JP2006160934A - Paste composition and dielectric composition - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric composition having a high dielectric constant. <P>SOLUTION: The paste composition comprises an insulating inorganic filler, a conductive nonmetallic filler, a resin and a solvent in which the content of the insulating inorganic filler is ≥40 vol.% and ≤90 vol.% based on the solid concentration of the paste composition and the content of the conductive nonmetallic filler is ≥0.1 vol.% and ≤15 vol.%. The dielectric composition comprises an insulating inorganic filler, a conductive nonmetallic filler and a resin in which the content of the insulating inorganic filler is ≥40 vol.% and ≤90 vol.% and the content of the conductive nonmetallic filler is ≥0.1 vol.% and ≤15 vol.%. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子部品、回路部材、部品内蔵型基板やモジュールの製造、さらには各種の電源等に用いることができるペースト組成物及び誘電体組成物に関するものである。   The present invention relates to a paste composition and a dielectric composition that can be used for manufacturing electronic components, circuit members, component-embedded substrates and modules, and various power sources.

近年、電子機器の小型化、信号の高速化や大容量化の要求に伴って、実装回路部品の高密度化が進み、必要とされる半導体素子や受動部品数も増加している。このような背景から、効率よく部品を搭載するために、受動部品内蔵型の高密度の実装基板が求められるようになってきた。とくに、信号ノイズを低減し半導体デバイスを安定に動作させるための大容量のキャパシタが望まれている。   In recent years, with the demand for downsizing electronic devices, increasing the speed of signals, and increasing the capacity, the density of mounted circuit components has increased, and the number of required semiconductor elements and passive components has increased. From such a background, in order to efficiently mount components, a passive component built-in type high-density mounting substrate has been demanded. In particular, a large-capacity capacitor for reducing signal noise and stably operating a semiconductor device is desired.

高密度実装基板の技術としては、LTCC(Low temperature cofired ceramics)などのセラミックス配線基板を用いるものや、樹脂と銅箔やメッキ銅をラミネートした樹脂基板を用いるものがある。   As a technology for a high-density mounting substrate, there are one using a ceramic wiring substrate such as LTCC (Low temperature cofired ceramics) and one using a resin substrate in which a resin is laminated with copper foil or plated copper.

樹脂材料を用いて作製される部品内蔵基板やモジュールのキャパシタ用の層間絶縁材料としては、ビルドアップ用のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂や、積層板を形成するガラスなどの繊維や紙などで強化されたビルドアップ用のエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂からなるものがある。またこれらの樹脂にシリカなどの無機フィラーを分散したものも用いられている。この他にもアラミドなどの樹脂フィルムが用いられる場合もある。   As an interlayer insulation material for component built-in boards and module capacitors manufactured using resin materials, build-up epoxy resins, polyimide resins, phenol resins, cyanate resins, phenol resins, polyphenylene ether resins, and laminates are used. There are those made of a build-up epoxy resin, polyimide resin, phenol resin, cyanate resin, phenol resin, or polyphenylene ether resin reinforced with fibers such as glass to be formed or paper. In addition, those obtained by dispersing an inorganic filler such as silica in these resins are also used. In addition, a resin film such as aramid may be used.

一方で、キャパシタに大きな容量を必要とする場合は、電極間にある材料には誘電率が大きなものが求められる。このような場合には、高誘電率の無機フィラーを樹脂に分散し、液状、ペースト状にしたものを塗布、硬化したものを用いる技術がある(特許文献1〜3参照)。また、大きな容量を得るために、樹脂中に金属のフィラーを分散させた材料やカーボンブラックを分散させた材料が提案されている(特許文献4、非特許文献1参照)。
特開平5−57852号公報(特許請求の範囲) 特許第2738590号公報(特許請求の範囲) 特開2004−172531号公報(特許請求の範囲) 特開平10−190241号公報(特許請求の範囲) Electronic Components & Technology Conference (ECTC) vol1, pp.536-541,2004.
On the other hand, when a capacitor requires a large capacity, a material having a large dielectric constant is required between the electrodes. In such a case, there is a technique in which a high dielectric constant inorganic filler is dispersed in a resin, and a liquid or paste-like material is applied and cured (see Patent Documents 1 to 3). In order to obtain a large capacity, a material in which a metal filler is dispersed in a resin or a material in which carbon black is dispersed has been proposed (see Patent Document 4 and Non-Patent Document 1).
JP-A-5-57852 (Claims) Japanese Patent No. 2738590 (Claims) JP 2004-172531 A (Claims) JP-A-10-190241 (Claims) Electronic Components & Technology Conference (ECTC) vol1, pp.536-541,2004.

従来の樹脂中に無機フィラーを分散させる方法では、キャパシタを形成した場合の静電容量が十分ではなく、更に高い比誘電率を有する材料が望まれている。また、樹脂中に金属フィラーやカーボンブラックを分散させる従来の方法では、高い誘電率を得ることが可能であるが、導電性フィラーを導入することによる絶縁性の確保が難しい。絶縁性を確保するために金属フィラーを絶縁材料で覆う方法もあるが、この場合には誘電率を向上させることが難しく、高誘電率特性と絶縁性の両立が課題となっていた。   In the conventional method of dispersing the inorganic filler in the resin, the capacitance when the capacitor is formed is not sufficient, and a material having a higher relative dielectric constant is desired. In addition, the conventional method of dispersing a metal filler or carbon black in a resin can obtain a high dielectric constant, but it is difficult to ensure insulation by introducing a conductive filler. There is also a method of covering the metal filler with an insulating material in order to ensure insulation, but in this case, it is difficult to improve the dielectric constant, and there is a problem of achieving both high dielectric constant characteristics and insulation.

かかる状況に鑑み、本発明は絶縁性を確保し、かつ高密度で大容量のキャパシタの形成を可能にするペースト組成物や誘電体組成物を提供する。   In view of such circumstances, the present invention provides a paste composition and a dielectric composition that ensure insulation and enable formation of a high-density and large-capacity capacitor.

すなわち、本発明は、絶縁性無機フィラー、導電性非金属フィラー、樹脂、および溶剤を含有するペースト組成物であって、絶縁性無機フィラーの含有量がペースト組成物の固形分濃度の40体積%以上90体積%以下、導電性非金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とするペースト組成物である。   That is, the present invention is a paste composition containing an insulating inorganic filler, a conductive non-metallic filler, a resin, and a solvent, wherein the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume of the solid content concentration of the paste composition. The paste composition is characterized in that it is 90% by volume or less and the content of the conductive nonmetallic filler is 0.1% by volume or more and 15% by volume or less.

また、本発明のもう一つの態様は、絶縁性無機フィラー、導電性非金属フィラー、樹脂を含有する誘電体組成物であって、絶縁性無機フィラーの含有量が40体積%以上90体積%以下、導電性非金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とする誘電体組成物である。   Another aspect of the present invention is a dielectric composition containing an insulating inorganic filler, a conductive non-metallic filler, and a resin, wherein the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume or more and 90% by volume or less. The dielectric composition is characterized in that the content of the conductive non-metallic filler is 0.1 volume% or more and 15 volume% or less.

本発明によれば、適切な平均粒子径の絶縁性無機フィラーを樹脂中に高充填し、絶縁性無機フィラーよりも平均粒子径が小さく分散性の良い導電性フィラーを用いることによって絶縁性の低下を抑制し、高い誘電率を有する組成物を形成することができる。   According to the present invention, insulation is reduced by filling a resin with an insulating inorganic filler having an appropriate average particle size in a high amount and using a conductive filler having a smaller average particle size and better dispersibility than the insulating inorganic filler. And a composition having a high dielectric constant can be formed.

本発明のペースト組成物は、樹脂中に絶縁性無機フィラーと導電性フィラーを混合した複合物である。また本発明によるペースト組成物を脱溶剤、固化することにより誘電体組成物とすることができる。   The paste composition of the present invention is a composite in which an insulating inorganic filler and a conductive filler are mixed in a resin. Moreover, a dielectric composition can be obtained by removing the solvent and solidifying the paste composition according to the present invention.

図1に本発明による誘電体組成物を用いて形成したキャパシタの一例を示す。2つの外部電極間に本発明の誘電体組成物が挟まれ、誘電体組成物の樹脂中に特定量の絶縁性無機フィラーと特定量の導電性フィラー(導電性非金属フィラーあるいは金属フィラー)が分散されている。導電性フィラーを含有させることによる高誘電率化の原理は、図1に示すように樹脂中に分散された導電性フィラーが近接し、導電性フィラーのネットワーク構造を無数に形成することによる。すなわち、実質的にはキャパシタの2つの電極の表面積を増大し電極間距離を小さくすることができるので、キャパシタの静電容量を大きくすることができる。   FIG. 1 shows an example of a capacitor formed using the dielectric composition according to the present invention. The dielectric composition of the present invention is sandwiched between two external electrodes, and a specific amount of insulating inorganic filler and a specific amount of conductive filler (conductive nonmetallic filler or metal filler) are contained in the resin of the dielectric composition. Is distributed. As shown in FIG. 1, the principle of increasing the dielectric constant by containing the conductive filler is that the conductive fillers dispersed in the resin are close to each other, and an infinite number of conductive filler network structures are formed. That is, since the surface area of the two electrodes of the capacitor can be substantially increased and the distance between the electrodes can be reduced, the capacitance of the capacitor can be increased.

なお本発明では、得られる誘電体組成物の誘電率を以下のように定義する。組成物の誘電率をε、キャパシタの外部電極面積をS、外部電極間距離をdとすると、静電容量Cは、C=ε・S/dで表される(図2(a))。本発明では、図2(b)に示すように、キャパシタ面積Sと電極間距離dを一定にし、静電容量Cを求める。静電容量Cは、C=ε・S/dであるから、本発明の誘電体組成物の誘電率がεとなったものとみなすと、εは静電容量Cから算出することができる。また外部電極間の層間絶縁膜の比誘電率ε/ε(ε:真空の誘電率)が変化したものと等価と考えることができる。この比誘電率を等価比誘電率とし、本発明で得られる誘電体組成物の比誘電率とする。 In the present invention, the dielectric constant of the obtained dielectric composition is defined as follows. When the dielectric constant of the composition is ε, the external electrode area of the capacitor is S, and the distance between the external electrodes is d, the capacitance C is expressed by C = ε · S / d (FIG. 2A). In the present invention, as shown in FIG. 2B, the capacitor area S and the inter-electrode distance d are made constant, and the capacitance C p is obtained. The capacitance C p is because it is C p = ε p · S / d, when viewed as the dielectric constant of the dielectric composition of the present invention becomes epsilon p, epsilon p is from the electrostatic capacitance C p Can be calculated. Further, it can be considered equivalent to a change in the relative dielectric constant ε p / ε 00 : vacuum dielectric constant) of the interlayer insulating film between the external electrodes. This relative dielectric constant is defined as an equivalent relative dielectric constant, which is the relative dielectric constant of the dielectric composition obtained by the present invention.

本発明は特定量の絶縁性無機フィラーと特定量の導電性フィラーを含有するものであり、絶縁性を確保しつつ、上記にあるネットワーク構造を形成し、高誘電率をもたらす。絶縁性無機フィラーと導電性フィラーの含有量等については以下に説明する。   The present invention contains a specific amount of an insulating inorganic filler and a specific amount of a conductive filler, and forms a network structure as described above while ensuring insulation, resulting in a high dielectric constant. The contents of the insulating inorganic filler and the conductive filler will be described below.

本発明で用いられる絶縁性無機フィラーの含有量は、誘電体組成物中に含まれる割合が40体積%以上90体積%以下、さらに好ましくは60体積%以上である。図3は導電性フィラーの含有量を一定とした場合の本発明による絶縁性無機フィラーの効果を示している。全体として絶縁性無機フィラーの充填率を40体積%以上と大きくすることで、導電性フィラーが少ない含有量でネットワーク構造が形成されるので(図3(a))、絶縁効果を大きくすることができる。この場合、金属フィラーを用いた場合にも分散性を向上させ、少ない含有量で誘電率を高めることができる。40体積%未満では、ネットワーク構造を形成するのには多くの導電性フィラーを必要とし、絶縁性が低下する(図3(b))。60体積%以上では、絶縁性無機フィラーの平均粒子径が小さい場合にも大きな比誘電率を得ることができる。また絶縁性無機フィラーの充填率が90体積%よりも大きくなると、樹脂の充填率が10体積%未満と小さくなり接着性が低下するので薄膜を形成することが難しくなる。   The content of the insulating inorganic filler used in the present invention is such that the ratio contained in the dielectric composition is 40% by volume or more and 90% by volume or less, more preferably 60% by volume or more. FIG. 3 shows the effect of the insulating inorganic filler according to the present invention when the content of the conductive filler is constant. By increasing the filling rate of the insulating inorganic filler as 40% by volume or more as a whole, the network structure is formed with a small content of the conductive filler (FIG. 3A), so that the insulating effect can be increased. it can. In this case, dispersibility can be improved even when a metal filler is used, and the dielectric constant can be increased with a small content. If it is less than 40% by volume, a large amount of conductive filler is required to form a network structure, and the insulating property is lowered (FIG. 3B). If it is 60% by volume or more, a large relative dielectric constant can be obtained even when the average particle size of the insulating inorganic filler is small. Further, if the filling rate of the insulating inorganic filler is larger than 90% by volume, the filling rate of the resin becomes less than 10% by volume and the adhesiveness is lowered, so that it is difficult to form a thin film.

導電性フィラーは、高充填しすぎるとキャパシタの2つの電極が電気的につながってしまうため、絶縁性が減少するばかりか誘電率も減少してしまう。そのため、導電性非金属フィラー、あるいは金属フィラーの含有率は、誘電体組成物中の0.1体積%以上、15体積%以下とすることが好ましい。より好ましくは10体積%以下である。0.1体積%より少ないとネットワーク構造が形成されず誘電率を大きくすることができない。絶縁性無機フィラーの充填率が大きいとき、導電性フィラーの含有率が10体積%を超えると絶縁性が低下する。また、15体積%を超えると、絶縁性無機フィラーの充填率が小さい場合にも絶縁性が大きく低下する。   If the conductive filler is excessively filled, the two electrodes of the capacitor are electrically connected to each other, so that the insulating property is reduced and the dielectric constant is also reduced. Therefore, the content of the conductive non-metallic filler or the metal filler is preferably 0.1% by volume or more and 15% by volume or less in the dielectric composition. More preferably, it is 10 volume% or less. If it is less than 0.1% by volume, a network structure is not formed and the dielectric constant cannot be increased. When the filling rate of the insulating inorganic filler is large, if the content of the conductive filler exceeds 10% by volume, the insulating property is lowered. Moreover, when it exceeds 15 volume%, even when the filling rate of an insulating inorganic filler is small, insulation will fall large.

本発明で用いる絶縁性無機フィラーの平均粒子径は、0.1μm以上4μm以下であることが好ましい。より好ましくは0.3μm以上2μm以下である。4μmよりも平均粒子径が大きくなると薄膜を均一に形成することが難しくなり、平均粒子径が0.1μmよりも小さいとネットワーク構造の形成には多くの導電性フィラーを含有させることが望ましいので(図3(c))、本発明の絶縁性と高誘電率化を併せ持つ効果が得られにくい。また、2μm以下では、絶縁性無機フィラーを分散させたときにフィラーが沈降しにくく、0.3μm以上では分散させたフィラーが凝集しにくい。   The average particle diameter of the insulating inorganic filler used in the present invention is preferably 0.1 μm or more and 4 μm or less. More preferably, it is 0.3 μm or more and 2 μm or less. When the average particle diameter is larger than 4 μm, it is difficult to form a thin film uniformly. When the average particle diameter is smaller than 0.1 μm, it is desirable to contain a lot of conductive fillers for forming a network structure ( FIG. 3 (c)), it is difficult to obtain the effect of combining the insulation and high dielectric constant of the present invention. When the insulating inorganic filler is dispersed at 2 μm or less, the filler hardly settles, and when the insulating inorganic filler is 0.3 μm or more, the dispersed filler hardly aggregates.

また、絶縁性無機フィラーの充填率を向上させる目的で2種類以上の異なる平均粒子径を有する絶縁性無機フィラーを用いることができる。この場合は、平均粒子径0.1μm以上4μm以下の絶縁性無機フィラーが誘電体組成物中に40体積%以上含まれていれば、平均粒子径が0.1μm未満の絶縁性無機フィラーが含まれていても良く、さらなる高誘電率化と絶縁性の向上が可能である。   Moreover, the insulating inorganic filler which has 2 or more types of different average particle diameters can be used in order to improve the filling rate of an insulating inorganic filler. In this case, if an insulating inorganic filler having an average particle diameter of 0.1 μm or more and 4 μm or less is contained in the dielectric composition by 40% by volume or more, an insulating inorganic filler having an average particle diameter of less than 0.1 μm is included. It is possible to increase the dielectric constant and improve the insulation.

導電性フィラーの平均粒子径は、1μm以下、さらに好ましくは0.3μm以下であり、絶縁性無機フィラーの平均粒子径よりも小さくする必要がある。また、導電性フィラーの平均粒子径をA、絶縁性無機フィラーの平均粒子径をBとしたとき、A/Bの値は1よりも小さくすることが好ましい。より好ましくは0.5以下である。導電性フィラーの平均粒子径が1μmを超えたり、A/Bの値が1以上になると、高い誘電率を得るのに絶縁性が保たれなくなりキャパシタを形成した場合に電極間にリーク電流が流れてしまう。導電性フィラーの平均粒子径が0.3μm以下で、A/Bの値が0.5以下の場合には、導電性フィラーが絶縁性無機フィラーの隙間に少ない体積率でネットワーク構造が形成されるので、絶縁性の低下を抑え大きな比誘電率を得ることができる。   The average particle diameter of the conductive filler is 1 μm or less, more preferably 0.3 μm or less, and it is necessary to make it smaller than the average particle diameter of the insulating inorganic filler. Further, when the average particle diameter of the conductive filler is A and the average particle diameter of the insulating inorganic filler is B, the value of A / B is preferably smaller than 1. More preferably, it is 0.5 or less. If the average particle diameter of the conductive filler exceeds 1 μm or the A / B value is 1 or more, leakage current flows between the electrodes when a capacitor is formed because insulation cannot be maintained to obtain a high dielectric constant. End up. When the average particle diameter of the conductive filler is 0.3 μm or less and the value of A / B is 0.5 or less, the network structure is formed with a small volume ratio of the conductive filler in the gaps between the insulating inorganic fillers. Therefore, it is possible to obtain a large relative dielectric constant while suppressing a decrease in insulation.

なお、本発明において、ペースト組成物及び誘電体組成物中に含まれる絶縁性無機フィラーや導電性フィラーの平均粒子径の測定は、誘電体組成物薄膜を形成し、その薄膜の膜厚方向に膜断面を切り出した超薄切片に対してXMA測定、および透過型電子顕微鏡(TEM)観察を行うことにより測定できる。絶縁性無機フィラーや導電性フィラー、樹脂では、電子線に対する透過率が異なるので、TEM観察像中でコントラストの違いにより識別できる。複数種のフィラーが使用されている場合の各フィラーの同定はXMA測定に基づく元素分析および電子線回折像観察による結晶構造解析を行うことにより可能である。このようにして得られたフィラーと樹脂の面積の分布を画像解析により求め、フィラーの断面を円形と近似して面積から粒子径を算出できる。粒子径の評価は倍率5000倍と40000倍のTEM画像について行えばよい。算出された粒子径の分布を倍率が5000倍のTEM画像において0.1μm刻みのヒストグラム、倍率が40000倍のTEM画像において0.01μm刻みのヒストグラムで表し、度数が極大値となる級の中心値を平均粒子径とする。なお、粒子径分布の評価法としては上記の方法でTEMの代わりに走査型電子顕微鏡(SEM)を用いても良い。また、他の手法として、フィラーのブラウン運動による散乱光の揺らぎを測定する動的光散乱法、フィラーを電気泳動したときの散乱光のドップラー効果を測定する電気泳動光散乱法などによって平均粒子径を測定することができる。レーザー回折、散乱式の粒度分布測定装置としては例えば(株)堀場製作所製LA−920や(株)島津製作所製SALD−1100、日機装(株)製MICROTRAC−UPA150等がある。   In the present invention, the average particle size of the insulating inorganic filler and conductive filler contained in the paste composition and the dielectric composition is measured by forming a dielectric composition thin film in the film thickness direction of the thin film. It can be measured by performing XMA measurement and transmission electron microscope (TEM) observation on an ultrathin section obtained by cutting out the membrane cross section. Insulating inorganic fillers, conductive fillers, and resins have different transmittances with respect to electron beams, and therefore can be identified by differences in contrast in TEM observation images. Identification of each filler when a plurality of types of fillers are used is possible by performing elemental analysis based on XMA measurement and crystal structure analysis by electron diffraction image observation. The distribution of the area of the filler and the resin thus obtained is obtained by image analysis, and the particle diameter can be calculated from the area by approximating the filler cross-section to a circle. The particle diameter may be evaluated for TEM images with a magnification of 5000 times and 40000 times. The calculated particle size distribution is represented by a histogram in increments of 0.1 μm in a TEM image with a magnification of 5000 times and a histogram in 0.01 μm increments in a TEM image with a magnification of 40000 times, and the central value of the class at which the frequency becomes a maximum value. Is the average particle size. As a method for evaluating the particle size distribution, a scanning electron microscope (SEM) may be used instead of TEM in the above method. Other methods include the dynamic light scattering method, which measures the fluctuation of the scattered light due to the Brownian motion of the filler, and the electrophoretic light scattering method, which measures the Doppler effect of the scattered light when the filler is electrophoresed. Can be measured. Examples of laser diffraction and scattering type particle size distribution measuring apparatuses include LA-920 manufactured by Horiba, Ltd., SALD-1100 manufactured by Shimadzu Corporation, and MICROTRAC-UPA150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.

絶縁性無機フィラーは、粉末をプレスした状態、あるいは焼結体とした場合の体積抵抗が10Ωcm以上のものであれば使用することができる。体積抵抗が10Ωcm未満では、絶縁性を確保することが難しくなる。体積抵抗が大きくかつ化学的な安定性に優れるものとして金属酸化物がある。さらに、誘電特性としては比誘電率が大きいことが好ましく、このような金属酸化物としては、チタン酸バリウム系、チタン酸ジルコン酸バリウム系、チタン酸ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタン酸ビスマス系、チタン酸マグネシウム系、チタン酸バリウムネオジム系、チタン酸バリウム錫系、マグネシウムニオブ酸バリウム系、マグネシウムタンタル酸バリウム系、チタン酸鉛系、ジルコン酸鉛系、チタン酸ジルコン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、マグネシウムニオブ酸鉛系、ニッケルニオブ酸鉛系、タングステン酸鉛系、タングステン酸カルシウム系、マグネシウムタングステン酸鉛系、二酸化チタン系、などを挙げることができる。チタン酸バリウム系とは、チタン酸バリウム結晶内の一部の元素を他の元素で置換したり、結晶構造内に他の元素を侵入させたりした、チタン酸バリウムを母材とする固溶体を含めた総称である。その他のチタン酸ジルコン酸バリウム系、チタン酸ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタン酸ビスマス系、チタン酸マグネシウム系、チタン酸バリウムネオジム系、チタン酸バリウム錫系、マグネシウムニオブ酸バリウム系、マグネシウムタンタル酸バリウム系、チタン酸鉛系、ジルコン酸鉛系、チタン酸ジルコン酸鉛系、ニオブ酸鉛系、マグネシウムニオブ酸鉛系、ニッケルニオブ酸鉛系、タングステン酸鉛系、タングステン酸カルシウム系、マグネシウムタングステン酸鉛系、二酸化チタン系もいずれも同様で、それぞれを母材とする固溶体を含めた総称である。 The insulating inorganic filler can be used as long as it has a volume resistance of 10 8 Ωcm or more when pressed into a powder or as a sintered body. If the volume resistance is less than 10 8 Ωcm, it is difficult to ensure insulation. Metal oxides have a large volume resistance and are excellent in chemical stability. Further, it is preferable that the dielectric properties have a large relative dielectric constant. Such metal oxides include barium titanate, barium zirconate titanate, strontium titanate, calcium titanate, and bismuth titanate. Magnesium titanate, barium neodymium titanate, barium tin titanate, barium magnesium niobate, barium magnesium tantalate, lead titanate, lead zirconate, lead zirconate titanate, lead niobate , Lead magnesium niobate, lead nickel niobate, lead tungstate, calcium tungstate, lead magnesium tungstate, titanium dioxide, and the like. The barium titanate system includes solid solutions based on barium titanate, in which some elements in the barium titanate crystal are replaced with other elements or other elements are infiltrated into the crystal structure. It is a generic name. Other barium zirconate titanate, strontium titanate, calcium titanate, bismuth titanate, magnesium titanate, barium neodymium titanate, barium tin titanate, barium magnesium niobate, magnesium tantalate Barium, lead titanate, lead zirconate, lead zirconate titanate, lead niobate, lead magnesium niobate, lead nickel niobate, lead tungstate, calcium tungstate, magnesium tungstic acid Both lead-based and titanium dioxide-based are the same, and are generic names including solid solutions that use each as a base material.

特に、ペロブスカイト型結晶構造、あるいは複合ペロブスカイト型結晶構造を有するフィラーを用いることが好ましい。これらのうち1種を単独で用いたり、2種以上を混合して用いたりすることができるが、異なる平均粒子径を有する絶縁性無機フィラーが同一化学組成である方が誘電特性の点から、好ましい。特に、高い比誘電率を有する誘電体組成物を得る場合には、商業的利便性との両立の点から、主としてチタン酸バリウムからなる化合物を用いることが好ましい。但し、誘電特性や温度安定性を向上させる目的で、シフター、デプレッサー剤などを少量添加して用いてよい。   In particular, it is preferable to use a filler having a perovskite crystal structure or a composite perovskite crystal structure. Of these, one kind can be used alone, or two or more kinds can be mixed and used. From the viewpoint of dielectric properties, the insulating inorganic filler having different average particle diameters has the same chemical composition. preferable. In particular, when obtaining a dielectric composition having a high dielectric constant, it is preferable to use a compound mainly composed of barium titanate from the viewpoint of compatibility with commercial convenience. However, for the purpose of improving dielectric properties and temperature stability, a small amount of a shifter, a depressor, etc. may be added.

絶縁性無機フィラーの作製方法は、固相反応法、水熱合成法、超臨界水熱合成法、ゾルゲル法、しゅう酸塩法などの方法が挙げられる。0.1μm以上の大きい平均粒子径を有する絶縁性無機フィラーの作製方法としては、高い比誘電率と品質安定性の点から、固相反応法、あるいはしゅう酸塩法を用いることが好ましい。また、0.1μm未満の小さい平均粒子径を有する絶縁性無機フィラーの作製方法は、小粒子径化が容易であるという理由から、水熱合成法、超臨界水熱合成法、ゾルゲル法のいずれかを用いることが好ましい。   Examples of the method for producing the insulating inorganic filler include a solid phase reaction method, a hydrothermal synthesis method, a supercritical hydrothermal synthesis method, a sol-gel method, and an oxalate method. As a method for producing an insulating inorganic filler having a large average particle diameter of 0.1 μm or more, it is preferable to use a solid phase reaction method or an oxalate method from the viewpoint of high relative dielectric constant and quality stability. In addition, the method for producing an insulating inorganic filler having a small average particle diameter of less than 0.1 μm can be any of hydrothermal synthesis, supercritical hydrothermal synthesis, and sol-gel process because it is easy to reduce the particle diameter. It is preferable to use these.

導電性フィラーとしては、導電性をもつものであれば用いることができ、導電性非金属フィラーと金属フィラーが挙げられる。導電性非金属フィラーとは、金属以外の10Ω/cm以下の抵抗率を有するものであり、カーボンブラックや酸化物導電性フィラーなどがある。カーボンブラックとしては、原料や製法の違いによりチャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、ケッチェンブラック、ボーンブラックなどがあり、導電性フィラーとして使用することができる。類似のものとしてフラーレンやカーボンナノチューブを用いてもよい。また、酸化物導電体フィラーとしては、ITO(Indium Tin Oxide)をはじめ、ZnO、SnO、AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide)、GZO(Gallium-doped Zinc Oxide)、IZO(Indium-doped Zinc Oxide)、InSbO、ZnMgO、CuInO、MgInO、CdO、ZnSOなどがある。金属フィラーとしては、CuやAg、Al、Au、Ni、Pd、Ptなどの化学的に安定なものであれば用いることができる。これらの導電性非金属フィラーや金属フィラーは、分散性、導電性の改善を目的として、酸化処理、添着処理、黒鉛化処理、賦活処理、グラフト処理、化学的処理等の各種表面処理を行っていても良い。本発明ではとくに分散性が優れ、コスト的、力学的な特性にも優れるカーボンブラックを好ましく用いることができる。 As the conductive filler, any conductive filler can be used, and examples thereof include conductive nonmetallic fillers and metallic fillers. The conductive non-metallic filler has a resistivity of 10 5 Ω / cm or less other than metal, and includes carbon black and oxide conductive filler. Carbon black includes channel black, furnace black, thermal black, acetylene black, lamp black, ketjen black, bone black, etc., depending on the raw materials and manufacturing method, and can be used as a conductive filler. Fullerenes and carbon nanotubes may be used as similar ones. The oxide conductor fillers include ITO (Indium Tin Oxide), ZnO, SnO 2 , AZO (Aluminium-doped Zinc Oxide), GZO (Gallium-doped Zinc Oxide), and IZO (Indium-doped Zinc Oxide). InSbO 4 , ZnMgO, CuInO 2 , MgInO 4 , CdO, ZnSO 3 and the like. As the metal filler, any chemically stable material such as Cu, Ag, Al, Au, Ni, Pd, or Pt can be used. These conductive non-metallic fillers and metallic fillers are subjected to various surface treatments such as oxidation treatment, adhesion treatment, graphitization treatment, activation treatment, graft treatment, and chemical treatment for the purpose of improving dispersibility and conductivity. May be. In the present invention, carbon black that is particularly excellent in dispersibility and excellent in cost and mechanical properties can be preferably used.

絶縁性無機フィラーや導電性フィラーの形状は、球状、略球状、楕円球状、針状、板状、鱗片状、棒状などが挙げられるが、特に限定されない。これらのうち1種を単独で用いたり、2種以上を混合して用いることもできる。   Examples of the shape of the insulating inorganic filler and the conductive filler include, but are not particularly limited to, a spherical shape, a substantially spherical shape, an elliptical spherical shape, a needle shape, a plate shape, a scale shape, and a rod shape. Among these, one kind can be used alone, or two or more kinds can be mixed and used.

本発明で用いられる樹脂は、熱可塑性、熱硬化性樹脂のいずれも選択することができる。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー、ポリスチレン、ポリエチレン、フッ素樹脂などを用いることができる。また、熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シロキサン樹脂、ポリイミド、アクリル樹脂、シアネート樹脂、ベンゾシクロブテン樹脂などのほか、一般的にプリント配線板の絶縁層に使用される樹脂を用いることができる。はんだ耐熱性などの点から、熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、特に、熱硬化収縮性、粘性などの点からエポキシ樹脂が好ましく使用される。ここで、エポキシ樹脂とは、分子構造中にエポキシ基(オキシラン環)を2個以上含む樹脂である。またエポキシ樹脂には、誘電特性の点から、ビフェニル骨格あるいはジシクロペンタジエン骨格を有することが好ましい。また、硬化剤を有していてもよく、硬化剤には、フェノールノボラック樹脂、ビスフェノールA型ノボラック樹脂、アミノトリアジン化合物、ナフトール化合物などの硬化剤を用いることができる。さらに、トリフェニルホスフィン、ベンゾイミダゾール系化合物、トリス(2、4−ペンタンジオナト)コバルトなどの金属キレート化合物などの硬化促進剤を添加することも可能である。樹脂に感光剤を添加して感光性機能を付与しても良い。   As the resin used in the present invention, both thermoplastic and thermosetting resins can be selected. As the thermoplastic resin, for example, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polyether imide, liquid crystal polymer, polystyrene, polyethylene, fluorine resin, or the like can be used. Thermosetting resins include, for example, epoxy resins, phenol resins, siloxane resins, polyimides, acrylic resins, cyanate resins, benzocyclobutene resins, and other resins that are generally used for insulating layers of printed wiring boards. Can be used. From the viewpoint of solder heat resistance, it is preferable to use a thermosetting resin, and in particular, an epoxy resin is preferably used from the viewpoint of thermosetting shrinkage and viscosity. Here, the epoxy resin is a resin containing two or more epoxy groups (oxirane rings) in the molecular structure. The epoxy resin preferably has a biphenyl skeleton or a dicyclopentadiene skeleton from the viewpoint of dielectric properties. Moreover, you may have a hardening | curing agent and hardening agents, such as a phenol novolak resin, a bisphenol A type novolak resin, an aminotriazine compound, a naphthol compound, can be used for a hardening | curing agent. Further, it is possible to add a curing accelerator such as a metal chelate compound such as triphenylphosphine, a benzimidazole compound, or tris (2,4-pentanedionato) cobalt. A photosensitive agent may be imparted to the resin by adding a photosensitive agent.

本発明で用いられる溶剤は特に限定されないが、用いる溶剤の少なくとも1種が、沸点160℃以上であることが好ましい。溶剤の沸点が160℃以上では、空隙の発生が抑制されて、誘電体組成物の比誘電率を高くすることができる。沸点が160℃より低いと、溶剤の揮発速度が速いため、熱処理時の物質移動による緻密化が追いつかず、空隙部が増加し、誘電体組成物の比誘電率が低下する場合がある。また、本発明で用いられる溶剤は、沸点300℃以下であることが好ましく、より好ましくは280℃以下である。沸点が280℃より高くなると、脱溶剤のための処理が高温となり、高温化によって樹脂が分解し、誘電特性の劣化などが起こる。また300℃より大きくなると、樹脂の分解がより激しくなり、機械強度の低下が起きる。本発明のペースト組成物に使用する溶剤は、沸点160℃以上のもの1種のみでもよいが、沸点160℃以上の溶剤を含有していれば、それ以外の溶剤を含んでいても良い。   The solvent used in the present invention is not particularly limited, but it is preferable that at least one of the solvents to be used has a boiling point of 160 ° C. or higher. When the boiling point of the solvent is 160 ° C. or higher, the generation of voids is suppressed and the dielectric constant of the dielectric composition can be increased. When the boiling point is lower than 160 ° C., the volatilization rate of the solvent is high, so that densification due to mass transfer during heat treatment cannot catch up, voids increase, and the dielectric constant of the dielectric composition may decrease. In addition, the solvent used in the present invention preferably has a boiling point of 300 ° C. or lower, more preferably 280 ° C. or lower. When the boiling point is higher than 280 ° C., the treatment for removing the solvent becomes high temperature, the resin is decomposed by the high temperature, and the dielectric property is deteriorated. On the other hand, when the temperature exceeds 300 ° C., the decomposition of the resin becomes more severe and the mechanical strength decreases. The solvent used in the paste composition of the present invention may be only one solvent having a boiling point of 160 ° C. or higher, but may contain other solvents as long as it contains a solvent having a boiling point of 160 ° C. or higher.

沸点160℃以上の溶剤は、メシチレン、アセトニルアセトン、メチルシクロヘキサノン、ジイソブチルケトン、メチルフェニルケトン、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、イソホロン、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、γ−ブチロラクタム、エチレングリコールアセテート、3−メトキシ3−メチルブタノールおよびそのアセテート、3−メトキシブチルアセテート、2−エチルヘキシルアセテート、シュウ酸エステル、マロン酸ジエチル、マレイン酸エステル、炭酸プロピレン、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール等が挙げられる。   Solvents having a boiling point of 160 ° C or higher are mesitylene, acetonylacetone, methylcyclohexanone, diisobutylketone, methylphenylketone, dimethylsulfoxide, γ-butyrolactone, isophorone, diethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactam, ethylene glycol Examples include acetate, 3-methoxy-3-methylbutanol and its acetate, 3-methoxybutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, oxalate ester, diethyl malonate, maleate ester, propylene carbonate, butyl cellosolve, ethyl carbitol and the like.

本発明において、エステル構造を含む溶剤が好ましく使用され、さらに好ましくはラクトン構造を含む溶剤が好ましい。最も好ましい溶剤はγ−ブチロラクトン(以下γ−BL)である。本発明でいう沸点とは、1気圧、即ち1.013×10N/mの圧力下での沸点である。沸点の測定は公知の技術を用いて行うことができ、特に限定されないが、例えば、Swietoslawskiの沸点計を用いることで測定できる。 In the present invention, a solvent containing an ester structure is preferably used, more preferably a solvent containing a lactone structure. The most preferred solvent is γ-butyrolactone (hereinafter referred to as γ-BL). The boiling point as used in the field of this invention is a boiling point under the pressure of 1 atmosphere, ie, 1.013 * 10 < 5 > N / m < 2 >. The boiling point can be measured using a known technique and is not particularly limited. For example, the boiling point can be measured using a Swietoslawski boiling point meter.

それ以外の本発明で用いられる溶剤は、樹脂を溶解するものを適宜選択することができる。溶剤は、例えば、メチルセロソルブ、N,N−ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、イソブチルアルコール、イソプロピルアルコール、テトラヒドロフラン、トルエン、クロロベンゼン、トリクロロエチレン、ベンジルアルコール、メトキシメチルブタノール、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルおよびそのアセテートなどや、これらのうちの1種類以上を含有する有機溶剤混合物が好ましく用いられる。   As other solvents used in the present invention, those capable of dissolving the resin can be appropriately selected. Solvents include, for example, methyl cellosolve, N, N-dimethylformamide, methyl ethyl ketone, dioxane, acetone, cyclohexanone, cyclopentanone, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, tetrahydrofuran, toluene, chlorobenzene, trichloroethylene, benzyl alcohol, methoxymethylbutanol, ethyl lactate , Propylene glycol monomethyl ether and its acetate, and organic solvent mixtures containing one or more of these are preferably used.

なお、誘電体組成物の空隙率の測定方法は、ガス吸着法、水銀圧入法、陽電子消滅法、小角X線散乱法など、用途に合わせて適宜選択することができるが、本発明では、高誘電体組成物の密度から、下記(1)〜(3)の手順で空隙率を求める。   The method for measuring the porosity of the dielectric composition can be appropriately selected according to the application, such as a gas adsorption method, a mercury intrusion method, a positron annihilation method, and a small-angle X-ray scattering method. From the density of the dielectric composition, the porosity is determined by the following procedures (1) to (3).

(1)重さを量った定形基板上にペースト組成物を塗布、脱溶剤、固化して得られた誘電体組成物の重さを量る。
(2)基板の重さをW1、ガラスと誘電体組成物の重さをW2、誘電体組成物の密度をD、体積をVとすると、誘電体組成物の密度D=(W−W)/Vとなる。
(3)熱重量測定装置(TGA)を用いて、該誘電体組成物を大気雰囲気中、昇温速度10℃/分にて、900℃まで昇温、900℃で30分間保持して脱バインダーを行い、誘電体組成物中に含まれるフィラーと樹脂の割合を測定する。フィラーの体積をW、比重をρ、樹脂の体積をW、比重をρ、空隙率をPとすると、空隙率Pは、以下の式で求められる。空隙率P(体積%)={(V−W/ρ−W/ρ)/V}×100。
(1) Weigh the dielectric composition obtained by applying the paste composition onto the weighed shaped substrate, removing the solvent, and solidifying it.
(2) When the weight of the substrate is W1, the weight of the glass and the dielectric composition is W2, the density of the dielectric composition is D, and the volume is V, the density of the dielectric composition D = (W 2 −W 1 ) / V.
(3) Using a thermogravimetry apparatus (TGA), the dielectric composition is heated to 900 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min in the air atmosphere and held at 900 ° C. for 30 minutes to remove the binder. And the ratio of the filler and the resin contained in the dielectric composition is measured. When the filler volume is W c , the specific gravity is ρ c , the resin volume is W p , the specific gravity is ρ p , and the porosity is P, the porosity P can be obtained by the following equation. Porosity P (% by volume) = {(V−W c / ρ c −W p / ρ p ) / V} × 100.

本発明のペースト組成物は、絶縁性無機フィラーと導電性フィラーを樹脂へ分散することによって得られる。例えば、各フィラーを樹脂溶液に加えて、混合分散する方法や、予めフィラーを適当な溶媒中に分散した分散液を作製し、その分散液と樹脂溶液を混合するレットダウン法などによって作製される。また、樹脂または溶媒中へフィラーを分散させる方法は特に限定されず、例えば、超音波分散、ボールミル、ロールミル、クレアミックス、ホモジナイザー、メディア分散機などの方法を用いることができるが、特に、分散性の点でボールミル、ホモジナイザーを用いることが好ましい。   The paste composition of the present invention can be obtained by dispersing an insulating inorganic filler and a conductive filler in a resin. For example, it is prepared by a method in which each filler is added to a resin solution and mixed and dispersed, or a dispersion in which a filler is dispersed in a suitable solvent in advance and a letdown method in which the dispersion and the resin solution are mixed. . Further, the method for dispersing the filler in the resin or solvent is not particularly limited, and for example, methods such as ultrasonic dispersion, ball mill, roll mill, clear mix, homogenizer, media disperser, etc. can be used. In this respect, it is preferable to use a ball mill or a homogenizer.

各フィラーを分散する際、分散性を向上させるために、例えば、フィラーの表面処理、分散剤の添加、界面活性剤の添加、溶剤の添加などを行っても良い。フィラーの表面処理としては、シラン系、チタン系、アルミニウム系などの各種カップリング剤、脂肪酸、リン酸エステルなどによる処理のほか、ロジン処理、酸性処理、塩基性処理などが挙げられる。また、分散剤の添加の例としては、リン酸、カルボン酸、脂肪酸、およびそれらのエステル類などの酸基を有する分散剤などが挙げられ、特に、リン酸エステル骨格を有する化合物が好ましく用いられる。そのほか、ノニオン性、カチオン性、アニオン性の界面活性剤、多価カルボン酸などの湿潤剤、両親和性物質、高立体障害の置換基を有する樹脂などの添加が挙げられる。また、分散時または分散後の系の極性は、溶剤の添加で制御することができる。また、ペースト組成物は必要に応じて、安定化剤、分散剤、沈降防止剤、可塑剤、酸化防止剤などを含有してもよい。   When dispersing each filler, in order to improve dispersibility, for example, surface treatment of the filler, addition of a dispersant, addition of a surfactant, addition of a solvent, and the like may be performed. Examples of the surface treatment of the filler include treatment with various coupling agents such as silane, titanium, and aluminum, fatty acid, phosphate ester, rosin treatment, acid treatment, and basic treatment. Examples of the addition of the dispersant include dispersants having an acid group such as phosphoric acid, carboxylic acid, fatty acid, and esters thereof. In particular, compounds having a phosphate ester skeleton are preferably used. . In addition, addition of nonionic, cationic, anionic surfactants, wetting agents such as polyvalent carboxylic acids, amphoteric substances, and resins having highly sterically hindered substituents can be mentioned. Moreover, the polarity of the system at the time of dispersion or after dispersion can be controlled by addition of a solvent. Moreover, the paste composition may contain a stabilizer, a dispersant, an anti-settling agent, a plasticizer, an antioxidant, and the like, if necessary.

本発明の誘電体組成物は、絶縁性無機フィラーと導電性フィラーを樹脂、溶剤に混合させたペーストを作製し、そのペーストを塗布、脱溶剤、固化することによって得ることができる。ペーストの塗布は、スピンコーター、スクリーン印刷機、ブレードコーター、ダイコーターなどを用いた方法のほか、インクジェット、ディスペンサーなど薄膜を形成できる方法であれば特に限定されない。固化の方法としては、熱、光などによる固化が挙げられる。但し、本発明の誘電体組成物は焼結体ではないので、樹脂を完全に分解、除去する必要はなく、電子部品の耐熱温度範囲内、例えば、500℃以下の温度で加熱することが好ましい。   The dielectric composition of the present invention can be obtained by preparing a paste in which an insulating inorganic filler and a conductive filler are mixed in a resin and a solvent, and applying, removing the solvent, and solidifying the paste. The application of the paste is not particularly limited as long as it is a method capable of forming a thin film such as an ink jet or a dispenser, in addition to a method using a spin coater, a screen printer, a blade coater, a die coater, or the like. Examples of the solidification method include solidification by heat, light, and the like. However, since the dielectric composition of the present invention is not a sintered body, it is not necessary to completely decompose and remove the resin, and it is preferable to heat at a temperature within the heat-resistant temperature range of the electronic component, for example, 500 ° C. or less. .

本発明の誘電体組成物を用いてキャパシタを形成する場合、外部電極に用いる材料としては、一般に回路形成用に用いられるものであれば特に制限無く使用することができる。好適に用いられるものとしては、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、ステンレスなどがある。特に好ましい金属は、銅または銅を含む合金である。   When a capacitor is formed using the dielectric composition of the present invention, any material that is generally used for circuit formation can be used without particular limitation as the material used for the external electrode. Examples of suitable materials include copper, aluminum, gold, silver, and stainless steel. A particularly preferred metal is copper or an alloy containing copper.

実装基板に用いる基板としては、例えば、有機系基板、無機系基板、およびこれらの基板に回路の構成材料が配置されたものから選択できる。有機系基板の例としては、ガラス布・エポキシ銅張積層板などのガラス基材銅張積層板、ガラス不織布・エポキシ銅張積層板などのコンポジット銅張積層板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板などの耐熱・熱可塑性基板、ポリエステル銅張フィルム基板、ポリイミド銅張フィルム基板などのフレキシブル基板が挙げられる。また、無機系基板の例は、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板などのセラミック基板、アルミニウムベース基板、鉄ベース基板などの金属系基板が挙げられる。回路の構成材料の例は、銀、金、銅などの金属を含有する導体、無機系酸化物などを含有する抵抗体、ガラス系材料および/または樹脂などを含有する低誘電体、樹脂や無機フィラーなどを含有する高誘電体、ガラス系材料などを含有する絶縁体などが挙げられる。   The substrate used for the mounting substrate can be selected from, for example, an organic substrate, an inorganic substrate, and a substrate in which circuit constituent materials are arranged. Examples of organic substrates include glass-based copper-clad laminates such as glass cloth / epoxy copper-clad laminates, composite copper-clad laminates such as glass nonwoven fabrics / epoxy copper-clad laminates, polyetherimide resin substrates, polyethers Examples include heat-resistant / thermoplastic substrates such as ketone resin substrates and polysulfone resin substrates, polyester copper-clad film substrates, and polyimide copper-clad film substrates. Examples of inorganic substrates include ceramic substrates such as alumina substrates, aluminum nitride substrates, and silicon carbide substrates, and metal substrates such as aluminum base substrates and iron base substrates. Examples of circuit components include conductors containing metals such as silver, gold and copper, resistors containing inorganic oxides, low dielectrics containing glassy materials and / or resins, resins and inorganics Examples thereof include a high dielectric material containing a filler and the like, and an insulator containing a glass-based material.

本発明の誘電体組成物の形態は特に限定されず、膜状、棒状、球状など、用途に合わせて選択することができるが、特に膜状であることが好ましい。ここでいう膜とは、フィルム、シート、板、ペレットなども含まれる。もちろん、導通のためのビアホール形成、インピーダンスや静電容量あるいは内部応力の調整、または、放熱機能付与など、用途にあわせたパターン形成を行うこともできる。   The form of the dielectric composition of the present invention is not particularly limited, and can be selected according to applications such as a film shape, a rod shape, a spherical shape, etc., but a film shape is particularly preferable. The membrane here includes a film, a sheet, a plate, a pellet and the like. Of course, it is also possible to perform pattern formation according to applications such as via hole formation for conduction, adjustment of impedance, capacitance or internal stress, or provision of a heat dissipation function.

また、キャパシタを形成する場合の誘電体組成物の膜厚は、静電容量が所望の値を満たす範囲内で任意に設定することができるが、1μm以上30μm以下であることが好ましい。さらに好ましくは、2μm以上のものである。キャパシタとして大きな静電容量を確保するには膜厚が薄い方が好ましいが、1μmより薄い場合にはピンホールなどが発生しやすく、2μmより薄い膜厚では導電性フィラーを含有した場合の電気的絶縁が得られにくくなる。また、膜厚が30μmを越えると、十分なキャパシタ性能を得るためには大きな比誘電率や面積が必要となり、実装密度の向上が難しくなる。誘電体組成物の体積抵抗は10kΩcmよりも大きいことが好ましく、さらには10MΩcmよりも大きいことが好ましい。10MΩcm以下では直流電圧を印加した場合にもキャパシタに電流が流れるので、消費電力が大きくなる。10kΩcm以下の場合には、消費電力が増大することに加え、発熱も大きくなり、絶縁材料として機能することができない。   Moreover, the film thickness of the dielectric composition in the case of forming a capacitor can be arbitrarily set within a range in which the capacitance satisfies a desired value, but is preferably 1 μm or more and 30 μm or less. More preferably, it is 2 μm or more. In order to secure a large capacitance as a capacitor, it is preferable that the film thickness is thin. However, if the thickness is smaller than 1 μm, pinholes are likely to occur. Insulation is difficult to obtain. On the other hand, if the film thickness exceeds 30 μm, a large relative permittivity and area are required to obtain sufficient capacitor performance, and it becomes difficult to improve the mounting density. The volume resistance of the dielectric composition is preferably greater than 10 kΩcm, and more preferably greater than 10 MΩcm. If it is 10 MΩcm or less, a current flows through the capacitor even when a DC voltage is applied, resulting in an increase in power consumption. In the case of 10 kΩcm or less, in addition to the increase in power consumption, the heat generation also increases, and it cannot function as an insulating material.

キャパシタの外部電極に接続される導体層は、スパッタ、真空蒸着、無電解めっき、電解めっき、銅箔の熱プレスなどの方法で形成することができる。これらの電極は、CZ処理、黒化処理、バフ加工などの表面処理を施していてもよい。   The conductor layer connected to the external electrode of the capacitor can be formed by a method such as sputtering, vacuum deposition, electroless plating, electrolytic plating, or hot pressing of copper foil. These electrodes may be subjected to a surface treatment such as CZ treatment, blackening treatment, or buffing.

本発明のペースト組成物及び誘電体組成物の用途は特に限定されないが、RFモジュール、フィルター回路、アンプ、無線用アンテナ、電磁シールド、各種の電源などに利用され、高周波電子部品にも応用することができる。   The use of the paste composition and dielectric composition of the present invention is not particularly limited, but it is used for RF modules, filter circuits, amplifiers, radio antennas, electromagnetic shields, various power supplies, etc., and also applied to high frequency electronic components. Can do.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1
絶縁性無機フィラーとして平均粒子径0.5μmのチタン酸バリウムフィラー323重量部、γ−BLを36重量部、分散剤(ビックケミー(株)製、BYK−W9010)3.2重量部をホモジナイザーを用いて氷冷下で1時間混合分散し、分散液を得た。γ−BLの沸点は204℃である。エポキシ樹脂(日本化薬(株)製、EPPN502H)12.8重量部、フェノールノボラック樹脂(大日本インキ工業(株)製、TD−2131)7.8重量部、硬化促進剤(北興化学(株)製、トリフェニルホスフィン)0.2重量部、γ−BL21重量部を混合し、エポキシ樹脂溶液を得た。分散液とエポキシ樹脂溶液、導電性フィラーとして、γ−BLに分散させた平均粒子径0.1μmのカーボンブラック(以下CB)(デグサ製、LampBlack101)をボールミルを用いて混合し、ペーストを作製した。
Example 1
As an insulating inorganic filler, 323 parts by weight of a barium titanate filler having an average particle size of 0.5 μm, 36 parts by weight of γ-BL, and 3.2 parts by weight of a dispersant (BYK-W9010, manufactured by BYK Chemie) were used. The mixture was dispersed for 1 hour under ice cooling to obtain a dispersion. The boiling point of γ-BL is 204 ° C. 12.8 parts by weight of an epoxy resin (Nippon Kayaku Co., Ltd., EPPN502H), 7.8 parts by weight of a phenol novolac resin (manufactured by Dainippon Ink Industries, Ltd., TD-2131), a curing accelerator (Hokuko Chemical Co., Ltd.) ), Triphenylphosphine) 0.2 parts by weight and γ-BL 21 parts by weight were mixed to obtain an epoxy resin solution. As a dispersion, an epoxy resin solution, and a conductive filler, carbon black (hereinafter referred to as CB) dispersed in γ-BL (hereinafter CB) (Degussa, LampBlack101) was mixed using a ball mill to prepare a paste. .

このペーストを6cm角のアルミ基板全面にスピンコーターを用いて塗布し、オーブンを用いて、80℃×15分間で乾燥させた後、175℃×4時間で硬化させ、膜厚10μmの誘電体組成物を得た。この誘電体組成物の絶縁性無機フィラーの含有量は68体積%、導電性フィラーは7.5体積%である。   This paste is applied to the entire surface of a 6 cm square aluminum substrate using a spin coater, dried in an oven at 80 ° C. for 15 minutes, and then cured at 175 ° C. for 4 hours to form a dielectric composition having a thickness of 10 μm. I got a thing. The content of the insulating inorganic filler in this dielectric composition is 68% by volume, and the conductive filler is 7.5% by volume.

次に、上部の外部電極として円形1cmのアルミ電極を蒸着法により基板上に4カ所形成し、アルミ基板を下部の外部電極とするキャパシタ構造を得た。このキャパシタの誘電特性をインピーダンスアナライザ4294Aおよびサンプルホルダー16047E(共にアジレント・テクノロジー社製)を用いて測定したところ、測定周波数1kHzにおいて静電容量から算出した等価比誘電率は238であった。等価比誘電率の値は4カ所形成したキャパシタの平均値である。また、キャパシタの2つの電極間の抵抗をテスター((株)カスタム製、CDM−03D)を用いて測定し、絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値であった。そこで、この試料をテストフィクスチュア(Keithley社製、8009型)にセットし、絶縁抵抗計(Keithley社製、6517A)で体積抵抗を測定したところ、352kΩcmであった。 Next, as a top external electrode, a circular 1 cm 2 aluminum electrode was formed on the substrate by vapor deposition to obtain a capacitor structure having the aluminum substrate as the bottom external electrode. When the dielectric characteristics of this capacitor were measured using an impedance analyzer 4294A and a sample holder 16047E (both manufactured by Agilent Technologies), the equivalent relative dielectric constant calculated from the capacitance at a measurement frequency of 1 kHz was 238. The value of equivalent dielectric constant is an average value of capacitors formed at four locations. Moreover, when the resistance between the two electrodes of the capacitor was measured using a tester (CDM-03D manufactured by Custom Co., Ltd.) and an insulation test was performed, the volume resistance was a value larger than 10 kΩcm. Therefore, this sample was set in a test fixture (Keithley, Model 8009), and the volume resistance was measured with an insulation resistance meter (Keithley, Model 6517A). As a result, it was 352 kΩcm.

等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。表1には、導電性フィラーの平均粒子径Aと絶縁性無機フィラーBの平均粒子径の比A/Bも併記している。   Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance. Table 1 also shows the ratio A / B of the average particle diameter A of the conductive filler and the average particle diameter of the insulating inorganic filler B.

実施例2
絶縁性無機フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの含有量を50体積%とした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は152となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Example 2
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of the barium titanate filler was 50% by volume as the insulating inorganic filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 152. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

比較例1
絶縁性無機フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの含有量を30体積%とした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は47と小さな値となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Comparative Example 1
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of the barium titanate filler was 30% by volume as the insulating inorganic filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent dielectric constant was a small value of 47. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

比較例2
導電性フィラーの含有量を15体積%とした以外は比較例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、等価比誘電率は210となったが、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は52Ωcmであった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Comparative Example 2
A capacitor was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the content of the conductive filler was 15% by volume. At this time, the equivalent dielectric constant was 210, but when the insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 52 Ωcm. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例3〜実施例7
絶縁性無機フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの平均粒子径を0.2、0.7、1、2、3μmのものを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、いずれも体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示し、絶縁抵抗計における体積抵抗の測定結果はそれぞれ、13MΩcm、320kΩcm、73kΩcm、35kΩcm、12kΩcmであった。また、等価比誘電率はそれぞれ105、337、550、315、240となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Example 3 to Example 7
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating inorganic filler used was a barium titanate filler having an average particle size of 0.2, 0.7, 1, 2, 3 μm. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm, and the measurement results of the volume resistance in the insulation resistance meter were 13 MΩcm, 320 kΩcm, 73 kΩcm, 35 kΩcm, and 12 kΩcm, respectively. It was. The equivalent relative dielectric constants were 105, 337, 550, 315, and 240, respectively. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例8
絶縁性無機フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの平均粒子径を0.5μm、0.06μmの2種類のものを用い、含有量を合わせて75体積%とした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。平均粒子径0.5μm、0.06μmの含有量の体積比は74:26である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示し、絶縁抵抗計における体積抵抗の測定結果は122kΩcmであった。また、等価比誘電率は349と大きな値を示した。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。A/Bの値は、絶縁性無機フィラーの平均粒子径を0.5μmとして算出している。
Example 8
As the insulating inorganic filler, a capacitor was prepared in the same manner as in Example 1 except that two types of barium titanate fillers having an average particle diameter of 0.5 μm and 0.06 μm were used and the content was 75% by volume. Produced. The volume ratio of the contents having an average particle diameter of 0.5 μm and 0.06 μm is 74:26. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm, and the measurement result of the volume resistance with an insulation resistance meter was 122 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was a large value of 349. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance. The value of A / B is calculated by setting the average particle diameter of the insulating inorganic filler to 0.5 μm.

比較例3
絶縁性フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの平均粒子径を0.06μmのものを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は91であった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Comparative Example 3
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the insulating filler used was a barium titanate filler having an average particle size of 0.06 μm. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 91. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

比較例4
絶縁性無機フィラーとして、チタン酸バリウムフィラーの平均粒子径を5μmのものを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は3kΩcmであった。等価比誘電率は161であった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Comparative Example 4
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the insulating inorganic filler used was a barium titanate filler having an average particle diameter of 5 μm. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 3 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 161. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例9
絶縁性無機フィラーとして、平均粒子径0.5μmのチタン酸ストロンチウムフィラーを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は118となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Example 9
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a strontium titanate filler having an average particle size of 0.5 μm was used as the insulating inorganic filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 118. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例10
絶縁性無機フィラーとして、平均粒子径0.5μmのチタン酸ストロンチウムフィラーを用いた以外は実施例8と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は159となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。A/Bの値は、絶縁性無機フィラーの平均粒子径を0.5μmとして算出している。
Example 10
A capacitor was produced in the same manner as in Example 8 except that a strontium titanate filler having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the insulating inorganic filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 159. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance. The value of A / B is calculated by setting the average particle diameter of the insulating inorganic filler to 0.5 μm.

実施例11
絶縁性無機フィラーとして、平均粒子径0.5μmの二酸化チタンを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は103となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表1に示した。
Example 11
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that titanium dioxide having an average particle diameter of 0.5 μm was used as the insulating inorganic filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 103. Table 1 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

Figure 2006160934
Figure 2006160934

実施例12
導電性フィラーとして、平均粒子径0.1μmのITO(Indium Tin Oxide)を用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は133となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Example 12
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that ITO (Indium Tin Oxide) having an average particle diameter of 0.1 μm was used as the conductive filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 133. Table 2 shows the value of the equivalent dielectric constant and the measurement result of the volume resistance.

実施例13
導電性フィラーとして、平均粒子径0.1μmのAgを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は149となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Example 13
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that Ag having an average particle diameter of 0.1 μm was used as the conductive filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 149. Table 2 shows the values of the equivalent dielectric constant and the volume resistivity.

比較例5
導電性フィラーとして、平均粒子径1.4μmのAgを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は3kΩcmであった。また、等価比誘電率は97となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Comparative Example 5
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that Ag having an average particle diameter of 1.4 μm was used as the conductive filler. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 3 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 97. Table 2 shows the value of the equivalent dielectric constant and the measurement result of the volume resistance.

実施例14
導電性フィラーとして、平均粒子径0.022μmのCBグラフトポリマー((株)日本触媒製、FXGIK101)を用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。ただし、CBグラフトポリマーを分散した溶媒はN−メチル2−ピロリドン(NMP)で、沸点は202℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は、10kΩcmよりも大きい値を示し、絶縁抵抗計における体積抵抗の測定結果は131kΩcmであった。また、等価比誘電率は2548となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Example 14
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that a CB graft polymer having an average particle size of 0.022 μm (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., FXGIK101) was used as the conductive filler. However, the solvent in which the CB graft polymer is dispersed is N-methyl 2-pyrrolidone (NMP) and has a boiling point of 202 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm, and the measurement result of the volume resistance with an insulation resistance meter was 131 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 2548. Table 2 shows the value of the equivalent dielectric constant and the measurement result of the volume resistance.

比較例6
キャパシタの誘電体組成物の膜厚を0.4μmとした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、4個中2個がピンホールを発生し誘電特性や体積抵抗の測定ができなかった。
Comparative Example 6
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the dielectric composition of the capacitor was 0.4 μm. At this time, two out of the four generated pinholes, and the dielectric properties and volume resistance could not be measured.

実施例15
キャパシタの誘電体組成物の膜厚を1.5μmとした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は、7kΩcmであっ。また、等価比誘電率は218となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Example 15
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the dielectric composition of the capacitor was 1.5 μm. At this time, was subjected to insulation test using a tester, the volume resistance was met 7Keiomegacm. The equivalent relative dielectric constant was 218. Table 2 shows the values of the equivalent dielectric constant and the volume resistivity.

実施例16〜18
キャパシタの誘電体組成物の膜厚を2、30、40μmとした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、いずれも体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率はそれぞれ227、230、231となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Examples 16-18
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the dielectric composition of the capacitor was 2, 30, and 40 μm. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance of each showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent dielectric constants were 227, 230, and 231 respectively. Table 2 shows the value of the equivalent dielectric constant and the measurement result of the volume resistance.

比較例7
導電性フィラーを用いず、絶縁性無機フィラーとしてチタン酸バリウムフィラーの含有量を75.5体積%とした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は、10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は82となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表2に示した。
Comparative Example 7
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the conductive filler was not used and the content of the barium titanate filler as the insulating inorganic filler was changed to 75.5% by volume. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 82. Table 2 shows the value of the equivalent dielectric constant and the measurement result of the volume resistance.

Figure 2006160934
Figure 2006160934

実施例19〜21
導電性フィラーとして実施例15と同じCBグラフトポリマーを用い、導電性フィラーの含有量を1、2、3体積%、それに対応して絶縁性無機フィラーの含有量を81.5、80.5、79.5体積%とした以外は実施例8と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、いずれも体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率はそれぞれ150、243、510となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。A/Bの値は、絶縁性無機フィラーの平均粒子径を0.5μmとして算出している。
Examples 19-21
The same CB graft polymer as in Example 15 was used as the conductive filler, the content of the conductive filler was 1, 2, 3% by volume, and the corresponding content of the insulating inorganic filler was 81.5, 80.5, A capacitor was produced in the same manner as in Example 8 except that the content was 79.5% by volume. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent dielectric constants were 150, 243, and 510, respectively. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance. The value of A / B is calculated with the average particle diameter of the insulating inorganic filler being 0.5 μm.

比較例8
導電性フィラーとして実施例15と同じCBグラフトポリマーを用いて含有量を3体積%とし、絶縁性無機フィラーを用いない以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は25となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Comparative Example 8
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the same CB graft polymer as in Example 15 was used as the conductive filler, the content was 3% by volume, and no insulating inorganic filler was used. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 25. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

比較例9
導電性フィラーとしてCBグラフトポリマーを用いて含有量を20体積%とし、絶縁性無機フィラーを用いない以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は35Ωcmであった。また、等価比誘電率は1054となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Comparative Example 9
A capacitor was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the content was 20% by volume using CB graft polymer as the conductive filler and no insulating inorganic filler was used. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 35 Ωcm. The equivalent relative dielectric constant was 1054. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例22、23
導電性フィラーの含有量を5、7体積%、それに対応して絶縁性無機フィラーの含有量を77.5、75.5体積%とした以外は実施例8と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、いずれも体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示し、絶縁抵抗計における体積抵抗の測定結果はそれぞれ120MΩcm、26MΩcmであった。また、等価比誘電率はそれぞれ208、243となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。A/Bの値は、絶縁性無機フィラーの平均粒子径を0.5μmとして算出している。
Examples 22 and 23
A capacitor was produced in the same manner as in Example 8 except that the content of the conductive filler was 5 to 7% by volume and the content of the insulating inorganic filler was 77.5 and 75.5% by volume. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm, and the measurement results of the volume resistance in the insulation resistance meter were 120 MΩcm and 26 MΩcm, respectively. The equivalent relative dielectric constants were 208 and 243, respectively. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance. The value of A / B is calculated by setting the average particle diameter of the insulating inorganic filler to 0.5 μm.

実施例24
導電性フィラーの含有量を12体積%とし、絶縁性無機フィラーの含有量を70.5体積%とした以外は実施例8と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は830Ωcmであった。また、等価比誘電率は423となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 24
A capacitor was produced in the same manner as in Example 8 except that the content of the conductive filler was 12% by volume and the content of the insulating inorganic filler was 70.5% by volume. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 830 Ωcm. The equivalent relative dielectric constant was 423. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

比較例10
導電性フィラーの含有量を16体積%とし、絶縁性無機フィラーの含有量を66.5体積%とした以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は46Ωcmであった。また、等価比誘電率は420となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Comparative Example 10
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the content of the conductive filler was 16% by volume and the content of the insulating inorganic filler was 66.5% by volume. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance was 46 Ωcm. The equivalent relative dielectric constant was 420. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例25
絶縁性無機フィラーや導電性フィラーを分散させる溶媒としてγ−BLのかわりに、エチルカルビトールを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。沸点は202℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は228となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 25
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that ethyl carbitol was used in place of γ-BL as a solvent for dispersing the insulating inorganic filler and conductive filler. The boiling point is 202 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 228. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例26
絶縁性無機フィラーや導電性フィラーを分散させる溶媒としてγ−BLのかわりに、4−メチルシクロヘキサノンを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。沸点は169℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は211となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 26
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that 4-methylcyclohexanone was used instead of γ-BL as a solvent for dispersing the insulating inorganic filler and the conductive filler. The boiling point is 169 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 211. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例27
絶縁性無機フィラーや導電性フィラーを分散させる溶媒としてγ−BLのかわりに、ジメチルアセトアミドを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。沸点は165℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は216となった。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 27
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that dimethylacetamide was used in place of γ-BL as a solvent for dispersing the insulating inorganic filler and conductive filler. The boiling point is 165 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was 216. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例28
絶縁性無機フィラーや導電性フィラーを分散させる溶媒としてγ−BLのかわりに、モルホリンを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。沸点は128℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は、10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は128と小さな値を示した。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 28
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that morpholine was used instead of γ-BL as a solvent for dispersing the insulating inorganic filler and the conductive filler. The boiling point is 128 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. The equivalent relative dielectric constant was as small as 128. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

実施例29
絶縁性無機フィラーや導電性フィラーを分散させる溶媒としてγ−BLのかわりに、プロピレングリコールモノメチルアセテートを用いた以外は実施例1と同様にキャパシタを作製した。沸点は146℃である。このとき、テスターを用いて絶縁試験を行ったところ、体積抵抗は10kΩcmよりも大きい値を示した。また、等価比誘電率は139と小さな値を示した。等価比誘電率の値と体積抵抗の測定結果を表3に示した。
Example 29
A capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that propylene glycol monomethyl acetate was used in place of γ-BL as a solvent for dispersing the insulating inorganic filler and conductive filler. The boiling point is 146 ° C. At this time, when an insulation test was performed using a tester, the volume resistance showed a value larger than 10 kΩcm. Further, the equivalent relative dielectric constant was a small value of 139. Table 3 shows the measured values of equivalent dielectric constant and volume resistance.

Figure 2006160934
Figure 2006160934

本発明を説明するキャパシタ構造の一例An example of a capacitor structure illustrating the present invention 本発明における等価比誘電率の説明図Explanatory drawing of equivalent dielectric constant in the present invention 本発明による絶縁性無機フィラーの効果を示す図The figure which shows the effect of the insulating inorganic filler by this invention

符号の説明Explanation of symbols

1、2 外部電極
3 樹脂
4 絶縁性無機フィラー
5 導電性フィラー
6 本発明の誘電体組成物
7 導電性フィラーのネットワーク構造
1, 2 External electrode 3 Resin 4 Insulating inorganic filler 5 Conductive filler 6 Dielectric composition 7 of the present invention Network structure of conductive filler

Claims (11)

絶縁性無機フィラー、導電性非金属フィラー、樹脂、および溶剤を含有するペースト組成物であって、絶縁性無機フィラーの含有量がペースト組成物の固形分濃度の40体積%以上90体積%以下、導電性非金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とするペースト組成物。 A paste composition containing an insulating inorganic filler, a conductive nonmetallic filler, a resin, and a solvent, wherein the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume or more and 90% by volume or less of the solid content concentration of the paste composition, A paste composition, wherein the content of the conductive non-metallic filler is 0.1 volume% or more and 15 volume% or less. 絶縁性無機フィラー、金属フィラー、樹脂、および溶剤を含有するペースト組成物であって、金属フィラーの平均粒子径が絶縁性無機フィラーの平均粒子径よりも小さく、絶縁性無機フィラーの平均粒子径が0.1μm以上4μm以下であり、絶縁性無機フィラーの含有量がペースト組成物の固形分濃度の40体積%以上90体積%以下、金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とするペースト組成物。 A paste composition containing an insulating inorganic filler, a metal filler, a resin, and a solvent, wherein the average particle size of the metal filler is smaller than the average particle size of the insulating inorganic filler, and the average particle size of the insulating inorganic filler is It is 0.1 μm or more and 4 μm or less, the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume or more and 90% by volume or less of the solid content concentration of the paste composition, and the content of the metal filler is 0.1% by volume or more and 15% by volume or less. A paste composition characterized by the above. 導電性非金属フィラーがカーボンブラックまたは導電性酸化物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1記載のペースト組成物。 The paste composition according to claim 1, wherein the conductive non-metallic filler is at least one selected from carbon black and conductive oxide. 絶縁性無機フィラーが金属酸化物であることを特徴とする請求項1または2記載のペースト組成物。 The paste composition according to claim 1 or 2, wherein the insulating inorganic filler is a metal oxide. 絶縁性無機フィラーがチタン酸バリウムであることを特徴とする請求項4記載のペースト組成物。 The paste composition according to claim 4, wherein the insulating inorganic filler is barium titanate. 絶縁性無機フィラー、導電性非金属フィラー、樹脂を含有する誘電体組成物であって、絶縁性無機フィラーの含有量が40体積%以上90体積%以下、導電性非金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とする誘電体組成物。 A dielectric composition containing an insulating inorganic filler, a conductive nonmetallic filler, and a resin, wherein the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume or more and 90% by volume or less, and the content of the conductive nonmetallic filler is 0 1 to 15% by volume of a dielectric composition, 絶縁性無機フィラー、金属フィラー、樹脂を含有してなる誘電体組成物であって、金属フィラーの平均粒子径が絶縁性無機フィラーの平均粒子径よりも小さく、絶縁性無機フィラーの平均粒子径が0.1μm以上4μm以下であり、さらに絶縁性無機フィラーの含有量が40体積%以上90体積%以下、金属フィラーの含有量が0.1体積%以上15体積%以下であることを特徴とする誘電体組成物。 A dielectric composition comprising an insulating inorganic filler, a metal filler, and a resin, wherein the average particle size of the metal filler is smaller than the average particle size of the insulating inorganic filler, and the average particle size of the insulating inorganic filler is It is 0.1 μm or more and 4 μm or less, the content of the insulating inorganic filler is 40% by volume or more and 90% by volume or less, and the content of the metal filler is 0.1% by volume or more and 15% by volume or less. Dielectric composition. 導電性非金属フィラーがカーボンブラックまたは導電性酸化物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項6記載の誘電体組成物。 7. The dielectric composition according to claim 6, wherein the conductive non-metallic filler is at least one selected from carbon black or conductive oxide. 絶縁性無機フィラーが金属酸化物であることを特徴とする請求項6または7記載の誘電体組成物。 The dielectric composition according to claim 6 or 7, wherein the insulating inorganic filler is a metal oxide. 絶縁性無機フィラーがチタン酸バリウムであることを特徴とする請求項9記載の誘電体組成物。 10. The dielectric composition according to claim 9, wherein the insulating inorganic filler is barium titanate. 2つの電極間に請求項6〜10のいずれか記載の誘電体組成物を有するキャパシタであって、誘電体組成物の膜厚が1μm以上30μm以下であることを特徴とするキャパシタ。 A capacitor having the dielectric composition according to any one of claims 6 to 10 between two electrodes, wherein the dielectric composition has a thickness of 1 µm to 30 µm.
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