JP2005068299A - High permittivity epoxy resin paste and electronic part - Google Patents

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智充 千艘
Toshiaki Mabuchi
利明 馬淵
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high permittivity epoxy resin paste which has a dielectric constant of at least 15 after cured, is excellent in electric characteristics such as a dielectric dissipation factor or the like, and exhibits mechanical characteristics such as peel strength of at least 5 N/cm, and to provide an electronic part or the like which is manufactured by a relatively simple method using the high permittivity epoxy resin paste, reduced in its size, and used within a high frequency range (around 10 GHz). <P>SOLUTION: The high permittivity epoxy resin paste comprises 25-65 vol% of a mixture, composed of 65-95 vol% of an epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator) with 5-35 vol% of a butadiene-acrylonitrile copolymer, and 35-75 vol% of a high permittivity powder, and has a dielectric constant of at least 15 and peel strength of at least 5 N/cm after cure. In particular, the butadiene-acrylonitrile copolymer is modified with a carboxy group. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高誘電率エポキシ樹脂ペースト、並びにそれを用いた電子部品等に関するものである。   The present invention relates to a high-dielectric-constant epoxy resin paste and an electronic component using the same.

近年、通信用、民生用や産業用等の電子機器は、実装方法の小型化や高密度化から、材料面においてより耐熱性、寸法安定性、高誘電率や誘電正接等の電気的特性が要求されている。また、高周波用電子部品としては、焼結フェライトや焼結セラミックスが小型化等のメリットから用いられているが、この場合は製造工程が複雑になる等の問題点があり、樹脂系の材料が望まれている。例えば、プリント配線板にコンデンサ効果を持たせた複合回路化からは、高誘電率の基板が必要とされている。しかしながら、プリント配線板に用いる材料であるポリイミド、エポキシ樹脂等は、誘電率(ε)が高々3〜4程度であるので、これを数十以上の誘電率にしようとすると、前記樹脂材料に高誘電率のセラミックス粉末等を多量に添加する必要がある。具体的な基板としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂やポリフェニレンエーテル樹脂等に高誘電率のセラミックス粉末を添加し、ガラス布やガラス不織布に含浸・乾燥して得たプリプレグを積層成形して、高誘電率の基板とすることが知られている。しかしながら、このような方法によって高誘電率の基板を得るためには、前記樹脂中に例えば、前記樹脂の体積分率で50%のように多量に添加したものとする必要がある。これは、前記樹脂100重量部換算では、500〜1000重量部にもなる。樹脂中にこのような大量の高誘電率粉末を添加すると、得られた基板の機械的特性や電気的特性に問題が生じる。すなわち、引張り強度等の機械的特性や誘電正接等の電気的特性の問題を生じる。このような技術に関しては特許文献1が知られているが、この場合にもいまだ十分な誘電率を有し、機械的特性並びに誘電正接等の電気的特性に優れたものは得られていないのが、現状である。
特開平8−69712号公報
In recent years, electronic devices for communication, consumer use, industrial use, etc. have more electrical characteristics such as heat resistance, dimensional stability, high dielectric constant, and dielectric loss tangent in terms of materials due to downsizing and higher density of mounting methods. It is requested. Also, as high-frequency electronic components, sintered ferrite and sintered ceramics are used for merits such as downsizing. However, in this case, there are problems such as a complicated manufacturing process. It is desired. For example, a substrate having a high dielectric constant is required from the formation of a composite circuit in which a printed wiring board has a capacitor effect. However, since polyimide, epoxy resin, etc., which are materials used for printed wiring boards, have a dielectric constant (ε) of about 3 to 4 at most, an attempt to make this a dielectric constant of several tens or more increases the resin material. It is necessary to add a large amount of dielectric ceramic powder or the like. As a specific substrate, a prepreg obtained by adding ceramic powder with high dielectric constant to phenol resin, epoxy resin, fluororesin or polyphenylene ether resin, impregnating and drying glass cloth or glass nonwoven fabric is laminated and molded. It is known that the substrate has a high dielectric constant. However, in order to obtain a high dielectric constant substrate by such a method, it is necessary to add a large amount to the resin, for example, 50% by volume fraction of the resin. This is 500 to 1000 parts by weight in terms of 100 parts by weight of the resin. When such a large amount of high dielectric constant powder is added to the resin, a problem arises in the mechanical characteristics and electrical characteristics of the obtained substrate. That is, there are problems of mechanical properties such as tensile strength and electrical properties such as dielectric loss tangent. With regard to such a technique, Patent Document 1 is known, but even in this case, there is still no sufficient dielectric constant and excellent electrical characteristics such as mechanical characteristics and dielectric loss tangent have not been obtained. However, it is the current situation.
JP-A-8-69712

よって本発明が解決しようとする課題は、ペーストを硬化後の誘電率が15以上で、誘電正接等の電気的特性にも優れ、またピール強度が5N/cm以上の機械的特性を有する高誘電率エポキシ樹脂ペーストを提供すること、さらにその高誘電率エポキシ樹脂ペーストを用いて比較的簡単な方法で製造した、高周波領域(10GHz程度)で使用される小型化された電子部品等を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is a high dielectric constant having a dielectric constant of 15 or more after curing the paste, excellent electrical characteristics such as dielectric loss tangent, and mechanical properties having a peel strength of 5 N / cm or more. Providing a low-priced epoxy resin paste, and further providing a miniaturized electronic component, etc., used in the high-frequency region (about 10 GHz) manufactured by a relatively simple method using the high-dielectric constant epoxy resin paste It is in.

前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、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)65〜95vol%とブタジエンアクリロニトリル共重合体5〜35vol%の混合物25〜65vol%と、高誘電率粉末35〜75vol%とからなり、ペースト硬化後の誘電率が15以上で、ピール強度が5N/cm以上である高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、解決される。特に請求項2に記載されるように、前記ブタジエンアクリロニトリル共重合体が、カルボキシル基で変性されている高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、解決される。   The problem to be solved is, as described in claim 1, 25 to 65 vol% of a mixture of 65 to 95 vol% of an epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator) and 5 to 35 vol% of a butadiene acrylonitrile copolymer. And a high dielectric constant powder of 35 to 75 vol%, and a high dielectric constant epoxy resin paste having a dielectric constant after curing of the paste of 15 or more and a peel strength of 5 N / cm or more is solved. In particular, as described in claim 2, the butadiene acrylonitrile copolymer is solved by forming a high dielectric constant epoxy resin paste modified with a carboxyl group.

さらに請求項3に記載されるように、前記高誘電率粉末が、チタン酸バリウム粉末である高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、解決される。また請求項4に記載されるように、前記チタン酸バリウム粉末は、カルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオビウムの少なくとも1種を含有する高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、解決される。   Further, as described in claim 3, the high dielectric constant powder is solved by using a high dielectric constant epoxy resin paste which is a barium titanate powder. According to a fourth aspect of the present invention, the barium titanate powder is solved by using a high dielectric constant epoxy resin paste containing at least one of calcium, tin, zirconium, strontium, and niobium.

また請求項5に記載されるように、請求項1〜4のいずれかに記載される高誘電率エポキシ樹脂ペーストを用いて製造した、ペースト硬化後の誘電率が15以上で、ピール強度が5N/cm以上の電子部品とすることによって、解決される。   Further, as described in claim 5, the dielectric constant after curing of the paste produced using the high dielectric constant epoxy resin paste according to any one of claims 1 to 4 is 15 or more, and the peel strength is 5N. It can be solved by using an electronic component of / cm or more.

以上のような高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、高誘電率であって、誘電正接等の電気的特性にも優れ、さらに引張り強度等の機械的特性の低下もない高誘電体ペーストが得られる。またこのような高誘電率エポキシ樹脂ペーストを用いることによって、比較的簡単に高周波領域(10GHz程度)で使用される、種々の小型化された電子部品等を得ることができる。   By using the high dielectric constant epoxy resin paste as described above, a high dielectric paste having high dielectric constant, excellent electrical characteristics such as dielectric loss tangent, and no deterioration in mechanical characteristics such as tensile strength can be obtained. can get. In addition, by using such a high dielectric constant epoxy resin paste, it is possible to obtain various miniaturized electronic components and the like that are used in the high frequency region (about 10 GHz) relatively easily.

より詳細には、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)65〜95vol%とブタジエンアクリロニトリル共重合体5〜35vol%の混合物25〜65vol%と、高誘電率粉末35〜75vol%とからなる高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、また特に前記ブタジエンアクリロニトリル共重合体は、カルボキシル基で変性された高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、ペーストの硬化処理後の誘電率が15以上で誘電正接が1.0%以下であり、またピール強度が5N/cm以上の機械的特性を有する高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることができる。   More specifically, it consists of 65 to 95 vol% of an epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator), 25 to 65 vol% of a butadiene acrylonitrile copolymer of 5 to 35 vol%, and high dielectric constant powder of 35 to 75 vol%. By using a high dielectric constant epoxy resin paste, and particularly when the butadiene acrylonitrile copolymer is a high dielectric constant epoxy resin paste modified with a carboxyl group, the dielectric constant after the paste is cured is 15 or more. A high dielectric constant epoxy resin paste having a mechanical property of having a dielectric loss tangent of 1.0% or less and a peel strength of 5 N / cm or more can be obtained.

さらに前記高誘電率粉末が、チタン酸バリウム粉末であり、また前記チタン酸バリウム粉末は、カルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオビウムの少なくとも1種を含有した高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることによって、前述の特性に加えてチタン酸バリウムのキュリー温度を室温付近とした、実用的な高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることができる。   Further, the high dielectric constant powder is a barium titanate powder, and the barium titanate powder is a high dielectric constant epoxy resin paste containing at least one of calcium, tin, zirconium, strontium, and niobium. In addition to the above-described characteristics, a practical high dielectric constant epoxy resin paste can be obtained in which the Curie temperature of barium titanate is around room temperature.

そして、前記の高誘電率エポキシ樹脂ペーストを用いることによって、前記ペーストを硬化処理した後の誘電率が15以上で、誘電正接が1.0%以下と電気的特性にも優れると共に、ピール強度が5N/cm以上の機械的強度を有する、高周波領域(10GHz程度)で十分使用可能な、種々の小型化された電子部品等が比較的簡単に得られるようになる。   And, by using the high dielectric constant epoxy resin paste, the dielectric constant after curing the paste is 15 or more, the dielectric loss tangent is 1.0% or less, and the electrical characteristics are excellent, and the peel strength is high. Various miniaturized electronic components having a mechanical strength of 5 N / cm or more and sufficiently usable in a high-frequency region (about 10 GHz) can be obtained relatively easily.

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、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)65〜95vol%とブタジエンアクリロニトリル共重合体5〜35vol%の混合物25〜65vol%と、高誘電率粉末35〜75vol%とからなる高誘電率エポキシ樹脂ペーストとすることにより、前記誘電体ペーストを硬化させた後の誘電率が15以上となり、また誘電正接も1.0%以下と優れ、かつ引張り強度のような機械的特性が、ピール強度として5N/cm以上の高誘電体ペーストとすることができる。これは、前記ブタジエンアクリロニトリル共重合体(NBR)の添加によって、前記高誘電率粉末を高充填することができるようになり、従来の場合と比較して、少量の高誘電率粉末の添加で同様の誘電率のものとすることができるので、誘電正接等の電気的特性を劣化させることがなく、また前記NBRの添加によって引張り強度のような機械的特性が向上するので、ピール強度が5N/cm以上の十分に実用的なものとなる。   The present invention is described in detail below. The invention described in claim 1 includes an epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator) 65 to 95 vol% and a butadiene acrylonitrile copolymer 5 to 35 vol%, a mixture 25 to 65 vol%, and a high dielectric constant powder 35 to 35 vol%. By using an epoxy resin paste having a high dielectric constant of 75 vol%, the dielectric constant after curing the dielectric paste becomes 15 or more, and the dielectric loss tangent is excellent at 1.0% or less, and the tensile strength is as high as possible. Can be made a high dielectric paste having a mechanical strength of 5 N / cm or more as a peel strength. This is because the addition of the butadiene acrylonitrile copolymer (NBR) makes it possible to fill the high dielectric constant powder at a high level, and the addition of a small amount of the high dielectric constant powder is the same as in the conventional case. Therefore, electrical properties such as dielectric loss tangent are not deteriorated, and mechanical properties such as tensile strength are improved by the addition of NBR. It becomes sufficiently practical ones of cm or more.

まずベース樹脂となるエポキシ樹脂について述べると、本発明に用いるエポキシ樹脂は特に限定されるものではなく、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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、多官能性グリシジルアミン樹脂等が使用できる。中でもビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましい。またこれらのエポキシ樹脂は、数平均分子量が100〜1000程度のものを用いると、得られる高誘電体ペーストの粘度上昇を抑えることができ、電子部品等を形成する際の塗工性を向上させることができる。さらには、低誘電損失、低結晶性などの特性も有することになるので好ましい。また前記エポキシ樹脂は、通常液状で供給される場合が多いが、この場合は前記高誘電率粉末を直接添加して、混合、均一化することで高誘電体ペーストとすることができるが、前記エポキシ樹脂が固形状乃至は高粘度の場合には、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ても良い。このような有機溶剤による希釈は、得られる高誘電体ペーストの粘度調整も兼ねることになり好ましい。   First, the epoxy resin used as the base resin will be described. The epoxy resin used in the present invention is not particularly limited, and bisphenol type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, polyfunctional glycidylamine resin, etc. Can be used. Of these, bisphenol-type epoxy resins are preferred. Further, when these epoxy resins having a number average molecular weight of about 100 to 1000 are used, it is possible to suppress an increase in viscosity of the obtained high dielectric paste, and to improve the coatability when forming electronic parts and the like. be able to. Furthermore, it is preferable because it has characteristics such as low dielectric loss and low crystallinity. The epoxy resin is usually supplied in a liquid state. In this case, the high dielectric constant powder can be directly added, mixed, and homogenized to obtain a high dielectric paste. When the epoxy resin is solid or has a high viscosity, it may be dissolved or diluted in an appropriate organic solvent such as toluene, xylene, methyl ethyl ketone, or the like. Such dilution with an organic solvent is preferable because it also serves to adjust the viscosity of the resulting high dielectric paste.

また、前記エポキシ樹脂と組み合わせて使用される硬化剤も特に限定はなく、エポキシ樹脂の硬化剤として公知の種々のもの、例えば、酸無水物系の硬化剤(例えばヘキサヒドロ無水フタル酸)やアミン系硬化剤などが使用でき、またその使用量も、使用するエポキシ樹脂および硬化剤の種類に応じて適宜慣用量とすることができる。さらに硬化促進剤を併用するのが好ましい。この硬化促進剤の併用は、前記高誘電体ペーストを塗工した後の硬化時間の短縮、および硬化温度を低下できるという効果がある。またその使用量については、エポキシ樹脂および硬化剤の種類に応じて適量とする。   Further, the curing agent used in combination with the epoxy resin is not particularly limited, and various known curing agents for the epoxy resin, such as acid anhydride-based curing agents (for example, hexahydrophthalic anhydride) and amine-based curing agents. A curing agent or the like can be used, and the amount of the curing agent can be appropriately adjusted according to the type of epoxy resin and curing agent used. Further, it is preferable to use a curing accelerator in combination. The combined use of this curing accelerator has the effect of shortening the curing time after applying the high dielectric paste and lowering the curing temperature. Moreover, about the usage-amount, it is set as a suitable quantity according to the kind of epoxy resin and hardening | curing agent.

また、他方のベース樹脂となるブタジエンアクリロニトリル共重合体(NBR)について述べると、この共重合体はその構造からゴム弾性の特性を示し、トルエンやメチルエチルケトン(MEK)等の溶剤に可溶であるため、例えばフレキシブル配線基板の接着剤、高強度が要求されるパッキング、オイルシール、Oリング、ベルト等として使用されている。具体的には、日本ゼオン社から商品名「Nipol」として、BFグッドリッチケミカル社から商品名「ハイカー」として、さらに日本合成ゴム社製の「PHR−1H」等が知られている。そして本発明では、請求項2に記載されるように、その末端をカルボキシル基で変性されたものが好ましい。このようにカルボキシル基を有すると、銅等の金属との接着性が向上するためピール強度が向上し、引張り強度等の機械的特性を改善する効果がある。また前記高誘電率粉末を高充填することが可能となるので、誘電率の高いエポキシ樹脂ペーストを得ることができる。このような材料は、前述の市販品の中から選択して使用すればよい。例えば、日本ゼオン社製のNipol(ニポール)1072JもしくはNipol(ニポール)1072、BFグッドリッチケミカル社製のハイカーや日本合成ゴム社製のPHR−1H等が、挙げられる。   The butadiene acrylonitrile copolymer (NBR), which is the other base resin, will be described because the copolymer exhibits rubber elasticity from its structure and is soluble in solvents such as toluene and methyl ethyl ketone (MEK). For example, they are used as adhesives for flexible wiring boards, packings requiring high strength, oil seals, O-rings, belts, and the like. Specifically, the product name “Nipol” from ZEON Corporation, the product name “HIKER” from BF Goodrich Chemical Co., and “PHR-1H” manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. are known. In the present invention, as described in claim 2, the terminal is preferably modified with a carboxyl group. Thus, when it has a carboxyl group, since adhesiveness with metals, such as copper, improves, peel strength improves and there exists an effect which improves mechanical characteristics, such as tensile strength. In addition, since the high dielectric constant powder can be highly filled, an epoxy resin paste having a high dielectric constant can be obtained. Such a material may be selected from the above-mentioned commercially available products. For example, Nipol 1072J or Nipol 1072 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Hiker manufactured by BF Goodrich Chemical Co., PHR-1H manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., etc. can be used.

そして前記ベース樹脂は、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)65〜95vol%とブタジエンアクリロニトリル共重合体5〜35vol%とからなるように混合される。これは、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)が95vol%を超えると、柔軟性が不足して得られる樹脂ペーストが硬くなり、接着性も低くなる。また65vol%未満とすると、耐熱性が低下すると共に誘電率も低くなる。さらに、ブタジエンアクリロニトリル共重合体(NBR)が5vol%未満では、柔軟性が不足して得られる樹脂ペーストが硬くなると共に、接着性が低くなる。また35vol%を超えると、耐熱性が低くなると共に、誘電率も低くなるため前記の組成割合とされる。   And the said base resin is mixed so that it may consist of 65-95 vol% of epoxy resins (a hardening | curing agent and a hardening accelerator are included) and 5-35 vol% of butadiene acrylonitrile copolymers. This is because when the epoxy resin (including the curing agent and the curing accelerator) exceeds 95 vol%, the resin paste obtained due to insufficient flexibility becomes hard and the adhesiveness also decreases. If it is less than 65 vol%, the heat resistance is lowered and the dielectric constant is also lowered. Further, when the butadiene acrylonitrile copolymer (NBR) is less than 5 vol%, the resin paste obtained due to insufficient flexibility becomes hard and the adhesiveness becomes low. On the other hand, if it exceeds 35 vol%, the heat resistance is lowered and the dielectric constant is also lowered.

つぎに前記高誘電率粉末について述べると、この高誘電率粉末としてはセラミックス系の粉末が好ましく、高周波数帯域において分散媒となるベース樹脂よりも大きい比誘電率とQ値(誘電正接の逆数)を持つものが良く、また2種以上を併用することもできる。その場合の比率は、任意に選定すればよい。本発明においては、前記Q値が10〜30000程度で、誘電正接が0.05以下のものがよい。またその粒径は、平均粒径で0.01〜100μm程度のもので、好ましくは0.01〜10μm程度のものである。このような平均粒子径とすることによって、分散性が良くなり高誘電率が得られ易くなる。これに対して前記よりも小さな粒子径のものであると、比表面積が大きくなり高充填率化が困難であり、また前記範囲よりも大きな粒子径のものを用いると、ペースト化した際に沈降し易く、均一に分散させることが困難となる。また、その形状も不定形粒子、球状、楕円状、扁平状、ウイスカー状等のものが使用できる。特にアスペクト比を、1.5〜10とするものは好ましいものである。   Next, the high dielectric constant powder will be described. The high dielectric constant powder is preferably a ceramic powder, and has a higher relative dielectric constant and Q value (reciprocal of dielectric loss tangent) than the base resin serving as a dispersion medium in the high frequency band. It is preferable to have two or more types. The ratio in that case may be arbitrarily selected. In the present invention, it is preferable that the Q value is about 10 to 30000 and the dielectric loss tangent is 0.05 or less. The average particle size is about 0.01 to 100 μm, preferably about 0.01 to 10 μm. By setting it as such an average particle diameter, dispersibility improves and it becomes easy to obtain a high dielectric constant. On the other hand, if the particle size is smaller than the above, the specific surface area becomes large and it is difficult to achieve a high filling rate, and if the particle size is larger than the above range, it will settle when pasted. It is difficult to disperse uniformly. In addition, the shape thereof may be irregular particles, spherical shape, elliptical shape, flat shape, whisker shape or the like. In particular, an aspect ratio of 1.5 to 10 is preferable.

具体的な高誘電率粉体としては、それほど高い誘電率を要求されない場合のエポキシ樹脂ペースト用としては、誘電率が10〜1000程度のMgSiO、Al、MgTiO、ZnTiO、ZnTiO、TiO、CaTiO、SrTiO、SrZrO、BaTi、BaTi、BaTi20、Ba(Ti、Sn)20、ZrTiO、(Zr、Sr)TiO、BaNdTi14、BaSmTiO14、BiBaONdTiO、PbOBaONdTiO、(Bi、PbO)BaONdTiO、LaTi、NdTi、(Li、Sm)TiO、Ba(Mg1/3Ta2/3)O、Ba(Zn1/3Ta2/3)O、Ba(Zn1/3Nd2/3)O、Sr(Zn1/3Nd2/3)O等が用いられる。そしてこれらの中でも、TiO、CaTiO、SrTiO、BaONd―TiO、Bi−BaO−Nd−TiO、BaTi、BaTi20、Ba(Ti,Sn)O20、MgO−TiO、ZnO−TiO、MgO−SiO、Al等が、好ましいものである。 Specific high dielectric constant powder, the epoxy resin paste when not required so high dielectric constant, Mg 2 SiO 4 of dielectric constant of about 10~1000, Al 2 O 3, MgTiO 3, ZnTiO 3 Zn 2 TiO 4 , TiO 2 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , SrZrO 3 , BaTi 2 O 5 , BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba 2 (Ti, Sn) 9 O 20 , (ZrTiO 4 , Zr, Sr) TiO 4 , BaNd 2 Ti 5 O 14 , BaSm 2 TiO 14 , Bi 2 O 3 BaONd 2 O 3 TiO 2 , PbOBaONd 2 O 3 TiO 2 , (Bi 2 O 3 , PbO) BaONd 2 O 3 2, La 2 Ti 2 O 7 , Nd 2 Ti 2 O 7, (Li, Sm) TiO 3, Ba ( g 1/3 Ta 2/3) O 3, Ba (Zn 1/3 Ta 2/3) O 3, Ba (Zn 1/3 Nd 2/3) O 3, Sr (Zn 1/3 Nd 2/3 ) O 3 or the like is used. Among these, TiO 2 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , BaONd 2 O 3 —TiO 2 , Bi 2 O 3 —BaO—Nd 2 O 3 —TiO, BaTi 4 O 9 , Ba 2 Ti 9 O 20 , Ba 2 (Ti, Sn) O 20, MgO-TiO 2, ZnO-TiO 2, MgO-SiO 2, Al 2 O 3 or the like, is preferred.

また、比較的高い誘電率を要求される場合のエポキシ樹脂ペースト用としては、誘電率が1000以上のBaTiO、(Ba、Pb)TiO、Ba(Ti、Zr)O、(Ba、Sr)TiO、Ba(Ca、Sn)TiO、等を用いるのがよい。特に請求項3に記載されるチタン酸バリウム粉末(BaTiO)や、請求項4に記載されるように、カルシウム(Ca)、錫(Sn)、ジルコニウム(Zr)、ストロンチウム(Sr)、ニオビウム(Nb)の少なくとも1種を含有させたチタン酸バリウム粉末が、高誘電率の誘電体ペーストが得られ易く、またチタン酸バリウム粉末のキュリー温度を室温付近とすることができるので、高誘電率エポキシ樹脂ペーストとして実用的なものとなる。さらに前記チタン酸バリウム粉末は加熱処理をすることによって、結晶子の歪を減少させることができ、誘電率を高めることができるので好ましい。通常1200〜1400℃で10分〜10時間程度行われる。なお、前述の高誘電率粉体は、単結晶であっても多結晶であってもよい。 For epoxy resin pastes that require a relatively high dielectric constant, BaTiO 3 , (Ba, Pb) TiO 3 , Ba (Ti, Zr) O 3 , (Ba, Sr) having a dielectric constant of 1000 or more. ) TiO 3 , Ba (Ca, Sn) TiO 3 , etc. may be used. In particular, the barium titanate powder (BaTiO 3 ) described in claim 3 and, as described in claim 4, calcium (Ca), tin (Sn), zirconium (Zr), strontium (Sr), niobium ( Since the barium titanate powder containing at least one of Nb) is easy to obtain a dielectric paste having a high dielectric constant, and the Curie temperature of the barium titanate powder can be around room temperature, a high dielectric constant epoxy It becomes practical as a resin paste. Further, the barium titanate powder is preferable because it can reduce the distortion of crystallites and increase the dielectric constant by heat treatment. Usually, it is carried out at 1200-1400 ° C. for about 10 minutes to 10 hours. The high dielectric constant powder described above may be single crystal or polycrystalline.

また前記高誘電率粉末の添加量は、ベース樹脂である前記混合物25〜65vol%に対して35〜75vol%とされる。これは前記高誘電率粉末の添加量が35vol%未満では、本発明が目的とする15以上の誘電率のものが得られず、また前記高誘電率粉末が75vol%を超えて添加すると、粘度が高くなりすぎ緻密な高誘電率エポキシ樹脂ペーストが得られず、塗工性が悪くなる。また得られる誘電体薄膜の強度も低下し、さらに前記Q値も大きく低下するので、前記範囲とするのがよい。なおより好ましくは、前記高誘電率粉末を40〜60vol%の範囲とするのが、誘電率が高く誘電正接も良好であり、またピール強度も大きなものとすることができる。そして、このピール強度を5N/cm以上のものとすることにより、薄膜コンデンサ等としての機械的特性を十分に満足するものとなる。   Moreover, the addition amount of the said high dielectric constant powder shall be 35-75 vol% with respect to the said mixture 25-65 vol% which is base resin. This is because when the amount of the high dielectric constant powder is less than 35 vol%, the intended dielectric constant of 15 or more cannot be obtained, and when the high dielectric constant powder exceeds 75 vol%, the viscosity Becomes too high, a dense high-dielectric-constant epoxy resin paste cannot be obtained, and the coatability deteriorates. Further, the strength of the obtained dielectric thin film is also reduced, and the Q value is also greatly reduced. More preferably, the high dielectric constant powder is set in the range of 40 to 60 vol% because the dielectric constant is high, the dielectric loss tangent is good, and the peel strength is high. When the peel strength is 5 N / cm or more, the mechanical properties as a thin film capacitor or the like are sufficiently satisfied.

前記高誘電率エポキシ樹脂ペーストは、ボールミル、3本ロールその他の装置によって攪拌・混練して製造される。また前記混練や加工がし易いようにするため、粘度調整の溶剤を加えてもよい。この粘度は、通常100〜100000cPs程度とされる。このように粘度調整することによって、前記高誘電体ペーストによる薄膜等の製造に際し、塗工性をよいものとすることができる。なお溶剤としては、用いるポリマーによって好ましいものを選択すればよいが、具体的にはトルエン、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)等が使用される。そして、このようにして得られた高誘電率エポキシ樹脂ペーストは、スクリーン印刷、インクジェット、ロールコータ、スピンコート等によって、塗布し乾燥させて必要な薄膜を形成することができ、請求項5に記載されるように、ピール強度が5N/cm以上の機械的強度を有し、硬化後の誘電率(ε)が15以上で誘電正接(tanδ)が1.0%以下の、高周波領域(10GHz)で十分使用可能な小型の電子部品等を、比較的簡単に製造できることになる。具体的には、薄膜コンデンサ、低域通過型フィルタ、高周波回路基板等が挙げられる。   The high dielectric constant epoxy resin paste is produced by stirring and kneading with a ball mill, three rolls or other equipment. In order to facilitate kneading and processing, a viscosity adjusting solvent may be added. This viscosity is normally about 100 to 100,000 cPs. By adjusting the viscosity in this way, the coating property can be improved in the production of a thin film or the like using the high dielectric paste. In addition, what is necessary is just to select a preferable thing as a solvent according to the polymer to be used, Specifically, toluene, acetone, methyl ethyl ketone (MEK), etc. are used. The high dielectric constant epoxy resin paste thus obtained can be applied and dried by screen printing, ink jet, roll coater, spin coating or the like to form a necessary thin film. As described above, the peel strength has a mechanical strength of 5 N / cm or more, the dielectric constant (ε) after curing is 15 or more, and the dielectric loss tangent (tan δ) is 1.0% or less. Thus, a small electronic component that can be used sufficiently can be manufactured relatively easily. Specifically, a thin film capacitor, a low-pass filter, a high-frequency circuit board, and the like can be given.

表1に記載する各種試料を用いて、本発明の効果を確認した。試料は、エポキシ樹脂としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(東都化成社製、YD−8125)を52wt%、硬化剤として3または4―メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(日立化成社製、HN−5500)を47wt%、硬化促進剤として2、4、6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール(ジャパンエポキシレジン社製、エピキュア3010)1wt%とし、これにカルボキシル基変性ブタジエンアクリロニトリル共重合体(日本ゼオン社製、ニッポール1072)を混合したベース樹脂と、カルシウム並びに錫を含有させたチタン酸バリウム粉末(富士チタン社製、BT−206、ε=18000)を、添加したものである。また粘度を調整するために、トルエンを必要量加えた。   Using the various samples described in Table 1, the effect of the present invention was confirmed. The sample was bisphenol A type epoxy resin (YD-8125, manufactured by Toto Kasei Co., Ltd.) as an epoxy resin, and 52 wt% of 3 or 4-methylhexahydrophthalic anhydride (HN-5500, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) as a curing agent %, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol (Japan Epoxy Resin, Epicure 3010) 1 wt% as a curing accelerator, and carboxyl group-modified butadiene acrylonitrile copolymer (Nippon Zeon, Nippon) 1072) and a barium titanate powder containing calcium and tin (FUJI Titanium, BT-206, ε = 18000) are added. In order to adjust the viscosity, a necessary amount of toluene was added.

より詳細な試料の作製について述べると、前記の内硬化促進剤を除いた前記各種樹脂、チタン酸バリウム並びにトルエンを加えた後、ボールミルで24時間混練して、粘度を1000〜2000cPsに調整した。これに、前記硬化促進剤を加えてペースト状のものとした。この誘電体ペーストを、銅箔上にバーコーターを用いて塗布し、乾燥(150℃×30分)することで厚さ25μmの薄膜を形成した。ついで、170℃で40分間硬化させた後、LCZメータにより静電容量(C)を測定し、誘電率(ε)並びに誘電正接(tanδ)を求めた。また、片面に接着剤付の厚さ25μmのポリイミドフィルム上に、前記誘電体ペーストを同様に薄膜状に形成し、ついで前記接着剤側には、厚さ5μmの銅箔を圧力50kg/cmで、160℃、1時間のプレス処理を行って貼り合わせて試料とし、このときの前記薄膜のピール強度を180°で測定した。なお前記ピール強度は、JIS規格C6471の「銅はくの引きはがし強さ」を援用して行った。結果を、表1に記載した。 The production of the sample in more detail was described. After adding the various resins excluding the internal curing accelerator, barium titanate and toluene, the mixture was kneaded for 24 hours in a ball mill to adjust the viscosity to 1000 to 2000 cPs. The curing accelerator was added to this to make a paste. This dielectric paste was applied onto a copper foil using a bar coater and dried (150 ° C. × 30 minutes) to form a thin film having a thickness of 25 μm. Next, after curing at 170 ° C. for 40 minutes, the capacitance (C) was measured with an LCZ meter, and the dielectric constant (ε) and dielectric loss tangent (tan δ) were determined. Further, the dielectric paste is similarly formed into a thin film on a 25 μm thick polyimide film with an adhesive on one side, and then a copper foil with a thickness of 5 μm is applied to the adhesive side at a pressure of 50 kg / cm 2. Then, a press treatment was performed at 160 ° C. for 1 hour to form a sample, and the peel strength of the thin film at this time was measured at 180 °. Note that the peel strength was measured with the aid of JIS standard C6471 “copper peel strength”. The results are listed in Table 1.

表1から明らかなとおり、本発明の高誘電率エポキシ樹脂ペーストは、ペースト硬化後の誘電率が高く、誘電正接も優れておりピール強度も大きいものであることがわかる。これに対して比較例として示したものは、誘電率、誘電正接並びにピール強度のいずれかが、本発明の目的とする数値から外れるものとなっている。より詳細に説明すると、実施例1〜6に記載されるように、エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)とブタジエンアクリロニトリル共重合体が65〜95:5〜35vol%の混合物を25〜65vol%と、高誘電率粉末が35〜75vol%の範囲において、誘電率(ε)が15以上、誘電正接(tanδ)が1.0%以下で、ピール強度も5N/cm以上であることがわかる。これに対して、比較例1並びに2に示したエポキシ樹脂と前記NBRの比率が本発明範囲内であっても、ベース樹脂とチタン酸バリウム粉末の割合が本発明範囲から外れると、誘電率が15未満であったり、ピール強度が5N/cm未満となったり、さらには誘電正接が1.0%を超えるものとなって、好ましくない。また比較例3および4に記載されるように、エポキシ樹脂とNBRの比率が本発明の範囲から外れたものも、誘電率が15未満であり、ピール強度が5N/cm未満となったり、誘電正接が1.0%を超えて好ましくないことがわかる。   As is apparent from Table 1, the high dielectric constant epoxy resin paste of the present invention has a high dielectric constant after curing of the paste, an excellent dielectric loss tangent, and a high peel strength. On the other hand, as a comparative example, any one of the dielectric constant, the dielectric loss tangent, and the peel strength deviates from the target value of the present invention. More specifically, as described in Examples 1 to 6, a mixture of an epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator) and a butadiene acrylonitrile copolymer of 65 to 95: 5 to 35 vol% is 25 to 25%. In the range of 65 vol% and high dielectric constant powder of 35 to 75 vol%, the dielectric constant (ε) is 15 or more, the dielectric loss tangent (tan δ) is 1.0% or less, and the peel strength is 5 N / cm or more. Understand. On the other hand, even if the ratio of the epoxy resin and the NBR shown in Comparative Examples 1 and 2 is within the range of the present invention, if the ratio of the base resin and the barium titanate powder is out of the range of the present invention, the dielectric constant is This is not preferable because it is less than 15, the peel strength is less than 5 N / cm, and the dielectric loss tangent exceeds 1.0%. In addition, as described in Comparative Examples 3 and 4, when the ratio between the epoxy resin and NBR is out of the scope of the present invention, the dielectric constant is less than 15 and the peel strength is less than 5 N / cm. It can be seen that the tangent exceeds 1.0% and is not preferable.

以上のような高誘電率のエポキシ樹脂ペーストを用いることによって、高周波領域(10GHz程度)で使用できる、誘電率が高く誘電正接等の電気的特性に優れ、またピール強度が大きい機械的特性に優れた、種々の小型の電子部品等として有用である。
By using the above-mentioned epoxy resin paste with a high dielectric constant, it can be used in a high frequency region (about 10 GHz), has high dielectric constant, excellent electrical characteristics such as dielectric loss tangent, and excellent mechanical characteristics with high peel strength. It is also useful as various small electronic components.

Claims (5)

エポキシ樹脂(硬化剤、硬化促進剤を含む)65〜95vol%とブタジエンアクリロニトリル共重合体5〜35vol%との混合物25〜65vol%と、高誘電率粉末35〜75vol%とからなり、硬化後の誘電率が15以上で、ピール強度が5N/cm以上であることを特徴とする高誘電率エポキシ樹脂ペースト。   It consists of 25 to 65 vol% of a mixture of epoxy resin (including a curing agent and a curing accelerator) 65 to 95 vol% and butadiene acrylonitrile copolymer 5 to 35 vol%, and high dielectric constant powder 35 to 75 vol%. A high dielectric constant epoxy resin paste having a dielectric constant of 15 or more and a peel strength of 5 N / cm or more. 前記ブタジエンアクリロニトリル共重合体は、カルボキシル基で変性されたことを特徴とする請求項1に記載の高誘電率エポキシ樹脂ペースト。   2. The high dielectric constant epoxy resin paste according to claim 1, wherein the butadiene acrylonitrile copolymer is modified with a carboxyl group. 前記高誘電率粉末が、チタン酸バリウム粉末であることを特徴とする請求項1または2に記載の高誘電率エポキシ樹脂ペースト。   3. The high dielectric constant epoxy resin paste according to claim 1, wherein the high dielectric constant powder is a barium titanate powder. 前記チタン酸バリウム粉末は、カルシウム、錫、ジルコニウム、ストロンチウム、ニオビウムの少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項3に記載の高誘電率エポキシ樹脂ペースト。   The high dielectric constant epoxy resin paste according to claim 3, wherein the barium titanate powder contains at least one of calcium, tin, zirconium, strontium, and niobium. 前記請求項1〜4のいずれかに記載の高誘電率エポキシ樹脂ペーストを用いた、ペースト硬化後の誘電率が15以上で、ピール強度が5N/cm以上であることを特徴とする電子部品。
An electronic component using the high dielectric constant epoxy resin paste according to any one of claims 1 to 4, having a dielectric constant after curing of the paste of 15 or more and a peel strength of 5 N / cm or more.
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