JP5936473B2 - High frequency dielectric device - Google Patents
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Description
本発明は、高周波誘電体デバイスに関する。 The present invention relates to a high-frequency dielectric device.
共振器、フィルタ、アンテナ、回路基板、および積層回路素子基板等の誘電体デバイスの分野では、近年の情報量の増大、通信技術の高度化、および利用周波数帯域の枯渇化に伴い、高周波数帯（センチメートル波〜ミリ波）の利用が進められている。 In the field of dielectric devices such as resonators, filters, antennas, circuit boards, and multilayer circuit element boards, high frequency bands have been developed along with the recent increase in information volume, advancement of communication technology, and depletion of frequency bands used. The use of (centimeter wave to millimeter wave) is being promoted.
しかしながら、一般に、誘電体デバイスの寸法は、利用周波数および使用材料の比誘電率に依存することが知られている。従って、例えば、高周波数帯域において、比誘電率の高い材料を使用しようとすると、誘電体デバイスの設計寸法が極端に小さくなってしまうという問題が生じる。これは、誘電体デバイスの加工を難しくし、製造歩留まりの低下につながる。 However, it is generally known that the dimensions of a dielectric device depend on the frequency used and the relative permittivity of the material used. Therefore, for example, if a material having a high relative permittivity is used in a high frequency band, there arises a problem that the design size of the dielectric device becomes extremely small. This makes it difficult to process the dielectric device and leads to a decrease in manufacturing yield.
また、信号の伝播速度は、デバイス使用材料の比誘電率の平方根に反比例することが知られている。このため、比誘電率が高い材料をデバイスに使用した場合、伝送遅延が生じ、信号の高速処理に支障が生じる。 Further, it is known that the signal propagation speed is inversely proportional to the square root of the relative dielectric constant of the device-using material. For this reason, when a material having a high relative dielectric constant is used for the device, a transmission delay occurs, which hinders high-speed signal processing.
さらに、デバイス使用材料の誘電損失は、周波数の増大とともに増加する。このため、高周波数帯において、誘電損失が高い材料をデバイスに使用した場合、信号の伝搬損失が許容できない値にまで上昇するおそれがある。 Furthermore, the dielectric loss of the device-using material increases with increasing frequency. For this reason, when a material having a high dielectric loss is used for the device in a high frequency band, the signal propagation loss may rise to an unacceptable value.
このように、高周波数帯域において誘電体デバイスを適用することを想定した場合、材料の誘電特性に関して、解決すべき多くの課題が存在する。また、このような背景から、近年、比誘電率が低く、誘電損失が低いマイクロ波誘電体材料の開発が進められている。 Thus, when it is assumed that the dielectric device is applied in a high frequency band, there are many problems to be solved regarding the dielectric characteristics of the material. Against this background, in recent years, microwave dielectric materials having a low relative dielectric constant and low dielectric loss have been developed.
ところで、一般に、無機材料は、誘電損失が比較的低い傾向にあるが、比誘電率の低下を図ることは難しいという問題がある。逆に、有機材料には、比較的比誘電率の低いものが多く存在する。このため、無機材料と有機材料とを複合化することにより、高周波数帯域で使用可能な誘電体用材料を構成することが提案されている（特許文献１〜５）。 In general, inorganic materials tend to have a relatively low dielectric loss, but there is a problem that it is difficult to reduce the relative dielectric constant. Conversely, many organic materials have a relatively low relative dielectric constant. For this reason, it has been proposed to compose a dielectric material that can be used in a high frequency band by combining an inorganic material and an organic material (Patent Documents 1 to 5).
前述のように、特許文献１〜５には、樹脂系の有機材料に無機材料粒子または無機材料繊維を分散することにより構成された誘電体用材料が記載されている。 As described above, Patent Documents 1 to 5 describe dielectric materials formed by dispersing inorganic material particles or inorganic material fibers in a resin-based organic material.
しかしながら、特許文献１〜５に開示されている誘電体材料においても、誘電特性は、未だ十分であるとは言い難い。特に、これらの文献に記載されている誘電体材料は、誘電損失が比較的大きいという問題がある。このため、現在においても、高周波数帯域において、比誘電率および誘電損失が十分に抑制された誘電体用樹脂組成物について、未だ大きな要望がある。 However, even in the dielectric materials disclosed in Patent Documents 1 to 5, it cannot be said that the dielectric properties are still sufficient. In particular, the dielectric materials described in these documents have a problem that the dielectric loss is relatively large. For this reason, there is still a great demand for a dielectric resin composition in which the relative permittivity and dielectric loss are sufficiently suppressed in a high frequency band.
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、１ＧＨｚ以上の高周波数帯域において、比誘電率および誘電損失が十分に低い誘電体用樹脂組成物を含む高周波誘電体デバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background. In the present invention, a high-frequency dielectric device including a dielectric resin composition having a sufficiently low relative dielectric constant and dielectric loss in a high frequency band of 1 GHz or higher is provided. The purpose is to provide.
本発明では、１ＧＨｚ以上の周波数帯域において使用される高周波誘電体デバイスであって、当該高周波誘電体デバイスは、回路基板、伝送線路、誘電体フィルタ、誘電体アンテナ、誘電体共振器、キャパシタ、インダクタ、埋設デバイス、およびマルチチップモジュールのいずれか一つであり、当該高周波誘電体デバイスは、誘電体用樹脂組成物を含み、前記誘電体用樹脂組成物は、アイソタクティックポリプロピレン中に分散された酸化マグネシウム微粒子を含み、周波数１２ＧＨｚおよび温度２５℃において、比誘電率が５以下であり、品質係数指標が５，０００ＧＨｚ以上であり、前記品質係数指標は、品質係数と前記周波数の積であり、前記酸化マグネシウム微粒子は、Ｘ線回折分析において、（２００）面に帰属されるピークの半価幅が０．１５゜以下であり、平均粒径が１００ｎｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする高周波誘電体デバイスが提供される。
ここで、本発明による高周波誘電体デバイスにおいて、前記誘電体用樹脂組成物は、０℃〜８０℃の温度範囲において、共振周波数の温度依存性が±５０ｐｐｍ／℃の範囲内であっても良い。
The present invention is a high-frequency dielectric device used in a frequency band of 1 GHz or more, and the high-frequency dielectric device includes a circuit board, a transmission line, a dielectric filter, a dielectric antenna, a dielectric resonator, a capacitor, and an inductor. is one of embedded devices, and multichip modules, the high-frequency dielectric device is seen containing a derivative collector resin composition, wherein the dielectric resin composition is dispersed in the isotactic polypropylene In a frequency of 12 GHz and a temperature of 25 ° C., the relative dielectric constant is 5 or less, the quality factor index is 5,000 GHz or more, and the quality factor index is a product of the quality factor and the frequency. In the X-ray diffraction analysis, the magnesium oxide fine particles have a peak attributed to the (200) plane. It is a valence width 0.15 ° or less, the high-frequency dielectric device, wherein the average particle diameter of 100nm or more 50μm or less is provided.
Here, in the high frequency dielectric device according to the present invention, the dielectric resin composition may have a temperature dependence of resonance frequency within a range of ± 50 ppm / ° C. in a temperature range of 0 ° C. to 80 ° C. .
ここで、本発明による高周波誘電体デバイスは、さらに導体を有し、
該導体は、前記誘電体用樹脂組成物の表面または内部に配置されても良い。
Here, the high frequency dielectric device according to the present invention further comprises a conductor,
The conductor may be disposed on the surface or inside of the dielectric resin composition.
本発明では、１ＧＨｚ以上の高周波数帯域において、比誘電率および誘電損失が十分に低い誘電体用樹脂組成物を含む高周波誘電体デバイスを提供することができる。 The present invention can provide a high frequency dielectric device including a dielectric resin composition having a sufficiently low relative dielectric constant and dielectric loss in a high frequency band of 1 GHz or higher.
以下、本発明について詳しく説明する。 The present invention will be described in detail below.
本発明では、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂中に分散された無機物質を含む誘電体用樹脂組成物であって、
前記無機物質は、酸化マグネシウム微粒子を含み、
当該誘電体用樹脂組成物は、１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃の温度において、
比誘電率εが５以下であり、
品質係数指標Ｑｆが５，０００ＧＨｚ以上であることを特徴とする誘電体用樹脂組成物が提供される。
In the present invention, a dielectric resin composition comprising an inorganic substance dispersed in a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin,
The inorganic substance includes magnesium oxide fine particles,
The dielectric resin composition has a frequency of 1 GHz or more and a temperature of 25 ° C.
The relative dielectric constant ε is 5 or less,
A dielectric resin composition is provided in which the quality factor index Qf is 5,000 GHz or more.
前述のように、特許文献１〜５に記載の誘電体材料は、高周波帯域で使用されるデバイスへの適用を考慮した場合、未だ十分な誘電特性を有するとは言い難い。特に、これらの文献に記載されている誘電体材料は、誘電損失が比較的大きいという問題がある。 As described above, it is difficult to say that the dielectric materials described in Patent Documents 1 to 5 still have sufficient dielectric characteristics when considering application to devices used in a high frequency band. In particular, the dielectric materials described in these documents have a problem that the dielectric loss is relatively large.
これに対して、本発明による誘電体用樹脂組成物は、１ＧＨｚ以上の高周波帯域においても、有意に低い比誘電率、および有意に低い誘電損失を有するため、高周波帯域で使用されるデバイスに対しても、十分に適用することができる。 On the other hand, since the dielectric resin composition according to the present invention has a significantly low relative dielectric constant and a significantly low dielectric loss even in a high frequency band of 1 GHz or higher, it is suitable for devices used in the high frequency band. However, it can be applied sufficiently.
なお、本願では、材料の誘電損失を表すパラメータとして、「品質係数指標Ｑｆ」を使用する。 In the present application, “quality factor index Qf” is used as a parameter representing the dielectric loss of the material.
一般に、材料の誘電損失は、誘電正接（ｔａｎδ）を用いて表される。誘電正接（ｔａｎδ）は、誘電体内を伝播する電気信号が熱に変換されることにより損失する量を表すパラメータである。従って、誘電正接（ｔａｎδ）が小さい材料ほど、電気信号の損失が少なくなり、信号伝達率が向上する。 In general, the dielectric loss of a material is expressed using a dielectric loss tangent (tan δ). The dielectric loss tangent (tan δ) is a parameter representing an amount of loss due to conversion of electric signals propagating in the dielectric into heat. Therefore, the smaller the dielectric loss tangent (tan δ), the smaller the loss of electrical signals and the better the signal transmissibility.
また、誘電正接（ｔａｎδ）の逆数は、品質係数Ｑと呼ばれ、Ｑ＝１／ｔａｎδで表される。この品質係数Ｑと周波数ｆの積が「品質係数指標Ｑｆ」となる。 The reciprocal of the dielectric loss tangent (tan δ) is called a quality factor Q, and is represented by Q = 1 / tan δ. The product of the quality factor Q and the frequency f becomes the “quality factor index Qf”.
品質係数指標Ｑｆは、比較的小さな周波数範囲では、周波数ｆによらず一定とみなすことができる。このため、品質係数指標Ｑｆは、材料の誘電損失を表すパラメータとして使用することができる。すなわち、品質係数指標Ｑｆが大きな材料ほど、誘電損失が低く、本願において好適な材料と言える。 The quality factor index Qf can be considered constant regardless of the frequency f in a relatively small frequency range. For this reason, the quality factor index Qf can be used as a parameter representing the dielectric loss of the material. That is, a material having a higher quality factor index Qf has a lower dielectric loss and can be said to be a suitable material in the present application.
本発明による誘電体用樹脂組成物において、品質係数指標Ｑｆは、１００００ＧＨｚ以上であることが好ましい。 In the dielectric resin composition according to the present invention, the quality factor index Qf is preferably 10,000 GHz or more.
（本発明による誘電体用樹脂組成物の構成）
次に、本発明による誘電体用樹脂組成物に含まれる各材料について、詳しく説明する。
(Configuration of dielectric resin composition according to the present invention)
Next, each material contained in the dielectric resin composition according to the present invention will be described in detail.
（酸化マグネシウム粒子）
本発明による誘電体用樹脂組成物は、無機物質として、酸化マグネシウム微粒子を含む。
(Magnesium oxide particles)
The dielectric resin composition according to the present invention contains magnesium oxide fine particles as an inorganic substance.
本発明による誘電体用樹脂組成物に使用される酸化マグネシウム微粒子は、いかなる方法で製造されたものであっても良い。酸化マグネシウム微粒子は、特に、高純度の金属マグネシウム蒸気と酸素との気相酸化反応を利用する気相法で製造することが好ましい。この方法では、純度が高く、欠陥が少ない良好な結晶性を有する酸化マグネシウム微粒子を製造することができる。 The magnesium oxide fine particles used in the dielectric resin composition according to the present invention may be produced by any method. The magnesium oxide fine particles are particularly preferably produced by a gas phase method utilizing a gas phase oxidation reaction between high-purity metallic magnesium vapor and oxygen. In this method, magnesium oxide fine particles having high crystallinity and good crystallinity with few defects can be produced.
良好な結晶性を有する酸化マグネシウム微粒子を使用することにより、最終的に得られる誘電体用樹脂組成物の比誘電率εおよび品質係数指標Ｑｆを、よりいっそう低下させることができる。 By using the magnesium oxide fine particles having good crystallinity, the dielectric constant ε and the quality factor index Qf of the finally obtained dielectric resin composition can be further reduced.
なお、本願において、酸化マグネシウム微粒子の結晶性は、酸化マグネシウム微粒子自身、または酸化マグネシウム微粒子を含む誘電体用樹脂組成物のＸ線回折分析により評価することができる。より具体的には、ＣｕＫα線での回折結果において、２θ≒４２．９°の位置に現われる回折ピークの半価幅（ピーク高さの半分の高さにおける線幅）の値により、酸化マグネシウム微粒子の結晶性を判断することができる。なお、このピークは、酸化マグネシウムの結晶構造の（２００）面に相当する。半価幅が狭いほど、酸化マグネシウム微粒子の結晶性は、高くなる。半価幅は、例えば、０．１５゜以下であることが好ましい。 In the present application, the crystallinity of the magnesium oxide fine particles can be evaluated by X-ray diffraction analysis of the magnesium oxide fine particles themselves or the dielectric resin composition containing the magnesium oxide fine particles. More specifically, in the diffraction result with CuKα rays, the magnesium oxide fine particles are determined depending on the half-value width (line width at half the peak height) of the diffraction peak appearing at 2θ≈42.9 °. The crystallinity of can be judged. This peak corresponds to the (200) plane of the magnesium oxide crystal structure. The narrower the half width, the higher the crystallinity of the magnesium oxide fine particles. The half width is preferably 0.15 ° or less, for example.
酸化マグネシウム微粒子の粒径は、特に限られないが、例えば、５０ｎｍ〜５０μｍの範囲である。酸化マグネシウム微粒子の粒径は、１００ｎｍ〜５０μｍの範囲であることが好ましい。酸化マグネシウム微粒子の粒径が５０ｎｍ未満の場合、最終的に得られる誘電体用樹脂組成物の誘電損失が増大し、品質係数指標Ｑｆ値が低下する可能性がある。また、酸化マグネシウム微粒子の粒径が５０μｍを越えると、樹脂を加えて成形体を製造したときに、表面の平滑性が低下する可能性がある。 The particle size of the magnesium oxide fine particles is not particularly limited, but is, for example, in the range of 50 nm to 50 μm. The particle diameter of the magnesium oxide fine particles is preferably in the range of 100 nm to 50 μm. When the particle diameter of the magnesium oxide fine particles is less than 50 nm, the dielectric loss of the finally obtained dielectric resin composition may increase and the quality factor index Qf value may decrease. On the other hand, if the particle diameter of the magnesium oxide fine particles exceeds 50 μm, the smoothness of the surface may be lowered when a molded body is produced by adding a resin.
なお、本願において、「（微粒子の）粒径」とは、微粒子の平均粒径を意味するものとする。ここで、微粒子の平均粒径は、以下のように計測される。電子顕微鏡によって個々の粒子を観察し、最長部分を該粒子の粒径とする。このような方法で、１００個以上の粒子について、粒径を計測する。得られた粒径計測結果を小さい順に並べた際に、中央に位置する値（中央値）を平均粒径とする。 In the present application, “particle diameter (of fine particles)” means the average particle diameter of fine particles. Here, the average particle diameter of the fine particles is measured as follows. Individual particles are observed with an electron microscope, and the longest portion is defined as the particle size of the particles. With such a method, the particle size is measured for 100 or more particles. When the obtained particle size measurement results are arranged in ascending order, the value located in the center (median value) is taken as the average particle size.
酸化マグネシウム微粒子には、本発明の目的に反しない範囲で、表面処理を実施しても良い。 The magnesium oxide fine particles may be subjected to a surface treatment as long as the object of the present invention is not adversely affected.
なお、以下、酸化マグネシウム微粒子の比誘電率をε１とし、誘電正接をｔａｎδ１（＝１／Ｑ１）とし、品質係数指標をＱ１ｆとする。 Hereinafter, the relative dielectric constant of the magnesium oxide fine particles is ε 1 , the dielectric loss tangent is tan δ 1 (= 1 / Q 1 ), and the quality factor index is Q 1 f.
（樹脂材料）
本発明では、誘電体用樹脂組成物に使用される樹脂材料として、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が使用される。
(Resin material)
In the present invention, a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin is used as a resin material used in the dielectric resin composition.
本発明による誘電体用樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂の種類は、最終的に得られる誘電体用樹脂組成物が前述の比誘電率εおよび品質係数指標Ｑｆを満たす限り、特に限られない。 The type of thermoplastic resin and / or thermosetting resin used in the dielectric resin composition according to the present invention is such that the dielectric resin composition finally obtained is the above-mentioned relative dielectric constant ε and quality factor index Qf. As long as it satisfies, it is not particularly limited.
ただし、一般に、酸化マグネシウムは、樹脂材料よりも高い比誘電率を有する（ε１＝約９程度）。そのため、両者を複合化して得られる誘電体用樹脂組成物の比誘電率εは、通常、樹脂材料の比誘電率（ε２とする）よりも大きくなる。従って、誘電体用樹脂組成物の比誘電率εを低下させるには、樹脂材料の比誘電率ε２は低い方が好ましい。 However, in general, magnesium oxide has a higher dielectric constant than a resin material (ε 1 = about 9). Therefore, the relative dielectric constant ε of the dielectric resin composition obtained by combining the two is usually larger than the relative dielectric constant (ε 2 ) of the resin material. Therefore, in order to reduce the relative dielectric constant ε of the dielectric resin composition, it is preferable that the relative dielectric constant ε 2 of the resin material is low.
同様に、樹脂材料の品質係数指標（Ｑ２ｆとする）は、できるだけ高いことが好ましい。なお、品質係数の場合は、樹脂材料と酸化マグネシウムとを複合化することにより、両者よりも高い品質係数指標Ｑｆを有する樹脂組成物を形成することは、理論上不可能ではない。しかしながら、樹脂材料自体の品質係数指標Ｑ２ｆが低すぎると、樹脂組成物の品質係数指標Ｑｆを十分に高くすることは難しくなる。ここで、樹脂材料の誘電正接をｔａｎδ２（＝１／Ｑ２）としている。 Similarly, it is preferable that the quality factor index (Q 2 f) of the resin material is as high as possible. In the case of a quality factor, it is theoretically impossible to form a resin composition having a higher quality factor index Qf by combining a resin material and magnesium oxide. However, if the quality factor index Q 2 f of the resin material itself is too low, it becomes difficult to make the quality coefficient index Qf of the resin composition sufficiently high. Here, the dielectric loss tangent of the resin material is tan δ 2 (= 1 / Q 2 ).
従って、使用される樹脂材料は、１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃において、比誘電率ε２が４以下であり、品質係数指標Ｑ２ｆが１０００ＧＨｚ以上であることが好ましい。 Accordingly, the resin material used preferably has a relative dielectric constant ε 2 of 4 or less and a quality factor index Q 2 f of 1000 GHz or more at a frequency of 1 GHz or more and 25 ° C.
この場合、前述の範囲の比誘電率εおよび品質係数指標Ｑｆを有する誘電体用樹脂組成物を、比較的容易に得ることができる。 In this case, a dielectric resin composition having a relative dielectric constant ε and a quality factor index Qf in the above ranges can be obtained relatively easily.
本発明による誘電体用樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリ環状オレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、５−メチルペンテン樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、フッ素化ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂、芳香族ポリカーボネート系樹脂、サーモトロピック液晶ポリマー系樹脂、芳香族ポリサルホン系樹脂、および芳香族ポリエーテル系樹脂が挙げられる。これらは、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用しても良い。 Examples of the thermoplastic resin used in the dielectric resin composition according to the present invention include polyolefin resins, polycyclic olefin resins, polystyrene resins, polyphenylene ether resins, 5-methylpentene resins, and polyphenylene sulfide resins. , Fluorinated polyimide resins, fluorine resins, aromatic polyester resins, aromatic polycarbonate resins, thermotropic liquid crystal polymer resins, aromatic polysulfone resins, and aromatic polyether resins. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの熱可塑性樹脂は、いずれも、前述の要求を満たし、すなわち１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃において、比誘電率ε２が４以下であり、品質係数指標Ｑ２ｆが１０００ＧＨｚ以上である。 All of these thermoplastic resins satisfy the above-described requirements, that is, at a frequency of 1 GHz or more and 25 ° C., the relative dielectric constant ε 2 is 4 or less, and the quality factor index Q 2 f is 1000 GHz or more.
本発明による誘電体用樹脂組成物に使用される熱硬化性樹脂としては、例えば、トリアジン系樹脂、熱硬化性ポリフェニレンエーテル類、多官能スチレン系樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、エポキシ系樹脂、および不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。これらは、単独で使用しても、２種以上を組み合わせて使用しても良い。 Examples of the thermosetting resin used in the dielectric resin composition according to the present invention include triazine resins, thermosetting polyphenylene ethers, polyfunctional styrene resins, benzocyclobutene resins, epoxy resins, and An unsaturated polyester resin is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの熱硬化性樹脂は、いずれも、前述の要求を満たし、すなわち１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃において、比誘電率ε２が４以下であり、品質係数指標Ｑ２ｆが１０００ＧＨｚ以上である。 All of these thermosetting resins satisfy the above-described requirements, that is, at a frequency of 1 GHz or more and 25 ° C., the relative dielectric constant ε 2 is 4 or less, and the quality factor index Q 2 f is 1000 GHz or more.
前述の熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とは、混合して使用しても良い。 The above-mentioned thermoplastic resin and thermosetting resin may be mixed and used.
（誘電体用樹脂組成物）
本発明による誘電体用樹脂組成物は、前述の樹脂材料中に酸化マグネシウム微粒子を分散させることにより製造される。
(Resin composition for dielectric)
The dielectric resin composition according to the present invention is produced by dispersing magnesium oxide fine particles in the resin material described above.
例えば、混練機または攪拌機等を用いて、樹脂材料中に酸化マグネシウム微粒子を直接分散させることにより、誘電体用樹脂組成物を製造しても良い。あるいは、樹脂材料を溶剤中に溶解させた後、この溶液に酸化マグネシウム微粒子を加えて混合しても良い。その後、溶剤を除去することにより、樹脂組成物が製造される。 For example, the dielectric resin composition may be produced by directly dispersing the magnesium oxide fine particles in the resin material using a kneader or a stirrer. Alternatively, the resin material may be dissolved in a solvent, and then the magnesium oxide fine particles may be added to the solution and mixed. Then, the resin composition is manufactured by removing the solvent.
この他にも、各種方法で本発明による誘電体用樹脂組成物を製造することができる。 In addition, the dielectric resin composition according to the present invention can be produced by various methods.
なお、本発明による誘電体用樹脂組成物において、酸化マグネシウム微粒子の含有率は、５体積％以上９０体積％未満であることが好ましい。 In the dielectric resin composition according to the present invention, the content of the magnesium oxide fine particles is preferably 5% by volume or more and less than 90% by volume.
酸化マグネシウム微粒子の含有率が５体積％未満の場合、十分に良好な特性が得られない場合がある。また、酸化マグネシウム微粒子の含有率が９０体積％以上の場合、樹脂組成物の成形が難しくなる場合がある。 When the content of the magnesium oxide fine particles is less than 5% by volume, sufficiently good characteristics may not be obtained. Moreover, when the content rate of magnesium oxide microparticles | fine-particles is 90 volume% or more, shaping | molding of a resin composition may become difficult.
本発明による誘電体用樹脂組成物には、本発明の目的に反しない範囲で、難燃剤、安定剤、可塑化剤、および／または強化剤等の添加剤をさらに加えても良い。 Additives such as flame retardants, stabilizers, plasticizers, and / or reinforcing agents may be further added to the dielectric resin composition according to the present invention as long as the object of the present invention is not adversely affected.
本発明による誘電体用樹脂組成物の提供形態は、特に限られない。本発明による誘電体用樹脂組成物は、例えば、成形体の状態で提供しても良い。 The form of providing the dielectric resin composition according to the present invention is not particularly limited. The resin composition for a dielectric according to the present invention may be provided in the form of a molded body, for example.
そのような成形体は、これに限られるものではないが、例えば、射出成形、圧縮成形、押出成形、および注型成形等の公知の方法により、製造することができる。 Such a molded body is not limited to this, but can be produced by known methods such as injection molding, compression molding, extrusion molding, and cast molding.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物は、共振周波数の温度依存性が小さいことが好ましい。本発明による誘電体用樹脂組成物を実際のデバイスに適用することを想定した場合、共振周波数が温度に対する影響を受けにくい方が、デバイスとして安定した特性を発揮することができるからである。例えば、本発明による誘電体用樹脂組成物は、０℃〜８０℃の温度範囲において、共振周波数の温度係数ＴＣｆが±５０ｐｐｍ／℃の範囲であっても良い。 Further, the dielectric resin composition according to the present invention preferably has a small temperature dependency of the resonance frequency. This is because when the resin composition for dielectrics according to the present invention is assumed to be applied to an actual device, the device whose resonance frequency is less susceptible to temperature can exhibit stable characteristics as a device. For example, the dielectric resin composition according to the present invention may have a resonance frequency temperature coefficient TCf of ± 50 ppm / ° C. in a temperature range of 0 ° C. to 80 ° C.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物は、熱膨張係数が小さいことが好ましい。 The dielectric resin composition according to the present invention preferably has a small thermal expansion coefficient.
本発明による誘電体用樹脂組成物は、以下に述べるように、導体（金属）や半導体部品と組み合わせて、各種高周波誘電体デバイスとして用いることができる。その際、金属や半導体と誘電体用樹脂組成物の間で熱膨張係数が大きく異なると、温度変化が与えられた場合に熱膨張係数の差異に由来するひずみが生じ、接合が剥がれてしまう等の不具合が生じるおそれがある。一般に、樹脂材料は、金属に比べて熱膨張係数が大きい。熱膨張係数の小さい酸化マグネシウムと複合化することにより、樹脂組成物の熱膨張係数を樹脂材料の値よりも小さくすることができる。 As described below, the dielectric resin composition according to the present invention can be used as various high-frequency dielectric devices in combination with a conductor (metal) or a semiconductor component. At that time, if the coefficient of thermal expansion differs greatly between the metal or semiconductor and the resin composition for dielectrics, distortion caused by the difference in coefficient of thermal expansion occurs when temperature changes are applied, and the bond peels off. May cause problems. In general, a resin material has a larger thermal expansion coefficient than a metal. By compounding with magnesium oxide having a small thermal expansion coefficient, the thermal expansion coefficient of the resin composition can be made smaller than the value of the resin material.
例えば、本発明による誘電体用樹脂組成物は、１５ｐｐｍ／℃〜１２０ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有しても良い。 For example, the dielectric resin composition according to the present invention may have a thermal expansion coefficient in the range of 15 ppm / ° C. to 120 ppm / ° C.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物は、熱伝導率が大きいことが好ましい。 The dielectric resin composition according to the present invention preferably has a high thermal conductivity.
前述のように、本発明による誘電体用樹脂組成物は、導体（金属）や半導体部品と組み合わせて、各種高周波誘電体デバイスとして用いることができる。そのようなデバイスを駆動させた場合、導体や半導体に発熱が生じる。発生した熱を効率的に散逸させることは、デバイスを安定して動作させる上で重要である。誘電体用樹脂組成物の熱伝導率が大きい場合、デバイスからより効果的に熱を散逸させることが可能になる。 As described above, the dielectric resin composition according to the present invention can be used as various high-frequency dielectric devices in combination with a conductor (metal) or a semiconductor component. When such a device is driven, heat is generated in the conductor or semiconductor. Efficiently dissipating the generated heat is important for stable operation of the device. When the thermal conductivity of the dielectric resin composition is large, heat can be more effectively dissipated from the device.
例えば、本発明による誘電体用樹脂組成物は、０．２Ｗ／ｍＫ〜５．０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導率を有しても良い。 For example, the dielectric resin composition according to the present invention may have a thermal conductivity in the range of 0.2 W / mK to 5.0 W / mK.
（本発明による誘電体用樹脂組成物の適用例）
本発明による誘電体用樹脂組成物は、１ＧＨｚ以上の周波数帯域で使用される各種高周波誘電体デバイスに適用することができる。
(Application example of dielectric resin composition according to the present invention)
The dielectric resin composition according to the present invention can be applied to various high-frequency dielectric devices used in a frequency band of 1 GHz or more.
そのような高周波誘電体デバイスには、例えば、回路基板、伝送線路、誘電体フィルタ、誘電体アンテナ、誘電体共振器、キャパシタ、インダクタ、埋設デバイス、およびマルチチップモジュール等が含まれる。 Such high-frequency dielectric devices include, for example, circuit boards, transmission lines, dielectric filters, dielectric antennas, dielectric resonators, capacitors, inductors, embedded devices, and multichip modules.
以下、本発明による誘電体用樹脂組成物を有する高周波誘電体デバイスの一例について説明する。 Hereinafter, an example of a high frequency dielectric device having the dielectric resin composition according to the present invention will be described.
図１には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された伝送線路の模式図（斜視図）を示す。伝送線路（マイクロストリップ線路）１００において、両導体１１０、１２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物１８０が配置されている。
FIG. 1 shows a schematic diagram (perspective view) of a transmission line to which a dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the transmission line (microstrip line) 100, the
図２には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された別の伝送線路の模式図（斜視図）を示す。伝送線路（コプレーナ線路）２００において、上部導体２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃと下部導体２２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物２８０が配置されている。
FIG. 2 shows a schematic diagram (perspective view) of another transmission line to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the transmission line (coplanar line) 200, the
図３には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用されたさらに別の伝送線路の模式図（斜視図）を示す。伝送線路３００（スロット線路）において、上部導体３１０ａ、３１０ｂと下部導体３２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物３８０が配置されている。
FIG. 3 shows a schematic diagram (perspective view) of still another transmission line to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the transmission line 300 (slot line), the
図４には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された誘電体フィルタの模式図（斜視図）を示す。誘電体フィルタ（帯域透過フィルタ）４００において、上部導体４１０ａ〜４１０ｄと下部導体４２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物４８０が配置されている。
FIG. 4 shows a schematic diagram (perspective view) of a dielectric filter to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the dielectric filter (band transmission filter) 400, the
図５には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された誘電体アンテナの模式図（斜視図）を示す。誘電体アンテナ（パッチアンテナ）５００において、給電点５１５を有する上部導体５１０と下部導体５２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物５８０が配置されている。
FIG. 5 shows a schematic diagram (perspective view) of a dielectric antenna to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In a dielectric antenna (patch antenna) 500, a
図６には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された誘電体共振器の模式図（斜視図）を示す。誘電体共振器（リング共振器）６００において、リング導体６１０と下部導体６２０の間に、本発明による誘電体用樹脂組成物６８０が配置されている。
FIG. 6 shows a schematic diagram (perspective view) of a dielectric resonator to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In a dielectric resonator (ring resonator) 600, a
図７には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用されたキャパシタの模式図（上面図）を示す。キャパシタ（インターディジタルキャパシタ）７００において、櫛形導体７１０ａおよび７１０ｂが本発明による誘電体用樹脂組成物７８０上に配置されている。
FIG. 7 shows a schematic diagram (top view) of a capacitor to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In a capacitor (interdigital capacitor) 700, comb-shaped
図８には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用されたインダクタの模式図（上面図）を示す。インダクタ（スパイラルインダクタ）８００において、スパイラル状の導体８１０ａが本発明による誘電体用樹脂組成物８８０上に配置されている。
FIG. 8 shows a schematic view (top view) of an inductor to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In an inductor (spiral inductor) 800, a
図９には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された多層基板の模式図（断面図）を示す。多層基板９００は、本発明による誘電体用樹脂組成物９８０（９８０ａ〜９８０ｄ）を複数積層することにより構成される。各誘電体用樹脂組成物９８０ａ〜９８０の表面、底面、および／または内部には、多層基板９００の最表面に配置された半導体部品９５０と電気的に接合された配線９１０ａ、および半導体部品９５０と電気的に接合されていない配線９１０ｂ等が設置される。
In FIG. 9, the schematic diagram (sectional drawing) of the multilayer substrate to which the resin composition for dielectric materials by this invention was applied is shown. The
前述のように、本発明による誘電体用樹脂組成物は、高周波帯域においても、有意に低い比誘電率、および有意に低い誘電損失を有する。 As described above, the dielectric resin composition according to the present invention has a significantly low relative dielectric constant and a significantly low dielectric loss even in a high frequency band.
従って、本発明による誘電体用樹脂組成物１８０〜９８０を備える高周波誘電体デバイス１００〜９００は、１ＧＨｚ以上の高周波帯域においても、信号の伝送遅延および信号の損失が有意に抑制され、適正に作動させることができる。
Therefore, the high-frequency
なお、図１〜図９に示した高周波誘電体デバイスは、単なる一例であって、本発明による誘電体用樹脂組成物は、他の高周波誘電体デバイスに適用されても良い。 The high-frequency dielectric device shown in FIGS. 1 to 9 is merely an example, and the dielectric resin composition according to the present invention may be applied to other high-frequency dielectric devices.
以下、本発明による実施例について説明する。なお、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below. The present invention is not limited to these.
（例１）
以下の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル１」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 1)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 1”) was produced by the following method, and its characteristics were evaluated.
（サンプル１の製造）
まず、酸化マグネシウム微粒子Ａ（宇部マテリアル社製２０００Ａ）を準備した。この酸化マグネシウム微粒子Ａの平均粒径は、０．２μｍである。
(Production of sample 1)
First, magnesium oxide fine particles A (2000A manufactured by Ube Material Co., Ltd.) were prepared. The average particle diameter of the magnesium oxide fine particles A is 0.2 μm.
図１０には、酸化マグネシウム微粒子ＡのＸ線回折分析結果を示す。分析には、株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ２５５０を使用した。 FIG. 10 shows the result of X-ray diffraction analysis of the magnesium oxide fine particles A. For the analysis, an X-ray diffractometer RINT2550 manufactured by Rigaku Corporation was used.
図１０から、この酸化マグネシウム微粒子Ａの（２００）ピーク（２θ≒４２．９゜）における半値幅は、約０．１゜であることがわかる。 From FIG. 10, it can be seen that the full width at half maximum at the (200) peak (2θ≈42.9 °) of this magnesium oxide fine particle A is about 0.1 °.
また、熱可塑性樹脂として、アイソタクティックポリプロピレン（商品名：ノバテックＰＰ ＭＡ３、日本ポリケム株式会社製）（以下、「ｉＰＰ」と称する）を準備した。 Further, isotactic polypropylene (trade name: Novatec PP MA3, manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd.) (hereinafter referred to as “iPP”) was prepared as a thermoplastic resin.
次に、小型二軸混練機（ＴｈｅｒｍｏＨＡＡＫＥ社製ＭｉｎｉＬａｂ）を用い、この熱可塑性樹脂中に酸化マグネシウム微粒子Ａを混合し、２００℃で溶融混練を行った。酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して１０ｖｏｌ％とした。 Next, using a small biaxial kneader (MiniLab manufactured by ThermoHAAKE), magnesium oxide fine particles A were mixed in this thermoplastic resin, and melt kneading was performed at 200 ° C. The mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 10 vol% with respect to the whole.
その後、混合物を押出処理し、熱可塑性樹脂中に酸化マグネシウム微粒子Ａが分散されたサンプル１を製造した。 Thereafter, the mixture was extruded to produce Sample 1 in which magnesium oxide fine particles A were dispersed in a thermoplastic resin.
なお、サンプル１の形状は、５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ１ｍｍの板状、および全長１０ｍｍ×直径５ｍｍφの円柱状とした。 The shape of the sample 1 was a plate shape of 50 mm × 50 mm × thickness 1 mm and a columnar shape of 10 mm in total length × 5 mm in diameter.
以下の表１の「サンプル１」の欄には、使用樹脂、使用酸化マグネシウム微粒子の種類および物性値、ならびに酸化マグネシウム微粒子の混合比をまとめて示した。 The column of “Sample 1” in Table 1 below collectively shows the resin used, the type and physical property value of the magnesium oxide fine particles used, and the mixing ratio of the magnesium oxide fine particles.
得られたサンプル１を用いて、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。
Using the obtained sample 1, various properties of relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated.
比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、および共振周波数の温度依存性の測定には、板状サンプル１を使用した。比誘電率εおよび誘電正接ｔａｎδは、ＪＩＳ Ｒ １６４１に準拠し、２５℃において、１２ＧＨｚの空洞共振器をネットワークアナライザ（Ａｇｉｌｅｎｔ社製８７２０ＥＳ Ｓパラメータ・ベクトル・ネットワーク・アナライザ）に接続し、空洞共振法で測定した。 The plate-like sample 1 was used for measurement of the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, and the temperature dependence of the resonance frequency. The dielectric constant ε and the dielectric loss tangent tan δ are in accordance with JIS R 1641. At 25 ° C., a 12 GHz cavity resonator is connected to a network analyzer (Agilent 8720ES S parameter vector network analyzer), and the cavity resonance method is used. Measured with
得られた誘電正接ｔａｎδの値から、サンプル１の品質係数Ｑを算出した。また、この品質係数Ｑと共振周波数の積から、サンプル１の品質係数指標Ｑｆを算定した。 The quality factor Q of Sample 1 was calculated from the value of the obtained dielectric loss tangent tan δ. Further, the quality factor index Qf of Sample 1 was calculated from the product of the quality factor Q and the resonance frequency.
サンプル１の共振周波数の温度依存性は、同様の装置により、０℃と８０℃における共振周波数を測定し、両者の差異を求めることにより評価した。 The temperature dependence of the resonance frequency of Sample 1 was evaluated by measuring the resonance frequency at 0 ° C. and 80 ° C. with the same apparatus and determining the difference between the two.
熱膨張係数の測定には、円柱状サンプル１を使用し、ブルカー・エイエックスエス株式会社製熱膨張計ＴＤ５２００ＳＡを用いて測定を行った。 For measuring the thermal expansion coefficient, the columnar sample 1 was used, and measurement was performed using a thermal expansion meter TD5200SA manufactured by Bruker AXS Co., Ltd.
熱伝導率の測定には、英弘精機株式会社製熱伝導率測定装置ＨＣ−１１０を用い、１枚法により実施した。測定には、板状サンプル１を使用した。 The thermal conductivity was measured by a single sheet method using a thermal conductivity measuring device HC-110 manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd. The plate-like sample 1 was used for the measurement.
前述の表１の「サンプル１」の欄には、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、品質係数指標Ｑｆ、共振周波数の温度係数ＴＣｆ、熱膨張係数、および熱伝導率の各種測定結果をまとめて示した。 In the column of “Sample 1” in Table 1 above, various measurement results of relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, quality factor index Qf, temperature coefficient TCf of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity are summarized. Indicated.
（例２）
前述の例１の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル２」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 2)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “
ただし、この例２では、酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して１５ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例１の場合と同様である。 However, in Example 2, the mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 15 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 1.
得られたサンプル２を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。
Using the obtained
前述の表１の「サンプル２」の欄には、サンプル２の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。
In the column of “
（例３）
前述の例１の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル３」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 3)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 3”) was produced in the same manner as in Example 1 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例３では、酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して２０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例１の場合と同様である。 However, in Example 3, the mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 20 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 1.
得られたサンプル３を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 3, various characteristics such as relative dielectric constant ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated in the same manner as in Example 1.
前述の表１の「サンプル３」の欄には、サンプル３の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 3” in Table 1, the manufacturing conditions of Sample 3 and various evaluation results are shown together.
（例４）
前述の例１の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル４」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 4)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 4”) was produced in the same manner as in Example 1 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例４では、酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して２５ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例１の場合と同様である。 However, in Example 4, the mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 25 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 1.
得られたサンプル４を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 4, various characteristics of the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature dependence of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity were evaluated in the same manner as in Example 1.
前述の表１の「サンプル４」の欄には、サンプル４の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 4” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 4 and various evaluation results are collectively shown.
（例５）
前述の例１の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル５」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 5)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “Sample 5”) was produced in the same manner as in Example 1 described above, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例５では、酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して３０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例１の場合と同様である。 However, in Example 5, the mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 30 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 1.
得られたサンプル５を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 5, various characteristics such as relative dielectric constant ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated in the same manner as in Example 1.
前述の表１の「サンプル５」の欄には、サンプル５の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 5” in Table 1 above, the manufacturing conditions of Sample 5 and various evaluation results are shown together.
（例６）
前述の例１の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル６」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 6)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 6”) was produced in the same manner as in Example 1 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例６では、酸化マグネシウム微粒子Ａの混合量は、全体に対して４０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例１の場合と同様である。 However, in Example 6, the mixing amount of the magnesium oxide fine particles A was 40 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 1.
得られたサンプル６を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 6, in the same manner as in Example 1, various characteristics such as the relative dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature dependence of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity were evaluated.
前述の表１の「サンプル６」の欄には、サンプル６の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 6” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 6 and various evaluation results are collectively shown.
（例７）
前述の例３の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル７」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 7)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 7”) was produced in the same manner as in Example 3 described above, and its characteristics were evaluated.
なお、この例７では、酸化マグネシウム微粒子Ａの代わりに、酸化マグネシウム微粒子Ｂ（宇部マテリアル社製ＲＦ１０Ｃ）を準備した。この酸化マグネシウム微粒子Ｂの平均粒径は、６．５μｍである。 In Example 7, instead of the magnesium oxide fine particles A, magnesium oxide fine particles B (RF10C manufactured by Ube Material Co., Ltd.) were prepared. The average particle diameter of the magnesium oxide fine particles B is 6.5 μm.
図１１には、酸化マグネシウム微粒子ＢのＸ線回折分析結果を示す。分析には、株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ２５５０を使用した。 FIG. 11 shows the result of X-ray diffraction analysis of the magnesium oxide fine particles B. For the analysis, an X-ray diffractometer RINT2550 manufactured by Rigaku Corporation was used.
図１１から、この酸化マグネシウム微粒子Ｂの（２００）ピーク（２θ≒４２．９゜）における半値幅は、約０．１２２゜であることがわかる。 From FIG. 11, it can be seen that the full width at half maximum at the (200) peak (2θ≈42.9 °) of this magnesium oxide fine particle B is about 0.122 °.
その他の製造条件は、例３の場合と同様である。 Other manufacturing conditions are the same as in Example 3.
得られたサンプル７を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 7, in the same manner as in Example 1, various characteristics such as relative dielectric constant ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated.
前述の表１の「サンプル７」の欄には、サンプル７の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 7” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 7 and various evaluation results are collectively shown.
（例８）
前述の例３の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル８」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 8)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 8”) was produced in the same manner as in Example 3 described above, and its characteristics were evaluated.
なお、この例８では、酸化マグネシウム微粒子Ａの代わりに、酸化マグネシウム微粒子Ｃ（宇部マテリアル社製ＲＦ９８）を準備した。この酸化マグネシウム微粒子Ｃの平均粒径は、９μｍである。 In Example 8, instead of the magnesium oxide fine particles A, magnesium oxide fine particles C (RF98 manufactured by Ube Material Co., Ltd.) were prepared. The average particle diameter of the magnesium oxide fine particles C is 9 μm.
図１２には、酸化マグネシウム微粒子ＣのＸ線回折分析結果を示す。分析には、株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ２５５０を使用した。 FIG. 12 shows the result of X-ray diffraction analysis of the magnesium oxide fine particles C. For the analysis, an X-ray diffractometer RINT2550 manufactured by Rigaku Corporation was used.
図１２から、この酸化マグネシウム微粒子Ｃの（２００）ピーク（２θ≒４２．９゜）における半値幅は、約０．０８２゜であることがわかる。 From FIG. 12, it can be seen that the half width at the (200) peak (2θ≈42.9 °) of this magnesium oxide fine particle C is about 0.082 °.
その他の製造条件は、例３の場合と同様である。 Other manufacturing conditions are the same as in Example 3.
得られたサンプル８を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 8, various characteristics such as relative dielectric constant ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated in the same manner as in Example 1.
前述の表１の「サンプル８」の欄には、サンプル８の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 8” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 8 and various evaluation results are collectively shown.
（例９）
前述の例３の場合と同様の方法で、誘電体用樹脂組成物（以下、「サンプル９」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 9)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 9”) was produced in the same manner as in Example 3 described above, and its characteristics were evaluated.
なお、この例９では、酸化マグネシウム微粒子Ａの代わりに、酸化マグネシウム微粒子Ｄ（宇部マテリアル社製５００Ａ）を準備した。この酸化マグネシウム微粒子Ｄの平均粒径は、０．０５μｍである。 In Example 9, instead of the magnesium oxide fine particles A, magnesium oxide fine particles D (500A manufactured by Ube Material Co., Ltd.) were prepared. The average particle diameter of the magnesium oxide fine particles D is 0.05 μm.
図１３には、酸化マグネシウム微粒子ＤのＸ線回折分析結果を示す。分析には、株式会社リガク製のＸ線回折装置ＲＩＮＴ２５５０を使用した。 FIG. 13 shows the result of X-ray diffraction analysis of the magnesium oxide fine particles D. For the analysis, an X-ray diffractometer RINT2550 manufactured by Rigaku Corporation was used.
図１３から、この酸化マグネシウム微粒子Ｃの（２００）ピーク（２θ≒４２．９゜）における半値幅は、約０．１９６゜であることがわかる。 From FIG. 13, it can be seen that the full width at half maximum at the (200) peak (2θ≈42.9 °) of this magnesium oxide fine particle C is about 0.196 °.
その他の製造条件は、例３の場合と同様である。 Other manufacturing conditions are the same as in Example 3.
得られたサンプル９を用いて、例１の場合と同様の方法で、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、共振周波数の温度依存性、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。 Using the obtained sample 9, various characteristics such as relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature dependence of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity were evaluated in the same manner as in Example 1.
前述の表１の「サンプル９」の欄には、サンプル９の製造条件と、各種評価結果とをまとめて示した。 In the column of “Sample 9” in Table 1, the manufacturing conditions of Sample 9 and various evaluation results are shown together.
表１に示すように、今回製造した誘電体用樹脂組成物（サンプル１〜サンプル９）は、いずれも、低い比誘電率ε（２．７〜４．３）および高い品質係数指標Ｑｆ（８８４２ＧＨｚ〜２５６４１ＧＨｚ）を示した。特に、使用した酸化マグネシウム微粒子の（２００）面に帰属されるピークの半価幅が０．１５゜以下であるサンプル１〜サンプル８では、品質係数指標Ｑｆは、１００００ＧＨｚを超えており、極めて良好な品質係数指標Ｑｆが得られることがわかった。 As shown in Table 1, all of the dielectric resin compositions (samples 1 to 9) produced this time have a low relative dielectric constant ε (2.7 to 4.3) and a high quality factor index Qf (8842 GHz). ~ 25641 GHz). In particular, in samples 1 to 8 in which the half width of the peak attributed to the (200) plane of the used magnesium oxide fine particles is 0.15 ° or less, the quality factor index Qf exceeds 10,000 GHz, which is extremely good. It was found that a good quality factor index Qf can be obtained.
また、サンプル１〜サンプル７は、いずれも、共振周波数の温度係数ＴＣｆが小さく（最大８．９６ｐｐｍ／℃以下）、熱膨張係数が小さく（最大１１２ｐｐｍ／℃以下）、熱伝導率が高い（最小０．２４Ｗ／ｍＫ以上）ことがわかった。 Samples 1 to 7 all have a small temperature coefficient TCf of resonance frequency (maximum 8.96 ppm / ° C. or less), a small thermal expansion coefficient (maximum 112 ppm / ° C. or less), and high thermal conductivity (minimum). 0.24 W / mK or more).
このような特徴を有する誘電体用樹脂組成物は、高周波誘電体デバイス等に好適に用いることができる。 The dielectric resin composition having such characteristics can be suitably used for a high frequency dielectric device or the like.
本発明は、例えば、回路基板、伝送線路、誘電体フィルタ、誘電体アンテナ、誘電体共振器、キャパシタ、インダクタ、埋設デバイス、およびマルチチップモジュール等の誘電体デバイスに適用することができる。 The present invention can be applied to dielectric devices such as circuit boards, transmission lines, dielectric filters, dielectric antennas, dielectric resonators, capacitors, inductors, embedded devices, and multichip modules.
１００ 伝送線路
１１０ 導体
１２０ 導体
１８０ 誘電体用樹脂組成物
２００ 伝送線路
２１０ａ〜２１０ｃ 上部導体
２２０ 下部導体
２８０ 誘電体用樹脂組成物
３００ 伝送線路
３１０ａ、３１０ｂ 上部導体
３２０ 下部導体
３８０ 誘電体用樹脂組成物
４００ 誘電体フィルタ
４１０ａ〜４１０ｄ 上部導体
４２０ 下部導体
４８０ 誘電体用樹脂組成物
５００ 誘電体アンテナ
５１０ 上部導体
５１５ 給電点
５２０ 下部導体
５８０ 誘電体用樹脂組成物
６００ 誘電体共振器
６１０ リング導体
６２０ 下部導体
６８０ 誘電体用樹脂組成物
７００ キャパシタ
７１０ａ、７１０ｂ 櫛形導体
７８０ 誘電体用樹脂組成物
８００ インダクタ
８１０ａ 導体
８８０ 誘電体用樹脂組成物
９００ 多層基板
９１０ａ、９１０ｂ 配線
９５０ 半導体部品
９８０ａ〜９８０ｄ 誘電体用樹脂組成物
100
Claims (3)
当該高周波誘電体デバイスは、回路基板、伝送線路、誘電体フィルタ、誘電体アンテナ、誘電体共振器、キャパシタ、インダクタ、埋設デバイス、およびマルチチップモジュールのいずれか一つであり、
当該高周波誘電体デバイスは、誘電体用樹脂組成物を含み、
前記誘電体用樹脂組成物は、アイソタクティックポリプロピレン中に分散された酸化マグネシウム微粒子を含み、周波数１２ＧＨｚおよび温度２５℃において、比誘電率が５以下であり、品質係数指標が５，０００ＧＨｚ以上であり、
前記品質係数指標は、品質係数と前記周波数の積であり、
前記酸化マグネシウム微粒子は、Ｘ線回折分析において、（２００）面に帰属されるピークの半価幅が０．１５゜以下であり、平均粒径が１００ｎｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする高周波誘電体デバイス。 A high-frequency dielectric device used in a frequency band of 1 GHz or more,
The high-frequency dielectric device is any one of a circuit board, a transmission line, a dielectric filter, a dielectric antenna, a dielectric resonator, a capacitor, an inductor, an embedded device, and a multichip module.
The high-frequency dielectric device is seen containing a derivative collector resin composition,
The dielectric resin composition includes magnesium oxide fine particles dispersed in isotactic polypropylene, has a relative dielectric constant of 5 or less at a frequency of 12 GHz and a temperature of 25 ° C., and a quality factor index of 5,000 GHz or more. Yes,
The quality factor index is a product of a quality factor and the frequency,
The magnesium oxide fine particles have a half width of a peak attributed to the (200) plane of 0.15 ° or less and an average particle size of 100 nm to 50 μm in X-ray diffraction analysis. Dielectric device.
該導体は、前記誘電体用樹脂組成物の表面または内部に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波誘電体デバイス。 Furthermore, it has a conductor,
3. The high-frequency dielectric device according to claim 1, wherein the conductor is disposed on a surface or inside the dielectric resin composition.
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