TW202332330A - 組成物、電路基板、及組成物之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明之目的在於提供一種UV雷射加工性優異,且電特性良好之組成物、電路基板、及組成物之製造方法。組成物含有全氟系氟樹脂及氧化鋅。
Description
本發明係關於一種組成物、電路基板、及組成物之製造方法。
隨著通訊之高速化,用於電氣機器、電子機器、通訊機器等之電路基板需要低介電、低損耗之材料。作為此種材料,對氟樹脂進行了研究,但氟樹脂難以吸收紫外線,UV雷射加工性較差,在該方面有改善之餘地。
於專利文獻1中記載有將氧化鈦等摻合至氟樹脂中,提高紫外線吸收性之方法。
又,於專利文獻2中記載有將氧化鋅摻合至氟樹脂中,賦予遮蔽紫外線之功能之方法。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2020-37662號公報
專利文獻2:日本專利第5246619號公報
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的在於提供一種UV雷射加工性優異,且電特性良好之組成物、電路基板、及組成物之製造方法。
[解決課題之技術手段]
本發明(1)係關於一種組成物(以下,亦記載為「本發明之組成物」),其含有全氟系氟樹脂及氧化鋅。
本發明(2)係如本發明(1)之組成物,其中,相對於上述組成物,上述氧化鋅之含量為0.01~5.0質量%。
本發明(3)係如本發明(1)或(2)之組成物,其中,上述氧化鋅之平均粒徑為0.01~1.0 μm。
本發明(4)係與如本發明(1)至(3)中任一項之任意組合之組成物,其中,於雷射顯微鏡觀察之影像解析中,每1 mm
2之面積,上述氧化鋅之10 μm以上之塊未達200個。
本發明(5)係與如本發明(1)至(4)中任一項之任意組合之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂之不穩定末端基,每碳數1×10
6個,未達200個,上述不穩定末端基係選自由存在於上述全氟系氟樹脂之主鏈末端之-COF、-COOH、-COOCH
3、-CONH
2及-CH
2OH所組成之群中之至少一種。
本發明(6)係與如本發明(1)至(5)中任一項之任意組合之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂係選自由聚四氟乙烯、四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物及四氟乙烯/六氟丙烯共聚物所組成之群中之至少一種。
本發明(7)係與如本發明(1)至(6)中任一項之任意組合之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂之熔點為240~340℃。
本發明(8)係與如本發明(1)至(7)中任一項之任意組合之組成物,其含有上述氧化鋅以外之無機填料。
本發明(9)係如本發明(8)之組成物,其中,上述無機填料為不具紫外線吸收性者。
本發明(10)係如本發明(8)或(9)之組成物,其中,上述無機填料為25℃、1 GHz之相對介電常數為5.0以下且25℃、1 GHz之介電損耗正切為0.01以下者。
本發明(11)係與如本發明(8)至(10)中任一項之任意組合之組成物,其中,相對於上述組成物,上述無機填料之含量為10~60質量%。
本發明(12)係與如本發明(1)至(11)中任一項之任意組合之組成物,其25℃、10 GHz之介電損耗正切為0.003以下。
本發明(13)係與如本發明(1)至(12)中任一項之任意組合之組成物,其中,上述組成物之25℃、10 GHz之介電損耗正切相對於上述全氟系氟樹脂之25℃、10 GHz之介電損耗正切的增加率為330%以下。
本發明(14)係與如本發明(1)至(13)中任一項之任意組合之組成物,其為電路基板之絕緣材料。
本發明(15)係與如本發明(1)至(14)中任一項之任意組合之組成物,其中,上述電路基板之絕緣材料係低介電材料。
又,本發明(16)係關於一種電路基板(以下,亦記載為「本發明之電路基板」),其具有與本發明(1)至(15)中任一項之任意組合之組成物、及導電層。
本發明(17)係如本發明(16)之電路基板,其中,上述導電層為金屬。
本發明(18)係如本發明(17)之電路基板,其中,上述金屬之上述組成物側之面之表面粗糙度Rz為2.0 μm以下。
本發明(19)係如本發明(17)或(18)之電路基板,其中,上述金屬為銅。
本發明(20)係如本發明(19)之電路基板,其中,上述銅為壓延銅或電解銅。
本發明(21)係與如本發明(16)至(20)中任一項之任意組合之電路基板,其為印刷基板、積層電路基板或高頻基板。
又,本發明(22)係關於一種與本發明(1)至(15)中任一項之任意組合之組成物之製造方法(以下,亦記載為「本發明之製造方法」),其對上述全氟系氟樹脂及上述氧化鋅進行熔融混練,獲得上述組成物。
又,本發明(23)係關於一種由與本發明(1)至(15)中任一項之任意組合之組成物構成之氟樹脂片之製造方法(以下,亦記載為「本發明之氟樹脂片之製造方法」),其對上述組成物進行漿料擠出成形或粉體壓延成形,獲得上述氟樹脂片。
[發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種UV雷射加工性優異,且電特性良好之組成物、電路基板、及組成物之製造方法。
於本說明書中,「有機基」意指含有1個以上之碳原子之基、或自有機化合物去除1個氫原子而形成之基。
該「有機基」之例包括:
可具有1個以上之取代基之烷基、
可具有1個以上之取代基之烯基、
可具有1個以上之取代基之炔基、
可具有1個以上之取代基之環烷基、
可具有1個以上之取代基之環烯基、
可具有1個以上之取代基之環烷二烯基、
可具有1個以上之取代基之芳基、
可具有1個以上之取代基之芳烷基、
可具有1個以上之取代基之非芳香族雜環基、
可具有1個以上之取代基之雜芳基、
氰基、
甲醯基、
RaO-、
RaCO-、
RaSO
2-、
RaCOO-、
RaNRaCO-、
RaCONRa-、
RaOCO-、
RaOSO
2-、及
RaNRbSO
2-
(該等式中,Ra獨立地為
可具有1個以上之取代基之烷基、
可具有1個以上之取代基之烯基、
可具有1個以上之取代基之炔基、
可具有1個以上之取代基之環烷基、
可具有1個以上之取代基之環烯基、
可具有1個以上之取代基之環烷二烯基、
可具有1個以上之取代基之芳基、
可具有1個以上之取代基之芳烷基、
可具有1個以上之取代基之非芳香族雜環基、或
可具有1個以上之取代基之雜芳基,
Rb獨立地為H或可具有1個以上之取代基之烷基)。
作為上述有機基,較佳為可具有1個以上之取代基之烷基。
以下,對本發明具體地進行說明。
本發明之組成物含有全氟系氟樹脂及氧化鋅。
本發明之組成物由於含有氧化鋅,因此即便含有全氟系氟樹脂,UV雷射加工性亦優異。
又,於專利文獻1中所記載之摻合有氧化鈦等之情形,存在全氟系氟樹脂之電特性受損之虞,但氧化鋅具有對電特性之影響較小之優點。因此,不僅是UV雷射加工性優異,電特性亦良好,所以成為適於高頻基板等之組成物。再者,雖然含有氧化鋅之氟樹脂被記載於專利文獻2中,但專利文獻2之氟樹脂是用作農業用棚室膜,因此沒有電特性之評價,並未顯示上述優點。
進一步,氧化鋅由於對熱之抗性強,因此可藉由熔融混練而與氟樹脂混合。藉由進行熔融混練,能夠使氧化鋅良好地分散於氟樹脂中,進一步提升UV雷射加工性。
此外,本發明之組成物由於使用全氟系氟樹脂,因此相較於乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)等其他氟樹脂,可得到良好的電特性。
上述全氟系氟樹脂係以全氟單體等之含氟單體為主成分之共聚物,係於構成主鏈之重複單元中,和碳原子鍵結之氫原子非常少的氟樹脂,於末端結構等構成主鏈之重複單元以外,即便含有和碳原子鍵結之氫原子亦可。又,只要樹脂中之含氟單體之含量為90 mol%以上,則即便共聚含氟單體以外之單體亦可。含氟單體之含量較佳為95 mol%以上,更佳為99 mol%以上,亦可為100 mol%。
作為上述全氟系氟樹脂,可使用為全氟單體之四氟乙烯[TFE]之聚合物、或與可與TFE共聚之共聚單體的共聚物等。
再者,於本說明書中,上述「全氟單體」意指與碳原子鍵結之氫原子全部被氟原子取代而成之單體。
作為上述共聚單體,只要為可與TFE共聚,且不含與構成主鏈之碳原子鍵結之氫原子者,則並無特別限定,例如可列舉:六氟丙烯[HFP]、或後述之氟烷基乙烯基醚、氟烷基乙烯、通式(100):CH
2=CFRf
101(式中,Rf
101為碳數1~12之直鏈或支鏈氟烷基)所表示之氟單體、氟烷基烯丙基醚等含氟單體。又,作為含氟單體以外之單體,可列舉伊康酸酐、檸康酸酐、5-降莰烯-2,3-二羧酸酐、順丁烯二酸酐等。上述共聚單體可單獨使用一種,亦可併用2種以上。
上述氟烷基乙烯基醚例如較佳為選自由
通式(110):CF
2=CF-ORf
111(式中,Rf
111表示全氟有機基)所表示之氟單體、
通式(120):CF
2=CF-OCH
2-Rf
121(式中,Rf
121為碳數為1~5之全氟烷基)所表示之氟單體、
通式(130):CF
2=CFOCF
2ORf
131(式中,Rf
131為碳數為1~6之直鏈或支鏈狀全氟烷基、碳數為5~6之環式全氟烷基、包含1~3個氧原子之碳數為2~6之直鏈或支鏈狀全氟氧烷基)所表示之氟單體、
通式(140):CF
2=CFO(CF
2CF(Y
141)O)
m(CF
2)
nF
(式中,Y
141表示氟原子或三氟甲基。m為1~4之整數。n為1~4之整數)所表示之氟單體、及
通式(150):CF
2=CF-O-(CF
2CFY
151-O)
n-(CFY
152)
m-A
151(式中,Y
151表示氟原子、氯原子、-SO
2F基或全氟烷基。全氟烷基可包含醚性氧及-SO
2F基。n表示0~3之整數。n個Y
151可相同亦可不同。Y
152表示氟原子、氯原子或-SO
2F基。m表示1~5之整數。m個Y
152可相同亦可不同。A
151表示-SO
2X
151、-COZ
151或-POZ
152Z
153。X
151表示F、Cl、Br、I、-OR
151或-NR
152R
153。Z
151、Z
152及Z
153相同或不同,表示-NR
154R
155或-OR
156。R
151、R
152、R
153、R
154、R
155及R
156相同或不同,表示H、銨、鹼金屬、可包含氟原子之烷基、芳基、或含磺醯基之基)所表示之氟單體
所組成之群中之至少一種。
於本說明書中,上述「全氟有機基」意指與碳原子鍵結之氫原子全部經氟原子取代而成之有機基。上述全氟有機基可具有醚氧。
作為通式(110)所表示之氟單體,可列舉Rf
111為碳數為1~10之全氟烷基的氟單體。上述全氟烷基之碳數較佳為1~5。
作為通式(110)中之全氟有機基,例如可列舉:全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等。
作為通式(110)所表示之氟單體,進而可列舉:上述通式(110)中Rf
111為碳數為4~9之全氟(烷氧基烷基)者;Rf
111為下述式:
(式中,m表示0或1~4之整數)所表示之基者;Rf
111為下述式:
(式中,n表示1~4之整數)所表示之基者等。
作為通式(110)所表示之氟單體,其中,較佳為全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE],更佳為
通式(160):CF
2=CF-ORf
161(式中,Rf
161表示碳數為1~10之全氟烷基)所表示之氟單體。Rf
161較佳為碳數為1~5之全氟烷基。
作為氟烷基乙烯基醚,較佳為選自由通式(160)、(130)及(140)所表示之氟單體所組成之群中之至少一種。
作為通式(160)所表示之氟單體(PAVE),較佳為選自由全氟(甲基乙烯基醚)[PMVE]、全氟(乙基乙烯基醚)[PEVE]、及全氟(丙基乙烯基醚)[PPVE]所組成之群中之至少一種,更佳為選自由全氟(甲基乙烯基醚)、及全氟(丙基乙烯基醚)所組成之群中之至少一種。
作為通式(130)所表示之氟單體,較佳為選自由CF
2=CFOCF
2OCF
3、CF
2=CFOCF
2OCF
2CF
3、及CF
2=CFOCF
2OCF
2CF
2OCF
3所組成之群中之至少一種。
作為通式(140)所表示之氟單體,較佳為選自由CF
2=CFOCF
2CF(CF
3)O(CF
2)
3F、CF
2=CFO(CF
2CF(CF
3)O)
2(CF
2)
3F、及CF
2=CFO(CF
2CF(CF
3)O)
2(CF
2)
2F所組成之群中之至少一種。
作為通式(150)所表示之氟單體,較佳為選自由CF
2=CFOCF
2CF
2SO
2F、CF
2=CFOCF
2CF(CF
3)OCF
2CF
2SO
2F、CF
2=CFOCF
2CF(CF
2CF
2SO
2F)OCF
2CF
2SO
2F及CF
2=CFOCF
2CF(SO
2F)
2所組成之群中之至少一種。
作為通式(100)所表示之氟單體,較佳為Rf
101為直鏈氟烷基之氟單體,更佳為Rf
101為直鏈全氟烷基之氟單體。Rf
101之碳數較佳為1~6。作為通式(100)所表示之氟單體,可列舉:CH
2=CFCF
3、CH
2=CFCF
2CF
3、CH
2=CFCF
2CF
2CF
3、CH
2=CFCF
2CF
2CF
2H、CH
2=CFCF
2CF
2CF
2CF
3、CHF=CHCF
3(E體)、CHF=CHCF
3(Z體)等,其中,較佳為CH
2=CFCF
3所表示之2,3,3,3-四氟丙烯。
作為氟烷基乙烯,較佳為
通式(170):CH
2=CH-(CF
2)
n-X
171(式中,X
171為H或F,n為3~10之整數)所表示之氟烷基乙烯,更佳為選自由CH
2=CH-C
4F
9及CH
2=CH-C
6F
13所組成之群中之至少一種。
作為上述氟烷基烯丙基醚,例如可列舉
通式(171):CF
2=CF-CF
2-ORf
111(式中,Rf
111表示全氟有機基)所表示之氟單體。
通式(171)之Rf
111與通式(110)之Rf
111相同。作為Rf
111,較佳為碳數為1~10之全氟烷基、或碳數為1~10之全氟烷氧基烷基。作為通式(171)所表示之氟烷基烯丙基醚,較佳為選自由CF
2=CF-CF
2-O-CF
3、CF
2=CF-CF
2-O-C
2F
5、CF
2=CF-CF
2-O-C
3F
7、及CF
2=CF-CF
2-O-C
4F
9所組成之群中之至少一種,更佳為選自由CF
2=CF-CF
2-O-C
2F
5、CF
2=CF-CF
2-O-C
3F
7、及CF
2=CF-CF
2-O-C
4F
9所組成之群中之至少一種,再更佳為CF
2=CF-CF
2-O-CF
2CF
2CF
3。
作為上述共聚單體,就能夠減少組成物之變形,能夠降低線膨脹率之方面而言,較佳為具有全氟乙烯基之單體,更佳為選自由全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)、六氟丙烯(HFP)、及全氟烯丙醚所組成之群中之至少一種,再更佳為選自由PAVE及HFP所組成之群中之至少一種,就能夠抑制組成物之焊料加工時之變形之方面而言,尤佳為PAVE。
上述全氟系氟樹脂較佳為合計包含所有單體單元之0.1質量%以上之上述共聚單體單元,更佳為包含1.0質量%以上,再更佳為包含1.1質量%以上。又,上述共聚單體單元之合計量較佳為所有單體單元之30質量%以下,更佳為20質量%以下,再更佳為15質量%以下。
上述共聚單體單元之量係藉由
19F-NMR法進行測定。
作為上述全氟系氟樹脂,就能夠減少組成物之變形,能夠降低線膨脹率之方面而言,較佳為選自由聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯(TFE)/全氟(烷基乙烯基)醚(PAVE)共聚物(PFA)及四氟乙烯(TFE)/六氟丙烯(HFP)共聚物(FEP)所組成之群中之至少一種,更佳為選自由PFA及FEP所組成之群中之至少一種,再更佳為PFA。
於上述全氟系氟樹脂為包含TFE單元及PAVE單元之PFA之情形時,較佳為相對於所有聚合單元包含PAVE單元0.1~12質量%。相對於所有聚合單元,PAVE單元之量更佳為0.3質量%以上,再更佳為0.7質量%以上,進而更佳為1.0質量%以上,尤佳為1.1質量%以上,又,更佳為8.0質量%以下,再更佳為6.5質量%以下,尤佳為6.0質量%以下。
再者,上述PAVE單元之量係藉由
19F-NMR法進行測定。
於上述全氟系氟樹脂為包含TFE單元及HFP單元之FEP之情形時,TFE單元與HFP單元之質量比(TFE/HFP)較佳為70~99/1~30(質量%)。上述質量比(TFE/HFP)更佳為85~95/5~15(質量%)。
上述FEP包含所有單體單元之1質量%以上、較佳為1.1質量%以上之HFP單元。
上述FEP較佳為包含TFE單元及HFP單元且包含全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]單元。
作為上述FEP中所含之PAVE單元,可列舉與構成上述PFA之PAVE單元相同者。其中,較佳為PPVE。
上述PFA不含HFP單元,因此於該方面與包含PAVE單元之FEP不同。
於上述FEP包含TFE單元、HFP單元、及PAVE單元之情形時,質量比(TFE/HFP/PAVE)較佳為70~99.8/0.1~25/0.1~25(質量%)。若處於上述範圍內,則耐熱性、耐化學品性優異。
上述質量比(TFE/HFP/PAVE)更佳為75~98/1.0~15/1.0~10(質量%)。
上述FEP合計包含所有單體單元之1質量%以上、較佳為1.1質量%以上之HFP單元及PAVE單元。
關於包含上述TFE單元、HFP單元、及PAVE單元之FEP,較佳為HFP單元為所有單體單元之25質量%以下。
若HFP單元之含量處於上述範圍內,則能夠獲得耐熱性優異之組成物。
HFP單元之含量更佳為20質量%以下,再更佳為18質量%以下。尤佳為15質量%以下。又,HFP單元之含量較佳為0.1質量%以上,更佳為1質量%以上。尤佳為2質量%以上。
再者,HFP單元之含量可藉由
19F-NMR法進行測定。
PAVE單元之含量更佳為20質量%以下,再更佳為10質量%以下。尤佳為3質量%以下。又,PAVE單元之含量較佳為0.1質量%以上,更佳為1質量%以上。再者,PAVE單元之含量可藉由
19F-NMR法進行測定。
上述FEP亦可進而包含其他乙烯性單體(α)單元。
作為其他乙烯性單體(α)單元,並無特別限定,只要為可與TFE、HFP及PAVE共聚之單體單元即可,例如可列舉:氟乙烯[VF]、偏二氟乙烯[VdF]、三氟氯乙烯[CTFE]等含氟乙烯性單體;或乙烯、丙烯、烷基乙烯基醚等非氟化乙烯性單體等。
於上述FEP包含TFE單元、HFP單元、PAVE單元、及其他乙烯性單體(α)單元之情形時,質量比(TFE/HFP/PAVE/其他乙烯性單體(α))較佳為70~98/0.1~25/0.1~25/0.1~10(質量%)。
上述FEP合計包含所有單體單元之1質量%以上、較佳為1.1質量%以上之除了TFE單元以外之單體單元。
上述全氟系氟樹脂亦較佳為上述PFA及上述FEP。換言之,亦可混合使用上述PFA與上述FEP。上述PFA與上述FEP之質量比(PFA/FEP)較佳為90/10~30/70,更佳為90/10~50/50。
上述PFA、上述FEP例如可藉由以往公知之方法製造,例如將作為其構成單元之單體、或聚合起始劑等添加劑適當混合,進行乳化聚合、懸浮聚合。
上述全氟系氟樹脂可為上述PTFE。
上述PTFE可為改質聚四氟乙烯(以下,稱為改質PTFE),可為均聚四氟乙烯(以下,稱為均PTFE),亦可為改質PTFE與均PTFE之混合物。再者,從使聚四氟乙烯之成形性維持良好之觀點而言,高分子PTFE中之改質PTFE之含有比例較佳為10重量%以上98重量%以下,更佳為50重量%以上95重量%以下。均PTFE並無特別限定,可合適地使用日本特開昭53-60979號公報、日本特開昭57-135號公報、日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭62-190206號公報、日本特開昭63-137906號公報、日本特開2000-143727號公報、日本特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號說明書、國際公開第2007/119829號說明書、國際公開第2009/001894號說明書、國際公開第2010/113950號說明書、國際公開第2013/027850號說明書等所揭示之均PTFE。當中,具有高延伸特性之日本特開昭57-135號公報、日本特開昭63-137906號公報、日本特開2000-143727號公報、日本特開2002-201217號公報、國際公開第2007/046345號說明書、國際公開第2007/119829號說明書、國際公開第2010/113950號說明書等所揭示之均PTFE較佳。
改質PTFE由TFE與TFE以外之單體(以下,稱為改質單體)構成。對於改質PTFE,可列舉被改質單體均勻地改質者、於聚合反應之初期經改質者、於聚合反應之末期經改質者等,並不特別限於其等。在不會大幅度地損害TFE單獨聚合物之性質之範圍內,改質PTFE較佳為藉由將微量之TFE以外之單體與TFE一起用於聚合而得到之TFE共聚物。改質PTFE例如可以合適地使用日本特開昭60-42446號公報、日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭62-190206號公報、日本特開昭64-1711號公報、日本特開平2-261810號公報、日本特開平11-240917、日本特開平11-240918、國際公開第2003/033555號說明書、國際公開第2005/061567號說明書、國際公開第2007/005361號說明書、國際公開第2011/055824號說明書、國際公開第2013/027850號說明書等所揭示者。當中,具有高延伸特性之日本特開昭61-16907號公報、日本特開昭62-104816號公報、日本特開昭64-1711號公報、日本特開平11-240917、國際公開第2003/033555號說明書、國際公開第2005/061567號說明書、國際公開第2007/005361號說明書、國際公開第2011/055824號說明書等所揭示之改質PTFE較佳。
改質PTFE含有基於TFE之TFE單元、及基於改質單體之改質單體單元。改質單體單元係改質PTFE之分子結構之一部分,係源自於改質單體之部分。改質PTFE較佳為含有總單體單元之0.001~0.500重量%之改質單體單元,較佳為含有0.01~0.30重量%。總單體單元係改質PTFE之分子結構中之源自所有單體之部分。
改質單體只要為可與TFE共聚者,則並無特別限定,例如可列舉:六氟丙烯(HFP)等全氟烯烴;三氟氯乙烯(CTFE)等氯氟烯烴;三氟乙烯、偏二氟乙烯(VDF)等含氫氟烯烴;全氟乙烯基醚;全氟烷基乙烯(PFAE)、乙烯等。所使用之改質單體可為一種,亦可為複數種。
全氟乙烯基醚並無特別限定,例如可列舉下述通式(1)所表示之全氟不飽和化合物等。
CF
2=CF-ORf・・・(1)
式中,Rf表示全氟有機基。
本說明書中,全氟有機基係與碳原子鍵結之氫原子全部被氟原子取代而成之有機基。上述全氟有機基亦可具有醚氧。
作為全氟乙烯基醚,例如可列舉上述通式(1)中Rf為碳數1~10之全氟烷基的全氟(烷基乙烯基醚)(PAVE)。全氟烷基之碳數較佳為1~5。作為PAVE中之全氟烷基,例如可列舉:全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基等。作為PAVE,較佳為全氟丙基乙烯基醚(PPVE)、全氟甲基乙烯基醚(PMVE)。
上述全氟烷基乙烯(PFAE)並無特別限定,例如可列舉:全氟丁基乙烯(PFBE)、全氟己基乙烯(PFHE)等。
作為改質PTFE中之改質單體,較佳為選自由HFP、CTFE、VDF、PAVE、PFAE及乙烯所組成之群中之至少一種。
上述全氟系氟樹脂較佳為無法熔融成形。無法熔融成形意指即便加熱到熔點以上,樹脂依舊不具充分的流動性,無法藉由樹脂中通常被使用之熔融成形之方法來進行成型之樹脂。PTFE即符合其定義。
於本發明中,較佳為藉由下述成形方法而形成氟樹脂片者,該成形方法係如使用像上述般無法熔融成形之全氟系氟樹脂,並將其纖維化。之後針對該成型方法進行敘述。
上述PTFE之SSG較佳為2.0~2.3。若使用此般PTFE,則易於得到具有高強度(凝聚力及每單位厚度之穿刺強度)之PTFE膜。具有高分子量之PTFE由於具有長的分子鏈,因此分子鏈難以形成規則地排列之結構。於此情形時,非晶質部之長度增加,分子彼此之交聯程度增加。認為分子彼此之交聯程度高時,PTFE膜不易因施加的負荷而變形,顯示優異的機械強度。又,若使用具有高分子量之PTFE,容易得到具有小的平均孔徑之PTFE膜。
上述SSG之下限更佳為2.05,再更佳為2.1。上述SSG之上限更佳為2.25,再更佳為2.2。
標準比重〔SSG〕係根據ASTM D-4895-89,製作試樣,以水置換法測定所得到之試樣之而得者。
於本實施形態中,構成PTFE粉末之PTFE之分子量(數量平均分子量)例如在200~1200萬之範圍。PTFE的分子量之下限値可為300萬,亦可為400萬。PTFE之分子量之上限値亦可為1000萬。
作為PTFE之數量平均分子量之測定方法,有從標準比重(Standard Specific Gravity)求出之方法、及利用熔融時之動態黏彈性之測定法。從標準比重求出之方法可藉由使用根據ASTM D-4895 98而成形之試樣並根據ASTM D-792之水置換法來實施。利用動態黏彈性之測定法例如於S.Wu的Polymer Engineering & Science, 1988, Vol. 28, 538、及同文獻之1989, Vol. 29, 273中有說明。
上述PTFE較佳為折射率在1.2~1.6之範圍內者。藉由形成為具有此般折射率者,從為低介電此方面而言較佳。可藉由調整極化率或主鏈之柔軟性之方法等來進行「使折射率落於上述範圍內者」。上述折射率之下限更佳為1.25,更佳為1.30,最佳為1.32。上述折射率之上限更佳為1.55,更佳為1.50,最佳為1.45。
上述折射率係使用折射計(Abbemat 300)測得之値。
又,上述PTFE之最大吸熱波峰溫度(結晶熔點)較佳為340±7℃。
PTFE可為利用微差掃描熱量法測得之結晶融解曲線上之吸熱曲線的最大峰值溫度在338℃以下之低熔點PTFE、與利用微差掃描熱量法測得之結晶融解曲線上之吸熱曲線的最大峰值溫度在342℃以上之高熔點PTFE。
低熔點PTFE係利用乳化聚合法進行聚合而製造之粉末,具有上述最大吸熱峰值溫度(結晶熔點),介電常數(ε)為2.08~2.2,介電損耗正切(tan δ)為1.9×10
-4~4.0×10
-4。作為市售品,例如可列舉大金工業(股份有限公司)製造之polyflon fine powder F201、同F203、同F205、同F301、同F302;旭硝子工業(股份有限公司)製造之CD090、CD076;Dopunt公司製造之TF6C、TF62、TF40等。
高熔點PTFE粉末亦為利用乳化聚合法進行聚合而製造之粉末,具有上述最大吸熱峰值溫度(結晶熔點),介電常數(ε)為2.0~2.1,介電損耗正切(tan δ)為1.6×10
-4~2.2×10
-4,整體都較低。作為市售品,例如可列舉大金工業(股份有限公司)製造之polyflon fine powder F104、F106; 旭硝子工業(股份有限公司)製造之CD1、CD141、CD123;Dopunt公司製造之TF6、TF65等。
再者,兩PTFE聚合粒子進行2次凝聚而成之粉末之平均粒徑通常較佳為250~2000 μm。尤其是,從提高預備成形時填充於模具時的流動性之方面而言,較佳為使用溶劑進行造粒而得到之造粒粉末。
滿足如上述般之各參數之粉末形狀的PTFE可藉由以往之製造方法來獲得。例如藉由國際公開第2015/080291號說明書或國際公開第2012/086710號說明書等所記載之製造方法來製造即可。
上述粉末狀之PTFE較佳為使用一次粒徑為0.05~10 μm者。藉由使用其,具有成形性、分散性優異之優點。再者,此處之一次粒徑係根據ASTM D 4895測得之値。
上述粉末狀之PTFE較佳含有50質量%以上之二次粒徑在500 μm以上之聚四氟乙烯樹脂,更佳含有80質量%以上。藉由為二次粒徑在500 μm以上之PTFE在該範圍內者,在可製作高強度之混合片材方面有利。
藉由使用二次粒徑在500 μm以上之PTFE,可得到更低電阻、高韌性之混合片材。
上述二次粒徑之下限更佳為300 μm,再更佳為350 μm。上述二次粒徑之上限更佳為700 μm以下,再更佳為600 μm以下。二次粒徑例如可利用篩分法等來求出。
從可得到更高強度且均質性優異之氟樹脂片之方面而言,上述粉末狀PTFE之平均一次粒徑較佳為50 nm以上。更佳為100 nm以上,再更佳為150 nm以上,尤佳為200 nm以上。
PTFE之平均一次粒徑愈大,則使用該粉末進行漿料擠出成形時,漿料擠出壓力之提高愈是受到抑制,成形性亦優異。上限並未特別限定,可為500 nm。從聚合步驟中之生產性之觀點而言,較佳為350 nm。
上述平均一次粒徑可以下述方式來決定,即:使用藉由聚合而得到之PTFE之水性分散液,製作將聚合物濃度調整成0.22質量%之水性分散液的550 nm之投射光相對於單位長度之穿透率、及測定穿透型電子顯微鏡照片中之定向徑而確定之平均一次粒徑的校準曲線,針對測定對象即水性分散液,測定上述穿透率,並根據上述校準曲線來決定平均一次粒徑。
本發明所使用之PTFE亦可具有核殼結構。作為具有核殼結構之PTFE,例如可列舉在粒子中含有高分子量之聚四氟乙烯之核、與更低分子量之聚四氟乙烯或改質聚四氟乙烯之殼的改質聚四氟乙烯。作為此種改質聚四氟乙烯,例如可列舉日本特表2005-527652號公報中記載之聚四氟乙烯。
上述全氟系氟樹脂之不穩定末端基較佳為每碳數1×10
6個,未達200個,更佳為未達120個,再更佳為未達70個。下限並未特別限定。若為上述範圍內,則電特性變得更良好。
再者,上述不穩定末端基較佳為選自由存在於上述全氟系氟樹脂之主鏈末端的-COF、-COOH、-COOCH
3、-CONH
2及-CH
2OH所組成之群中之至少一種。其等亦可與水締合。
例如可藉由對上述全氟系氟樹脂進行氟化處理來降低上述不穩定末端基之數量。
上述氟化處理可藉由公知之方法來進行,例如藉由使未經氟化處理之氟樹脂與含氟化合物進行接觸來進行。
又,作為上述含氟化合物,可舉出:在氟化處理條件下產生氟自由基之氟自由基源、例如F
2氣體、CoF
3、AgF
2、UF
6、OF
2、N
2F
2、CF
3OF、及氟化鹵素(例如IF
5、ClF
3)等。
上述不穩定末端基之數量可藉由紅外線光譜法來進行測定。具體而言,首先,對上述全氟系氟樹脂進行熔融擠出成形,而製作厚度0.25~0.3 mm之膜。利用傅立葉轉換紅外光譜法對此膜進行分析,得到上述共聚物之紅外線吸收光譜,並得到和經過完全氟化處理而不存在不穩定末端基之基礎光譜的差分光譜。根據下述式(A),從此差分光譜中所顯現之特定的不穩定末端基之吸收峰算出上述共聚物中之每碳原10
6個之不穩定末端基數N。
N=I×K/t (A)
I:吸光度
K:修正因數
t:膜厚(mm)
上述全氟系氟樹脂之熔點較佳為240~340℃。藉此,能夠容易地進行熔融混練。
上述全氟系氟樹脂之熔點更佳為318℃以下,再更佳為315℃以下,又,更佳為245℃以上,再更佳為250℃以上。
再者,全氟系氟樹脂之熔點係使用示差掃描熱量計〔DSC〕以10℃/分鐘之速度升溫時之熔解熱曲線上之極大值所對應的溫度。
上述全氟系氟樹脂於372℃之熔融流動速率(MFR)較佳為0.1~100 g/10分鐘。藉此,能夠容易地進行熔融混練。
MFR更佳為0.5 g/10分鐘以上,再更佳為1.5 g/10分鐘以上,且更佳為80 g/10分鐘以下,再更佳為40 g/10分鐘以下。
MFR係依據ASTM D1238,使用熔融指數測定儀(安田精機製作所(股)製造),以於372℃、5 kg負荷下自內徑2 mm、長度8 mm之噴嘴每10分鐘流出之聚合物之質量(g/10分鐘)之形式獲得的值。
上述全氟系氟樹脂之相對介電常數及介電損耗正切並無特別限定,於25℃、頻率10 GHz,相對介電常數只要為4.5以下即可,較佳為4.0以下,更佳為3.5以下,再更佳為2.5以下。又,介電損耗正切只要為0.01以下即可,較佳為0.008以下,更佳為0.005以下。其等之下限並無特別限定,例如相對介電常數可為1.0以上,介電損耗正切可為0.0001以上。
相對於上述組成物,上述全氟系氟樹脂之含量較佳為60質量%以上,更佳為70質量%以上,再更佳為80質量%以上,又,較佳為99.9質量%以下,更佳為99.0質量%以下。
上述氧化鋅之平均粒徑較佳為0.01~1.0 μm。若平均粒徑在上述範圍內,則凝集少,可得到良好的UV雷射加工性。上述平均粒徑之下限更佳為0.02 μm,再更佳為0.03 μm。上述平均粒徑之上限更佳為0.50 μm,再更佳為0.30 μm。
上述平均粒徑係藉由雷射繞射・散射法而測得之値。
上述氧化鋅亦可為經表面處理者,例如可為經氧化矽表面處理(較佳為含水氧化矽)者,即在表面形成有氧化矽之被覆層者。藉由上述氧化矽之被覆層,上述氧化鋅之表面活性受到抑制,因此變得不易產生因上述氧化鋅所導致之電特性之下降,本發明之組成物之電特性變得更加良好。
相對於上述氧化鋅,藉由上述氧化矽而形成之被覆層的量較佳為1質量%以上,更佳為2質量%以上,又,較佳為50質量%以下,更佳為20質量%以下。未達1質量%時,無法充分抑制上述氧化鋅之表面活性,若超過50質量%,則有上述氧化鋅之分散性下降之傾向。
利用上述氧化矽所進行之上述氧化鋅之表面處理,例如可根據日本特開平11-302015號公報之段落[0020]~[0022]所記載之方法來實施。利用此方法而實施了表面處理之氧化鋅,例如於25℃之對純水的溶解度以Zn計為2 ppm以下,且對0.0005質量%硫酸水溶液之溶解度以Zn計為20 ppm以下。再者,該等溶解度可以原子吸收光譜法來進行測定。
作為具有由此般氧化矽構成之被覆層之氧化鋅粒子之市售品,可舉:堺化學工業(股份有限公司)製造之「NANOFINE」(註冊商標)50-LP、100-LP等。
上述氧化鋅可以上述方法形成氧化矽之被覆層(第1被覆層)後,於其上形成第2被覆層。作為上述第2被覆層,例如可列舉:使用選自由Al、Ti、Zr、Sn、Sb及稀土元素所構成之群中之至少一種的氧化物而形成者。作為上述稀土元素,例如可列舉:釔、鑭、鈰、釹等。
上述第2被覆層例如可根據日本特開平11-302015號公報之段落[0025]~[0028]所記載之方法來形成。
相對於上述氧化鋅,上述第2被覆層的量較佳為0.5質量%以上,更佳為2質量%以上,又,較佳為30質量%,更佳為15質量%以下。
上述氧化鋅為了提高在上述全氟系氟樹脂中之分散性,可在形成上述第1被覆層或上述第2被覆層後,進一步以有機聚矽氧烷進行表面處理。關於此般用於表面處理之有機聚矽氧烷,相對於上述氧化鋅,通常為1~20質量份之範圍,較佳為3~10質量份之範圍。作為上述有機聚矽氧烷,例如可較佳地使用二甲基聚矽氧烷或甲基氫聚矽氧烷等。
相對於上述組成物,上述氧化鋅之含量較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,再更佳為0.1質量%以上,又,較佳為5.0質量%以下,更佳為4.0質量%以下,再更佳為3.0質量%以下。
關於本發明之組成物,於雷射顯微鏡觀察之影像解析中,每1 mm
2之面積,上述氧化鋅之10 μm以上之塊較佳為未達200個,更佳為100個以下,再更佳為20個以下。下限並無特別限定。若為該範圍,則上述氧化鋅良好地分散,UV雷射加工性尤其良好。
上述雷射顯微鏡觀察之影像解析係藉由下述實施例之方法來進行。
本發明之組成物亦可視需要含有其他成分。作為其他成分,可列舉:填充劑、交聯劑、抗靜電劑、耐熱穩定劑、發泡劑、發泡成核劑、抗氧化劑、界面活性劑、光聚合起始劑、抗磨劑、表面改質劑、樹脂(其中,不包括上述改質氟樹脂)、液晶聚合物等添加劑等。
作為上述其他成分,較佳為上述氧化鋅以外之無機填料。藉由含有無機填料,可獲得提升強度之效果、降低線膨脹係數之效果等。
上述無機填料較佳為不具紫外線吸收性者。不具紫外線吸收性意指波長為355 nm之光之吸光度未達0.1。
再者,上述光之吸光度係使用紫外可見近紅外分光光度計(例如,日本分光股份有限公司製造之「V-770」),藉由反射配置,對以厚度成為100 μm之方式填充之上述無機填料之粉末進行測定時的值。
又,上述無機填料亦較佳為25℃、1 GHz之相對介電常數為5.0以下,且25℃、1 GHz之介電損耗正切為0.01以下者。其等之下限並無特別限定,例如,相對介電常數可為1.0以上,介電損耗正切可為0.0001以上。
作為上述無機填料之具體例,可列舉:二氧化矽(silica,更加具體而言,結晶性二氧化矽、熔融二氧化矽、球狀熔融二氧化矽等)、氧化鈦、氧化鋯、氧化錫、氮化矽、碳化矽、氮化硼、碳酸鈣、矽酸鈣、鈦酸鉀、氮化鋁、氧化銦、氧化鋁、氧化銻、氧化鈰、氧化鎂、氧化鐵、摻錫氧化銦(ITO)等無機化合物(不包含氧化鋅)。又,可列舉:蒙脫石、滑石、雲母、軟水鋁石、高嶺土、膨潤石、硬矽鈣石、蛭石、絹雲母等礦物。作為其他無機填料,可列舉:碳黑、乙炔黑、科琴黑(Ketjenblack)、奈米碳管等碳化合物;氫氧化鋁、氫氧化鎂等金屬氫氧化物;玻璃珠、玻璃鱗片、玻璃氣球等各種玻璃等。
上述無機填料可為一種,亦可為兩種以上。
又,上述無機填料可直接使用粉體,亦可使用使其分散於樹脂中而成者。
作為上述無機填料,就提升強度之效果、降低線膨脹係數之效果優異之方面而言,較佳為選自由二氧化矽、氮化硼、滑石及氫氧化鋁所組成之群中之至少一種,尤佳為二氧化矽。
作為上述無機填料之形狀,並無特別限定,例如可使用粒狀、球狀、鱗片狀、針狀、柱狀、錘狀、錐台狀、多面體狀、中空狀等。尤佳為球狀、立方體、缽狀、圓盤狀、八面體狀、鱗片狀、棒狀、板狀、桿狀、四角狀、中空狀,更佳為球狀、立方狀、八面體狀、板狀、中空狀。藉由採用鱗片狀或針狀之形狀來排列具有各向異性之填料,能夠獲得更高之密接性。球狀填料由於表面積較小,故能減小對氟樹脂特性之影響,又,於摻合至液狀物中之情形時增黏之程度較小,就該方面而言較佳。
於本發明之組成物含有上述無機填料之情形時,相對於上述組成物,上述無機填料之含量較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上,又,較佳為60質量%以下,更佳為50質量%以下,再更佳為40質量%以下。
上述無機填料之平均粒徑較佳為0.1~20 μm。若平均粒徑處於上述範圍內,則凝集較少,能獲得良好之表面粗糙度。上述平均粒徑之下限更佳為0.2 μm,再更佳為0.3 μm。上述平均粒徑之上限更佳為5 μm,再更佳為2 μm。
上述平均粒徑係藉由雷射繞射散射法所測得之值。
上述無機填料之最大粒徑較佳為10 μm以下。若最大粒徑為10 μm以下,則凝集較少,分散狀態良好。進而,能夠使所獲得之氟樹脂材料之表面粗糙度較小。上述最大粒徑更佳為5 μm以下。最大粒徑係拍攝SEM(掃描式電子顯微鏡)照片,使用SEM用影像解析軟體,根據隨機選擇之200個粒子之影像資料求出。
上述無機填料亦可為進行了表面處理者,例如,亦可為利用聚矽氧化合物進行了表面處理者。藉由利用上述聚矽氧化合物進行表面處理,能夠降低無機填料之介電常數。
作為上述聚矽氧化合物,並無特別限定,可使用以往公知之聚矽氧化合物。例如較佳為含有選自由矽烷偶合劑及有機矽氮烷所組成之群中之至少一種。
關於上述聚矽氧化合物之表面處理量,相對於每單位表面積(nm
2),表面處理劑與無機填料表面之反應量較佳為0.1~10個,更佳為0.3~7個。
關於上述無機填料,例如,利用BET法所獲得之比表面積較佳為1.0~25.0 m
2/g,更佳為1.0~10.0 m
2/g,再更佳為2.0~6.4 m
2/g。藉由使比表面積處於上述範圍內,氟樹脂材料中之無機填料之凝集較少且表面平滑,因此較佳。
本發明之組成物之25℃、10 GHz的相對介電常數較佳為5.0以下,更佳為4.0以下,再更佳為3.5以下。下限並未特別限定,例如可為1.0。
本發明之組成物之25℃、10 GHz的介電損耗正切較佳為0.003以下,更佳為0.002以下,再更佳為0.0015以下。下限並未特別限定,例如可為0.0001以上。
又,相對於上述全氟系氟樹脂之25℃、10 GHz的介電損耗正切,本發明之組成物之介電損耗正切之增加率較佳為330%以下,更佳為310%以下,再更佳為300%以下,亦可為0%。
本發明之組成物可利用對上述全氟系氟樹脂及上述氧化鋅進行熔融混練而獲得上述組成物之製造方法來較佳地製造。本發明亦提供上述製造方法。
再者,本發明之組成物亦可藉由除了上述製造方法以外之方法製造,例如,射出成形;吹塑成形;吹脹成形;真空、壓空成形。又,若為分散或溶解於溶劑中之狀態,則亦可藉由漿料擠出、流延法等製造。
上述熔融混練中所使用之裝置並無特別限定,可使用雙軸擠出機、單軸擠出機、多軸擠出機、串列式擠出機等。
上述熔融混練之時間較佳為1~1800秒,更佳為60~1200秒。若時間過長,則存在氟樹脂劣化之虞,若時間過短,則存在無法使上述上述氧化鋅充分地分散之虞。
上述熔融混練之溫度只要為上述全氟系氟樹脂及上述氧化鋅之熔點以上即可,較佳為240~450℃,更佳為260~400℃。
本發明人等發現,含有全氟系氟樹脂及氧化鋅之本發明之組成物的UV雷射加工性及電特性(低介電常數等)優異,進而分散性亦良好。該等特性適合電路基板用材料。
即,本發明之組成物可較佳地用作電路基板之絕緣材料(特別是低介電材料)。
再者,於本說明書中,「低介電材料」意指25℃、10 GHz之相對介電常數為5.0以下、且25℃、10 GHz之介電損耗正切為0.003以下之材料,更佳為25℃、10 GHz之相對介電常數為4.0以下、且25℃、10 GHz之介電損耗正切為0.002以下之材料,再更佳為25℃、10 GHz之相對介電常數為3.5以下、且25℃、10 GHz之介電損耗正切為0.0015以下之材料。
本發明之電路基板具有上述本發明之組成物、及導電層。
作為上述導電層,較佳為使用金屬。
作為上述金屬,可列舉:銅、不鏽鋼、鋁、鐵、銀、金、釕等。又,亦可使用該等之合金。其中,較佳為銅。
作為上述銅,可使用壓延銅、電解銅等。
上述金屬之上述組成物側之面之表面粗糙度Rz較佳為2.0 μm以下。藉此,將上述組成物與上述金屬接合時之傳輸損耗變得良好。
上述表面粗糙度Rz更佳為1.8 μm以下,再更佳為1.5 μm以下,又,更佳為0.3 μm以上,再更佳為0.5 μm以上。
再者,上述表面粗糙度Rz係藉由JIS C 6515-1998之方法所算出之值(最大高度粗糙度)。
上述導電層之厚度例如可為2~200 μm,較佳為5~50 μm。
上述導電層可僅設置於包含本發明之組成物之層之單面,亦可設置於雙面。
包含本發明之組成物之層之膜厚例如可為1 μm~1 mm,較佳為1~500 μm。更佳為150 μm以下,再更佳為100 μm以下。
本發明之電路基板亦可為在本發明之組成物及導電層進一步積層有全氟系氟樹脂以外之樹脂者。
作為上述全氟系氟樹脂以外之樹脂,可合適地使用熱硬化性樹脂。
上述熱硬化性樹脂較佳為選自由聚醯亞胺、改質聚醯亞胺、環氧樹脂、熱硬化性改質聚苯醚所組成之群中之至少一種,更佳為環氧樹脂、改質聚醯亞胺、熱硬化性改質聚苯醚,再更佳為環氧樹脂、熱硬化性改質聚苯醚。
上述全氟系氟樹脂以外之樹脂亦可為熱硬化性樹脂以外之樹脂。
作為熱硬化性樹脂以外之樹脂,較佳為選自由液晶聚合物、聚苯醚、熱可塑性改質聚苯醚、環烯烴聚合物、環烯烴共聚物、聚苯乙烯、間規聚苯乙烯所組成之群中之至少一種。
上述全氟系氟樹脂以外之樹脂的厚度較佳為5 μm以上,更佳為10 μm以上,又,較佳為2000 μm以下,更佳為1500 μm以下。
再者,上述全氟系氟樹脂以外之樹脂較佳為厚度為大致固定之片狀,但於上述全氟系氟樹脂存在有厚度不同之部分時,上述厚度設為:測定將上述全氟系氟樹脂於長度方向等間隔地分割成10等份之地點的厚度,並取其等之平均而得者。
本發明之電路基板之厚度較佳為20 μm以上,更佳為30 μm以上,又,較佳為5000 μm以下,更佳為3000 μm以下。
再者,本發明之電路基板之形狀較佳為厚度為大致固定之片狀,但於上述基板存在有厚度不同之部分時,上述厚度設為:測定將上述基板於長邊方向等間隔地分割成10等份之地點的厚度,並取其等之平均而得者。
本發明之電路基板可較佳地用作印刷基板、積層電路基板(多層基板)、高頻基板。
高頻電路基板係即使於高頻帶亦能動作之電路基板。高頻帶可為1 GHz以上之頻帶,較佳為3 GHz以上之頻帶,更佳為5 GHz以上之頻帶。上限並無特別限定,可為100 GHz以下之頻帶。
本發明之電路基板較佳為片材。本發明之電路基板之厚度較佳為10~3500 μm,更佳為20~3000 μm。
又,本發明亦為可藉由將上述本發明之組成物進行成膜而得之氟樹脂片。此成膜方法並未限定,可藉由漿料擠出成形、粉體壓延成形等來進行。本發明之氟樹脂片可藉由下述製造方法,而合適地製造,即:對上述本發明之組成物進行漿料擠出成形或粉體壓延成形,從而得到上述氟樹脂片。本發明亦提供上述製造方法。
如上所述,作為本發明之氟樹脂片中所使用之全氟系氟樹脂,較佳使用無法熔融成形之全氟系氟樹脂。於使用此種全氟系氟樹脂時,在將其成形為片狀之情形時,較佳為藉由將作為原料之粉末狀PTFE纖維化來進行成形。
漿料擠出成形、粉體壓延成形之具體方法並未特別限定,以下記載一般的方法。
(漿料擠出成形)
上述氟樹脂片之製造方法可為含有以下步驟者:將使用烴系界面活性劑而得之全氟系氟樹脂(較佳為PTFE粉末)、氧化鋅、及擠出助劑混合之步驟(1a)、對所得到之混合物進行漿料擠出成形之步驟(1b)、對藉由擠出成形而得到之擠出物進行壓延之步驟(1c)、將壓延後之片乾燥之步驟(1d)、對乾燥後之片進行鍛燒而得到成形體之步驟(1e)。
上述漿料擠出成形亦可將顏料或填充劑等以往公知之添加劑加入上述PTFE粉末中來進行。
作為上述擠出助劑,並無特別限定,可使用一般公知者。例如可舉烴油等。
(粉體壓延成形)
上述氟樹脂片亦可藉由粉體壓延成形來進行成形。粉體壓延成形係藉由對樹脂粉體賦予剪切力而使其纖維化,藉此成形為片狀之方法。之後,亦可包含進行鍛燒而獲得成形體之步驟。
更具體而言,可藉由具有以下步驟之製造方法而得,即:
一邊混合含有全氟系氟樹脂與氧化鋅之原料組成物,一邊賦予剪切力之步驟(1),
將藉由上述步驟(1)而獲得之混合物成形為塊狀之步驟(2),及
將藉由上述步驟(2)而獲得之塊狀之混合物壓延成片狀之步驟(3)。
再者,於藉由此般粉體壓延成形而形成為片之情形時,較佳為僅混合全氟系氟樹脂與氧化鋅而進行成形。
[實施例]
其次,舉出實施例對本發明更詳細地進行說明,但本發明並非僅限於該等實施例。
實施例中所使用之材料如下。
(氟樹脂)
PFA(1)(TFE/PAVE(質量%):94.6/5.4,含氟單體之含量:100 mol%,熔點:303℃,MFR:14 g/10分鐘,相對介電常數(25℃、10 GHz):2.1,介電損耗正切(25℃、10 GHz):0.00031,不穩定末端基之數量:每碳數1×10
6個0個,不穩定末端基之種類:-COF及-COOH,及與水締合之-COOH、-CH
2OH、-CONH
2及-COOCH
3)
PFA(2)(TFE/PAVE(質量%):94.6/5.4,含氟單體之含量:100 mol%,熔點:303℃,MFR:14 g/10分鐘,相對介電常數(25℃、10 GHz):2.1,介電損耗正切(25℃、10 GHz):0.0010,不穩定末端基之數量:每碳數1×10
6個178個,不穩定末端基之種類:-COF及-COOH,及與水締合之-COOH、-CH
2OH、-CONH
2及-COOCH
3)
FEP(TFE/HFP(質量%):90/10,含氟單體之含量:100 mol%,熔點:270℃,MFR:6 g/10分鐘,相對介電常數(25℃、10 GHz):2.1,介電損耗正切(25℃、10 GHz):0.00080,不穩定末端基之數量:每碳數1×10
6個30個,不穩定末端基之種類:-COF及-COOH,及與水締合之-COOH、-CH
2OH、-CONH
2及-COOCH
3)
PTFE
ETFE(乙烯/TFE(質量%):21/79,含氟單體之含量:52 mol%,相對介電常數(25℃、10 GHz):2.36,介電損耗正切(25℃、10 GHz):0.0716)
(無機填料)
氧化鋅(1)(平均粒徑:150 nm,表面處理:無)
氧化鋅(2)(平均粒徑:35 nm,表面處理:矽烷處理(以平均粒徑0.02 μm之氧化矽處理)、藉由氧化矽而形成之被覆層的量:4.9質量%)
氧化鈦:(平均粒徑:150 nm,表面處理:無)
二氧化矽(無紫外線吸收性(波長為355 nm之光之吸光度:未達0.1),相對介電常數(25℃,1 GHz):2.8,介電損耗正切(25℃,1 GHz):0.001,平均粒徑:0.5 μm,比表面積:6.1 m
2/g,表面處理:無)
(實施例1~7及比較例1~4)
使用Laboplastomill混合機,以表1中所示之比率(質量%)對氟樹脂及無機填料進行熔融混練(時間:600秒,溫度:350℃),獲得組成物。
以表1中所示之加工溫度對所獲得之組成物進行擠出成形,獲得表1中所示之厚度之片材。
實施例7係將實施例1中所獲得之片材與銅箔(電解銅,厚度:9 μm,與片材接合之側之表面粗糙度Rz:1.5 μm)積層,於加熱溫度:320℃、壓力:15 kN之條件加壓5分鐘,藉此獲得於銅箔之單面接合有片材之接合體。
實施例8:於室溫將表1所示之比例(質量%)之PTFE、氧化鋅(1)、及助劑IP2028 22份混合攪拌,使用出口為平板狀之模具(厚度1 mm、寬度100 mm),以40℃對熟成16小時之混合物進行漿料擠出,而得到片。對所得到之片進行輥壓延,藉此製作表1所示之厚度的片,進一步以360℃對其進行20分鐘鍛燒,藉此獲得評價用片。
(UV雷射加工性)
對上述片材評價於以下條件照射UV雷射時之狀態。實施例9係對接合體中之片材照射UV雷射。
孔徑:100 μm
功率:2 W
重複發數:7次
評價係按照下述基準進行。
◎:貫通,無碳化
○:雖然貫通,但產生碳化
×:無貫通
(氧化鋅之塊之數量(雷射顯微鏡觀察之影像解析)、添加劑分散性)
藉由以下方法,對每1 mm
2之面積之氧化鋅之10 μm以上之塊之數量進行評價。
用剃刀切割試樣(片材),藉由雷射顯微鏡對剖面進行觀察。關於氧化鋅之塊之數量,對以倍率50倍測得之影像中每0.069 mm
2(縱0.23 mm,橫0.3 mm)之面積之塊之數量進行計數,換算為每1 mm
2之面積之塊之數量。
又,按照以下所述之基準,對添加劑(氧化鋅)之分散性進行評價。
◎:雷射顯微鏡觀察之影像解析中氧化鋅之10 μm以上之塊之數量未達20個
○:雷射顯微鏡觀察之影像解析中氧化鋅之10 μm以上之塊之數量為20個以上且未達200個,但目視評價下均一
×:雷射顯微鏡觀察之影像解析中氧化鋅之10 μm以上之塊之數量為200個以上,且目視評價下不均一
再者,關於摻合氧化鈦來取代氧化鋅之比較例3,針對氧化鈦,進行與上述相同之評價。
(相對介電常數(Dk)、介電損耗正切(Df))
對實施例1、實施例2、比較例3、及比較例4之片材,使用分離圓筒儀式介電常數、介電損耗正切測定裝置(EM lab公司製造),測定於25℃、10 GHz之Dk及Df。又,針對測得之Df,利用下述算式,來算出相對於樹脂單獨之Df(無機填料添加前之Df)之增加率。
結果,
實施例1為Dk:2.06、Df:0.00084、Df之增加率:171%、
實施例2為Dk:2.02、Df:0.00122、Df之增加率:294%、
比較例3為Dk:2.12、Df:0.00150、Df之增加率:384%、
比較例4為Dk:2.22、Df:0.0132、Df之增加率:<1%。
比較例4其Df之增加率低,但Df値高。
[增加率之算式]
(增加率/%)=(Df2-Df1)×100/Df1
Df2:無機填料添加後之Df/-
Df1:無機填料添加前之Df/-
[表1]
表面處理 | 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 實施例8 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | ||
組成(質量%) | PFA(1) | - | 99 | 98 | 99 | 89 | 99 | 100 | 90 | 98 | ||||
PFA(2) | - | 99 | ||||||||||||
FEP | - | 98 | ||||||||||||
PTFE | - | 99 | ||||||||||||
ETFE | - | 98 | ||||||||||||
氧化鋅(1) 粒徑150 nm | 無 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | |||||
氧化鋅(2) 粒徑35 nm | 矽烷處理 | 1 | ||||||||||||
氧化鈦 粒徑150 nm | 無 | 2 | ||||||||||||
二氧化矽 | - | 10 | 10 | |||||||||||
覆銅積層化(單面、銅箔厚度18 μm) | - | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | 有 | 無 | 無 | 無 | 無 | 無 | |
加工溫度/℃ | - | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | 300 | 350 | 40 | 350 | 350 | 350 | 310 | |
厚度/um | - | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
UV雷射加工性 | - | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | × | × | ◎ | ◎ | |
添加劑分散性 | - | 〇 | 〇 | ◎ | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | 〇 | - | - | ◎ | 〇 |
無
無
Claims (23)
- 一種組成物,其含有全氟系氟樹脂及氧化鋅。
- 如請求項1之組成物,其中,相對於上述組成物,上述氧化鋅之含量為0.01~5.0質量%。
- 如請求項1或2之組成物,其中,上述氧化鋅之平均粒徑為0.01~1.0 μm。
- 如請求項1至3中任一項之組成物,其中,於雷射顯微鏡觀察之影像解析中,每1 mm 2之面積,上述氧化鋅之10 μm以上之塊未達200個。
- 如請求項1至4中任一項之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂之不穩定末端基,每碳數1×10 6個,未達200個, 上述不穩定末端基係選自由存在於上述全氟系氟樹脂之主鏈末端之-COF、-COOH、-COOCH 3、-CONH 2及-CH 2OH所組成之群中之至少一種。
- 如請求項1至5中任一項之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂係選自由聚四氟乙烯、四氟乙烯/全氟(烷基乙烯基醚)共聚物及四氟乙烯/六氟丙烯共聚物所組成之群中之至少一種。
- 如請求項1至6中任一項之組成物,其中,上述全氟系氟樹脂之熔點為240~340℃。
- 如請求項1至7中任一項之組成物,其含有上述氧化鋅以外之無機填料。
- 如請求項8之組成物,其中,上述無機填料為不具紫外線吸收性者。
- 如請求項8或9之組成物,其中,上述無機填料係25℃、1 GHz之相對介電常數為5.0以下,且25℃、1 GHz之介電損耗正切為0.01以下者。
- 如請求項8至10中任一項之組成物,其中,相對於上述組成物,上述無機填料之含量為10~60質量%。
- 如請求項1至11中任一項之組成物,其25℃、10 GHz之介電損耗正切為0.003以下。
- 如請求項1至12中任一項之組成物,其中,上述組成物之25℃、10 GHz之介電損耗正切相對於上述全氟系氟樹脂之25℃、10 GHz之介電損耗正切的增加率為330%以下。
- 如請求項1至13中任一項之組成物,其為電路基板之絕緣材料。
- 如請求項1至14中任一項之組成物,其中,上述電路基板之絕緣材料係低介電材料。
- 一種電路基板,其具有請求項1至15中任一項之組成物、及導電層。
- 如請求項16之電路基板,其中,上述導電層為金屬。
- 如請求項17之電路基板,其中,上述金屬之上述組成物側之面之表面粗糙度Rz為2.0 μm以下。
- 如請求項17或18之電路基板,其中,上述金屬為銅。
- 如請求項19之電路基板,其中,上述銅為壓延銅或電解銅。
- 如請求項16至20中任一項之電路基板,其為印刷基板、積層電路基板或高頻基板。
- 一種請求項1至15中任一項之組成物之製造方法,其對上述全氟系氟樹脂及上述氧化鋅進行熔融混練,獲得上述組成物。
- 一種由請求項1至15中任一項之組成物構成之氟樹脂片之製造方法,其對上述組成物進行漿料擠出成形或粉體壓延成形,獲得上述氟樹脂片。
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