処理方法でおこなうことができる。一例（湿式法）としては、上記チタン酸バリウム系材料粉末を、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン溶液または適宜の有機溶媒を加えてなる溶液中に加え、必要ならば加温下で充分に混合し、乾燥することによって表面処理をおこなうことができる。また乾式法を用いても、同様に表面処理をすることができる。なお、この表面処理においては、γ−クロロプロピルトリメトキシシランの最小被覆面積が、３００ｍ２／ｇ以上となるようにするのが好ましく、これにより形成される電子部品の誘電損失を低減させることができる。
【００２１】
そして本発明の誘電体ペーストは、上記硬化剤および硬化促進剤を含むエポキシ樹脂３０〜７５容量％と、上記γ−クロロプロピルトリメトキシシランによって表面処理されたチタン酸バリウム系材料を、７０〜２５容量％の比率で均一に混合することによって得られる。この混合比率において、エポキシ樹脂が３０容量％より少なく、チタン酸バリウム系材料が７０容量％より多くなると、高誘電率の誘電体膜が形成できる利点があるが、上記誘電体ペースト粘度が増大して回路形成の際の塗工性に劣るようになる他、エポキシ樹脂のバインダーとしての効果が低下し、形成される誘電体膜の強度が低下するようになる。これとは反対に、エポキシ樹脂が７５容量％を超え、チタン酸バリウム系材料が２５容量％より少なくなると、ペースト粘度が低下して塗工性に優れるようになるが、高誘電率化が難しくなるので好ましくない。本発明の誘電体ペーストにおいては、エポキシ樹脂４０〜６０容量％およびチタン酸バリウム系材料６０〜４０容量％の混合比率とするのが特に好ましい。
【００２２】
本発明の誘電体ペーストは、上記エポキシ樹脂と、チタン酸バリウム系材料の所定量を均一に混合することによって得られる。混合方法自体特殊なものではなく、ボールミル、ディスパー型攪拌機、ロールミル、サンドミル、三本ロール等で行うことができる。なお、その際、本発明の効果を損なわない範囲で、シリカ、炭酸カルシウム等の無機フィラー、硬化エポキシ樹脂、架橋アクリル樹脂等の有機フィラー、分散剤、沈降防止剤、酸化防止剤、紫外線防止剤、消泡剤等の公知の各種添加剤を１種または２種以上添加してもよい。
【００２３】
つぎに、請求項４に記載の電子部品に関する発明について説明する。すなわち、以上のようにして得られた本発明の誘電体ペーストは、電子部品を構成する基板上の所望箇所に塗工し、誘電体ペースト中に含まれるエポキシ樹脂の硬化処理を行って誘電体膜を形成し、次いで、誘電体膜上にイオンスパッタ法等により電極を形成することによって、基板内蔵型コンデンサとすることができる。さらには、コイルやフィルターと印刷配線回路、増幅素子や機能素子と組み合わせてアンテナ、ＲＦモジュール、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）、パワーアンプ等の高周波電子回路や光ピックアップなどに用いられる高周波用電子部品等も、本発明の電子部品とすることができる。
【００２４】
上記誘電体ペーストの塗工は、スクリーン印刷法、スピンコート法、バーコート法、スプレーコート法等、公知の塗工法でおこなうことができる。その膜厚は用途により異なるが、一般的には０．５〜５００μｍの範囲とするのが好ましい。また、誘電体ペーストの硬化処理は常温でおこなっても良いが、生産性の点から５０〜１５０℃程度の加熱下に行うのが好ましい。さらに、誘電体ペーストの塗工に際しては、塗工性を改善する目的で、適宜の有機溶媒、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等で上記誘電体ペーストの粘度調整をおこなっても良い。
【００２５】
【実施例】
以下に実施例並びに比較例を示して、本発明の効果を述べる。
【００２６】
誘電体ペーストの調製：誘電体ペースト成分として下記のエポキシ樹脂（ａ）とチタン酸バリウム系材料（ｂ）を用い、表１に示した組成比（容量％）で均一に混合し、それぞれの誘電体ペーストを調製した。なお、その際均一なペースト化を促進するため有機溶剤としてトルエンを、前記エポキシ樹脂（ａ）と前記チタン酸バリウム（ｂ）の合計重量に対して、１５重量％になるように加えた。
【００２７】
エポキシ樹脂（ａ）：熱硬化型エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、東都化成社製、ＹＤ−８１２５）５２重量％、硬化剤（ヘキサヒドロ無水フタル酸）４７ｗｔ％および硬化促進剤（ジャパンエポキシレジン社製、エピキュア３０１０）１重量％を、均一に混合してエポキシ樹脂成分とした。
【００２８】
チタン酸バリウム系材料（ｂ）：チタン酸バリウム粉末１００重量部、カルシウム２重量部、錫６重量部を混合し、１３００℃×６０分の熱処理を行った後、自動乳鉢を用いて粉砕して平均粒子径０．２〜３μｍの範囲のチタン酸バリウム系材料を得、これをチタン酸バリウム系材料Ａとした。次いで、このチタン酸バリウム系材料Ａ１００重量部を、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン０．５重量部中に加えて混合し、前記チタン酸バリウム系材料粒子の表面処理をおこない、得られた表面処理チタン酸バリウム系材料をチタン酸バリウム系材料Ｂとした。また比較のために、前記γ−クロロプロピルトリメトキシシランに変えて、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランを用いて、上記と同様に表面処理したチタン酸バリウム材料をＣとした。
【００２９】
誘電体ペーストの試験：上記で得たそれぞれの誘電体ペーストについて、その粘度（ポイズ）をＢ型粘度計で測定し、その結果を表１に示した。また、それぞれの誘電体ペーストを、銅箔上に厚さ約２５μｍとなるように、自動塗工機を用いて薄膜に形成し、１２０℃×１５時間熱硬化処理を行った後、硬化薄膜上にイオンスパッタにより電極を形成して基板内蔵型コンデンサとした。次いで、ＬＣＺメータにより静電容量（Ｃ）を測定し、１ＭＨｚ、室温の誘電率（ε）を求めた。その結果を併せて表１に示した。
【００３０】
【表１】
【００３１】
上記表１の結果から明らかなとおり、γ−トリクロロプロピルトリメトキシシランで表面処理してなるチタン酸バリウム系材料を用いた、実施例１〜４で示した本発明の誘電体ペーストは、誘電率が１５以上と高く、また、そのペースト粘度は薄膜形成の際の塗工に適した１〜５０ポイズの範囲のものであった。これに対し、表面処理をおこなわなかったチタン酸バリウム系材料を用いた、比較例１の誘電体ペーストは、誘電率が低く、その粘度も塗工に適さない低粘度のものであった。また、表面処理したチタン酸バリウム系材料を用いたが、組成比において本発明の範囲を外れる比較例２および３の誘電体ペーストは、誘電率および粘度共に満足な特性は得られなかった。また、γ−トリクロロプロピルトリメトキシシランに変えて用いたγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランで表面処理したチタン酸バリウム材料Ｃを用いた比較例４の誘電体ペーストは、前記エポキシ樹脂との相溶性が悪く、粘度も高くなって好ましいものではなかった。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の誘電体ペーストは、硬化剤および効果促進剤を含むエポキシ樹脂と、γ―クロロプロピルトリメトキシシランで表面処理したチタン酸バリウム系材料とを、特定の比率で混合したものであるので、表面処理をおこなわなかったチタン酸バリウム系材料を用いた誘電体ペーストに比べ、誘電率の改善効果が顕著であった。特に、この効果は、チタン酸バリウム系材料の含有量を少なくできる効果に波及し、誘電体ペーストの粘度低下に寄与し、誘電体膜形成の際の塗工が容易となる効果を有するものであった。
【００３３】
また、本発明の誘電体ペーストは、誘電率の高い誘電体膜の形成が可能であるので、近年の小型化、高周波領域（１０ＧＨｚ程度の）用の電子部品として使用するのに適しており、また、塗工性に優れた低粘度誘電体ペーストであるので、コンデンサ等電子部品を効率よく製造できるという効果もあり、実用性に優れたものである。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dielectric paste made of an epoxy resin composition, which is used for an electronic component as a capacitor material or the like and has a high dielectric constant and excellent coatability, and an electronic component using the same.
[0002]
[Prior art]
With increasing demands for miniaturization of electronic and information communication devices, development of circuit formation technology or component formation technology for directly forming electronic components having functions of capacitors, registers, etc. on various substrates is being promoted. In particular, there has been a demand for circuit forming materials having excellent use characteristics in a high frequency region of about 10 GHz in response to an increase in transmission capacity and speed in recent information communications. As a circuit forming material having the above function, there is provided a dielectric paste obtained by mixing and dispersing a dielectric powder in a synthetic resin.
[0003]
Patent Document 1 is known as such a dielectric paste. That is, even when the dielectric powder is contained in a high solid content ratio, the viscosity is low, the dielectric paste is easy to apply during circuit formation, and the formed circuit surface has a smooth and uniform film thickness, and An object of the present invention is to provide a dielectric paste capable of forming a dielectric film having a high dielectric constant and a low dielectric loss. Such a problem includes an aromatic liquid crystal polyester, a solvent containing a specific halogen-substituted phenol compound, and a dielectric powder. It is said that it can be solved by adding and at a specific ratio. However, such a dielectric paste has a problem of low heat resistance.
[0004]
Patent Document 2 is also known as a dielectric material for solving the same problem as described above. In other words, a dielectric powder with a projected shape of a circle, flat circle, or ellipse dispersed in a resin to form a composite dielectric material has a high dielectric constant, no reduction in strength, small size, high performance, and comprehensiveness. Electronic components with excellent electrical characteristics can be provided. Even in such a dielectric material, in order to increase the dielectric constant, it is necessary to highly fill the dielectric powder, and the obtained composite dielectric material has a problem that the coating property and the dielectric loss tangent deteriorate. It wasn't satisfactory.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2002-60595 A [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-158135
[Problems to be solved by the invention]
The present invention also aims to solve such a problem, and an object thereof is to provide a dielectric paste having a high dielectric constant and easy circuit formation. In particular, in the present invention, when the dielectric constant is increased by adding a large amount of dielectric powder, the viscosity of the dielectric paste is increased, and the problem that the coating property at the time of circuit formation is decreased is to be solved. Therefore, while ensuring a dielectric constant of 15 or more, which is generally in the range of a high dielectric constant, the viscosity of the dielectric paste is suppressed to a range of 0.5 to 50 poise which is suitable for circuit formation and the like. To provide a dielectric paste in which a barium titanate-based material surface-treated with a specific silane coupling agent is blended in an epoxy resin, and to provide an electronic component having a high dielectric constant using the paste .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The problem to be solved is a titanic acid surface-treated with 75-30% by volume of an epoxy resin containing a curing agent and a curing accelerator and γ-chloropropyltrimethoxysilane as described in claim 1 This is solved by providing a dielectric paste whose main component is 25 to 70% by volume of barium-based material.
[0008]
In addition, as described in claim 2, the barium titanate-based material is at least one selected from calcium, tin, zirconium, strontium, and niobium with respect to 100 parts by weight of barium titanate. By forming a dielectric paste containing 30 parts by weight, as described in claim 3, the barium titanate-based material contains calcium and / or 100 parts by weight of barium titanate. Alternatively, the problem is solved by using a dielectric paste containing 0.1 to 30 parts by weight of tin.
[0009]
Further, as described in claim 4, the increase in the dielectric constant of the electronic component can be solved by using the dielectric paste according to any one of claims 1 to 3 as an electronic component.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below. The invention described in claim 1 includes 75 to 30% by volume of an epoxy resin containing a curing agent and a curing accelerator, and 25 to 70% by volume of a barium titanate-based material obtained by surface treatment with γ-chloropropyltrimethoxysilane. It is related with the dielectric paste characterized by these. In particular, the present invention is characterized by the use of a barium titanate material surface-treated with γ-chloropropyltrimethoxysilane. By using this surface-treated barium titanate material, coating is easy. A dielectric paste having a dielectric constant of 15 or higher, which is said to belong to a high dielectric constant range, while maintaining a high viscosity range can be obtained. The surface treatment amount of the γ-chloropropyltrimethoxysilane is preferably from the required amount of the surface treatment agent so that the minimum coating area of the γ-chloropropyltrimethoxysilane is 300 m 2 / g or more. If a silane coupling agent other than those described above is used, it is necessary to increase the required amount of the surface treatment agent, resulting in a problem that the dielectric loss tangent is deteriorated.
[0011]
The epoxy resin that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it has one or more epoxy groups in the molecule, and is bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy. One type or two or more types of resins, phenol novolac type epoxy resins, cresol novolac type epoxy resins, glycidyl ester type epoxy resins, alicyclic epoxy resins, and the like can be used.
[0012]
Among the above-mentioned epoxy resins, those having a number average molecular weight of about 100 to 1,000 are preferable at room temperature, and as an example, a low viscosity bisphenol A type epoxy resin or bisphenol F type epoxy resin is preferable at normal temperature. By using such a liquid epoxy resin, it is possible to obtain a low-viscosity dielectric paste that can be more easily applied during circuit formation, and to efficiently produce electronic components such as capacitors, It is preferable because characteristics such as low crystallinity can be obtained.
[0013]
When the epoxy resin is liquid, a predetermined amount of the barium titanate-based material is directly added to the epoxy resin and mixed and homogenized to obtain the dielectric pace of the present invention. In the case of a solid or high viscosity, it can be used by dissolving or diluting in an appropriate organic solvent such as toluene, xylene, methyl ethyl ketone or the like as required.
[0014]
The curing agent used with the epoxy resin is not particularly limited, and various known epoxy resin curing agents such as acid anhydride curing agents (hexahydrophthalic anhydride, etc.), amine curing agents, polyaminoamides, etc. A system hardening agent etc. can be used. Of these, amine-based curing agents are preferable in terms of heat resistance and electrical characteristics. Moreover, the usage-amount can also be made into a usual dose according to the kind of epoxy resin to be used.
Furthermore, a curing accelerator is used together with a curing agent in the epoxy resin. The hardening accelerator which can be used is 1 type (s) or 2 or more types, such as an imidazole compound, an organic phosphorus compound, a tertiary amine, a quaternary ammonium salt. The use of a curing accelerator can shorten the curing time of the formed dielectric paste thin film or lower the curing temperature. There is no special restriction | limiting about the usage-amount of a hardening accelerator, According to the kind of epoxy resin and hardening | curing agent to be used, it can be made into a usual amount.
[0015]
The barium titanate-based material that can be used in the present invention is a surface treatment with γ-chloropropyltrimethoxysilane. As the barium titanate-based material, barium titanate, or barium titanate with calcium, It contains one selected from tin, zirconium, strontium, niobium and the like. The barium titanate material that can be used is not particularly limited, and various types of commercially available materials such as powders such as irregular particles, spheres, ellipses, flats, whiskers, etc. . The particle diameter is not particularly limited, and generally has an average particle diameter of about 0.1 to 3 μm. Such a barium titanate material is, for example, a solid phase method or an oxalate method. Manufactured by.
[0016]
In particular, in the barium titanate-based material, as described in claim 2, at least one selected from calcium, tin, zirconium, strontium and niobium is 0.1 per 100 parts by weight of barium titanate. It is preferable to contain -30 weight part. By using such a barium titanate material, the Curie point of the barium titanate material can be lowered to around room temperature, and a dielectric paste having a high dielectric constant can be obtained at around room temperature.
[0017]
Further, in the barium titanate-based material containing metals such as calcium, tin and zirconium, as described in claim 3, calcium and / or tin is 0.1. More preferably, it contains 1 to 30 parts by weight. When the content of calcium and / or tin is less than 0.1 parts by weight, the effect of shifting the Curie point is small, and when it exceeds 30 parts by weight, the dielectric constant is lowered. When calcium and tin are mixed and used, the mixing ratio of calcium / tin is preferably 1/5 to 1/2 by weight ratio, which can further increase the effect of shifting the Curie point. it can.
[0018]
When the barium titanate-based material contains metals such as calcium, tin, and zirconium, there is no particular limitation on the method for mixing these metals and barium titanate. For example, a method of simply blending the components, or a method of heat-treating the blended material at an appropriate temperature, pulverizing, and sieving to align the particle shape if necessary, etc. Among these mixing methods, according to the mixing method including a heat treatment step, an effect of reducing the growth and strain of barium titanate crystallites can be obtained, and a barium titanate-based material having a high dielectric constant can be obtained. In the present invention, it is preferable to obtain a barium titanate-based material by a mixing method including a heat treatment step. Although there is no special restriction | limiting in the heat processing conditions in that case, As an example, it is preferable that it is 1100-1450 degreeC x 10 minutes or more, and it is still more preferable that it is 1200-1400 degreeC x 10 minutes-10 hours.
[0019]
The heat treatment of the barium titanate-based material can be performed by a method such as normal heating (annealing) or sintering. When the barium titanate-based material after heat treatment is agglomerated, it may be pulverized with an appropriate pulverization method, for example, an automatic mortar, ball mill, pulverizer, etc. good. In the dielectric paste of the present invention, the preferred particle size of the barium titanate-based material is 0.5 to 3 μm. It is also preferable that the barium titanate-based material has an aspect ratio of 1.5 to 10.
[0020]
In the present invention, the barium titanate-based material is used after surface treatment with γ-chloropropyltrimethoxysilane. The surface treatment can be performed by a generally well-known surface treatment method. As an example (wet method), the barium titanate-based material powder is added to a solution obtained by adding a γ-chloropropyltrimethoxysilane solution or an appropriate organic solvent, and if necessary, thoroughly mixed under heating. Surface treatment can be performed by drying. Even if a dry method is used, the surface treatment can be similarly performed. In this surface treatment, it is preferable that the minimum covering area of γ-chloropropyltrimethoxysilane is 300 m 2 / g or more, thereby reducing the dielectric loss of the electronic component formed. it can.
[0021]
The dielectric paste according to the present invention comprises 30 to 75% by volume of an epoxy resin containing the curing agent and the curing accelerator and 70 to 25 barium titanate-based material surface-treated with the γ-chloropropyltrimethoxysilane. It is obtained by mixing uniformly in a volume% ratio. In this mixing ratio, when the epoxy resin is less than 30% by volume and the barium titanate-based material is more than 70% by volume, there is an advantage that a dielectric film having a high dielectric constant can be formed, but the viscosity of the dielectric paste increases. In addition to being inferior in coatability at the time of circuit formation, the effect of the epoxy resin as a binder is lowered, and the strength of the formed dielectric film is lowered. On the other hand, when the epoxy resin exceeds 75% by volume and the barium titanate-based material is less than 25% by volume, the paste viscosity decreases and the coating property becomes excellent, but it is difficult to increase the dielectric constant. This is not preferable. In the dielectric paste of the present invention, a mixing ratio of 40 to 60% by volume of epoxy resin and 60 to 40% by volume of barium titanate-based material is particularly preferable.
[0022]
The dielectric paste of the present invention can be obtained by uniformly mixing the epoxy resin and a predetermined amount of a barium titanate material. The mixing method itself is not special, and can be carried out with a ball mill, a disper type stirrer, a roll mill, a sand mill, a three-roll mill or the like. At that time, within the range not impairing the effect of the present invention, inorganic fillers such as silica and calcium carbonate, organic fillers such as cured epoxy resins and cross-linked acrylic resins, dispersants, anti-settling agents, antioxidants, UV inhibitors One or more known various additives such as an antifoaming agent may be added.
[0023]
Next, an invention relating to the electronic component according to claim 4 will be described. That is, the dielectric paste of the present invention obtained as described above is applied to a desired location on the substrate constituting the electronic component, and the epoxy resin contained in the dielectric paste is subjected to a curing process to perform dielectric treatment. By forming a film and then forming an electrode on the dielectric film by ion sputtering or the like, a substrate built-in capacitor can be obtained. Furthermore, high frequency electronic components used in high frequency electronic circuits such as antennas, RF modules, VCOs (voltage controlled oscillation circuits), power amplifiers, optical pickups, etc. in combination with coils, filters and printed wiring circuits, amplification elements and functional elements Can also be used as the electronic component of the present invention.
[0024]
The dielectric paste can be applied by a known coating method such as screen printing, spin coating, bar coating, or spray coating. The film thickness varies depending on the application, but generally it is preferably in the range of 0.5 to 500 μm. The dielectric paste may be cured at room temperature, but it is preferably performed under heating at about 50 to 150 ° C. from the viewpoint of productivity. Furthermore, when applying the dielectric paste, the viscosity of the dielectric paste may be adjusted with an appropriate organic solvent, for example, toluene, xylene, methyl ethyl ketone, or the like for the purpose of improving the coating property.
[0025]
【Example】
The effects of the present invention will be described below with reference to examples and comparative examples.
[0026]
Preparation of dielectric paste: The following epoxy resin (a) and barium titanate-based material (b) are used as dielectric paste components, and uniformly mixed at the composition ratio (capacity%) shown in Table 1. A body paste was prepared. At that time, in order to promote uniform pasting, toluene was added as an organic solvent so as to be 15% by weight with respect to the total weight of the epoxy resin (a) and the barium titanate (b).
[0027]
Epoxy resin (a): Thermosetting epoxy resin (bisphenol A type epoxy resin, YD-8125, manufactured by Tohto Kasei Co., Ltd.) 52 wt%, curing agent (hexahydrophthalic anhydride) 47 wt%, and curing accelerator (Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) Manufactured by Epicure 3010) 1% by weight was uniformly mixed to obtain an epoxy resin component.
[0028]
Barium titanate-based material (b): 100 parts by weight of barium titanate powder, 2 parts by weight of calcium and 6 parts by weight of tin were mixed, heat-treated at 1300 ° C. for 60 minutes, and then ground using an automatic mortar. A barium titanate material having an average particle diameter of 0.2 to 3 μm was obtained, and this was designated as barium titanate material A. Next, 100 parts by weight of this barium titanate-based material A is added to 0.5 parts by weight of γ-chloropropyltrimethoxysilane and mixed, and the surface treatment of the barium titanate-based material particles is performed. The barium titanate material was designated as barium titanate material B. For comparison, the barium titanate material surface-treated in the same manner as described above using γ-mercaptopropyltrimethoxysilane instead of γ-chloropropyltrimethoxysilane was defined as C.
[0029]
Dielectric Paste Test: The viscosity (poise) of each dielectric paste obtained above was measured with a B-type viscometer, and the results are shown in Table 1. In addition, each dielectric paste is formed into a thin film using an automatic coating machine so as to have a thickness of about 25 μm on the copper foil, and after heat curing at 120 ° C. for 15 hours, An electrode was formed on the substrate by ion sputtering to obtain a substrate built-in type capacitor. Next, the capacitance (C) was measured with an LCZ meter, and the dielectric constant (ε) at 1 MHz and room temperature was obtained. The results are also shown in Table 1.
[0030]
[Table 1]
[0031]
As is clear from the results in Table 1 above, the dielectric paste of the present invention shown in Examples 1 to 4 using a barium titanate material surface-treated with γ-trichloropropyltrimethoxysilane has a dielectric constant. The paste viscosity was in the range of 1 to 50 poises suitable for coating during thin film formation. On the other hand, the dielectric paste of Comparative Example 1 using a barium titanate-based material that was not subjected to surface treatment had a low dielectric constant and a low viscosity that is not suitable for coating. Moreover, although the surface-treated barium titanate-based material was used, the dielectric pastes of Comparative Examples 2 and 3 that fall outside the scope of the present invention in composition ratio did not obtain satisfactory characteristics in both dielectric constant and viscosity. The dielectric paste of Comparative Example 4 using the barium titanate material C surface-treated with γ-mercaptopropyltrimethoxysilane used instead of γ-trichloropropyltrimethoxysilane has compatibility with the epoxy resin. It was bad and the viscosity increased, which was not preferable.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, in the dielectric paste of the present invention, an epoxy resin containing a curing agent and an effect accelerator and a barium titanate material surface-treated with γ-chloropropyltrimethoxysilane are mixed at a specific ratio. Therefore, the effect of improving the dielectric constant was remarkable as compared with the dielectric paste using the barium titanate-based material that was not subjected to the surface treatment. In particular, this effect has an effect of reducing the content of the barium titanate-based material, contributing to a decrease in the viscosity of the dielectric paste, and facilitating coating when forming the dielectric film. there were.
[0033]
In addition, since the dielectric paste of the present invention can form a dielectric film having a high dielectric constant, it is suitable for use as an electronic component for recent miniaturization and high frequency regions (about 10 GHz), Moreover, since it is a low-viscosity dielectric paste excellent in coatability, there is an effect that an electronic component such as a capacitor can be efficiently manufactured, and it is excellent in practicality.
