JP6284094B2 - Resin composition for dielectric and high frequency dielectric device - Google Patents
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Description
本発明は、誘電体用樹脂組成物および高周波誘電体デバイスに関する。 The present invention relates to a dielectric resin composition and 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１〜６）。 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 6).
前述のように、特許文献１〜６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 6 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１〜６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 6, 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提供することを目的とする。また、本発明では、そのような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, and an object of the present invention is to provide a dielectric resin composition having a sufficiently low relative dielectric constant and dielectric loss in a high frequency band of 1 GHz or more. And Another object of the present invention is to provide a high frequency dielectric device including such a dielectric resin composition.
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、板状の無機粒子を含み、該無機粒子は、六方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム、タルク、および雲母からなる群から選定された材料を有し、
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、
誘電正接ｔａｎδが５×１０−４以下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 plate-like inorganic particles, and the inorganic particles have a material selected from the group consisting of hexagonal boron nitride, aluminum oxide, talc, and mica,
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 tan δ is 5 × 10 −4 or less, and a dielectric resin composition is provided.
ここで、本発明による誘電体用樹脂組成物において、前記無機粒子は、平均アスペクト比が２以上１０００以下であっても良い。 Here, in the dielectric resin composition according to the present invention, the inorganic particles may have an average aspect ratio of 2 or more and 1000 or less.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物において、前記無機粒子は、１００ｎｍ以上５０μｍ以下の平均長軸寸法を有しても良い。 In the dielectric resin composition according to the present invention, the inorganic particles may have an average major axis dimension of 100 nm to 50 μm.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物において、前記熱可塑性樹脂は、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からなる群から選定された少なくとも１種を含んでも良い。 In the dielectric resin composition according to the present invention, the thermoplastic resin may be a polyolefin resin, a polycyclic olefin resin, a polystyrene resin, a polyphenylene ether resin, a 5-methylpentene resin, a polyphenylene sulfide resin, a fluorine resin. At least one selected from the group consisting of a fluorinated polyimide resin, a fluorine resin, an aromatic polyester resin, an aromatic polycarbonate resin, a thermotropic liquid crystal polymer resin, an aromatic polysulfone resin, and an aromatic polyether resin May contain seeds.
また、本発明による誘電体用樹脂組成物において、前記熱硬化性樹脂は、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からなる群から選定された少なくとも１種を含んでも良い。 In the dielectric resin composition according to the present invention, the thermosetting resin includes a triazine resin, a thermosetting polyphenylene ether, a polyfunctional styrene resin, a benzocyclobutene resin, an epoxy resin, and an unsaturated resin. It may contain at least one selected from the group consisting of polyester resins.
さらに、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、前述のような誘電体用樹脂組成物を含むことを特徴とする高周波誘電体デバイスが提供される。
Furthermore, in the present invention, 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 includes a dielectric resin composition as described above, and a high-frequency dielectric device is provided.
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.
また、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、凸レンズ、フレネルレンズ、および凹レンズのいずれかであり、
当該高周波誘電体デバイスは、前述のような誘電体用樹脂組成物を含むことを特徴とする高周波誘電体デバイスが提供される。
Further, in the present invention, 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 convex lens, a Fresnel lens, and a concave lens,
The high-frequency dielectric device includes a dielectric resin composition as described above, and a high-frequency dielectric device is provided.
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提供することができる。また、本発明では、そのような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。 In the present invention, a dielectric resin composition having a sufficiently low relative dielectric constant and dielectric loss in a high frequency band of 1 GHz or more can be provided. Moreover, in this invention, the high frequency dielectric device containing such a resin composition for dielectric materials can be provided.
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、板状の無機粒子を含み、該無機粒子は、六方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム、タルク、および雲母からなる群から選定された材料を有し、
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、
誘電正接ｔａｎδが５×１０−４以下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 plate-like inorganic particles, and the inorganic particles have a material selected from the group consisting of hexagonal boron nitride, aluminum oxide, talc, and mica,
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 tan δ is 5 × 10 −4 or less, and a dielectric resin composition is provided.
前述のように、特許文献１〜６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 6 still have sufficient dielectric properties 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、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.
（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.
（無機粒子）
本発明による誘電体用樹脂組成物は、無機物質として、板状の無機粒子を含む。
(Inorganic particles)
The dielectric resin composition according to the present invention contains plate-like inorganic particles as an inorganic substance.
ここで、本願において、「板状」（の無機粒子）とは、以下のように定義される形状を意味する。 Here, in the present application, “plate-like” (inorganic particles) means a shape defined as follows.
まず、測定対象粒子の寸法を各方角から測定する。粒子の寸法が最も大きくなる方向をｘ軸方向と規定し、その方向の粒子の寸法をａとする。次に、粒子をｘ軸と直交する方向から測定した寸法のうち、最も短い寸法を与える方向をｚ軸方向と規定し、その粒子の寸法をｃとする。また、ｘ軸およびｚ軸と直交する方向をｙ軸方向と規定し、ｙ軸方向で最も大きな寸法をｂとする。 First, the dimension of the measurement target particle is measured from each direction. The direction in which the particle size is the largest is defined as the x-axis direction, and the particle size in that direction is defined as a. Next, among the dimensions measured from the direction perpendicular to the x-axis, the direction giving the shortest dimension is defined as the z-axis direction, and the dimension of the particle is defined as c. Further, a direction orthogonal to the x-axis and the z-axis is defined as a y-axis direction, and the largest dimension in the y-axis direction is b.
この場合、粒子の各軸の関係から、ａ≧ｂ≧ｃとなる。このような定義の下、比率（ａ／ｃ）が比率（ａ／ｂ）の２倍以上となる場合、その粒子は板状であると言う。 In this case, a ≧ b ≧ c from the relationship between the axes of the particles. Under such a definition, when the ratio (a / c) is more than twice the ratio (a / b), the particles are said to be plate-like.
以降、比率（ａ／ｃ）を、粒子のアスペクト比と称する。さらに、ａを粒子の長軸寸法と称し、ｃを粒子の厚さと称する。 Hereinafter, the ratio (a / c) is referred to as the aspect ratio of the particles. Furthermore, a is referred to as the major axis dimension of the particle, and c is referred to as the particle thickness.
なお、本願では、「平均アスペクト比」および「平均長軸寸法」を用いて、樹脂組成物中に含まれる無機粒子の寸法を規定する。ここで、「平均アスペクト比」は、樹脂組成物に含まれる１００個以上の無機粒子のアスペクト比を計測し、得られた数値を小さい順に並べた際に、中央に位置する値（中央値）を意味する。同様に、「平均長軸寸法」は、樹脂組成物に含まれる１００個以上の無機粒子の長軸寸法を計測し、得られた数値を小さい順に並べた際に、中央に位置する値（中央値）を意味する。 In addition, in this application, the dimension of the inorganic particle contained in a resin composition is prescribed | regulated using "average aspect ratio" and "average long axis dimension". Here, the “average aspect ratio” is a value (median value) located in the center when the aspect ratios of 100 or more inorganic particles contained in the resin composition are measured and the obtained numerical values are arranged in ascending order. Means. Similarly, the “average major axis dimension” is a value (center) when the major axis dimension of 100 or more inorganic particles contained in the resin composition is measured and the obtained numerical values are arranged in ascending order. Value).
無機粒子の平均アスペクト比は、２以上１０００以下の範囲であることが好ましい。また、無機粒子の平均長軸寸法は、１００ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲であることが好ましい。 The average aspect ratio of the inorganic particles is preferably in the range of 2 or more and 1000 or less. The average major axis dimension of the inorganic particles is preferably in the range of 100 nm to 50 μm.
なお、このような無機粒子の各種寸法は、走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。 In addition, the various dimensions of such inorganic particles can be measured using a scanning electron microscope.
板状の無機粒子は、六方晶窒化ホウ素、板状酸化アルミニウム、タルク、および雲母のような材料で構成されても良い。 The plate-like inorganic particles may be made of a material such as hexagonal boron nitride, plate-like aluminum oxide, talc, and mica.
特に、板状の無機粒子は、六方晶窒化ホウ素の粒子であることが好ましい。六方晶窒化ホウ素の粒子としては、公知の方法により製造された市販品をそのまま使用しても良く、あるいは市販品を加工して用いても良い。 In particular, the plate-like inorganic particles are preferably hexagonal boron nitride particles. As the hexagonal boron nitride particles, a commercially available product produced by a known method may be used as it is, or a commercially available product may be processed.
そのような粒子の市販品としては、例えば、昭和電工（株）製の「ショウビーエヌＵＨＰ」シリーズ（例えば、「ショウビーエヌＵＨＰ−１」など）、電気化学工業（株）製の「デンカボロンナイトライド粉」シリーズ（例えばＧＰグレードなど）などが挙げられる。 Examples of such commercially available particles include the “ShowBN UHP” series (for example, “ShowBN UHP-1”) manufactured by Showa Denko KK, and “Denka” manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. Boron nitride powder "series (for example, GP grade) and the like.
なお、市販品の六方晶窒化ホウ素の粒子を加工して用いる場合、加工法として、公知の技術を用いた分級処理、粉砕処理、薄片化処理、剥離処理、および／または表面修飾剤による表面処理などを実施しても良い。 In addition, when processing and using commercially available hexagonal boron nitride particles, as a processing method, classification treatment using a known technique, pulverization treatment, flaking treatment, peeling treatment, and / or surface treatment with a surface modifier. Etc. may be implemented.
（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および誘電正接（ｔａｎδ）を満たす限り、特に限られない。 The type of the 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 dielectric loss tangent (tan δ). ) Is not particularly limited as long as it is satisfied.
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.
ちなみに、これらの熱可塑性樹脂は、いずれも、１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃において、比誘電率が４以下であり、誘電正接が５×１０−３以下である。 Incidentally, all of these thermoplastic resins have a dielectric constant of 4 or less and a dielectric loss tangent of 5 × 10 −3 or less at a frequency of 1 GHz or more and 25 ° C.
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.
ちなみに、これらの熱硬化性樹脂は、いずれも、１ＧＨｚ以上の周波数および２５℃において、比誘電率が４以下であり、誘電正接が５×１０−３以下である。 Incidentally, all of these thermosetting resins have a relative dielectric constant of 4 or less and a dielectric loss tangent of 5 × 10 −3 or less at a frequency of 1 GHz or more and 25 ° C.
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、前述のような材料を含む板状の無機粒子、例えば六方晶窒化ホウ素の板状の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 plate-like inorganic particles containing the above-described material, such as hexagonal boron nitride plate-like particles, in the aforementioned resin material.
例えば、混練機または攪拌機等を用いて、樹脂材料中に板状の無機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、この溶液に板状の無機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 plate-like inorganic particles in the resin material using a kneader or a stirrer. Alternatively, after the resin material is dissolved in a solvent, plate-like inorganic 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、板状の無機粒子の含有率は、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 plate-like inorganic particles is preferably 5% by volume or more and less than 90% by volume.
板状の無機粒子の含有率が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、板状の無機粒子の含有率が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 plate-like inorganic particles is less than 5% by volume, sufficiently good characteristics may not be obtained. Moreover, when the content rate of a plate-shaped inorganic particle 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、非板状の形状を有する無機粒子、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。 Addition of inorganic particles having a non-plate shape, flame retardant, stabilizer, plasticizer, and / or reinforcing agent to the dielectric resin composition according to the present invention is within the scope of the object of the present invention. An agent may be further added.
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、プレス成形、真空プレス成形、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, press molding, vacuum press molding, extrusion molding, and cast molding.
板状の無機粒子を含む樹脂組成物では、無機粒子の形状異方性のため、無機粒子の含有率に加え、無機粒子の配向によっても、その特性が変化する場合がある。例えば、六方晶窒化ホウ素の粒子の場合、無機粒子の面内（ｘｙ面内）方向と板厚（ｚ軸）方向において、特性が異なることが知られている。このため、異なる成形方法を用いることにより、成形体内の粒子の配向を変化させることができ、それに応じて、樹脂組成物の特性を変化させることができる。 In the resin composition containing plate-like inorganic particles, the characteristics may change depending on the orientation of the inorganic particles in addition to the content of the inorganic particles due to the shape anisotropy of the inorganic particles. For example, in the case of hexagonal boron nitride particles, it is known that the characteristics are different in the in-plane (xy plane) direction and the plate thickness (z-axis) direction of the inorganic particles. For this reason, by using different molding methods, the orientation of the particles in the molded body can be changed, and the characteristics of the resin composition can be changed accordingly.
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板状の形状を有する無機粒子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 inorganic particles having a plate-like shape with 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、５ｐｐｍ／℃〜１００ｐｐｍ／℃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 5 ppm / ° C. to 100 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／ｍ・Ｋ〜５．０Ｗ／ｍ・Ｋ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 / m · K to 5.0 W / m · K.
（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 dielectric resin composition 680 according to the present invention is disposed between 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
あるいは、本発明による誘電体用樹脂組成物が利用される高周波誘電体デバイスは、凸レンズ、フレネルレンズ、または凹レンズであっても良い。 Alternatively, the high frequency dielectric device using the dielectric resin composition according to the present invention may be a convex lens, a Fresnel lens, or a concave lens.
図１０には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された凸レンズの模式図（側面図）を示す。凸レンズ１０００において、本発明による誘電体用樹脂組成物１０８０が利用されている。
In FIG. 10, the schematic diagram (side view) of the convex lens to which the resin composition for dielectric materials by this invention was applied is shown. In the
図１１には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用されたフレネルレンズの模式図（側面図）を示す。フレネルレンズ１１００において、本発明による誘電体用樹脂組成物１１８０が利用されている。
FIG. 11 shows a schematic diagram (side view) of a Fresnel lens to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the
図１２には、本発明による誘電体用樹脂組成物が適用された凹レンズの模式図（側面図）を示す。凹レンズ１２００において、本発明による誘電体用樹脂組成物１２８０が利用されている。
FIG. 12 shows a schematic diagram (side view) of a concave lens to which the dielectric resin composition according to the present invention is applied. In the
なお、図１〜図１２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 12 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、板状の六方晶窒化ホウ素の粒子（昭和電工製ＵＨＰ−１）を準備した。この六方晶窒化ホウ素の粒子の平均長軸寸法は９．９μｍであり、平均厚さは０．４１μｍであり、平均アスペクト比は２４である。
(Production of sample 1)
First, plate-shaped hexagonal boron nitride particles (UHP-1 manufactured by Showa Denko) were prepared. The hexagonal boron nitride particles have an average major axis dimension of 9.9 μm, an average thickness of 0.41 μm, and an average aspect ratio of 24.
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六方晶窒化ホウ素の粒子Ａを混合し、２００℃で溶融混練を行った。六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して１０ｖｏｌ％とした。 Next, using a small biaxial kneader (MiniLab manufactured by ThermoHAAKE), hexagonal boron nitride particles A were mixed in this thermoplastic resin and melt kneaded at 200 ° C. The mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 10 vol% with respect to the whole.
その後、射出成形機（井元製作所製１８Ｄ１）を用いて、得られた混練物を押出処理し、５０ｍｍΦ×厚さ１ｍｍの板状試験片（サンプル１と称する）を作製した。 Thereafter, the obtained kneaded product was extruded using an injection molding machine (18D1 manufactured by Imoto Seisakusho) to prepare a plate-like test piece (referred to as Sample 1) having a diameter of 50 mmΦ × 1 mm.
以下の表１の「サンプル１」の欄には、例１において使用された樹脂、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合比、および製造プロセスをまとめて示した。 The column of “Sample 1” in Table 1 below collectively shows the resin used in Example 1, the mixing ratio of hexagonal boron nitride particles, and the manufacturing process.
（サンプル１の評価）
得られたサンプル１を用いて、比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、熱膨張係数、および熱伝導率の各種特性を評価した。
(Evaluation of sample 1)
The obtained sample 1 was used to evaluate various characteristics of relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature coefficient of relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity.
誘電特性（比誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数）の測定は、ＪＩＳ Ｒ １６４１に準拠し、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。測定は２５℃で行なった。 Measurement of dielectric properties (relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature coefficient of relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency) is based on JIS R 1641, and a 12 GHz cavity resonator is connected to a network analyzer (Agilent 8720ESS). Connected to a parameter vector network analyzer) and measured by the cavity resonance method. The measurement was performed at 25 ° C.
サンプル１の比誘電率および共振周波数の温度依存性は、同様の装置により、０℃と８０℃における比誘電率と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 relative permittivity and the resonance frequency of Sample 1 was evaluated by measuring the relative permittivity and 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、ブルカー・エイエックスエス株式会社製熱膨張計ＴＤ５２００ＳＡを用いた。 For the measurement of the thermal expansion coefficient, a thermal expansion meter TD5200SA manufactured by Bruker AXS Co., Ltd. was used.
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。 The thermal conductivity was measured by a single sheet method using a thermal conductivity measuring device HC-110 manufactured by Eihiro Seiki Co., Ltd.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, temperature coefficient of relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity are summarized. Showed.
（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 “sample 2”) was produced in the same manner as in Example 1 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例２では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、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 2, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles 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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 2, the dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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 “Sample 2” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 2 and various evaluation results are collectively shown.
（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、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、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 3, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles 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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、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 4, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles 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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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、溶融混練を実施した。また、得られた混練物を、真空加熱プレス成形機（井元製作所製ＩＭＣ−１１ＦＡ型）を用いてプレス成形し、５０ｍｍΦ×厚さ１ｍｍの板状試験片（サンプル５と称する）を作製した。
(Example 5)
Melt kneading was carried out in the same manner as in Example 1 above. Moreover, the obtained kneaded material was press-molded using a vacuum heating press molding machine (IMC-11FA type manufactured by Imoto Seisakusho Co., Ltd.) to prepare a plate-like test piece (referred to as sample 5) of 50 mmΦ × thickness 1 mm.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative permittivity, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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５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 5 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例６では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して２０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例５の場合と同様である。 However, in Example 6, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles was 20 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 5.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature coefficient of relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity Various characteristics 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５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 5 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例７では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して３０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例５の場合と同様である。 However, in Example 7, the mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 30 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 5.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative permittivity, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity Various characteristics 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５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 5 described above, and its characteristics were evaluated.
ただし、この例８では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して４０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例５の場合と同様である。 However, in Example 8, the mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 40 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 5.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the relative permittivity ε, dielectric loss tangent tan δ, temperature coefficient of relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency, thermal expansion coefficient, and thermal conductivity are measured in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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１と同様の六方晶窒化ホウ素の粒子およびｉＰＰを用い、次の方法で誘電体用樹脂組成物を製造した。
(Example 9)
Using the same hexagonal boron nitride particles and iPP as in Example 1 above, a dielectric resin composition was produced by the following method.
まず、１０．０ｇのｉＰＰを、１２０℃に加温した５０ｍＬのキシレンに溶解した。次に、この溶解物中に２．５ｇ（１０ｖｏｌ％に相当）の六方晶窒化ホウ素の粒子を投入し、１時間攪拌した。その後、溶解物からキシレンを留去して固形物を得た。 First, 10.0 g of iPP was dissolved in 50 mL of xylene heated to 120 ° C. Next, 2.5 g (corresponding to 10 vol%) of hexagonal boron nitride particles was put into this melt and stirred for 1 hour. Thereafter, xylene was distilled off from the dissolved product to obtain a solid.
次に、真空加熱プレス成形機（井元製作所製ＩＭＣ−１１ＦＡ型）を用いて、固形物を５０ｍｍΦ×厚さ１ｍｍの寸法にプレス成形した。これにより、板状試験片（サンプル９と称する）が作製された。 Next, using a vacuum heating press molding machine (IMC-11FA type manufactured by Imoto Seisakusho Co., Ltd.), the solid material was press-molded to a size of 50 mmΦ × thickness 1 mm. Thereby, a plate-like test piece (referred to as sample 9) was produced.
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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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, the relative dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
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.
（例１０）
前述の例９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１０」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 10)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 10”) was produced in the same manner as in Example 9, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例１０では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して２０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例９の場合と同様である。 However, in Example 10, the mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 20 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 9.
得られたサンプル１０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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 10, the relative dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
前述の表１の「サンプル１０」の欄には、サンプル１０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 10” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of the sample 10 and various evaluation results are collectively shown.
（例１１）
前述の例９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１１」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 11)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 11”) was produced in the same manner as in Example 9, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例１１では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して３０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例９の場合と同様である。 However, in Example 11, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles was 30 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 9.
得られたサンプル１１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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 11, in the same manner as in Example 1, the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative permittivity, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity Various characteristics were evaluated.
前述の表１の「サンプル１１」の欄には、サンプル１１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 11” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 11 and various evaluation results are collectively shown.
（例１２）
前述の例９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１２」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 12)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 12”) was produced in the same manner as in Example 9, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例１２では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して４０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例９の場合と同様である。 However, in Example 12, the mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 40 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 9.
得られたサンプル１２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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 12, the dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
前述の表１の「サンプル１２」の欄には、サンプル１２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 12” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 12 and various evaluation results are collectively shown.
（例１３）
前述の例９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１３」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 13)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 13”) was produced in the same manner as in Example 9, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例１３では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して５０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例９の場合と同様である。 However, in Example 13, the mixing amount of hexagonal boron nitride particles was 50 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 9.
得られたサンプル１３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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 13, the dielectric constant ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative dielectric constant, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity in the same manner as in Example 1. Various characteristics were evaluated.
前述の表１の「サンプル１３」の欄には、サンプル１３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 13” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 13 and various evaluation results are collectively shown.
（例１４）
前述の例９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１４」と称する）を製造し、その特性を評価した。
(Example 14)
A dielectric resin composition (hereinafter referred to as “sample 14”) was produced in the same manner as in Example 9, and the characteristics thereof were evaluated.
ただし、この例１４では、六方晶窒化ホウ素の粒子の混合量は、全体に対して６０ｖｏｌ％とした。その他の製造条件は、例９の場合と同様である。 However, in Example 14, the mixing amount of the hexagonal boron nitride particles was 60 vol% with respect to the whole. Other manufacturing conditions are the same as in Example 9.
得られたサンプル１４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、比誘電率の温度係数、共振周波数の温度係数、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 14, in the same manner as in Example 1, the relative permittivity ε, the dielectric loss tangent tan δ, the temperature coefficient of the relative permittivity, the temperature coefficient of the resonance frequency, the thermal expansion coefficient, and the thermal conductivity Various characteristics were evaluated.
前述の表１の「サンプル１４」の欄には、サンプル１４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 14” in Table 1 described above, the manufacturing conditions of Sample 14 and various evaluation results are collectively shown.
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１４）は、いずれも、５以下の低い比誘電率ε、および５．０×１０−４よりも低い誘電正接ｔａｎδを示した。従って、サンプル１〜サンプル１４に係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。 As shown in Table 1, the dielectric resin compositions (samples 1 to 14) manufactured this time are all low dielectric constant ε of 5 or less and dielectric loss tangent lower than 5.0 × 10 −4. tan δ was indicated. Therefore, the dielectric resin composition according to Sample 1 to Sample 14 can be suitably used for a high frequency dielectric device or the like.
また、サンプル１〜サンプル１４は、いずれも、比誘電率の温度係数の絶対値が小さく（絶対値で１７６ｐｐｍ／℃以下）、共振周波数の温度係数の絶対値が小さく（最大８．６ｐｐｍ／℃以下）、熱膨張係数が小さい（最大７３ｐｐｍ／℃以下）ことがわかった。特に、同じ製造プロセスで比較した場合、六方晶窒化ホウ素の粒子の添加量の増加とともに、これらのパラメータの減少が顕著になることがわかる。 Samples 1 to 14 each have a small absolute value of the temperature coefficient of relative dielectric constant (absolute value of 176 ppm / ° C. or less) and a small absolute value of the temperature coefficient of resonance frequency (maximum 8.6 ppm / ° C.). It was found that the coefficient of thermal expansion was small (up to 73 ppm / ° C. or less). In particular, when compared in the same manufacturing process, it can be seen that the decrease in these parameters becomes remarkable as the addition amount of hexagonal boron nitride particles increases.
比誘電率の温度係数の絶対値および共振周波数の温度係数の絶対値が小さい誘電体用樹脂組成物は、使用中に温度が上昇しても誘電特性が変化しにくいため、安定な誘電特性を発揮することができる。同様に、熱膨張係数が小さい誘電体用樹脂組成物は、使用中に温度が上昇しても変形が生じにくく、安定な誘電特性を発揮することができ、また、金属や半導体との熱膨張係数の差が小さいことから、接合部の剥がれ等の不具合を防ぐことができる。 A dielectric resin composition with a small absolute value of the temperature coefficient of relative permittivity and a small value of the temperature coefficient of resonance frequency is less likely to change even if the temperature rises during use. It can be demonstrated. Similarly, a dielectric resin composition having a low coefficient of thermal expansion is less likely to be deformed even when the temperature rises during use, can exhibit stable dielectric properties, and is capable of exhibiting thermal expansion with metals and semiconductors. Since the difference in coefficient is small, problems such as peeling of the joint can be prevented.
一方、表１から、同じ成形方法で比較すると、六方晶窒化ホウ素の粒子の添加量の増加とともに、誘電体用樹脂組成物の熱伝導率は、上昇する傾向にあることがわかった。また、異なる成形方法を用いることにより、同じ六方晶窒化ホウ素の粒子の添加量であっても、熱伝導率が異なることがわかった。これは、板状形状を有する六方晶窒化ホウ素粒子の配向の違いに起因すると考えられる。これらのことは、板状の無機粒子の添加量または配向によって、誘電体用樹脂組成物の熱伝導率を制御することができることを示唆するものである。すなわち、本発明による誘電体用樹脂組成物は、用途に応じて、熱伝導率を適正な値に調整し得ることが予想される。 On the other hand, Table 1 shows that the thermal conductivity of the dielectric resin composition tends to increase with an increase in the amount of hexagonal boron nitride particles when compared by the same molding method. Further, it was found that by using different molding methods, the thermal conductivity differs even with the same amount of hexagonal boron nitride particles added. This is considered due to the difference in orientation of hexagonal boron nitride particles having a plate shape. These suggest that the thermal conductivity of the dielectric resin composition can be controlled by the addition amount or orientation of the plate-like inorganic particles. That is, it is expected that the dielectric resin composition according to the present invention can adjust the thermal conductivity to an appropriate value depending on the application.
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、マルチチップモジュール、凸レンズ、フレネルレンズ、および凹レンズ等の誘電体デバイスに適用することができる。 The present invention is applied to dielectric devices such as circuit boards, transmission lines, dielectric filters, dielectric antennas, dielectric resonators, capacitors, inductors, embedded devices, multichip modules, convex lenses, Fresnel lenses, and concave lenses. can do.
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 (8)
前記無機物質は、板状の無機粒子を含み、該無機粒子は、六方晶窒化ホウ素、酸化アルミニウム、タルク、および雲母からなる群から選定された材料を有し、
当該誘電体用樹脂組成物は、１２ＧＨｚ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、
誘電正接ｔａｎδが５×１０−４以下であることを特徴とする誘電体用樹脂組成物。 A dielectric resin composition comprising an inorganic substance dispersed in a thermoplastic resin and / or a thermosetting resin,
The inorganic substance includes plate-like inorganic particles, and the inorganic particles have a material selected from the group consisting of hexagonal boron nitride, aluminum oxide, talc, and mica,
The dielectric resin composition has a frequency of 12 GHz and a temperature of 25 ° C.
The relative dielectric constant ε is 5 or less,
A dielectric resin tan δ is 5 × 10 −4 or less, and a dielectric resin composition.
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、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の誘電体用樹脂組成物を含む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.
A high-frequency dielectric device comprising the dielectric resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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６に記載の高周波誘電体デバイス。 Furthermore, it has a conductor,
The high-frequency dielectric device according to claim 6, wherein the conductor is disposed on a surface or inside of the dielectric resin composition.
当該高周波誘電体デバイスは、凸レンズ、フレネルレンズ、および凹レンズのいずれかであり、
当該高周波誘電体デバイスは、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の誘電体用樹脂組成物を含む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 convex lens, a Fresnel lens, and a concave lens,
A high-frequency dielectric device comprising the dielectric resin composition according to any one of claims 1 to 5.
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