JPWO2019181463A1 - スルーホール充填用ペースト - Google Patents
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Abstract
Description
[1] (A)磁性粉体、
(B)エポキシ樹脂、及び
(C)硬化剤、を含むスルーホール充填用ペーストであって、
(A)磁性粉体が、Si、Al、及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素を含む表面処理剤によって表面処理されている、スルーホール充填用ペースト。
[2] 表面処理剤が、アルコキシシラン、シラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びチタネート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、[1]に記載のスルーホール充填用ペースト。
[3] (A)磁性粉体が、酸化鉄粉及び鉄合金系金属粉から選ばれる少なくとも1種である、[1]又は[2]に記載のスルーホール充填用ペースト。
[4] (A)磁性粉体の平均粒径が、0.01μm以上10μm以下である、[1]〜[3]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[5] (A)磁性粉体のアスペクト比が、2以下である、[1]〜[4]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[6] (A)磁性粉体の含有量が、スルーホール充填用ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、70質量%以上98質量%以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[7] (A)磁性粉体が、酸化鉄粉であり、当該酸化鉄粉がNi、Cu、Mn、及びZnから選ばれる少なくとも1種を含むフェライトである、[1]〜[6]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[8] (A)磁性粉体が、Si、Cr、Al、Ni、及びCoから選ばれる少なくとも1種を含む鉄合金系金属粉である、[1]〜[7]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[9] (B)エポキシ樹脂が、25℃で液状のエポキシ樹脂を含む、[1]〜[8]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[10] (C)硬化剤が、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤、アミン系硬化促進剤、及びイミダゾール系硬化促進剤から選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[9]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペースト。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載のスルーホール充填用ペーストの硬化物によりスルーホールが充填されている基板を含む、回路基板。
[12] [11]に記載の回路基板を含むインダクタ部品。
[13] (1)スルーホールにスルーホール充填用ペーストを充填し、該スルーホール充填用ペーストを熱硬化させ、硬化物を得る工程、
(2)硬化物の表面を研磨する工程、及び
(3)硬化物を研磨した面に導体層を形成する工程、をこの順で含み、
スルーホール充填用ペーストが、(A)磁性粉体、(B)エポキシ樹脂、及び(C)硬化剤を含み、(A)磁性粉体がSi、Al、及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素を含む表面処理剤により表面処理されている、回路基板の製造方法。
[14] 表面処理剤が、アルコキシシラン、シラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びチタネート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、[13]に記載の回路基板の製造方法。
[15] (2)工程後(3)工程前に、硬化物を研磨した面を粗化処理する工程を含まない、[13]又は[14]に記載の回路基板の製造方法。
本発明のスルーホール充填用ペーストは、(A)磁性粉体、(B)エポキシ樹脂、及び(C)硬化剤、を含むスルーホール充填用ペーストであって、磁性粉体が、Si、Al、及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素を含む表面処理剤によって表面処理されている。
スルーホール充填用ペーストは、(A)磁性粉体を含有する。(A)磁性粉体の材料としては、例えば、純鉄粉末;Mg−Zn系フェライト、Mn−Zn系フェライト、Mn−Mg系フェライト、Cu−Zn系フェライト、Mg−Mn−Sr系フェライト、Ni−Zn系フェライト、Ba−Zn系フェライト、Ba−Mg系フェライト、Ba−Ni系フェライト、Ba−Co系フェライト、Ba−Ni−Co系フェライト、Y系フェライト、酸化鉄粉(III)、四酸化三鉄などの酸化鉄粉;Fe−Si系合金粉末、Fe−Si−Al系合金粉末、Fe−Cr系合金粉末、Fe−Cr−Si系合金粉末、Fe−Ni−Cr系合金粉末、Fe−Cr−Al系合金粉末、Fe−Ni系合金粉末、Fe−Ni−Mo系合金粉末、Fe−Ni−Mo−Cu系合金粉末、Fe−Co系合金粉末、あるいはFe−Ni−Co系合金粉末などの鉄合金系金属粉;Co基アモルファスなどのアモルファス合金類、が挙げられる。
スルーホール充填用ペーストは、(B)エポキシ樹脂を含有する。(B)エポキシ樹脂としては、例えば、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;ビスフェノールS型エポキシ樹脂;ビスフェノールAF型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂;トリスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂;tert−ブチル−カテコール型エポキシ樹脂;ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂等の縮合環構造を有するエポキシ樹脂;グリシジルアミン型エポキシ樹脂;グリシジルエステル型エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂;線状脂肪族エポキシ樹脂;ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂;複素環式エポキシ樹脂;スピロ環含有エポキシ樹脂;シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂;トリメチロール型エポキシ樹脂;テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。エポキシ樹脂は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(B)エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、及びビスフェノールF型エポキシ樹脂から選ばれる1種以上であることが好ましい。
スルーホール充填用ペーストは、(C)硬化剤を含有する。(C)硬化剤には、エポキシ樹脂を硬化する機能を有するエポキシ樹脂硬化剤と、エポキシ樹脂の硬化速度を促進させる機能を有する硬化促進剤とがある。スルーホール充填用ペーストは、(C)硬化剤として、エポキシ樹脂硬化剤及び硬化促進剤のいずれかを含むことが好ましく、硬化促進剤を含むことがより好ましい。
エポキシ樹脂硬化剤としては、例えば、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤、フェノール系エポキシ樹脂硬化剤、ナフトール系エポキシ樹脂硬化剤、活性エステル系エポキシ樹脂硬化剤、ベンゾオキサジン系エポキシ樹脂硬化剤、及びシアネートエステル系エポキシ樹脂硬化剤が挙げられる。エポキシ樹脂硬化剤としては、スルーホール充填用ペーストの粘度を低下させる観点から、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤が好ましい。エポキシ樹脂硬化剤は1種単独で用いてもよく、又は2種以上を併用してもよい。
硬化促進剤としては、例えば、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤、リン系硬化促進剤、グアニジン系硬化促進剤、金属系硬化促進剤等が挙げられる。硬化促進剤は、スルーホール充填用ペーストの粘度を低下させる観点から、アミン系硬化促進剤、イミダゾール系硬化促進剤が好ましい。硬化促進剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
スルーホール充填用ペーストは、さらに必要に応じて、(D)その他の添加剤を含んでいてもよく、斯かる他の添加剤としては、例えば、ポットライフ向上のためのホウ酸トリエチル等の硬化遅延剤、無機充填材(但し、磁性粉体に該当するものは除く)、熱可塑性樹脂、難燃剤、有機充填材、有機銅化合物、有機亜鉛化合物及び有機コバルト化合物等の有機金属化合物、並びに増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤、及び着色剤等の樹脂添加剤等が挙げられる。
スルーホール充填用ペーストは、例えば、配合成分を、3本ロール、回転ミキサーなどの撹拌装置を用いて撹拌する方法によって製造できる。
スルーホール充填用ペーストは、通常、溶剤を含まなくても適切な温度においてペースト状であり、その粘度は、具体的には、25℃で通常20Pa・s以上、好ましくは40Pa・s以上、より好ましくは60Pa・s以上であり、通常200Pa・s以下、好ましくは180Pa・s以下、より好ましくは160Pa・s以下である。粘度は、例えば、E型粘度計(東機産業社製 RE−80)を用いて、25℃に調整した装置内に、シリンジを用いて該ペーストを約0.2ml計りとり、0.5rpm〜5rpmに設定した回転数にて測定することができる。
回路基板は、本発明のスルーホール充填用ペーストの硬化物によりスルーホールが充填されている基板を含む。
(a)スルーホールにスルーホール充填用ペーストを充填し、該スルーホール充填用ペーストを熱硬化させ、硬化物を得る工程、
(b)硬化物の表面を研磨する工程、
(c)研磨した面を粗化処理する工程、及び
(d)粗化処理した面に導体層を形成する工程、をこの順で含む。
(1)スルーホールにスルーホール充填用ペーストを充填し、該スルーホール充填用ペーストを熱硬化させ、硬化物を得る工程、
(2)硬化物の表面を研磨する工程、及び
(3)硬化物を研磨した面に導体層を形成する工程、をこの順で含む。
工程(1)を行うにあたって、スルーホール充填用ペーストを準備する工程を含んでいてもよい。スルーホール充填用ペーストは、上記において説明したとおりである。
工程(2)では、図6に一例を示すように、コア基板10から突出又は付着している余剰の硬化物層30を研磨することにより除去し、平坦化する。研磨方法としては、コア基板10から突出又は付着している余剰の硬化物層30を研磨することができる方法を用いることができる。このような研磨方法としては、例えば、バフ研磨、ベルト研磨等が挙げられる。市販されているバフ研磨装置としては石井表記社製「NT−700IM」等が挙げられる。
工程(3)では、図7に一例を示すように、硬化物層30の研磨面、及びめっき層20上に導体層40を形成する。さらに、導体層40を形成後、図8に一例を示すように、エッチング等の処理により導体層40、第1金属層12、第2金属層13、及びめっき層20の一部を除去してパターン導体層41を形成してもよい。上述したが、本発明では、工程(2)後工程(3)前に、硬化物を研磨した面を粗化処理する工程を含まない。図7では、導体層40はコア基板10の両面に形成されているが、導体層40は、コア基板10の一方の面のみに形成してもよい。
インダクタ部品は、本発明の回路基板を含む。このようなインダクタ部品は、前記のスルーホール充填用ペーストの硬化物の周囲の少なくとも一部に導体によって形成されたインダクタパターンを有する。このようなインダクタ部品は、例えば特開2016−197624号公報に記載のものを適用できる。
エポキシ樹脂(「ZX−1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品、新日鉄住金化学社製)3.75質量部、硬化剤(「HNA−100」、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤、新日本理化社製)3.28質量部、硬化剤(「PN−50」、アミン系硬化促進剤、味の素ファインテクノ社製)0.11質量部、硬化剤(「2PHZ−PW」、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成工業社製)0.58質量部、磁性粉体(「AW2−08 PF3F」、Fe−Cr−Si系合金(アモルファス、平均粒径3.0μm、エプソンアトミックス社製)60質量部を「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.06質量部で処理したもの)を混合し、3本ロールで均一に分散して、スルーホール充填用ペースト1を調製した。
実施例1において、さらに、ホウ酸トリエチル(純正化学社製)0.01質量部を加えた。以上の事項以外は実施例1と同様にしてスルーホール充填用ペースト2を調製した。
エポキシ樹脂(「ZX−1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品、新日鉄住金化学社製)8.3質量部、硬化剤(「2PHZ−PW」、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成工業社製)0.58質量部、磁性粉体(「AW2−08PF3F」、Fe−Cr−Si系合金(アモルファス、平均粒径3.0μm、エプソンアトミックス社製)65質量部を「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.065質量部で処理したもの)を混合し、3本ロールで均一に分散して、スルーホール充填用ペースト3を調製した。
実施例3において、「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.065質量部を、「ALM」(アルミネート系カップリング剤、味の素ファンテクノ社製)0.065質量部に変えた。以上の事項以外は実施例3と同様にしてスルーホール充填用ペースト4を調製した。
実施例3において、「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.065質量部を、「TTS」(チタネート系カップリング剤、味の素ファンテクノ社製)0.065質量部に変えた。以上の事項以外は実施例3と同様にしてスルーホール充填用ペースト5を調製した。
実施例3において、さらに、ホウ酸トリエチル(純正化学社製)0.008質量部を加えた。以上の事項以外は実施例3と同様にしてスルーホール充填用ペースト6を調製した。
エポキシ樹脂(「ZX−1059」、ビスフェノールA型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂の混合品、新日鉄住金化学社製)8.3質量部、硬化剤(「2PHZ−PW」、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成工業社製)0.58質量部、磁性粉体(「BSN−125」(フェライト系磁性粉体、平均粒径7.6μm、戸田工業社製)33質量部を「KBM−103」(シラン系カップリング剤、信越化学工業社製)0.033質量部で処理したもの)を混合し、3本ロールで均一に分散して、スルーホール充填用ペースト7を調製した。
実施例7において、さらに、ホウ酸トリエチル(純正化学社製)0.008質量部を加えた。以上の事項以外は実施例7と同様にしてスルーホール充填用ペースト8を調製した。
実施例1において、磁性粉体を、「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.06質量部で処理しなかった。以上の事項以外は実施例1と同様にしてスルーホール充填用ペースト9を調製した。
実施例3において、磁性粉体を、「KBM−103」(アルコキシシラン、信越化学工業社製)0.065質量部で処理しなかった。以上の事項以外は実施例3と同様にしてスルーホール充填用ペースト10を調製した。
支持体として、シリコン系離型剤処理を施したポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(リンテック社製「PET501010」、厚さ50μm)を用意した。各実施例及び各比較例で作製したスルーホール充填用ペースト1〜10を上記PETフィルムの離型面上に、乾燥後のペースト層の厚みが50μmとなるよう、ドクターブレードにて均一に塗布し、樹脂シートを得た。得られた樹脂シートを180℃で90分間加熱することによりペースト層を熱硬化し、支持体を剥離することによりシート状の硬化物を得た。得られた硬化物を、幅5mm、長さ18mmの試験片に切断し、評価サンプルとした。この評価サンプルを、アジレントテクノロジーズ(Agilent Technologies)社製「HP8362B」(商品名)を用いて、3ターンコイル法にて測定周波数を10MHzとし、室温23℃にて比透磁率(μ’)及び磁性損失(μ’’)を測定した。
内層基板として、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、松下電工社製R5715ES)の両面をマイクロエッチング剤(メック社製CZ8100)にて1μmエッチングして銅表面の粗化処理を行ったものを用意した。
剥離:密着強度が低すぎて、測定時に適切な荷重がかからず、測定困難。
膨れ:電解めっき処理後に、導体層に膨れが発生し、測定不可。
内層基板として、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板(銅箔の厚さ18μm、基板厚み0.3mm、松下電工社製R5715ES)を用意した。
11 支持基板
12 第1金属層
13 第2金属層
14 スルーホール
20 めっき層
30a スルーホール充填用ペースト
30 硬化物層
40 導体層
41 パターン導体層
Claims (15)
- (A)磁性粉体、
(B)エポキシ樹脂、及び
(C)硬化剤、を含むスルーホール充填用ペーストであって、
(A)磁性粉体が、Si、Al、及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素を含む表面処理剤によって表面処理されている、スルーホール充填用ペースト。 - 表面処理剤が、アルコキシシラン、シラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びチタネート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項1に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体が、酸化鉄粉及び鉄合金系金属粉から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体の平均粒径が、0.01μm以上10μm以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体のアスペクト比が、2以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体の含有量が、スルーホール充填用ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、70質量%以上98質量%以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体が、酸化鉄粉であり、当該酸化鉄粉がNi、Cu、Mn、及びZnから選ばれる少なくとも1種を含むフェライトである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (A)磁性粉体が、Si、Cr、Al、Ni、及びCoから選ばれる少なくとも1種を含む鉄合金系金属粉である、請求項1〜7のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (B)エポキシ樹脂が、25℃で液状のエポキシ樹脂を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- (C)硬化剤が、酸無水物系エポキシ樹脂硬化剤、アミン系硬化促進剤、及びイミダゾール系硬化促進剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペースト。
- 請求項1〜10のいずれか1項に記載のスルーホール充填用ペーストの硬化物によりスルーホールが充填されている基板を含む、回路基板。
- 請求項11に記載の回路基板を含むインダクタ部品。
- (1)スルーホールにスルーホール充填用ペーストを充填し、該スルーホール充填用ペーストを熱硬化させ、硬化物を得る工程、
(2)硬化物の表面を研磨する工程、及び
(3)硬化物を研磨した面に導体層を形成する工程、をこの順で含み、
スルーホール充填用ペーストが、(A)磁性粉体、(B)エポキシ樹脂、及び(C)硬化剤を含み、(A)磁性粉体がSi、Al、及びTiから選ばれる少なくとも1種の元素を含む表面処理剤により表面処理されている、回路基板の製造方法。 - 表面処理剤が、アルコキシシラン、シラン系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、及びチタネート系カップリング剤から選ばれる少なくとも1種である、請求項13に記載の回路基板の製造方法。
- (2)工程後(3)工程前に、硬化物を研磨した面を粗化処理する工程を含まない、請求項13又は14に記載の回路基板の製造方法。
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