JPH08176435A - 電子部材ポリマー組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＩＣ基盤、プリント配線基板、パッケージ材
等の電気絶縁材料として好適に利用することができる優
れた耐熱性、誘電特性、機械的特性、成形加工性等を有
する電子部材ポリマー組成物を提供する。 【構成】 ポリエーテルイミド系樹脂、ポリフェニレン
エーテル系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂を含むこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＩＣ基盤、プリント配
線基板、パッケージ材等の電気絶縁材料として好適に利
用することができる優れた耐熱性、誘電特性、機械的特
性、成形加工性等を有する電子部材ポリマー組成物に関
する。

【０００２】

【技術背景】ポリエーテルイミドは、耐熱性、機械的特
性等において優れた性質を有することから、エンジニア
リングプラスチックとして多くの用途に利用されてい
る。さらに、その優れた耐熱性、電気絶縁性により、Ｉ
Ｃ基盤、プリント配線基板、パッケージ材等の電気絶縁
材料として利用されている例も多い。

【０００３】しかし、ポリエーテルイミドのような縮合
系の芳香族系耐熱性高分子は、一般に、その誘電率が比
較的高いため、高密度・多層集積、あるいは高速度、高
周波回路用の絶縁材料としては、その性能に限界があ
る。

【０００４】一方、ポリフェニレンエーテルは、機械的
強度、耐熱性、および成形加工性には劣るが、誘電率が
低く、電気的特性は比較的優れている。

【０００５】従来、上記のような特性を有するポリエー
テルイミドに上記のような特性を有するポリフェニレン
エーテルを混合したポリマーブレンドは、知られている
（特開平２−３４４６号公報、特公平５−６１３０４号
公報）。しかし、このポリマーブレンドは、精密射出成
形時の流動性に劣る等の問題点がある。

【０００６】また、芳香族ポリエステル樹脂と熱可塑性
樹脂とをブレンドし、目的の特性を改善する技術も知ら
れている。例えば、芳香族ポリエステル樹脂を、熱可塑
性樹脂マトリックス中で、繊維上に分散させて補強剤と
し、機械的特性を改善している例（特開平１−２０７３
５８号公報、特開平６−４１４４４号公報）や、逆に芳
香族ポリエステル樹脂の配向をなくすために、熱可塑性
樹脂とブレンドする例（特開平５−２３９３２５号公
報、特開平６−７３２７２号公報）もあり、さまざまな
ブレンドが行われている。しかし、これらのブレンド技
術では、目的の性質は改善できるものの、その他の物性
の低下が見られるなど、満足できるものではない。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記のポリエーテルイミドと
ポリフェニレンエーテルとのポリマーブレンドにおける
精密射出成形時の流動性の問題を解決し、機械的特性、
誘電特性、耐熱性にも優れた電子部材ポリマー組成物を
提供することを目的とする。

【０００８】

【発明の概要】本発明者らは、上記目的を達成するため
に鋭意検討した結果、耐熱性、機械的特性に優れたポリ
エーテルイミドと、比較的誘電率の低い電気的特性に優
れたポリフェニレンエーテルとを、成形加工性、耐熱
性、機械的特性に優れた芳香族ポリエステル樹脂ととも
にブレンドしたところ、ポリエーテルイミドとポリフェ
ニレンエーテルが本来有している優れた特性をそのまま
保持し、さらに芳香族ポリエステル樹脂が有している優
れた成形加工性を有して、機械的特性、耐熱性、誘電特
性等に優れたポリマー組成物とすることができるとの知
見を得て、本発明の電子部材ポリマー組成物を提案する
に至った。

【０００９】すなわち、本発明のポリマー組成物は、ポ
リエーテルイミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹
脂、芳香族ポリエステル系樹脂を含むことを特徴とす
る。

【００１０】本発明のポリマー組成物は、一般式Ａで表
されるポリエーテルイミド系樹脂（以下、ポリエーテル
イミドと記す）、一般式Ｂで表されるポリフェニレンエ
ーテル系樹脂（以下、ポリフェニレンエーテルと記
す）、および一般式Ｃで表される芳香族ポリエステル系
樹脂（以下、芳香族ポリエステルと記す）を加熱溶融混
合させて得ることができる。

【００１１】なお、芳香族ポリエステルは、一般式Ｃで
表される構造単位の２種以上からなる共重合体であっ
て、構造単位の合計が１０以上の共重合体である。

【００１２】

【化１】

【００１３】

【化２】

【００１４】

【化３の１】

【００１５】

【化３の２】

【００１６】上記一般式Ａのポリエーテルイミドは、該
ポリエーテルイミドの性能、製造、あるいはコスト等の
面で望ましい具体例としては、次の構造式で示されるも
のが挙げられる。

【００１７】

【化４】

【００１８】また、上記一般式Ｂのポリフェニレンエー
テルは、該ポリフェニレンエーテルの性能、製造、ある
いはコスト等の面で好ましい具体例としては、次の構造
式で示されるものが挙げられ、中でも変性ポリフェニレ
ンエーテルが好ましい。

【００１９】

【化５】

【００２０】さらに、上記一般式Ｃの芳香族ポリエステ
ルは、該芳香族ポリエステルの性能、製造、あるいはコ
スト等の面で好ましいものは、液晶性を示すものであ
り、特に次の構造式で示されるものが好ましい。

【００２１】

【化６】

【００２２】本発明をさらに詳しく説明すると、一般式
Ａで表されるポリエーテルイミド約１〜９５重量部、好
ましくは５〜９０重量部、一般式Ｂで表されるポリフェ
ニレンエーテル約１〜９５重量部、好ましくは５〜９０
重量部、および一般式Ｃで表される芳香族ポリエステル
約１〜９５重量部、好ましくは５〜９０重量部をブレン
ドすることによって得られる電子部材ポリマー組成物で
ある。

【００２３】この組成物においては、ポリエーテルイミ
ドの量が少ない、またはポリフェニレンエーテルの量が
多いと、機械的特性、耐熱性等は低下するが、誘電率が
低くなり電気的特性は向上する。逆に、ポリエーテルイ
ミドが量が多い、またはポリフェニレンエーテルの量が
少ないと、機械的強度、耐熱性等は向上するが、誘電率
が高くなり電気的特性は低下する。

【００２４】また、芳香族ポリエステルの量が少ない
と、電気的特性は向上するが、機械的特性、耐熱性、成
形加工性等は低下する。逆に、芳香族ポリエステルの量
が多いと、機械的強度、耐熱性、成形加工性等は向上す
るが、誘電率が高くなり電気的特性は低下する。

【００２５】このように、ポリエーテルイミドとポリフ
ェニレンエーテルと芳香族ポリエステルとの間には、相
反する性質が有るため、用途に応じて、混合比率を上記
した範囲内において適宜調節することにより、任意の誘
電率や機械的強度等を有する本発明の電子部材ポリマー
組成物を得ることができる。

【００２６】本発明の電子部材ポリマー組成物は、上記
必須の３成分以外の任意成分、例えば、相溶化剤、充填
剤、熱安定剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、補強剤等
を添加することができる。

【００２７】相溶化剤の好ましい例としては、スチレン
系共重合体、オレフィン系共重合体、ビニル系化合物、
マレイン酸系共重合体が挙げられ、中でもスチレン系共
重合体が好ましい。

【００２８】スチレン系共重合体の好ましい例として
は、エポキシ変性スチレン−スチレン共重合体、エポキ
シ変性スチレン−メチルメタクリレート共重合体、エポ
キシ変性スチレン−無水マレイン酸共重合体、エポキシ
変性スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン−メ
チルメタクリレート共重合体、スチレン−メタクリレー
ト共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体、スチ
レン−エチレン−ブチレン共重合体、スチレン−エチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル
共重合体、スチレン−ブチレン共重合体、スチレン−エ
チレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体が挙げ
られる。

【００２９】相溶化剤の添加量は、必須の３成分からな
るポリマー組成物を１００重量部として、０．１〜３０
重量部、好ましくは１〜２０重量部である。

【００３０】熱安定剤、酸化防止剤としては、フェノー
ル系、リン系、イオウ系の化合物で、市販されているも
のが任意に使用できる。具体的には、アルキルフェノー
ル、アルキルビスフェノール、アルキルフェノールチオ
エーテル、β，β′−チオプロピオン酸エステル、有機
亜リン酸エステル、芳香族アミン、フェノール・ニッケ
ル複合体等が挙げられる。熱安定剤、酸化防止剤の添加
量は、必須の３成分からなるポリマー組成物を１００重
量部として、０．０１〜１０重量部、好ましくは０．１
〜５重量部である。

【００３１】難燃剤としては、反応型として、ビニル
系、エポキシ系、アルコール系、フェノール系、カルボ
キシル系、オキサホスホラン系等が挙げられ、添加型と
して、有機系、無機系が挙げられる。添加型の有機系の
ものでは、臭素系、塩素系が挙げられ、中でも臭素系が
好ましい。

【００３２】難燃剤の具体例は、トリクレジルホスフェ
ート、トリス（β−クロロエチル）ホスフェート、トリ
ス（ジクロロプロピル）ホスフェート、トリス（ジブロ
ムプロピル）ホスフェート、ブロムホスフェート、塩素
化パラフィン、四臭化エチレン、ジンクボレート、含臭
素ポリオール、四塩化無水フタル酸、四臭化無水フタル
酸、酸化アンチモン、含リンポリオール等が挙げられ
る。

【００３３】難燃剤の添加量は、必須の３成分からなる
ポリマー組成物を１００重量部として、０．１〜７０重
量部、好ましくは１〜５０重量部である。

【００３４】着色剤としては、無機系、有機系が使用で
きる。具体的には、カドミウムレッド、カドミウムマー
キュレッド、キナクリドンマルーンメジウムレッド、Ｂ
ＯＮマルーンライトレッド、ピグメントスカーレットブ
ルーイッシュレッド、クロムオレンジ、モリブデートオ
レンジ、クロムイエロー、セラミックイエロー、ジンク
ロロメートイエロー、カドミウムサルファイドイエロ
ー、チタニウムピグメントイエローバフ、ニッケルアゾ
グリーンイエロー、ハイドロクロムオキサイドグリー
ン、クロムグリーン、クロミウムオキサイドダルグリー
ン、フタロシアニングリーン、ウルトラマリンブルー、
コバルトアルミネートブルー、フタロシアニンブルー、
インダスレンブルー、プトマトーナスバイオレットメジ
ウムレッド、キナクリドンバイオレット、ナチュラルイ
ンオルガニスク・シーナスアイアンオキサイドアンバ
ー、アイアンオキサイドバフブラウン、セラミックブラ
ック、アイアンオキサイド、カーボンブラック、ボーン
ブラック、チタニウムオキサイド、ジンクオキサイド、
ジンクサルファイド、ブロンズ末、アルミニウム末、ひ
る石、アルミニウム末、塩基性炭酸鉛、リン酸鉛、魚リ
ン等が挙げられる。

【００３５】着色剤の添加量は、必須の３成分からなる
ポリマー組成物を１００重量部として、０．１〜２０重
量部、好ましくは１〜１０重量部である。

【００３６】補強剤、充填剤としては、無機系、有機系
のもので、形状的には、繊維系、球形、板状、粉砕のよ
うに加工した形状のものや、六方晶、立方晶、ウィスカ
ーのような結晶構造によりできる形状であってもよい。

【００３７】材料的には、ガラス繊維、ガラスシート、
ガラス短繊維、ガラス、チョップドストランド、炭素、
合成繊維、アラミド、アルミニウム、チタン酸カリウ
ム、ほう酸アルミニウム、炭酸カルシウム、窒化珪素、
炭化珪素、窒化アルミニウム、アルミナ、シリカ、マイ
カ、タルク、ケイ藻土、クレー、火山灰、石灰石、ベン
トナイト、グラファイト、カーボンブラック、炭酸カル
シウム、酸化チタン、鉄粉、二硫化モリブデン、硫酸バ
リウム、銅フタロシニアン、リチウム石けん、木粉、ピ
ロリン酸塩等が挙げられる。

【００３８】これらは、カップリング剤で処理したもの
を用いてもよい。カップリング剤としては、ビニルトリ
クロロシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキ
シシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエト
キシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）
−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−
アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメ
トキシシラン、ジ（３−トリエトキシシリルプロピル）
テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、
３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２（（ア
ミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリ（２−メトキシエトキシ）シラン、３−
メタアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、
３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン等の
シラン系カップリング剤；トリイソステアロイルイソプ
ロピルチタネート、ジ（ジオクチルフォスフェート）ジ
イソプロピルチタネート、ジドデシルベンゼンスルフォ
ニルジイソプロピルチタネート、ジイソステアリルジイ
ソプロピルチタネート等のチタネート系カップリング剤
が用いられ、補強剤、充填剤１００重量部に対し、０．
０００１〜１重量部の割合で用いられる。

【００３９】補強剤、充填剤の添加量は、必須の３成分
からなるポリマー組成物を１００重量部として、５〜７
０重量部、好ましくは１０〜４０重量部である。

【００４０】本発明の電子部材ポリマー組成物の製造方
法は、溶融ブレンド法を採用することができる。溶融ブ
レンド法は、高温が必要で、しかも押出機等の設備が必
要となるが、工程が単純で、ほぼ１００％の収率が得ら
れる等、生産性、経済性に優れるため、本発明のポリマ
ー組成物の製造は、溶融ブレンド法によることが好まし
い。

【００４１】上記のポリエーテルイミド、ポリフェニレ
ンエーテル、芳香族ポリエステルの必須の３成分は、こ
れらの成分を一度に混練してもよいが、任意の順序組合
せで混練することもできる。

【００４２】具体的に言えば、ポリエーテルイミドと芳
香族ポリエステルとを混練し、その後ポリフェニレンエ
ーテルを混練するか、ポリフェニレンエーテルと芳香族
ポリエステルとを混練し、その後ポリエーテルイミドを
混練するか、あるいはポリエーテルイミドとポリフェニ
レンエーテルを混練し、その後芳香族ポリエステルを混
練するかである。

【００４３】このとき、上記の相溶化剤、充填剤、熱安
定剤、難燃剤、着色剤、酸化防止剤、補強剤等の任意成
分は、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンエーテル、
芳香族ポリエステルと同時に混練してもよいが、上記の
組合せでの混練に際して任意の時点で混練することもで
きる。

【００４４】上記の必須成分および任意成分をブレンド
するのに使用される混合機としては、加熱機能と混練機
能とを備えた従来の混練ミキサーや、一軸、二軸あるい
は多軸のスクリュー押出機等を挙げることができる。

【００４５】好ましいブレンド条件は、例えば、混練ミ
キサーを使用する場合においては、ローター回転数約１
０〜２００ｒｐｍ、好ましくは３０〜１００ｒｐｍ、ブ
レンド温度約２００〜４００℃、好ましくは約２５０〜
３５０℃、ブレンド時間約１〜６０分、好ましくは２〜
１０分である。

【００４６】ブレンド温度が約２００℃未満では、ポリ
エーテルイミド、芳香族ポリエステルが溶解せず、約４
００℃を超えると、成分の分解を引き起こす。ブレンド
時間が１分未満では、十分な混合が行われず、約６０分
を超えてブレンドを続けても、それ以上の効果は得られ
ない。

【００４７】二軸スクリュー押出機等を使用する場合に
おいては、スクリュー回転数約１０〜４００ｒｐｍ、好
ましくは約３０〜３００ｒｐｍ、ブレンド温度約２３０
〜４００℃、好ましくは約２６０〜３８０℃である。

【００４８】スクリュー回転数が約１０ｒｐｍ未満であ
っても、約４００ｒｐｍを超えても、良好なブレンド物
は得られない。ブレンド温度が約２３０℃未満では、溶
解できない成分もあり、約４００℃を超えると、成分の
分解を引き起こす。

【００４９】上記いずれの混練機を使用する場合にあっ
ても、上記の各成分の酸化による劣化を防ぐために、ブ
レンドは、不活性ガス雰囲気下や、脱気との併用の減圧
下で行うことが好ましい。

【００５０】不活性ガスの好ましい具体例としては、窒
素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス等が
挙げられる。

【００５１】以上のようにして混練したポリマー組成物
は、目的に応じて、成形機によりペレット、フィルム、
その他の適宜の形状に成形することができる。

【００５２】ポリエーテルイミドとポリフェニレンエー
テルとのブレンドだけでは、精密射出成形時の流動性の
面で十分ではなかったが、芳香族ポリエステルをブレン
ドすることにより、成形加工性が改善され、ポリエーテ
ルイミド、ポリフェニレンエーテルが本来有している特
性を損なうことなく、電気的特性、機械的特性、耐熱性
の向上した電子部材ポリマー組成物を得ることができ
る。

【００５３】

【実施例】

実施例１〜２０、比較例１〜３ ポリエーテルイミドとして、ゼネラル・エレクトリック
社製商品名“Ｕｌｔｅｍ１０１０−１０００”を、ポリ
フェニレンエーテルとして、ポリ（２，６−ジメチル−
ｐ−フェニレンエーテル）を、芳香族ポリエステル、相
溶化剤として表１〜６に示すものを用い、各々を表１〜
７に示す配合比（重量部）にて配合し、二軸押出機〔ベ
ルストルフ社製商品名“ＺＥ４０Ａ”〕を用い、押出機
の途中に脱気工程を設けた設備で、３００℃、２５０ｒ
ｐｍで押出を行った。

【００５４】上記の押出により得られた実施例１〜２０
および比較例１〜３のポリマーブレンド組成物を、二軸
押出機によりペレットとし、１００℃、４時間乾燥して
試料とした。

【００５５】これらの試料につき、メルトフローレイト
〔（株）東洋精機製作所社製商品名“セミオートメルト
インデクサー ２Ａ”〕を用い、荷重５ｋｇ、温度３４
０℃で、ＭＦＩ（メルトフローインデックス）を、ＪＩ
Ｓ−Ｋ７２１０Ａ法で測定した。

【００５６】また、上記の試料につき、荷重たわみ温度
測定装置〔（株）東洋精機製作所社製商品名“ヒートデ
ストーションテスタ型式Ｓ３−ＭＨ”〕を用い、試験応
力１８．６ｋｇ／ｃｍ^２で、測定回数５回の平均値を算
出し、ＡＳＴＭ Ｄ６４６に準じる方法で、ＨＤＴ（荷
重たわみ温度）を測定した。

【００５７】さらに、上記の押出により得られた各ポリ
マー組成物を、射出成形機〔クロックナー社製商品名
“Ｆ８５”〕により、直径約１００ｍｍ、厚さ１．６ｍ
ｍの円板状に成形した。この成形品につき、誘電率
（ε）、誘電正接（ｔａｎδ）を、米国ヒューレットパ
ッカード社製のＩｍｐｅｄａｎｃｅ／ｇａｉｎ−ｐｈａ
ｓｅ ａｎａｌｙｚｅｒ（商品名“ＨＰ−４１９４
Ａ”）、および同社製の誘電体測定用電極（商品名“Ｈ
Ｐ−１６３５１Ｂ”）を使用し、周波数１ＭＨｚ、温度
２５℃で、測定した。

【００５８】加えて、上記の押出により得られた各ポリ
マーブレンド組成物を、射出成形機〔（株）日本製鋼所
社製商品名“Ｎ４０Ｂ−ＩＩ”〕により、厚さ３ｍｍの
ＡＳＴＭ１号型ダンベル片と、長さ１２７ｍｍ、幅１
２．７ｍｍ、厚さ３ｍｍの短冊にそれぞれ成形した。ダ
ンベル片については、引張強度、引張弾性率を、引張試
験機（インストロン社製商品名“インストロン４３０
２”〕により、引張速度５ｍｍ／分、チャック間距離１
１５ｍｍ、温度２３℃で、ＡＳＴＭ Ｄ６３８に準じた
方法で測定した。短冊片については、曲げ強度、曲げ弾
性率を、曲げ試験機“インストロン社製商品名“インス
トロン４３０２”〕により、曲げ速度２ｍｍ／分、支点
間距離５０ｍｍ、温度２３℃で、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に
準じた方法で測定した。

【００５９】以上の結果を表１〜６に示す。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】

【００６２】

【表３】

【００６３】

【表４】

【００６４】

【表５】

【００６５】

【表６】

【００６６】

【表７】

【００６７】

【表８】

【００６８】表１〜６中、ＰＥＩはポリエーテルイミ
ド、ＰＰＥはポリフェニレンエーテル、ＡＰＥｓｔはＡ
ＰＥｓｔ芳香族ポリエステルＡＰＥｓｔを意味し、使用
したＡＰＥｓｔ１〜１０は、次の構造単位を有する共重
合体である。

【００６９】

【化７】

【００７０】

【化８】

【００７１】

【化９】

【００７２】また、表１〜表７の相溶化剤は、次の通り
である。 東亜合成化学工業（株）社製の商品名： ＧＰ−５００；エポキシ変性スチレン−スチレン共重合
体 ＧＰ−３００；スチレン変性スチレン−メチルメタクリ
レート共重合体 ＧＰ−３０１；エポキシ変性スチレン−メチルメタクリ
レート共重合体 アーコ・ケミカルジャパン（株）社製の商品名： Ｄｙｌａｒｋ２３８；スチレン−無水マレイン酸共重合
体 Ｄｙｌａｒｋ３３２；スチレン−無水マレイン酸共重合
体

【００７３】

【発明の効果】本発明のポリマー組成物によれば、耐熱
性、機械的特性、成形性、電気的特性に優れた電子部材
に適したものとすることができる。

【００７４】すなわち、本発明のポリマー組成物は、従
来のポリエーテルイミドとポリフェニレンエーテルとの
ブレンド物に比して、成形加工性、耐熱性、機械的特性
に優れ、しかも約２．６〜３．０の範囲の誘電率を示
し、ポリエーテルイミド単独の３．６８、芳香族ポリエ
ステル単独の３．９０に比べて、非常に良好な電気的特
性を有している。

【００７５】また、本発明のポリマー組成物は、約８．
０〜８０．０のメルトフローインデクサー（ＭＦＩ）を
示し、ポリエーテルイミド単独の７．７３、芳香族ポリ
エステル単独の３９．５に比べて、非常に良好な値を示
す。

【００７６】さらに、本発明のポリマー組成物は、ポリ
エーテルイミドとポリフェニレンエーテルと芳香族ポリ
エステルとを任意の割合でブレンドすることができ、目
的に応じて、所定の電気的特性を有し、かつ耐熱性、機
械的特性、成形加工性にも優れたポリマー組成物とする
ことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 1/03 Ｍ 7511−4Ｅ Ｎ 7511−4Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエーテルイミド系樹脂、ポリフェニ
   レンエーテル系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂を含む
   ことを特徴とする電子部材ポリマー組成物。