KR20220036876A - 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

[과제] 높은 비투자율을 가질 수 있고 또한 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 수지 조성물을 제공한다.
[해결수단] (A) FeNi 합금분과, (B) 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를 포함하고; (A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는, 수지 조성물.

Description

수지 조성물 {RESIN COMPOSITION}
본 발명은 수지 조성물, 및, 당해 수지 조성물을 사용한 경화물, 회로 기판 및 인덕터 기판에 관한 것이다.
인덕터 부품의 코어 재료로서, 자성 분체를 포함하는 수지 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화물을 사용하는 경우가 있다. 자성 분체로서는 FeNi 합금분(合金粉)을 사용하는 경우가 있었다 (특허문헌 1).
일본 공개특허공보 특개2018-178254호
최근의 전자 기기의 소형화, 박형화의 요구에 따라, 전자 기기에 사용되는 회로 기판에도 소형화, 배선의 고밀도화가 요구되고 있다. 이러한 회로 기판에는 스루홀이 마련되는 경우가 있다. 또한, 이 스루홀 중에, 자성 분체를 포함하는 수지 조성물을 충전하고, 경화시켜, 자성층을 포함하는 인덕터 기판을 제작하는 경우가 있다. 일반적으로, FeNi 합금분은 결정 구조를 가지므로, 높은 비투자율을 갖는다. 따라서, 본 발명자는, FeNi 합금분이 갖는 높은 비투자율을 활용하기 위해, 스루홀에 충전하기 위한 수지 조성물의 자성 분체로서 FeNi 합금분을 채용하는 것을 시도하였다.
스루홀에 수지 조성물을 충전하여 경화시킨 경우, 수지 조성물의 경화물의 표면을 평활하게 하기 위해 일반적으로 경화물의 연마가 행하여진다. 그러나, FeNi 합금분은 결정 구조를 가지므로 경도가 높고 따라서 그 FeNi 합금분을 포함하는 수지 조성물의 경화물의 경도도 높다. 따라서, FeNi 합금분을 포함하는 수지 조성물의 경화물은 연마 가공성이 떨어지고 인덕터 기판의 제조의 곤란성이 높았다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 창안된 것으로, 높은 비투자율 가질 수 있고, 또한, 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 수지 조성물; 상기 수지 조성물의 경화물; 상기 수지 조성물의 경화물을 포함하는 회로 기판 및 인덕터 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토하였다. 그 결과, 본 발명자는, (A) B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 FeNi 합금분과, (B) 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를 조합하여 포함하는 수지 조성물이 상기 과제를 해결할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은 하기의 것을 포함한다.
〔1〕(A) FeNi 합금분과, (B) 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를 포함하고,
(A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는, 수지 조성물.
〔2〕(A) 성분의 체적 평균 입자직경이 6.0㎛ 미만인, 〔1〕에 기재된 수지 조성물.
〔3〕(A) 성분의 양이, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100체적%에 대해, 60체적% 이상 85체적% 이하인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 수지 조성물.
〔4〕(C) 23℃에서의 점도가 5mPa·s 이상 5000mPa·s 이하의 열경화성 수지를 추가로 포함하는, 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔5〕수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (B) 성분 및 (C) 성분의 양을 각각 M(b) 및 M(c)라고 하는 경우, 비 M(b)/M(c)가 0.05 이상 2.50 이하인, 〔4〕에 기재된 수지 조성물.
〔6〕(D) 경화제를 추가로 포함하는, 〔1〕 내지 〔5〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔7〕(A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상이 원소를 0.01질량% 이상 15.00질량% 이하 포함하는, 〔1〕 내지 〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔8〕(A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 0.01질량% 이상 0.90질량% 이하 포함하는, 〔1〕 내지 〔7〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔9〕23℃에서 페이스트상인, 〔1〕 내지 〔8〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔10〕홀 충전용인, 〔1〕 내지 〔9〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물.
〔11〕〔1〕 내지 〔10〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물의 경화물.
〔12〕〔1〕 내지 〔10〕 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물의 경화물을 포함하는 회로 기판.
〔13〕〔12〕에 기재된 회로 기판을 포함하는 인덕터 기판.
본 발명에 의해, 높은 비투자율을 가질 수 있고 또한 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻을 수 있는 수지 조성물; 상기 수지 조성물의 경화물; 상기 수지 조성물의 경화물을 포함하는 회로 기판 및 인덕터 기판을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 준비되는 코어 기판을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 스루홀이 형성된 코어 기판을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 스루홀 내에 도금층이 형성된 코어 기판을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 코어 기판의 스루홀 내에 수지 조성물을 충전한 모양을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (2)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (3)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (5)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (5)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서, 공정 (i)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (i)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (ii)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (iv)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
도 13은 인덕터 기판이 갖는 회로 기판을 그 두께 방향의 한쪽에서 본 모식적인 평면도이다.
도 14는 도 13에 나타내는 II-II 일점 쇄선으로 나타낸 위치에서 절단한 회로 기판의 절단 단면을 나타내는 모식적인 도면이다.
도 15는 인덕터 기판이 포함하는 회로 기판의 제1 도체층의 구성을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
이하, 본 발명을 그 적합한 실시형태에 입각하여 상세히 설명한다. 단, 본 발명은 하기 실시형태 및 예시물에 한정되지 않으며 본 발명의 청구범위 및 그 균등한 범위를 일탈하지 않는 범위에서 임의로 변경하여 실시될 수 있다.
이하의 설명에서 「투자율」은 달리 언급하지 않는 한 「비투자율」을 나타낸다.
[1. 수지 조성물의 개요]
본 발명의 일 실시형태에 따른 수지 조성물은, (A) FeNi 합금분과, (B) 분자골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를 포함한다. (A) FeNi 합금분은, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는 FeNi 합금으로 형성되어 있다. 이하의 설명에서는, 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를, 적절히 「질소 함유 에폭시 수지」라고 말하는 경우가 있다. 또한, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를, 적절히 「첨가 원소」라고 말하는 경우가 있다.
상기 수지 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화물은 높은 비투자율을 가질 수 있고 또한 연마 가공성이 우수하다. 또한, 상기 경화물은, 통상, 낮은 자성 손실을 갖는다. 본 실시형태에 따른 수지 조성물에 의해 이와 같이 우수한 효과를 얻을 수 있는 구조를 본 발명자는 하기와 같이 추측한다.
(A) FeNi 합금분은, 통상, Fe 및 Ni로 형성된 결정 구조를 가지므로, 높은 결정성을 갖는다. (A) FeNi 합금분이 높은 결정성을 가지므로, (A) FeNi 합금분을 포함하는 수지 조성물의 경화물은 높은 비투자율을 가질 수 있다. 또한, (A) FeNi 합금분은, Fe 및 Ni에 조합하여 첨가 원소를 포함하므로, Fe 및 Ni의 결정 구조는 일그러져(변형되어) 있다. 따라서, 첨가 원소에 의해 결정 구조가 변형된 만큼 (A) FeNi 합금분의 결정성이 저하되어 있으므로, (A) FeNi 합금분의 경도는 낮아진다. 따라서, 그 (A) FeNi 합금분을 포함하는 경화물의 경도가 낮아지기 때문에, 연마 가공성의 개선이 이루어질 수 있다. 또한, 상기와 같이 (A) FeNi 합금분의 결정성이 저하됨으로써, (A) FeNi 합금분 중의 자벽에 기인한 과전류 손실이 경감하고, 그 결과, 높은 비투자율을 유지하면서 자성 손실의 억제가 될 수 있다.
또한, (B) 질소 함유 에폭시 수지를 포함하는 수지 조성물의 경화물은, 통상, 연마에 적합한 경도를 가질 수 있다. 또한, 분자 골격 중에 질소 원자를 포함하는 (B) 질소 함유 에폭시 수지는 상술한 조성을 갖는 (A) FeNi 합금분과의 친화성이 우수한다. 따라서, (B) 질소 함유 에폭시 수지를 포함하는 수지 성분은 (A) FeNi 합금분과 높은 균일성으로 혼합할 수 있다. 따라서, (A) FeNi 합금분의 응집에 의한 편재화를 억제할 수 있으므로, 상술한 (A) FeNi 합금분의 우수한 이점을 활용할 수 있다. 따라서, 상술한 (A) FeNi 합금분에 조합하여 (B) 질소 함유 에폭시 수지를 포함하는 수지 조성물에 의하면, 그 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 억제할 수 있다.
단, 본 발명의 기술적 범위는 여기서 설명한 본 발명의 효과가 얻어지는 구조에 따라서는 제한받지 않는다.
상기 수지 조성물은, (C) 23℃에서 낮은 특정의 범위의 점도를 갖는 열경화성 수지, 및, (D) 경화제 등의, 임의의 성분을 포함해도 좋다. 이하의 설명에서는, 23℃에서 낮은 특정한 점도를 갖는 열경화성 수지를, 적절히 「저점도열경화성 수지」라고 말하는 경우가 있다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 수지 조성물의 「수지 성분」이란, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 중, (A) FeNi 합금분 등의 무기 입자를 제외한 성분을 나타낸다.
[2. (A) FeNi 합금분]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은 (A) 성분으로서의 (A) FeNi 합금분을 포함한다. (A) FeNi 합금분은, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 첨가 원소를 포함하는 FeNi 합금의 분말이다. 따라서, (A) FeNi 합금분은, Fe과, Ni과, 1 또는 2이상의 첨가 원소를 조합하여 포함한다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 Fe의 양은, (A) FeNi 합금분 100질량%에 대해, 바람직하게는 33.00질량% 이상, 보다 바람직하게는 38.00질량% 이상, 더욱 바람직하게는 43.00질량% 이상, 특히 바람직하게는 48.00질량% 이상이며, 바람직하게는 65.00질량% 이하, 보다 바람직하게는 60.00질량% 이하, 더욱 바람직하게는 55.00질량% 이하, 특히 바람직하게는 50.00질량% 이하이다. Fe의 양이 상기 범위에 있는 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 Ni의 양은, (A) FeNi 합금분 100질량%에 대해, 바람직하게는 33.00질량% 이상, 보다 바람직하게는 38.00질량% 이상, 더욱 바람직하게는 43.00질량% 이상, 특히 바람직하게는 48.00질량% 이상이며, 바람직하게는 65.00질량% 이하, 보다 바람직하게는 60.00질량% 이하, 더욱 바람직하게는 55.00질량% 이하, 특히 바람직하게는 50.00질량% 이하이다. Ni의 양이 상기 범위에 있는 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 Fe의 양과 Ni의 양의 비(Fe/Ni)는 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 0.7 이상, 특히 바람직하게는 0.9 이상이며, 바람직하게는 1.6 이하, 보다 바람직하게는 1.4 이하, 특히 바람직하게는 1.2 이하이다. Fe의 양과 Ni의 양의 비(Fe/Ni)가 상기 범위에 있는 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 Fe 및 Ni의 합계량은, (A) FeNi 합금분 100질량%에 대해, 바람직하게는 85.00질량% 이상, 보다 바람직하게는 94.00질량% 이상, 더욱 바람직하게는 98.00질량% 이상, 더욱 바람직하게는 99.10질량% 이상, 특히 바람직하게는 99.40질량% 이상이고, 바람직하게는 99.99질량% 이하, 보다 바람직하게는 99.95질량% 이하, 더욱 바람직하게는 99.90질량% 이하, 더욱 바람직하게는 99.80질량% 이하, 특히 바람직하게는 99.60질량% 이하이다. Fe 및 Ni의 합계량이 상기 범위에 있는 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분은, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 첨가 원소를 포함한다. (A) FeNi 합금분은 1종류의 첨가 원소를 단독으로 포함해도 좋고 2종류 이상의 첨가 원소를 조합하여 포함해도 좋다. 첨가 원소 중에서도, 자성 손실을 효과적으로 억제하는 관점에서, B 및 Si이 바람직하고, B가 특히 바람직하다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 첨가 원소의 양은, (A) FeNi 합금분 100질량%에 대해, 바람직하게는 0.01질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.05질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.10질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.20질량% 이상, 특히 바람직하게는 0.40질량% 이상이고, 바람직하게는 15.00질량% 이하, 보다 바람직하게는 6.00질량% 이하, 더욱 바람직하게는 2.00질량% 이하, 더욱 바람직하게는 0.90질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.60질량% 이하이다. 첨가 원소의 양이 상기 범위에 있는 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분은, Fe, Ni 및 첨가 원소 이외의 임의의 원소를 포함해도 좋다. 임의의 원소로서는, 예를 들어, (A) FeNi 합금분의 제조 방법에 따라 불가피하게 혼입할 수 있는 불순물에 유래하는 원소를 들 수 있다. 단, 본 발명의 효과를 현저히 발휘하는 관점에서, (A) FeNi 합금분은, Fe, Ni 및 첨가 원소 이외의 임의의 원소를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
(A) FeNi 합금분에 포함되는 Fe, Ni 및 첨가 원소의 양은 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석 장치(예를 들어, 아질렌트 테크놀로지사 제조 「ICP-OES 720ES」)에 의해 측정할 수 있다.
(A) FeNi 합금분은, 통상, Fe 및 Ni로 형성된 결정 구조를 가지므로, 높은 결정성을 갖는다. 그러나, (A) FeNi 합금분은, Fe 및 Ni에 조합하여 첨가 원소를 포함하므로, Fe 및 Ni의 결정 구조는 변형되어 있다. 이와 같이, 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분에 비해, 첨가 원소를 포함하는 (A) FeNi 합금분의 결정성이 저하되어 있는 것이, 상술한 바와 같이, 본 발명의 효과를 얻을 수 있는 하나의 원인이라고 본 발명자는 추측한다.
첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분에 비해 첨가 원소를 포함하는 (A) FeNi 합금분의 결정성이 저하되어 있는 것은 X선 회절 스펙트럼에 의해 확인할 수 있다. 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분의 X선 회절 스펙트럼을 측정한 경우, 일반적으로, 면 지수(0,0,2)에 대응하는 강한 피크가 관찰될 수 있다. 이 피크는, 통상 2θ = 50.5 내지 52.0°의 범위에서 관찰된다. 또한, Fe 및 Ni의 결정 구조에 일그러짐(변형)이 생긴 경우, 당해 피크의 폭(적분폭)은 넓어질 수 있다. 따라서, 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분에 비해, 첨가 원소를 포함하는 (A) FeNi 합금분의 상기 피크의 적분폭이 넓은 경우, 결정 구조에 변형이 있음을 확인할 수 있다.
(A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50은 바람직하게는 6.0㎛ 미만, 보다 바람직하게는 5.5㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 5.0㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 4.5㎛ 이하, 특히 바람직하게는 4.0㎛ 이하이다. (A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50이 상기 상한값 이하인 경우에, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 이 경우, 통상은, 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 상기 범위의 체적 평균 입자직경 D50을 갖는 (A) FeNi 합금분은, 당해 (A) FeNi 합금분의 입자 자체가 작은 것일 수 있다. 따라서, 특정한 체적 평균 입자직경 D50이 갖는 (A) FeNi 합금분을 포함하는 경화물에서는, (A) FeNi 합금분의 거대 입자를 포함하지 않는 경우도 있으므로, (A) FeNi 합금분이 낮은 경도를 유효하게 활용하여 우수한 연마 가공성을 얻을 수 있다. 또한, 상기와 같이 (A) FeNi 합금분의 거대 입자를 경화물이 포함하지 않을 수 있으므로, 당해 거대 입자에 의한 큰 과전류 손실의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 통상, 자성 손실을 억제할 수 있다. 이러한 작용은 특히 (A) FeNi 합금분의 양이 큰 경우에 유효하다. (A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50의 하한은 바람직하게는 1.5㎛ 이상, 바람직하게는 2.0㎛ 이상, 보다 바람직하게는 2.5㎛ 이상이다. (A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50이 상기 하한값 이상인 것은, (A) FeNi 합금분 취급시의 안전성의 점에서 바람직하다. 또한, (A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50이 상기 하한값 이상인 경우, (A) FeNi 합금분과 (B) 질소 함유 에폭시 수지를 포함하는 수지 성분을 높은 균일성으로 혼합할 수 있으므로, 응집에 의한 (A) FeNi 합금분의 편재화를 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
(A) FeNi 합금분의 체적 평균 입자직경 D50은, 미(Mie) 산란 이론에 기초하는 레이저 회절·산란법에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로는, 레이저 회절 산란식 입자직경 분포 측정 장치에 의해, 입자직경 분포를 체적 기준으로 작성하고, 그 중간 지름을 체적 평균 입자직경 D50으로 함으로써 측정할 수 있다. 측정 샘플은, 합금분을 초음파에 의해 물에 분산시킨 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 레이저 회절 산란식 입자직경 분포 측정 장치로서는, 호리바 세사쿠쇼사 제조 「LA-960」, 시마즈 세사쿠쇼사 제조 「SALD-2200」 등을 사용할 수 있다.
(A) FeNi 합금분의 비표면적은 바람직하게는 3.5㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 4.0㎡/g 이상, 더욱 바람직하게는 4.5㎡/g 이상이며, 바람직하게는 15㎡/g 이하, 보다 바람직하게는 13㎡/g 이하, 더욱 바람직하게는 11㎡/g 이하이다.
(A) FeNi 합금분의 비표면적이 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 비표면적은 BET법에 의해 측정할 수 있다.
(A) FeNi 합금분의 입자는 구상인 것이 바람직하다. 본 발명자의 검토에 의하면, 첨가 원소를 포함하는 (A) FeNi 합금분의 입자는, 통상, 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분의 입자에 비하여, 표면에 요철이 적은 형상을 가질 수 있고, 따라서 구(球)에 가까운 형상을 가질 수 있다. 이와 같이 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분과는 상이한 입자 형상을 가질 수 있으므로, (A) FeNi 합금분의 수지에 대한 상성은, 첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분과는 상이할 수 있다. 본 실시형태에서는, 이와 같이 첨가 원소를 포함하지 않는 종래의 FeNi 합금분과는 상이한 상성을 갖는 (A) FeNi 합금분에 (B) 질소 함유 에폭시 수지 등의 수지 성분을 조합함으로써, 상술한 우수한 효과를 얻었다.
(A) FeNi 합금분의 입자의 장축의 길이를 단축의 길이로 나눈 값(종횡비)로서는 바람직하게는 2 이하, 보다 바람직하게는 1.6 이하, 더욱 바람직하게는 1.4 이하이다. (A) FeNi 합금분의 종횡비가 상기 범위에 있는 경우, 자기 손실을 억제하거나, 수지 조성물의 점도를 낮게 하거나 할 수 있다.
(A) FeNi 합금분의 제조 방법에 제한은 없다. (A) FeNi 합금분은, 예를 들어, 아토마이즈법을 사용하여 제조할 수 있다. 이 아토마이즈법에서는, 통상, 용해한 철, 니켈 및 첨가 원소를 포함하는 욕탕(浴湯)을 낙하시키면서, 고압의 물 또는 가스를 분사하여 급냉 응고시키는 것을 포함하는 방법에 의해, (A) FeNi 합금분을 얻는다. 상기 아토마이즈법 중에서도, 낙하하는 욕탕에 물을 분사하는 물 아토마이즈법이 바람직하다. 이러한 아토마이즈법으로서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 특개2018-178254호에 기재된 방법을 채용할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (A) FeNi 합금분의 양은, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100체적%에 대해, 바람직하게는 60체적% 이상, 보다 바람직하게는 63체적% 이상, 특히 바람직하게는 65체적% 이상이며, 바람직하게는 85체적% 이하, 보다 바람직하게는 80체적% 이하, 특히 바람직하게는 75체적% 이하이다. (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위의 하한값 이상인 경우에, 경화물의 비투자율을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위의 상한값 이하인 경우에, 경화물의 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있고, 또한 통상은, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 낮게 하여 용이하게 페이스트상으로 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (A) FeNi 합금분의 양은, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 70질량% 이상, 보다 바람직하게는 80질량% 이상, 더욱 바람직하게는 85질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90질량% 이상, 특히 바람직하게는 92질량% 이상이고, 바람직하게는 99질량% 이하, 보다 바람직하게는 98질량% 이하, 특히 바람직하게는 97질량% 이하이다. (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 특히, (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위의 하한값 이상인 경우에, 경화물의 비투자율을 효과적으로 높일 수 있다. 또한, (A) FeNi 합금분의 양이 상기 범위의 상한값 이하일 경우에, 경화물의 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있고, 또한 통상은, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 낮게 하여 용이하게 페이스트상으로 할 수 있다.
[3. (B) 질소 함유 에폭시 수지]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은 (B) 성분으로서의 (B) 질소 함유 에폭시 수지를 포함한다. (B) 질소 함유 에폭시 수지는, 상기와 같이, 그 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지이다. 또한, 「에폭시 수지」란, 달리 언급하지 않는 한, 에폭시기를 갖는 수지를 나타낸다. 이 (B) 질소 함유 에폭시 수지를 (A) FeNi 합금분과 조합하여 포함하는 수지 조성물은, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 향상시킬 수 있고, 또한, 통상은 자성 손실을 억제할 수 있다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지가 분자 골격 중에 포함하는 질소 원자의 수는, 1이라도 좋고 2 이상이라도 좋다. 따라서, (B) 질소 함유 에폭시 수지는, 분자 골격 중에 1 또는 2 이상의 질소 원자와 에폭시기를 포함하는 화합물일 수 있다. 이러한 (B) 질소 함유 에폭시 수지로서는, 예를 들어, 분자 골격 중에 1 또는 2 이상의 아미노기를 포함하는 아민형 에폭시 수지를 들 수 있다. 상기 아미노기는, 1급, 2급, 3급 중 어느 것이라도 좋다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지의 일부 또는 전부는, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 것이 바람직하다. (B) 질소 함유 에폭시 수지의 불휘발 성분 100질량%에 대해, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 (B) 질소 함유 에폭시 수지의 비율은 바람직하게는 50질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 특히 바람직하게는 70질량% 이상이다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지는, 분자 내에 1개 이상의 방향환을 갖는 것이 바람직하다. 방향환에는, 달리 언급하지 않는 한, 벤젠환, 나프탈렌환 등의 방향족 탄소환, 및, 피리딘환, 피롤환, 푸란환, 티오펜환 등의 방향족 복소환을 포함한다. 분자 내에 2개 이상의 방향환을 갖는 경우, 방향환끼리는, 직접 결합되어 있어도 좋고, 산소 원자, 알킬렌기, 그것들의 조합 등의 연결기를 개재하여 결합되어 있어도 좋다. 알킬렌기로서는, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 1,1-디메틸에틸렌기 등을 들 수 있고, 이들의 결합 위치는 특별히 한정되지 않는다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지는, 온도 23℃에서 고체상인 에폭시 수지(이하 「고체상 에폭시 수지」라고 말하는 경우가 있음)라도 좋고 온도 23℃에서 액상인 에폭시 수지(이하 「액상 에폭시 수지」라고 말하는 경우가 있음)라도 좋다. 또한, (B) 질소 함유 에폭시 수지로서, 고체상 에폭시 수지와 액상 에폭시 수지를 조합하여 사용해도 좋다. 그 중에서도, 페이스트상의 수지 조성물을 얻는 관점에서, 23℃에서 액상의 (B) 질소 함유 에폭시 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지로서는, 본 발명의 원하는 효과를 현저히 얻는 관점에서, 글리시딜아민형 에폭시 수지가 바람직하다. 글리시딜아민형 에폭시 수지는, 글리시딜아미노기 및/또는 디글리시딜아미노기를 적어도 1개 포함하는 에폭시 수지를 나타낸다. 통상, 글리시딜아미노기는 1개의 에폭시기를 나타내고, 디글리시딜아미노기는 2개의 에폭시기를 갖는다. 글리시딜아민형 에폭시 수지는, 글리시딜아미노기를 포함해도 좋고 디글리시딜아미노기를 포함해도 좋고 글리시딜아미노기 및 디글리시딜아미노기를 조합하여 포함해도 좋다.
글리시딜아민형 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 이상의 에폭시기를 갖는, 2관능 이상의 글리시딜아민형 에폭시 수지인 것이 바람직하다. 또한, 글리시딜아민형 에폭시 수지는, 1분자 중에 2개 또는 3개의 에폭시기를 갖는, 2관능 또는 3관능의 글리시딜아민형 에폭시 수지인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 에폭시기는, 글리시딜아미노기 및 디글리시딜아미노기가 갖는 것에 한정되지 않고, 글리시딜옥시기가 갖는 것 이외의 것이라도 좋다.
글리시딜아민형 에폭시 수지는 방향환을 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 글리시딜아민형 에폭시 수지의 글리시딜아미노기 및 디글리시딜아미노기는 방향환에 직접 결합하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 이 방향환에는, 글리시딜아미노기 및 디글리시딜아미노기에 더하여, 추가로 치환기가 결합하고 있어도 좋다. 여기서, 치환기로서는, 예를 들어, 1가의 에폭시 함유기, 1가의 탄화수소기 등을 들 수 있다. 1가의 에폭시 함유기로서는 글리시딜옥시기 등을 들 수 있다. 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어, 알킬기, 아릴기 등을 들 수 있다. 알킬기의 탄소 원자수는 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 5이다. 알킬기로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 1-에틸프로필기 등을 들 수 있다. 또한, 아릴기의 탄소 원자수는 바람직하게는 6 내지 14, 보다 바람직하게는 6 내지 10이다. 아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 비페닐릴기, 2-안스릴기 등을 들 수 있다.
바람직한 글리시딜아민형 에폭시 수지로서는 하기 식 (B-1)로 표시되는 것을 들 수 있다.
Figure pat00001
식 (B-1)에서, n은 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수를 나타낸다. n은 바람직하게는 0 내지 3, 보다 바람직하게는 0 내지 2, 더욱 바람직하게는 0 또는 1, 특히 바람직하게는 1이다.
식 (B-1)에서, m은 1 내지 3의 정수를 나타낸다. m은 1 또는 2가 바람직하고, 1이 더욱 바람직하다.
식 (B-1)에서, R11은, 각각 독립적으로, 1가의 에폭시 함유기 또는 1가의 탄화수소기를 나타낸다. 1가의 에폭시 함유기로서는, 예를 들어, 글리시딜옥시기 등을 들 수 있다. 1가의 탄화수소기로서는, 예를 들어, 알킬기 및 아릴기를 들 수 있다. 알킬기는 직쇄상이라도 좋고 분기쇄상이라도 좋다. 알킬기의 탄소 원자수는 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 5이다. 알킬기로서는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 1-에틸프로필기 등을 들 수 있다. 또한, 아릴기의 탄소 원자수는 바람직하게는 6 내지 14, 보다 바람직하게는 6 내지 10이다. 아릴기로서는, 예를 들어, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 비페닐릴기, 2-안트릴기 등을 들 수 있다.
R11이 글리시딜옥시기인 경우, 그 R11은, 질소 원자와 벤젠환과의 결합 부위를 기준으로 하여 파라 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다. R11이 알킬기인 경우, 그 R11은, 질소 원자와 벤젠환과의 결합 부위를 기준으로 하여, 오르토 위치에 결합하고 있는 것이 바람직하다.
식 (B-1)에서, R12는, 수소 원자, 또는 1 내지 3가의 탄화수소기를 나타낸다. 1가의 탄화수소기로서는, R11의 설명에서 예시한 것과 같은 예를 들 수 있다. 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들어, 알킬렌기, 아릴렌기를 들 수 있다. 알킬렌기는 직쇄상이라도 좋고 분기쇄상이라도 좋다. 알킬렌기의 탄소 원자수는 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 1 내지 5이다. 알킬렌기로서는, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 1,1-디메틸에틸렌기 등을 들 수 있다. 아릴렌기의 탄소 원자수는 바람직하게는 6 내지 14, 보다 바람직하게는 6 내지 10이다. 아릴렌기로서는, 예를 들어, 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기를 들 수 있다.
식 (B-1)에서 m이 1인 경우, R12로서는 알킬기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다. 식 (B-1)에서 m이 2인 경우, R12로서는 알킬렌기가 바람직하고, 메틸렌기가 보다 바람직하다.
글리시딜아민형 에폭시 수지의 구체예로서는, 미츠비시 케미컬사 제조의 「630」(하기 식 (B-2)), 「630LSD」, 「604」; ADEKA사 제조의 「EP-3980S」(하기 식 (B-3)), 「EP3950S」, 「EP3950L」; 스미토모 카가쿠사 제조의 「ELM-100」(하기 식 (B-4)), 「ELM-100H」, 「ELM-434」(하기 식 (B-5)), 「ELM-434L」 등을 들 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
(B) 질소 함유 에폭시 수지는 1종을 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지의 에폭시 당량은 바람직하게는 50g/eq. 내지 5000g/eq., 보다 바람직하게는 60g/eq. 내지 3000g/eq., 더욱 바람직하게는 80g/eq. 내지 2000g/eq., 특히 바람직하게는 110g/eq. 내지 1000g/eq.이다. (B) 질소 함유 에폭시 수지의 에폭시 당량이 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 경화물의 가교 밀도가 충분해지고, 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻을 수 있다. 에폭시 당량은 에폭시기 1당량당의 수지의 질량을 나타낸다. 이 에폭시 당량은 JIS K7236에 따라 측정할 수 있다.
(B) 질소 함유 에폭시 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 바람직하게는 100 내지 5000, 보다 바람직하게는 250 내지 3000, 더욱 바람직하게는 400 내지 1500이다. 수지의 중량 평균 분자량은 겔 침투 크로마토그래피(GPC)법에 의해 폴리스티렌 환산의 값으로서 측정할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (B) 질소 함유 에폭시 수지의 양은, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.2질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.4질량% 이상, 특히 바람직하게는 0.5질량% 이상이며, 바람직하게는 5.0질량% 이하, 보다 바람직하게는 3.0질량% 이하, 더욱 바람직하게는 2.0질량% 이하, 특히 바람직하게는 1.0질량% 이하이다. (B) 질소 함유 에폭시 수지의 양이 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고 또한 통상 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (B) 질소 함유 에폭시 수지의 양은, 수지 조성물에 포함되는 수지 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 1.0질량% 이상, 보다 바람직하게는 3.0질량% 이상, 더욱 바람직하게는 6.0질량% 이상, 특히 바람직하게는 10질량% 이상이고, 바람직하게는 80질량% 이하, 보다 바람직하게는 60질량% 이하, 더욱 바람직하게는 30질량% 이하, 특히 바람직하게는 20질량% 이하이다. (B) 질소 함유 에폭시 수지의 양이 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고, 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (A) FeNi 합금분 및 (B) 질소 함유 에폭시 수지의 양을 각각 M(a) 및 M(b)라고 하는 경우, 비 M(b)/M(a)는 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 비 M(b)/M(a)의 범위는 바람직하게는 0.001 이상, 보다 바람직하게는 0.002 이상, 더욱 바람직하게는 0.003 이상, 특히 바람직하게는 0.005 이상이며, 바람직하게는 0.100 이하, 보다 바람직하게는 0.050 이하, 더욱 바람직하게는 0.030 이하, 특히 바람직하게는 0.010 이하다. 비 M(b)/M(a)가 상기 범위에 있는 경우, 경화물의 비투자율 및 연마 가공성을 효과적으로 향상시킬 수 있고 또한 통상은 자성 손실을 효과적으로 억제할 수 있다.
[4. (C) 저점도 열경화성 수지]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은 (C) 성분으로서의 (C) 저점도 열경화성 수지를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. (C) 저점도 열경화성 수지는 23℃에서 낮은 특정한 범위의 점도를 갖는 열경화성 수지이다. 단, (C) 저점도 열경화성 수지에는 상기 (B) 질소 함유 에폭시 수지는 포함시키지 않는다. 이 (C) 저점도 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물은, 수지 조성물의 사용 환경에서 낮은 점도를 가질 수 있다. 따라서, (C) 저점도 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물은 기판의 홀로의 충전성이 뛰어난 자성 페이스트일 수 있다.
(C) 저점도 열경화성 수지의 23℃에서의 점도는, 통상 5mPa·s 이상, 바람직하게는 7mPa·s 이상, 특히 바람직하게는 10mPa·s 이상이고, 통상 5000mPa·s 이하, 바람직하게는 4500mPa·s 이하, 특히 바람직하게는 4000mPa·s 이하이다. (C) 저점도 열경화성 수지가 상기 범위의 점도를 갖는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 낮게 하여 용이하게 페이스트상으로 할 수 있다.
수지의 점도는, 시료 온도를 23℃로 유지하고, E형 점도계(토키 산교사 제조 「RE-80U」, 3°×R9.7로터)를 사용하여, 측정 샘플량 0.22ml, 회전수 5rpm의 측정 조건으로 측정할 수 있다.
(C) 저점도 열경화성 수지는, 통상, 열에 의해 반응 가능한 반응성기를 갖는다. 또한, 이 반응성기가 반응할 수 있으므로, (C) 저점도 열경화성 수지는 열경화성을 가질 수 있다. (C) 저점도 열경화성 수지가 갖는 반응성기는 1종류라도 좋고 2종류 이상이라도 좋다. 또한, (C) 저점도 열경화성 수지가 1분자 중에 갖는 반응성기의 수는 1개라도 좋고 2개 이상이라도 좋다. 반응성기로서는, 예를 들어, 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 옥세탄기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 반응성기로서는, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 저하시키는 관점에서, 에폭시기가 바람직하다.
(C) 저점도 열경화성 수지가 에폭시기를 갖는 경우, 당해 (C) 저점도 열경화성 수지는, 에폭시 수지로 분류될 수 있다. 이 때, (C) 저점도 열경화성 수지는, 글리시롤형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AF형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 에스테르 골격을 갖는 지환식 에폭시 수지, 사이클로헥산디메탄올형 에폭시 수지, 및 부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하고, 글리시롤형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 및 비스페놀 F형 에폭시 수지로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다.
(C) 저점도 열경화성 수지의 반응성기 당량은 특별히 제한은 없다. (C) 저점도 열경화성 수지의 반응성기 당량이란, 반응성기 1당량당의 (C) 저점도 열경화성 수지의 질량을 나타낸다. 예를 들어, (C) 저점도 열경화성 수지가 에폭시기를 갖는 경우, 반응성기 당량은 에폭시 당량을 나타낸다. (C) 저점도 열경화성 수지의 반응성기 당량은, 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻는 관점에서, (B) 질소 함유 에폭시 수지의 에폭시 당량의 범위와 동일한 범위에 있는 것이 바람직하다.
(C) 저점도 열경화성 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 제한은 없다. (C) 저점도 열경화성 수지의 중량 평균 분자량(Mw)은 (B) 질소 함유 에폭시 수지의 중량 평균 분자량(Mw)의 범위와 동일한 범위에 있어도 좋다.
(C) 저점도 열경화성 수지로서는 시판품을 사용할 수 있다. (C) 저점도 열경화성 수지의 구체예로서는, DIC사 제조의 「HP4032」, 「HP4032D」, 「HP4032SS」(나프탈렌형 에폭시 수지); 미츠비시 케미컬사 제조의 「828US」, 「jER828EL」 (비스페놀 A형 에폭시 수지), 「jER807」(비스페놀 F형 에폭시 수지), 「jER152」 (페놀 노볼락형 에폭시 수지); ADEKA사 제조의 「EP-4088S」(글리시딜에테르형 지방족 에폭시 수지); 닛테츠 케미컬 & 머티리얼사의 「ZX1059」(비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 에폭시 수지의 혼합품); 나가세 켐텍스사 제조의 「EX-721」(글리시딜에스테르형 에폭시 수지); 다이셀사 제조의 「셀록사이드 2021P」(에스테르 골격을 갖는 지환식 에폭시 수지), 「PB-3600」(부타디엔 구조를 갖는 에폭시 수지); 신닛테츠 카가쿠사 제조 「ZX1658」, 「ZX1658GS」(액상 1,4-글리시딜사이클로헥산) 등을 들 수 있다.
(C) 저점도 열경화성 수지는 1종류를 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (B) 질소 함유 에폭시 수지 및 (C) 저점도 열경화성 수지의 양을 각각 M(b) 및 M(c)라고 하는 경우, 비 M(b)/M(c)는 특정 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 비 M(b)/M(c)의 범위는 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.10 이상, 특히 바람직하게는 0.15 이상이고, 바람직하게는 2.50 이하, 보다 바람직하게는 2.00 이하, 특히 바람직하게는 1.70 이하이다. 비 M(b)/M(c)가 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 작게 할 수 있으므로, 페이스트상의 수지 조성물을 얻기 쉽게 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (C) 저점도 열경화성 수지의 양은, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 1질량% 이상, 더욱 바람직하게는 2질량% 이상, 특히 바람직하게는 3질량% 이상이며, 바람직하게는 20질량% 이하, 보다 바람직하게는 15질량% 이하, 더욱 바람직하게는 10질량% 이하, 특히 바람직하게는 5질량% 이하이다. (C) 저점도 열경화성 수지의 양이 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 작게 할 수 있으므로, 페이스트상의 수지 조성물을 얻기 쉽게 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (C) 저점도 열경화성 수지의 양은, 수지 조성물에 포함되는 수지 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상, 더욱 바람직하게는 50질량% 이상, 특히 바람직하게는 70질량% 이상이고, 바람직하게는 90질량% 이하, 보다 바람직하게는 85질량% 이하, 더욱 바람직하게는 80질량% 이하, 특히 바람직하게는 76질량% 이하이다. (C) 저점도 열경화성 수지의 양이 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 작게 할 수 있으므로, 페이스트상의 수지 조성물을 얻기 쉽게 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (A) FeNi 합금분 및 (C) 저점도 열경화성 수지의 양을 각각 M(a) 및 M(c)라고 하는 경우, 비 M(c)/M(a)는, 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 비 M(c)/M(a)의 범위는 바람직하게는 0.01 이상, 보다 바람직하게는 0.02 이상, 특히 바람직하게는 0.03 이상이며, 바람직하게는 0.50 이하, 보다 바람직하게는 0.10 이하, 특히 바람직하게는 0.060 이하이다. 비 M(c)/M(a)가 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 작게 할 수 있으므로, 페이스트상의 수지 조성물을 얻기 쉽게 할 수 있다.
[5. (D) 경화제]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은 (D) 성분으로서의 (D) 경화제를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 단, (D) 경화제에는, 상기 (B) 질소 함유 에폭시 수지 및 (C) 저점도 열경화성 수지는 포함시키지 않는다. (D) 경화제에는, (B) 질소 함유 에폭시 수지 등의 에폭시 수지를 경화하는 기능을 갖는 에폭시 수지 경화제와, 에폭시 수지의 경화 속도를 촉진하는 기능을 갖는 경화 촉진제가 있다. 수지 조성물은 에폭시 수지 경화제 및 경화 촉진제 중 한쪽을 포함해도 좋고 양쪽을 포함해도 좋다. 그 중에서도, 수지 조성물은 (D) 경화제로서 경화 촉진제를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
에폭시 수지 경화제는, 통상, 에폭시 수지와 반응하여 수지 조성물을 경화시킬 수 있다. 에폭시 수지 경화제로서는, 예를 들어, 페놀계 에폭시 수지 경화제, 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제, 산 무수물계 에폭시 수지 경화제, 벤조옥사진계 에폭시 수지 경화제, 시아네이트에스테르계 에폭시 수지 경화제, 아민계 에폭시 수지 경화제를 들 수 있다. 에폭시 수지 경화제는, 1종류를 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
페놀계 에폭시 수지 경화제로서는, 예를 들어, 비페닐형 에폭시 수지 경화제, 나프탈렌형 에폭시 수지 경화제, 페놀 노볼락형 에폭시 수지 경화제, 나프틸렌에테르형 에폭시 수지 경화제, 트리아진 골격 함유 페놀계 에폭시 수지 경화제를 들 수 있다. 특히, 나프탈렌형 에폭시 수지 경화제, 트리아진 골격 함유 페놀계 에폭시 수지 경화제가 보다 적합하다.
페놀계 에폭시 수지 경화제의 구체예로서는, 비페닐형 에폭시 수지 경화제로서의 「MEH-7700」, 「MEH-7810」, 「MEH-7851」(메이와 카세이사 제조); 나프탈렌형 에폭시 수지 경화제로서의 「NHN」, 「CBN」, 「GPH」(닛폰 카야쿠사 제조), 「SN170」, 「SN180」, 「SN190」, 「SN475」, 「SN485」, 「SN495」, 「SN375」, 「SN395」(신닛테츠 카가쿠사 제조), 「EXB9500」(DIC사 제조); 페놀 노볼락형 에폭시 수지 경화제로서의 「TD2090」(DIC사 제조); 나프틸렌에테르형 에폭시 수지 경화제로서의 「EXB-6000」(DIC사 제조); 트리아진 골격 함유 페놀계 에폭시 수지 경화제로서의 「LA3018」, 「LA7052」, 「LA7054」, 「LA1356」(DIC사 제조) 등을 들 수 있다.
활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제로서는, 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 페놀 에스테르류, 티오페놀 에스테르류, N-하이드록시아민에스테르류, 복소환 하이드록시 화합물의 에스테르류 등의 반응 활성이 높은 에스테르기를 1분자 중에 2개 이상 갖는 화합물이 바람직하게 사용된다. 당해 활성 에스테르계 에폭시 수지경화제는, 카복실산 화합물 및/또는 티오카복실산 화합물과 하이드록시 화합물 및/또는 티올 화합물과의 축합 반응에 의해 얻을 수 있는 것이 바람직하다. 특히 내열성 향상의 관점에서, 카복실산 화합물과 하이드록시 화합물로부터 얻어지는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제가 바람직하고, 카복실산 화합물과 페놀 화합물 및/또는 나프톨 화합물로부터 얻어지는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제가 보다 바람직하다. 카복실산 화합물로서는, 예를 들어 벤조산, 아세트산, 석신산, 말레산, 이타콘산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로멜리트산 등을 들 수 있다. 페놀 화합물 또는 나프톨 화합물로서는, 예를 들어, 하이드로퀴논, 레조르신, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 페놀프탈린, 메틸화 비스페놀 A, 메틸화 비스페놀 F, 메틸화 비스페놀 S, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, 카테콜, α-나프톨, β-나프톨, 1,5-디하이드록시나프탈렌, 1,6-디하이드록시나프탈렌, 2,6-디하이드록시나프탈렌, 디하이드록시벤조페논, 트리하이드록시벤조페논, 테트라하이드록시벤조페논, 플로로글루신, 벤젠트리올, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 화합물, 페놀 노볼락 등을 들 수 있다. 여기서, 「디사이클로펜타디엔형 디페놀 화합물」이란, 디사이클로펜타디엔 1분자에 페놀 2분자가 축합하여 얻어지는 디페놀 화합물을 말한다.
구체적으로는, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조를 포함하는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제, 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제, 페놀 노볼락의 아세틸화물을 포함하는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제, 페놀 노볼락의 벤조일화물을 포함하는 활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제가 바람직하다. 「디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조」란, 페닐렌-디사이클로펜틸렌-페닐렌으로 이루어진 2가의 구조를 나타낸다.
활성 에스테르계 에폭시 수지 경화제의 시판품으로서는, 예를 들어, 디사이클로펜타디엔형 디페놀 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서, DIC사 제조의 「EXB9451」, 「EXB9460」, 「EXB9460S」, 「EXB-8000L」, 「EXB-8000L-65M」, 「EXB-8000L-65TM」, 「HPC-8000L-65TM」, 「HPC-8000」, 「HPC-8000-65T」, 「HPC-8000H」, 「HPC-8000H-65TM」; 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서 DIC사 제조의 「EXB-8100L-65T」, 「EXB-8150-60T」, 「EXB-8150-62T」, 「EXB-9416-70BK」, 「HPC-8150-60T」, 「HPC-8150-62T」; 인 함유 활성 에스테르계 경화제로서, DIC사 제조의 「EXB9401」; 페놀 노볼락의 아세틸화물인 활성 에스테르계 경화제로서, 미츠비시 케미컬사 제조의 「DC808」; 페놀 노볼락의 벤조일화물인 활성 에스테르계 경화제로서, 미츠비시 케미컬사 제조의 「YLH1026」, 「YLH1030」, 「YLH1048」; 스티릴기 및 나프탈렌 구조를 포함하는 활성 에스테르계 경화제로서, 에어워터사 제조의 「PC1300-02-65MA」 등을 들 수 있다.
산 무수물계 에폭시 수지 경화제로서는, 1분자내 중에 1개 이상의 산 무수물기를 갖는 에폭시 수지 경화제를 들 수 있다. 산 무수물계 에폭시 수지 경화제의 구체예로서는, 무수 프탈산, 테트라하이드로 무수 프탈산, 헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸테트라하이드로 무수 프탈산, 메틸헥사하이드로 무수 프탈산, 메틸나딕산 무수물, 수소화 메틸나딕산 무수물, 트리알킬테트라하이드로 무수 프탈산, 도데세닐 무수 석신산, 5-(2,5-디옥소테트라하이드로-3-푸라닐)-3-메틸-3-사이클로헥센-1,2-디카복실산 무수물, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카복실산 2무수물, 비페닐테트라카복실산 2무수물, 나프탈렌테트라카복실산 2무수물, 옥시디프탈산 2무수물, 3,3'-4,4'-디페닐설폰테트라카복실산 2무수물, 1,3,3a,4,5,9b-헥사하이드로-5-(테트라하이드로-2,5-디옥소-3-푸라닐)-나프토[1,2-C]푸란-1,3-디온, 에틸렌글리콜비스(안하이드로트리멜리테이트), 스티렌과 말레산이 공중합한 스티렌·말레산 수지 등의 폴리머형의 산 무수물 등을 들 수 있다. 산 무수물계 에폭시 수지 경화제의 시판품으로서는, 신닛폰 리카사 제조의 「HNA-100」, 「MH-700」 등을 들 수 있다.
벤조옥사진계 에폭시 수지 경화제의 구체예로서는, JFE 케미컬사 제조의 「JBZ-OP100D」, 「ODA-BOZ」; 쇼와 코분시사 제조의 「HFB2006M」, 시코쿠 카세이코교사 제조의 「P-d」, 「F-a」를 들 수 있다.
시아네이트에스테르계 에폭시 수지 경화제로서는, 예를 들어, 비스페놀 A 디시아네이트, 폴리페놀시아네이트, 올리고(3-메틸렌-1,5-페닐렌시아네이트), 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐시아네이트), 4,4'-에틸리덴디페닐디시아네이트, 헥사플루오로비스페놀 A 디시아네이트, 2,2-비스(4-시아네이트)페닐프로판, 1,1-비스(4-시아네이트페닐메탄), 비스(4-시아네이트-3,5-디메틸페닐)메탄, 1,3-비스(4-시아네이트페닐-1-(메틸에틸리덴))벤젠, 비스(4-시아네이트페닐)티오에테르, 및 비스(4-시아네이트페닐)에테르 등의 2관능 시아네이트 수지, 페놀 노볼락 및 크레졸 노볼락 등으로부터 유도되는 다관능 시아네이트 수지, 이들 시아네이트 수지가 일부 트리아진화한 프리폴리머 등을 들 수 있다. 시아네이트에스테르계 에폭시 수지 경화제의 구체예로서는, 론자 재팬사 제조의 「PT30」 및 「PT60」(모두 페놀 노볼락형 다관능 시아네이트에스테르 수지), 「BA230」, 「BA230S75」(비스페놀 A 디시아네이트의 일부 또는 전부가 트리아진화되어 3량체가 된 프리폴리머) 등을 들 수 있다.
아민계 에폭시 수지 경화제로서는, 1분자내 중에 1개 이상의 활성 수소를 갖는 아미노기를 갖는 에폭시 수지 경화제를 들 수 있다. 아민계 에폭시 수지 경화제의 구체예로서는, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 디아미노디페닐설폰, 디시안디아미드 등을 들 수 있다. 아민계 에폭시 수지 경화제의 시판품으로서는, 미츠비시 케미컬사 제조의 「DICY7」등을 들 수 있다.
에폭시 수지와 에폭시 수지 경화제의 양비(量比)는, [에폭시 수지의 에폭시기의 합계수]:[에폭시 수지 경화제의 반응기의 합계수]의 비율로, 1:0.2 내지 1:2의 범위인 것이 바람직하고, 1:0.3 내지 1:1.5의 범위인 것이 보다 바람직하고, 1:0.4 내지 1:1의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 에폭시 수지 경화제의 반응기란, 활성 수산기, 활성 에스테르기 등이고, 에폭시 수지 경화제의 종류에 따라 상이하다. 또한, 에폭시 수지의 에폭시기의 합계수란, 각 에폭시 수지의 불휘발 성분의 질량을 에폭시 당량으로 나눈 값을, 모든 에폭시 수지에 대해 합계한 값이다. 또한, 에폭시 수지 경화제의 반응기의 합계수란, 각 에폭시 수지 경화제의 불휘발 성분의 질량을 반응기 당량으로 나눈 값을, 모든 에폭시 수지 경화제에 대해 합계한 값이다. 에폭시 수지와 에폭시 수지 경화제의 양비를 이러한 범위 내로 한 경우, 경화물로 했을 때의 내열성이 보다 향상한다.
경화 촉진제는, 통상, 에폭시 수지의 경화 반응에 촉매로서 작용하고, 경화 반응을 촉진할 수 있다. 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 아민계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 인계 경화 촉진제, 구아니딘계 경화 촉진제, 우레아계 경화 촉진제, 금속계 경화 촉진제 등을 들 수 있다. 경화 촉진제는, 수지 조성물의 점도를 저하시키는 관점에서, 아민계 경화 촉진제, 이미다졸계 경화 촉진제, 및 구아니딘계 경화 촉진제가 바람직하고, 추가로 얻어지는 경화물의 기계 강도를 향상시키는 관점에서 이미다졸계 경화 촉진제가 보다 바람직하다. 경화 촉진제는, 1종류를 단독으로 사용해도 좋고 2종류 이상을 조합하여 사용해도 좋다.
아민계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 트리에틸아민, 트리부틸아민 등의 트리알킬아민, 4-디메틸아미노피리딘, 벤질디메틸아민, 2,4,6,-트리스(디메틸아미노메틸)페놀, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)-운데센 등을 들 수 있고, 4-디메틸아미노피리딘, 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)-운데센이 바람직하다. 아민계 경화 촉진제로서는, 시판품을 사용해도 좋으며, 예를 들어, 아지노모토 파인 테크노사 제조의 「PN-50」, 「PN-23」, 「MY-25」 등을 들 수 있다.
이미다졸계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 2-메틸이미다졸, 2-운데실이미다졸, 2-헵타데실이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤 질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가물, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가물, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 2,3-디하이드로-1H-피롤로[1,2-a]벤즈이미다졸, 1-도데실-2-메틸-3-벤질이미다졸륨클로라이드, 2-메틸이미다졸린, 2-페닐이미다졸린 등의 이미다졸 화합물 및 이미다졸 화합물과 에폭시 수지의 어덕트체를 들 수 있고, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸이 바람직하다. 이미다졸계 경화 촉진제로서는, 시판품을 사용해도 좋으며, 예를 들어, 시코쿠 카세이코교사 제조의 「2MZA-PW」, 「2PHZ-PW」, 미츠비시 케미컬사 제조의 「P200-H50」 등을 들 수 있다.
인계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 트리페닐포스핀, 포스포늄보레이트 화합물, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, n-부틸포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라부틸포스포늄데칸산염, (4-메틸페닐)트리페닐포스포늄티오시아네이트, 테트라페닐포스포늄티오시아네이트, 부틸트리페닐포스포늄티오시아네이트 등을 들 수 있고, 트리페닐포스핀, 테트라부틸포스포늄데칸산염이 바람직하다.
구아니딘계 경화 촉진제로서는, 예를 들면, 디시안디아미드, 1-메틸구아니딘, 1-에틸구아니딘, 1-사이클로헥실구아니딘, 1-페닐구아니딘, 1-(o-톨릴)구아니딘, 디메틸구아니딘, 디페닐구아니딘, 트리메틸구아니딘, 테트라메틸구아니딘, 펜타메틸구아니딘, 1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔, 7-메틸-1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔, 1-메틸비구아니드, 1-에틸비구아니드, 1-n-부틸비구아니드, 1-n-옥타데실비구아니드, 1,1-디메틸비구아니드, 1,1-디에틸비구아니드, 1-사이클로헥실비구아니드, 1-알릴비구아니드, 1-페닐비구아니드, 1-(o-톨릴)비구아니드 등을 들 수 있고, 디시안디아미드, 1,5,7-트리아자비사이클로[4.4.0]데카-5-엔이 바람직하다.
우레아계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 1,1-디메틸요소; 1,1,3-트리메틸요소, 3-에틸-1,1-디메틸요소, 3-사이클로헥실-1,1-디메틸요소, 3-사이클로옥틸-1,1-디메틸요소 등의 지방족 디메틸우레아; 3-페닐-1,1-디메틸요소, 3-(4-클로로페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(3,4-디클로로페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(3-클로로-4-메틸페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(2-메틸페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(4-메틸페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(3,4-디메틸페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(4-이소프로필페닐)-1,1-디메틸요소, 3- (4-메톡시페닐)-1,1-디메틸요소, 3-(4-니트로페닐)-1,1-디메틸요소, 3-[4-(4-메톡시페녹시)페닐]-1,1-디메틸요소, 3-[4-(4-클로페녹시)페닐]-1,1-디메틸요소, 3- [3-(트리플루오로메틸)페닐]-1,1-디메틸요소, N,N-(1,4-페닐렌)비스(N',N'-디메틸요소), N,N-(4-메틸-1,3-페닐렌)비스(N',N'-디메틸요소)〔톨루엔비스디메틸우레아〕등의 방향족 디메틸우레아 등을 들 수 있다.
금속계 경화 촉진제로서는, 예를 들어, 코발트, 구리, 아연, 철, 니켈, 망간, 주석 등의 금속의, 유기 금속 착체 또는 유기 금속염을 들 수 있다. 유기 금속 착체의 구체예로서는, 코발트(II)아세틸아세토네이트, 코발트(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 코발트 착체, 구리(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 구리 착체, 아연(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 아연 착체, 철(III)아세틸아세토네이트 등의 유기 철 착체, 니켈(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 니켈 착체, 망간(II)아세틸아세토네이트 등의 유기 망간 착체 등을 들 수 있다. 유기 금속염으로서는, 예를 들어, 옥틸산 아연, 옥틸산 주석, 나프텐산 아연, 나프텐산 코발트, 스테아르산 주석, 스테아르산 아연 등을 들 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (D) 경화제의 양은, 수지 조성물 중의 불휘발 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.3질량% 이상, 더욱 바람직하게는 0.5질량% 이상이고, 바람직하게는 5질량% 이하, 보다 바람직하게는 3질량% 이하, 더욱 바람직하게는 2질량% 이하이다. (D) 경화제의 양이 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 내리거나, 점도의 포트 라이프(pot life)를 향상시키거나 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 (D) 경화제의 양은, 수지 조성물 중의 수지 성분 100질량%에 대해, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 5질량% 이상, 더욱 바람직하게는 10질량% 이상이며, 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 30질량% 이하, 더욱 바람직하게는 20질량% 이하이다. (D) 경화제의 양이 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 내리거나, 점도의 포트 라이프를 향상시키거나 할 수 있다.
수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (B) 질소 함유 에폭시 수지, (C) 저점도 열경화성 수지 및 (D) 경화제의 양을 각각 M(b), M(c) 및 M(d)라고 하는 경우, 비 {M(b)+M(c)}/M(d)는 특정한 범위에 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 비 {M(b)+M(c)}/M(d)의 범위는 바람직하게는 1 이상, 보다 바람직하게는 2 이상, 특히 바람직하게는 4 이상이며, 바람직하게는 15 이하, 보다 바람직하게는 12 이하, 특히 바람직하게는 10 이하이다. 비 {M(b)+M(c)}/M(d)가 상기 범위에 있는 경우, 수지 조성물의 점도를 효과적으로 작게 할 수 있으므로, 페이스트상의 수지 조성물을 얻기 쉽게 할 수 있다.
[6. 임의의 성분]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은, 상술한 성분에 조합하여, 추가로 임의의 불휘발 성분을 포함해도 좋다. 임의의 불휘발 성분으로서는, 예를 들어, (A) FeNi 합금분 이외의 무기 입자; 말레이미드계 라디칼 중합성 화합물, 비닐페닐계 라디칼 중합성 화합물, (메타)아크릴계 라디칼 중합성 화합물, 알릴계 라디칼 중합성 화합물, 폴리부타디엔계 라디칼 중합성 화합물 등의 라디칼 중합성 화합물; 과산화물계 라디칼 중합 개시제, 아조계 라디칼 중합 개시제 등의 라디칼 중합 개시제; 폴리비닐아세탈 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리설폰 수지, 폴리에테르설폰 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에스테르 수지 등의 열가소성 수지; 고무 입자 등의 유기 충전재; 유기 구리 화합물, 유기 아연 화합물 등의 유기 금속 화합물; 하이드로퀴논, 카테콜, 피로갈롤, 페노티아진 등의 중합 금지제; 실리콘계 레벨링제, 아크릴 폴리머계 레벨링제 등의 레벨링제; 벤톤, 몬모릴로나이트 등의 증점제; 실리콘계 소포제, 아크릴계 소포제, 불소계 소포제, 비닐 수지계 소포제 등의 소포제; 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 등의 자외선 흡수제; 요소 실란 등의 접착성 향상제; 트리아졸계 밀착성 부여제, 테트라졸계 밀착성 부여제, 트리아진계 밀착성 부여제 등의 밀착성 부여제; 힌더드페놀계 산화 방지제, 힌더드아민계 산화 방지제 등의 산화 방지제; 스틸벤 유도체 등의 형광 증백제; 불소계 계면 활성제, 실리콘계 계면 활성제 등의 계면 활성제; 인계 난연제(예를 들어 인산 에스테르 화합물, 포스파젠 화합물, 포스핀산 화합물, 적인), 질소계 난연제(예를 들어 황산 멜라민), 할로겐계 난연제, 무기계 난연제(예를 들어 3산화 안티몬) 등의 난연제; 인산 에스테르계 분산제, 폴리옥시알킬렌계 분산제, 아세틸렌계 분산제, 실리콘계 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등의 분산제; 보레이트계 안정제, 티타네이트계 안정제, 알루미네이트계 안정제, 지르코네이트계 안정제, 이소시아네이트계 안정제, 카복실산계 안정제, 카복실산 무수물계 안정제 등의 안정제 등을 들 수 있다. 임의의 불휘발 성분은, 1종을 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 좋다.
본 실시형태에 따른 수지 조성물은, 상술한 불휘발성 성분 이외에, 휘발성 성분으로서, 추가로 임의의 유기 용제를 포함해도 좋다. 유기 용제로서는, 불휘발성 성분의 적어도 일부를 용해 가능한 것이 바람직하다. 유기 용제로서는, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 사이클로헥사논 등의 케톤계 용제; 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 아세트산 이소부틸, 아세트산 이소아밀, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, γ-부티로락톤 등의 에스테르계 용제; 테트라하이드로피란, 테트라하이드로푸란, 1,4-디옥산, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 디부틸에테르, 디페닐에테르 등의 에테르계 용제; 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 에틸렌글리콜 등의 알코올계 용제; 아세트산 2-에톡시에틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸디글리콜아세테이트, γ-부티로락톤, 메톡시프로피온산 메틸 등의 에테르에스테르계 용제; 젖산메틸, 젖산에틸, 2-하이드록시이소부티르산메틸 등의 에스테르 알코올계 용제; 2-메톡시프로판올, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르(부틸카르비톨) 등의 에테르 알코올계 용제; N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아미드계 용제; 디메틸술폭사이드 등의 술폭사이드계 용제; 아세토니트릴, 프로피오니트릴 등의 니트릴계 용제; 헥산, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산 등의 지방족 탄화수소계 용제; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 트리메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용제 등을 들 수 있다. 유기 용제는, 1종을 단독으로 사용해도 좋고 2종 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 좋다.
일 실시형태에 있어서, 유기 용제의 양은 적을수록 바람직하다. 구체적으로는, 수지 조성물 중의 불휘발 성분을 100질량%라고 하는 경우, 유기 용제의 양은, 예를 들어, 3질량% 이하, 1질량% 이하, 0.5질량% 이하, 0.1질량% 이하, 또한, 0.01질량% 이하일 수 있다. 그 중에서도, 수지 조성물은 유기 용매를 포함하지 않는 것 (즉, 유기 용제의 양이 0질량%)가 특히 바람직하다. 유기 용제의 양이 적은 경우 유기 용제의 휘발에 의한 보이드의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 수지 조성물의 취급성 및 작업성을 개선할 수 있다.
[7. 수지 조성물의 특성]
상술한 실시형태에 따른 수지 조성물에 의해 높은 비투자율을 갖는 경화물을 얻을 수 있다. 예를 들어, 수지 조성물을 180℃에서 90분간 가열하여 경화물을 얻는다. 이 경화물의 비투자율을 측정 주파수 50MHz, 실온 23℃의 조건으로 측정한 경우, 당해 비투자율은 바람직하게는 12.0 이상, 보다 바람직하게는 15.0 이상, 더욱 바람직하게는 18.0 이상, 특히 바람직하게는 20.0 이상이다. 비투자율의 상한은 특단의 제한은 없고, 예를 들어, 35.0 이하, 30.0 이하, 25.0 이하, 23.0 이하 등일 수 있다. 비투자율은 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
상술한 실시형태에 따른 수지 조성물에 의해, 연마 가공성이 우수한 경화물을 얻을 수 있다. 구체적으로는, 수지 조성물을 열경화시켜 경화물을 얻은 경우에, 그 경화물은 단위 시간당의 연마량을 크게 할 수 있다. 이와 같이 연마 가공성이 우수한 경화물은 소정의 두께로 연마할 때까지 요하는 시간(택트)을 짧게 할 수 있다.
따라서, 상술한 실시형태에 따른 수지 조성물에 의해, 비투자율 및 연마 가공성의 양쪽이 우수한 경화물을 얻을 수 있다. 종래, 비투자율이 높은 경화물을 얻기 위해, 수지 조성물에서의 자성 필러의 양을 많게 하는 것이 일반적이었다. 그러나, 그와 같이 자성 필러의 양을 많게 하면 경화물의 경도가 커지고 연마 가공성은 떨어지는 경향이 있었다. 이러한 사정에 의해, 종래는 비투자율 및 연마 가공성의 양쪽이 우수한 경화물을 실현하는 것이 곤란한 것을 감안하면, 비투자율 및 연마 가공성의 양쪽을 개선할 수 있는 상기 수지 조성물의 효과는 공업상 유익하다.
또한, 상술한 실시형태에 따른 수지 조성물에 의해, 통상, 낮은 자성 손실을 갖는 경화물을 얻을 수 있다. 예를 들어, 수지 조성물을 180℃에서 90분간 가열하여 경화물을 얻는다. 이 경화물의 자성 손실을 측정 주파수 50MHz, 실온 23℃의 조건으로 측정한 경우, 당해 자성 손실은 바람직하게는 0.10 미만, 보다 바람직하게는 0.08 미만, 더욱 바람직하게는 0.05 미만이다. 자성 손실은 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
Fe 및 Ni을 포함하는 합금분과 같은 결정성 합금분은, 일반적으로, 높은 비투자율을 가질 수 있는 한편으로, 자성 손실이 큰 경향이 있었다. 따라서, 종래는, 비투자율이 높고 또한 자성 손실이 작은 경화물을 얻는 것이 곤란하였다. 이러한 종래의 사정을 감안하면, 비투자율 및 자성 손실의 양쪽을 개선할 수 있는 상기 수지 조성물의 효과는 공업상 유익하다.
수지 조성물의 성상에 특단의 제한은 없다. 수지 조성물은 예를 들어 고체상이라도 좋다. 또한, 수지 조성물은 유동성을 갖는 페이스트상이라도 좋다. 페이스트상의 수지 조성물은 기재의 홀로의 충전성이 우수하다. 그 중에서도, 수지 조성물은 23℃에서 페이스트상인 것이 바람직하다. 이 페이스트상의 수지 조성물의 점도는 바람직하게는 20Pa·s 이상, 보다 바람직하게는 25Pa·s 이상, 더욱 바람직하게는 30Pa·s 이상, 특히 바람직하게는 50Pa·s 이상이고, 바람직하게는 200Pa·s 이하, 보다 바람직하게는 180Pa·s 이하, 더욱 바람직하게는 160Pa·s 이하이다. 점도는 (C) 저점도 열경화성 수지의 점도와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
상술한 우수한 특성을 활용하여, 수지 조성물은, 인덕터 제조용의 수지 조성물로서 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 인덕터 기판에 포함되는 회로 기판을 제조하기 위해, 상술한 수지 조성물은, 회로 기판이 구비하는 기판의 홀에 충전되기 위한 홀 충전용 수지 조성물로서 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 예를 들어, 상술한 수지 조성물은, 회로 기판에 경화물층을 형성하기 위해 사용하는 것도 바람직하다. 이들 용도로의 적용을 용이하게 하기 위해, 수지 조성물은 페이스트상의 형태로 사용해도 좋고, 당해 수지 조성물의 층을 포함하는 수지 시트의 형태로 사용해도 좋다.
[8. 수지 조성물의 제조 방법]
본 실시형태에 따른 수지 조성물은, 예를 들어, 당해 수지 조성물에 포함시키는 성분을 임의의 조제 용기를 이용하여 혼합함으로써 제조할 수 있다. 수지 조성물에 포함시키는 성분은, 임의의 순서로 혼합해도 좋고, 일부 또는 전부를 동시에 혼합해도 좋다. 또한, 각 성분을 혼합하는 과정에서, 온도를 적절히 설정해도 좋다. 예를 들어, 일시적으로 또는 시종에 걸쳐, 가열 및/또는 냉각을 행하여도 좋다. 또한, 각 성분을 혼합하는 과정에서, 교반 또는 진탕을 행하여도 좋다. 또한, 혼합할 때에 또는 그 후에, 수지 조성물을, 예를 들어, 믹서 등의 교반 장치 또는 진탕 장치를 이용하여 교반 또는 진탕하여, 균일하게 분산시켜도 좋다. 또한, 교반 또는 진탕과 동시에, 진공 하 등의 저압 조건하에 탈포를 행하여도 좋다.
[9. 수지 시트]
수지 시트는, 지지체와, 당해 지지체 위에 상기 수지 조성물에 의해 형성된 수지 조성물층을 포함한다.
수지 조성물층의 두께는, 박형화의 관점에서, 바람직하게는 250㎛ 이하, 보다 바람직하게는 200㎛ 이하이다. 수지 조성물층의 두께의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 5㎛ 이상, 10㎛ 이상 등일 수 있다.
지지체로서는, 예를 들어, 플라스틱 재료의 필름, 금속박, 이형지를 들 수 있고, 플라스틱 재료의 필름, 금속박이 바람직하다.
지지체로서 플라스틱 재료의 필름을 사용하는 경우, 플라스틱 재료로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 「PET」라고 약칭하는 경우가 있음), 폴리에틸렌나프탈레이트(이하 「PEN」이라고 약칭하는 경우가 있음) 등의 폴리에스테르, 폴리카보네이트(이하 「PC」라고 약칭하는 경우가 있음), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 아크릴 폴리머, 환상 폴리올레핀, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리에테르설파이드(PES), 폴리에테르케톤, 폴리이미드 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트가 바람직하고, 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트가 특히 바람직하다.
지지체로서 금속박을 사용하는 경우, 금속박으로서는, 예를 들면, 동박, 알루미늄박 등을 들 수 있고, 동박이 바람직하다. 동박으로서는, 구리의 단금속으로 이루어진 박을 사용해도 좋고 구리와 다른 금속(예를 들어, 주석, 크롬, 은, 마그네슘, 니켈, 지르코늄, 규소, 티타늄 등)과의 합금으로 이루어진 박을 사용해도 좋다.
지지체는, 수지 조성물층과 접합하는 면에 매트 처리, 코로나 처리를 실시해 도 좋다.
또한, 지지체로서는, 수지 조성물층과 접합하는 면에 이형층을 갖는 이형층 부착 지지체를 사용해도 좋다. 이형층 부착 지지체의 이형층에 사용하는 이형제로서는, 예를 들어, 알키드계 이형제, 폴리올레핀계 이형제, 우레탄계 이형제, 및 실리콘계 이형제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 이형제를 들 수 있다. 이형층 부착 지지체는, 시판품을 사용해도 좋으며, 예를 들어, 실리콘계 이형제 또는 알키드 수지계 이형제를 주성분으로 하는 이형층을 갖는 PET 필름인, 린텍사 제조의 「PET501010」, 「SK-1」, 「AL-5」, 「AL-7」; 토레사 제조의 「루미라 T60」; 테이진사 제조의 「퓨렉스」; 유니치카사 제조의 「유니필」 등을 들 수 있다.
지지체의 두께로서는, 특별히 한정되지 않지만, 5㎛ 내지 75㎛의 범위가 바람직하고, 10㎛ 내지 60㎛의 범위가 보다 바람직하다. 한편, 이형층 부착 지지체를 사용하는 경우, 이형층 부착 지지체 전체의 두께가 상기 범위인 것이 바람직하다.
수지 시트에서, 수지 조성물층의 지지체와 접합하지 않은 면(즉, 지지체와는 반대측의 면)에는, 지지체에 준한 보호 필름을 추가로 적층할 수 있다. 보호 필름의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 1㎛ 내지 40㎛이다. 보호 필름을 적층함으로써, 수지 조성물층의 표면으로의 먼지 등의 부착이나 흠집을 억제할 수 있다. 수지 시트는 롤 형상으로 권취하여 보존하는 것이 가능하다. 수지 시트가 보호 필름을 갖는 경우, 보호 필름을 벗김으로써 사용 가능해 진다.
수지 시트는, 예를 들어, 수지 조성물을, 다이코터 등을 사용하여 지지체 위에 도포하고, 수지 조성물층을 형성시킴으로써 제조할 수 있다. 필요에 따라 수지 조성물에 유기 용제를 혼합하고나서 지지체 위에 도포해도 좋다. 유기 용제를 이용하는 경우, 필요에 따라 도포 후에 건조를 행하여도 좋다.
건조는, 가열, 열풍 분사 등의 방법에 의해 실시해도 좋다. 건조 조건은 특별히 한정되지 않지만, 수지 조성물층 중의 유기 용제의 함유량이 10질량% 이하, 바람직하게는 5질량% 이하가 되도록 건조시킨다. 수지 조성물 중에 포함되는 성분에 의해서도 다르지만, 50℃ 내지 150℃에서 3분간 내지 10분간 건조시킴으로써, 수지 조성물층을 형성할 수 있다.
수지 시트는 롤 형상으로 권취하여 보존하는 것이 가능하다. 수지 시트가 보호 필름을 갖는 경우, 보호 필름을 벗김으로써 사용 가능해진다.
[10. 회로 기판]
본 발명의 일 실시형태에 따른 회로 기판은, 상술한 수지 조성물의 경화물을 포함한다. 회로 기판의 구체적인 구조는, 수지 조성물의 경화물을 포함하는 한, 제한은 없다. 제1예에 따른 회로 기판은, 홀이 형성된 기판과, 이 홀에 충전된 수지 조성물의 경화물을 포함한다. 또한, 제2예에 따른 회로 기판은, 수지 조성물의 경화물로 형성된 경화물층을 포함한다. 이하, 이들 제1예 및 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법을 설명한다.
[10.1. 제1예에 따른 회로 기판]
제1예에 따른 회로 기판은, 홀이 형성된 기판과, 상기 홀에 충전된 수지 조성물의 경화물을 포함한다. 이 회로 기판은, 예를 들어,
(1) 기판의 홀에 수지 조성물을 충전하는 공정, 및,
(2) 수지 조성물을 열경화시켜, 경화물을 얻는 공정
을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법은, 또한,
(3) 경화물의 표면을 연마하는 공정
(4) 경화물에 조화 처리를 실시하는 공정, 및,
(5) 경화물을 조화 처리한 면에 도체층을 형성하는 공정
을 포함해도 좋다. 통상, 상기 공정 (1) 내지 (5)는, 공정 (1) 내지 (5)의 순서로 행하여진다. 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서는, 페이스트상의 수지 조성물을 사용하여 경화물을 형성하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, 기판을 두께 방향으로 관통하는 홀로서의 스루홀이 형성된 기판을 사용한 예를 나타내어, 설명한다.
<공정 (1)>
공정 (1)은, 통상, 스루홀이 형성된 기판을 준비하는 공정을 포함한다. 기판은 시장에서 구입하여 준비해도 좋다. 또한, 기판은 적절한 재료를 사용하여 제조하여 준비해도 좋다. 이하, 일례에 따른 기판의 제조 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 준비되는 코어 기판(10)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 기판을 준비하는 공정은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 코어 기판(10)을 준비하는 공정을 포함해도 좋다. 코어 기판(10)은, 통상, 지지 기판(11)을 포함한다. 지지 기판(11)으로서는, 예를 들어, 유리 에폭시 기판, 금속 기판, 폴리에스테르 기판, 폴리이미드 기판, BT 레진 기판, 열경화형 폴리페닐렌에테르 기판 등의 절연성 기재를 들 수 있다. 또한, 당해 지지 기판(11) 위에는, 금속층이 마련되어 있어도 좋다. 금속층은, 지지 기판(11)의 한 면에 마련되어 있어도 좋고 양면에 마련되어 있어도 좋다. 여기서는, 지지 기판(11)의 양 표면에 제1 금속층(12) 및 제2 금속층(13)이 마련된 예를 나타낸다. 제1 금속층(12) 및 제2 금속층(13)으로서는, 구리 등의 금속에 의해 형성된 층을 들 수 있다. 제1 금속층(12) 및 제2 금속층(13)은, 예를 들어, 캐리어 부착 동박 등의 동박이라도 좋고, 후술하는 도체층의 재료로 형성된 금속층이라도 좋다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 스루홀(14)이 형성된 코어 기판(10)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 기판을 준비하는 공정은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 코어 기판(10)에 스루홀(14)을 형성하는 공정을 포함해도 좋다. 스루홀(14)은, 예를 들어, 드릴 가공, 레이저 조사, 플라즈마 조사 등의 방법에 의해 형성할 수 있다. 통상은, 코어 기판(10)에 관통 구멍을 형성함으로써, 스루홀(14)을 형성할 수 있다. 구체예를 들면, 스루홀(14)의 형성은 시판되고 있는 드릴 장치를 이용하여 실시할 수 있다. 시판되고 있는 드릴 장치로서는, 예를 들어, 히타치 비아메카닉스사 제조 「ND-1S211」 등을 들 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 스루홀(14) 내에 도금층(20)이 형성된 코어 기판(10)을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 기판을 준비하는 공정은, 필요에 따라 코어 기판(10)에 조화 처리를 실시한 후, 도 3에 나타내는 바와 같이 도금층(20)을 형성하는 공정을 포함해도 좋다. 상기 조화 처리로서는, 건식 및 습식 중 어느 조화 처리를 행하여도 좋다. 건식의 조화 처리의 예로서는, 플라즈마 처리 등을 들 수 있다. 또한, 습식의 조화 처리의 예로서는, 팽윤액에 의한 팽윤 처리, 산화제에 의한 조화 처리, 및, 중화액에 의한 중화 처리를 이 순으로 행하는 방법을 들 수 있다. 도금층(20)은, 도금법에 의해 형성될 수 있다. 도금법에 의해 도금층(20)이 형성되는 수순은, 후술하는 공정 (5)에서의 도체층의 형성과 같을 수 있다. 여기서는, 스루홀(14) 중, 제1 금속층(12)의 표면, 및, 제2 금속층(13)의 표면에 도금층(20)을 형성한 예를 나타내어 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 코어 기판(10)의 스루홀 내에 수지 조성물(30a)을 충전한 모습을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 공정 (1)은, 상기와 같이 스루홀(14)이 형성된 코어 기판(10)을 준비한 후에, 도 4에 나타내는 바와 같이, 코어 기판(10)의 스루홀(14)에, 수지 조성물(30a)을 충전하는 것을 포함한다. 충전은, 예를 들어 인쇄법으로 행할 수 있다. 인쇄법으로서는, 예를 들어, 스퀴지를 개재하여 스루홀(14)에 수지 조성물(30a)을 인쇄하는 방법, 카트리지를 개재하여 수지 조성물(30a)을 인쇄하는 방법, 마스크 인쇄하여 수지 조성물(30a)을 인쇄하는 방법, 롤 코트법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 통상은, 잉여의 수지 조성물(30a)이 스루홀(14) 밖에 돌출 또는 부착된다. 따라서, 수지 조성물(30a)은, 스루홀(14) 내 뿐만 아니라, 스루홀(14) 밖에도 마련될 수 있다.
<공정 (2)>
도 5는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (2)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 공정 (2)는, 스루홀(14) 내에 수지 조성물(30a)을 충전한 후에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 수지 조성물(30a)을 경화시켜 경화물(30)을 형성하는 것을 포함한다.
수지 조성물(30a)의 경화는, 통상, 열경화에 의해 행한다. 수지 조성물(30a)의 열경화 조건은, 수지 조성물(30a)의 경화가 진행되는 범위에서, 적절하게 설정할 수 있다. 경화 온도는 바람직하게는 120℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상이고, 바람직하게는 245℃ 이하, 보다 바람직하게는 220℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다. 경화 시간은 바람직하게는 5분 이상, 보다 바람직하게는 10분 이상, 더욱 바람직하게는 15분 이상이며, 바람직하게는 120분 이하, 보다 바람직하게는 110분 이하, 더욱 바람직하게는 100분 이하이다.
공정 (2)에서 얻어지는 경화물(30)의 경화도는 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다. 경화도는, 예를 들어 시차 주사 열량 측정 장치를 이용하여 측정할 수 있다.
제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법은, 수지 조성물(30a)을 스루홀(14)에 충전한 후, 수지 조성물(30a)을 경화시키기 전에, 수지 조성물(30a)을 경화 온도보다도 낮은 온도에서 가열하는 공정(예비 가열 공정)을 포함해도 좋다. 예를 들어, 수지 조성물(30a)를 경화시키기에 앞서, 통상 50℃ 이상 120℃ 미만(바람직하게는 60℃ 이상 110℃ 이하, 보다 바람직하게는 70℃ 이상 100℃ 이하)의 온도에서, 수지 조성물(30a)을, 통상 5분간 이상(바람직하게는 5분간 내지 150분간, 보다 바람직하게는 15분간 내지 120분간), 예비 가열해도 좋다.
<공정 (3)>
도 6은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 관한 회로 기판의 제조 방법의 공정 (3)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 공정 (3)은, 수지 조성물(30a)을 경화시켜 경화물(30)을 얻은 후에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 코어 기판(10)으로부터 돌출 또는 부착되어 있는 잉여의 경화물(30)을 연마하는 것을 포함한다. 연마에 의해, 잉여의 경화물(30)이 제거되므로, 경화물(30)의 표면을 평탄화할 수 있다. 또한, 연마에 의해 평탄화된 경화물(30)의 표면(연마면)(31)은, 통상, 당해 연마면(31)의 주위의 면(21)(예를 들어, 코어 기판(10)의 표면, 도금층(20)의 표면)과 편평한 평면을 형성할 수 있다. 상술한 실시형태에 따른 수지 조성물의 경화물(30)은, 연마 가공성이 우수하므로, 상기 연마를 원활하고 신속하게 행할 수 있다.
경화물(30)의 연마 방법으로서는, 코어 기판(10)으로부터 돌출 또는 부착되어 있는 잉여의 경화물(30)을 제거할 수 있는 방법을 채용할 수 있다. 이러한 연마 방법으로서는, 예를 들어, 버프 연마, 벨트 연마, 세라믹 연마 등을 들 수 있다. 시판되고 있는 버프 연마 장치로서는, 예를 들어, 이시이 효키사 제조 「NT-700IM」 등을 들 수 있다.
경화물(30)의 연마면(31)의 산술 평균 거칠기(Ra)로서는, 도체층과의 사이의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 300nm 이상, 보다 바람직하게는 350nm 이상, 더욱 바람직하게는 400nm 이상이다. 상한은 바람직하게는 1000nm 이하, 보다 바람직하게는 900nm 이하, 더욱 바람직하게는 800nm 이하이다. 표면 거칠기(Ra)는, 예를 들어, 비접촉형 표면 조도계를 이용하여 측정할 수 있다.
제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법은, 공정 (3) 후에, 경화물(30)의 경화도를 더욱 높이기 위해, 경화물(30)에 열처리를 실시하는 공정을 포함해도 좋다. 상기 열처리에서의 온도는 상기한 경화 온도에 준할 수 있다. 구체적인 열처리 온도는 바람직하게는 120℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상이며, 바람직하게는 245℃ 이하, 보다 바람직하게는 220℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다. 열처리 시간은 바람직하게는 5분 이상, 보다 바람직하게는 10분 이상, 더욱 바람직하게는 15분 이상이며, 바람직하게는 90분 이하, 보다 바람직하게는 70분 이하, 더욱 바람직하게는 60분 이하이다.
<공정 (4)>
공정 (4)는 경화물(30)의 연마면(31)에 조화 처리(디스미어 처리)를 실시하는 것을 포함한다. 조화 처리의 수순, 조건은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 다층 프린트 배선판의 제조 방법시에 사용되는 수순, 조건을 채용할 수 있다. 구체예를 들면, 팽윤액에 의한 팽윤 처리, 산화제에 의한 조화 처리, 중화액에 의한 중화 처리를 이 순으로 실시함으로써, 경화물(30)에 조화 처리를 실시할 수 있다.
조화 공정에 사용될 수 있는 팽윤액으로서는, 예를 들어, 알칼리 용액, 계면활성제 용액 등을 들 수 있고, 바람직하게는 알칼리 용액이다. 팽윤액인 알칼리 용액으로서는, 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액이 보다 바람직하다. 시판되고 있는 팽윤액으로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조 「스웰링 딥 세큐리간스 P」, 「스웰링 딥 세큐리간스 SBU」 등을 들 수 있다.
팽윤액에 의한 팽윤 처리는, 예를 들어, 30℃ 내지 90℃의 팽윤액에 경화물(30)을 1분간 내지 20분간 침지함으로써 행할 수 있다. 경화물(30)에 포함되는 수지의 팽윤을 적당한 레벨로 억제하는 관점에서, 40℃ 내지 80℃의 팽윤액에 경화물(30)을 5분간 내지 15분간 침지시키는 것이 바람직하다.
산화제에 의한 조화 처리에 사용될 수 있는 산화제로서는, 예를 들어, 수산화나트륨의 수용액에 과망간산 칼륨이나 과망간산 나트륨을 용해한 알카리성 과망간산 용액을 들 수 있다. 알카리성 과망간산 용액 등의 산화제에 의한 조화 처리는, 60℃ 내지 80℃로 가열한 산화제의 용액에 경화물(30)을 10분간 내지 30분간 침지시킴으로써 행하는 것이 바람직하다. 또한, 알카리성 과망간산 용액에서의 과망간산염의 농도는 5질량% 내지 10질량%로 하는 것이 바람직하다. 시판되고 있는 산화제로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조 「콘센트레이트 컴팩트 P」, 「도징 솔루션 세큐리간스 P」 등의 알카리성 과망간산 용액을 들 수 있다.
중화 처리에 사용될 수 있는 중화액으로서는 산성의 수용액이 바람직하다. 중화액의 시판품으로서는, 예를 들어, 아토텍 재팬사 제조 「리덕션 솔루션 세큐리간스 P」를 들 수 있다. 중화액에 의한 중화 처리는, 산화제 용액에 의한 조화 처리된 처리면을 30℃ 내지 80℃의 중화액에 5분간 내지 30분간 침지시킴으로써 행할 수 있다. 작업성 등의 점에서, 산화제 용액에 의한 조화 처리된 경화물(30)을 40℃ 내지 70℃의 중화액에 5분간 내지 20분간 침지하는 방법이 바람직하다.
경화물(30)의 표면의 조화 처리 후의 산술 평균 거칠기(Ra)는, 도체층과의 사이의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 300nm 이상, 보다 바람직하게는 350nm 이상, 더욱 바람직하게는 400nm 이상이다. 상한은 바람직하게는 1500nm 이하, 보다 바람직하게는 1200nm 이하, 더욱 바람직하게는 1000nm 이하이다. 표면 거칠기(Ra)는 예를 들어 비접촉형 표면 조도계를 이용하여 측정할 수 있다.
<공정 (5)>
도 7은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (5)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 공정 (5)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 경화물(30)의 연마면(31) 위에 도체층(40)을 형성하는 것을 포함한다. 여기서는, 경화물(30)의 연마면(31) 뿐만 아니라, 그 주위의 면(21)(예를 들어, 코어 기판(10)의 표면, 도금층(20)의 표면)에도 도체층(40)을 형성한 예를 나타낸다. 또한, 도 7에서는, 코어 기판(10)의 양측에 도체층(40)을 형성한 예를 나타내지만, 도체층(40)은, 코어 기판(10)의 한 쪽에만 형성해도 좋다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법의 공정 (5)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 공정 (5)는, 도체층(40)을 형성한 후, 에칭 등의 처리에 의해, 도체층(40), 제1 금속층(12), 제2 금속층(13), 및 도금층(20)의 일부를 제거하여, 패턴 도체층(41)을 형성하는 것을 포함해도 좋다.
도체층(40)의 형성 방법은, 예를 들어, 도금법, 스퍼터법, 증착법 등을 들 수 있고, 그 중에서도 도금법이 바람직하다. 적합한 실시형태에서는, 세미 어디티브법, 풀 어디티브법 등의 적절한 방법에 의해 경화물(30)(및 도금층(20))의 표면에 도금하여, 원하는 배선 패턴을 갖는 패턴 도체층(41)을 형성할 수 있다. 도체층(40)의 재료로서는, 예를 들어, 금, 백금, 팔라듐, 은, 구리, 알루미늄, 코발트, 크롬, 아연, 니켈, 티타늄, 텅스텐, 철, 주석, 인듐 등의 단금속; 금, 백금, 팔라듐, 은, 구리, 알루미늄, 코발트, 크롬, 아연, 니켈, 티타늄, 텅스텐, 철, 주석 및 인듐의 그룹으로부터 선택되는 2종 이상의 금속의 합금을 들 수 있다. 그 중에서도, 범용성, 비용, 패터닝의 용이성 등의 관점에서, 크롬, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 아연, 금, 팔라듐, 은 또는 구리, 또는 니켈 크롬 합금, 구리 니켈 합금, 구리 티타늄 합금을 사용하는 것이 바람직하고, 크롬, 니켈, 티타늄, 알루미늄, 아연, 금, 팔라듐, 은 또는 구리, 또는 니켈 크롬 합금을 사용하는 것이 보다 바람직하고, 구리를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 경화물(30)의 연마면(31) 위에 패턴 도체층(41)을 형성하는 방법의 예를 상세히 설명한다. 경화물(30)의 연마면(31)에, 무전해 도금에 의해 도금 시드층을 형성한다. 그 다음에, 형성된 도금 시드층 위에, 전해 도금에 의해 전해 도금층을 형성한다. 그 후, 필요에 따라서, 불필요한 도금 시드층을 에칭 등의 처리에 의해 제거하여, 원하는 배선 패턴을 갖는 패턴 도체층(41)을 형성할 수 있다. 패턴 도체층(41)의 형성 후, 패턴 도체층(41)의 밀착 강도를 향상시키기 위해, 필요에 따라 어닐 처리를 행하여도 좋다. 어닐 처리는, 예를 들어, 150 내지 200℃에서 20 내지 90분간 가열함으로써 행할 수 있다.
패턴 도체층(41)의 두께는, 박형화의 관점에서, 바람직하게는 70㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 40㎛ 이하, 특히 바람직하게는 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 15㎛ 이하 또는 10㎛ 이하이다. 하한은 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상이다.
이상의 방법에 의해, 수지 조성물(30a)의 경화물(30)을 포함하는 회로 기판(1)을 제조할 수 있다.
[10.2. 제2예에 따른 회로 기판]
제2예에 따른 회로 기판은, 수지 조성물의 경화물에 의해 형성된 경화물층을 포함한다. 이 경화물층은, 수지 시트를 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이 회로 기판은, 예를 들어,
(i) 수지 시트를, 수지 조성물층이 내층 기판과 접합하도록 내층 기판에 적층하여, 경화물층을 형성하는 공정,
(ii) 경화물층에 천공 가공을 행하는 공정,
(iii) 경화물층의 표면을 조화 처리하는 공정, 및
(iv) 경화물층의 면에 도체층을 형성하는 공정
을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다.
<공정 (i)>
공정 (i)은, 수지 시트를, 수지 조성물층이 내층 기판과 접합하도록 내층 기판에 적층하고, 경화물층을 형성하는 것을 포함한다. 예를 들어, 수지 시트를, 수지 조성물층이 내층 기판과 접합하도록 내층 기판에 적층하고, 수지 조성물층을 열경화시켜 경화물층을 형성한다.
도 9는 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (i)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 지지체(330)와, 이 지지체(330) 위에 마련된 수지 조성물층(320a)을 포함하는 수지 시트(310)를 준비한다. 또한, 수지 조성물층(320a)이 내층 기판(200)과 접합하도록, 수지 시트(310)와 내층 기판(200)을 적층한다.
내층 기판(200)으로서는, 절연성의 기판을 사용할 수 있다. 내층 기판(200)으로서는, 예를 들어, 유리 에폭시 기판, 금속 기판, 폴리에스테르 기판, 폴리이미드 기판, BT 레진 기판, 열경화형 폴리페닐렌에테르 기판 등의 절연성 기재를 들 수 있다. 내층 기판(200)은, 그 두께 내에 배선 등을 만들어 넣은 내층 회로 기판이라도 좋다.
본 예에 나타내는 내층 기판(200)은, 제1 주표면(200a) 위에 마련된 제1 도체층(420)과, 제2 주표면(200b) 위에 마련된 외부 단자(240)를 구비한다. 제1 도체층(420)은, 복수의 배선을 포함해도 좋다. 단, 도 9에 나타내는 예에서는, 인덕터 소자의 코일상 도전성 구조체(400)(도 12 참조)를 구성하는 배선만이 나타나 있다. 외부 단자(240)는, 도시되어 있지 않은 외부의 장치 등과 전기적으로 접속하기 위한 단자일 수 있다. 외부 단자(240)는, 제2 주표면(200b)에 마련되는 도체층의 일부로서 구성할 수 있다.
제1 도체층(420), 및 외부 단자(240)를 구성할 수 있는 도체 재료로서는, 예를 들어, 제1예에서 설명한 도체층의 재료와 동일한 것을 들 수 있다.
제1 도체층(420), 및 외부 단자(240)는, 단층 구조라도, 다른 종류의 금속 또는 합금으로 이루어진 단금속층 또는 합금층이 2층 이상 적층한 복층 구조라도 좋다. 또한, 제1 도체층(420), 외부 단자(240)의 두께는, 후술하는 제2 도체층(440)과 동일할 수 있다.
제1 도체층(420) 및 외부 단자(240)의 라인(L)/스페이스(S) 비는 특별히 제한되지 않지만, 표면의 요철을 감소시켜 평활성이 우수한 경화물층을 얻는 관점에서, 통상 900/900㎛ 이하, 바람직하게는 700/700㎛ 이하, 보다 바람직하게는 500/500㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 300/300㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 200/200㎛ 이하이다. 라인/스페이스 비의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 스페이스로의 수지 조성물층의 매립을 양호하게 하는 관점에서 바람직하게는 1/1㎛ 이상이다.
내층 기판(200)은 제1 주표면(200a)으로부터 제2 주표면(200b)에 이르도록 내층 기판(200)을 관통하는 복수의 스루홀(220)을 가져도 좋다. 스루홀(220)에는 스루홀 내 배선(220a)이 마련되어 있다. 스루홀 내 배선(220a)은 제1 도체층(420)과 외부 단자(240)를 전기적으로 접속하고 있다.
수지 조성물층(320a)과 내층 기판(200)과의 접합은, 예를 들어, 지지체(330)측으로부터, 수지 시트(310)를 내층 기판(200)에 가열 압착함으로써 행할 수 있다. 수지 시트(310)를 내층 기판(200)에 가열 압착하는 부재(이하, 「가열 압착 부재」라고도 함)로서는, 예를 들어, 가열된 금속판(스테인리스(SUS) 경판 등) 또는 금속 롤(SUS 롤) 등을 들 수 있다. 한편, 가열 압착 부재를 수지 시트(310)에 직접적으로 접촉시켜 프레스하는 것이 아니고, 내층 기판(200)의 표면의 요철에 수지 시트(310)가 충분히 추종하도록, 내열 고무 등의 탄성재로 이루어진 시트 등을 개재하여 프레스하는 것이 바람직하다.
가열 압착할 때의 온도는 바람직하게는 80℃ 내지 160℃, 보다 바람직하게는 90℃ 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 100℃ 내지 120℃의 범위이며, 가열 압착할 때의 압력은 바람직하게는 0.098MPa 내지 1.77MPa, 보다 바람직하게는 0.29MPa내지 1.47MPa의 범위이고, 가열 압착할 때의 시간은 바람직하게는 20초간 내지 400초간, 보다 바람직하게는 30초간 내지 300초간의 범위이다. 수지 시트와 내층기판과의 접합은, 압력 26.7hPa 이하의 감압 조건 하에서 실시하는 것이 바람직하다.
수지 시트(310)의 수지 조성물층(320a)과 내층 기판(200)과의 접합은, 시판의 진공 라미네이터에 의해 행할 수 있다. 시판의 진공 라미네이터로서는, 예를 들어, 메이키 세사쿠쇼사 제조의 진공 가압식 라미네이터, 닛코 머티리얼즈사 제조의 베큠 어플리케이터 등을 들 수 있다.
수지 시트(310)와 내층 기판(200)과의 접합 후, 상압 하(대기압 하), 예를 들어 가열 압착 부재를 지지체(330)측으로부터 프레스함으로써, 적층된 수지 시트(310)의 평활화 처리를 행하여도 좋다. 평활화 처리의 프레스 조건은 상기 적층의 가열 압착 조건과 동일한 조건으로 할 수 있다. 평활화 처리는 시판의 라미네이터에 의해 행할 수 있다. 한편, 적층과 평활화 처리는 상기 시판의 진공 라미네이터를 사용하여 연속적으로 행하여도 좋다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (i)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 수지 시트(310)를 내층 기판(200)에 적층한 후, 수지 조성물층(320a)을 경화시켜 경화물층을 형성한다. 본 예에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 내층 기판(200)에 접합시킨 수지 조성물층(320a)을 열경화하여 제1 경화물층(320)을 형성한다.
수지 조성물층(320a)의 열경화 조건은 수지 조성물의 경화가 진행하는 범위에서 적절하게 설정할 수 있다. 경화 온도는 바람직하게는 120℃ 이상, 보다 바람직하게는 130℃ 이상, 더욱 바람직하게는 150℃ 이상이며, 바람직하게는 245℃ 이하, 보다 바람직하게는 220℃ 이하, 더욱 바람직하게는 200℃ 이하이다. 경화 시간은 바람직하게는 5분 이상, 보다 바람직하게는 10분 이상, 더욱 바람직하게는 15분 이상이고, 바람직하게는 120분 이하, 보다 바람직하게는 110분 이하, 더욱 바람직하게는 100분 이하이다.
지지체(330)는, 공정 (i)의 열경화 후와 공정 (ii)와의 사이에 제거해도 좋고 공정 (ii) 후에 박리해도 좋다.
경화물층의 조화 처리 전의 산술 평균 거칠기(Ra)로서는, 도금과의 사이의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 300nm 이상, 보다 바람직하게는 350nm 이상, 더욱 바람직하게는 400nm 이상이다. 상한은 바람직하게는 1000nm 이하, 보다 바람직하게는 900nm 이하, 더욱 바람직하게는 800nm 이하이다. 표면 거칠기(Ra)는, 예를 들어, 비접촉형 표면 조도계를 이용하여 측정할 수 있다.
공정 (i)은, 수지 시트 대신에 수지 조성물을, 다이코터 등을 사용하여 내층 기판(200) 위에 도포하여, 열경화시킴으로써 경화물층을 형성해도 좋다.
<공정 (ii)>
도 11은 본 발명의 일 실시형태의 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (ii)를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 공정 (ii)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 경화물층(320)에 천공 가공을 하여, 비아홀(360)을 형성하는 것을 포함한다. 비아홀(360)은, 제1 도체층(420)과, 후술하는 제2 도체층(440)을 전기적으로 접속하기 위한 경로가 된다. 비아홀(360)의 형성은, 예를 들어, 드릴, 레이저, 플라즈마 등을 사용하여 실시해도 좋다. 홀의 치수나 형상은, 프린트 배선판의 디자인에 따라 적절히 결정해도 좋다.
<공정 (iii)>
공정 (iii)에서, 비아홀을 형성한 경화물층의 표면을 조화 처리한다. 공정 (iii)에서의 조화 처리는 제1예의 공정 (4)에서 설명한 것과 동일한 방법으로 행할 수 있다.
경화물층의 조화 처리 후의 산술 평균 거칠기(Ra)로서는, 도금과의 사이의 밀착성을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 300nm 이상, 보다 바람직하게는 350nm 이상, 더욱 바람직하게는 400nm 이상이다. 상한은 바람직하게는 1500nm 이하, 보다 바람직하게는 1200nm 이하, 더욱 바람직하게는 1000nm 이하이다. 표면 거칠기(Ra)는, 예를 들어, 비접촉형 표면 조도계를 이용하여 측정할 수 있다.
<공정 (iv)>
도 12는 본 발명의 일 실시형태의 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에서 공정 (iv)을 설명하기 위한 모식적인 단면도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 공정 (iv)에서는 제1 경화물층(320) 위에 제2 도체층(440)을 형성한다.
제2 도체층(440)을 구성할 수 있는 도체 재료로서는, 제1예에서 설명한 도체층의 재료와 같은 것을 들 수 있다.
제2 도체층(440)의 두께는, 박형화의 관점에서, 바람직하게는 70㎛ 이하, 보다 바람직하게는 60㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 40㎛ 이하, 특히 바람직하게는 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 15㎛ 이하 또는 10㎛ 이하이다. 하한은 바람직하게는 1㎛ 이상, 보다 바람직하게는 3㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상이다.
제2 도체층(440)은 도금에 의해 형성할 수 있다. 제2 도체층(440)은, 예를 들어, 무전해 도금 공정, 마스크 패턴 형성 공정, 전해 도금 공정, 플래시 에칭 공정을 포함하는 세미 어디티브법, 풀 어디티브법 등의 습식 도금법에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 습식 도금법을 이용하여 제2 도체층(440)을 형성함으로써, 원하는 배선 패턴을 포함하는 제2 도체층(440)으로서 형성할 수 있다. 한편, 이 공정에 의해, 비아홀(360) 내에 비아홀 내 배선(360a)이 함께 형성된다.
제1 도체층(420) 및 제2 도체층(440)은, 예를 들어 후술하는 도 13 내지 15에 일례를 나타내는 바와 같이, 소용돌이 형상으로 형성되어 있어도 좋다. 일례에 있어서, 제2 도체층(440)의 소용돌이 형상의 배선부 중의 중심측의 일단은 비아홀 내 배선(360a)에 의해 제1 도체층(420)의 소용돌이 형상의 배선부 중의 중심측의 일단에 전기적으로 접속되어 있다. 제2 도체층(440)의 소용돌이 형상의 배선부 중의 외주측의 타단은 비아홀 내 배선(360a)에 의해 제1 도체층(420)의 랜드(420a)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서 제2 도체층(440)의 소용돌이 형상의 배선부 중의 외주측의 타단은 비아홀 내 배선(360a), 랜드(420a), 스루홀 내 배선(220a)을 거쳐 외부 단자(240)에 전기적으로 접속된다.
코일 형상 도전성 구조체(400)는, 제1 도체층(420)의 일부분인 소용돌이 형상의 배선부, 제2 도체층(440)의 일부분인 소용돌이 형상의 배선부, 제1 도체층(420)의 소용돌이 형상의 배선부와 제2 도체층(440)의 소용돌이 형상의 배선부를 전기적으로 접속하고 있는 비아홀 내 배선(360a)에 의해 구성되어 있다.
공정 (iv) 후, 추가로 도체층 위에 경화물층을 형성하는 공정을 행하여도 좋다. 상세는, 도 14에 일례를 나타내는 바와 같이, 제2 도체층(440) 및 비아홀 내 배선(360a)이 형성된 제1 경화물층(320) 위에 제2 경화물층(340)을 형성한다. 제2 경화물층은 이미 설명한 공정과 동일한 공정에 의해 형성해도 좋다. 이상의 방법에 의해, 수지 조성물의 경화물로 형성된 제1 경화물층(320) 및 제2 경화물층(340)을 포함하는 회로 기판(100)을 제조할 수 있다.
[11. 인덕터 기판]
인덕터 기판은, 상술한 회로 기판을 포함한다. 이러한 인덕터 기판은, 상술한 제1예에 따른 회로 기판의 제조 방법에 의해 얻어진 회로 기판을 포함하는 경우, 수지 조성물의 경화물의 주위의 적어도 일부에 도체에 의해 형성된 인덕터 패턴을 가질 수 있다. 이 경우, 인덕터 기판은, 예를 들어, 제1 금속층(12), 제2 금속층(13), 도금층(20) 및 패턴 도체층(41)의 적어도 일부에서 형성된 인덕터 패턴과, 이 인덕터 패턴에 둘러싸인 경화물(30)로 형성된 심부로 구성되는 인덕터 소자를 포함할 수 있다. 이러한 인덕터 기판은, 예를 들어 일본 공개특허공보 특개2016-197624호에 기재된 것을 적용할 수 있다.
또한, 제2예에 따른 회로 기판의 제조 방법에 의해 얻어진 회로 기판을 포함하는 경우, 인덕터 기판은, 경화물층과, 이 경화물층에 적어도 일부분이 매립된 도전성 구조체를 가질 수 있다. 또한, 이 인덕터 기판은, 도전성 구조체와, 경화물층의 두께 방향으로 연장하고, 또한 도전성 구조체에 둘러싸인 경화물층 중의 일부분에 의해 구성되는 인덕터 소자를 포함할 수 있다.
도 13은 인덕터 기판이 갖는 회로 기판(100)을 그 두께 방향의 한쪽에서 본 모식적인 평면도이다. 도 14는 도 13에 나타내는 II-II 일점 쇄선으로 나타낸 위치에서 절단한 회로 기판(100)의 절단 단면을 나타내는 모식적인 도면이다. 도 15는 인덕터 기판이 포함하는 회로 기판(100)의 제1 도체층(420)의 구성을 설명하기 위한 모식적인 평면도이다.
회로 기판(100)은, 도 13 및 도 14에 일례로 나타내는 바와 같이, 복수의 경화물층(제1 경화물층(320), 제2 경화물층(340)) 및 복수의 도체층(제1 도체층(420), 제2 도체층(440))을 갖는, 즉, 빌드업 경화물층 및 빌드업 도체층을 갖는 빌드업 배선판일 수 있다. 또한, 회로 기판(100)은 내층 기판(200)을 구비한다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 제1 경화물층(320) 및 제2 경화물층(340)은 일체적인 경화물층으로서 볼 수 있는 자성부(300)를 구성하고 있다. 따라서 코일상 도전성 구조체(400)는, 자성부(300)에 적어도 일부분이 매립되도록 마련되어 있다. 즉, 이 예에 나타내는 회로 기판(100)에서, 인덕터 소자는 코일상 도전성 구조체(400)와, 자성부(300)의 두께 방향으로 연장하고, 또한 코일상 도전성 구조체(400)에 둘러싸인 자성부(300) 중의 일부분인 심부에 의해 구성되어 있다.
도 15에 일례로서 나타내는 바와 같이, 제1 도체층(420)은 코일상 도전성 구조체(400)를 구성하기 위한 소용돌이 형상의 배선부와, 스루홀 내 배선(220a)과 전기적으로 접속되는 직사각형상의 랜드(420a)를 포함한다. 여기에 나타내는 예에서는, 소용돌이 형상의 배선부는 직선상부와 직각으로 굴곡하는 굴곡부와 랜드(420a)를 우회하는 우회부를 포함한다. 또한, 제1 도체층(420)의 소용돌이형상의 배선부는 전체의 윤곽이 대략 직사각형상으로서, 중심측에서 그 외측을 향함에 있어서 반시계방향으로 감고 있는 형상을 갖는다.
마찬가지로, 제1 경화물층(320) 위에는 제2 도체층(440)이 마련되어 있다. 제2 도체층(440)은 코일형상 도전성 구조체(400)를 구성하기 위한 소용돌이 형상의 배선부를 포함한다. 도 13 또는 도 14에서는 소용돌이 형상의 배선부는 직선상부와 직각으로 굴곡하는 굴곡부를 포함한다. 도 13 또는 도 14에서는 제2 도체층(440)의 소용돌이 형상의 배선부는 전체의 윤곽이 대략 직사각형상이고, 중심측에서 그 외측을 향함에 있어서 시계방향으로 감고 있는 형상을 갖는다.
상술한 인덕터 기판은, 반도체 칩 등의 전자 부품을 탑재하기 위한 배선판으로서 사용할 수 있고, 이러한 배선판을 내층 기판으로서 사용한 (다층) 프린트 배선판으로서 사용할 수도 있다. 또한, 이러한 배선판을 개편화한 칩 인덕터 부품으로서 이용할 수도 있고, 당해 칩 인덕터 부품을 표면 실장한 프린트 배선판으로서 이용할 수도 있다.
또한 이러한 배선판을 사용하여, 다양한 형태의 반도체 장치를 제조할 수 있다. 이러한 배선판을 포함하는 반도체 장치는, 전기 제품(예를 들어, 컴퓨터, 휴대전화, 디지털 카메라 및 텔레비전 등) 및 차량(예를 들어, 자동 이륜차, 자동차, 전차, 선박 및 항공기 등) 등에 적합하게 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하에 나타내는 실시예에 한정되지 않는다. 이하, 양을 나타내는 「부」 및 「%」는, 별도 명시가 없는 한, 각각 「질량부」 및 「질량%」를 나타낸다. 특히 온도의 지정이 없는 경우의 온도 조건 및 압력 조건은 실온(25℃) 및 대기압(1atm)이다.
[실시예 1]
FeNi 합금분 a1(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 49.75%, Ni 49.75%, B 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부, 액상 에폭시 수지 a(「630」, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 미츠비시 케미컬 제조, 에폭시 당량 95g/eq) 1질량부, 액상 에폭시 수지 b(「ZX-1059」, 비스페놀 A형 에폭시 수지와 비스페놀 F형 에폭시 수지의 혼합품, 닛테츠 케미컬 & 머티리얼사 제조, 23℃에서의 점도 2000mPa·s) 3질량부, 액상 에폭시 수지 c(「EP-4088S」, 글리시딜에테르형 지방족 에폭시 수지, ADEKA 제조, 23℃에서의 점도 230mPa·s) 3질량부, 및, 경화 촉진제(「2MZA-PW」, 이미다졸계 경화 촉진제, 시코쿠 카세이사 제조) 1질량부를 혼합하고, 고속 회전 믹서로 균일하게 분산하여, 페이스트상의 수지 조성물 1을 얻었다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 1의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 70체적%이었다.
[실시예 2]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a2(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 49.75%, Ni 49.75%, Si 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 페이스트상의 수지 조성물 2를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 2의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a2는 70체적%이었다.
[실시예 3]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a3(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 49.75%, Ni 49.75%, P 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 3을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 3의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a3은 70체적%이었다.
[실시예 4]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a4(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 39.75%, Ni 59.75%, B 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 4를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 4의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a4는 70체적%이었다.
[실시예 5]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a5(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 59.75%, Ni 39.75%, B 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 5를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 5의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a5는 70체적%이었다.
[실시예 6]
FeNi 합금분 a1의 양을 150질량부에서 100질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 6을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 6의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 61체적%이었다.
[실시예 7]
FeNi 합금분 a1의 양을 150질량부에서 190질량부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 7을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 7의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 75체적%이었다.
[실시예 8]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a6(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 49.95%, Ni 49.95%, B 0.1%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 8을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 8의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a6은 70체적%이었다.
[실시예 9]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a7(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 45%, Ni 45%, B 10%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 9를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 9의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a7은 70체적%이었다.
[실시예 10]
액상 에폭시 수지 a의 양을, 1질량부에서 4.5질량부로 변경하였다. 또한, 액상 에폭시 수지 b의 양을, 3질량부에서 1.5질량부로 변경하였다. 또한, 액상 에폭시 수지 c의 양을, 3질량부에서 1질량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 10을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 10의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 70체적%이었다.
[실시예 11]
액상 에폭시 수지 a의 양을, 1질량부에서 0.4질량부로 변경하였다. 또한, 액상 에폭시 수지 b의 양을, 3질량부에서 3.3질량부로 변경하였다. 또한, 액상 에폭시 수지 c의 양을, 3질량부에서 3.3질량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 11을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 11의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 70체적%이었다.
[실시예 12]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a8(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 49.75%, Ni 49.75%, B 0.5%의 합금; 체적 평균 입자직경 5.5㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 12를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 12의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a8은 70체적%이었다.
[비교예 1]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a9(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 50%, Ni 50%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 13을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 13의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분a9은 70체적%이었다.
[비교예 2]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a10(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 35%, Ni 65%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 14를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 14의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a10은 70체적%이었다.
[비교예 3]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a11(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 20%, Ni 80%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 15를 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 15의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a11은 70체적%이었다.
[비교예 4]
FeNi 합금분 a1 대신에, FeNi 합금분 a12(DOWA 일렉트로닉스사 제조; Fe 65%, Ni 35%의 합금; 체적 평균 입자직경 3㎛) 150질량부를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 16을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 16의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a12는 70체적%이었다.
[비교예 5]
액상 에폭시 수지 a를 사용하지 않았다. 또한, 액상 에폭시 수지 b의 양을, 3질량부에서 4질량부로 변경하였다. 이상의 사항 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 페이스트상의 수지 조성물 17을 제조하였다. 비중을 이용하여 계산한 바, 수지 조성물 17의 불휘발 성분 100체적%에 대해, FeNi 합금분 a1은 70체적%이었다.
[점도의 측정]
시료 온도를 23℃로 유지하고, E형 점도계(토키 산교사 제조 「RE-80U」, 3°×R9.7 로터)를 이용하여, 측정 샘플량 0.22ml, 회전수 5rpm의 측정 조건으로 점도 측정을 행하였다.
[비투자율 및 자성 손실의 측정]
지지체로서, 실리콘계 이형제 처리를 실시한 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(린텍사 제조 「PET501010」, 두께 50㎛)을 준비하였다. 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 수지 조성물을, 상기 PET 필름의 이형면 위에, 건조 후의 수지 조성물층의 두께가 100㎛가 되도록, 닥터 블레이드로 균일하게 도포하여, 자성 시트를 얻었다. 얻어진 자성 시트를 180℃에서 90분간 가열함으로써, 수지 조성물층을 열경화하였다. 그 후, 지지체를 박리함으로써, 시트상의 경화물을 얻었다. 얻어진 경화물을, 외형 19mm, 내경 9mm의 트로이달형 시험편으로 절단하여, 평가 샘플을 얻었다. 이 평가 샘플의 비투자율(μ') 및 허부(虛部)(μ")를, 측정기(Keysight Technologies사 제조 「16454A E4991B」)를 이용하여, 측정 주파수 50MHz, 실온 23℃에서 측정하였다. 자성 손실은 μ"/μ'로부터 산출하였다.
비투자율을 이하의 기준으로 평가하였다.
「양호」: 비투자율이 12 이상.
「불량」: 비투자율이 12 미만.
자성 손실을 이하의 기준으로 평가하였다.
「양호」: 자성 손실이 0.1 미만.
「불량」: 자성 손실이 0.1 이상.
[연마 가공성의 평가]
- 평가 기판의 제작 -
지지체로서, 표면에 동박을 갖는 유리포 기재 에폭시 수지 양면 동장 적층판(동박의 두께 18㎛, 기판의 두께 0.8mm, 파나소닉사 제조 「R1515A」)을 준비하였다. 이 지지체의 표면의 동박을, 모두 에칭하여 제거하였다. 그 후, 190℃에서 30분 건조를 행하였다. 실시예 및 비교예에서 제조한 각 수지 조성물을, 상기 지지체 위에, 건조 후의 수지 조성물층의 두께가 200㎛가 되도록, 닥터 블레이드로 균일하게 도포하여, 자성 시트를 얻었다. 얻어진 자성 시트를 190℃에서 90분간 가열함으로써 수지 조성물층을 열경화하여, 시트상의 경화물을 얻었다.
- 연마 가공성의 평가 -
연마기(이시이 효키사 제조 「NT-700IM」)를 이용하여, 경화물의 표면을, 일정한 조건으로 일정한 시간, 버프 연마하였다. 연마 후의 경화물의 두께를 막후계로 측정하여 하기의 기준으로 평가하였다. 두께가 작을수록 연마 가공성이 우수함을 나타낸다.
「A」: 연마 후의 두께가 100㎛ 미만.
「B」: 연마 후의 두께가 100㎛ 이상 150㎛ 미만.
「C」: 연마 후의 두께가 150㎛ 이상.
[결과]
실시예 및 비교예의 결과를 하기의 표 1 및 표 2에 나타낸다. 하기 표에서, D50은 체적 평균 입자직경을 나타낸다.
Figure pat00006
Figure pat00007
[참고예 1]
FeNi 합금분의 X선 회절 스펙트럼을 측정한 경우, 일반적으로, 면 지수(0,0,2)에 있어서 강한 피크가 관찰된다. 따라서, 2θ = 50.5 내지 52.0°의 범위에서 관찰되는 피크의 폭(적분 폭)에 의해, 결정 구조의 변형을 평가할 수 있다. 따라서, 첨가 원소에 의해 FeNi 합금의 결정 구조의 변형이 생기고 있는 것을 확인하기 위해 하기의 실험을 행하였다. 하기의 실험에서는, 피크의 적분 폭으로서, 당해 피크의 반값 전폭을 채용하였다.
첨가 원소를 포함하는 FeNi 합금분 a1의 X선 회절 스펙트럼을 측정하여, 2θ = 50.5 내지 52.0°에 나타나는 피크의 적분 폭 w1을 측정하였다.
첨가 원소를 포함하지 않는 FeNi 합금분 a9의 X선 회절 스펙트럼을 측정하여, 2θ = 50.5 내지 52.0°에 나타나는 피크의 적분 폭 w9를 측정하였다.
적분 폭의 비 w1/w9를 계산한 바, 1.28이고, FeNi 합금분 a1 쪽이 FeNi 합금분 a9보다도 적분 폭이 넓어져 있었다. 이 결과로부터, 첨가 원소를 포함함으로써, FeNi 합금분의 결정 구조에 변형이 생겨 있음이 확인되었다. 본 발명자는 이러한 결정 구조의 변형이 상술한 효과가 얻어지는 한 가지 원인이라고 생각한다.
1 회로 기판
10 코어 기판
11 지지 기판
12 제1 금속층
13 제2 금속층
14 스루홀
20 도금층
21 연마면의 주위의 면
30 경화물
30a 수지 조성물
31 연마된 경화물의 면(연마면)
40 도체층
41 패턴 도체층
100 회로 기판
200 내층 기판
200a 제1 주표면
200b 제2 주표면
220 스루홀
220a 스루홀 내 배선
240 외부 단자
310 수지 시트
320 제1 경화물층
320a 수지 조성물층
330 지지체
360 비아홀
360a 비아홀 내 배선
400 코일상 도전성 구조체
420 제1 도체층
420a 랜드
440 제2 도체층

Claims (13)

  1. (A) FeNi 합금분과, (B) 분자 골격 중에 하나 이상의 질소 원자를 포함하는 에폭시 수지를 포함하고,
    (A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 포함하는, 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (A) 성분의 체적 평균 입자직경이 6.0㎛ 미만인, 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, (A) 성분의 양이, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100체적%에 대해, 60체적% 이상 85체적% 이하인, 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, (C) 23℃에서의 점도가 5mPa·s 이상 5000mPa·s 이하의 열경화성 수지를 추가로 포함하는, 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 수지 조성물에 포함되는 불휘발 성분 100질량%에 대한 (B) 성분 및 (C) 성분의 양을 각각 M(b) 및 M(c)라고 하는 경우, 비 M(b)/M(c)가 0.05 이상 2.50 이하인, 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, (D) 경화제를 추가로 포함하는, 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, (A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 0.01질량% 이상 15.00질량% 이하 포함하는, 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, (A) 성분이, B, P 및 Si으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1 이상의 원소를 0.01질량% 이상 0.90질량% 이하 포함하는, 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 23℃에서 페이스트상인, 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 홀 충전용인, 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물의 경화물.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물의 경화물을 포함하는 회로 기판.
  13. 제12항에 기재된 회로 기판을 포함하는 인덕터 기판.
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