JP7351434B2 - Thermosetting resin composition, dielectric substrate, and microstrip antenna - Google Patents
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Description
本発明は、熱硬化性樹脂組成物、当該熱硬化性樹脂組成物からなる誘電体基板、および当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナに関する。 The present invention relates to a thermosetting resin composition, a dielectric substrate made of the thermosetting resin composition, and a microstrip antenna equipped with the dielectric substrate.
近年、無線通信が高速化され、さらに使用される通信機器に対して高性能化および小型化が求められている。さらに、近年、無線通信の容量が急激に増大してきており、それに伴う伝送信号の使用周波数の広帯域化、高周波化が急速に進行している。そのため、通信機器の使用周波数帯は、従来使用されてきたマイクロ波帯だけでは対応できず、ミリ波帯にまで拡大されつつある。そのような背景から通信機器に搭載されるアンテナヘの高性能化が強く求められている。 In recent years, wireless communication has become faster, and there is a demand for higher performance and smaller size of the communication equipment used. Furthermore, in recent years, the capacity of wireless communication has increased rapidly, and as a result, the frequencies used for transmission signals are rapidly becoming wider and higher in frequency. For this reason, the frequency band used by communication equipment cannot be supported by the conventional microwave band alone, and is being expanded to include the millimeter wave band. Against this background, there is a strong demand for higher performance antennas installed in communication equipment.
通信機器は、通信機器内部に組み込まれたアンテナ材料(誘電体基板)の誘電率が高くなると、より一層の小型化が図れる。また、誘電体基板の誘電正接が小さくなると、低損失になり、高周波化に有利となる。従って、誘電率が高く、誘電正接が小さい誘電体基板を使用できれば、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器の小型化が図ることができる。 Communication equipment can be further miniaturized if the dielectric constant of the antenna material (dielectric substrate) built into the communication equipment increases. Furthermore, when the dielectric loss tangent of the dielectric substrate becomes smaller, the loss becomes lower, which is advantageous for higher frequencies. Therefore, if a dielectric substrate with a high dielectric constant and a small dielectric loss tangent can be used, it is possible to achieve higher frequencies, thereby shortening the circuit length and downsizing the communication equipment.
特許文献1には、フッ素樹脂とガラスクロスとを含む複合材料である誘電体基板と、フッ素樹脂に接する面の二次元粗度Raが0.2μm未満であるアンテナとの積層体である回路用基板を有するアンテナが開示されている。当該文献には、1GHzにて測定された回路用基板の誘電率および誘電正接が記載されている。 Patent Document 1 describes a laminate of a dielectric substrate made of a composite material containing a fluororesin and a glass cloth, and an antenna whose surface in contact with the fluororesin has a two-dimensional roughness Ra of less than 0.2 μm. An antenna having a substrate is disclosed. This document describes the dielectric constant and dielectric loss tangent of a circuit board measured at 1 GHz.
特許文献2には、シロキサン変性ポリアミドイミド樹脂と高誘電率充填剤とエポキシ樹脂とを含み、25℃、1MHzにおける硬化物の比誘電率が15以上である樹脂組成物が開示されている。当該文献の実施例には、この高誘電率充填剤としてチタン酸バリウムを用いた例が記載されている。
特許文献3には、エポキシ樹脂、誘電体粉末、ノニオン性界面活性剤、及び活性エステル硬化剤を含有する樹脂組成物が開示されている。当該文献には、この樹脂組成物を、高周波領域で使用される電子部品の高誘電率絶縁材料や、指紋センサー用の高誘電率絶縁材料として用いることができると記載されている。当該文献の実施例には、この誘電体粉末としてチタン酸バリウムを用いた例が記載されている。 Patent Document 3 discloses a resin composition containing an epoxy resin, a dielectric powder, a nonionic surfactant, and an active ester curing agent. This document states that this resin composition can be used as a high dielectric constant insulating material for electronic components used in a high frequency region and a high dielectric constant insulating material for fingerprint sensors. The example of this document describes an example in which barium titanate is used as the dielectric powder.
特許文献4には、エポキシ樹脂と、硬化剤と、チタン酸カルシウム粒子及びチタン酸ストロンチウム粒子を所定の量で含む無機充填材と、を含み、前記無機充填材が、シリカ粒子及びアルミナ粒子からなる群より選択される少なくとも一種をさらに含有し、高周波デバイスにおける電子部品の封止に用いられる成形用樹脂組成物が開示されている。 Patent Document 4 includes an epoxy resin, a curing agent, and an inorganic filler containing predetermined amounts of calcium titanate particles and strontium titanate particles, the inorganic filler consisting of silica particles and alumina particles. Disclosed is a molding resin composition which further contains at least one member selected from the group consisting of:
しかしながら、特許文献1~4に記載の誘電体基板は、高誘電率や低誘電正接等の誘電特性に課題があり、特に高周波帯域において当該課題は顕著であった。 However, the dielectric substrates described in Patent Documents 1 to 4 have problems with dielectric properties such as high dielectric constant and low dielectric loss tangent, and these problems are particularly noticeable in high frequency bands.
本発明者らは、特定の高誘電率充填剤を含むことにより、誘電特性に優れた誘電体基板が得られることを見出し、第1~第4の発明を完成させた。
すなわち、第1~第4の発明は、以下に示すことができる。The present inventors have discovered that a dielectric substrate with excellent dielectric properties can be obtained by including a specific high dielectric constant filler, and have completed the first to fourth inventions.
That is, the first to fourth inventions can be shown below.
第1の発明(出願時請求項1~8)は、以下の[1]~[8]に示すことができる。
[1](A)熱硬化性樹脂と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、熱硬化性樹脂組成物。
[2] さらに活性エステル硬化剤(B1)を含む、[1]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[3] 前記活性エステル硬化剤(B1)は、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル硬化剤、およびフェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル硬化剤から選択される少なくとも1種を含む、[2]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[4] 前記活性エステル硬化剤(B1)は、下記一般式(1)で表される構造を備える、[2]または[3]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Bは、下記一般式(B)で表される構造であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。)
[5] さらに硬化触媒(D)を含む、[1]~[4]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[6] 前記樹脂組成物のスパイラルフローの流動長が50cm以上である、[1]~[5]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[7] 下記条件で測定された矩形圧が0.1MPa以上である、[1]~[6]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
(条件)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記樹脂組成物の流動時における最低圧力を算出して、この最低圧力を矩形圧とする。
[8] 熱硬化性樹脂(A)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む樹脂組成物を、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物の、空洞共振器法による18GHzでの誘電率が10以上であり、誘電正接(tanδ)が0.04以下である、熱硬化性樹脂組成物。The first invention (claims 1 to 8 as filed) can be shown in [1] to [8] below.
[1] (A) thermosetting resin;
(C) a high dielectric constant filler;
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. A thermosetting resin composition comprising at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate.
[2] The thermosetting resin composition according to [1], further comprising an active ester curing agent (B1).
[3] The active ester curing agent (B1) includes an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, an active ester curing agent containing a naphthalene structure, an active ester curing agent containing an acetylated product of phenol novolak, and a phenol curing agent. The thermosetting resin composition according to [2], which contains at least one selected from active ester curing agents including benzoylated novolacs.
[4] The thermosetting resin composition according to [2] or [3], wherein the active ester curing agent (B1) has a structure represented by the following general formula (1).
B is a structure represented by the following general formula (B),
k is the average value of repeating units and ranges from 0.25 to 3.5. )
[5] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [4], further comprising a curing catalyst (D).
[6] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [5], wherein the resin composition has a spiral flow length of 50 cm or more.
[7] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [6], which has a rectangular pressure of 0.1 MPa or more as measured under the following conditions.
(conditions)
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition was injected into a rectangular channel with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm under conditions of a mold temperature of 175° C. and an injection speed of 177 mm 3 /sec. A pressure sensor embedded at a position 25 mm from the upstream end of the channel measures the change in pressure over time, calculates the lowest pressure when the resin composition is flowing, and defines this lowest pressure as the rectangular pressure.
[8] A cured product obtained by heating a resin composition containing a thermosetting resin (A) and a high dielectric constant filler (C) at 200° C. for 90 minutes to produce a 18 GHz signal using a cavity resonator method. A thermosetting resin composition having a dielectric constant of 10 or more and a dielectric loss tangent (tan δ) of 0.04 or less.
第2の発明(出願時請求項9~16)は、以下の[9]~[16]に示すことができる。
[9](A)熱硬化性樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記高誘電率充填剤(C)がチタン酸マグネシウムを含む、熱硬化性樹脂組成物。
[10] 前記高誘電率充填剤(C)が、さらにチタン酸カルシウムを含む、[9]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[11] 前記熱硬化性樹脂組成物100質量%中に、前記高誘電率充填剤(C)を10質量%以上90質量%以下の量で含む、[9]または[10]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[12] 前記硬化剤(B)は活性エステル硬化剤(B1)を含み、
前記活性エステル硬化剤(B1)は、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル硬化剤、およびフェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル硬化剤から選択される少なくとも1種を含む、[9]~[11]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[13] 前記活性エステル硬化剤(B1)は、下記一般式(1)で表される構造を備える、[12]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
Bは、下記一般式(B)で表される構造であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。)
[14] さらに硬化触媒(D)を含む、[9]~[13]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[15] 前記熱硬化性樹脂組成物のスパイラルフローの流動長が50cm以上である、[9]~[14]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[16] 熱硬化性樹脂(A)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む熱硬化性樹脂組成物を、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物の、空洞共振器法による25GHzでの誘電正接(tanδ)が0.04以下である、熱硬化性樹脂組成物。The second invention (claims 9 to 16 as filed) can be shown in [9] to [16] below.
[9] (A) thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
A thermosetting resin composition in which the high dielectric constant filler (C) contains magnesium titanate.
[10] The thermosetting resin composition according to [9], wherein the high dielectric constant filler (C) further contains calcium titanate.
[11] The thermosetting resin according to [9] or [10], which contains the high dielectric constant filler (C) in an amount of 10% by mass or more and 90% by mass or less in 100% by mass of the thermosetting resin composition. Curable resin composition.
[12] The curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1),
The active ester curing agent (B1) includes an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, an active ester curing agent containing a naphthalene structure, an active ester curing agent containing an acetylated product of phenol novolac, and a benzoyl phenol novolac. The thermosetting resin composition according to any one of [9] to [11], which contains at least one selected from active ester curing agents containing compounds.
[13] The thermosetting resin composition according to [12], wherein the active ester curing agent (B1) has a structure represented by the following general formula (1).
B is a structure represented by the following general formula (B),
k is the average value of repeating units and ranges from 0.25 to 3.5. )
[14] The thermosetting resin composition according to any one of [9] to [13], further comprising a curing catalyst (D).
[15] The thermosetting resin composition according to any one of [9] to [14], wherein the thermosetting resin composition has a spiral flow length of 50 cm or more.
[16] A thermosetting resin composition containing a thermosetting resin (A), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C) was cured by heating at 200° C. for 90 minutes. A thermosetting resin composition whose cured product has a dielectric loss tangent (tan δ) of 0.04 or less at 25 GHz measured by a cavity resonator method.
第3の発明(出願時請求項17~21)は、以下の[17]~[21]に示すことができる。
[17](A)熱硬化性樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、
を含む、熱硬化性樹脂組成物であって、
前記(A)熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂(A1)であり、
前記エポキシ樹脂(A1)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、およびフェノールアラルキル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記硬化剤(B)が、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含み、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、熱硬化性樹脂組成物。
[18] 前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、およびチタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種を含む、[17]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[19] 前記熱硬化性樹脂組成物100質量%中に、前記高誘電率充填剤(C)を40質量%以上の量で含む、[17]または[18]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[20] 前記活性エステル硬化剤(B1)は、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル硬化剤、およびフェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル硬化剤から選択される少なくとも1種を含む、[17]~[19]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[21] 前記活性エステル硬化剤(B1)は、下記一般式(1)で表される構造を備える、[17]~[20]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
Bは、下記一般式(B)で表される構造であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。)The third invention (Claims 17 to 21 as filed) can be shown in [17] to [21] below.
[17] (A) thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
A thermosetting resin composition comprising,
The thermosetting resin (A) is an epoxy resin (A1),
The epoxy resin (A1) is a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, a naphthol aralkyl type epoxy resin, and a phenol aralkyl type epoxy resin. At least one species selected from the group consisting of
The curing agent (B) contains an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2),
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. A thermosetting resin composition comprising at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate.
[18] The thermosetting resin composition according to [17], wherein the high dielectric constant filler (C) contains at least one selected from calcium titanate, strontium titanate, and magnesium titanate.
[19] The thermosetting resin composition according to [17] or [18], which contains the high dielectric constant filler (C) in an amount of 40% by mass or more in 100% by mass of the thermosetting resin composition. thing.
[20] The active ester curing agent (B1) includes an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, an active ester curing agent containing a naphthalene structure, an active ester curing agent containing an acetylated product of phenol novolak, and a phenol curing agent. The thermosetting resin composition according to any one of [17] to [19], which contains at least one selected from active ester curing agents including benzoylated novolacs.
[21] The thermosetting resin composition according to any one of [17] to [20], wherein the active ester curing agent (B1) has a structure represented by the following general formula (1).
B is a structure represented by the following general formula (B),
k is the average value of repeating units and ranges from 0.25 to 3.5. )
第4の発明(出願時請求項22~25)は、以下の[22]~[25]に示すことができる。
[22](A)熱硬化性樹脂と、
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記(A)熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂(A1)であり、
前記エポキシ樹脂(A1)がナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含み、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、熱硬化性樹脂組成物。
[23] 前記ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂のエポキシ当量が250g/eq以上400g/eq以下である、[22]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[24] 硬化剤(B)が、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含む、[22]または[23]に記載の熱硬化性樹脂組成物。
[25] さらに硬化触媒(D)を含む、[22]~[24]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。The fourth invention (
[22] (A) thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
The thermosetting resin (A) is an epoxy resin (A1),
The epoxy resin (A1) contains a naphthol aralkyl type epoxy resin,
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. A thermosetting resin composition comprising at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate.
[23] The thermosetting resin composition according to [22], wherein the naphthol aralkyl epoxy resin has an epoxy equivalent of 250 g/eq or more and 400 g/eq or less.
[24] The thermosetting resin composition according to [22] or [23], wherein the curing agent (B) contains an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2).
[25] The thermosetting resin composition according to any one of [22] to [24], further comprising a curing catalyst (D).
第1~第4の発明の熱硬化性樹脂組成物(出願時請求項1~25)は以下の[26]~[31]に記載の用途に用いることができる。
[26] マイクロストリップアンテナを形成する材料として用いられる、[1]~[25]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[27] 誘電体導波路を形成する材料として用いられる、[1]~[25]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[28] 電磁波吸収体を形成する材料として用いられる、[1]~[25]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物。
[29] [1]~[25]のいずれかに記載の熱硬化性樹脂組成物を硬化してなる誘電体基板。
[30] [29]に記載の誘電体基板と,
前記誘電体基板の一方の面に設けられた放射導体板と、
前記誘電体基板の他方の面に設けられた地導体板と、
を備える、マイクロストリップアンテナ。
[31] 誘電体基板と,
前記誘電体基板の一方の面に設けられた放射導体板と、
前記誘電体基板の他方の面に設けられた地導体板と、
前記放射導体板に対向配置された高誘電体と、
を備える、マイクロストリップアンテナであって、
前記高誘電体が、[29]に記載の誘電体基板により構成されている、マイクロストリップアンテナ。The thermosetting resin compositions of the first to fourth inventions (Claims 1 to 25 as filed) can be used for the uses described in [26] to [31] below.
[26] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [25], which is used as a material for forming a microstrip antenna.
[27] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [25], which is used as a material for forming a dielectric waveguide.
[28] The thermosetting resin composition according to any one of [1] to [25], which is used as a material for forming an electromagnetic wave absorber.
[29] A dielectric substrate obtained by curing the thermosetting resin composition according to any one of [1] to [25].
[30] The dielectric substrate according to [29],
a radiation conductor plate provided on one surface of the dielectric substrate;
a ground conductor plate provided on the other surface of the dielectric substrate;
Microstrip antenna.
[31] Dielectric substrate,
a radiation conductor plate provided on one surface of the dielectric substrate;
a ground conductor plate provided on the other surface of the dielectric substrate;
a high dielectric material disposed opposite to the radiation conductor plate;
A microstrip antenna comprising:
A microstrip antenna, wherein the high dielectric material is constituted by the dielectric substrate according to [29].
第1の発明によれば、高誘電率および低誘電正接に優れた誘電体基板が得られる樹脂組成物および当該樹脂組成物からなる誘電体基板、および当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナを提供することができる。
また、第2の発明によれば、低誘電正接に優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物および当該樹脂組成物からなる誘電体基板、および当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナを提供することができる。
第3の発明によれば、高誘電率および低誘電正接に優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物および当該樹脂組成物からなる誘電体基板、および当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナを提供することができる。
また、第4の発明によれば、低誘電正接等の誘電特性に優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物および当該樹脂組成物からなる誘電体基板、および当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナを提供することができる。According to a first invention, there is provided a resin composition from which a dielectric substrate excellent in high dielectric constant and low dielectric loss tangent can be obtained, a dielectric substrate made of the resin composition, and a microstrip antenna equipped with the dielectric substrate. can do.
Further, according to a second invention, there is provided a thermosetting resin composition capable of obtaining a dielectric substrate having an excellent low dielectric loss tangent, a dielectric substrate made of the resin composition, and a microstrip antenna equipped with the dielectric substrate. can be provided.
According to the third invention, a thermosetting resin composition from which a dielectric substrate having excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent can be obtained, a dielectric substrate made of the resin composition, and a microstrip provided with the dielectric substrate Antenna can be provided.
Further, according to the fourth invention, there is provided a thermosetting resin composition capable of obtaining a dielectric substrate having excellent dielectric properties such as low dielectric loss tangent, a dielectric substrate made of the resin composition, and the dielectric substrate. A microstrip antenna can be provided.
以下、第1の発明(出願時請求項1~8、26~31)を第1の実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明し、
第2の発明(出願時請求項9~16、26~31)を第2の実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明し、
第3の発明(出願時請求項17~21、26~31)を第3の実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明し、
第4の発明(出願時請求項22~25、26~31)を第4の実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。
尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、例えば「1~10」は特に断りがなければ「1以上」から「10以下」を表す。Hereinafter, the first invention (Claims 1 to 8 and 26 to 31 as filed) will be explained based on the first embodiment with reference to the drawings,
The second invention (claims 9 to 16 and 26 to 31 as filed) will be explained based on the second embodiment with reference to the drawings,
The third invention (Claims 17 to 21 and 26 to 31 as filed) will be explained based on the third embodiment with reference to the drawings,
The fourth invention (claims 22 to 25 and 26 to 31 as filed) will be explained based on the fourth embodiment with reference to the drawings.
Note that in all the drawings, similar components are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate. Further, for example, "1 to 10" represents "1 or more" to "10 or less" unless otherwise specified.
<第1の実施形態>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、
熱硬化性樹脂(A)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む。
以下、各成分について説明する<First embodiment>
The thermosetting resin composition of this embodiment is
Contains a thermosetting resin (A) and a high dielectric constant filler (C).
Each component will be explained below.
。
[熱硬化性樹脂(A)]
本実施形態において、熱硬化性樹脂(A)としては、シアネート樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル重合性の炭素-炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂、およびマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を用いることができる。これらの中でも、本発明の効果および熱伝導性ペーストの接着性を向上させる観点からは、エポキシ樹脂(A1)を含むことが特に好ましい。.
[Thermosetting resin (A)]
In this embodiment, the thermosetting resin (A) is one selected from cyanate resins, epoxy resins, resins having two or more radically polymerizable carbon-carbon double bonds in one molecule, and maleimide resins. Or two or more types can be used. Among these, from the viewpoint of improving the effects of the present invention and the adhesiveness of the thermally conductive paste, it is particularly preferable to include the epoxy resin (A1).
エポキシ樹脂(A1)は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を用いることができ、その分子量や分子構造は限定されない。 As the epoxy resin (A1), monomers, oligomers, and polymers in general having two or more epoxy groups in one molecule can be used, and the molecular weight and molecular structure thereof are not limited.
エポキシ樹脂(A1)は、例えばビフェニル型エポキシ樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールF型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂;スチルベン型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等に例示されるトリスフェノール型エポキシ樹脂等の多官能エポキシ樹脂;フェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;ジヒドロキシナフタレン型エポキシ樹脂、ジヒドロキシナフタレンの2量体をグリシジルエーテル化して得られるエポキシ樹脂等のナフトール型エポキシ樹脂;トリグリシジルイソシアヌレート、モノアリルジグリシジルイソシアヌレート等のトリアジン核含有エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂等の有橋環状炭化水素化合物変性フェノール型エポキシ樹脂からなる群から選択される1種類または2種類以上を含む。 The epoxy resin (A1) is, for example, a biphenyl type epoxy resin; a bisphenol type epoxy resin such as a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, or a tetramethylbisphenol F type epoxy resin; a stilbene type epoxy resin; a phenol novolac type epoxy resin; Novolac-type epoxy resins such as cresol novolac-type epoxy resins; polyfunctional epoxy resins such as trisphenol-type epoxy resins exemplified by triphenolmethane-type epoxy resins, alkyl-modified triphenolmethane-type epoxy resins, etc.; phenol aralkyl having a phenylene skeleton type epoxy resin, naphthol aralkyl type epoxy resin having a phenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton, phenol aralkyl type epoxy resin such as naphthol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton; dihydroxynaphthalene type epoxy resin, dihydroxynaphthalene type epoxy resin, etc. Naphthol-type epoxy resins such as epoxy resins obtained by glycidyl etherification of dimers; triazine core-containing epoxy resins such as triglycidyl isocyanurate and monoallyl diglycidyl isocyanurate; bridged epoxy resins such as dicyclopentadiene-modified phenol-type epoxy resins It contains one or more selected from the group consisting of cyclic hydrocarbon compound-modified phenolic epoxy resins.
本発明の効果の観点から、これらの内、ノボラック型エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、およびフェノールアラルキル型エポキシ樹脂を好ましく用いることができる。また、同様の観点から、エポキシ樹脂は、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂およびトリフェニルメタン型エポキシ樹脂からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂およびビフェニレン骨格を有するフェノールアラルキル型エポキシ樹脂からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましい。 From the viewpoint of the effects of the present invention, among these, novolac type epoxy resins, polyfunctional epoxy resins, and phenol aralkyl type epoxy resins can be preferably used. Further, from the same viewpoint, the epoxy resin preferably contains one or more selected from the group consisting of an orthocresol novolak epoxy resin, a phenol aralkyl epoxy resin having a biphenylene skeleton, and a triphenylmethane epoxy resin, It is more preferable to include one or more selected from the group consisting of an orthocresol novolac type epoxy resin and a phenol aralkyl type epoxy resin having a biphenylene skeleton.
エポキシ樹脂(A1)は、本発明の効果の観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上含むことができる。また、エポキシ樹脂(A1)は典型的には、20質量%以下、より好ましくは18質量%以下、さらに好ましくは15質量%以下含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the epoxy resin (A1) preferably contains 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, based on the entire thermosetting resin composition. I can do it. Further, the epoxy resin (A1) can be contained typically at most 20% by mass, more preferably at most 18% by mass, even more preferably at most 15% by mass.
[高誘電率充填剤(C)]
本実施形態において、高誘電率充填剤(C)としては、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、またはジルコン酸カルシウム等を挙げることができ、これらから選択される1種または2種以上を用いることができる。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、これらの高誘電率充填剤(C)を含むことにより、高誘電率および低誘電正接に優れ、高周波帯においてもこれらの効果に優れる。[High dielectric constant filler (C)]
In this embodiment, the high dielectric constant filler (C) includes calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, and zirconate. Examples include barium, calcium zirconate titanate, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate, and one or more selected from these can be used.
By containing these high dielectric constant fillers (C), the thermosetting resin composition of this embodiment is excellent in high dielectric constant and low dielectric loss tangent, and also excellent in these effects in a high frequency band.
高誘電率充填剤(C)としては、本発明の効果の観点、特に低誘電正接の観点から、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウムがより好ましい。 As the high dielectric constant filler (C), calcium titanate and strontium titanate are more preferable from the viewpoint of the effects of the present invention, particularly from the viewpoint of low dielectric loss tangent.
高誘電率充填剤(C)の形状は、粒状、不定形、フレーク状などであり、これらの形状の高誘電率充填剤を任意の比率で用いることができる。高誘電率充填剤の平均粒子径は、本発明の効果の観点や流動性・充填性の観点から、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは0.3μm以上20μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上10μm以下である。 The shape of the high dielectric constant filler (C) is granular, amorphous, flake, etc., and high dielectric constant fillers having these shapes can be used in any ratio. The average particle diameter of the high dielectric constant filler is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably .5 μm or more and 10 μm or less.
高誘電率充填剤(C)の配合量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは20質量%~80質量%、より好ましくは30質量%~70質量%、さらに好ましくは40質量%~60質量%の範囲である。高誘電率充填剤(C)の添加量が上記範囲であると、得られる硬化物の誘電率がより低くなるとともに、成形品の製造にも優れる。 The blending amount of the high dielectric constant filler (C) is preferably 20% by mass to 80% by mass, more preferably 30% by mass to 70% by mass, even more preferably 40% by mass, based on the entire thermosetting resin composition. % to 60% by mass. When the amount of the high dielectric constant filler (C) is within the above range, the resulting cured product has a lower dielectric constant and is also excellent in producing molded products.
[活性エステル硬化剤(B1)]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに活性エステル硬化剤(B1)を含むことができる。
活性エステル硬化剤(B1)としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル硬化剤(B1)としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。[Active ester curing agent (B1)]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain an active ester curing agent (B1).
As the active ester curing agent (B1), a compound having one or more active ester groups in one molecule can be used. Among these, the active ester curing agent (B1) contains two ester groups with high reactivity in one molecule, such as phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, and esters of heterocyclic hydroxy compounds. Compounds having at least one of these are preferred.
活性エステル硬化剤(B1)の好ましい具体例としては、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル硬化剤が挙げられ、少なくとも1種を含むことができる。中でも、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤がより好ましい。「ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造」とは、フェニレン-ジシクロペンチレン-フェニレンからなる2価の構造単位を表す。 Preferred specific examples of the active ester curing agent (B1) include an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, an active ester curing agent containing a naphthalene structure, an active ester curing agent containing an acetylated product of phenol novolac, and phenol. Active ester curing agents including benzoylated novolacs may be mentioned, and at least one type thereof may be included. Among these, active ester curing agents containing a naphthalene structure and active ester curing agents containing a dicyclopentadiene type diphenol structure are more preferable. "Dicyclopentadiene type diphenol structure" refers to a divalent structural unit consisting of phenylene-dicyclopentylene-phenylene.
本実施形態において、活性エステル硬化剤(B1)は、例えば、以下の一般式(1)で表される構造を有する樹脂を用いることができる。 In this embodiment, as the active ester curing agent (B1), for example, a resin having a structure represented by the following general formula (1) can be used.
一般式(1)において、「B」は、一般式(B)で表される構造である。 In general formula (1), "B" is a structure represented by general formula (B).
一般式(B)中、Arは、置換または非置換のアリーレン基である。置換されたアリーレン基の置換基は炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基等が挙げられる。
Yは、単結合、置換または非置換の炭素原子数1~6の直鎖のアルキレン基、または置換または非置換の炭素原子数3~6の環式のアルキレン基、置換または非置換の2価の芳香族炭化水素基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、あるいはスルホン基である。前記基の置換基としては、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基等が挙げられる。
Yとして好ましくは、単結合、メチレン基、-CH(CH3)2-、エーテル結合、置換されていてもよいシクロアルキレン基、置換されていてもよい9,9-フルオレニレン基等が挙げられる。
nは0~4の整数であり、好ましくは0または1である。
Bは、具体的には、下記一般式(B1)または下記一般式(B2)で表される構造である。In general formula (B), Ar is a substituted or unsubstituted arylene group. Examples of the substituents of the substituted arylene group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, an aralkyl group, and the like.
Y is a single bond, a substituted or unsubstituted linear alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclic alkylene group having 3 to 6 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted divalent aromatic hydrocarbon group, ether bond, carbonyl group, carbonyloxy group, sulfide group, or sulfone group. Examples of the substituent of the above group include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, an aralkyl group, and the like.
Preferred examples of Y include a single bond, a methylene group, -CH(CH 3 ) 2 -, an ether bond, an optionally substituted cycloalkylene group, and an optionally substituted 9,9-fluorenylene group.
n is an integer from 0 to 4, preferably 0 or 1.
Specifically, B is a structure represented by the following general formula (B1) or the following general formula (B2).
上記一般式(B1)および上記一般式(B2)中、ArおよびYは、一般式(B)と同義である。 In the general formula (B1) and the general formula (B2), Ar and Y have the same meanings as in the general formula (B).
Aは、脂肪族環状炭化水素基を介して連結された置換または非置換のアリーレン基であり、
Ar’は、置換または非置換のアリール基であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。A is a substituted or unsubstituted arylene group connected via an aliphatic cyclic hydrocarbon group,
Ar' is a substituted or unsubstituted aryl group,
k is the average value of repeating units and ranges from 0.25 to 3.5.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、特定の活性エステル硬化剤を含むことにより、得られる硬化物は優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接に優れる。 Since the thermosetting resin composition of this embodiment contains a specific active ester curing agent, the resulting cured product can have excellent dielectric properties and is excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物に用いられる活性エステル硬化剤(B1)は、式(B)で表される活性エステル基を有する。エポキシ樹脂と活性エステル硬化剤との硬化反応において、活性エステル硬化剤の活性エステル基はエポキシ樹脂のエポキシ基と反応して2級の水酸基を生じる。この2級の水酸基は、活性エステル硬化剤のエステル残基により封鎖される。そのため、硬化物の誘電正接が低減される。 The active ester curing agent (B1) used in the thermosetting resin composition of this embodiment has an active ester group represented by formula (B). In the curing reaction between the epoxy resin and the active ester curing agent, the active ester group of the active ester curing agent reacts with the epoxy group of the epoxy resin to generate a secondary hydroxyl group. This secondary hydroxyl group is blocked by the ester residue of the active ester curing agent. Therefore, the dielectric loss tangent of the cured product is reduced.
一実施形態において、上記式(B)で表される構造は、以下の式(B-1)~式(B-6)から選択される少なくとも1つであることが好ましい。 In one embodiment, the structure represented by the above formula (B) is preferably at least one selected from the following formulas (B-1) to (B-6).
式(B-1)~(B-6)において、
R1はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、In formulas (B-1) to (B-6),
R 1 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group,
R2はそれぞれ独立に炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基の何れかであり、Xは炭素原子数2~6の直鎖のアルキレン基、エーテル結合、カルボニル基、カルボニルオキシ基、スルフィド基、スルホン基のいずれかであり、
nは0~4の整数であり、pは1~4の整数である。R 2 is each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or a phenyl group, and X is a linear alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, an ether a bond, a carbonyl group, a carbonyloxy group, a sulfide group, or a sulfone group,
n is an integer from 0 to 4, and p is an integer from 1 to 4.
上記式(B-1)~(B-6)で表される構造は、いずれも配向性が高い構造であることから、これを含む活性エステル硬化剤を用いた場合、得られる熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、低誘電正接を有するとともに、金属に対する密着性に優れ、そのため半導体封止材料として好適に用いることができる。
中でも、低誘電正接の観点から、式(B-2)、式(B-3)または式(B-5)で表される構造を有する活性エステル硬化剤が好ましく、さらに式(B-2)のnが0である構造、式(B-3)のXがエーテル結合である構造、または式(B-5)において二つのカルボニルオキシ基が4,4’-位にある構造を有する活性エステル硬化剤がより好ましい。また各式中のR1はすべて水素原子であることが好ましい。The structures represented by the above formulas (B-1) to (B-6) are all highly oriented structures, so when an active ester curing agent containing them is used, the resulting thermosetting resin The cured product of the composition has a low dielectric loss tangent and excellent adhesion to metals, and therefore can be suitably used as a semiconductor encapsulation material.
Among these, from the viewpoint of low dielectric loss tangent, active ester curing agents having a structure represented by formula (B-2), formula (B-3) or formula (B-5) are preferable, and furthermore, active ester curing agents having a structure represented by formula (B-2), formula (B-3) or formula (B-5) are preferable. Active ester having a structure in which n is 0, a structure in which X in formula (B-3) is an ether bond, or a structure in which two carbonyloxy groups are at the 4,4'-position in formula (B-5) Curing agents are more preferred. Further, it is preferable that all R 1 in each formula are hydrogen atoms.
式(1)における「Ar’」はアリール基であり、例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、3,5-キシリル基、o-ビフェニル基、m-ビフェニル基、p-ビフェニル基、2-ベンジルフェニル基、4-ベンジルフェニル基、4-(α-クミル)フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基等であり得る。中でも、特に誘電正接の低い硬化物が得られることから、1-ナフチル基または2-ナフチル基であることが好ましい。 "Ar'" in formula (1) is an aryl group, for example, phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 3,5-xylyl group, o-biphenyl group, m-biphenyl group. p-biphenyl group, 2-benzylphenyl group, 4-benzylphenyl group, 4-(α-cumyl)phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, etc. Among these, 1-naphthyl group or 2-naphthyl group is preferable because a cured product with a particularly low dielectric loss tangent can be obtained.
本実施形態において、式(1)で表される活性エステル硬化剤における「A」は、脂肪族環状炭化水素基を介して連結された置換または非置換のアリーレン基であり、このようなアリーレン基としては、例えば、1分子中に二重結合を2個含有する不飽和脂肪族環状炭化水素化合物と、フェノール性化合物とを重付加反応させて得られる構造が挙げられる。 In this embodiment, "A" in the active ester curing agent represented by formula (1) is a substituted or unsubstituted arylene group connected via an aliphatic cyclic hydrocarbon group; Examples of the structure include a structure obtained by polyaddition reaction of an unsaturated aliphatic cyclic hydrocarbon compound containing two double bonds in one molecule and a phenolic compound.
前記1分子中に二重結合を2個含有する不飽和脂肪族環状炭化水素化合物は、例えば、ジシクロペンタジエン、シクロペンタジエンの多量体、テトラヒドロインデン、4-ビニルシクロヘキセン、5-ビニル-2-ノルボルネン、リモネン等が挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらの中でも、耐熱性に優れる硬化物が得られることからジシクロペンタジエンが好ましい。尚、ジシクロペンタジエンは石油留分中に含まれることから、工業用ジシクロペンタジエンにはシクロペンタジエンの多量体や、他の脂肪族或いは芳香族性ジエン化合物等が不純物として含有されることがあるが、耐熱性、硬化性、成形性等の性能を考慮すると、ジシクロペンタジエンの純度90質量%以上の製品を用いることが望ましい。 Examples of the unsaturated aliphatic cyclic hydrocarbon compound containing two double bonds in one molecule include dicyclopentadiene, cyclopentadiene polymer, tetrahydroindene, 4-vinylcyclohexene, and 5-vinyl-2-norbornene. , limonene, etc., and each of these may be used alone or two or more types may be used in combination. Among these, dicyclopentadiene is preferred because it provides a cured product with excellent heat resistance. Since dicyclopentadiene is contained in petroleum fractions, industrial dicyclopentadiene may contain cyclopentadiene polymers and other aliphatic or aromatic diene compounds as impurities. However, in consideration of performance such as heat resistance, curability, and moldability, it is desirable to use a product with dicyclopentadiene purity of 90% by mass or more.
一方、前記フェノール性化合物は、例えば、フェノール、クレゾール、キシレノール、エチルフェノール、イソプロピルフェノール、ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ビニルフェノール、イソプロペニルフェノール、アリルフェノール、フェニルフェノール、ベンジルフェノール、クロルフェノール、ブロムフェノール、1-ナフトール、2-ナフトール、1,4-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,6-ジヒドロキシナフタレン、2,7-ジヒドロキシナフタレン等が挙げられ、それぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を併用しても良い。これらの中でも、硬化性が高く硬化物における誘電特性に優れる活性エステル硬化剤となることからフェノールが好ましい。 On the other hand, the phenolic compounds include, for example, phenol, cresol, xylenol, ethylphenol, isopropylphenol, butylphenol, octylphenol, nonylphenol, vinylphenol, isopropenylphenol, allylphenol, phenylphenol, benzylphenol, chlorophenol, bromophenol, Examples include 1-naphthol, 2-naphthol, 1,4-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, 2,6-dihydroxynaphthalene, and 2,7-dihydroxynaphthalene, each of which can be used alone. It may be used or two or more types may be used together. Among these, phenol is preferred because it is an active ester curing agent with high curability and excellent dielectric properties in a cured product.
好ましい実施形態において、式(1)で表される活性エステル硬化剤における「A」は、式(A)で表される構造を有する。式(1)における「A」が以下の構造である活性エステル硬化剤を含む熱硬化性樹脂組成物は、その硬化物が低誘電正接であり、インサート品に対する密着性に優れる。 In a preferred embodiment, "A" in the active ester curing agent represented by formula (1) has a structure represented by formula (A). A thermosetting resin composition containing an active ester curing agent in which "A" in formula (1) has the following structure has a cured product having a low dielectric loss tangent and excellent adhesion to insert products.
式(A)において、
R3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、
lは0または1であり、mは1以上の整数である。In formula (A),
R 3 is each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group,
l is 0 or 1, and m is an integer of 1 or more.
式(1)で表される活性エステル硬化剤のうち、より好ましいものとして、下記式(1-1)、式(1-2)および式(1-3)で表される樹脂が挙げられ、特に好ましいものとして、下記式(1-3)で表される樹脂が挙げられる。 Among the active ester curing agents represented by formula (1), more preferable ones include resins represented by the following formulas (1-1), (1-2), and (1-3), Particularly preferred are resins represented by the following formula (1-3).
式(1-1)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。In formula (1-1), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
式(1-2)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。In formula (1-2), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
式(1-3)中、R1及びR3はそれぞれ独立に水素原子、炭素原子数1~4のアルキル基、炭素原子数1~4のアルコキシ基、フェニル基、アラルキル基の何れかであり、Zはフェニル基、ナフチル基、又は、芳香核上に炭素原子数1~4のアルキル基を1~3個有するフェニル基或いはナフチル基であり、lは0又は1であり、kは繰り返し単位の平均であり、0.25~3.5である。In formula (1-3), R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or an aralkyl group. , Z is a phenyl group, a naphthyl group, or a phenyl group or a naphthyl group having 1 to 3 alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms on the aromatic nucleus, l is 0 or 1, and k is a repeating unit. It is the average of 0.25 to 3.5.
本発明で用いられる活性エステル硬化剤(B1)は、脂肪族環状炭化水素基を介してフェノール性水酸基を有するアリール基が複数結節された構造を有するフェノール性化合物(a)と、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)と、芳香族モノヒドロキシ化合物(c)とを反応させる、公知の方法により製造することができる。 The active ester curing agent (B1) used in the present invention is composed of a phenolic compound (a) having a structure in which a plurality of aryl groups having a phenolic hydroxyl group are linked via an aliphatic cyclic hydrocarbon group, and an aromatic nucleus-containing dicarboxylic compound. It can be produced by a known method of reacting an acid or its halide (b) with an aromatic monohydroxy compound (c).
上記フェノール性化合物(a)と、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)と、芳香族モノヒドロキシ化合物(c)との反応割合は、所望の分子設計に応じて適宜調整することができるが、中でも、より硬化性の高い活性エステル硬化剤が得られることから、芳香核含有ジカルボン酸又はそのハライド(b)が有するカルボキシル基又は酸ハライド基の合計1モルに対し、前記フェノール性化合物(a)が有するフェノール性水酸基が0.25~0.90モルの範囲となり、かつ、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(c)が有するヒドロキシル基が0.10~0.75モルの範囲となる割合で各原料を用いることが好ましく、前記フェノール性化合物(a)が有するフェノール性水酸基が0.50~0.75モルの範囲となり、かつ、前記芳香族モノヒドロキシ化合物(c)が有するヒドロキシル基が0.25~0.50モルの範囲となる割合で各原料を用いることがより好ましい。 The reaction ratio of the phenolic compound (a), the aromatic nucleus-containing dicarboxylic acid or its halide (b), and the aromatic monohydroxy compound (c) can be adjusted as appropriate depending on the desired molecular design. Among them, since an active ester curing agent with higher curability is obtained, the phenolic compound (a) is ) has a phenolic hydroxyl group in the range of 0.25 to 0.90 mol, and the aromatic monohydroxy compound (c) has a hydroxyl group in a ratio of 0.10 to 0.75 mol. It is preferable to use raw materials such that the phenolic hydroxyl group possessed by the phenolic compound (a) is in the range of 0.50 to 0.75 mol, and the hydroxyl group possessed by the aromatic monohydroxy compound (c) is 0.50 to 0.75 mol. It is more preferable to use each raw material in a proportion ranging from 25 to 0.50 mol.
また、活性エステル硬化剤(B1)の官能基当量は、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基およびフェノール性水酸基の合計を樹脂の官能基数とした場合、硬化性に優れ、誘電率及び誘電正接の低い硬化物が得られることから、200g/eq以上230g/eq以下の範囲であることが好ましく、210g/eq以上220g/eq以下の範囲であることがより好ましい。 In addition, the functional group equivalent of the active ester curing agent (B1) has excellent curability and has a low dielectric constant and dielectric loss tangent when the total number of aryl carbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups in the resin structure is taken as the number of functional groups in the resin. Since a low cured product can be obtained, the range is preferably from 200 g/eq to 230 g/eq, and more preferably from 210 g/eq to 220 g/eq.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、活性エステル硬化剤(B1)とエポキシ樹脂(A1)との配合量は、硬化性に優れ、誘電正接の低い硬化物が得られることから、活性エステル硬化剤(B1)中の活性基の合計1当量に対して、エポキシ樹脂(A1)中のエポキシ基が0.8~1.2当量となる割合であることが好ましい。ここで、活性エステル硬化剤(B1)中の活性基とは、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基及びフェノール性水酸基を指す。 In the thermosetting resin composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) and the epoxy resin (A1) are blended in an appropriate amount because a cured product with excellent curability and a low dielectric loss tangent can be obtained. The ratio is preferably such that the amount of epoxy groups in the epoxy resin (A1) is 0.8 to 1.2 equivalents per total equivalent of active groups in the curing agent (B1). Here, the active group in the active ester curing agent (B1) refers to the arylcarbonyloxy group and phenolic hydroxyl group contained in the resin structure.
本実施形態の組成物において、活性エステル硬化剤(B1)は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
特定の活性エステル硬化剤を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) is preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more, based on the entire thermosetting resin composition. It is used in an amount of 10% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the specific active ester curing agent within the above range, the resulting cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の樹脂阻止物は、活性エステル硬化剤(B1)と、上述の高誘電率充填剤(C)とを組み合わせて用いることにより、高誘電率および低誘電正接により優れ、高周波帯においてもこれらの効果に優れる。
上記効果の観点から、活性エステル硬化剤(B1)は、上述の高誘電率充填剤(C)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは2質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは3質量部以上15質量部以下となるように含むことができる。By using the active ester curing agent (B1) and the above-mentioned high dielectric constant filler (C) in combination, the resin blocker of this embodiment has excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent, and can also be used in high frequency bands. Excellent in these effects.
From the viewpoint of the above effects, the active ester curing agent (B1) is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the above-mentioned high dielectric constant filler (C). It can be contained in an amount of 20 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
なお、本出願人は、特開2020-90615号公報に記載のように、本発明とは異なる半導体封止用途において、エポキシ樹脂と、所定の活性エステル硬化剤と、を含む熱硬化性樹脂組成物を開発している。本発明は、同公報記載の技術に対して、高誘電率充填剤を含有する点で相違している。また、高誘電率充填剤を含有するため、活性エステル硬化剤とエポキシ樹脂の組み合わせによる作用効果も、高誘電率を有する点、さらに高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れる点で相違している。 Note that, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-90615, the present applicant has developed a thermosetting resin composition containing an epoxy resin and a predetermined active ester curing agent in a semiconductor encapsulation application different from the present invention. Developing things. The present invention differs from the technique described in the publication in that it contains a high dielectric constant filler. In addition, since it contains a high dielectric constant filler, the effects of the combination of the active ester curing agent and epoxy resin are different in that it has a high dielectric constant and is superior in high dielectric constant and low dielectric loss tangent in high frequency bands. ing.
[その他の硬化剤]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに活性エステル硬化剤(B1)以外の他の硬化剤を含むことができる。
硬化剤としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ-ル、BF3-アミン錯体、グアニジン誘導体等のアミン化合物;ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等のアミド化合物;無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物が挙げられ、フェノールアラルキル樹脂が好ましい。[Other hardening agents]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain a curing agent other than the active ester curing agent (B1).
Examples of curing agents include amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, imidazole, BF 3 -amine complex, and guanidine derivatives; dicyandiamide, linolenic acid dimer, and ethylenediamine. Amide compounds such as polyamide resins synthesized from: phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methylnadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride , acid anhydrides such as methylhexahydrophthalic anhydride; phenol novolak resin, cresol novolac resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane Resin, tetraphenylolethane resin, naphthol novolak resin, naphthol-phenol co-condensed novolak resin, naphthol-cresol co-condensed novolak resin, biphenyl-modified phenol resin (polyhydric phenol compound in which phenol cores are linked by bismethylene groups), biphenyl-modified resin Examples include polyhydric phenol compounds such as naphthol resin (a polyhydric naphthol compound in which a phenol nucleus is linked with bismethylene groups) and aminotriazine-modified phenol resin (a polyhydric phenol compound in which a phenol nucleus is linked to melamine, benzoguanamine, etc.). Phenolic aralkyl resins are preferred.
活性エステル硬化剤(B1)とともに他の硬化剤を用いる場合、他の硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂に対して、好ましくは0.5質量%以上20質量%以下、より好ましくは1.0質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは2.0質量%以上10質量%以下の量である。上記範囲の量で硬化剤を使用することにより、優れた硬化性を有する熱硬化性樹脂組成物が得られる。 When using another curing agent together with the active ester curing agent (B1), the blending amount of the other curing agent is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, based on the thermosetting resin. The amount is .0% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or more and 10% by mass or less. By using the curing agent in an amount within the above range, a thermosetting resin composition having excellent curability can be obtained.
[硬化触媒(D)]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに硬化触媒(D)を含むことができる。
硬化触媒(D)は、硬化促進剤などと呼ばれる場合もある。硬化触媒(D)は、熱硬化性樹脂(A)の硬化反応を早めるものである限り特に限定されず、公知の硬化触媒を用いることができる。[Curing catalyst (D)]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain a curing catalyst (D).
The curing catalyst (D) is sometimes called a curing accelerator. The curing catalyst (D) is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction of the thermosetting resin (A), and any known curing catalyst can be used.
具体的には、有機ホスフィン、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等のリン原子含有化合物;2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール等のイミダゾール類(イミダゾール系硬化促進剤);1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、ベンジルジメチルアミン等が例示されるアミジンや3級アミン、アミジンやアミンの4級塩等の窒素原子含有化合物などを挙げることができ、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。 Specifically, phosphorus atom-containing compounds such as organic phosphines, tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, adducts of phosphine compounds and quinone compounds, and adducts of phosphonium compounds and silane compounds; 2-methylimidazole, 2- Imidazole such as phenylimidazole (imidazole curing accelerator); 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undecene-7, benzyldimethylamine, etc. are examples of amidine and tertiary amine; quaternary of amidine and amine; Nitrogen atom-containing compounds such as salts can be mentioned, and only one type may be used, or two or more types may be used.
これらの中でも、硬化性を向上させ、曲げ強度などの機械強度に優れた磁性材料を得る観点からはリン原子含有化合物を含むことが好ましく、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスホベタイン化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物等の潜伏性を有するものを含むことがより好ましく、テトラ置換ホスホニウム化合物、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が特に好ましい。 Among these, from the viewpoint of improving hardenability and obtaining a magnetic material with excellent mechanical strength such as bending strength, it is preferable to include compounds containing phosphorus atoms, such as tetra-substituted phosphonium compounds, phosphobetaine compounds, phosphine compounds and quinone compounds. It is more preferable to include compounds with latent properties such as adducts between phosphonium compounds and silane compounds, tetra-substituted phosphonium compounds, adducts between phosphine compounds and quinone compounds, and adducts between phosphonium compounds and silane compounds. Adducts are particularly preferred.
一般式(1)で表される活性エステル硬化剤(B1)と潜伏性を有する硬化触媒とを組み合わせて用いることにより、成形性により優れるとともに、曲げ強度などの機械強度により優れた磁性材料を得ることができる。 By using the active ester curing agent (B1) represented by the general formula (1) in combination with a curing catalyst having latent properties, a magnetic material with excellent formability and mechanical strength such as bending strength can be obtained. be able to.
有機ホスフィンとしては、例えばエチルホスフィン、フェニルホスフィン等の第1ホスフィン;ジメチルホスフィン、ジフェニルホスフィン等の第2ホスフィン;トリメチルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリフェニルホスフィン等の第3ホスフィンが挙げられる。
テトラ置換ホスホニウム化合物としては、例えば下記一般式(6)で表される化合物等が挙げられる。Examples of the organic phosphine include primary phosphines such as ethylphosphine and phenylphosphine; secondary phosphines such as dimethylphosphine and diphenylphosphine; and tertiary phosphines such as trimethylphosphine, triethylphosphine, tributylphosphine and triphenylphosphine.
Examples of the tetra-substituted phosphonium compound include compounds represented by the following general formula (6).
一般式(6)において、
Pはリン原子を表す。
R4、R5、R6およびR7は、それぞれ独立に、芳香族基またはアルキル基を表す。
Aはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸のアニオンを表す。In general formula (6),
P represents a phosphorus atom.
R 4 , R 5 , R 6 and R 7 each independently represent an aromatic group or an alkyl group.
A represents an anion of an aromatic organic acid having at least one functional group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, and a thiol group in its aromatic ring.
AHはヒドロキシル基、カルボキシル基、チオール基から選ばれる官能基のいずれかを芳香環に少なくとも1つ有する芳香族有機酸を表す。
x、yは1~3、zは0~3であり、かつx=yである。AH represents an aromatic organic acid having at least one functional group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, and a thiol group in an aromatic ring.
x and y are 1 to 3, z is 0 to 3, and x=y.
一般式(6)で表される化合物は、例えば、以下のようにして得られる。
まず、テトラ置換ホスホニウムハライドと芳香族有機酸と塩基を有機溶剤に混ぜ均一に混合し、その溶液系内に芳香族有機酸アニオンを発生させる。次いで水を加えると、一般式(6)で表される化合物を沈殿させることができる。一般式(6)で表される化合物において、リン原子に結合するR4、R5、R6およびR7がフェニル基であり、かつAHはヒドロキシル基を芳香環に有する化合物、すなわちフェノール類であり、かつAは該フェノール類のアニオンであるのが好ましい。上記フェノール類としては、フェノール、クレゾール、レゾルシン、カテコールなどの単環式フェノール類、ナフトール、ジヒドロキシナフタレン、アントラキノールなどの縮合多環式フェノール類、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなどのビスフェノール類、フェニルフェノール、ビフェノールなどの多環式フェノール類などが例示される。The compound represented by general formula (6) can be obtained, for example, as follows.
First, a tetra-substituted phosphonium halide, an aromatic organic acid, and a base are mixed uniformly in an organic solvent, and an aromatic organic acid anion is generated in the solution system. Then, by adding water, the compound represented by general formula (6) can be precipitated. In the compound represented by general formula (6), R 4 , R 5 , R 6 and R 7 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and AH is a compound having a hydroxyl group in the aromatic ring, that is, a phenol. , and A is preferably an anion of the phenol. The above-mentioned phenols include monocyclic phenols such as phenol, cresol, resorcinol, and catechol; condensed polycyclic phenols such as naphthol, dihydroxynaphthalene, and anthraquinol; and bisphenols such as bisphenol A, bisphenol F, and bisphenol S; Examples include polycyclic phenols such as phenylphenol and biphenol.
ホスホベタイン化合物としては、例えば、下記一般式(7)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the phosphobetaine compound include a compound represented by the following general formula (7).
一般式(7)において、
Pはリン原子を表す。
R8は炭素数1~3のアルキル基、R9はヒドロキシル基を表す。
fは0~5であり、gは0~3である。In general formula (7),
P represents a phosphorus atom.
R 8 represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 9 represents a hydroxyl group.
f is 0-5 and g is 0-3.
一般式(7)で表される化合物は、例えば以下のようにして得られる。
まず、第三ホスフィンであるトリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩とを接触させ、トリ芳香族置換ホスフィンとジアゾニウム塩が有するジアゾニウム基とを置換させる工程を経て得られる。The compound represented by general formula (7) can be obtained, for example, as follows.
First, a triaromatic substituted phosphine, which is a tertiary phosphine, is brought into contact with a diazonium salt, and the diazonium group of the triaromatic substituted phosphine and the diazonium salt is substituted.
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物としては、例えば、下記一般式(8)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of a phosphine compound and a quinone compound include a compound represented by the following general formula (8).
一般式(8)において、
Pはリン原子を表す。
R10、R11およびR12は、炭素数1~12のアルキル基または炭素数6~12のアリール基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。In general formula (8),
P represents a phosphorus atom.
R 10 , R 11 and R 12 represent an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and may be the same or different from each other.
R13、R14およびR15は水素原子または炭素数1~12の炭化水素基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよく、R14とR15が結合して環状構造となっていてもよい。R 13 , R 14 and R 15 represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and may be the same or different from each other, and R 14 and R 15 are bonded to form a cyclic structure. It's okay.
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるホスフィン化合物としては、例えばトリフェニルホスフィン、トリス(アルキルフェニル)ホスフィン、トリス(アルコキシフェニル)ホスフィン、トリナフチルホスフィン、トリス(ベンジル)ホスフィン等の芳香環に無置換またはアルキル基、アルコキシル基等の置換基が存在するものが好ましく、アルキル基、アルコキシル基等の置換基としては1~6の炭素数を有するものが挙げられる。入手しやすさの観点からはトリフェニルホスフィンが好ましい。 Examples of phosphine compounds used in the adduct of a phosphine compound and a quinone compound include triphenylphosphine, tris(alkylphenyl)phosphine, tris(alkoxyphenyl)phosphine, trinaphthylphosphine, tris(benzyl)phosphine, etc. It is preferable that the substituent is substituted or has a substituent such as an alkyl group or an alkoxyl group, and examples of the substituent such as an alkyl group or an alkoxyl group include those having 1 to 6 carbon atoms. Triphenylphosphine is preferred from the viewpoint of availability.
また、ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物に用いるキノン化合物としては、ベンゾキノン、アントラキノン類が挙げられ、中でもp-ベンゾキノンが保存安定性の点から好ましい。 Furthermore, examples of the quinone compound used in the adduct of a phosphine compound and a quinone compound include benzoquinone and anthraquinones, and among them, p-benzoquinone is preferred from the viewpoint of storage stability.
ホスフィン化合物とキノン化合物との付加物の製造方法としては、有機第三ホスフィンとベンゾキノン類の両者が溶解することができる溶媒中で接触、混合させることにより付加物を得ることができる。溶媒としてはアセトンやメチルエチルケトン等のケトン類で付加物への溶解性が低いものがよい。しかしこれに限定されるものではない。 As a method for producing an adduct of a phosphine compound and a quinone compound, the adduct can be obtained by contacting and mixing both the organic tertiary phosphine and the benzoquinone in a solvent that can dissolve them. The solvent is preferably a ketone such as acetone or methyl ethyl ketone, which has low solubility in the adduct. However, it is not limited to this.
一般式(8)で表される化合物において、リン原子に結合するR10、R11およびR12がフェニル基であり、かつR13、R14およびR15が水素原子である化合物、すなわち1,4-ベンゾキノンとトリフェニルホスフィンを付加させた化合物が封止用樹脂組成物の硬化物の熱時弾性率を低下させる点で好ましい。In the compound represented by general formula (8), R 10 , R 11 and R 12 bonded to the phosphorus atom are phenyl groups, and R 13 , R 14 and R 15 are hydrogen atoms, that is, 1, A compound to which 4-benzoquinone and triphenylphosphine are added is preferred in that it lowers the thermal modulus of the cured product of the sealing resin composition.
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物としては、例えば下記一般式(9)で表される化合物等が挙げられる。 Examples of the adduct of a phosphonium compound and a silane compound include a compound represented by the following general formula (9).
一般式(9)において、
Pはリン原子を表し、Siは珪素原子を表す。In general formula (9),
P represents a phosphorus atom, and Si represents a silicon atom.
R16、R17、R18およびR19は、それぞれ、芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。
R20は、基Y2およびY3と結合する有機基である。
R21は、基Y4およびY5と結合する有機基である。R 16 , R 17 , R 18 and R 19 each represent an organic group having an aromatic ring or a heterocycle, or an aliphatic group, and may be the same or different from each other.
R 20 is an organic group bonded to groups Y 2 and Y 3 .
R 21 is an organic group bonded to groups Y 4 and Y 5 .
Y2およびY3は、プロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Y2およびY3が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。Y 2 and Y 3 represent a group formed by a proton-donating group releasing a proton, and the groups Y 2 and Y 3 in the same molecule bond to a silicon atom to form a chelate structure.
Y4およびY5はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基を表し、同一分子内の基Y4およびY5が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。
R20、およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、Y2、Y3、Y4およびY5は互いに同一であっても異なっていてもよい。
Z1は芳香環または複素環を有する有機基、あるいは脂肪族基である。Y 4 and Y 5 represent a group formed by a proton-donating group releasing a proton, and the groups Y 4 and Y 5 in the same molecule bond to a silicon atom to form a chelate structure.
R 20 and R 21 may be the same or different from each other, and Y 2 , Y 3 , Y 4 and Y 5 may be the same or different from each other.
Z1 is an organic group having an aromatic ring or a heterocycle, or an aliphatic group.
一般式(9)において、R16、R17、R18およびR19としては、例えば、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ナフチル基、ヒドロキシナフチル基、ベンジル基、メチル基、エチル基、n-ブチル基、n-オクチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、これらの中でも、フェニル基、メチルフェニル基、メトキシフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ヒドロキシナフチル基等のアルキル基、アルコキシ基、水酸基などの置換基を有する芳香族基もしくは無置換の芳香族基がより好ましい。In general formula (9), R 16 , R 17 , R 18 and R 19 are, for example, phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, naphthyl group, hydroxynaphthyl group, benzyl group, methyl group. , ethyl group, n-butyl group, n-octyl group, cyclohexyl group, etc. Among these, alkyl groups such as phenyl group, methylphenyl group, methoxyphenyl group, hydroxyphenyl group, hydroxynaphthyl group, and alkoxy groups , an aromatic group having a substituent such as a hydroxyl group, or an unsubstituted aromatic group is more preferable.
一般式(9)において、R20は、Y2およびY3と結合する有機基である。同様に、R21は、基Y4およびY5と結合する有機基である。Y2およびY3はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y2およびY3が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。同様にY4およびY5はプロトン供与性基がプロトンを放出してなる基であり、同一分子内の基Y4およびY5が珪素原子と結合してキレート構造を形成するものである。基R20およびR21は互いに同一であっても異なっていてもよく、基Y2、Y3、Y4、およびY5は互いに同一であっても異なっていてもよい。このような一般式(9)中の-Y2-R20-Y3-、およびY4-R21-Y5-で表される基は、プロトン供与体が、プロトンを2個放出してなる基で構成されるものであり、プロトン供与体としては、分子内にカルボキシル基、または水酸基を少なくとも2個有する有機酸が好ましく、さらには芳香環を構成する隣接する炭素にカルボキシル基または水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物が好ましく、芳香環を構成する隣接する炭素に水酸基を少なくとも2個有する芳香族化合物がより好ましく、例えば、カテコール、ピロガロール、1,2-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレン、2,2'-ビフェノール、1,1'-ビ-2-ナフトール、サリチル酸、1-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、3-ヒドロキシ-2-ナフトエ酸、クロラニル酸、タンニン酸、2-ヒドロキシベンジルアルコール、1,2-シクロヘキサンジオール、1,2-プロパンジオールおよびグリセリン等が挙げられるが、これらの中でも、カテコール、1,2-ジヒドロキシナフタレン、2,3-ジヒドロキシナフタレンがより好ましい。In general formula (9), R 20 is an organic group bonded to Y 2 and Y 3 . Similarly, R 21 is an organic group that is bonded to groups Y 4 and Y 5 . Y 2 and Y 3 are groups formed by a proton-donating group releasing protons, and the groups Y 2 and Y 3 in the same molecule bond to a silicon atom to form a chelate structure. Similarly, Y 4 and Y 5 are groups formed by a proton-donating group releasing protons, and the groups Y 4 and Y 5 in the same molecule combine with a silicon atom to form a chelate structure. The groups R 20 and R 21 may be the same or different from each other, and the groups Y 2 , Y 3 , Y 4 and Y5 may be the same or different from each other. The groups represented by -Y 2 -R 20 -Y 3 - and Y 4 -R 21 -Y 5 - in general formula (9) are groups in which the proton donor releases two protons. As a proton donor, an organic acid having at least two carboxyl groups or hydroxyl groups in the molecule is preferable, and furthermore, an organic acid having at least two carboxyl groups or hydroxyl groups in the molecule constituting the aromatic ring is preferable. An aromatic compound having at least two hydroxyl groups is preferred, and an aromatic compound having at least two hydroxyl groups on adjacent carbons constituting an aromatic ring is more preferred, such as catechol, pyrogallol, 1,2-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxy Naphthalene, 2,2'-biphenol, 1,1'-bi-2-naphthol, salicylic acid, 1-hydroxy-2-naphthoic acid, 3-hydroxy-2-naphthoic acid, chloranilic acid, tannic acid, 2-hydroxybenzyl Examples include alcohol, 1,2-cyclohexanediol, 1,2-propanediol, and glycerin, but among these, catechol, 1,2-dihydroxynaphthalene, and 2,3-dihydroxynaphthalene are more preferred.
一般式(9)中のZ1は、芳香環または複素環を有する有機基または脂肪族基を表し、これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基およびオクチル基等の脂肪族炭化水素基や、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基およびビフェニル基等の芳香族炭化水素基、グリシジルオキシプロピル基、メルカプトプロピル基、アミノプロピル基等のグリシジルオキシ基、メルカプト基、アミノ基を有するアルキル基およびビニル基等の反応性置換基等が挙げられるが、これらの中でも、メチル基、エチル基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基が熱安定性の面から、より好ましい。
ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物の製造方法は、例えば以下である。 Z1 in the general formula (9) represents an organic group or aliphatic group having an aromatic ring or a heterocycle, and specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a hexyl group. and aliphatic hydrocarbon groups such as octyl groups, aromatic hydrocarbon groups such as phenyl, benzyl, naphthyl, and biphenyl groups, glycidyloxy groups such as glycidyloxypropyl, mercaptopropyl, and aminopropyl groups, and mercapto Among these, methyl, ethyl, phenyl, naphthyl, and biphenyl groups are more preferable in terms of thermal stability. preferable.
A method for producing an adduct of a phosphonium compound and a silane compound is, for example, as follows.
メタノールを入れたフラスコに、フェニルトリメトキシシラン等のシラン化合物、2,3-ジヒドロキシナフタレン等のプロトン供与体を加えて溶かし、次に室温攪拌下ナトリウムメトキシド-メタノール溶液を滴下する。さらにそこへ予め用意したテトラフェニルホスホニウムブロマイド等のテトラ置換ホスホニウムハライドをメタノールに溶かした溶液を室温攪拌下滴下すると結晶が析出する。析出した結晶を濾過、水洗、真空乾燥すると、ホスホニウム化合物とシラン化合物との付加物が得られる。 A silane compound such as phenyltrimethoxysilane and a proton donor such as 2,3-dihydroxynaphthalene are added and dissolved in a flask containing methanol, and then a sodium methoxide-methanol solution is added dropwise while stirring at room temperature. Furthermore, when a solution prepared in advance in which a tetra-substituted phosphonium halide such as tetraphenylphosphonium bromide is dissolved in methanol is added dropwise thereto under stirring at room temperature, crystals are precipitated. When the precipitated crystals are filtered, washed with water, and dried under vacuum, an adduct of a phosphonium compound and a silane compound is obtained.
硬化触媒(D)を用いる場合、その含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01~1質量%、より好ましくは0.02~0.8質量%である。このような数値範囲とすることにより、他の性能を過度に悪くすることなく、十分に硬化促進効果が得られる。 When using the curing catalyst (D), its content is preferably 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.02 to 0.8% by mass, based on the entire thermosetting resin composition. By setting the value within such a numerical range, a sufficient curing accelerating effect can be obtained without excessively deteriorating other performances.
[無機充填剤]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上および強度向上のために、高誘電率充填剤以外に無機充填剤を含むことができる。[Inorganic filler]
The thermosetting resin composition of the present embodiment can further contain an inorganic filler in addition to the high dielectric constant filler in order to reduce hygroscopicity, reduce the coefficient of linear expansion, improve thermal conductivity, and improve strength.
無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、またはこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填材形状は成形時の流動性および金型摩耗性の点から球形が好ましい。 Inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, forsterite, steatite, spinel, Examples include powders such as mullite and titania, beads made of spherical powders, and glass fibers. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among the above inorganic fillers, fused silica is preferred from the viewpoint of reducing the coefficient of linear expansion, and alumina is preferred from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the filler is spherical from the viewpoint of fluidity during molding and mold abrasion resistance. is preferred.
高誘電率充填剤以外の無機充填材の配合量は、成形性、熱膨張性の低減、および強度向上の観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは15質量%以上、60質量%以下、より好ましくは20質量%以上、50質量%以下の範囲とすることができる。上記範囲であれば、熱膨張性低減および成形性に優れる。 The blending amount of the inorganic filler other than the high dielectric constant filler is preferably 15% by mass or more, 60% by mass or more based on the entire thermosetting resin composition, from the viewpoint of moldability, reduction of thermal expansion, and improvement of strength. It can be in the range of 20% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less. Within the above range, thermal expansion property reduction and moldability are excellent.
[その他の成分]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、分散剤、低応力化剤等の種々の成分を含むことができる。[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, the thermosetting resin composition of the present embodiment may contain various components such as a silane coupling agent, a mold release agent, a coloring agent, a dispersant, and a stress reducing agent, as necessary. can.
[熱硬化性樹脂組成物]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述の各成分を均一に混合することにより製造できる。製造方法としては、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。得られた熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、成形条件に合うような寸法および質量でタブレット化してもよい。[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of this embodiment can be manufactured by uniformly mixing the above-mentioned components. Examples of the manufacturing method include a method in which a predetermined amount of raw materials is sufficiently mixed using a mixer, etc., then melt-kneaded using a mixing roll, kneader, extruder, etc., and then cooled and pulverized. The obtained thermosetting resin composition may be made into tablets with a size and mass suitable for molding conditions, if necessary.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、スパイラルフローの流動長が50cm以上、好ましくは55cm以上、さらに好ましくは60cm以上である。したがって、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、成形性に優れる。 The thermosetting resin composition of this embodiment has a spiral flow length of 50 cm or more, preferably 55 cm or more, and more preferably 60 cm or more. Therefore, the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent moldability.
スパイラルフロー試験は、たとえば低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で樹脂成形材料を注入し、流動長を測定することにより行うことができる。 In the spiral flow test, for example, using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), injection is performed at a mold temperature of 175°C into a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66. This can be done by injecting the resin molding material under conditions of a pressure of 6.9 MPa and a curing time of 120 seconds and measuring the flow length.
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、下記条件で測定された矩形圧が0.1MPa以上、好ましくは0.15MPa以上、さらに好ましくは0.20MPa以上である。
矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低い。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、矩形圧が上記範囲であることにより、成形時における金型充填性に優れる。Further, the thermosetting resin composition of the present embodiment has a rectangular pressure of 0.1 MPa or more, preferably 0.15 MPa or more, and more preferably 0.20 MPa or more, as measured under the following conditions.
The rectangular pressure is a parameter of melt viscosity, and the smaller the value, the lower the melt viscosity. Since the thermosetting resin composition of this embodiment has a rectangular pressure within the above range, it has excellent mold filling properties during molding.
(条件)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に熱硬化性樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記熱硬化性樹脂組成物の流動時における最低圧力を算出して、この最低圧力を矩形圧とする。(conditions)
Using a low-pressure transfer molding machine, the thermosetting resin composition was injected into a rectangular channel with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm under conditions of a mold temperature of 175° C. and an injection speed of 177 mm 3 /sec. Then, a pressure sensor buried at a position 25 mm from the upstream end of the flow path measures the change in pressure over time, calculates the minimum pressure when the thermosetting resin composition is flowing, and calculates this minimum pressure as the rectangular pressure. shall be.
本実施形態の熱硬化性樹脂と、高誘電率充填剤と、を含む熱硬化性樹脂組成物は、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物において、以下の誘電率および誘電正接(tanδ)を有する。
空洞共振器法による18GHzでの誘電率が10以上、好ましくは12以上、より好ましくは13以上、特に好ましくは14以上とすることができる。
空洞共振器法による18GHzでの誘電正接(tanδ)が0.04以下、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下、特に好ましくは0.015以下とすることができる。The thermosetting resin composition containing the thermosetting resin of this embodiment and a high dielectric constant filler has the following dielectric constant and dielectric loss tangent ( tan δ).
The dielectric constant at 18 GHz measured by the cavity resonator method can be 10 or more, preferably 12 or more, more preferably 13 or more, particularly preferably 14 or more.
The dielectric loss tangent (tan δ) at 18 GHz measured by the cavity resonator method can be 0.04 or less, preferably 0.03 or less, more preferably 0.02 or less, particularly preferably 0.015 or less.
本実施形態の樹脂組成物から得られる硬化物は、高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れることから、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器等の小型化を図ることができ、マイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、さらに電磁波吸収体を形成する材料等として好適に用いることができる。 The cured product obtained from the resin composition of the present embodiment has a high dielectric constant and a low dielectric loss tangent in a high frequency band, so it can be used for high frequencies, shortening circuits and downsizing communication equipment, etc. It can be suitably used as a material for forming a strip antenna, a material for forming a dielectric waveguide, a material for forming an electromagnetic wave absorber, and the like.
<第2の実施形態>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む。
以下、各成分について説明する<Second embodiment>
The thermosetting resin composition of this embodiment includes a thermosetting resin (A), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C).
Each component will be explained below.
[熱硬化性樹脂(A)]
本実施形態において、熱硬化性樹脂(A)としては、シアネート樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル重合性の炭素-炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂、およびマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を用いることができる。これらの中でも、本発明の効果の観点からは、エポキシ樹脂(A1)を含むことが特に好ましい。
本実施形態において、エポキシ樹脂(A1)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態におけるエポキシ樹脂(A1)に記載したものが挙げられる。[Thermosetting resin (A)]
In this embodiment, the thermosetting resin (A) is one selected from cyanate resins, epoxy resins, resins having two or more radically polymerizable carbon-carbon double bonds in one molecule, and maleimide resins. Or two or more types can be used. Among these, from the viewpoint of the effects of the present invention, it is particularly preferable to include the epoxy resin (A1).
In this embodiment, preferable specific examples of the epoxy resin (A1) include those described in the epoxy resin (A1) in the above-mentioned first embodiment.
熱硬化性樹脂(A)は、本発明の効果の観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、5質量%以上、好ましくは8質量%以上含むことができる。また、熱硬化性樹脂(A)は典型的には、20質量%以下、好ましくは15質量%以下含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the thermosetting resin (A) can be contained in an amount of 5% by mass or more, preferably 8% by mass or more, based on the entire thermosetting resin composition. Furthermore, the thermosetting resin (A) can typically be contained in an amount of 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less.
[硬化剤(B)]
本実施形態において、硬化剤(B)は、本発明の効果を奏する範囲で公知の硬化剤を用いることができるが、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含むことができる。[Curing agent (B)]
In this embodiment, the curing agent (B) can be any known curing agent as long as it achieves the effects of the present invention, but may include an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2). I can do it.
(活性エステル硬化剤(B1))
活性エステル硬化剤(B1)としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル硬化剤としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。(Active ester curing agent (B1))
As the active ester curing agent (B1), a compound having one or more active ester groups in one molecule can be used. Among these, active ester curing agents include those having two or more ester groups with high reaction activity in one molecule, such as phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, and esters of heterocyclic hydroxy compounds. Compounds are preferred.
活性エステル硬化剤(B1)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における活性エステル硬化剤(B1)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。 Preferred specific examples of the active ester curing agent (B1) include those described in the active ester curing agent (B1) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
また、活性エステル硬化剤(B1)の官能基当量は、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基およびフェノール性水酸基の合計を樹脂の官能基数とした場合、硬化性に優れ、誘電正接の低い硬化物が得られることから、200g/eq以上230g/eq以下の範囲であることが好ましく、210g/eq以上220g/eq以下の範囲であることがより好ましい。 In addition, the functional group equivalent of the active ester curing agent (B1) is defined as the cured product with excellent curability and low dielectric loss tangent, when the total number of aryl carbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups in the resin structure is taken as the number of functional groups in the resin. is obtained, it is preferably in the range of 200 g/eq or more and 230 g/eq or less, and more preferably in the range of 210 g/eq or more and 220 g/eq or less.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、活性エステル硬化剤(B1)とエポキシ樹脂(A1)との配合量は、硬化性に優れ、誘電正接の低い硬化物が得られることから、活性エステル硬化剤(B1)中の活性基の合計1当量に対して、エポキシ樹脂(A1)中のエポキシ基が0.8~1.2当量となる割合であることが好ましい。ここで、活性エステル硬化剤(B1)中の活性基とは、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基及びフェノール性水酸基を指す。 In the thermosetting resin composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) and the epoxy resin (A1) are blended in an appropriate amount because a cured product with excellent curability and a low dielectric loss tangent can be obtained. The ratio is preferably such that the amount of epoxy groups in the epoxy resin (A1) is 0.8 to 1.2 equivalents per total equivalent of active groups in the curing agent (B1). Here, the active group in the active ester curing agent (B1) refers to the arylcarbonyloxy group and phenolic hydroxyl group contained in the resin structure.
本実施形態の組成物において、活性エステル硬化剤(B1)は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
特定の活性エステル硬化剤(B1)を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) is preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass, based on the entire resin composition. Hereinafter, it is more preferably used in an amount of 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the specific active ester curing agent (B1) in the above range, the obtained cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の樹脂組成物は、活性エステル硬化剤(B1)と、後述の高誘電率充填剤(C)とを組み合わせて用いることにより、低誘電正接により優れ、高周波帯においてもこれらの効果に優れる。
上記効果の観点から、活性エステル硬化剤(B1)は、上述の高誘電率充填剤(C)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは2質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは3質量部以上15質量部以下となるように含むことができる。By using the active ester curing agent (B1) in combination with the high dielectric constant filler (C) described below, the resin composition of the present embodiment has excellent low dielectric loss tangent and maintains these effects even in high frequency bands. Excellent.
From the viewpoint of the above effects, the active ester curing agent (B1) is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the above-mentioned high dielectric constant filler (C). It can be contained in an amount of 20 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
なお、本出願人は、特開2020-90615号公報に記載のように、本発明とは異なる半導体封止用途において、エポキシ樹脂と、所定の活性エステル硬化剤と、を含む樹脂組成物を開発している。本発明は、同公報記載の技術に対して、高誘電率充填剤を含有する点で相違している。また、高誘電率充填剤を含有するため、活性エステル硬化剤と熱硬化性樹脂の組み合わせによる作用効果も、高周波帯において低誘電正接に優れる点で相違している。 Note that, as described in JP-A-2020-90615, the applicant has developed a resin composition containing an epoxy resin and a predetermined active ester curing agent for semiconductor encapsulation applications different from the present invention. are doing. The present invention differs from the technique described in the publication in that it contains a high dielectric constant filler. Furthermore, since it contains a high dielectric constant filler, the effect of the combination of the active ester curing agent and thermosetting resin is also different in that it has an excellent low dielectric loss tangent in a high frequency band.
(フェノール硬化剤(B2))
フェノール硬化剤(B2)としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物が挙げられる。(Phenol curing agent (B2))
As the phenol curing agent (B2), phenol novolak resin, cresol novolac resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane resin, tetraphenylene Roll ethane resin, naphthol novolac resin, naphthol-phenol cocondensed novolak resin, naphthol-cresol cocondensed novolac resin, biphenyl-modified phenol resin (polyhydric phenol compound in which phenol nuclei are linked by bismethylene groups), biphenyl-modified naphthol resin (bismethylene Examples include polyhydric phenol compounds such as polyhydric naphthol compounds (polyhydric naphthol compounds in which phenol nuclei are linked with groups), aminotriazine-modified phenol resins (polyhydric phenol compounds in which phenol nuclei are linked with melamine, benzoguanamine, etc.).
フェノール硬化剤(B2)の配合量は、熱硬化性樹脂(A)に対して、好ましくは、20質量%以上70質量%以下の量である。上記範囲の量で硬化剤を使用することにより、優れた硬化性を有する樹脂組成物が得られる。 The blending amount of the phenol curing agent (B2) is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less based on the thermosetting resin (A). By using the curing agent in an amount within the above range, a resin composition having excellent curability can be obtained.
本実施形態の組成物において、フェノール硬化剤(B2)は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
特定のフェノール硬化剤(B2)を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of this embodiment, the phenol curing agent (B2) is preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, based on the entire thermosetting resin composition. It is used in an amount of 1.0% by mass or more and 7% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the specific phenol curing agent (B2) in the above range, the obtained cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の硬化剤(B)は、活性エステル硬化剤(B1)およびフェノール硬化剤(B2)以外の他の硬化剤を含むことができる。
他の硬化剤としては、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノジフェニルスルホン、イソホロンジアミン、イミダゾ-ル、BF3-アミン錯体、グアニジン誘導体等のアミン化合物;ジシアンジアミド、リノレン酸の2量体とエチレンジアミンとより合成されるポリアミド樹脂等のアミド化合物;無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、無水マレイン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等の酸無水物;等が挙げられる。The curing agent (B) of this embodiment can contain a curing agent other than the active ester curing agent (B1) and the phenol curing agent (B2).
Examples of other curing agents include amine compounds such as diaminodiphenylmethane, diethylenetriamine, triethylenetetramine, diaminodiphenylsulfone, isophoronediamine, imidazole, BF 3 -amine complexes, and guanidine derivatives; dicyandiamide, and linolenic acid dimers. Amide compounds such as polyamide resins synthesized from Examples include acid anhydrides such as phthalic acid and methylhexahydrophthalic anhydride.
[高誘電率充填剤(C)]
本実施形態において、高誘電率充填剤(C)は、チタン酸マグネシウムを含む。
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、高誘電率充填剤(C)としてチタン酸マグネシウムを含むことにより、低誘電正接に優れ、高周波帯においても当該効果に優れる。
前記高誘電率充填剤(C)は、チタン酸マグネシウムとともに、さらにチタン酸カルシウムを含むことが好ましい。これにより、低誘電正接にさらに優れ、高周波帯においても当該効果にさらに優れる。[High dielectric constant filler (C)]
In this embodiment, the high dielectric constant filler (C) includes magnesium titanate.
The thermosetting resin composition of the present embodiment contains magnesium titanate as the high dielectric constant filler (C), thereby exhibiting an excellent low dielectric loss tangent and excellent effects even in a high frequency band.
It is preferable that the high dielectric constant filler (C) further contains calcium titanate in addition to magnesium titanate. As a result, the dielectric loss tangent is further excellent, and the effect is further excellent even in a high frequency band.
前記高誘電率充填剤(C)は、さらに、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウム等から選択される少なくとも1種を含むことができる。 The high dielectric constant filler (C) further includes barium titanate, strontium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, calcium zirconate titanate. , lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, calcium zirconate, and the like.
高誘電率充填剤(C)の形状は、粒状、不定形、フレーク状などであり、これらの形状の高誘電率充填剤(C)を任意の比率で用いることができる。高誘電率充填剤(C)の平均粒子径は、本発明の効果の観点や流動性・充填性の観点から、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは0.3μm以上20μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上10μm以下である。 The shape of the high dielectric constant filler (C) is granular, amorphous, flake, etc., and these shapes of the high dielectric constant filler (C) can be used in any ratio. The average particle diameter of the high dielectric constant filler (C) is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, from the viewpoint of the effects of the present invention and fluidity/fillability. Preferably it is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
高誘電率充填剤(C)の配合量は、樹脂組成物100質量%中に、好ましくは10質量%以上、90質量%以下、より好ましくは20質量%以上、88質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上、85質量%以下の範囲である。高誘電率充填剤(C)の添加量が上記範囲であると、得られる硬化物の誘電正接がより低くなるとともに、成形品の製造にも優れる。
高誘電率充填剤(C)がチタン酸マグネシウムのみからなる場合、チタン酸マグネシウムの配合量は、樹脂組成物100質量%中に、好ましくは30質量%以上、90質量%以下、より好ましくは35質量%以上、88質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上、85質量%以下の範囲である。
高誘電率充填剤(C)がチタン酸マグネシウムおよびチタン酸カルシウムからなる場合、これらの合計の配合量は、樹脂組成物100質量%中に、好ましくは30質量%以上、90質量%以下、より好ましくは35質量%以上、88質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上、85質量%以下の範囲である。The content of the high dielectric constant filler (C) is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 88% by mass or less, even more preferably The range is 40% by mass or more and 85% by mass or less. When the amount of the high dielectric constant filler (C) added is within the above range, the dielectric loss tangent of the resulting cured product will be lower, and the production of molded products will also be excellent.
When the high dielectric constant filler (C) consists only of magnesium titanate, the amount of magnesium titanate is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 35% by mass or less in 100% by mass of the resin composition. The range is from 88% by mass to 88% by mass, more preferably from 40% by mass to 85% by mass.
When the high dielectric constant filler (C) is composed of magnesium titanate and calcium titanate, the total amount of these fillers is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less in 100% by mass of the resin composition. The content is preferably 35% by mass or more and 88% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 85% by mass or less.
[硬化触媒(D)]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに硬化触媒(D)を含むことができる。
硬化触媒(D)は、硬化促進剤などと呼ばれる場合もある。硬化触媒(D)は、熱硬化性樹脂(A)の硬化反応を早めるものである限り特に限定されず、公知の硬化触媒を用いることができる。
硬化触媒(D)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における硬化触媒(D)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。[Curing catalyst (D)]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain a curing catalyst (D).
The curing catalyst (D) is sometimes called a curing accelerator. The curing catalyst (D) is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction of the thermosetting resin (A), and any known curing catalyst can be used.
Preferred specific examples of the curing catalyst (D) include those described in the curing catalyst (D) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
硬化触媒(D)を用いる場合、その含有量は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01質量%以上、1質量%以下、より好ましくは0.02質量%以上、0.8質量%以下である。このような数値範囲とすることにより、他の性能を過度に悪くすることなく、十分に硬化促進効果が得られる。 When using the curing catalyst (D), its content is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, more preferably 0.02% by mass or more, 0.0% by mass or less, based on the entire thermosetting resin composition. .8% by mass or less. By setting the value within such a numerical range, a sufficient curing accelerating effect can be obtained without excessively deteriorating other performances.
[無機充填剤]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上および強度向上のために、高誘電率充填剤(C)以外に無機充填剤を含むことができる。[Inorganic filler]
The thermosetting resin composition of the present embodiment may further contain an inorganic filler in addition to the high dielectric constant filler (C) in order to reduce hygroscopicity, reduce linear expansion coefficient, improve thermal conductivity, and improve strength. I can do it.
無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、またはこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填材形状は成形時の流動性および金型摩耗性の点から球形が好ましい。 Inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, forsterite, steatite, spinel, Examples include powders such as mullite and titania, beads made of spherical powders, and glass fibers. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among the above inorganic fillers, fused silica is preferred from the viewpoint of reducing the coefficient of linear expansion, and alumina is preferred from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the filler is spherical from the viewpoint of fluidity during molding and mold abrasion resistance. is preferred.
高誘電率充填剤(C)以外の無機充填材の配合量は、成形性、熱膨張性の低減、および強度向上の観点から、樹脂組成物全体に対して、好ましくは15質量%以上、60質量%以下、より好ましくは20質量%以上、50質量%以下の範囲とすることができる。上記範囲であれば、熱膨張性低減および成形性に優れる。 The blending amount of the inorganic filler other than the high dielectric constant filler (C) is preferably 15% by mass or more, 60% by mass or more based on the entire resin composition, from the viewpoint of moldability, reduction of thermal expansion, and improvement of strength. It can be in the range of 20% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less. Within the above range, thermal expansion property reduction and moldability are excellent.
[その他の成分]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、分散剤、低応力化剤等の種々の成分を含むことができる。[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, the thermosetting resin composition of the present embodiment may contain various components such as a silane coupling agent, a mold release agent, a coloring agent, a dispersant, and a stress reducing agent, as necessary. can.
[熱硬化性樹脂組成物]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、下記熱硬化性樹脂(A)と、硬化剤(B)として下記活性エステル硬化剤(B1)および/または下記フェノール硬化剤(B2)と、下記高誘電率充填剤(C)と、を組み合わせて含むことができる。
(熱硬化性樹脂(A))
好ましくは、シアネート樹脂、エポキシ樹脂、ラジカル重合性の炭素-炭素二重結合を1分子内に2つ以上有する樹脂、およびマレイミド樹脂から選択される一種または二種以上を含む。
さらに好ましくは、エポキシ樹脂を含む。[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of this embodiment includes the following thermosetting resin (A), the following active ester curing agent (B1) and/or the following phenol curing agent (B2) as a curing agent (B), and the following high A dielectric constant filler (C) may be included in combination.
(Thermosetting resin (A))
Preferably, it contains one or more selected from cyanate resins, epoxy resins, radically polymerizable resins having two or more carbon-carbon double bonds in one molecule, and maleimide resins.
More preferably, it contains an epoxy resin.
(活性エステル硬化剤(B1))
ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル硬化剤、およびフェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル硬化剤から選択される少なくとも1種を含む。
好ましくは、ナフタレン構造を含む活性エステル硬化剤、およびジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル硬化剤から選択される少なくとも1種を含む。
さらに好ましくは、前記一般式(1)で表される構造を備える活性エステル硬化剤である。
なお、上述の熱硬化性樹脂(A)と、活性エステル硬化剤(B1)を含む硬化剤(B)とは、各々の例示を任意に組み合わせることができる。(Active ester curing agent (B1))
The active ester curing agent is selected from an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, an active ester curing agent containing a naphthalene structure, an active ester curing agent containing an acetylated product of phenol novolak, and an active ester curing agent containing a benzoylated product of phenol novolak. Contains at least one species.
Preferably, at least one selected from an active ester curing agent containing a naphthalene structure and an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure is included.
More preferably, it is an active ester curing agent having a structure represented by the general formula (1).
In addition, the above-mentioned thermosetting resin (A) and the curing agent (B) containing the active ester curing agent (B1) can be combined arbitrarily.
(フェノール硬化剤(B2))
フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、およびアミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)の多価フェノール化合物から選択される少なくとも1種を含む。(Phenol curing agent (B2))
Phenol novolak resin, cresol novolak resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane resin, tetraphenylolethane resin, naphthol novolak resin, naphthol - Phenol co-condensed novolak resin, naphthol-cresol co-condensed novolac resin, biphenyl-modified phenol resin (polyhydric phenol compound with phenol nuclei linked by bismethylene groups), biphenyl-modified naphthol resin (polyhydric phenol compound with phenol nuclei linked by bismethylene groups) and aminotriazine-modified phenol resins (polyhydric phenol compounds in which phenol nuclei are linked with melamine, benzoguanamine, etc.).
(高誘電率充填剤(C))
チタン酸マグネシウムを含む。
好ましくは、さらにチタン酸カルシウムを含む。(High dielectric constant filler (C))
Contains magnesium titanate.
Preferably, it further contains calcium titanate.
さらに、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、
熱硬化性樹脂(A)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは5質量%以上20質量%以下、より好ましくは10質量%以上15質量%以下の量で含むことができ、
活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で含むことができ、
高誘電率充填剤(C)を、当該組成物100質量%中に、10質量%以上90質量%以下、より好ましくは20質量%以上88質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上85質量%以下の量で含むことができる。Furthermore, the thermosetting resin composition of this embodiment,
The thermosetting resin (A) can be contained in 100% by mass of the composition, preferably in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less,
The active ester curing agent (B1) and/or the phenol curing agent (B2) is contained in 100% by mass of the composition, preferably from 0.2% by mass to 15% by mass, more preferably from 0.5% by mass to 10% by mass. It can be contained in an amount of 1.0% by mass or more and 7% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less,
The high dielectric constant filler (C) is contained in 100% by mass of the composition, 10% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 88% by mass or less, even more preferably 40% by mass or more and 85% by mass. It can be included in the following amounts:
本実施形態においては、上述の熱硬化性樹脂(A)と、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含む硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を組み合わせて含むことにより、低誘電正接により優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。 In this embodiment, the above-mentioned thermosetting resin (A), a curing agent (B) containing an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2), and a high dielectric constant filler (C) By containing the above in combination, it is possible to provide a thermosetting resin composition that provides an excellent dielectric substrate with a low dielectric loss tangent.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述の各成分を均一に混合することにより製造できる。製造方法としては、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。得られた熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、成形条件に合うような寸法および質量でタブレット化してもよい。 The thermosetting resin composition of this embodiment can be manufactured by uniformly mixing the above-mentioned components. Examples of the manufacturing method include a method in which a predetermined amount of raw materials is sufficiently mixed using a mixer, etc., then melt-kneaded using a mixing roll, kneader, extruder, etc., and then cooled and pulverized. The obtained thermosetting resin composition may be made into tablets with a size and mass suitable for molding conditions, if necessary.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、スパイラルフローの流動長が50cm以上、好ましくは55cm以上、さらに好ましくは60cm以上である。したがって、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、成形性に優れる。 The thermosetting resin composition of this embodiment has a spiral flow length of 50 cm or more, preferably 55 cm or more, and more preferably 60 cm or more. Therefore, the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent moldability.
スパイラルフロー試験は、たとえば低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で樹脂成形材料を注入し、流動長を測定することにより行うことができる。 In the spiral flow test, for example, using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), injection is performed at a mold temperature of 175°C into a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66. This can be done by injecting the resin molding material under conditions of a pressure of 6.9 MPa and a curing time of 120 seconds and measuring the flow length.
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、下記条件で測定された矩形圧が0.1MPa以上、好ましくは0.15MPa以上、さらに好ましくは0.20MPa以上である。
矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低い。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、矩形圧が上記範囲であることにより、成形時における金型充填性に優れる。Further, the thermosetting resin composition of the present embodiment has a rectangular pressure of 0.1 MPa or more, preferably 0.15 MPa or more, and more preferably 0.20 MPa or more, as measured under the following conditions.
The rectangular pressure is a parameter of melt viscosity, and the smaller the value, the lower the melt viscosity. Since the thermosetting resin composition of this embodiment has a rectangular pressure within the above range, it has excellent mold filling properties during molding.
(条件)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記樹脂組成物の流動時における最低圧力を算出して、この最低圧力を矩形圧とする。(conditions)
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition was injected into a rectangular channel with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm under conditions of a mold temperature of 175° C. and an injection speed of 177 mm 3 /sec. A pressure sensor embedded at a position 25 mm from the upstream end of the channel measures the change in pressure over time, calculates the lowest pressure when the resin composition is flowing, and defines this lowest pressure as the rectangular pressure.
本実施形態の熱硬化性樹脂(A)と、活性エステル硬化剤と、高誘電率充填剤(C)と、を含む樹脂組成物は、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物において、以下の誘電正接(tanδ)を有する。
空洞共振器法による25GHzでの誘電正接(tanδ)が0.04以下、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下、特に好ましくは0.015以下とすることができる。The resin composition containing the thermosetting resin (A), the active ester curing agent, and the high dielectric constant filler (C) of the present embodiment is cured by heating at 200°C for 90 minutes. , has the following dielectric loss tangent (tan δ).
The dielectric loss tangent (tan δ) at 25 GHz measured by the cavity resonator method can be 0.04 or less, preferably 0.03 or less, more preferably 0.02 or less, particularly preferably 0.015 or less.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は、高周波帯において低誘電正接に優れることから、高周波化を図ることができ、マイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、さらに電磁波吸収体を形成する材料等として好適に用いることができる。 The cured product obtained from the thermosetting resin composition of this embodiment has an excellent low dielectric loss tangent in a high frequency band, so it can be used for high frequencies, and can be used as a material for forming microstrip antennas and dielectric waveguides. It can be suitably used as a material for forming an electromagnetic wave absorber, as well as a material for forming an electromagnetic wave absorber.
本実施形態の樹脂組成物は、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物において、以下の誘電率を有する。
空洞共振器法による25GHzでの誘電率が2以上、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、特に好ましくは5以上とすることができる。The resin composition of this embodiment has the following dielectric constant in a cured product cured by heating at 200° C. for 90 minutes.
The dielectric constant at 25 GHz measured by the cavity resonator method can be 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, particularly preferably 5 or more.
<第3の実施形態>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、熱硬化性樹脂(A)としてエポキシ樹脂(A1)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む。
以下、各成分について説明する<Third embodiment>
The thermosetting resin composition of this embodiment includes an epoxy resin (A1) as the thermosetting resin (A), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C).
Each component will be explained below.
[エポキシ樹脂(A1)]
エポキシ樹脂(A1)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂等を挙げることができ、これらから選択される少なくとも1種を含む。なお、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂は、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂を含まない。
本実施形態において、エポキシ樹脂(A1)は、本発明の効果の観点から、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂が好ましく、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂がより好ましい。
エポキシ樹脂(A1)は、その他のエポキシ樹脂として、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂等を組み合わせて含むことができる。[Epoxy resin (A1)]
Examples of the epoxy resin (A1) include bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, naphthalene epoxy resin, dicyclopentadiene epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, naphthol aralkyl epoxy resin, phenol aralkyl epoxy resin, etc. and at least one selected from these. Note that the phenol aralkyl epoxy resin does not include a phenol aralkyl epoxy resin containing a biphenylene skeleton.
In this embodiment, the epoxy resin (A1) is preferably a naphthol aralkyl-type epoxy resin or a dicyclopentadiene-type epoxy resin, and more preferably a naphthol aralkyl-type epoxy resin, from the viewpoint of the effects of the present invention.
The epoxy resin (A1) can contain a combination of other epoxy resins, such as a biphenylaralkyl epoxy resin.
エポキシ樹脂(A1)は、本発明の効果の観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、5質量%以上20質量%以下、好ましくは10質量%以上15質量%以下含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the epoxy resin (A1) can be contained in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less, preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less, based on the entire thermosetting resin composition.
[硬化剤(B)]
本実施形態において、硬化剤(B)は、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含む。
(活性エステル硬化剤(B1))
活性エステル硬化剤(B1)としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル硬化剤としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。
本実施形態においては、前述の特定のエポキシ樹脂(A1)と、硬化剤(B)として活性エステル硬化剤(B1)とを組み合わせて含むことにより、高誘電率および低誘電正接に優れた誘電体基板を得ることができる。[Curing agent (B)]
In this embodiment, the curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2).
(Active ester curing agent (B1))
As the active ester curing agent (B1), a compound having one or more active ester groups in one molecule can be used. Among these, active ester curing agents include those having two or more ester groups with high reaction activity in one molecule, such as phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, and esters of heterocyclic hydroxy compounds. Compounds are preferred.
In this embodiment, a dielectric material excellent in high dielectric constant and low dielectric loss tangent is obtained by containing the above-mentioned specific epoxy resin (A1) in combination with an active ester curing agent (B1) as a curing agent (B). A substrate can be obtained.
活性エステル硬化剤(B1)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における活性エステル硬化剤(B1)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。 Preferred specific examples of the active ester curing agent (B1) include those described in the active ester curing agent (B1) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
また、活性エステル系硬化剤(B1)の官能基当量は、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基およびフェノール性水酸基の合計を樹脂の官能基数とした場合、硬化性に優れ、誘電正接の低い硬化物が得られることから、200g/eq以上230g/eq以下の範囲であることが好ましく、210g/eq以上220g/eq以下の範囲であることがより好ましい。 In addition, the functional group equivalent of the active ester curing agent (B1) is defined as the number of functional groups in the resin, which is the sum of the aryl carbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups in the resin structure. It is preferably in the range of 200 g/eq or more and 230 g/eq or less, and more preferably in the range of 210 g/eq or more and 220 g/eq or less.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、活性エステル硬化剤(B1)とエポキシ樹脂(A1)との配合量は、硬化性に優れ、誘電正接の低い硬化物が得られることから、活性エステル硬化剤中の活性基の合計1当量に対して、エポキシ樹脂(A1)中のエポキシ基が0.8~1.2当量となる割合であることが好ましい。ここで、活性エステル硬化剤中の活性基とは、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基及びフェノール性水酸基を指す。 In the thermosetting resin composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) and the epoxy resin (A1) are blended in an appropriate amount because a cured product with excellent curability and a low dielectric loss tangent can be obtained. It is preferable that the ratio of epoxy groups in the epoxy resin (A1) is 0.8 to 1.2 equivalents to the total 1 equivalent of active groups in the curing agent. Here, the active group in the active ester curing agent refers to the arylcarbonyloxy group and phenolic hydroxyl group contained in the resin structure.
本実施形態の組成物において、活性エステル硬化剤(B1)は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
特定の活性エステル硬化剤(B1)を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) is preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more, based on the entire thermosetting resin composition. It is used in an amount of 10% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the specific active ester curing agent (B1) in the above range, the obtained cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の樹脂組成物は、活性エステル硬化剤(B1)と、後述の高誘電率充填剤(C)とを組み合わせて用いることにより、高誘電率および低誘電正接により優れ、高周波帯においてもこれらの効果に優れる。
上記効果の観点から、活性エステル硬化剤(B1)は、後述の高誘電率充填剤(C)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは2質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは3質量部以上15質量部以下となるように含むことができる。By using the active ester curing agent (B1) in combination with the high dielectric constant filler (C) described below, the resin composition of the present embodiment has excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent, and can also be used in high frequency bands. Excellent in these effects.
From the viewpoint of the above effects, the active ester curing agent (B1) is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the high dielectric constant filler (C) described below. It can be contained in an amount of 20 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
なお、本出願人は、特開2020-90615号公報に記載のように、本発明とは異なる半導体封止用途において、エポキシ樹脂と、所定の活性エステル硬化剤と、を含む樹脂組成物を開発している。本発明は、同公報記載の技術に対して、高誘電率充填剤を含有する点で相違している。また、高誘電率充填剤を含有するため、活性エステル硬化剤とエポキシ樹脂の組み合わせによる作用効果も、高誘電率を有する点、さらに高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れる点で相違している。 Note that, as described in JP-A-2020-90615, the applicant has developed a resin composition containing an epoxy resin and a predetermined active ester curing agent for semiconductor encapsulation applications different from the present invention. are doing. The present invention differs from the technique described in the publication in that it contains a high dielectric constant filler. In addition, since it contains a high dielectric constant filler, the effects of the combination of the active ester curing agent and epoxy resin are different in that it has a high dielectric constant and is superior in high dielectric constant and low dielectric loss tangent in high frequency bands. ing.
(フェノール硬化剤(B2))
フェノール硬化剤(B2)としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物が挙げられる。(Phenol curing agent (B2))
As the phenol curing agent (B2), phenol novolak resin, cresol novolac resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane resin, tetraphenylene Roll ethane resin, naphthol novolac resin, naphthol-phenol cocondensed novolak resin, naphthol-cresol cocondensed novolac resin, biphenyl-modified phenol resin (polyhydric phenol compound in which phenol nuclei are linked by bismethylene groups), biphenyl-modified naphthol resin (bismethylene Examples include polyhydric phenol compounds such as polyhydric naphthol compounds (polyhydric naphthol compounds in which phenol nuclei are linked with groups), aminotriazine-modified phenol resins (polyhydric phenol compounds in which phenol nuclei are linked with melamine, benzoguanamine, etc.).
フェノール硬化剤(B2)の配合量は、エポキシ樹脂(A1)に対して、好ましくは、20質量%以上70質量%以下の量である。上記範囲の量で硬化剤を使用することにより、優れた硬化性を有する樹脂組成物が得られる。 The blending amount of the phenol curing agent (B2) is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less based on the epoxy resin (A1). By using the curing agent in an amount within the above range, a resin composition having excellent curability can be obtained.
硬化剤(B)が活性エステル硬化剤(B1)およびフェノール硬化剤(B2)を含む場合、活性エステル硬化剤aに対するフェノール硬化剤bの含有量の比(b(質量部)/a(質量部))は、好ましくは0.5以上8以下、より好ましくは1以上5以下、さらに好ましくは1.5以上3以下とすることができる。
活性エステル硬化剤(B1)およびフェノール硬化剤(B2)を上記の比で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。When the curing agent (B) contains an active ester curing agent (B1) and a phenol curing agent (B2), the ratio of the content of the phenol curing agent b to the active ester curing agent a (b (parts by mass)/a (parts by mass) )) is preferably 0.5 or more and 8 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and still more preferably 1.5 or more and 3 or less.
By containing the active ester curing agent (B1) and the phenol curing agent (B2) in the above ratio, the resulting cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の組成物において、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含む硬化剤(B)は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
硬化剤(B)を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of the present embodiment, the curing agent (B) containing the active ester curing agent (B1) and/or the phenol curing agent (B2) is preferably 0.2 mass by mass based on the entire thermosetting resin composition. % or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the curing agent (B) in the above range, the obtained cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
[高誘電率充填剤(C)]
本実施形態において、高誘電率充填剤(C)としては、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、ジルコン酸カルシウム等を挙げることができ、これらから選択される少なくとも1種を含むことができる。
本発明の効果の観点から、高誘電率充填剤(C)としては、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、およびチタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種であることが好ましく、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムがさらに好ましい。[High dielectric constant filler (C)]
In this embodiment, the high dielectric constant filler (C) includes calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, and zirconate. Barium, calcium zirconate titanate, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, calcium zirconate, etc. can be mentioned, and at least one selected from these can be included.
From the viewpoint of the effects of the present invention, the high dielectric constant filler (C) is preferably at least one selected from calcium titanate, strontium titanate, and magnesium titanate; Magnesium is more preferred.
高誘電率充填剤(C)の形状は、粒状、不定形、フレーク状などであり、これらの形状の高誘電率充填剤(C)を任意の比率で用いることができる。高誘電率充填剤(C)の平均粒子径は、本発明の効果の観点や流動性・充填性の観点から、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは0.3μm以上20μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上10μm以下である。 The shape of the high dielectric constant filler (C) is granular, amorphous, flake, etc., and these shapes of the high dielectric constant filler (C) can be used in any ratio. The average particle diameter of the high dielectric constant filler (C) is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, from the viewpoint of the effects of the present invention and fluidity/fillability. Preferably it is 0.5 μm or more and 10 μm or less.
高誘電率充填剤(C)の配合量は、熱硬化性樹脂組成物100質量%中に、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上の範囲である。上限値は80質量%以程度である。
高誘電率充填剤(C)の添加量が上記範囲であると、得られる硬化物の高誘電率および低誘電正接により優れるとともに、成形品の製造にも優れる。The content of the high dielectric constant filler (C) is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more in 100% by mass of the thermosetting resin composition. be. The upper limit is about 80% by mass or more.
When the amount of the high dielectric constant filler (C) added is within the above range, the obtained cured product has a high dielectric constant and a low dielectric loss tangent, and is also excellent in producing molded products.
[硬化触媒(D)]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに硬化触媒(D)を含むことができる。
硬化触媒(D)は、硬化促進剤などと呼ばれる場合もある。硬化触媒(D)は、熱硬化性樹脂の硬化反応を早めるものである限り特に限定されず、公知の硬化触媒を用いることができる。
硬化触媒(D)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における硬化触媒(D)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。[Curing catalyst (D)]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain a curing catalyst (D).
The curing catalyst (D) is sometimes called a curing accelerator. The curing catalyst (D) is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction of the thermosetting resin, and any known curing catalyst can be used.
Preferred specific examples of the curing catalyst (D) include those described in the curing catalyst (D) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
本実施形態において、一般式(1)で表される活性エステル硬化剤と潜伏性を有する硬化触媒とを組み合わせて用いることにより、成形性により優れるとともに、曲げ強度などの機械強度により優れた磁性材料を得ることができる。 In this embodiment, by using a combination of an active ester curing agent represented by the general formula (1) and a curing catalyst having latent properties, a magnetic material with excellent formability and mechanical strength such as bending strength can be obtained. can be obtained.
硬化触媒(D)を用いる場合、その含有量は、樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.01~1質量%、より好ましくは0.02~0.8質量%である。このような数値範囲とすることにより、他の性能を過度に悪くすることなく、十分に硬化促進効果が得られる。 When the curing catalyst (D) is used, its content is preferably 0.01 to 1% by mass, more preferably 0.02 to 0.8% by mass, based on the entire resin composition. By setting the value within such a numerical range, a sufficient curing accelerating effect can be obtained without excessively deteriorating other properties.
[無機充填剤]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上および強度向上のために、高誘電率充填剤(C)以外に無機充填剤を含むことができる。[Inorganic filler]
The thermosetting resin composition of the present embodiment may further contain an inorganic filler in addition to the high dielectric constant filler (C) in order to reduce hygroscopicity, reduce linear expansion coefficient, improve thermal conductivity, and improve strength. I can do it.
無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、またはこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填材形状は成形時の流動性および金型摩耗性の点から球形が好ましい。 Inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, forsterite, steatite, spinel, Examples include powders such as mullite and titania, beads made of spherical powders, and glass fibers. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among the above inorganic fillers, fused silica is preferred from the viewpoint of reducing the coefficient of linear expansion, and alumina is preferred from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the filler is spherical from the viewpoint of fluidity during molding and mold abrasion resistance. is preferred.
高誘電率充填剤(C)以外の無機充填材の配合量は、成形性、熱膨張性の低減、および強度向上の観点から、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは15質量%以上、60質量%以下、より好ましくは20質量%以上、50質量%以下の範囲とすることができる。上記範囲であれば、熱膨張性低減および成形性に優れる。 The blending amount of the inorganic filler other than the high dielectric constant filler (C) is preferably 15% by mass based on the entire thermosetting resin composition from the viewpoint of moldability, reduction of thermal expansion, and improvement of strength. The content can be in the range of 60% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 50% by mass or less. Within the above range, thermal expansion property reduction and moldability are excellent.
[その他の成分]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、分散剤、低応力化剤等の種々の成分を含むことができる。[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, the thermosetting resin composition of the present embodiment may contain various components such as a silane coupling agent, a mold release agent, a coloring agent, a dispersant, and a stress reducing agent, as necessary. can.
[熱硬化性樹脂組成物]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、下記エポキシ樹脂(A1)と、下記硬化剤(B)と、下記高誘電率充填剤(C)と、を組み合わせて含むことができる。
(エポキシ樹脂(A1))
ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、およびナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
好ましくは、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含む。
さらに好ましくは、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂である。[Thermosetting resin composition]
The thermosetting resin composition of this embodiment can contain a combination of the following epoxy resin (A1), the following curing agent (B), and the following high dielectric constant filler (C).
(Epoxy resin (A1))
Contains at least one selected from the group consisting of bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, naphthalene epoxy resin, dicyclopentadiene epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, and naphthol aralkyl epoxy resin.
Preferably, it contains at least one selected from the group consisting of dicyclopentadiene type epoxy resins and naphthol aralkyl type epoxy resins.
More preferred are naphthol aralkyl epoxy resins.
(硬化剤(B))
活性エステル系硬化剤(B1)および/またはフェノール系硬化剤(B2)を含む。
好ましくは活性エステル系硬化剤(B1)を含む。
(活性エステル系硬化剤(B1))
ジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル系硬化剤、ナフタレン構造を含む活性エステル系硬化剤、フェノールノボラックのアセチル化物を含む活性エステル系硬化剤、およびフェノールノボラックのベンゾイル化物を含む活性エステル系硬化剤から選択される少なくとも1種を含む。
好ましくは、ナフタレン構造を含む活性エステル系硬化剤、およびジシクロペンタジエン型ジフェノール構造を含む活性エステル系硬化剤から選択される少なくとも1種を含む。
さらに好ましくは、前記一般式(1)で表される構造を備える活性エステル系硬化剤である。(Curing agent (B))
Contains an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2).
It preferably contains an active ester curing agent (B1).
(Active ester curing agent (B1))
Active ester curing agents containing a dicyclopentadiene type diphenol structure, active ester curing agents containing a naphthalene structure, active ester curing agents containing an acetylated product of phenol novolak, and active ester curing agents containing a benzoylated product of phenol novolac. It contains at least one selected from the group consisting of agents.
Preferably, at least one selected from an active ester curing agent containing a naphthalene structure and an active ester curing agent containing a dicyclopentadiene type diphenol structure is included.
More preferably, it is an active ester curing agent having a structure represented by the general formula (1).
(高誘電率充填剤(C))
チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む。
好ましくは、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、およびチタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種を含む。
さらに好ましくは、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種を含む。
なお、上述のエポキシ樹脂(A1)と、活性エステル系硬化剤(B1)および/またはフェノール系硬化剤(B2)を含む硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)とは、各々の例示を任意に組み合わせることができる。(High dielectric constant filler (C))
Calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, calcium zirconate titanate, lead zirconate titanate, niobate Contains at least one selected from barium magnesium acid and calcium zirconate.
Preferably, at least one selected from calcium titanate, strontium titanate, and magnesium titanate is included.
More preferably, it contains at least one selected from calcium titanate and magnesium titanate.
The above-mentioned epoxy resin (A1), curing agent (B) containing an active ester curing agent (B1) and/or phenolic curing agent (B2), and high dielectric constant filler (C) are each Examples can be arbitrarily combined.
さらに、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、
エポキシ樹脂(A1)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは5質量%以上20質量%以下、より好ましくは10質量%以上15質量%以下の量で含むことができ、
硬化剤(B)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で含むことができ、
高誘電率充填剤(C)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上含むことができ。上限値は80質量%である。Furthermore, the thermosetting resin composition of this embodiment,
The epoxy resin (A1) can be contained in 100% by mass of the composition, preferably in an amount of 5% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less,
The curing agent (B) is contained in 100% by mass of the composition, preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass. % or more and 7% by mass or less,
The high dielectric constant filler (C) can be contained in 100% by mass of the composition, preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more. The upper limit is 80% by mass.
本実施形態においては、上述のエポキシ樹脂(A1)と、活性エステル系硬化剤(B1)を含む硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を組み合わせて含むことにより、高誘電率および低誘電正接により優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。 In this embodiment, the above-mentioned epoxy resin (A1), a curing agent (B) containing an active ester curing agent (B1), and a high dielectric constant filler (C) are included in combination. It is possible to provide a thermosetting resin composition from which a dielectric substrate with excellent dielectric constant and low dielectric loss tangent can be obtained.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述の各成分を均一に混合することにより製造できる。製造方法としては、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。得られた熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、成形条件に合うような寸法および質量でタブレット化してもよい。 The thermosetting resin composition of this embodiment can be manufactured by uniformly mixing the above-mentioned components. Examples of the manufacturing method include a method in which a predetermined amount of raw materials is sufficiently mixed using a mixer, etc., then melt-kneaded using a mixing roll, kneader, extruder, etc., and then cooled and pulverized. The obtained thermosetting resin composition may be made into tablets with a size and mass suitable for molding conditions, if necessary.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、スパイラルフローの流動長が50cm以上、好ましくは55cm以上、さらに好ましくは60cm以上である。したがって、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、成形性に優れる。 The thermosetting resin composition of this embodiment has a spiral flow length of 50 cm or more, preferably 55 cm or more, and more preferably 60 cm or more. Therefore, the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent moldability.
スパイラルフロー試験は、たとえば低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で樹脂成形材料を注入し、流動長を測定することにより行うことができる。 In the spiral flow test, for example, using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), injection is performed at a mold temperature of 175°C into a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66. This can be done by injecting the resin molding material under conditions of a pressure of 6.9 MPa and a curing time of 120 seconds and measuring the flow length.
また、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、下記条件で測定された矩形圧が0.1MPa以上、好ましくは0.15MPa以上、さらに好ましくは0.20MPa以上である。
矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低い。本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、矩形圧が上記範囲であることにより、成形時における金型充填性に優れる。Further, the thermosetting resin composition of the present embodiment has a rectangular pressure of 0.1 MPa or more, preferably 0.15 MPa or more, and more preferably 0.20 MPa or more, as measured under the following conditions.
The rectangular pressure is a parameter of melt viscosity, and the smaller the value, the lower the melt viscosity. Since the thermosetting resin composition of this embodiment has a rectangular pressure within the above range, it has excellent mold filling properties during molding.
(条件)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に熱硬化性樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記熱硬化性樹脂組成物の流動時における最低圧力を算出して、この最低圧力を矩形圧とする。(conditions)
Using a low-pressure transfer molding machine, the thermosetting resin composition was injected into a rectangular channel with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm under conditions of a mold temperature of 175° C. and an injection speed of 177 mm 3 /sec. Then, a pressure sensor buried at a position 25 mm from the upstream end of the flow path measures the change in pressure over time, calculates the minimum pressure when the thermosetting resin composition is flowing, and calculates this minimum pressure as the rectangular pressure. shall be.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物において、以下の誘電率および誘電正接(tanδ)を有する。
空洞共振器法による25GHzでの誘電率が10以上、好ましくは12以上、より好ましくは13以上、特に好ましくは14以上とすることができる。
空洞共振器法による25GHzでの誘電正接(tanδ)が0.04以下、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下、特に好ましくは0.015以下とすることができる。The thermosetting resin composition of this embodiment has the following dielectric constant and dielectric loss tangent (tan δ) in a cured product cured by heating at 200° C. for 90 minutes.
The dielectric constant at 25 GHz measured by the cavity resonator method can be 10 or more, preferably 12 or more, more preferably 13 or more, particularly preferably 14 or more.
The dielectric loss tangent (tan δ) at 25 GHz measured by the cavity resonator method can be 0.04 or less, preferably 0.03 or less, more preferably 0.02 or less, particularly preferably 0.015 or less.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は、高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れることから、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器等の小型化を図ることができ、マイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、さらに電磁波吸収体を形成する材料等として好適に用いることができる。 Since the cured product obtained from the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent in high frequency bands, it is possible to achieve high frequencies and shorten circuits and miniaturize communication equipment, etc. It can be suitably used as a material for forming a microstrip antenna, a material for forming a dielectric waveguide, a material for forming an electromagnetic wave absorber, etc.
<第4の実施形態>
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A1)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を含む。
以下、各成分について説明する<Fourth embodiment>
The thermosetting resin composition of this embodiment includes an epoxy resin (A1), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C).
Each component will be explained below.
[エポキシ樹脂(A1)]
本実施形態において、エポキシ樹脂(A1)はナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含む。
前記ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂としては、下記一般式(a)で表すエポキシ樹脂を挙げることができる。[Epoxy resin (A1)]
In this embodiment, the epoxy resin (A1) includes a naphthol aralkyl type epoxy resin.
Examples of the naphthol aralkyl epoxy resin include epoxy resins represented by the following general formula (a).
一般式(a)中、Rは各々独立に、水素原子、炭素数1~3のアルキル基または炭素数1~3のアルコキシ基を示し、好ましくは水素原子または炭素数1~3のアルキル基、より好ましくは水素原子である。nは1~10の整数であり、好ましくは1~8の整数である。 In the general formula (a), R each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, More preferred is a hydrogen atom. n is an integer from 1 to 10, preferably from 1 to 8.
前記ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂のエポキシ当量は、本発明の効果の観点から、好ましくは250g/eq以上400g/eq以下、より好ましくは260g/eq以上380g/eq以下、さらに好ましくは280g/eq以上370g/eq以下である。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the epoxy equivalent of the naphthol aralkyl type epoxy resin is preferably 250 g/eq or more and 400 g/eq or less, more preferably 260 g/eq or more and 380 g/eq or less, and even more preferably 280 g/eq or more and 370 g/eq. /eq or less.
前記ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂の軟化点は、好ましくは40℃以上150℃以下、より好ましくは50℃以上120℃以下、さらに好ましくは60℃以上100℃以下である。 The softening point of the naphthol aralkyl epoxy resin is preferably 40°C or more and 150°C or less, more preferably 50°C or more and 120°C or less, and still more preferably 60°C or more and 100°C or less.
前記ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂の150℃における溶融粘度は、好ましくは0.01Pa・s以上5Pa・s以下、より好ましくは0.02Pa・s以上3Pa・s以下、さらに好ましくは0.05Pa・s以上1Pa・s以下である。 The naphthol aralkyl type epoxy resin has a melt viscosity at 150°C of preferably 0.01 Pa·s or more and 5 Pa·s or less, more preferably 0.02 Pa·s or more and 3 Pa·s or less, and still more preferably 0.05 Pa·s or more. It is 1 Pa·s or less.
本実施形態のナフトールアラルキル型エポキシ樹脂の重量平均分子量Mwは、好ましくは100以上5000以下、より好ましくは300以上3000以下、さらに好ましくは500以上2000以下である。 The weight average molecular weight Mw of the naphthol aralkyl type epoxy resin of the present embodiment is preferably 100 or more and 5000 or less, more preferably 300 or more and 3000 or less, and even more preferably 500 or more and 2000 or less.
また、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂の分散度(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)は、好ましくは1以上4以下、より好ましくは1.1以上3以下、さらに好ましくは1.2以上2以下である。分散度を適切に調整することで、エポキシ樹脂の物性を均質にすることができ、好ましい。 Further, the dispersity (weight average molecular weight Mw/number average molecular weight Mn) of the naphthol aralkyl type epoxy resin is preferably 1 or more and 4 or less, more preferably 1.1 or more and 3 or less, and still more preferably 1.2 or more and 2 or less. be. By appropriately adjusting the degree of dispersion, the physical properties of the epoxy resin can be made homogeneous, which is preferable.
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、例えば、GPC測定により得られる標準ポリスチレン(PS)の検量線から求めた、ポリスチレン換算値を用いる。GPC測定の測定条件は、例えば、以下の通りである。
東ソー社製ゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置HLC-8320GPC
カラム:東ソー社製TSK-GEL Supermultipore HZ-M
検出器:液体クロマトグラム用RI検出器
測定温度:40℃
溶剤:THF
試料濃度:2.0mg/ミリリットルFor weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw/Mn), polystyrene equivalent values obtained from a standard polystyrene (PS) calibration curve obtained by GPC measurement are used, for example. The measurement conditions for GPC measurement are, for example, as follows.
Tosoh gel permeation chromatography device HLC-8320GPC
Column: TSK-GEL Supermultipore HZ-M manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI detector for liquid chromatogram Measurement temperature: 40°C
Solvent: THF
Sample concentration: 2.0mg/ml
本実施形態のエポキシ樹脂(A1)はナフトールアラルキル型エポキシ樹脂以外に、本発明の効果を損なわない範囲でその他のエポキシ樹脂を含むことができる。
その他のエポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等を挙げることができ、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂が好ましい。The epoxy resin (A1) of the present embodiment can contain other epoxy resins in addition to the naphthol aralkyl epoxy resin as long as the effects of the present invention are not impaired.
Other epoxy resins include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol aralkyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, glycidylamine type epoxy resin, etc. Aralkyl type epoxy resins are preferred.
エポキシ樹脂(A1)がナフトールアラルキル型エポキシ樹脂とその他のエポキシ樹脂を含む場合、エポキシ樹脂(A1)(100質量%)中のナフトールアラルキル型エポキシ樹脂の含有量は、好ましくは2質量%以上80質量%以下、より好ましくは5質量%以上50質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上40質量%以下であり、特に好ましくは12質量%以上30質量%以下である。
本実施形態において、エポキシ樹脂(A1)はナフトールアラルキル型エポキシ樹脂のみを含んでいてもよい。When the epoxy resin (A1) contains a naphthol aralkyl epoxy resin and another epoxy resin, the content of the naphthol aralkyl epoxy resin in the epoxy resin (A1) (100% by mass) is preferably 2% by mass or more and 80% by mass. % or less, more preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, still more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less, particularly preferably 12% by mass or more and 30% by mass or less.
In this embodiment, the epoxy resin (A1) may contain only a naphthol aralkyl type epoxy resin.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物(100質量%)は、本発明の効果の観点から、エポキシ樹脂(A1)を好ましくは2質量%以上20質量%以下、より好ましくは3質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上12質量%以下の量で含むことができる。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the thermosetting resin composition (100% by mass) of the present embodiment preferably contains 2% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less of the epoxy resin (A1). It can be contained in an amount of 5% by mass or more and 12% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 12% by mass or less.
[硬化剤(B)]
本実施形態において、硬化剤(B)は、活性エステル硬化剤(B1)および/またはフェノール硬化剤(B2)を含む。[Curing agent (B)]
In this embodiment, the curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1) and/or a phenol curing agent (B2).
(活性エステル硬化剤(B1))
活性エステル硬化剤(B1)としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する化合物を用いることができる。中でも、活性エステル硬化剤としては、フェノールエステル類、チオフェノールエステル類、N-ヒドロキシアミンエステル類、複素環ヒドロキシ化合物のエステル類等の、反応活性の高いエステル基を1分子中に2個以上有する化合物が好ましい。
本実施形態においては、前述の特定のエポキシ樹脂と、硬化剤として活性エステル硬化剤(B1)とを組み合わせて含むことにより、高誘電率および低誘電正接に優れた誘電体基板を得ることができる。(Active ester curing agent (B1))
As the active ester curing agent (B1), a compound having one or more active ester groups in one molecule can be used. Among these, active ester curing agents include those having two or more ester groups with high reaction activity in one molecule, such as phenol esters, thiophenol esters, N-hydroxyamine esters, and esters of heterocyclic hydroxy compounds. Compounds are preferred.
In this embodiment, by including the above-mentioned specific epoxy resin in combination with the active ester curing agent (B1) as a curing agent, a dielectric substrate excellent in high dielectric constant and low dielectric loss tangent can be obtained. .
活性エステル硬化剤(B1)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における活性エステル硬化剤(B1)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。 Preferred specific examples of the active ester curing agent (B1) include those described in the active ester curing agent (B1) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
また、活性エステル硬化剤(B1)の官能基当量は、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基およびフェノール性水酸基の合計を樹脂の官能基数とした場合、硬化性に優れ、誘電率及び誘電正接の低い硬化物が得られることから、200g/eq以上230g/eq以下の範囲であることが好ましく、210g/eq以上220g/eq以下の範囲であることがより好ましい。 In addition, the functional group equivalent of the active ester curing agent (B1) has excellent curability and has a low dielectric constant and dielectric loss tangent when the total number of aryl carbonyloxy groups and phenolic hydroxyl groups in the resin structure is taken as the number of functional groups in the resin. Since a low cured product can be obtained, the range is preferably from 200 g/eq to 230 g/eq, and more preferably from 210 g/eq to 220 g/eq.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物において、活性エステル硬化剤(B1)とエポキシ樹脂(A1)との配合量は、硬化性に優れ、誘電率及び誘電正接の低い硬化物が得られることから、活性エステル硬化剤(B1)中の活性基の合計1当量に対して、エポキシ樹脂(A1)中のエポキシ基が0.8~1.2当量となる割合であることが好ましい。ここで、活性エステル硬化剤中の活性基とは、樹脂構造中に有するアリールカルボニルオキシ基及びフェノール性水酸基を指す。 In the thermosetting resin composition of this embodiment, the blending amounts of the active ester curing agent (B1) and the epoxy resin (A1) are determined so that a cured product with excellent curability and low dielectric constant and dielectric loss tangent can be obtained. The ratio of the epoxy groups in the epoxy resin (A1) is preferably 0.8 to 1.2 equivalents per total equivalent of active groups in the active ester curing agent (B1). Here, the active group in the active ester curing agent refers to the arylcarbonyloxy group and phenolic hydroxyl group contained in the resin structure.
本実施形態の組成物において、活性エステル硬化剤(B1)は、熱硬化性樹脂組成物全体に対して、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で用いられる。
特定の活性エステル硬化剤を上記範囲で含むことにより、得られる硬化物はより優れた誘電特性を有することができ、低誘電正接にさらに優れる。In the composition of the present embodiment, the active ester curing agent (B1) is preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more, based on the entire thermosetting resin composition. It is used in an amount of 10% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or more and 7% by mass or less.
By containing the specific active ester curing agent within the above range, the resulting cured product can have better dielectric properties and is further excellent in low dielectric loss tangent.
本実施形態の樹脂組成物は、活性エステル硬化剤(B1)と、後述の高誘電率充填剤(C)とを組み合わせて用いることにより、高誘電率および低誘電正接により優れ、高周波帯においてもこれらの効果に優れる。
上記効果の観点から、活性エステル硬化剤(B1)は、後述の高誘電率充填剤100質量部に対して、好ましくは1質量部以上30質量部以下、より好ましくは2質量部以上20質量部以下、さらに好ましくは3質量部以上15質量部以下となるように含むことができる。By using the active ester curing agent (B1) in combination with the high dielectric constant filler (C) described below, the resin composition of the present embodiment has excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent, and can also be used in high frequency bands. Excellent in these effects.
From the viewpoint of the above effects, the active ester curing agent (B1) is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or more and 20 parts by mass, based on 100 parts by mass of the high dielectric constant filler described below. The content is more preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
なお、本出願人は、特開2020-90615号公報に記載のように、本発明とは異なる半導体封止用途において、エポキシ樹脂と、所定の活性エステル硬化剤と、を含む樹脂組成物を開発している。本発明は、同公報記載の技術に対して、高誘電率充填剤を含有する点で相違している。また、高誘電率充填剤を含有するため、活性エステル硬化剤とエポキシ樹脂の組み合わせによる作用効果も、高誘電率を有する点、さらに高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れる点で相違している。 Note that, as described in JP-A-2020-90615, the applicant has developed a resin composition containing an epoxy resin and a predetermined active ester curing agent for semiconductor encapsulation applications different from the present invention. are doing. The present invention differs from the technique described in the publication in that it contains a high dielectric constant filler. In addition, since it contains a high dielectric constant filler, the effects of the combination of the active ester curing agent and epoxy resin are different in that it has a high dielectric constant and is superior in high dielectric constant and low dielectric loss tangent in high frequency bands. ing.
(フェノール硬化剤(B2))
フェノール硬化剤としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、芳香族炭化水素ホルムアルデヒド樹脂変性フェノール樹脂、ジシクロペンタジエンフェノール付加型樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ナフトールアラルキル樹脂、トリメチロールメタン樹脂、テトラフェニロールエタン樹脂、ナフトールノボラック樹脂、ナフトール-フェノール共縮ノボラック樹脂、ナフトール-クレゾール共縮ノボラック樹脂、ビフェニル変性フェノール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価フェノール化合物)、ビフェニル変性ナフトール樹脂(ビスメチレン基でフェノール核が連結された多価ナフトール化合物)、アミノトリアジン変性フェノール樹脂(メラミンやベンゾグアナミンなどでフェノール核が連結された多価フェノール化合物)等の多価フェノール化合物が挙げられる。(Phenol curing agent (B2))
Phenol curing agents include phenol novolak resin, cresol novolac resin, aromatic hydrocarbon formaldehyde resin modified phenol resin, dicyclopentadiene phenol addition type resin, phenol aralkyl resin, naphthol aralkyl resin, trimethylolmethane resin, tetraphenylolethane resin. , naphthol novolak resin, naphthol-phenol co-condensed novolak resin, naphthol-cresol co-condensed novolak resin, biphenyl-modified phenol resin (a polyhydric phenol compound in which phenol nuclei are linked with bismethylene groups), biphenyl-modified naphthol resin (phenol in bismethylene groups) Polyhydric phenol compounds such as polyhydric naphthol compounds with linked nuclei) and aminotriazine-modified phenol resins (polyhydric phenol compounds with phenolic nuclei linked with melamine, benzoguanamine, etc.) can be mentioned.
フェノール硬化剤(B2)の配合量は、熱硬化性樹脂に対して、好ましくは、20質量%以上70質量%以下の量である。上記範囲の量で硬化剤を使用することにより、優れた硬化性を有する樹脂組成物が得られる。 The blending amount of the phenol curing agent (B2) is preferably 20% by mass or more and 70% by mass or less based on the thermosetting resin. By using the curing agent in an amount within the above range, a resin composition having excellent curability can be obtained.
本実施形態の硬化剤(B)は、本発明の効果の観点から、活性エステル硬化剤(B1)であることが好ましい。 The curing agent (B) of this embodiment is preferably an active ester curing agent (B1) from the viewpoint of the effects of the present invention.
[高誘電率充填剤(C)]
本実施形態において、高誘電率充填剤(C)としては、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウム等を挙げることができ、これらから選択される少なくとも1種を含むことができる。
本発明の効果の観点から、高誘電率充填剤(C)としては、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、およびチタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種であることが好ましく、チタン酸カルシウムおよびチタン酸マグネシウムから選択される少なくとも1種であることがさらに好ましい。[High dielectric constant filler (C)]
In this embodiment, the high dielectric constant filler (C) includes calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, and zirconate. Examples include barium, calcium zirconate titanate, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate, and at least one selected from these may be included.
From the viewpoint of the effects of the present invention, the high dielectric constant filler (C) is preferably at least one selected from calcium titanate, strontium titanate, and magnesium titanate; More preferably, it is at least one selected from magnesium.
高誘電率充填剤(C)の形状は、粒状、不定形、フレーク状などであり、これらの形状の高誘電率充填剤を任意の比率で用いることができる。高誘電率充填剤の平均粒子径は、本発明の効果の観点や流動性・充填性の観点から、好ましくは0.1μm以上50μm以下、より好ましくは0.3μm以上20μm以下、さらに好ましくは0.5μm以上10μm以下である。 The shape of the high dielectric constant filler (C) is granular, amorphous, flake, etc., and high dielectric constant fillers having these shapes can be used in any ratio. The average particle diameter of the high dielectric constant filler is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.3 μm or more and 20 μm or less, and even more preferably .5 μm or more and 10 μm or less.
高誘電率充填剤(C)の配合量は、熱硬化性樹脂組成物100質量%中に、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上の範囲である。上限値は90質量%以程度である。
高誘電率充填剤(C)の添加量が上記範囲であると、得られる硬化物の誘電率がより低くなるとともに、成形品の製造にも優れる。The content of the high dielectric constant filler (C) is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, even more preferably 60% by mass or more in 100% by mass of the thermosetting resin composition. be. The upper limit is about 90% by mass or more.
When the amount of the high dielectric constant filler (C) is within the above range, the resulting cured product has a lower dielectric constant and is also excellent in producing molded products.
[硬化触媒(D)]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに硬化触媒(D)を含むことができる。
硬化触媒(D)は、硬化促進剤などと呼ばれる場合もある。硬化触媒(D)は、熱硬化性樹脂の硬化反応を早めるものである限り特に限定されず、公知の硬化触媒を用いることができる。
硬化触媒(D)の好ましい具体例としては、上述の第1の実施形態における硬化触媒(D)に記載したものが挙げられ、同様に製造することができる。[Curing catalyst (D)]
The thermosetting resin composition of this embodiment can further contain a curing catalyst (D).
The curing catalyst (D) is sometimes called a curing accelerator. The curing catalyst (D) is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction of the thermosetting resin, and any known curing catalyst can be used.
Preferred specific examples of the curing catalyst (D) include those described in the curing catalyst (D) in the above-mentioned first embodiment, and can be produced in the same manner.
本実施形態において、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂(A1)と潜伏性を有する硬化触媒とを組み合わせて用いることにより、成形性により優れるとともに、曲げ強度などの機械強度により優れた磁性材料を得ることができる。 In this embodiment, by using an epoxy resin (A1) containing a naphthol aralkyl type epoxy resin in combination with a curing catalyst having latent properties, a magnetic material with excellent moldability and mechanical strength such as bending strength can be obtained. Obtainable.
硬化触媒(D)を用いる場合、その含有量は、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、好ましくは0.1~3質量%、より好ましくは0.5~2質量%である。このような数値範囲とすることにより、他の性能を過度に悪くすることなく、十分に硬化促進効果が得られる。 When using the curing catalyst (D), its content is preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.5 to 2% by mass, based on 100% by mass of the thermosetting resin composition. By setting the value within such a numerical range, a sufficient curing accelerating effect can be obtained without excessively deteriorating other properties.
[無機充填剤]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、さらに、吸湿性低減、線膨張係数低減、熱伝導性向上および強度向上のために、高誘電率充填剤(C)以外に無機充填剤を含むことができる。[Inorganic filler]
The thermosetting resin composition of the present embodiment may further contain an inorganic filler in addition to the high dielectric constant filler (C) in order to reduce hygroscopicity, reduce linear expansion coefficient, improve thermal conductivity, and improve strength. I can do it.
無機充填剤としては、溶融シリカ、結晶シリカ、アルミナ、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミ、窒化ホウ素、ベリリア、ジルコニア、ジルコン、フォステライト、ステアタイト、スピネル、ムライト、チタニア等の粉体、またはこれらを球形化したビーズ、ガラス繊維などが挙げられる。これらの無機充填材は単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記の無機充填材の中で、線膨張係数低減の観点からは溶融シリカが、高熱伝導性の観点からはアルミナが好ましく、充填材形状は成形時の流動性および金型摩耗性の点から球形が好ましい。 Inorganic fillers include fused silica, crystalline silica, alumina, calcium silicate, calcium carbonate, potassium titanate, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, beryllia, zirconia, zircon, forsterite, steatite, spinel, Examples include powders such as mullite and titania, beads made of spherical powders, and glass fibers. These inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more. Among the above inorganic fillers, fused silica is preferred from the viewpoint of reducing the coefficient of linear expansion, and alumina is preferred from the viewpoint of high thermal conductivity, and the shape of the filler is spherical from the viewpoint of fluidity during molding and mold abrasion resistance. is preferred.
高誘電率充填剤以外の無機充填材の配合量は、成形性、熱膨張性の低減、および強度向上の観点から、熱硬化性樹脂組成物100質量%に対して、好ましくは3質量%以上、40質量%以下、より好ましくは5質量%以上、30質量%以下、さらに好ましくは10質量%以上、25質量%以下の範囲とすることができる。上記範囲であれば、熱膨張性低減および成形性に優れる。 The blending amount of the inorganic filler other than the high dielectric constant filler is preferably 3% by mass or more based on 100% by mass of the thermosetting resin composition from the viewpoint of moldability, reduction of thermal expansion, and improvement of strength. , 40% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, still more preferably 10% by mass or more and 25% by mass or less. Within the above range, thermal expansion property reduction and moldability are excellent.
[その他の成分]
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上記成分に加え、必要に応じて、シランカップリング剤、離型剤、着色剤、分散剤、低応力化剤等の種々の成分を含むことができる。[Other ingredients]
In addition to the above-mentioned components, the thermosetting resin composition of the present embodiment may contain various components such as a silane coupling agent, a mold release agent, a coloring agent, a dispersant, and a stress reducing agent, as necessary. can.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A1)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を含み、エポキシ樹脂(A1)がナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含む。
このような成分を組み合わせて含む本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、低誘電正接等の誘電特性に優れた誘電体基板を提供することができ、さらに当該誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナを提供することができる。The thermosetting resin composition of the present embodiment includes an epoxy resin (A1), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C), and the epoxy resin (A1) is a naphthol aralkyl type epoxy resin. including.
The thermosetting resin composition of this embodiment containing a combination of such components can provide a dielectric substrate with excellent dielectric properties such as low dielectric loss tangent, and can further provide a microstrip antenna equipped with the dielectric substrate. can be provided.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、
エポキシ樹脂(A1)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは2質量%以上20質量%以下、より好ましくは3質量%以上15質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上12質量%以下の量で含むことができ、
硬化剤(B)を、当該組成物100質量%中に、好ましくは0.2質量%以上15質量%以下、より好ましくは0.5質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1.0質量%以上7質量%以下の量で含むことができ、
高誘電率充填剤(C)を、当該組成物の固形分100質量%中に、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上含むことができ。上限値は90質量%である。The thermosetting resin composition of this embodiment is
The epoxy resin (A1) is preferably contained in 100% by mass of the composition, preferably 2% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 15% by mass or less, even more preferably 5% by mass or more and 12% by mass or less. can contain in the amount of
The curing agent (B) is contained in 100% by mass of the composition, preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, and even more preferably 1.0% by mass. % or more and 7% by mass or less,
The high dielectric constant filler (C) can be contained in 100% by mass of the solid content of the composition, preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more. The upper limit is 90% by mass.
本実施形態においては、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂(A1)と、硬化剤(B)と、高誘電率充填剤(C)と、を組み合わせて含むことにより、高誘電率および低誘電正接により優れた誘電体基板が得られる熱硬化性樹脂組成物を提供することができる。 In this embodiment, by containing a combination of an epoxy resin (A1) containing a naphthol aralkyl type epoxy resin, a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C), high dielectric constant and low dielectric A thermosetting resin composition from which a dielectric substrate with excellent tangent can be obtained can be provided.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、上述の各成分を均一に混合することにより製造できる。製造方法としては、所定の配合量の原材料をミキサー等によって十分混合した後、ミキシングロール、ニーダ、押出機等によって溶融混練した後、冷却、粉砕する方法を挙げることができる。得られた熱硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、成形条件に合うような寸法および質量でタブレット化してもよい。 The thermosetting resin composition of this embodiment can be manufactured by uniformly mixing the above-mentioned components. Examples of the manufacturing method include a method in which a predetermined amount of raw materials is sufficiently mixed using a mixer, etc., then melt-kneaded using a mixing roll, kneader, extruder, etc., and then cooled and pulverized. The obtained thermosetting resin composition may be made into tablets with a size and mass suitable for molding conditions, if necessary.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、スパイラルフローの流動長が50cm以上、好ましくは55cm以上、さらに好ましくは60cm以上である。したがって、本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、成形性に優れる。 The thermosetting resin composition of this embodiment has a spiral flow length of 50 cm or more, preferably 55 cm or more, and more preferably 60 cm or more. Therefore, the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent moldability.
スパイラルフロー試験は、たとえば低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で樹脂成形材料を注入し、流動長を測定することにより行うことができる。 In the spiral flow test, for example, using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), injection is performed at a mold temperature of 175°C into a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66. This can be done by injecting the resin molding material under conditions of a pressure of 6.9 MPa and a curing time of 120 seconds and measuring the flow length.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物のゲルタイムは、40秒以上150秒以下であることが好ましく、50秒以上120秒以下がより好ましい。
熱硬化性樹脂組成物のゲルタイムを上記下限値以上とすることにより、充填性に優れ、上記上限値以下とすることにより、成形性が良好となる。The gel time of the thermosetting resin composition of this embodiment is preferably 40 seconds or more and 150 seconds or less, more preferably 50 seconds or more and 120 seconds or less.
By setting the gel time of the thermosetting resin composition to the above-mentioned lower limit or more, the filling property is excellent, and by setting the gel time to the above-mentioned upper limit or less, the moldability becomes good.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物は、200℃で90分加熱して硬化させた硬化物において、以下の誘電率および誘電正接(tanδ)を有する。
空洞共振器法による25GHzでの誘電率を3以上、好ましくは4以上、より好ましくは5以上とすることができる。
空洞共振器法による25GHzでの誘電正接(tanδ)を0.04以下、好ましくは0.03以下、より好ましくは0.02以下、特に好ましくは0.015以下とすることができる。The thermosetting resin composition of this embodiment has the following dielectric constant and dielectric loss tangent (tan δ) in a cured product cured by heating at 200° C. for 90 minutes.
The dielectric constant at 25 GHz by the cavity resonator method can be 3 or more, preferably 4 or more, and more preferably 5 or more.
The dielectric loss tangent (tan δ) at 25 GHz measured by the cavity resonator method can be 0.04 or less, preferably 0.03 or less, more preferably 0.02 or less, particularly preferably 0.015 or less.
本実施形態の熱硬化性樹脂組成物から得られる硬化物は、高周波帯において高誘電率および低誘電正接に優れることから、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器等の小型化を図ることができ、マイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、さらに電磁波吸収体を形成する材料等として好適に用いることができる。 Since the cured product obtained from the thermosetting resin composition of this embodiment has excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent in high frequency bands, it is possible to achieve high frequencies and shorten circuits and miniaturize communication equipment, etc. It can be suitably used as a material for forming a microstrip antenna, a material for forming a dielectric waveguide, a material for forming an electromagnetic wave absorber, etc.
<マイクロストリップアンテナ>
図1に示すように、本実施形態のマイクロストリップアンテナ10は、上述の樹脂組成物を硬化してなる誘電体基板12と,誘電体基板12の一方の面に設けられた放射導体板(放射素子)14と、誘電体基板12の他方の面に設けられた地導体板16と、を備える。放射導体板12の少なくとも一部は、誘電体基板12中に埋設されている。<Microstrip antenna>
As shown in FIG. 1, the
放射導体板の形状は矩形または円形が挙げられる。本実施形態においては、矩形の放射導体板14を用いた例によって説明する。
The shape of the radiation conductor plate may be rectangular or circular. In this embodiment, an example using a rectangular
放射導体板14は、金属材料、金属材料の合金、金属ペーストの硬化物、および導電性高分子のいずれかを含む。金属材料は、銅、銀、パラジウム、金、白金、アルミニウム、クロム、ニッケル、カドミウム鉛、セレン、マンガン、錫、バナジウム、リチウム、コバルト、およびチタン等を含む。合金は、複数の金属材料を含む。金属ペースト剤は、金属材料の粉末を有機溶剤、およびバインダとともに混練したものを含む。バインダは、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂を含む。導電性ポリマーは、ポリチオフェン系ポリマー、ポリアセチレン系ポリマー、ポリアニリン系ポリマー、ポリピロール系ポリマー等を含む。
The
本実施形態のマイクロストリップアンテナ10は、図1に示すように、長さL、幅Wの放射導体板14を有しており、Lが1/2波長の整数倍に一致する周波数で共振する。本実施形態のように、高誘電率である誘電体基板12を用いる場合、誘電体基板12の厚さhと放射導体板14の幅Wは波長に対して十分小さくなるように設計される。
As shown in FIG. 1, the
地導体板16は、銅や銀、金などの導電性の高い金属で構成される薄い板である。その厚さは、アンテナ装置の中心動作周波数に対して十分薄く、中心動作周波数の50分の1波長から1000分の1波長程度であればよい。
The
マイクロストリップアンテナの給電方法としては,背面同軸給電および共平面給電のような直接給電方式や、スロット結合給電および近接結合給電のような電磁結合給電方式が挙げられる。 Power feeding methods for microstrip antennas include direct feeding methods such as back coaxial feeding and coplanar feeding, and electromagnetic coupling feeding methods such as slot coupled feeding and proximity coupled feeding.
背面同軸給電は、地導体板16と誘電体基板12を貫く同軸線路やコネクタを用いてアンテナ背面から放射導体板14に給電することができる。
共平面給電は、放射導体板14と同一面上に配置されたマイクロストリップ線路(不図示)で放射導体板14に給電することができる。In the rear coaxial power feeding, power can be fed from the back surface of the antenna to the
In coplanar power feeding, power can be fed to the
スロット結合給電においては,地導体板16を挟み込む形でさらに別の誘電体基板(不図示)を設け、放射導体板14とマイクロストリップ線路とを別々の誘電体基板に形成する。地導体板16に空けられたスロットを介して,放射導体板14とマイクロストリップ線路とを電磁結合させることによって放射導体板14が励振される。
In the slot coupled power supply, another dielectric substrate (not shown) is provided to sandwich the
近接結合給電においては、誘電体基板12が積層構造を有し、放射導体板14が形成された誘電体基板と,マイクロストリップ線路のストリップ導体および地導体板16が配置された誘電体基板とが積層されている.マイクロストリップ線路のストリップ導体を放射導体板14の下部に延長し、放射導体板14とマイクロストリップ線路を電磁結合させることにより、放射導体板14が励振される。
In the close-coupled power supply, the
図2(a)(b)に、他のマイクロストリップアンテナの態様を示す。なお、図1と同一の構成には同一の番号を付して適宜説明を省略する。
図2(a)に示すように、マイクロストリップアンテナ20は、誘電体基板22と、誘電体基板22の一方の面に設けられた放射導体板14と、誘電体基板22の他方の面に設けられた地導体板16と、放射導体板14に対向配置された高誘電体基板(高誘電体)24と、を備える。誘電体基板22および放射導体板14と、高誘電体基板24とは、スペーサー26を介して所定距離離間するように構成することができる。
誘電体基板22としては、テフロン基板等の低誘電率の基板から構成される。
高誘電体基板24は、上述の樹脂組成物を硬化してなる誘電体基板により構成されている。
誘電体基板22と高誘電体基板24との空隙部は空間であってもよく、誘電体材料が充填されていてもよい。
また、図2(b)のマイクロストリップアンテナ20'に示されるように、放射導体板14の上面に高誘電体基板24を当接させた構造とすることもできる。FIGS. 2(a) and 2(b) show other embodiments of the microstrip antenna. Note that the same components as those in FIG. 1 are given the same numbers, and description thereof will be omitted as appropriate.
As shown in FIG. 2(a), the
The
The
The gap between the
Alternatively, as shown in a microstrip antenna 20' in FIG. 2(b), a structure may be adopted in which a
<誘電体導波路>
本実施形態において、誘電体導波路は、本実施形態の樹脂組成物を硬化してなる誘電体と、当該誘電体の表面を覆う導体膜と、を備える。誘電体導波路は、電磁波を誘電体(誘電体媒質)中に閉じこめて伝送させるものである。
前記導体膜は、銅等の金属や、酸化物高温超伝導体等から構成することができる。<Dielectric waveguide>
In this embodiment, the dielectric waveguide includes a dielectric formed by curing the resin composition of this embodiment, and a conductor film covering the surface of the dielectric. A dielectric waveguide confines electromagnetic waves in a dielectric (dielectric medium) and transmits them.
The conductor film can be made of metal such as copper, oxide high temperature superconductor, or the like.
<電磁波吸収体>
本実施形態において、電磁波吸収体は、支持体、抵抗皮膜、誘電体層、及び反射層が積層した構造を備える。当該電磁波吸収体は、高い電波吸収性能を備えるλ/4型電波吸収体として用いることができる。
支持体としては樹脂基材等が挙げられる。支持体により、抵抗皮膜を保護することができ、電波吸収体としての耐久性を高めることができる。
抵抗皮膜としては、酸化インジウムスズ、モリブデン含有抵抗皮膜等が挙げられる。
誘電体層は本実施形態の樹脂組成物を硬化してなる。その厚みは、10μm以上2000μm以下程度である。
反射層は電波の反射層として機能し得るものであり、例えば金属膜が挙げられる。<Electromagnetic wave absorber>
In this embodiment, the electromagnetic wave absorber has a structure in which a support, a resistive film, a dielectric layer, and a reflective layer are laminated. The electromagnetic wave absorber can be used as a λ/4 type radio wave absorber having high radio wave absorption performance.
Examples of the support include resin base materials. The support can protect the resistive film and improve its durability as a radio wave absorber.
Examples of the resistive film include indium tin oxide and molybdenum-containing resistive films.
The dielectric layer is formed by curing the resin composition of this embodiment. Its thickness is about 10 μm or more and 2000 μm or less.
The reflective layer can function as a radio wave reflective layer, and includes, for example, a metal film.
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の様々な構成を採用することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted within a range that does not impair the effects of the present invention.
以下に、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
第1の発明(出願時請求項1~8、26~31)および第1の実施形態に係る実施例を、実施例Aに示す。
第2の発明(出願時請求項9~16、26~31)および第2の実施形態に係る実施例を、実施例Bに示す。
第3の発明(出願時請求項17~21、26~31)および第3の実施形態に係る実施例を、実施例Cに示す。
第4の発明(出願時請求項22~25、26~31)および第4の実施形態に係る実施例を、実施例Dに示す。EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited thereto.
An example of the first invention (claims 1 to 8 and 26 to 31 as filed) and the first embodiment is shown in Example A.
Example B shows an example of the second invention (Claims 9 to 16 and 26 to 31 as filed) and the second embodiment.
An example of the third invention (Claims 17 to 21 and 26 to 31 as filed) and the third embodiment is shown in Example C.
Example D shows an example of the fourth invention (
<実施例A>
(実施例A1~A12、比較例A1)
以下の原料を表1に示す配合量で、常温でミキサーを用いて混合した後、70~100℃でロール混錬した。次いで、得られた混錬物を冷却した後、これを粉砕して粉粒状の樹脂組成物を得た。ついで、高圧で打錠成形することにより、タブレット状の樹脂組成物を得た。<Example A>
(Examples A1 to A12, Comparative Example A1)
The following raw materials were mixed in the amounts shown in Table 1 using a mixer at room temperature, and then kneaded with rolls at 70 to 100°C. Next, the obtained kneaded product was cooled and then ground to obtain a powdery resin composition. Then, a tablet-shaped resin composition was obtained by compression molding under high pressure.
(高誘電率充填剤)
・高誘電率充填剤1:チタン酸バリウム(BT-UP2、平均粒子径2μm、日本化学工業社製)
・高誘電率充填剤2:チタン酸カルシウム(CT、平均粒子径2.0μm、富士チタン社製)
・高誘電率充填剤3:チタン酸ストロンチウム(ST-A、平均粒子径1.6μm、富士チタン社製)
・高誘電率充填剤4:チタン酸ストロンチウム(STG、平均粒子径0.9μm、日本化学工業社製)(High dielectric constant filler)
・High dielectric constant filler 1: Barium titanate (BT-UP2,
・High dielectric constant filler 2: Calcium titanate (CT, average particle size 2.0 μm, manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd.)
・High dielectric constant filler 3: Strontium titanate (ST-A, average particle size 1.6 μm, manufactured by Fuji Titanium Co., Ltd.)
・High dielectric constant filler 4: Strontium titanate (STG, average particle size 0.9 μm, manufactured by Nihon Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
(無機充填剤)
・無機充填剤1:アルミナ(K75-1V25F、デンカ株式会社製)
・無機充填剤2:溶融球状シリカ(SC-2500-SQ、アドマテックス社製)(Inorganic filler)
・Inorganic filler 1: Alumina (K75-1V25F, manufactured by Denka Corporation)
・Inorganic filler 2: Fused spherical silica (SC-2500-SQ, manufactured by Admatex)
(着色剤)
・着色剤1:黒色酸化チタン(赤穂化成社製)(colorant)
・Coloring agent 1: Black titanium oxide (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.)
(カップリング剤)
・カップリング剤1:フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(CF4083、東レ・ダウコーニング社製)
・カップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(サイラエース、JNC社製)(coupling agent)
・Coupling agent 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilane (CF4083, manufactured by Dow Corning Toray)
・Coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (Sila Ace, manufactured by JNC)
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(NC3000L、日本化薬社製)
・エポキシ樹脂2:トリフェノールメタン型エポキシ樹脂(E1032H60、油化シェルエポキシ社製)(Epoxy resin)
・Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl epoxy resin (NC3000L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
・Epoxy resin 2: Triphenol methane type epoxy resin (E1032H60, manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.)
(硬化剤)
・硬化剤1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型樹脂(MEH-7851SS、明和化成社製)(hardening agent)
・Curing agent 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resin (MEH-7851SS, manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.)
・硬化剤2:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ジクロライド279.1g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-1)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。さらに、繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。・Curing agent 2: Active ester curing agent prepared by the following preparation method (Preparation method of active ester curing agent)
In a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser tube, fractionator tube, and stirrer, add 279.1 g of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene. were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-1). Furthermore, the average value k of the repeating units was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0.
・硬化剤3:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1,3-ベンゼンジカルボン酸ジクロリド203.0g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-3)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。得られた活性エステル樹脂は具体的に以下の化学式で表される構造を有していた。下記式中、繰り返し単位の平均値kは0.5~1.0であった。
203.0 g of 1,3-benzenedicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene were placed in a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, cooling tube, fractionating tube, and stirrer. After charging, the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-3). The average value k of the repeating units of the active ester resin was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. The obtained active ester resin specifically had a structure represented by the following chemical formula. In the following formula, the average value k of the repeating units was 0.5 to 1.0.
(触媒)
・触媒1:テトラフェニルフォスフォニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート
・触媒2:テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート(catalyst)
・Catalyst 1: Tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate ・Catalyst 2: Tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate
(離型剤)
・離型剤1:グリセリントリモンタン酸エステル(リコルブWE-4、クラリアントジャパン社製)
・離型剤2:カルナバワックス(TOWAX-132、東亜合成社製)(Release agent)
・Release agent 1: Glycerin trimontanate (Recolb WE-4, manufactured by Clariant Japan)
・Release agent 2: Carnauba wax (TOWAX-132, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
(添加剤)
・添加剤1: 3-アミノ-5-メルカプト-1,2,4-トリアゾール(日本カーバイド工業社製)
・シリコーン1:ジメチルシロキサン-ジグリシジンエーテル共重合体(M69B、住友ベークライト社製)(Additive)
・Additive 1: 3-amino-5-mercapto-1,2,4-triazole (manufactured by Nippon Carbide Kogyo Co., Ltd.)
・Silicone 1: Dimethylsiloxane-diglycidine ether copolymer (M69B, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
(低応力剤)
・低応力剤1:カルボキシル基末端ブタジエンアクリルゴム(CTBN1008SP、宇部興産社製)(Low stress agent)
・Low stress agent 1: Carboxyl group-terminated butadiene acrylic rubber (CTBN1008SP, manufactured by Ube Industries, Ltd.)
(空洞共振器法による誘電率および誘電正接の評価)
まず、樹脂組成物を用いて、試験片を得た。
具体的には、実施例および比較例で調製した樹脂組成物を、Si基板に塗布し、120℃で4分間プリベークを行い、塗布膜厚12μmの樹脂膜を形成した。
これを、窒素雰囲気下、オーブンを用いて200℃で90分加熱し、フッ酸処理(2質量%フッ酸水溶液に浸漬)した。フッ酸から基板を取り出した後に、硬化膜をSi基板から剥離して、これを試験片とした。
測定装置は、ネットワークアナライザHP8510C、シンセサイズドスイーパHP83651AおよびテストセットHP8517B(全てアジレント・テクノロジー社製)を用いた。これら装置と、円筒空洞共振器(内径φ42mm、高さ30mm)とを、セットアップした。
上記共振器内に試験片を挿入した状態と、未挿入状態とで、共振周波数、3dB帯域幅、透過電力比などを、周波数18GHzで測定した。そして、これら測定結果をソフトウェアで解析的に計算することで、誘電率(Dk)および誘電正接(Df)の誘電特性を求めた。なお、測定モードはTE011モードとした。(Evaluation of permittivity and dielectric loss tangent by cavity resonator method)
First, a test piece was obtained using a resin composition.
Specifically, the resin compositions prepared in Examples and Comparative Examples were applied to a Si substrate and prebaked at 120° C. for 4 minutes to form a resin film with a coating thickness of 12 μm.
This was heated in an oven at 200° C. for 90 minutes under a nitrogen atmosphere, and treated with hydrofluoric acid (immersed in a 2% by mass hydrofluoric acid aqueous solution). After removing the substrate from the hydrofluoric acid, the cured film was peeled off from the Si substrate and used as a test piece.
The measurement devices used were a network analyzer HP8510C, a synthesized sweeper HP83651A, and a test set HP8517B (all manufactured by Agilent Technologies). These devices and a cylindrical cavity resonator (inner diameter 42 mm, height 30 mm) were set up.
The resonant frequency, 3 dB bandwidth, transmitted power ratio, etc. were measured at a frequency of 18 GHz with and without the test piece inserted into the resonator. Then, by analytically calculating these measurement results using software, dielectric properties such as permittivity (Dk) and dielectric loss tangent (Df) were determined. Note that the measurement mode was TE 011 mode.
(スパイラルフローの測定)
低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で、実施例および比較例で得られた樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。(Spiral flow measurement)
Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66 was molded at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and curing. The resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples were injected for a time of 120 seconds, and the flow length was measured.
(ゲルタイム(GT))
175℃に加熱した熱板上で実施例および比較例の樹脂組成物をそれぞれ溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定した。(Gel Time (GT))
The resin compositions of Examples and Comparative Examples were each melted on a hot plate heated to 175° C., and the time (unit: seconds) until hardening was measured while kneading with a spatula.
(成形収縮率)
各実施例および比較例について、得られた樹脂組成物について、成形(ASM:as Mold)を行った後の成形収縮率(ASM後)を測定し、当該成形後、本硬化させて誘電体基板を作製することを想定した加熱条件(PMC:Post Mold Cure)で成形収縮率(PMC後)を評価した。
まず、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で作製した試験片に対して、JIS K 6911に準じて成形収縮率(ASM後)を得た。
さらに、得られた試験片を175℃で4時間加熱処理し、JIS K 6911に準じて成形収縮率(ASM後)を測定した。(molding shrinkage rate)
For each Example and Comparative Example, the molding shrinkage rate (after ASM) of the obtained resin composition was measured after molding (as Mold), and after the molding, it was fully cured and used as a dielectric substrate. The molding shrinkage rate (after PMC) was evaluated under heating conditions (PMC: Post Mold Cure) assumed to be produced.
First, a JIS The molding shrinkage rate (after ASM) was obtained according to K 6911.
Further, the obtained test piece was heat treated at 175° C. for 4 hours, and the molding shrinkage rate (after ASM) was measured according to JIS K 6911.
(ガラス転移温度、線膨張係数)
各実施例および比較例について、得られた樹脂組成物の硬化物のガラス転移温度(Tg)、線膨張係数(CTE1、CTE2)を、以下のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒で封止用樹脂組成物を注入成形し、10mm×4mm×4mmの試験片を得た。次いで、得られた試験片を175℃、4時間で後硬化した後、熱機械分析装置(セイコー電子工業(株)製、TMA100)を用いて、測定温度範囲0℃~320℃、昇温速度5℃/分の条件下で測定を行った。この測定結果から、ガラス転移温度(Tg)、ガラス転移温度以下における線膨張係数(CTE1)、ガラス転移温度超過における線膨張係数(CTE2)を算出した。(Glass transition temperature, coefficient of linear expansion)
For each Example and Comparative Example, the glass transition temperature (Tg) and coefficient of linear expansion (CTE1, CTE2) of the obtained cured resin composition were measured as follows. First, a sealing resin composition was injection molded using a low pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and a curing time of 120 seconds. A test piece of 10 mm x 4 mm x 4 mm was obtained. Next, the obtained test piece was post-cured at 175°C for 4 hours, and then measured using a thermomechanical analyzer (TMA100, manufactured by Seiko Electronics Co., Ltd.) at a temperature range of 0°C to 320°C and a heating rate. The measurement was performed under the condition of 5°C/min. From this measurement result, the glass transition temperature (Tg), the coefficient of linear expansion below the glass transition temperature (CTE1), and the coefficient of linear expansion above the glass transition temperature (CTE2) were calculated.
(機械強度の評価(曲げ強度/曲げ弾性率))
実施例および比較例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機株式会社製「KTS-30」)を用いて、金型温度130℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で金型に注入成形した。これにより、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間の条件で後硬化させた。これにより、機械的強度の評価用の試験片を作製した。そして、試験片の室温(25℃)または260℃における曲げ強度(N/mm2)および曲げ弾性率(N/mm2)を、JIS K 6911に準拠して、ヘッドスピード5mm/minで測定した。(Evaluation of mechanical strength (bending strength/flexural modulus))
The resin compositions of Examples and Comparative Examples were molded using a low-pressure transfer molding machine (KTS-30 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 130°C, an injection pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 300 seconds. Injection molded into a mold. As a result, a molded product with a width of 10 mm, a thickness of 4 mm, and a length of 80 mm was obtained. Next, the obtained molded article was post-cured at 175° C. for 4 hours. In this way, a test piece for mechanical strength evaluation was prepared. Then, the bending strength (N/mm 2 ) and bending elastic modulus (N/mm 2 ) of the test piece at room temperature (25°C) or 260°C were measured at a head speed of 5 mm/min in accordance with JIS K 6911. .
(矩形圧の測定)
実施例および比較例の樹脂組成物の矩形圧を次のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機(NEC(株)製、40tマニュアルプレス)を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に樹脂組成物を注入した。このとき、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、樹脂組成物の流動時における最低圧力(MPa)を測定し、これを矩形圧とした。矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低いことを示す。(Measurement of rectangular pressure)
The rectangular pressure of the resin compositions of Examples and Comparative Examples was measured as follows. First, using a low-pressure transfer molding machine (manufactured by NEC Corporation, 40t manual press), a rectangle with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm was formed under the conditions of a mold temperature of 175°C and an injection speed of 177 mm 3 /sec. A resin composition was injected into the shaped channel. At this time, a pressure sensor embedded at a position 25 mm from the upstream end of the flow path measured the change in pressure over time, and the lowest pressure (MPa) during flow of the resin composition was measured, and this was defined as the rectangular pressure. The rectangular pressure is a parameter of melt viscosity, and a smaller value indicates a lower melt viscosity.
表1に記載のように、チタン酸バリウムを用いた比較例に比べ、本発明に係る実施例の樹脂組成物によれば、特定の高誘電率充填剤を含むことにより高誘電率および低誘電正接に優れ、さらにその他の物性のバランスにも優れた誘電体基板が得られた。当該樹脂組成物を硬化してなる誘電体基板を備えるマイクロストリップアンテナは、高周波化ひいては回路の短縮化および通信機器の小型化が可能になると推察された。さらに、当該樹脂組成物を硬化してなる誘電体(層)を備える誘電体導波路や電磁波吸収体においても所望の効果が得られることが推察された。 As shown in Table 1, compared to the comparative example using barium titanate, the resin composition of the example according to the present invention has a high dielectric constant and a low dielectric constant due to the inclusion of a specific high dielectric constant filler. A dielectric substrate with excellent tangent and also excellent balance of other physical properties was obtained. It was surmised that a microstrip antenna equipped with a dielectric substrate formed by curing the resin composition would enable higher frequencies, and thus shorter circuits and smaller communication equipment. Furthermore, it has been inferred that the desired effect can also be obtained in a dielectric waveguide or an electromagnetic wave absorber that includes a dielectric (layer) formed by curing the resin composition.
<実施例B>
(実施例B1~B9)
以下の原料を表2に示す配合量で、常温でミキサーを用いて混合した後、70~100℃でロール混錬した。次いで、得られた混錬物を冷却した後、これを粉砕して粉粒状の樹脂組成物を得た。ついで、高圧で打錠成形することにより、タブレット状の樹脂組成物を得た。<Example B>
(Examples B1 to B9)
The following raw materials were mixed in the amounts shown in Table 2 using a mixer at room temperature, and then kneaded with rolls at 70 to 100°C. Next, the obtained kneaded product was cooled and then ground to obtain a powdery resin composition. Then, a tablet-shaped resin composition was obtained by compression molding under high pressure.
(高誘電率充填剤)
・高誘電率充填剤1:チタン酸マグネシウム(平均粒子径0.8μm)
・高誘電率充填剤2:チタン酸カルシウム(平均粒子径2.0μm)(High dielectric constant filler)
・High dielectric constant filler 1: Magnesium titanate (average particle size 0.8 μm)
・High dielectric constant filler 2: Calcium titanate (average particle size 2.0 μm)
(無機充填剤)
・無機充填剤1:アルミナ(平均粒子径11μm、デンカ株式会社製)
・無機充填剤2:溶融球状シリカ(デンカ株式会社製)(Inorganic filler)
・Inorganic filler 1: Alumina (average particle size 11 μm, manufactured by Denka Corporation)
・Inorganic filler 2: Fused spherical silica (manufactured by Denka Corporation)
(着色剤)
・着色剤1:黒色酸化チタン(赤穂化成社製)(colorant)
・Coloring agent 1: Black titanium oxide (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.)
(カップリング剤)
・カップリング剤1:フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(CF4083、東レ・ダウコーニング社製)
・カップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(サイラエース、JNC社製)(coupling agent)
・Coupling agent 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilane (CF4083, manufactured by Dow Corning Toray)
・Coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (Sila Ace, manufactured by JNC)
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(NC3000L、日本化薬社製)
・エポキシ樹脂2:ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(ESN-475V、日鉄ケミカル社製)
・エポキシ樹脂3:ビフェニル型エポキシ樹脂(三菱ケミカル株式会社、YX-4000K)(Epoxy resin)
・Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl epoxy resin (NC3000L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
・Epoxy resin 2: Naphthol aralkyl type epoxy resin (ESN-475V, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)
・Epoxy resin 3: Biphenyl type epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YX-4000K)
(硬化剤)
・硬化剤1:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ジクロライド279.1g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-1)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。さらに、繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。(hardening agent)
・Curing agent 1: Active ester curing agent prepared by the following preparation method (Preparation method of active ester curing agent)
In a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser tube, fractionator tube, and stirrer, add 279.1 g of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene. were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-1). Furthermore, the average value k of the repeating units was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0.
・硬化剤2:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1,3-ベンゼンジカルボン酸ジクロリド203.0g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-3)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。得られた活性エステル樹脂は具体的に以下の化学式で表される構造を有していた。下記式中、繰り返し単位の平均値kは0.5~1.0であった。
203.0 g of 1,3-benzenedicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene were placed in a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, cooling tube, fractionating tube, and stirrer. After charging, the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-3). The average value k of the repeating units of the active ester resin was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. The obtained active ester resin specifically had a structure represented by the following chemical formula. In the following formula, the average value k of the repeating units was 0.5 to 1.0.
(触媒)
・触媒1:テトラフェニルフォスフォニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート
・触媒2:テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート(catalyst)
・Catalyst 1: Tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate ・Catalyst 2: Tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate
(離型剤)
・離型剤1:グリセリントリモンタン酸エステル(リコルブWE-4、クラリアントジャパン社製)(Release agent)
・Release agent 1: Glycerin trimontanate (Recolb WE-4, manufactured by Clariant Japan)
(添加剤)
・シリコーン1:ジメチルシロキサン-ジグリシジンエーテル共重合体(M69B、住友ベークライト社製)(Additive)
・Silicone 1: Dimethylsiloxane-diglycidine ether copolymer (M69B, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
(低応力剤)
・低応力剤1:カルボキシル基末端ブタジエンアクリルゴム(CTBN1008SP、宇部興産社製)(Low stress agent)
・Low stress agent 1: Carboxyl group-terminated butadiene acrylic rubber (CTBN1008SP, manufactured by Ube Industries, Ltd.)
(空洞共振器法による誘電率および誘電正接の評価)
まず、樹脂組成物を用いて、試験片を得た。
具体的には、実施例で調製した樹脂組成物を、Si基板に塗布し、120℃で4分間プリベークを行い、塗布膜厚12μmの樹脂膜を形成した。
これを、窒素雰囲気下、オーブンを用いて200℃で90分加熱し、フッ酸処理(2質量%フッ酸水溶液に浸漬)した。フッ酸から基板を取り出した後に、硬化膜をSi基板から剥離して、これを試験片とした。
測定装置は、ネットワークアナライザHP8510C、シンセサイズドスイーパHP83651AおよびテストセットHP8517B(全てアジレント・テクノロジー社製)を用いた。これら装置と、円筒空洞共振器(内径φ42mm、高さ30mm)とを、セットアップした。
上記共振器内に試験片を挿入した状態と、未挿入状態とで、共振周波数、3dB帯域幅、透過電力比などを、周波数25GHzで測定した。そして、これら測定結果をソフトウェアで解析的に計算することで、誘電率(Dk)および誘電正接(Df)の誘電特性を求めた。なお、測定モードはTE011モードとした。(Evaluation of permittivity and dielectric loss tangent by cavity resonator method)
First, a test piece was obtained using a resin composition.
Specifically, the resin composition prepared in the example was applied to a Si substrate and prebaked at 120° C. for 4 minutes to form a resin film with a coating thickness of 12 μm.
This was heated in an oven at 200° C. for 90 minutes under a nitrogen atmosphere, and treated with hydrofluoric acid (immersed in a 2% by mass hydrofluoric acid aqueous solution). After removing the substrate from the hydrofluoric acid, the cured film was peeled off from the Si substrate and used as a test piece.
The measurement devices used were a network analyzer HP8510C, a synthesized sweeper HP83651A, and a test set HP8517B (all manufactured by Agilent Technologies). These devices and a cylindrical cavity resonator (inner diameter 42 mm, height 30 mm) were set up.
The resonant frequency, 3 dB bandwidth, transmitted power ratio, etc. were measured at a frequency of 25 GHz with and without the test piece inserted into the resonator. Then, by analytically calculating these measurement results using software, dielectric properties such as permittivity (Dk) and dielectric loss tangent (Df) were determined. Note that the measurement mode was TE 011 mode.
(スパイラルフローの測定)
低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で、実施例で得られた樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。(Spiral flow measurement)
Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66 was molded at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and curing. The resin composition obtained in the example was injected for a time of 120 seconds, and the flow length was measured.
(ゲルタイム(GT))
175℃に加熱した熱板上で実施例の樹脂組成物をそれぞれ溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定した。(Gel Time (GT))
After each resin composition of the example was melted on a hot plate heated to 175° C., the time (unit: seconds) until hardening was measured while kneading with a spatula.
(機械強度の評価(曲げ強度/曲げ弾性率))
実施例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機株式会社製「KTS-30」)を用いて、金型温度130℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で金型に注入成形した。これにより、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間の条件で後硬化させた。これにより、機械的強度の評価用の試験片を作製した。そして、試験片の室温(25℃)または260℃における曲げ強度(N/mm2)および曲げ弾性率(N/mm2)を、JIS K 6911に準拠して、ヘッドスピード5mm/minで測定した。(Evaluation of mechanical strength (bending strength/flexural modulus))
The resin composition of the example was molded into a mold using a low-pressure transfer molding machine (KTS-30 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 130°C, an injection pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 300 seconds. Injection molded. As a result, a molded product with a width of 10 mm, a thickness of 4 mm, and a length of 80 mm was obtained. Next, the obtained molded article was post-cured at 175° C. for 4 hours. In this way, a test piece for mechanical strength evaluation was prepared. Then, the bending strength (N/mm 2 ) and bending elastic modulus (N/mm 2 ) of the test piece at room temperature (25°C) or 260°C were measured at a head speed of 5 mm/min in accordance with JIS K 6911. .
表2に示すように、本発明に係る実施例の熱硬化性樹脂組成物は、高誘電率充填剤を含むことにより、特にチタン酸マグネシウムを含むことにより、低誘電正接に優れていた。このことから、本発明の熱硬化性樹脂組成物は、マイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、電磁波吸収体を形成する材料として好適に用いられることが明らかとなった。 As shown in Table 2, the thermosetting resin compositions of Examples according to the present invention were excellent in low dielectric loss tangents by containing high dielectric constant fillers, particularly by containing magnesium titanate. From this, it has become clear that the thermosetting resin composition of the present invention can be suitably used as a material for forming a microstrip antenna, a material for forming a dielectric waveguide, and a material for forming an electromagnetic wave absorber. .
<実施例C>
(実施例C1~C17)
以下の原料を表3に示す配合量で、常温でミキサーを用いて混合した後、70~100℃でロール混錬した。次いで、得られた混錬物を冷却した後、これを粉砕して粉粒状の樹脂組成物を得た。ついで、高圧で打錠成形することにより、タブレット状の樹脂組成物を得た。<Example C>
(Examples C1 to C17)
The following raw materials were mixed in the amounts shown in Table 3 using a mixer at room temperature, and then roll kneaded at 70 to 100°C. Next, the obtained kneaded product was cooled and then ground to obtain a powdery resin composition. Then, a tablet-shaped resin composition was obtained by compression molding under high pressure.
(無機充填剤)
・無機充填剤1:溶融球状シリカ(デンカ株式会社製)(Inorganic filler)
・Inorganic filler 1: Fused spherical silica (manufactured by Denka Corporation)
(高誘電率充填剤)
・高誘電率充填剤1:チタン酸カルシウム(平均粒子径2.0μm)
・高誘電率充填剤2:チタン酸マグネシウム、(平均粒径0.8μm、表面処理あり、チタン工業社製) (High dielectric constant filler)
・High dielectric constant filler 1: Calcium titanate (average particle size 2.0 μm)
・High dielectric constant filler 2: Magnesium titanate, (average particle size 0.8 μm, surface treated, manufactured by Titan Kogyo Co., Ltd.)
(着色剤)
・着色剤1:黒色酸化チタン(赤穂化成社製)(colorant)
・Coloring agent 1: Black titanium oxide (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.)
(カップリング剤)
・カップリング剤1:フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(CF4083、東レ・ダウコーニング社製)
・カップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(サイラエース、JNC社製)(coupling agent)
・Coupling agent 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilane (CF4083, manufactured by Dow Corning Toray)
・Coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (Sila Ace, manufactured by JNC)
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(NC3000L、日本化薬社製)
・エポキシ樹脂2:ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(ESN-475V、新日鉄住金化学社製)
・エポキシ樹脂3:ビスフェノールA型エポキシ樹脂(YL6810、三菱化学社製)
・エポキシ樹脂4:ビスフェノールF型エポキシ樹脂(jER806H、三菱ケミカル社製)
・エポキシ樹脂5:フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(ミレックスE-XLC-4L(エポキシ等量238g/eq, 軟化点62℃)、三井化学社製)
・エポキシ樹脂6:ナフタレン型エポキシ樹脂(EPICLON HP-4770、DIC社製)
・エポキシ樹脂7:ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂(EPICLON HP-7200L、DIC社製)
・エポキシ樹脂8:グリシジルアミン型エポキシ樹脂(jER603、三菱ケミカル社製)(Epoxy resin)
・Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl epoxy resin (NC3000L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
・Epoxy resin 2: Naphthol aralkyl type epoxy resin (ESN-475V, manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.)
・Epoxy resin 3: Bisphenol A type epoxy resin (YL6810, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
・Epoxy resin 4: Bisphenol F type epoxy resin (jER806H, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
・Epoxy resin 5: Phenol aralkyl type epoxy resin (Milex E-XLC-4L (epoxy equivalent 238 g/eq, softening point 62°C), manufactured by Mitsui Chemicals)
・Epoxy resin 6: Naphthalene type epoxy resin (EPICLON HP-4770, manufactured by DIC)
・Epoxy resin 7: Dicyclopentadiene type epoxy resin (EPICLON HP-7200L, manufactured by DIC)
・Epoxy resin 8: Glycidylamine type epoxy resin (jER603, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
(硬化剤)
・硬化剤1:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ジクロライド279.1g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-1)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。さらに、繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。(hardening agent)
・Curing agent 1: Active ester curing agent prepared by the following preparation method (Preparation method of active ester curing agent)
In a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser tube, fractionator tube, and stirrer, add 279.1 g of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene. were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-1). Furthermore, the average value k of the repeating units was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0.
・硬化剤2:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1,3-ベンゼンジカルボン酸ジクロリド203.0g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-3)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。得られた活性エステル樹脂は具体的に以下の化学式で表される構造を有していた。下記式中、繰り返し単位の平均値kは0.5~1.0であった。
203.0 g of 1,3-benzenedicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene were placed in a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, cooling tube, fractionating tube, and stirrer. After charging, the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-3). The average value k of the repeating units of the active ester resin was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. The obtained active ester resin specifically had a structure represented by the following chemical formula. In the following formula, the average value k of the repeating units was 0.5 to 1.0.
(硬化触媒)
・硬化触媒1:テトラフェニルフォスフォニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート(curing catalyst)
・Curing catalyst 1: Tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyl diphenolate
(添加剤)
・シリコーン1:ジメチルシロキサン-ジグリシジンエーテル共重合体(M69B、住友ベークライト社製)(Additive)
・Silicone 1: Dimethylsiloxane-diglycidine ether copolymer (M69B, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
(低応力剤)
・低応力剤1:カルボキシル基末端ブタジエンアクリルゴム(CTBN1008SP、宇部興産社製)(Low stress agent)
・Low stress agent 1: Carboxyl group-terminated butadiene acrylic rubber (CTBN1008SP, manufactured by Ube Industries, Ltd.)
(空洞共振器法による誘電率および誘電正接の評価)
まず、樹脂組成物を用いて、試験片を得た。
具体的には、実施例で調製した樹脂組成物を、Si基板に塗布し、120℃で4分間プリベークを行い、塗布膜厚12μmの樹脂膜を形成した。
これを、窒素雰囲気下、オーブンを用いて200℃で90分加熱し、フッ酸処理(2質量%フッ酸水溶液に浸漬)した。フッ酸から基板を取り出した後に、硬化膜をSi基板から剥離して、これを試験片とした。
測定装置は、ネットワークアナライザHP8510C、シンセサイズドスイーパHP83651AおよびテストセットHP8517B(全てアジレント・テクノロジー社製)を用いた。これら装置と、円筒空洞共振器(内径φ42mm、高さ30mm)とを、セットアップした。
上記共振器内に試験片を挿入した状態と、未挿入状態とで、共振周波数、3dB帯域幅、透過電力比などを、周波数25GHzで測定した。そして、これら測定結果をソフトウェアで解析的に計算することで、誘電率(Dk)および誘電正接(Df)の誘電特性を求めた。なお、測定モードはTE011モードとした。(Evaluation of permittivity and dielectric loss tangent by cavity resonator method)
First, a test piece was obtained using a resin composition.
Specifically, the resin composition prepared in the example was applied to a Si substrate and prebaked at 120° C. for 4 minutes to form a resin film with a coating thickness of 12 μm.
This was heated in an oven at 200° C. for 90 minutes under a nitrogen atmosphere, and treated with hydrofluoric acid (immersed in a 2% by mass hydrofluoric acid aqueous solution). After removing the substrate from the hydrofluoric acid, the cured film was peeled off from the Si substrate and used as a test piece.
The measurement devices used were a network analyzer HP8510C, a synthesized sweeper HP83651A, and a test set HP8517B (all manufactured by Agilent Technologies). These devices and a cylindrical cavity resonator (inner diameter 42 mm, height 30 mm) were set up.
The resonant frequency, 3 dB bandwidth, transmitted power ratio, etc. were measured at a frequency of 25 GHz with and without the test piece inserted into the resonator. Then, by analytically calculating these measurement results using software, dielectric properties such as permittivity (Dk) and dielectric loss tangent (Df) were determined. Note that the measurement mode was TE 011 mode.
(スパイラルフローの測定)
低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で、実施例で得られた樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。(Spiral flow measurement)
Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66 was molded at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and curing. The resin composition obtained in the example was injected for a time of 120 seconds, and the flow length was measured.
(ゲルタイム(GT))
175℃に加熱した熱板上で実施例の樹脂組成物をそれぞれ溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定した。(Gel Time (GT))
After each resin composition of the example was melted on a hot plate heated to 175° C., the time (unit: seconds) until hardening was measured while kneading with a spatula.
(機械強度の評価(曲げ強度/曲げ弾性率))
実施例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機株式会社製「KTS-30」)を用いて、金型温度130℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で金型に注入成形した。これにより、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間の条件で後硬化させた。これにより、機械的強度の評価用の試験片を作製した。そして、試験片の室温(25℃)または260℃における曲げ強度(N/mm2)および曲げ弾性率(N/mm2)を、JIS K 6911に準拠して、ヘッドスピード5mm/minで測定した。(Evaluation of mechanical strength (bending strength/flexural modulus))
The resin composition of the example was molded into a mold using a low-pressure transfer molding machine (KTS-30 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 130°C, an injection pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 300 seconds. Injection molded. As a result, a molded product with a width of 10 mm, a thickness of 4 mm, and a length of 80 mm was obtained. Next, the obtained molded article was post-cured at 175° C. for 4 hours. In this way, a test piece for mechanical strength evaluation was prepared. Then, the bending strength (N/mm 2 ) and bending elastic modulus (N/mm 2 ) of the test piece at room temperature (25°C) or 260°C were measured at a head speed of 5 mm/min in accordance with JIS K 6911. .
(矩形圧の測定)
実施例の樹脂組成物の矩形圧を次のように測定した。まず、低圧トランスファー成形機(NEC(株)製、40tマニュアルプレス)を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に樹脂組成物を注入した。このとき、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、樹脂組成物の流動時における最低圧力(MPa)を測定し、これを矩形圧とした。矩形圧は、溶融粘度のパラメータであり、数値が小さい方が、溶融粘度が低いことを示す。(Measurement of rectangular pressure)
The rectangular pressure of the resin composition of the example was measured as follows. First, using a low-pressure transfer molding machine (manufactured by NEC Corporation, 40t manual press), a rectangle with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm was formed under the conditions of a mold temperature of 175°C and an injection speed of 177 mm 3 /sec. A resin composition was injected into the shaped channel. At this time, a pressure sensor embedded at a position 25 mm from the upstream end of the flow path measured the change in pressure over time, and the lowest pressure (MPa) during flow of the resin composition was measured, and this was defined as the rectangular pressure. The rectangular pressure is a parameter of melt viscosity, and a smaller value indicates a lower melt viscosity.
表3の結果から、本発明の熱硬化性樹脂組成物によれば、エポキシ樹脂(A1)、硬化剤(B)および高誘電率充填剤(C)を含むことにより、特に特定のエポキシ樹脂を用いることにより、高誘電率および低誘電正接に優れた誘電体基板、言い換えればこれらの特性のバランスに優れた誘電体基板が得られることが明らかとなった。 From the results in Table 3, according to the thermosetting resin composition of the present invention, by containing the epoxy resin (A1), the curing agent (B), and the high dielectric constant filler (C), it is possible to particularly improve the specific epoxy resin. It has become clear that by using this method, a dielectric substrate having an excellent high dielectric constant and low dielectric loss tangent, or in other words, a dielectric substrate having an excellent balance of these properties, can be obtained.
<実施例D>
(実施例D1~D8)
以下の原料を表4に示す配合量で、常温でミキサーを用いて混合した後、70~100℃でロール混錬した。次いで、得られた混錬物を冷却した後、これを粉砕して粉粒状の樹脂組成物を得た。ついで、高圧で打錠成形することにより、タブレット状の樹脂組成物を得た。<Example D>
(Examples D1 to D8)
The following raw materials were mixed in the amounts shown in Table 4 using a mixer at room temperature, and then roll kneaded at 70 to 100°C. Next, the obtained kneaded product was cooled and then ground to obtain a powdery resin composition. Then, a tablet-shaped resin composition was obtained by compression molding under high pressure.
(無機充填剤)
・無機充填剤1:溶融球状シリカ(デンカ株式会社製)(Inorganic filler)
・Inorganic filler 1: Fused spherical silica (manufactured by Denka Corporation)
(高誘電率充填剤)
・高誘電率充填剤1:チタン酸カルシウム(平均粒子径2.0μm)
・高誘電率充填剤2:チタン酸マグネシウム(平均粒子径0.8μm)
・高誘電率充填剤3:チタン酸ストロンチウム(平均粒子径1.6μm)(High dielectric constant filler)
・High dielectric constant filler 1: Calcium titanate (average particle size 2.0 μm)
・High dielectric constant filler 2: Magnesium titanate (average particle size 0.8 μm)
・High dielectric constant filler 3: Strontium titanate (average particle size 1.6 μm)
(着色剤)
・着色剤1:黒色酸化チタン(赤穂化成社製)(colorant)
・Coloring agent 1: Black titanium oxide (manufactured by Ako Kasei Co., Ltd.)
(カップリング剤)
・カップリング剤1:フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(製品名CF4083、東レ・ダウコーニング社製)
・カップリング剤2:3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン(製品名サイラエース、JNC社製)(coupling agent)
・Coupling agent 1: Phenylaminopropyltrimethoxysilane (product name CF4083, manufactured by Dow Corning Toray)
・Coupling agent 2: 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (product name Sila Ace, manufactured by JNC)
(エポキシ樹脂)
・エポキシ樹脂1:ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂(製品名NC3000L、日本化薬社製)
・エポキシ樹脂2:ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂(前記一般式(a)においてRが水素原子、エポキシ当量:310~350g/eq、軟化点:70~90℃、150℃溶融粘度:0.1~0.4Pa・s)(製品名ESN-475V、日鉄ケミカル社製、)(Epoxy resin)
・Epoxy resin 1: Biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl epoxy resin (product name NC3000L, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
・Epoxy resin 2: naphthol aralkyl type epoxy resin (in the general formula (a), R is a hydrogen atom, epoxy equivalent: 310 to 350 g/eq, softening point: 70 to 90 °C, 150 °C melt viscosity: 0.1 to 0 .4Pa・s) (Product name: ESN-475V, manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)
(硬化剤)
・硬化剤1:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ジクロライド279.1g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-1)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。さらに、繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。(hardening agent)
・Curing agent 1: Active ester curing agent prepared by the following preparation method (preparation method of active ester curing agent)
In a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, condenser tube, fractionator tube, and stirrer, add 279.1 g of biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene. were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-1). Furthermore, the average value k of the repeating units was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0.
・硬化剤2:下記調製方法で調製した活性エステル硬化剤
(活性エステル硬化剤の調製方法)
温度計、滴下ロート、冷却管、分留管、撹拌器を取り付けたフラスコに、1,3-ベンゼンジカルボン酸ジクロリド203.0g(酸クロリド基のモル数:2.0モル)とトルエン1338gとを仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。次いで、α-ナフトール96.5g(0.67モル)、ジシクロペンタジエンフェノール樹脂を219.5g(フェノール性水酸基のモル数:1.33モル)を仕込み、系内を減圧窒素置換して溶解させた。その後、窒素ガスパージを施しながら、系内を60℃以下に制御して、20%水酸化ナトリウム水溶液400gを3時間かけて滴下した。次いでこの条件下で1.0時間撹拌を続けた。反応終了後、静置分液し、水層を取り除いた。更に反応物が溶解しているトルエン相に水を投入して約15分間撹拌混合し、静置分液して水層を取り除いた。水層のpHが7になるまでこの操作を繰り返した。その後、デカンタ脱水で水分を除去し不揮発分65%のトルエン溶液状態にある活性エステル樹脂を得た。得られた活性エステル樹脂の構造を確認したところ、上述の式(1-3)においてR1及びR3が水素原子、Zがナフチル基、lが0の構造を有していた。活性エステル樹脂の繰り返し単位の平均値kは、反応等量比から算出したところ0.5~1.0の範囲であった。得られた活性エステル樹脂は具体的に以下の化学式で表される構造を有していた。下記式中、繰り返し単位の平均値kは0.5~1.0であった。
203.0 g of 1,3-benzenedicarboxylic acid dichloride (number of moles of acid chloride group: 2.0 moles) and 1338 g of toluene were placed in a flask equipped with a thermometer, dropping funnel, cooling tube, fractionating tube, and stirrer. After charging, the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve. Next, 96.5 g (0.67 mol) of α-naphthol and 219.5 g (mol number of phenolic hydroxyl group: 1.33 mol) of dicyclopentadiene phenol resin were charged, and the system was replaced with nitrogen under reduced pressure to dissolve them. Ta. Thereafter, while performing a nitrogen gas purge, the inside of the system was controlled at 60° C. or lower, and 400 g of a 20% aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise over a period of 3 hours. Stirring was then continued under these conditions for 1.0 hour. After the reaction was completed, the mixture was allowed to stand still for liquid separation, and the aqueous layer was removed. Furthermore, water was added to the toluene phase in which the reactants were dissolved, and the mixture was stirred and mixed for about 15 minutes, and the mixture was allowed to stand still for liquid separation to remove the aqueous layer. This operation was repeated until the pH of the aqueous layer reached 7. Thereafter, water was removed by dehydration using a decanter to obtain an active ester resin in the form of a toluene solution with a nonvolatile content of 65%. When the structure of the obtained active ester resin was confirmed, it had a structure in which R 1 and R 3 are hydrogen atoms, Z is a naphthyl group, and l is 0 in the above formula (1-3). The average value k of the repeating units of the active ester resin was calculated from the reaction equivalence ratio and was in the range of 0.5 to 1.0. The obtained active ester resin specifically had a structure represented by the following chemical formula. In the following formula, the average value k of the repeating units was 0.5 to 1.0.
(触媒)
・触媒1:テトラフェニルフォスフォニウム-4,4’-スルフォニルジフェノラート
・触媒2:テトラフェニルホスホニウムビス(ナフタレン-2,3-ジオキシ)フェニルシリケート(catalyst)
・Catalyst 1: Tetraphenylphosphonium-4,4'-sulfonyldiphenolate ・Catalyst 2: Tetraphenylphosphonium bis(naphthalene-2,3-dioxy)phenyl silicate
(離型剤)
・離型剤1:グリセリントリモンタン酸エステル(製品名:リコルブWE-4、クラリアントジャパン社製)(Release agent)
・Release agent 1: Glycerin trimontanate ester (product name: Recolb WE-4, manufactured by Clariant Japan)
(シリコーン化合物)
・シリコーン化合物1:ジメチルシロキサン-ジグリシジンエーテル共重合体(製品名:M69B、住友ベークライト社製)(Silicone compound)
・Silicone compound 1: Dimethylsiloxane-diglycidine ether copolymer (product name: M69B, manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.)
(低応力剤)
・低応力剤1:カルボキシル基末端ブタジエンアクリルゴム(製品名:CTBN1008SP、宇部興産社製)(Low stress agent)
・Low stress agent 1: Carboxyl group-terminated butadiene acrylic rubber (product name: CTBN1008SP, manufactured by Ube Industries, Ltd.)
(空洞共振器法による誘電率および誘電正接の評価)
まず、樹脂組成物を用いて、試験片を得た。
具体的には、実施例で調製した樹脂組成物を、Si基板に塗布し、120℃で4分間プリベークを行い、塗布膜厚12μmの樹脂膜を形成した。
これを、窒素雰囲気下、オーブンを用いて200℃で90分加熱し、フッ酸処理(2質量%フッ酸水溶液に浸漬)した。フッ酸から基板を取り出した後に、硬化膜をSi基板から剥離して、これを試験片とした。
測定装置は、ネットワークアナライザHP8510C、シンセサイズドスイーパHP83651AおよびテストセットHP8517B(全てアジレント・テクノロジー社製)を用いた。これら装置と、円筒空洞共振器(内径φ42mm、高さ30mm)とを、セットアップした。
上記共振器内に試験片を挿入した状態と、未挿入状態とで、共振周波数、3dB帯域幅、透過電力比などを、周波数25GHzで測定した。そして、これら測定結果をソフトウェアで解析的に計算することで、誘電率(Dk)および誘電正接(Df)の誘電特性を求めた。なお、測定モードはTE011モードとした。(Evaluation of permittivity and dielectric loss tangent by cavity resonator method)
First, a test piece was obtained using a resin composition.
Specifically, the resin composition prepared in the example was applied to a Si substrate and prebaked at 120° C. for 4 minutes to form a resin film with a coating thickness of 12 μm.
This was heated in an oven at 200° C. for 90 minutes under a nitrogen atmosphere, and treated with hydrofluoric acid (immersed in a 2% by mass hydrofluoric acid aqueous solution). After removing the substrate from the hydrofluoric acid, the cured film was peeled off from the Si substrate and used as a test piece.
The measurement devices used were a network analyzer HP8510C, a synthesized sweeper HP83651A, and a test set HP8517B (all manufactured by Agilent Technologies). These devices and a cylindrical cavity resonator (inner diameter 42 mm, height 30 mm) were set up.
The resonant frequency, 3 dB bandwidth, transmitted power ratio, etc. were measured at a frequency of 25 GHz with and without the test piece inserted into the resonator. Then, by analytically calculating these measurement results using software, dielectric properties such as permittivity (Dk) and dielectric loss tangent (Df) were determined. Note that the measurement mode was TE 011 mode.
(スパイラルフロー)
低圧トランスファー成形機(コータキ精機(株)製「KTS-15」)を用いて、EMMI-1-66に準じたスパイラルフロー測定用の金型に金型温度175℃、注入圧力6.9MPa、硬化時間120秒の条件で、実施例で得られた樹脂組成物を注入し、流動長を測定した。(Spiral flow)
Using a low-pressure transfer molding machine (KTS-15 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.), a mold for spiral flow measurement according to EMMI-1-66 was molded at a mold temperature of 175°C, an injection pressure of 6.9 MPa, and curing. The resin composition obtained in the example was injected for a time of 120 seconds, and the flow length was measured.
(ゲルタイム(GT))
175℃に加熱した熱板上で実施例の樹脂組成物をそれぞれ溶融後、へらで練りながら硬化するまでの時間(単位:秒)を測定した。(Gel Time (GT))
After each resin composition of the example was melted on a hot plate heated to 175° C., the time (unit: seconds) until hardening was measured while kneading with a spatula.
(機械強度の評価(曲げ強度/曲げ弾性率))
実施例の樹脂組成物を、低圧トランスファー成形機(コータキ精機株式会社製「KTS-30」)を用いて、金型温度130℃、注入圧力9.8MPa、硬化時間300秒の条件で金型に注入成形した。これにより、幅10mm、厚み4mm、長さ80mmの成形品を得た。次いで、得られた成形品を175℃、4時間の条件で後硬化させた。これにより、機械的強度の評価用の試験片を作製した。そして、試験片の室温(25℃)または260℃における曲げ強度(N/mm2)および曲げ弾性率(N/mm2)を、JIS K 6911に準拠して、ヘッドスピード5mm/minで測定した。(Evaluation of mechanical strength (bending strength/flexural modulus))
The resin composition of the example was molded into a mold using a low-pressure transfer molding machine (KTS-30 manufactured by Kotaki Seiki Co., Ltd.) under conditions of a mold temperature of 130°C, an injection pressure of 9.8 MPa, and a curing time of 300 seconds. Injection molded. As a result, a molded product with a width of 10 mm, a thickness of 4 mm, and a length of 80 mm was obtained. Next, the obtained molded article was post-cured at 175° C. for 4 hours. In this way, a test piece for mechanical strength evaluation was prepared. Then, the bending strength (N/mm 2 ) and bending elastic modulus (N/mm 2 ) of the test piece at room temperature (25°C) or 260°C were measured at a head speed of 5 mm/min in accordance with JIS K 6911. .
表4に示すように、本発明に係る実施例の熱硬化性樹脂組成物は、エポキシ樹脂(A1)、硬化剤(B)および高誘電率充填剤(C)を含むことにより、特にナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含むことにより、低誘電正接に優れ、高誘電率であった。言い換えれば、低誘電正接および高誘電率のバランスに優れており、本発明の熱硬化性樹脂組成物はマイクロストリップアンテナを形成する材料、誘電体導波路を形成する材料、電磁波吸収体を形成する材料として好適に用いられることが明らかとなった。 As shown in Table 4, the thermosetting resin composition of the example according to the present invention contains an epoxy resin (A1), a curing agent (B), and a high dielectric constant filler (C), so that the thermosetting resin composition is By containing a type epoxy resin, it had an excellent low dielectric loss tangent and a high dielectric constant. In other words, it has an excellent balance between low dielectric loss tangent and high dielectric constant, and the thermosetting resin composition of the present invention can be used as a material for forming a microstrip antenna, a material for forming a dielectric waveguide, and a material for forming an electromagnetic wave absorber. It has become clear that it can be suitably used as a material.
この出願は、2021年3月25日に出願された日本出願特願2021-051748号、2021年10月21日に出願された日本出願特願2021-172197号、2021年12月6日に出願された日本出願特願2021-197667号、2021年12月6日に出願された日本出願特願2021-197669号、2021年12月6日に出願された日本出願特願2021-197679号、2021年12月6日に出願された日本出願特願2021-197720号および2021年12月6日に出願された日本出願特願2021-197731号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application is filed in Japanese Patent Application No. 2021-051748 filed on March 25, 2021, Japanese Patent Application No. 2021-172197 filed on October 21, 2021, and filed on December 6, 2021. Japanese Patent Application No. 2021-197667 filed on December 6, 2021, Japanese Patent Application No. 2021-197679 filed on December 6, 2021, 2021 Claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-197720 filed on December 6, 2021 and Japanese Patent Application No. 2021-197731 filed on December 6, 2021, and all of the disclosures thereof Import here.
10 マイクロストリップアンテナ
12 誘電体基板
14 放射導体板
16 地導体板
20、20' マイクロストリップアンテナ
22 誘電体基板
24 高誘電体基板
26 スペーサー
a 空隙部10
Claims (23)
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記硬化剤(B)は活性エステル硬化剤(B1)を含み、前記活性エステル硬化剤(B1)は、下記一般式(1)で表される構造を備え、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、熱硬化性樹脂組成物(ただし、チタン酸カルシウム粒子及びチタン酸ストロンチウム粒子の合計含有率が無機充填材全体に対し30体積%以上60体積%未満で含まれる場合を除く)。
Bは、下記一般式(B)で表される構造であり、
kは、繰り返し単位の平均値であり、0.25~3.5の範囲である。) (A) a thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
The curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1), and the active ester curing agent (B1) has a structure represented by the following general formula (1),
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. A thermosetting resin composition containing at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate (provided that the total content of calcium titanate particles and strontium titanate particles (Excluding cases where the percentage is 30% by volume or more and less than 60% by volume based on the entire inorganic filler) .
B is a structure represented by the following general formula (B),
k is the average value of repeating units and ranges from 0.25 to 3.5. )
(条件)
低圧トランスファー成形機を用いて、金型温度175℃、注入速度177mm3/秒の条件にて、幅13mm、厚さ1mm、長さ175mmの矩形状の流路に樹脂組成物を注入し、流路の上流先端から25mmの位置に埋設した圧力センサーにて圧力の経時変化を測定し、前記樹脂組成物の流動時における最低圧力を算出して、この最低圧力を矩形圧とする。 The thermosetting resin composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the rectangular pressure measured under the following conditions is 0.1 MPa or more.
(conditions)
Using a low-pressure transfer molding machine, the resin composition was injected into a rectangular channel with a width of 13 mm, a thickness of 1 mm, and a length of 175 mm under conditions of a mold temperature of 175° C. and an injection speed of 177 mm 3 /sec. A pressure sensor embedded at a position 25 mm from the upstream end of the channel measures the change in pressure over time, calculates the lowest pressure when the resin composition is flowing, and defines this lowest pressure as the rectangular pressure.
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記硬化剤(B)は活性エステル硬化剤(B1)を含み、前記活性エステル硬化剤(B1)は、前記一般式(1)で表される構造を備え、
前記高誘電率充填剤(C)がチタン酸マグネシウムを含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 (A) a thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
The curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1), and the active ester curing agent (B1) has a structure represented by the general formula (1),
The thermosetting resin composition according to claim 1, wherein the high dielectric constant filler (C) contains magnesium titanate.
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、
を含む、熱硬化性樹脂組成物であって、
前記熱硬化性樹脂(A)がエポキシ樹脂(A1)であり、
前記エポキシ樹脂(A1)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂、およびフェノールアラルキル型エポキシ樹脂からなる群より選択される少なくとも1種を含み、
前記硬化剤(B)が、前記一般式(1)で表される構造を備える活性エステル硬化剤(B1)、または前記活性エステル硬化剤(B1)とフェノール硬化剤(B2)とを含み、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 (A) a thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
A thermosetting resin composition comprising,
The thermosetting resin (A) is an epoxy resin (A1),
The epoxy resin (A1) is a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a naphthalene type epoxy resin, a dicyclopentadiene type epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, a naphthol aralkyl type epoxy resin, and a phenol aralkyl type epoxy resin. At least one species selected from the group consisting of
The curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1) having a structure represented by the general formula (1) , or the active ester curing agent (B1) and a phenol curing agent (B2),
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. The thermosetting resin composition according to claim 1, comprising at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate.
(B)硬化剤と、
(C)高誘電率充填剤と、を含み、
前記熱硬化性樹脂(A)がエポキシ樹脂(A1)であり、
前記エポキシ樹脂(A1)がナフトールアラルキル型エポキシ樹脂を含み、
前記硬化剤(B)が、前記一般式(1)で表される構造を備える活性エステル硬化剤(B1)、または前記活性エステル硬化剤(B1)とフェノール硬化剤(B2)とを含み、
前記高誘電率充填剤(C)が、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、ジルコン酸マグネシウム、ジルコン酸ストロンチウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ジルコニウム、チタン酸亜鉛、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、およびジルコン酸カルシウムから選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の熱硬化性樹脂組成物。 (A) a thermosetting resin;
(B) a curing agent;
(C) a high dielectric constant filler;
The thermosetting resin (A) is an epoxy resin (A1),
The epoxy resin (A1) contains a naphthol aralkyl type epoxy resin,
The curing agent (B) includes an active ester curing agent (B1) having a structure represented by the general formula (1) , or the active ester curing agent (B1) and a phenol curing agent (B2),
The high dielectric constant filler (C) is calcium titanate, strontium titanate, magnesium titanate, magnesium zirconate, strontium zirconate, bismuth titanate, zirconium titanate, zinc titanate, barium zirconate, zircon titanate. The thermosetting resin composition according to claim 1, comprising at least one selected from calcium acid, lead zirconate titanate, barium magnesium niobate, and calcium zirconate.
前記誘電体基板の一方の面に設けられた放射導体板と、
前記誘電体基板の他方の面に設けられた地導体板と、
を備える、マイクロストリップアンテナ。 A dielectric substrate according to claim 21 ,
a radiation conductor plate provided on one surface of the dielectric substrate;
a ground conductor plate provided on the other surface of the dielectric substrate;
Microstrip antenna.
前記誘電体基板の一方の面に設けられた放射導体板と、
前記誘電体基板の他方の面に設けられた地導体板と、
前記放射導体板に対向配置された高誘電体と、
を備える、マイクロストリップアンテナであって、
前記高誘電体が、請求項21に記載の誘電体基板により構成されている、マイクロストリップアンテナ。 A dielectric substrate,
a radiation conductor plate provided on one surface of the dielectric substrate;
a ground conductor plate provided on the other surface of the dielectric substrate;
a high dielectric material disposed opposite to the radiation conductor plate;
A microstrip antenna comprising:
A microstrip antenna, wherein the high dielectric material is constituted by the dielectric substrate according to claim 21 .
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