JPWO2020021968A1 - 磁性ペースト - Google Patents

磁性ペースト Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020021968A1
JPWO2020021968A1 JP2020532241A JP2020532241A JPWO2020021968A1 JP WO2020021968 A1 JPWO2020021968 A1 JP WO2020021968A1 JP 2020532241 A JP2020532241 A JP 2020532241A JP 2020532241 A JP2020532241 A JP 2020532241A JP WO2020021968 A1 JPWO2020021968 A1 JP WO2020021968A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
magnetic
magnetic paste
epoxy resin
manufactured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020532241A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6984755B2 (ja
Inventor
達也 本間
達也 本間
一郎 大浦
一郎 大浦
正応 依田
正応 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ajinomoto Co Inc
Original Assignee
Ajinomoto Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ajinomoto Co Inc filed Critical Ajinomoto Co Inc
Priority claimed from PCT/JP2019/025926 external-priority patent/WO2020021968A1/ja
Publication of JPWO2020021968A1 publication Critical patent/JPWO2020021968A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6984755B2 publication Critical patent/JP6984755B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/36Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles
    • H01F1/37Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites in the form of particles in a bonding agent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(A)磁性粉体、(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物、及び(C)バインダー樹脂、を含む磁性ペースト。

Description

本発明は、磁性ペースト、及び磁性ペーストを用いて得られるインダクタ素子、回路基板に関する。
インダクタ素子は、携帯電話機、スマートフォンなどの情報端末に数多く搭載されている。従来は独立したインダクタ部品が基板上に実装されていたが、近年は基板の導体パターンによりコイルを形成し、インダクタ素子を基板の内部に設ける手法が行われるようになってきている。
インダクタ素子を基板の内部に設ける手法としては、例えば、磁性材料を含有するペースト材料を、配線を含む基板上にスクリーン印刷して磁性層を形成する方法が知られている(特許文献1、特許文献2参照)。
特開平6−69058号公報 特開2017−63100号公報
従来のペースト材料は、樹脂染み出し性が大きい。よって、ペースト材料を用いてスクリーン印刷を行い、硬化させて磁性層を形成した場合、ペースト材料を構成する樹脂成分及び磁性粉体の一部が磁性層の縁部から染み出してしまう。染み出した成分がある基板上の部分には、導体層の形成及び部品の設置が困難であるので、回路設計の自由度を下げたり、回路の微細化の妨げになったりする。特許文献1及び特許文献2には、スクリーン印刷方法を改良したり、インダクタ素子の構造を改良したりすることで樹脂染み出し性を抑制する方法が記載されているが、特許文献1及び特許文献2に記載の方法では必ずしも満足いくものではなかった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、樹脂染み出し性が抑制された硬化物を得ることができる磁性ペースト、及び当該磁性ペーストを使用したインダクタ素子、回路基板を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究をした結果、有機化された層状ケイ酸塩鉱物を含有させた磁性ペーストを用いることにより樹脂染み出し性が抑制されることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下の内容を含む。
[1] (A)磁性粉体、
(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物、及び
(C)バインダー樹脂、を含む磁性ペースト。
[2] (B)成分が、有機化されたスメクタイトを含む、[1]に記載の磁性ペースト。
[3] (B)成分が、第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたスメクタイトを含む、[2]に記載の磁性ペースト。
[4] (B)成分が、有機化されたヘクトライト、及び有機化されたモンモリロナイトから選ばれる少なくとも1種である、[1]〜[3]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[5] (B)成分が、第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたヘクトライト、及び第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたモンモリロナイトから選ばれる少なくとも1種である、[4]に記載の磁性ペースト。
[6] (C)成分が、熱硬化性樹脂を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[7] (C)成分が、エポキシ樹脂を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[8] (A)成分が、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]〜[7]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[9] 磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(B)成分の含有量をB1とし、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(C)成分の含有量をC1とした場合、C1/B1が1以上30以下である、[1]〜[8]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[10] インダクタ素子形成用である、[1]〜[9]のいずれかに記載の磁性ペースト。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の磁性ペーストの硬化物である磁性層を含む、インダクタ素子。
[12] [11]に記載のインダクタ素子を含む、回路基板。
本発明によれば、樹脂染み出し性が抑制された硬化物を得ることができる磁性ペースト、及び当該磁性ペーストを使用したインダクタ素子、回路基板を提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るインダクタ素子の模式的な平面図である。 図2は、基板上に形成された磁性層の断面の一例を模式的に示す断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面は、発明が理解できる程度に、構成要素の形状、大きさ及び配置が概略的に示されているに過ぎない。本発明は以下の実施形態によって限定されるものではなく、各構成要素は適宜変更可能である。また、本発明の実施形態にかかる構成は、必ずしも図示例の配置により、製造されたり、使用されたりするとは限らない。
[磁性ペースト]
本発明の磁性ペーストは、(A)磁性粉体、(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物、及び(C)バインダー樹脂を含む。
本発明では、(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物を含有させることにより、樹脂染み出し性が抑制された硬化物を得ることができる。さらには、得られた硬化物は、通常、周波数が10〜200MHzの範囲で比透磁率の向上、及び磁性損失の低減が可能である。
磁性ペーストは、必要に応じて、さらに(D)硬化促進剤、(E)分散剤、(F)その他の添加剤を含み得る。以下、本発明の磁性ペーストに含まれる各成分について詳細に説明する。
<(A)磁性粉体>
磁性ペーストは、(A)磁性粉体を含有する。(A)磁性粉体としては、例えば、純鉄粉末;Mg−Zn系フェライト、Fe−Mn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。
中でも、(A)磁性粉体としては、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種であることが好ましい。酸化鉄粉としては、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ことが好ましい。また、鉄合金系金属粉としては、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ことが好ましい。
(A)磁性粉体としては、市販の磁性粉体を用いることができる。用いられ得る市販の磁性粉体の具体例としては、パウダーテック社製「M05S」;山陽特殊製鋼社製「PST−S」;エプソンアトミックス社製「AW2−08」、「AW2−08PF20F」、「AW2−08PF10F」、「AW2−08PF3F」、「Fe−3.5Si−4.5CrPF20F」、「Fe−50NiPF20F」、「Fe−80Ni−4MoPF20F」;JFEケミカル社製「LD−M」、「LD−MH」、「KNI−106」、「KNI−106GSM」、「KNI−106GS」、「KNI−109」、「KNI−109GSM」、「KNI−109GS」;戸田工業社製「KNS−415」、「BSF−547」、「BSF−029」、「BSN−125」、「BSN−125」、「BSN−714」、「BSN−828」、「S−1281」、「S−1641」、「S−1651」、「S−1470」、「S−1511」、「S−2430」;日本重化学工業社製「JR09P2」;CIKナノテック社製「Nanotek」;キンセイマテック社製「JEMK−S」、「JEMK−H」:ALDRICH社製「Yttrium iron oxide」等が挙げられる。磁性粉体は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。
(A)磁性粉体は、球状であることが好ましい。磁性粉体の長軸の長さを短軸の長さで除した値(アスペクト比)としては、好ましくは2以下、より好ましくは1.5以下、さらに好ましくは1.2以下である。一般に、磁性粉体は球状ではない扁平な形状であるほうが、比透磁率を向上させやすい。しかし、特に球状の磁性粉体を用いる方が、通常、磁気損失を低くでき、また好ましい粘度を有するペーストを得る観点から好ましい。
(A)磁性粉体の平均粒径は、比透磁率を向上させる観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは1μm以上である。また、好ましくは10μm以下、より好ましくは9μm以下、さらに好ましくは8μm以下である。
(A)磁性粉体の平均粒径はミー(Mie)散乱理論に基づくレーザー回折・散乱法により測定することができる。具体的にはレーザー回折散乱式粒径分布測定装置により、磁性粉体の粒径分布を体積基準で作成し、そのメディアン径を平均粒径とすることで測定することができる。測定サンプルは、磁性粉体を超音波により水中に分散させたものを好ましく使用することができる。レーザー回折散乱式粒径分布測定装置としては、堀場製作所社製「LA−500」、島津製作所社製「SALD−2200」等を使用することができる。
(A)磁性粉体の比表面積は、比透磁率を向上させる観点から、好ましくは0.05m/g以上、より好ましくは0.1m/g以上、さらに好ましくは0.3m/g以上である。また、好ましくは10m/g以下、より好ましくは8m/g以下、さらに好ましくは5m/g以下である。(A)磁性粉体の比表面積は、BET法によって測定できる。
(A)磁性粉体の含有量(体積%)は、比透磁率を向上させ及び磁性損失を低減させる観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100体積%とした場合、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、さらに好ましくは30体積%以上である。また、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下、さらに好ましくは75体積%以下である。
(A)磁性粉体の含有量(質量%)は、比透磁率を向上させ及び磁性損失を低減させる観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは60質量%以上、より好ましくは65質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上である。また、好ましくは98質量%以下、より好ましくは96質量%以下、さらに好ましくは94質量%以下である。
なお、本発明において、磁性ペースト中の各成分の含有量は、別途明示のない限り、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%としたときの値である。
<(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物>
磁性ペーストは、(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物を含有する。(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物を磁性ペーストに含有させることで、樹脂染み出し性が抑制された硬化物を得ることが可能となる。ここで、「有機化(された)」とは、「有機オニウムイオンでイオン交換された」ことを意味する。
層状ケイ酸塩鉱物は、一般に、フィロケイ酸塩鉱物とも呼ばれる。層状ケイ酸塩鉱物は、単独または2種以上組み合わせて使用することができる。また、層状ケイ酸塩鉱物としては、天然物を用いてもよく、合成物を用いてもよい。層状ケイ酸塩鉱物の結晶構造としては、c軸方向に規則正しく積み重なった純粋度が高いものを用いることが好ましいが、結晶周期が乱れ、複数種の結晶構造が混じり合った、いわゆる混合層状鉱物を用いてもよい。
層状ケイ酸塩鉱物としては、例えば、スメクタイト、カオリナイト、ハロイサイト、タルク、マイカなどが挙げられる。これらの中でも、樹脂染み出し性を効果的に抑制できる硬化物を得る観点からスメクタイトが好ましい。
スメクタイトは、一般式:X0.2〜0.62〜310(OH)・nHO(ただし、XはK、Na、1/2Ca、及び1/2Mgから成る群より選ばれる1種以上であり、YはMg、Fe、Mn、Ni、Zn、Li、Al、及びCrから成る群より選ばれる1種以上であり、ZはSi、及びAlから成る群より選ばれる1種以上である。なお、HOは層間イオンと結合している水分子を表す。nは整数を表し、層間イオンおよび相対湿度に応じて著しく変動しうる。)で表され、天然または合成されたものである。スメクタイトとしては、例えば、ヘクトライト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト、ソーコナイト、スチブンサイト、ベントナイト、またはこれらの置換体、誘導体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、樹脂染み出し性を効果的に抑制できる硬化物を得る観点から、ヘクトライト、モンモリロナイトが好ましい。
有機オニウムイオンは、有機基を含むオニウムイオン構造を有するイオンを表す。この有機オニウムイオンは、通常、(B)成分において、層状ケイ酸塩鉱物のケイ酸塩層の層間部分に含まれる。
有機オニウムイオンとしては、例えば、有機アンモニウムイオン、有機ホスホニウムイオン、有機スルホニウムイオン、有機イミダゾリウムイオンなどが挙げられる。中でも、樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、有機アンモニウムイオン及び有機ホスホニウムイオンが好ましく、有機アンモニウムイオンが特に好ましい。
有機オニウムイオンが含む有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基等の、1価の炭化水素基;ヒドロキシアルキル基;カルボキシアルキル基;ポリアルキレンエーテル基;などが挙げられる。これらの有機基は、1種類を用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、1価の炭化水素基及びポリアルキレンエーテル基が好ましい。
1価の炭化水素基としては、1価の脂肪族炭化水素基が好ましく、1価の飽和脂肪族炭化水素基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。また、1価の炭化水素基の炭素原子数は、通常1〜40、好ましくは1〜25、より好ましくは1〜20である。1価の炭化水素基が前記の好ましい要件を満たすことにより、樹脂染み出し性が特に小さい硬化物を得ることができる。
1価の炭化水素基の好ましい例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、t−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、n−ノナデシル基、n−イコシル基などが挙げられる。
ポリアルキレンエーテル基とは、下記式(I)で表される基を示す。
−(RO)−H (I)
式(I)において、Rは、それぞれ独立に、アルキレン基を表す。アルキレン基の炭素原子数は、2〜20が好ましい。アルキレン基としては、例えば、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。
式(I)において、mは、1〜20の整数を表す。
特に好ましい有機オニウムイオンとしては、下記式(II)で表される有機オニウムイオンが挙げられる。
Figure 2020021968
式(II)において、Xは、長周期型周期表の15族に属する非金属原子を表す。よって、Xは、窒素原子又はリン原子を表す。中でも、樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、Xは、窒素原子が好ましい。
式(II)において、Rは、前記の有機基を表す。有機基の中でも、樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、1価の炭化水素基及びポリアルキレンエーテル基からなる群より選ばれるものが好ましく、アルキル基又はポリアルキレンエーテル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。
式(II)において、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子及び前記有機基からなる群より選ばれる基を表す。有機基の中でも、樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、1価の炭化水素基及びポリアルキレンエーテル基からなる群より選ばれるものが好ましく、アルキル基又はポリアルキレンエーテル基がより好ましく、アルキル基が特に好ましい。
樹脂染み出し性が効果的に抑制された硬化物を得る観点から、有機オニウムイオンの中でも、有機アンモニウムイオンが好ましく、第2〜第4級有機アンモニウムイオンがより好ましく、第3〜第4級有機アンモニウムイオンが更に好ましく、第4級有機アンモニウムイオンが特に好ましい。よって、式(II)で表される有機オニウムイオンにおいては、R、R及びRのうち、1つ以上が有機基であることが好ましく、2つ以上が有機基であることがより好ましく、3つとも有機基であることが特に好ましい。
式(II)で表される第4級アンモニウムイオンの中でも、R、R、R及びRの少なくとも一部が長鎖有機基であることが好ましい。更には、R、R、R及びRのうち、一部が長鎖有機基であり、且つ、残りが短鎖有機基であることがより好ましい。中でも、R、R、R及びRのうち、2〜3個が長鎖有機基であり、且つ、残りの1〜2個が短鎖有機基であることが特に好ましい。長鎖有機基とは、炭素原子数が通常8以上、好ましくは12以上の有機基を表す。また、短鎖有機基とは、炭素原子数が1〜7の有機基を表す。このような要件を満たす第4級アンモニウムイオンを用いることにより、樹脂染み出し性が特に小さい硬化物を得ることができ、特に、有機基がアルキル基である場合に効果が顕著である。
有機オニウムイオンの好ましい具体例としては、トリメチルオクチルアンモニウムイオン、トリメチルデシルアンモニウムイオン、トリメチルドデシルアンモニウムイオン、トリメチルテトラデシルアンモニウムイオン、トリメチルヘキサデシルアンモニウムイオン、トリメチルオクタデシルアンモニウムイオン、トリメチルイコシルアンモニウムイオン等の、トリメチルアルキルアンモニウムイオン;トリエチルドデシルアンモニウムイオン、トリエチルテトラデシルアンモニウムイオン、トリエチルヘキサデシルアンモニウムイオン、トリエチルオクタデシルアンモニウムイオン等の、トリエチルアルキルアンモニウムイオン;トリブチルドデシルアンモニウムイオン、トリブチルテトラデシルアンモニウムイオン、トリブチルヘキサデシルアンモニウムイオン、トリブチルオクタデシルアンモニウムイオン等の、トリブチルアルキルアンモニウムイオン;ジメチルジオクチルアンモニウムイオン、ジメチルジデシルアンモニウムイオン、ジメチルジテトラデシルアンモニウムイオン、ジメチルジヘキサデシルアンモニウムイオン、ジメチルジオクタデシルアンモニウムイオン(ジメチルジステアリルアンモニウムイオン)、ジメチルジドデシルアンモニウムイオン等の、ジメチルジアルキルアンモニウムイオン;ジエチルジドデシルアンモニウムイオン、ジエチルジテトラデシルアンモニウムイオン、ジエチルジヘキサデシルアンモニウムイオン、ジエチルジオクタデシルアンモニウムイオン等の、ジエチルジアルキルアンモニウムイオン;ジブチルジオクチルアンモニウムイオン、ジブチルジデシルアンモニウムイオン、ジブチルジドデシルアンモニウムイオン、ジブチルジテトラデシルアンモニウムイオン、ジブチルジヘキサデシルアンモニウムイオン、ジブチルジオクタデシルアンモニウムイオン等の、ジブチルジアルキルアンモニウムイオン;トリオクチルメチルアンモニウムイオン、トリドデシルメチルアンモニウムイオン、トリテトラデシルメチルアンモニウムイオン等の、トリアルキルメチルアンモニウムイオン;トリオクチルエチルアンモニウムイオン、トリドデシルエチルアンモニウムイオン等の、トリアルキルエチルアンモニウムイオン;トリオクチルブチルアンモニウムイオン、トリデシルブチルアンモニウムイオン等の、トリアルキルブチルアンモニウムイオン;などの有機アンモニウムイオンが挙げられる。
(B)成分は、層状ケイ酸塩鉱物を有機オニウムイオンでイオン交換することによって、製造できる。イオン交換の際、有機オニウムイオンは、当該有機オニウムイオンとアニオンとの塩(有機オニウム塩)となっていてもよい。前記のアニオンとしては、例えば、Cl、Br、NO 、OH、CHCOO、CHSO 等が挙げられる。また、これらのアニオンは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意に組み合わせて用いてもよい。
(B)成分の製造方法の具体例としては、層状ケイ酸塩鉱物の水分散液と、有機オニウム塩水溶液とを、適切な温度(例えば、60℃〜70℃)で混合する方法が挙げられる。また、別の具体例としては、層状ケイ酸塩鉱物と有機オニウム塩とを適切に混練する方法が挙げられる。
(B)成分は市販品を用いることができる。市販品としては、例えば、クニミネ工業社製「スメクトンSTN」、「スメクトンSAN」(有機化されたヘクトライト)、白石工業社製「オルベンM」(有機化されたモンモリロナイト)、ホージュン社製「エスベン NX」(有機化されたモンモリロナイト)、東新化成社製「ベントンシリーズ」(有機化されたモンモリロナイト)等が挙げられる。
(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物は、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。
(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物の平均粒径は、好ましくは1nm〜100μm、より好ましくは5nm〜50μm、さらに好ましくは10nm〜10μmである。この平均粒径は、(A)成分と同様の方法にて測定することができる。
(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物の含有量は、樹脂染み出し性が抑制された硬化物を得る観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上である。上限は、磁気特性維持を良好にする観点、および、ペースト粘度を低くして印刷性を良好にする観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。
<(C)バインダー樹脂>
磁性ペーストは、(C)バインダー樹脂を含有する。(C)バインダー樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール系樹脂、ナフトール系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、活性エステル系樹脂、シアネートエステル系樹脂、カルボジイミド系樹脂、アミン系樹脂、酸無水物系樹脂等の熱硬化性樹脂;フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチラール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、及びポリスルホン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。(C)バインダー樹脂としては、配線板の絶縁層を形成する際に使用される熱硬化性樹脂を用いることが好ましく、中でもエポキシ樹脂が好ましい。(C)バインダー樹脂は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。以下、各樹脂について説明する。ここで、フェノール系樹脂、ナフトール系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、活性エステル系樹脂、シアネートエステル系樹脂、カルボジイミド系樹脂、アミン系樹脂、及び酸無水物系樹脂のように、エポキシ樹脂と反応して磁性ペーストを硬化させられる成分をまとめて「硬化剤」ということがある。
−熱硬化性樹脂−
熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂は、例えば、グリシロール型エポキシ樹脂;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;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。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。
エポキシ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂を含むことが好ましい。また、エポキシ樹脂は、芳香族構造を有することが好ましく、2種以上のエポキシ樹脂を用いる場合は少なくとも1種が芳香族構造を有することがより好ましい。芳香族構造とは、一般に芳香族と定義される化学構造であり、多環芳香族及び芳香族複素環をも含む。エポキシ樹脂の不揮発成分100質量%に対して、1分子中に2個以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂の割合は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。
エポキシ樹脂には、温度25℃で液状のエポキシ樹脂(以下「液状エポキシ樹脂」ということがある。)と、温度25℃で固体状のエポキシ樹脂(以下「固体状エポキシ樹脂」ということがある。)とがある。(C)成分としてエポキシ樹脂を含有する場合、エポキシ樹脂として、液状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよく、固体状エポキシ樹脂のみを含んでいてもよく、液状エポキシ樹脂及び固体状エポキシ樹脂を組み合わせて含んでいてもよいが、磁性ペーストの粘度を低下させる観点から、液状エポキシ樹脂のみを含むことが好ましい。
液状エポキシ樹脂としては、グリシロール型エポキシ樹脂、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、ビスフェノールAF型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂、シクロヘキサンジメタノール型エポキシ樹脂、及びブタジエン構造を有するエポキシ樹脂が好ましく、グリシロール型エポキシ樹脂、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型エポキシ樹脂がより好ましい。液状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032」、「HP4032D」、「HP4032SS」(ナフタレン型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「828US」、「jER828EL」(ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER807」(ビスフェノールF型エポキシ樹脂)、「jER152」(フェノールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「630」、「630LSD」、ADEKA社製の「ED−523T」(グリシロール型エポキシ樹脂(アデカグリシロール))、「EP−3980S」(グリシジルアミン型エポキシ樹脂)、「EP−4088S」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ZX1059」(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);ナガセケムテックス社製の「EX−721」(グリシジルエステル型エポキシ樹脂);ダイセル社製の「セロキサイド2021P」(エステル骨格を有する脂環式エポキシ樹脂)、「PB−3600」(ブタジエン構造を有するエポキシ樹脂);新日鉄化学社製の「ZX1658」、「ZX1658GS」(液状1,4−グリシジルシクロヘキサン)等が挙げられる。これらは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。
固体状エポキシ樹脂としては、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、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、ナフトール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂が好ましく、ナフタレン型4官能エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、及びビフェニル型エポキシ樹脂がより好ましい。固体状エポキシ樹脂の具体例としては、DIC社製の「HP4032H」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、「HP−4700」、「HP−4710」(ナフタレン型4官能エポキシ樹脂)、「N−690」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「N−695」(クレゾールノボラック型エポキシ樹脂)、「HP−7200」、「HP−7200HH」、「HP−7200H」(ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂)、「EXA−7311」、「EXA−7311−G3」、「EXA−7311−G4」、「EXA−7311−G4S」、「HP6000」(ナフチレンエーテル型エポキシ樹脂);日本化薬社製の「EPPN−502H」(トリスフェノール型エポキシ樹脂)、「NC7000L」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂)、「NC3000H」、「NC3000」、「NC3000L」、「NC3100」(ビフェニル型エポキシ樹脂);新日鉄住金化学社製の「ESN475V」(ナフタレン型エポキシ樹脂)、「ESN485」(ナフトールノボラック型エポキシ樹脂);三菱ケミカル社製の「YX4000H」、「YL6121」(ビフェニル型エポキシ樹脂)、「YX4000HK」(ビキシレノール型エポキシ樹脂)、「YX8800」(アントラセン型エポキシ樹脂);大阪ガスケミカル社製の「PG−100」、「CG−500」、三菱ケミカル社製の「YL7760」(ビスフェノールAF型エポキシ樹脂)、「YL7800」(フルオレン型エポキシ樹脂)、「jER1010」(固体状ビスフェノールA型エポキシ樹脂)、「jER1031S」(テトラフェニルエタン型エポキシ樹脂)等が挙げられる。これらは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。
(C)成分として、液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂とを併用する場合、それらの量比(液状エポキシ樹脂:固体状エポキシ樹脂)は、質量比で、好ましくは1:0.1〜1:4、より好ましくは1:0.3〜1:3.5、さらに好ましくは1:0.6〜1:3である。液状エポキシ樹脂と固体状エポキシ樹脂との量比が斯かる範囲にあることにより、本発明の所望の効果を顕著に得ることができる。
(C)成分としてのエポキシ樹脂のエポキシ当量は、好ましくは50〜5000、より好ましくは50〜3000、さらに好ましくは80〜2000、さらにより好ましくは110〜1000である。この範囲となることで、硬化物の架橋密度が十分となり表面粗さの小さい磁性層をもたらすことができる。なお、エポキシ当量は、JIS K7236に従って測定することができ、1当量のエポキシ基を含む樹脂の質量である。
(C)成分としてのエポキシ樹脂の重量平均分子量は、好ましくは100〜5000、より好ましくは250〜3000、さらに好ましくは400〜1500である。ここで、エポキシ樹脂の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
活性エステル系樹脂としては、1分子中に1個以上の活性エステル基を有する樹脂を用いることができる。中でも、活性エステル系樹脂としては、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個以上有する樹脂が好ましい。当該活性エステル系樹脂は、カルボン酸化合物及び/又はチオカルボン酸化合物とヒドロキシ化合物及び/又はチオール化合物との縮合反応によって得られるものが好ましい。特に、耐熱性向上の観点から、カルボン酸化合物とヒドロキシ化合物とから得られる活性エステル系樹脂が好ましく、カルボン酸化合物とフェノール化合物及び/又はナフトール化合物とから得られる活性エステル系樹脂がより好ましい。
カルボン酸化合物としては、例えば、安息香酸、酢酸、コハク酸、マレイン酸、イタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
フェノール化合物又はナフトール化合物としては、例えば、ハイドロキノン、レゾルシン、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS、フェノールフタリン、メチル化ビスフェノールA、メチル化ビスフェノールF、メチル化ビスフェノールS、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、カテコール、α−ナフトール、β−ナフトール、1,5−ジヒドロキシナフタレン、1,6−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、ジヒドロキシベンゾフェノン、トリヒドロキシベンゾフェノン、テトラヒドロキシベンゾフェノン、フロログルシン、ベンゼントリオール、ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物、フェノールノボラック等が挙げられる。ここで、「ジシクロペンタジエン型ジフェノール化合物」とは、ジシクロペンタジエン1分子にフェノール2分子が縮合して得られるジフェノール化合物をいう。
活性エステル系樹脂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系樹脂、ナフタレン構造を含む活性エステル系樹脂、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樹脂、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樹脂が挙げられる。中でも、ナフタレン構造を含む活性エステル系樹脂、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樹脂がより好ましい。「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。
活性エステル系樹脂の市販品としては、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系樹脂として、「EXB9451」、「EXB9460」、「EXB9460S」、「HPC−8000−65T」、「HPC−8000H−65TM」、「EXB−8000L−65TM」(DIC社製);ナフタレン構造を含む活性エステル系樹脂として「EXB9416−70BK」、「EXB−8150−65T」(DIC社製);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樹脂として「DC808」(三菱ケミカル社製);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樹脂として「YLH1026」(三菱ケミカル社製);フェノールノボラックのアセチル化物である活性エステル系樹脂として「DC808」(三菱ケミカル社製);フェノールノボラックのベンゾイル化物である活性エステル系樹脂として「YLH1026」(三菱ケミカル社製)、「YLH1030」(三菱ケミカル社製)、「YLH1048」(三菱ケミカル社製);等が挙げられる。
フェノール系樹脂及びナフトール系樹脂としては、耐熱性及び耐水性の観点から、ノボラック構造を有するものが好ましい。また、導体層との密着性の観点から、含窒素フェノール系硬化剤が好ましく、トリアジン骨格含有フェノール系樹脂がより好ましい。
フェノール系樹脂及びナフトール系樹脂の具体例としては、例えば、明和化成社製の「MEH−7700」、「MEH−7810」、「MEH−7851」、日本化薬社製の「NHN」、「CBN」、「GPH」、新日鉄住金化学社製の「SN170」、「SN180」、「SN190」、「SN475」、「SN485」、「SN495」、「SN−495V」「SN375」、「SN395」、DIC社製の「TD−2090」、「LA−7052」、「LA−7054」、「LA−1356」、「LA−3018−50P」、「EXB−9500」等が挙げられる。
ベンゾオキサジン系樹脂の具体例としては、JFEケミカル社製の「JBZ−OD100」(ベンゾオキサジン環当量218)、「JBZ−OP100D」(ベンゾオキサジン環当量218)、「ODA−BOZ」(ベンゾオキサジン環当量218);四国化成工業社製の「P−d」(ベンゾオキサジン環当量217)、「F−a」(ベンゾオキサジン環当量217);昭和高分子社製の「HFB2006M」(ベンゾオキサジン環当量432)等が挙げられる。
シアネートエステル系樹脂としては、例えば、ビスフェノールAジシアネート、ポリフェノールシアネート、オリゴ(3−メチレン−1,5−フェニレンシアネート)、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルフェニルシアネート)、4,4’−エチリデンジフェニルジシアネート、ヘキサフルオロビスフェノールAジシアネート、2,2−ビス(4−シアネート)フェニルプロパン、1,1−ビス(4−シアネートフェニルメタン)、ビス(4−シアネート−3,5−ジメチルフェニル)メタン、1,3−ビス(4−シアネートフェニル−1−(メチルエチリデン))ベンゼン、ビス(4−シアネートフェニル)チオエーテル、及びビス(4−シアネートフェニル)エーテル、等の2官能シアネート樹脂;フェノールノボラック及びクレゾールノボラック等から誘導される多官能シアネート樹脂;これらシアネート樹脂が一部トリアジン化したプレポリマー;などが挙げられる。シアネートエステル系樹脂の具体例としては、ロンザジャパン社製の「PT30」及び「PT60」(フェノールノボラック型多官能シアネートエステル樹脂)、「ULL−950S」(多官能シアネートエステル樹脂)、「BA230」、「BA230S75」(ビスフェノールAジシアネートの一部又は全部がトリアジン化され三量体となったプレポリマー)等が挙げられる。
カルボジイミド系樹脂の具体例としては、日清紡ケミカル社製のカルボジライト(登録商標)V−03(カルボジイミド基当量:216、V−05(カルボジイミド基当量:262)、V−07(カルボジイミド基当量:200);V−09(カルボジイミド基当量:200);ラインケミー社製のスタバクゾール(登録商標)P(カルボジイミド基当量:302)が挙げられる。
アミン系樹脂としては、1分子内中に1個以上のアミノ基を有する樹脂が挙げられ、例えば、脂肪族アミン類、ポリエーテルアミン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類等が挙げられ、中でも、本発明の所望の効果を奏する観点から、芳香族アミン類が好ましい。アミン系樹脂は、第1級アミン又は第2級アミンが好ましく、第1級アミンがより好ましい。アミン系硬化剤の具体例としては、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルアニリン)、ジフェニルジアミノスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、m−フェニレンジアミン、m−キシリレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、3,3’−ジヒドロキシベンジジン、2,2−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、3,3−ジメチル−5,5−ジエチル−4,4−ジフェニルメタンジアミン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、ビス(4−(3−アミノフェノキシ)フェニル)スルホン、等が挙げられる。アミン系樹脂は市販品を用いてもよく、例えば、日本化薬社製の「KAYABOND C−200S」、「KAYABOND C−100」、「カヤハードA−A」、「カヤハードA−B」、「カヤハードA−S」、三菱ケミカル社製の「エピキュアW」等が挙げられる。
酸無水物系樹脂としては、1分子内中に1個以上の酸無水物基を有する樹脂が挙げられる。酸無水物系樹脂の具体例としては、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルナジック酸無水物、水素化メチルナジック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロ無水フタル酸、ドデセニル無水コハク酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベンソフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物、3,3’−4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b−ヘキサヒドロ−5−(テトラヒドロ−2,5−ジオキソ−3−フラニル)−ナフト[1,2−C]フラン−1,3−ジオン、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、スチレンとマレイン酸とが共重合したスチレン・マレイン酸樹脂などのポリマー型の酸無水物などが挙げられる。
(C)成分としてエポキシ樹脂及び硬化剤を含有する場合、エポキシ樹脂とすべての硬化剤との量比は、[エポキシ樹脂のエポキシ基の合計数]:[硬化剤の反応基の合計数]の比率で、1:0.01〜1:5の範囲が好ましく、1:0.5〜1:3がより好ましく、1:1〜1:2がさらに好ましい。ここで、「エポキシ樹脂のエポキシ基数」とは、第1の樹脂組成物中に存在するエポキシ樹脂の不揮発成分の質量をエポキシ当量で除した値を全て合計した値である。また、「硬化剤の活性基数」とは、第1の樹脂組成物中に存在する硬化剤の不揮発成分の質量を活性基当量で除した値を全て合計した値である。
−熱可塑性樹脂−
熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは3万以上、より好ましくは5万以上、さらに好ましくは10万以上である。また、好ましくは100万以下、より好ましくは75万以下、さらに好ましくは50万以下である。熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法で測定される。具体的には、熱可塑性樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量は、測定装置として島津製作所社製「LC−9A/RID−6A」を、カラムとして昭和電工社製「Shodex K−800P/K−804L/K−804L」を、移動相としてクロロホルム等を用いて、カラム温度を40℃にて測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。
フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA骨格、ビスフェノールF骨格、ビスフェノールS骨格、ビスフェノールアセトフェノン骨格、ノボラック骨格、ビフェニル骨格、フルオレン骨格、ジシクロペンタジエン骨格、ノルボルネン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、アダマンタン骨格、テルペン骨格、およびトリメチルシクロヘキサン骨格からなる群から選択される1種以上の骨格を有するフェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の末端は、フェノール性水酸基、エポキシ基等のいずれの官能基でもよい。フェノキシ樹脂は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。フェノキシ樹脂の具体例としては、三菱化学社製の「1256」及び「4250」(いずれもビスフェノールA骨格含有フェノキシ樹脂)、「YX8100」(ビスフェノールS骨格含有フェノキシ樹脂)、及び「YX6954」(ビスフェノールアセトフェノン骨格含有フェノキシ樹脂)が挙げられ、その他にも、新日鉄住金化学社製の「FX280」及び「FX293」、三菱化学社製の「YL7500BH30」、「YX6954BH30」、「YX7553」、「YX7553BH30」、「YL7769BH30」、「YL6794」、「YL7213」、「YL7290」及び「YL7482」等が挙げられる。
アクリル樹脂としては、熱膨張率および弾性率をより低下させる観点から、官能基含有アクリル樹脂が好ましく、ガラス転移温度が25℃以下のエポキシ基含有アクリル樹脂がより好ましい。
官能基含有アクリル樹脂の数平均分子量(Mn)は、好ましくは10000〜1000000であり、より好ましくは30000〜900000である。
官能基含有アクリル樹脂の官能基当量は、好ましくは1000〜50000であり、より好ましくは2500〜30000である。
ガラス転移温度が25℃以下のエポキシ基含有アクリル樹脂としては、ガラス転移温度が25℃以下のエポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂が好ましく、その具体例としては、ナガセケムテックス社製「SG−80H」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂(数平均分子量Mn:350000g/mol、エポキシ価0.07eq/kg、ガラス転移温度11℃))、ナガセケムテックス社製「SG−P3」(エポキシ基含有アクリル酸エステル共重合体樹脂(数平均分子量Mn:850000g/mol、エポキシ価0.21eq/kg、ガラス転移温度12℃))が挙げられる。
ポリビニルアセタール樹脂、ブチラール樹脂の具体例としては、電気化学工業社製の電化ブチラール「4000−2」、「5000−A」、「6000−C」、「6000−EP」、積水化学工業社製のエスレックBHシリーズ、BXシリーズ、「KS−1」などのKSシリーズ、「BL−1」などのBLシリーズ、BMシリーズ等が挙げられる。
ポリイミド樹脂の具体例としては、新日本理化社製の「リカコートSN20」及び「リカコートPN20」が挙げられる。ポリイミド樹脂の具体例としてはまた、2官能性ヒドロキシル基末端ポリブタジエン、ジイソシアネート化合物及び四塩基酸無水物を反応させて得られる線状ポリイミド(特開2006−37083号公報記載のポリイミド)、ポリシロキサン骨格含有ポリイミド(特開2002−12667号公報及び特開2000−319386号公報等に記載のポリイミド)等の変性ポリイミドが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂の具体例としては、東洋紡社製の「バイロマックスHR11NN」及び「バイロマックスHR16NN」が挙げられる。ポリアミドイミド樹脂の具体例としてはまた、日立化成工業社製の「KS9100」、「KS9300」(ポリシロキサン骨格含有ポリアミドイミド)等の変性ポリアミドイミドが挙げられる。
ポリエーテルスルホン樹脂の具体例としては、住友化学社製の「PES5003P」等が挙げられる。ポリフェニレンエーテル樹脂の具体例としては、三菱ガス化学社製のビニル基を有するオリゴフェニレンエーテル・スチレン樹脂「OPE−2St 1200」等が挙げられる。
ポリスルホン樹脂の具体例としては、ソルベイアドバンストポリマーズ社製のポリスルホン「P1700」、「P3500」等が挙げられる。
中でも、熱可塑性樹脂としては、重量平均分子量が3万以上100万以下の、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ブチラール樹脂、及びアクリル樹脂から選ばれる1種以上であることが好ましい。
(C)バインダー樹脂の含有量は、良好な機械強度、絶縁信頼性を示す磁性層を得る観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上である。上限は、本発明の効果が奏される限りにおいて特に限定されないが、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下である。
本発明の磁性ペーストは、(B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物を含有させることで、(C)バインダー樹脂の樹脂染み出し性が抑制される。磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(B)成分の含有量をB1とし、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(C)成分の含有量をC1とした場合、印刷後の形状維持および取扱い性の観点から、C1/B1が好ましくは1以上、より好ましくは3以上、さらに好ましくは5以上である。上限は好ましくは30以下、より好ましくは25以下、さらに好ましくは20以下である。
<(D)硬化促進剤>
磁性ペーストは、任意の成分として、さらに(D)硬化促進剤を含んでいてもよい。
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、磁性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。
アミン系硬化促進剤としては、例えば、トリエチルアミン、トリブチルアミン等のトリアルキルアミン、4−ジメチルアミノピリジン、ベンジルジメチルアミン、2,4,6,−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン等が挙げられ、4−ジメチルアミノピリジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセンが好ましい。
アミン系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、味の素ファインテクノ社製の「PN−50」、「PN−23」、「MY−25」等が挙げられる。
イミダゾール系硬化促進剤としては、例えば、2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−フェニル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−ウンデシルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−エチル−4’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物、2−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒドロキシメチルイミダゾール、2,3−ジヒドロ−1H−ピロロ[1,2−a]ベンズイミダゾール、1−ドデシル−2−メチル−3−ベンジルイミダゾリウムクロライド、2−メチルイミダゾリン、2−フェニルイミダゾリン等のイミダゾール化合物及びイミダゾール化合物とエポキシ樹脂とのアダクト体が挙げられ、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−フェニルイミダゾールが好ましい。
イミダゾール系硬化促進剤としては、市販品を用いてもよく、例えば、四国化成工業社製の「2PHZ−PW」、三菱ケミカル社製の「P200−H50」等が挙げられる。
リン系硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、ホスホニウムボレート化合物、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート、n−ブチルホスホニウムテトラフェニルボレート、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩、(4−メチルフェニル)トリフェニルホスホニウムチオシアネート、テトラフェニルホスホニウムチオシアネート、ブチルトリフェニルホスホニウムチオシアネート等が挙げられ、トリフェニルホスフィン、テトラブチルホスホニウムデカン酸塩が好ましい。
グアニジン系硬化促進剤としては、例えば、ジシアンジアミド、1−メチルグアニジン、1−エチルグアニジン、1−シクロヘキシルグアニジン、1−フェニルグアニジン、1−(o−トリル)グアニジン、ジメチルグアニジン、ジフェニルグアニジン、トリメチルグアニジン、テトラメチルグアニジン、ペンタメチルグアニジン、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、7−メチル−1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エン、1−メチルビグアニド、1−エチルビグアニド、1−n−ブチルビグアニド、1−n−オクタデシルビグアニド、1,1−ジメチルビグアニド、1,1−ジエチルビグアニド、1−シクロヘキシルビグアニド、1−アリルビグアニド、1−フェニルビグアニド、1−(o−トリル)ビグアニド等が挙げられ、ジシアンジアミド、1,5,7−トリアザビシクロ[4.4.0]デカ−5−エンが好ましい。
金属系硬化促進剤としては、例えば、コバルト、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、マンガン、スズ等の金属の、有機金属錯体又は有機金属塩が挙げられる。有機金属錯体の具体例としては、コバルト(II)アセチルアセトナート、コバルト(III)アセチルアセトナート等の有機コバルト錯体、銅(II)アセチルアセトナート等の有機銅錯体、亜鉛(II)アセチルアセトナート等の有機亜鉛錯体、鉄(III)アセチルアセトナート等の有機鉄錯体、ニッケル(II)アセチルアセトナート等の有機ニッケル錯体、マンガン(II)アセチルアセトナート等の有機マンガン錯体等が挙げられる。有機金属塩としては、例えば、オクチル酸亜鉛、オクチル酸錫、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸スズ、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
(D)硬化促進剤としては、本発明の所望の効果を得る観点から、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種であることが好ましく、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種であることがより好ましい。
(D)硬化促進剤の含有量は、磁性ペーストの粘度を下げる観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、上限は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
<(E)分散剤>
磁性ペーストは、任意の成分として、さらに(E)分散剤を含んでいてもよい。
(E)分散剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸等のリン酸エステル系分散剤;ドデシルベンゼルスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェートのアンモニウム塩等のアニオン性分散剤;オルガノシロキサン系分散剤、アセチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド等の非イオン性分散剤等が挙げられる。これらの中でも、アニオン性分散剤が好ましい。分散剤は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。
リン酸エステル系分散剤は、市販品を用いることができる。市販品として、例えば東邦化学工業社製「フォスファノール」シリーズの「RS−410」、「RS−610」、「RS−710」等が挙げられる。
オルガノシロキサン系分散剤としては、市販品として、ビックケミー社製「BYK347」、「BYK348」等が挙げられる。
ポリオキシアルキレン系分散剤としては、市販品として、日油社製「マリアリム」シリーズの「AKM−0531」、「AFB−1521」、「SC−0505K」、「SC−1015F」及び「SC−0708A」、並びに「HKM−50A」等が挙げられる。
アセチレングリコールとしては、市販品として、Air Products and Chemicals Inc.製「サーフィノール」シリーズの「82」、「104」、「440」、「465」及び「485」、並びに「オレフィンY」等が挙げられる。
(E)分散剤の含有量は、本発明の効果を顕著に発揮させる観点から、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、上限は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。
<(F)その他の添加剤>
磁性ペーストは、さらに必要に応じて、(F)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、磁性粉体又は有機化された層状ケイ酸塩鉱物に該当するものは除く)、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。
上述した磁性ペースト中に含まれる溶剤の含有量は、磁性ペーストの全質量に対して、好ましくは1.0質量%未満、より好ましくは0.8質量%以下、さらに好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下である。下限は、特に制限はないが0.001質量%以上、又は含有しないことである。磁性ペーストは、溶剤を含まなくてもその粘度を低くすることができる。磁性ペースト中の溶剤の量が少ないことにより、溶剤の揮発によるボイドの発生を抑制することができるうえに、真空印刷への適応も可能となる。
<磁性ペーストの製造方法>
磁性ペーストは、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。
<磁性ペーストの物性等>
図2は、基板110上に形成された磁性層120の断面の一例を模式的に示す断面図である。図2に示すように、基板110上に磁性ペースト(図示せず)を印刷し、硬化させて磁性層120を形成した場合、磁性層120の縁部120Eから樹脂の一部が染み出し、染み出し部130が形成されることがある。上述した磁性ペーストを用いた場合、樹脂の染み出しを抑制できる。よって、染み出した樹脂の流動距離Lを短くすることができる。例えば、磁性ペーストを熱硬化させた硬化物(例えば150℃で60分間熱硬化させた硬化物)は、スクリーン印刷後の樹脂染み出し性が抑制されるという特性を示す。具体的に、磁性ペーストを、印刷基板上にスクリーン印刷し、印刷後150℃で60分間熱硬化し、評価基板を得る。この評価基板の印刷パターン端部から染み出た樹脂の流動距離のうち最大距離が、好ましくは500μm以下、より好ましくは480μm以下、さらに好ましくは450μm以下である。また、下限は0.001μm以上等とし得る。このように高い比透磁率を有する硬化物を得ることができるので、上述した磁性ペーストは、インダクタ素子形成用の磁性ペーストとして使用できる。
磁性ペーストは、溶剤を含んでいてもよいが、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るものが好ましい。磁性ペーストの粘度は、具体的には、印刷性の観点から、25℃で通常20Pa・s以上、好ましくは30Pa・s以上、より好ましくは50Pa・s以上、さらに好ましくは60Pa・s以上、特に好ましくは70Pa・s以上であり、印刷性の観点および印刷時の気泡の抜けやすさの観点から通常200Pa・s以下、好ましくは190Pa・s以下、より好ましくは180Pa・s以下である。粘度は、磁性ペーストの温度を25±2℃に保ち、E型粘度計を用いて測定することができる。
磁性ペーストを熱硬化させた硬化物(例えば180℃で90分間熱硬化させた硬化物)は、通常周波数100MHzにおける比透磁率が高いという特性を示す。例えば、シート状の磁性ペーストを180℃で90分間熱硬化し、シート状の硬化物を得る。この硬化物の周波数100MHzにおける比透磁率は、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、さらに好ましくは5以上である。また、上限は通常20以下等とし得る。
磁性ペーストを熱硬化させた硬化物(例えば180℃で90分間熱硬化させた硬化物)は、通常周波数100MHzにおける磁性損失が低いという特性を示す。例えば、シート状の磁性ペーストを180℃で90分間熱硬化し、シート状の硬化物を得る。この硬化物の周波数100MHzにおける磁性損失は、好ましくは0.5以下、より好ましくは0.4以下、さらに好ましくは0.3以下である。また、下限は通常0.001以上等とし得る。
[インダクタ素子]
本発明のインダクタ素子は、本発明の磁性ペーストの硬化物である磁性層を含む。ここで、インダクタ素子には、電子部品としてのインダクタ素子だけでなく、回路基板に含まれるインダクタ素子が包含される。図1は、本発明の一実施形態に係るインダクタ素子の模式的な平面図である。インダクタ素子1は、基板11と、磁性層12と、導体で形成された配線13とを備え、配線13は、磁性層12に覆われるとともに、配線13はコア部14を中心として渦巻状に形成されている。また、コア部14は、磁性層12が埋め込まれている。
磁性層12は、本発明の磁性ペーストの硬化物である。磁性層12は磁性ペーストの硬化物であるので、磁性層12は、樹脂染み出し性が抑制される。このため、配線13を配線間の距離を短く形成できる。以下、インダクタ素子の製造方法を通してインダクタ素子及びその製造方法について説明する。
インダクタ素子の製造方法は、
(1)磁性ペーストを基板上に印刷し、該磁性ペーストを熱硬化させ、第1の磁性層を形成する工程、
(2)第1の磁性層上に配線を形成する工程、
(3)第1の磁性層、コア部及び配線上に磁性ペーストを印刷し、該磁性ペーストを熱硬化させ、第2の磁性層を形成する工程、
を含む。ここで、磁性層12は、第1及び第2の磁性層を含めたものである。
<工程(1)>
工程(1)は、磁性ペーストを基板上に印刷し、該磁性ペーストを熱硬化させ、第1の磁性層を形成する。工程(1)を行うにあたって、磁性ペーストを準備する工程を含んでいてもよい。磁性ペーストは、上記において説明したとおりである。
基板は、通常、絶縁性の基板である。基板の材料としては、例えば、ガラスエポキシ基板、金属基板、ポリエステル基板、ポリイミド基板、BTレジン基板、熱硬化型ポリフェニレンエーテル基板等の絶縁性基材が挙げられる。基板は、その厚さ内に配線等が作り込まれた内層回路基板であってもよい。
基板としては、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂両面銅張積層板であるパナソニック社製「R1515E」を用い、銅層をエッチングすることにより導体層とした配線板が挙げられる。
磁性ペーストは、印刷による全面印刷又はパターン印刷により、基板上に塗布される。印刷方法としては、通常、スクリーン印刷を行うが、それ以外の印刷方法を採用してもよい。塗布後に熱硬化され、第1の磁性層が得られる。
磁性ペーストの熱硬化条件は、磁性ペーストの組成や種類によっても異なるが、硬化温度は好ましくは120℃以上、より好ましくは130℃以上、さらに好ましくは150℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは200℃以下である。磁性ペーストの硬化時間は、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上、さらに好ましくは15分以上であり、好ましくは120分以下、より好ましくは100分以下、さらに好ましくは90分以下である。
磁性ペーストを熱硬化させる前に、磁性ペーストに対して、硬化温度よりも低い温度で加熱する予備加熱処理を施してもよい。予備加熱処理の温度は、好ましくは50℃以上、好ましくは60℃、より好ましくは70℃以上、好ましくは120℃未満、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以である。予備加熱処理の時間は、通常好ましくは5分以上、より好ましくは15分以上であり、好ましくは150分以下、より好ましくは120分以下である。
<工程(2)>
工程(2)では、工程(1)で形成した第1の磁性層上に配線を形成する。配線の形成方法は、例えば、めっき法、スパッタ法、蒸着法などが挙げられ、中でもめっき法が好ましい。好適な実施形態では、セミアディティブ法、フルアディティブ法等の適切な方法によって第1の磁性層の表面にめっきして、渦巻状の配線パターンを有する配線を形成する。
配線の材料としては、例えば、金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ、インジウム等の単金属;金、白金、パラジウム、銀、銅、アルミニウム、コバルト、クロム、亜鉛、ニッケル、チタン、タングステン、鉄、スズ及びインジウムの群から選択される2種以上の金属の合金が挙げられる。中でも、汎用性、コスト、パターニングの容易性等の観点から、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅、又はニッケルクロム合金、銅ニッケル合金、銅チタン合金を用いることが好ましく、クロム、ニッケル、チタン、アルミニウム、亜鉛、金、パラジウム、銀若しくは銅、又はニッケルクロム合金を用いることがより好ましく、銅を用いることがさらに好ましい。
ここで、第1の磁性層上に配線を形成する実施形態の例を、詳細に説明する。第1の磁性層の面に、無電解めっきにより、めっきシード層を形成する。次いで、形成されためっきシード層上に、電解めっきにより電解めっき層を形成し、必要に応じて、不要なめっきシード層をエッチング等の処理により除去して、所望の配線パターンを有する配線を形成できる。配線を形成後、配線のピール強度を向上させる等の目的で、必要によりアニール処理を行ってもよい。アニール処理は、例えば、基板を150〜200℃で20〜90分間加熱することにより行うことができる。
配線を形成後、形成されためっきシード層上に、渦巻状のパターンに対応して、めっきシード層の一部を露出させるマスクパターンを形成する。この場合、露出しためっきシード層上に、電解めっきにより電解めっき層を形成した後、マスクパターンを除去する。その後、不要なめっきシード層をエッチング等の処理により除去して、所望のパターンを有する配線を形成する。
配線の厚さは、薄型化の観点から、好ましくは70μm以下であり、より好ましくは60μm以下であり、さらに好ましくは50μm以下、さらにより好ましくは40μm以下、特に好ましくは30μm以下、20μm以下、15μm以下又は10μm以下である。下限は好ましくは1μm以上、より好ましくは3μm以上、さらに好ましくは5μm以上である。
<工程(3)>
工程(3)は、第1の磁性層、コア部及び配線上に磁性ペーストを印刷し、該磁性ペーストを熱硬化させ、第2の磁性層を形成する。第2の磁性層の形成方法は、第1の磁性層と同様である。第1の磁性層を形成する磁性ペーストと、第2の磁性層を形成する磁性ペーストとは、同一でも相異なっていてもよい。
工程(1)後、第1の磁性層上に絶縁層を形成する工程を設けてもよい。また、工程(2)後、配線上に絶縁層を形成する工程を設けてもよい。絶縁層は、プリント配線板の絶縁層と同様に形成してもよく、該プリント配線板の絶縁層と同様の材料を用いてもよい。
[回路基板]
回路基板は、本発明のインダクタ素子を含む。回路基板は、半導体チップ等の電子部品を搭載するための配線板として用いることができ、かかる配線板を内層基板として使用した(多層)プリント配線板として用いることもできる。また、かかる配線板を個片化したチップインダクタ部品として用いることもでき、該チップインダクタ部品を表面実装したプリント配線板として用いることもできる。
またかかる配線板を用いて、種々の態様の半導体装置を製造することができる。かかる配線板を含む半導体装置は、電気製品(例えば、コンピューター、携帯電話、デジタルカメラおよびテレビ等)および乗物(例えば、自動二輪車、自動車、電車、船舶および航空機等)等に好適に用いることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の記載において、量を表す「部」及び「%」は、別途明示のない限り、それぞれ「質量部」及び「質量%」を意味する。
<実施例1>
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)10質量部、エポキシ樹脂(「ED−523T」、低粘度エポキシ樹脂、ADEKA社製)5部、分散剤(「RS−710」、高分子アニオン系分散剤、東邦化学社製)1質量部、硬化促進剤(「2P4MZ」、イミダゾール系硬化促進剤、四国化成社製)1質量部、磁性粉体(「M05S」、Fe−Mn系フェライト、平均粒径3μm、パウダーテック社製)100質量部、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を混合し、3本ロールで均一に分散して、磁性ペーストを調製した。
<実施例2>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)の量を2質量部から1.5質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<実施例3>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)の量を2質量部から1質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<実施例4>
実施例1において、磁性粉体(「M05S」、Fe−Mn系フェライト、平均粒径3μm、パウダーテック社製)100質量部を、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)100質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<実施例5>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を、有機化スメクタイト(「スメクトンSAN」、ジメチルジステアリルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<実施例6>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を、有機化モンモリロナイト(「オルベンM」、ジメチルジオクタデシルアンモニウム処理モンモリロナイト、白石工業社製)2質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<比較例1>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を用いなかった。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<比較例2>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を、有機化されていないスメクタイト(「スメクトンSWN」、ヘクトライト、クニミネ工業社製)1質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<比較例3>
実施例1において、有機化スメクタイト(「スメクトンSTN」、トリオクチルメチルアンモニウム処理ヘクトライト、クニミネ工業社製)2質量部を、疎水性フュームドシリカ(AEROSIL RY200、日本アエロジル社製)1質量部に変えた。以上の事項以外は実施例1と同様にして磁性ペーストを調製した。
<磁性ペーストの粘度の測定>
各実施例及び各比較例の磁性ペーストの温度を25±2℃に保ち、E型粘度計(東機産業社製「RE−80U」、3°×R9.7コーン、回転数は5rpm)を用いて粘度測定した。また、測定した粘度を印刷性および気泡の抜けやすさの観点から以下の基準で評価した。
○:20Pa・s以上200Pa・s未満
×:20Pa・s未満もしくは200Pa・s以上
<スクリーン印刷後の樹脂染み出し性の測定>
(1)印刷評価基板の作製
印刷基板として、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0.8mm、松下電工社製R5715E)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。印刷部材として、メタルマスク(板材SUS304、開口方法レーザー、表面処理なし、マスク厚み40μm、開口パターン1mm×3mmの長方形、プロセス・ラボ・ミクロン社製)を用意し、さらにメタルスキージ(板材SUS304、スキージ厚み0.25mm、表面処理なし、タク技研社製)を用意した。
印刷は印刷基板と印刷部材とを密着固定させ、メタルスキージを角度45deg、速度10mm/sec、線圧6.5N/cmにて、各実施例及び各比較例で作製した磁性ペーストを掃引させることで行った。印刷後、印刷部材を取り外し、150℃、60分の硬化条件で磁性ペーストを硬化させることで、印刷評価基板を作製した。
(2)樹脂染み出し性(樹脂染み出し量)の評価
作製した印刷評価基板の、1mm×3mm長方形の印刷パターンの縁部を、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製、VHX−900)を用いて撮影し、印刷評価基板から染み出た樹脂を観察した。印刷パターンの縁部から染み出た樹脂の流動距離のうち、最大距離を樹脂染み出し性(樹脂染み出し量)とし測定した。また、樹脂染み出し性を以下の基準で評価した。
○:樹脂染み出し量が500μm未満
×:樹脂染み出し量が500μm以上
<比透磁率、磁性損失の測定>
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磁性ペーストを上記PETフィルムの離型面上に、乾燥後のペースト層の厚みが100μm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磁性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」)を用いて、3ターンコイル法にて測定周波数を100MHzとし、室温23℃にて比透磁率(μ’)及び磁性損失(μ’’)を測定した。
実施例1〜6及び比較例1〜3の結果を表1に示す。実施例1〜6より、有機化スメクタイトを含む本発明の磁性ペーストは樹脂しみ出し性が大幅に改善されることがわかった。一方、比較例1は有機化スメクタイトを含まず、大きな樹脂しみ出しが観察された。また、比較例2から分かるように、有機化されていないスメクタイトを使用した場合は、樹脂しみ出し性は改善されなかった。さらに比較例3では、チキソトロピー性付与剤として汎用されている疎水性フュームドシリカが添加されているが、やはり樹脂しみ出し性は改善されず、また粘度が上昇し印刷性や気泡抜けの観点から好ましい範囲から外れてしまった。
Figure 2020021968
1 インダクタ素子
11 基板
12 磁性層
13 配線層
14 コア部
110 基板
120 磁性層
120E 磁性層の縁部
130 染み出し部
L 流動距離

Claims (12)

  1. (A)磁性粉体、
    (B)有機化された層状ケイ酸塩鉱物、及び
    (C)バインダー樹脂、を含む磁性ペースト。
  2. (B)成分が、有機化されたスメクタイトを含む、請求項1に記載の磁性ペースト。
  3. (B)成分が、第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたスメクタイトを含む、請求項2に記載の磁性ペースト。
  4. (B)成分が、有機化されたヘクトライト、及び有機化されたモンモリロナイトから選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  5. (B)成分が、第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたヘクトライト、及び第4級アンモニウムイオンでイオン交換されたモンモリロナイトから選ばれる少なくとも1種である、請求項4に記載の磁性ペースト。
  6. (C)成分が、熱硬化性樹脂を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  7. (C)成分が、エポキシ樹脂を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  8. (A)成分が、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1〜7のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  9. 磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(B)成分の含有量をB1とし、磁性ペースト中の不揮発成分を100質量%とした場合の(C)成分の含有量をC1とした場合、C1/B1が1以上30以下である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  10. インダクタ素子形成用である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の磁性ペースト。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の磁性ペーストの硬化物である磁性層を含む、インダクタ素子。
  12. 請求項11に記載のインダクタ素子を含む、回路基板。
JP2020532241A 2018-07-25 2019-06-28 磁性ペースト Active JP6984755B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018139537 2018-07-25
JP2018139537 2018-07-25
PCT/JP2019/025926 WO2020021968A1 (ja) 2018-07-25 2019-06-28 磁性ペースト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020021968A1 true JPWO2020021968A1 (ja) 2021-06-10
JP6984755B2 JP6984755B2 (ja) 2021-12-22

Family

ID=79193352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020532241A Active JP6984755B2 (ja) 2018-07-25 2019-06-28 磁性ペースト

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6984755B2 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0669058A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Tdk Corp コイル部品の製造方法
JP2004262956A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Taiyo Yuden Co Ltd 電子材料組成物、電子用品及び電子材料組成物の使用方法
JP2017063100A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 株式会社デンソー 構造体の製造方法およびインダクタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0669058A (ja) * 1992-08-19 1994-03-11 Tdk Corp コイル部品の製造方法
JP2004262956A (ja) * 2003-01-30 2004-09-24 Taiyo Yuden Co Ltd 電子材料組成物、電子用品及び電子材料組成物の使用方法
JP2017063100A (ja) * 2015-09-24 2017-03-30 株式会社デンソー 構造体の製造方法およびインダクタ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6984755B2 (ja) 2021-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7235081B2 (ja) スルーホール充填用ペースト
JP6969692B2 (ja) 磁性ペースト
JP6962480B2 (ja) 磁性ペースト
JP2023164858A (ja) 磁性組成物
WO2020189778A1 (ja) 樹脂組成物
WO2020189692A1 (ja) 回路基板の製造方法
KR102617523B1 (ko) 자성 페이스트
EP3839986A1 (en) Magnetic paste
JP6984755B2 (ja) 磁性ペースト
WO2020196770A1 (ja) 印刷方法、並びに、穴埋め基板及び回路基板の製造方法
JP7463736B2 (ja) 樹脂組成物
TWI845548B (zh) 磁性糊料、電感器元件及電路基板
JP2022126255A (ja) 磁性ペースト
TW202346481A (zh) 磁性糊劑

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210303

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210303

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210318

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211026

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6984755

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150