專利名稱:樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、半固化片、電子器件以及多層基板的制作方法
技術領域:
本發明涉及樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、半固化片、電子器件以及多層基板,更詳細地說,涉及在100Mz以上的高頻領域中有用的樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、半固化片、電子器件以及多層基板。
背景技術:
近年來,隨著通信信息的急增,人們強烈地期望通信機器的小型化、輕量化,由此人們期望電子器件的小型化、輕量化。另一方面,攜帶式移動通信、衛星通信中使用千兆Hz帶的高頻領域的電波。
為了對應上述的高頻領域的電波,要求電子器件的能量損失或輸送損失小。即,在電子器件中,產生被稱為介電損耗的在輸送過程中的輸送損失,但該輸送損失作為熱能量在電子器件中被消耗,成為電子器件發熱的原因,所以不優選。
輸送損失通常用下述式輸送損失=系數×頻率×(介電常數)1/2×介電損耗角正切表示,所以為了降低輸送損失,需要使介電常數、介電損耗角正切變小。
另一方面,為了實現電子器件的小型化、輕量化,需要提高單位面積的靜電容量值并使電極面積變小。
靜電容量值通常用下述式靜電容量值=真空的介電常數×材料的相對介電常數×電極面積/絕緣層厚度表示,所以為了提高靜電容量值需要提高材料的相對介電常數。
因此,為了全部達成在高頻領域中的輸送損失的降低以及電子器件的小型化、輕量化,人們期望取得提高介電常數且降低介電損耗角正切的平衡的材料。
就介電常數高的材料而言,通常已知的有聚偏二氟乙烯、三氟乙烯-四氟乙烯的共聚物、含有氰基的聚合物等,但在頻率特性、低介電損耗正切、耐熱性方面存在著問題,不能說適合用作構成電子器件的絕緣材料。
另外,就介電常數低的材料而言,已知有聚烯烴、氯乙烯樹脂、氟樹脂、間規立構聚苯乙烯、芳香族聚酯樹脂等的熱塑性樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、環氧樹脂、雙馬來酰亞胺三嗪樹脂(BT樹脂)、交聯性聚苯醚、固化性聚苯醚、聚乙烯基芐基醚樹脂、苯并環丁烯樹脂等各種樹脂,但這些樹脂如上述那樣不僅不能對應使用于高頻領域的電波,而且其現實是不能全部滿足耐熱性、薄膜加工性、耐藥品性、絕緣性、低介電損耗角正切、低吸水率等電子器件所要求的基本性能,另外,實際上只使用上述樹脂難以實現高的介電常數、且低的介電損耗角正切。
因此,為了滿足電子器件所要求的基本性能的同時達成復合電介質層的高介電常數以及低介電損耗角正切,作為構成電子器件的復合電介質層的絕緣材料而言,已知有將電介質陶瓷粉末分散到聚乙烯基芐基醚化合物中的物質(日本專利特開2001-247733號公報)。
發明內容
本發明者們發現,使用上述現有的公報所記載的復合電介質層的電子器件在特性上還具有改善的余地。
即,使用上述公報所記載的復合電介質層的電子器件僅僅顯示出高介電常數以及低介電損耗角正切,其彎曲強度和在高溫下使用時的介電特性方面還具有改善的余地。即,上述的現有電子器件在操作性、在高溫使用時的性能維持方面還具有改良的余地。
另外,在使用上述公報所記載的復合電介質層的電子器件中,僅是復合電介質層的介電常數和介電損耗角正切(tanδ)等的電特性良好,該材料在強度方面并不一定優良。因此,上述公報所記載的電子器件在強度方面還具有改良的余地。
另外,上述復合電介質層不能說其彎曲強度和彎曲彈性率充分,對銅箔的粘接性(剝離強度等)也具有改善的余地。
而且,上述復合電介質層不能說例如成為耐熱性指標的玻璃化轉變溫度充分高,其特性具有改善的余地。這樣的情況在將強化纖維添加到復合電介質層中的情況也是相同。
因此,本發明的目的在于提供可充分提高電子器件的特性的樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、半固化片、電子器件以及多層基板。
為了達到上述目的,本發明提供含有由活性酯化合物和環氧樹脂構成的固化性混合物、和添加到上述固化性混合物中的電介質陶瓷粉末的樹脂組合物,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應而形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的。
本發明的樹脂組合物中的環氧樹脂以及活性酯化合物通過反應(固化反應)生成高分子量的反應生成物。因此,由環氧樹脂以及活性酯化合物構成的上述固化性混合物是通過反應應該成為粘合料(matrix)樹脂的固化性混合物,在固化反應后,電介質陶瓷粉末以被分散在該粘合料樹脂中的狀態存在。
上述反應生成物的介電常數以及介電損耗角正切低,電介質陶瓷粉末被分散到該反應生成物中,所以樹脂組合物的固化物全體在千兆Hz的頻率領域中顯示出高介電常數和低介電損耗角正切。另外,為了環氧樹脂的固化而使用活性酯化合物,所以在固化反應時不產生起因于環氧基開環的羥基,電容特性難以被溫度或濕度影響。
而且,環氧樹脂和活性酯化合物的反應生成物具有比上述聚乙烯基芐基醚大的分子量,也可以導入交聯結構,所以本發明的樹脂組合物的固化物顯示出高的耐熱性,玻璃化轉變溫度和分解開始點溫度也得以提高。而且,由于含有對金屬箔等基材粘合性優異的環氧樹脂,所以本發明的樹脂組合物對金屬箔發揮優異的粘合性。
在本發明中,活性酯化合物優選為用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物。
(式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基;但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。)通過使用上述芳香族系活性酯化合物作為活性酯化合物,不僅使千兆Hz的高頻率領域中的介電常數提高以及使介電損耗角正切的降低更顯著,而且由于芳香環的存在,還更進一步提高耐熱性、玻璃化轉變溫度以及分解開始點溫度。
電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,優選為介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。另外,上述介電常數以及Q值是在千兆Hz帶中的值,在本發明中,所謂千兆Hz帶是指100MHz~10GHz的頻率帶。另一方面,電介質陶瓷粉末的含量相對于環氧樹脂以及活性酯化合物的合計100體積份,優選為5~185體積份。通過使用上述電介質陶瓷粉末,而且通過使電介質陶瓷粉末的含量在上述范圍內,能夠提高介電常數以及提高介電損耗角正切降低的程度。而且,樹脂組合物的粘性成為適合于操作的粘性。
本發明的樹脂組合物還優選含有多芳基化合物(polyarylate),該多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),上述結構單位X優選為用上述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%),上述結構單位Y優選為用下述通式(3)表示的二價基。
上述式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子,Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵,p以及q分別獨立地表示0~4的整數。但是,在上述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。另外,特別優選為R11以及R12為甲基、Z為單鍵。通過將多芳基化合物添加到樹脂組合物中,B階狀態下的撓性以及彎曲性上升,操作性良好。
樹脂組合物含有多芳基化合物時,電介質陶瓷粉末的含量相對于環氧樹脂、活性酯化合物以及多芳基化合物的合計100體積份,優選為5~185體積份。通過使電介質陶瓷粉末的含量在上述范圍內,可更進一步提高介電常數、更進一步降低介電損耗角正切。另外,樹脂組合物的粘性成為適合于操作的粘性。
本發明的樹脂組合物中可添加選自偶合劑、固化促進劑、阻燃劑、撓性賦予劑以及有機溶劑的至少一種添加劑,當添加偶合劑時,優選為偶合劑的至少一部分結合或吸附在電介質陶瓷粉末的表面上。
通過添加偶合劑,可提高樹脂組合物及其固化物中電介質陶瓷粉末的濕潤性或表面粘接性,固化促進劑使環氧樹脂和活性酯化合物的固化反應加速。另外,通過添加阻燃劑可提高阻燃性,通過添加撓性賦予劑,改善樹脂組合物及其固化物的操作性的同時,可改善固化物的脆性并賦予韌性。
本發明還提供使上述樹脂組合物中的環氧樹脂和活性酯化合物的固化反應部分結束而形成的固化樹脂,以及成為薄片形狀且由該固化樹脂制成的薄片狀樹脂組合物。薄片狀固化樹脂的厚度可為5~200μm,也可以將金屬箔接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上作為層壓體。上述固化樹脂是環氧樹脂和活性酯化合物的固化反應部分結束的所謂B階樹脂,所以可用作半固化片。
本發明還提供使上述樹脂組合物中的環氧樹脂和活性酯化合物的固化反應結束而形成的固化樹脂,以及成為薄片形狀且由該固化樹脂制成的薄片狀樹脂組合物。薄片狀固化樹脂的厚度可為5~1000μm,也可以將金屬箔接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上作為層壓體。上述固化樹脂在千兆Hz頻率領域顯示出高介電常數且低介電損耗角正切,電介質特性難以被溫度或濕度影響到。另外,顯示出高的耐熱性、玻璃化轉變溫度以及分解開始點溫度。而且,在上述層壓體中,薄片狀固化樹脂和金屬箔的粘接性特別良好。
為了達到上述目的,本發明提供使含有由活性酯化合物和環氧樹脂構成的固化性混合物、和添加到固化性混合物中的電介質陶瓷粉末以及強化纖維的樹脂組合物半固化而形成的半固化片,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應而形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的。
本發明還提供一種半固化片,該半固化片具備制織強化纖維而形成的強化纖維織物,和在該強化纖維織物的兩面上形成的樹脂層;上述樹脂層是,使含有由活性酯化合物和環氧樹脂構成的固化性混合物、和添加到該固化性混合物中的電介質陶瓷粉末的樹脂組合物半固化而形成的樹脂層,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的。另外,該半固化片中,樹脂層優選為具有5~100μm的厚度,強化纖維織物優選為具有20~300μm的厚度。
在本發明的上述半固化片中,環氧樹脂以及活性酯化合物構成固化性混合物。即,環氧樹脂與活性酯化合物進行反應(固化反應)生成高分子量的反應生成物。
上述反應生成物的介電常數以及介電損耗角正切低,通過在該反應生成物中分散電介質陶瓷粉末、添加強化纖維,半固化片的固化物作為全體,在千兆Hz的頻率領域顯示出高介電常數、低介電損耗角正切。另外,為了使環氧樹脂固化而使用活性酯化合物,所以在固化反應時沒有產生起因于環氧基開環的羥基,介電特性難以被溫度或濕度影響到。
而且,環氧樹脂和活性酯化合物的反應生成物具有比上述聚乙烯基芐基醚大的分子量,也可以導入交聯結構,所以本發明的半固化片的固化物顯示出高的耐熱性,玻璃化轉變溫度也得以提高。而且,由于含有對金屬箔等基材的粘合性優異的環氧樹脂,所以本發明的半固化片對金屬箔發揮著優異的粘接性。
在本發明中,活性酯化合物優選為用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物。
(式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基;但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。)通過使用上述芳香族系活性酯化合物作為活性酯化合物,不僅使千兆Hz的頻率領域的介電常數提高以及使介電損耗角正切的降低更顯著,由于芳香環的存在,還更進一步提高玻璃化轉變溫度。
電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,優選介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。另外,上述介電常數以及Q值是在千兆Hz帶的值,在本發明中,所謂千兆Hz帶是指100MHz~10GHz的頻率帶。另一方面,電介質陶瓷粉末的含量相對于環氧樹脂以及活性酯化合物的合計100體積份,優選為5~100體積份。通過使用上述電介質陶瓷粉末,而且還通過使電介質陶瓷粉末的含量在上述范圍內,可提高介電常數以及提高介電損耗角正切降低的程度。而且,半固化片的粘性成為適于操作粘性。
本發明的半固化片中的樹脂組合物還優選含有多芳基化合物,該多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),上述結構單位X優選為用上述式(2)表示的鄰苯二酰、間苯二酰或對苯二酰(相對于該鄰苯二酰、間苯二酰以及對苯二酰的合計摩爾數,對苯二酰的摩爾數不滿40摩爾%),上述結構單位Y優選為用下述通式(3)表示的二價基。
上述式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子,Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵,p以及q分別獨立地表示0~4的整數。但是,在上述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。另外,特別優選R11以及R12為甲基、Z為單鍵。通過將多芳基化合物添加到半固化片中,可給半固化片賦予韌性,提高操作性。
在半固化片中的樹脂組合物含有多芳基化合物的情況下,電介質陶瓷粉末的含量是,相對于環氧樹脂、活性酯化合物以及多芳基化合物的合計100體積份,優選5~100體積份。通過使電介質陶瓷粉末的含量在上述范圍內,可更進一步提高介電常數、更進一步降低介電損耗角正切。另外,半固化片的粘性成為適于操作的粘性。
樹脂組合物中可添加選自偶合劑、固化促進劑、阻燃劑以及撓性賦予劑的至少一種添加劑,當添加偶合劑時,優選為偶合劑的至少一部分結合或吸附在電介質陶瓷粉末的表面上。
通過添加偶合劑,可提高半固化片及其固化物中電介質陶瓷粉末的濕潤性或表面粘接性,固化促進劑使環氧樹脂和活性酯化合物的固化反應加速。另外,通過添加阻燃劑可提高阻燃性,通過添加撓性賦予劑,改善半固化片及其固化物的操作性的同時,可改善固化物的脆性并賦予韌性。
上述強化纖維優選為選自E玻璃纖維、D玻璃纖維、NE玻璃纖維、H玻璃纖維、T玻璃纖維以及芳香族聚酰胺纖維的至少一種強化纖維。這是因為這樣的強化纖維在上述樹脂組合物中的分散性優良,而且還可提高固化的半固化片的強度。
本發明還提供成為薄片形狀、由上述半固化片的固化物制成的薄片狀固化樹脂。薄片狀固化樹脂的厚度可為30~10000μm,可以將金屬箔接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上作為層壓體。薄片狀固化樹脂在千兆Hz頻率領域顯示出高介電常數和低介電損耗角正切,溫度或濕度難以影響介電特性。另外,顯示出高的耐熱性以及玻璃化轉變溫度。而且,在上述層壓體中,薄片狀固化樹脂和金屬箔的粘接性特別良好。
為了達到上述目的,本發明者們特別著眼于構成電子器件的復合電介質層的材料,繼續進行了專心的研究開發,結果發現將電介質陶瓷粉末添加到含有特定固化樹脂的有機絕緣材料中可解決上述課題,從而完成了本發明。
即,本發明是一種電子器件,其特征在于具備含有有機絕緣材料和具有比上述有機絕緣材料大的相對介電常數的電介質陶瓷粉末的至少一種復合電介質層;設置在上述復合電介質層上,構成電容器元件或電感器元件的至少一種導電性元件部;其中,上述有機絕緣材料含有,使環氧樹脂和活性酯化合物進行固化反應而形成的固化樹脂,該活性酯化合物是使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而形成的。另外,本發明是一種電子器件,其特征在于具備含有有機絕緣材料和具有比上述有機絕緣材料大的相對介電常數的電介質陶瓷粉末的至少一種復合電介質層;設置在上述復合電介質層上的至少一種導電性元件部;電連接在上述導電性元件部上的電子元件;其中,上述有機絕緣材料含有使環氧樹脂和活性酯化合物進行固化反應而形成的固化樹脂,該活性酯化合物是使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而形成的。另外,在本發明的電子器件中,活性酯化合物也可以是使具有酚羥基的化合物與具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的活性酯化合物。這里,作為與酚羥基進行反應形成酯鍵的基,可舉出羧基、鹵甲酰基(氯甲酰基等)。
由于電介質陶瓷粉末具有比含有固化樹脂的有機絕緣材料大的相對介電常數、有機絕緣材料具有低介電損耗角正切,所以該電子器件即使在千兆Hz的高頻領域中,復合電介質層也顯示出高介電常數以及低介電損耗角正切。因此,降低了電子器件的輸送損失,使電子器件的小型化、輕量化成為可能。另外,即使在100℃以上的高溫下長時間使用,也可以充分降低在100MHz以上的高頻領域中的相對介電常數的經時變化。而且,該電子器件因為彎曲強度變大,所以電子器件的操作性得以提高,可充分防止電子器件的缺損乃至變形等。
上述電子器件中的活性酯化合物優選為用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物。
(式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基;但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。)通過使用上述芳香族系活性酯化合物作為活性酯化合物,不僅使固化樹脂的千兆Hz的頻率領域中的介電損耗角正切的降低更顯著,由于芳香環的存在,還更進一步提高固化樹脂的耐熱性、玻璃化轉變溫度以及分解開始點溫度。
在上述電子器件中,上述電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,優選相對介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末,上述電介質陶瓷粉末相對于上述有機絕緣材料100體積份,優選添加5~185體積份。另外,上述相對介電常數以及O值是在千兆Hz帶中的值,在本發明中,所謂千兆Hz帶是指100MHz~10GHz的頻率帶。
在上述電子器件中,通過使用上述電介質陶瓷粉末,而且還通過使相對于有機絕緣材料的電介質陶瓷粉末的添加量在上述范圍內,可提高介電常數以及提高介電損耗角正切降低的程度。
上述固化樹脂是在添加劑的存在下使上述環氧樹脂與上述活性酯化合物進行固化反應而形成的,上述添加劑可以是選自固化促進劑、表面處理劑、阻燃劑以及撓性賦予劑的至少一種添加劑。
固化促進劑使環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應加速。另外,通過添加表面處理劑,可提高固化樹脂中的電介質陶瓷粉末的濕潤性和表面粘接性。另外,通過添加阻燃劑可提高阻燃性,通過添加撓性賦予劑,改善固化樹脂的操作性的同時,可改善固化樹脂的脆性并賦予韌性。
在上述電子器件中,上述有機絕緣材料還優選含有多芳基化合物。這時,B階狀態下的撓性以及彎曲性上升,操作性良好。
另外,上述多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),上述結構單位X優選為用上述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%), 上述結構單位Y優選為用下述通式(3)表示的二價基。
(式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子,Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵,p以及q分別獨立地表示0~4的整數。但是,在上述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。)
多芳基化合物通過成為上述構成,與具有上述構成以外的構成的多芳基化合物相比,可賦予半固化片韌性且操作性得以提高。
在上述通式(3)中,上述R11以及上述R12優選為甲基,Z優選為單鍵。
這時,特別地可以賦予半固化片韌性且操作性得以提高。
上述復合電介質層還優選含有分散到上述有機絕緣材料中的磁性體粉末。
這時,通過磁性體粉末,可賦予復合電介質層磁特性,降低線膨脹系數,提高材料強度。
上述復合電介質層還優選含有由強化纖維構成的布。
這時,通過由強化纖維構成的布,增強了復合電介質層的彎曲強度。因此,充分防止了電子器件的變形或缺損等。
另外,本發明者們為了達到上述目的進行專心的研究結果發現通過使多層基板以及電子器件成為以下的構成,也可解決上述課題,從而完成了本發明。
即,本發明涉及一種多層基板以及電子器件,其特征在于對含有樹脂的至少一層第1電介質層、含有樹脂的至少一層第2電介質層和至少一層導體層,進行層壓而構成,上述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,上述第1電介質層的極限撓度是上述第2電介質層的1.3倍以上。
只要利用該多層基板以及電子器件,第1電介質層的極限撓度是第2電介質層的1.3倍以上,第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下。即,本發明的多層基板以及電子器件包括機械強度優良的電介質層和電特性優良的電介質層。因此,即使在制品化后施加過大的負荷,也可以良好地維持電特性的同時,可充分防止多層基板或電子器件中的缺損的發生。
上述第2電介質層還可以含有與上述樹脂相比介電常數大的陶瓷粉末。這時,即使在使用介電常數小的樹脂的情況下,也可維持良好的電特性。
上述多層基板以及電子器件優選為具有兩層最外層,上述兩個最外層的至少一層由上述第1電介質層構成,在上述兩層最外層之間配置至少一層上述的第2電介質層。這時,即使對多層基板以及電子器件施加過大的負荷,也可更充分地防止多層基板或電子器件的缺損的發生。
在上述多層基板以及電子器件中,上述第1電介質層的剝離強度優選為上述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。這時,即使在制品化后施加過大的負荷,也能維持良好的電特性的同時,可以更充分地防止多層基板或電子器件的缺損的發生。
另外,本發明還涉及一種多層基板以及電子器件,其特征在于對含有樹脂的兩層第1電介質層、配置在上述兩層第1電介質層之間且含有樹脂的至少一層第2電介質層、和至少一層導體層,進行層壓而構成,上述兩層的第1電介質層的至少一層構成最外層,上述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,上述第1電介質層的剝離強度是上述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。只要利用這些多層基板以及電子器件,剝離強度是上述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上,第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下。即,本發明的多層基板以及電子器件包括機械強度優良的電介質層和電特性優良的電介質層。因此,即使在制品化后施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時,可充分防止多層基板或電子器件中的缺損的發生。
在上述多層基板以及電子器件中,上述第1電介質層的剝離強度優選為8N/cm以上。這時,與第1電介質層的剝離強度不滿8N/cm的情況相比,更進一步提高實際安裝的被動元件以及主動元件的固定強度以及剝離強度、多層基板以及電子器件的電極強度。
另外,本發明還涉及具備上述多層基板和設置在多層基板上的電子元件的電子器件。在該情況下,由于多層基板包括機械強度優秀的電介質層和電特性優秀的電介質層,所以即使在制品化后對電子器件施加過大的負荷,也可以良好地維持電特性的同時,可充分防止多層基板或電子器件中的缺損的發生。
另外,在本發明的多層基板以及電子器件中,所謂極限撓度是指,對長100mm、寬75mm、厚0.6mm的矩形平板狀的第1電介質層或第2電介質層上層壓厚度12μm的Cu箔的板狀物,通過加重使其撓曲時,第1電介質層或第2電介質層破壞、或第1電介質層或第2電介質層發生缺損(裂縫)時的撓度,撓度是指通過測定(根據JIS C6481所記載的彎曲強度的試驗方法測定)三點彎曲而得到的撓度。另外,所謂剝離強度是指在JIS C6481中所定義的剝離強度。
圖1A是表示本發明的樹脂組合物的一實施方式的截面圖。
圖1B是表示本發明的薄片狀固化樹脂的第1實施方式的截面圖。
圖1C是表示本發明的層壓體的第1實施方式的截面圖。
圖1D是表示本發明的半固化片的一實施方式的截面圖。
圖1E是表示本發明的薄片狀固化樹脂的第2實施方式的截面圖。
圖1F是表示本發明的層壓體的第2實施方式的截面圖。
圖1G是表示本發明的電子器件的第1實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖2是表示本發明的電子器件的第1實施方式的電感器的截面圖。
圖3是表示本發明的電子器件的第2實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖4是表示本發明的電子器件的第2實施方式的電感器的截面圖。
圖5是表示本發明的電子器件的第3實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖6是表示本發明的電子器件的第3實施方式的電感器的截面圖。
圖7是表示本發明的電子器件的第4實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖8是表示本發明的電子器件的第4實施方式的電感器的截面圖。
圖9是表示本發明的電子器件的第5實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖10是表示本發明的電子器件的第1、第5實施方式的電感器的等效電路圖。
圖11是表示本發明的電子器件的第6實施方式的電容器的透視斜視圖。
圖12是表示本發明的電子器件的第6實施方式的電容器的截面圖。
圖13是表示本發明的電子器件的第7實施方式的電容器的透視斜視圖。
圖14是表示本發明的電子器件的第7實施方式的電容器的等效電路圖。
圖15是表示本發明的電子器件的第8實施方式的平衡-不平衡變壓器的透視斜視圖。
圖16是表示本發明的電子器件的第8實施方式的平衡-不平衡變壓器的截面圖。
圖17是表示本發明的電子器件的第8實施方式的平衡-不平衡變壓器的各構成層的分解平面圖。
圖18是表示本發明的電子器件的第8實施方式的平衡-不平衡變壓器的等效電路圖。
圖19是表示本發明的電子器件的第9實施方式的疊層濾波器的斜視圖。
圖20是表示本發明的電子器件的第9實施方式的疊層濾波器的分解斜視圖。
圖21是表示本發明的電子器件的第9實施方式的疊層濾波器的等效電路圖。
圖22是表示本發明的電子器件的第9實施方式的疊層濾波器的傳達特性的曲線圖。
圖23是表示本發明的電子器件的第10實施方式的疊層濾波器的斜視圖。
圖24是表示本發明的電子器件的第10實施方式的疊層濾波器的分解斜視圖。
圖25是表示本發明的電子器件的第10實施方式的疊層濾波器的等效電路圖。
圖26是表示本發明的電子器件的第10實施方式的疊層濾波器的傳達特性的曲線圖。
圖27是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的斜視圖。
圖28是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的正面截面圖。
圖29是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的側面截面圖。
圖30是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的平面截面圖。
圖31是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的等效電路圖。
圖32是表示用于制作本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器的金屬模具的簡要截面圖。
圖33是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器的透視斜視圖。
圖34是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器的截面圖。
圖35是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器的各構成層的分解斜視圖。
圖36是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器的內部接線圖。
圖37是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器的等效電路圖。
圖38是表示本發明的電子器件的第13實施方式的天線的透視斜視圖。
圖39是表示本發明的電子器件的第13實施方式的天線的圖,(a)為平面圖,(b)為側視截面圖,(c)為正視截面圖。
圖40是表示本發明的電子器件的第13實施方式的天線的各構成層的分解斜視圖。
圖41是表示本發明的電子器件的第14實施方式的天線的透視斜視圖。
圖42是表示本發明的電子器件的第14實施方式的天線的分解斜視圖。
圖43是表示本發明的電子器件的第15實施方式的接線天線的透視斜視圖。
圖44是表示本發明的電子器件的第15實施方式的接線天線的截面圖。
圖45是表示本發明的電子器件的第16實施方式的接線天線的透視斜視圖。
圖46是表示本發明的電子器件的第16實施方式的接線天線的截面圖。
圖47是表示本發明的電子器件的第17實施方式的接線天線的透視斜視圖。
圖48是表示本發明的電子器件的第17實施方式的接線天線的截面圖。
圖49是表示本發明的電子器件的第18實施方式的接線天線的透視斜視圖。
圖50是表示本發明的電子器件的第18實施方式的接線天線的截面圖。
圖51是表示本發明的電子器件的第19實施方式的VCO的透視斜視圖。
圖52是表示本發明的電子器件的第19實施方式的VCO的截面圖。
圖53是表示本發明的電子器件的第19實施方式的VCO的等效電路圖。
圖54是表示本發明的電子器件的第20實施方式的功率放大器的各構成層的分解斜視圖。
圖55是表示本發明的電子器件的第20實施方式的功率放大器的截面圖。
圖56是表示本發明的電子器件的第20實施方式的功率放大器的等效電路圖。
圖57是表示本發明的電子器件的第21實施方式的重疊組件的各構成層的分解平面圖。
圖58是表示本發明的電子器件的第21實施方式的重疊組件的截面圖。
圖59是表示本發明的電子器件的第21實施方式的重疊組件的等效電路圖。
圖60是表示本發明的電子器件的第22實施方式的RF組件的斜視圖。
圖61是在取下圖60的外裝部件的狀態下的RF組件的斜視圖。
圖62是表示本發明的電子器件的第22實施方式的RF組件的各構成層的分解斜視圖。
圖63是表示本發明的電子器件的第22實施方式的RF組件的截面圖。
圖64是表示本發明的電子器件的第23實施方式的共振器的透視斜視圖。
圖65是表示本發明的電子器件的第23實施方式的共振器的截面圖。
圖66是表示本發明的電子器件的第24實施方式的共振器的透視斜視圖。
圖67是表示本發明的電子器件的第24實施方式的共振器的截面圖。
圖68是表示本發明的電子器件的第25實施方式的共振器的透視斜視圖。
圖69是表示本發明的電子器件的第26實施方式的共振器的透視斜視圖。
圖70是表示本發明的電子器件的第23~26實施方式的共振器的等效電路圖。
圖71是表示本發明的電子器件的第27實施方式的攜帶終端機的高頻率部的方塊構成圖。
圖72是表示附銅箔基板的形成例的流程圖。
圖73是表示附銅箔基板的形成例的工序圖。
圖74是表示多層基板的形成例的流程圖。
圖75是表示多層基板的形成例的工序圖。
圖76是表示本發明的電子器件的第28實施方式的部分截面圖。
圖77是表示本發明的電子器件的第29實施方式的電容器的透視斜視圖。
圖78是表示本發明的電子器件的第29實施方式的電容器的部分截面圖。
圖79是表示本發明的電子器件的第30實施方式的電感器的透視斜視圖。
圖80是表示本發明的電子器件的第30實施方式的電感器的部分截面圖。
圖81是表示在125℃加熱樹脂組合物的固化物時的經時介電常數上升的圖。
圖82是表示實施例13的電子器件的部分截面圖。
具體實施例方式
以下,說明本發明的樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、電子器件以及多層基板的優選的實施方式。
首先,說明本發明的樹脂組合物。圖1A是表示本發明的樹脂組合物的一實施方式的截面圖。如圖1A所示,樹脂組合物18包括固化性混合物19和添加到固化性混合物19中的電介質陶瓷粉末3。
固化性混合物19由活性酯化合物和環氧樹脂構成,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物反應而形成的。
構成固化性混合物19的環氧樹脂只要是具有一個以上的環氧基的化合物就可以,但從分子量以及交聯度的觀點出發,優選為具有兩個以上的環氧基的化合物。
作為上述環氧樹脂,可舉出甲酚-酚醛型環氧樹脂、苯酚-酚醛型環氧樹脂、萘酚改性酚醛型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、聯二苯型環氧樹脂、聯三苯型環氧樹脂等的酚系縮水甘油醚型環氧樹脂;聚丙二醇縮水甘油醚、加氫雙酚A型環氧樹脂等的醇系縮水甘油醚型環氧樹脂;具有二環戊二烯框架的二環戊二烯型環氧樹脂;具有萘框架的萘型環氧樹脂;二羥基苯并吡喃型環氧樹脂;二羥基二萘型環氧樹脂;以六氫化鄰苯二甲酸酐或二聚酸等為原料的縮水甘油酯型環氧樹脂;以二氨基苯基甲烷等的聚胺為原料的縮水甘油胺型環氧樹脂;脂環族環氧樹脂;溴化環氧樹脂及其混合物等。它們既可以單獨使用也可以同時使用兩種以上。
構成固化性混合物19的活性酯化合物是,與上述環氧樹脂反應、例如、經過以下所示的反應流程得到環氧樹脂的固化物的化合物,是使具有酚羥基的化合物和具有兩個以上的與該酚羥基進行反應而形成酯鍵的基的化合物反應而可得到的化合物。這里,作為與酚羥基進行反應而形成酯鍵的基,可舉出羧基或鹵甲酰基(氯甲酰基等)。另外,用下述通式(a)表示的化合物相當于環氧樹脂,R10表示2價的有機基,另外,用下述通式(b)表示的化合物相當于活性酯化合物,R1以及R2與上述同義。而且,用下述通式(c)表示的化合物是通過兩化合物的反應而生成的反應生成物(固化物)。
以下的反應流程表示相對于用2摩爾的(a)表示的化合物用1摩爾的(b)表示的化合物進行反應時的典型的反應例,由(c)的化學結構可知,通過反應開環的環氧基沒有產生羥基。這樣,環氧樹脂中的環氧基和活性酯化合物中的酯鍵是1∶1,有助于反應。
作為構成固化性混合物19的活性酯化合物,優選為用上述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物。而且,就通式(1)中的R1而言,特別優選為以下的基的任一種。另外,在以下的基中,A以及B分別獨立地表示鹵原子或烷基,m1表示0~5的整數,m2表示0~4的整數,m3表示0~3的整數。
在通式(1)中,當k為2時,R2特別優選為以下的基的任一種。
另外,在通式(1)中,當k為3時,R2優選為以下的基, 當k為4時,R2優選為以下的基的任一種。
在上述式中,D、E以及G分別獨立地表示鹵原子或烷基,T表示醚鍵(-O-)、硫醚鍵(-S-)、砜鍵(-SO2-)或羰鍵(-CO-)。另外,n1、n2以及n3分別獨立地表示0~4的整數,n4以及n5分別獨立地表示0~3的整數,n6表示0~2的整數。
作為活性酯化合物的合成法,可采用醋酸酐法、表面法、直接法等公知的合成法。
在醋酸酐法中,對具有酚羥基的化合物(以下稱為“苯酚系化合物”)利用例如過剩的醋酸酐進行乙酰化后,通過與具有兩個以上的羧基的化合物(以下稱為“多元羧酸”)進行脫醋酸反應而得到活性酯化合物。為了進行充分的乙酰化,優選使用與酚羥基等摩爾以上的醋酸酐。
在表面法中,例如使含有多元羧酸的酰氯的有機相和、含有苯酚系化合物的水相接觸,得到活性酯化合物。作為有機相所使用的溶劑,可使用溶解多元羧酸的酰氯的非水溶性溶劑,例如優選為甲苯、己烷等。
作為用于合成活性酯化合物的多元羧酸,可舉出脂肪族系多元羧酸以及芳香族系多元羧酸。當使用脂肪族系多元羧酸作為多元羧酸時,可提高與環氧樹脂的相溶性;當使用芳香族系多元時,不僅可以提高樹脂組合物18的固化物的耐熱性,進而可提高用于后述的電子器件的復合電介質層的耐熱性。
作為脂肪族系多元羧酸,可舉出丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、富馬酸、馬來酸、衣康酸、烏頭酸、丙三羧酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、4-甲基-4-環己烯-1,2-二羧酸、1,2,3,4-環戊烷四羧酸、5-(2,5-二氧代四氫-3-呋喃基)-3-甲基-環己烯-1,2-二羧酸酐等的飽和或不飽和的脂肪族多元羧酸或其酸酐或酰氯。
作為芳香族系多元羧酸,可舉出苯甲酸、甲基苯甲酸、二甲基苯甲酸、三甲基苯甲酸等的苯甲酸類,1-萘甲酸、2-萘甲酸等的萘甲酸類,鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸等的苯二甲酸或其酸酐或酰氯,苯偏三酸、苯均三甲酸等的三羧酸或其酸酐或酰氯,苯均四甲酸或3,3’,4,4’-聯苯四羧酸等的四羧酸或其酸酐,1,4-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸等的萘二羧酸或其酸酐,3,3’,4,4’-二苯甲酮四羧酸或其酸酐等。
作為用作活性酯化合物的原料的苯酚系化合物,從樹脂組合物18或后述的半固化片6的固化物的耐熱性以及在固化反應中的反應性的觀點出發,優選為具有1~3個芳香環的苯酚系化合物。
作為具有酚羥基的芳香族化合物,可舉出苯酚、甲酚、二甲苯酚等的苯酚類,對苯二酚、間苯二酚、鄰苯二酚、甲基對苯二酚等的苯二酚類,間苯三酚等的苯三酚類,α-萘酚、β-萘酚等的萘酚類,萘二酚類,鄰苯基苯酚、2,2’-二羥基聯苯、2,2’,4,4’-四甲基雙酚等的雙酚類,2,2’,4,4’-四羥基二苯甲酮等。
接著,說明樹脂組合物18所含有的電介質陶瓷粉末3。
電介質陶瓷粉末3優選為,在100MHz以上(優選為千兆Hz帶)的高頻領域中,顯示出比上述環氧樹脂與活性酯化合物的反應生成物以及任意添加成份的多芳基化合物大的介電常數以及Q值(介電損耗角正切的倒數)的電介質陶瓷粉末,可使用一種或多種。
作為該電介質陶瓷粉末3,可舉出含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末。電介質陶瓷粉末3是這些金屬氧化物粉末,優選為相對介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。
金屬氧化物粉末的相對介電常數不滿3.7時,不能提高后述的電子器件中的復合電介質層的相對介電常數,有難以實現電子器件的小型化、輕量化的傾向。當金屬氧化物粉末的相對介電常數超過300、Q值不滿500時,有在使用時電子器件產生過剩的熱量的同時輸送損失降低的傾向。另外,上述電介質陶瓷粉末3通常以單結晶或多結晶構成。
作為優選的電介質陶瓷粉末,可舉出藍寶石等單結晶粉末或多結晶的氧化鋁粉末,作為更優選的粉末,可舉出以Mg2SiO4[ε=7、Q=20000]、Al2O3[ε=9.8、Q=40000]、MgTiO3[ε=17、Q=22000]、ZnTiO3[ε=26、Q=800]、Zn2TiO4[ε=15、Q=700]、TiO2[ε=104、Q=15000]、CaTiO3[ε=170、Q=1800]、SrTiO3[ε=255、Q=700]、SrZrO3[ε=30、Q=1200]、BaTi2O5[ε=42、Q=5700]、BaTi4O9[ε=38、Q=9000]、Ba2Ti9O20[ε=39、Q=9000]、Ba2(Ti,Sn)9O20[ε=37、Q=5000]、ZrTiO4[ε=39、Q=7000]、(Zr,Sn)TiO4[ε=38、Q=7000]、BaNd2Ti5O14[ε=83、Q=2100]、BaNd2Ti4O12[ε=92、Q=1700]、BaSm2TiO14[ε=74、Q=2400]、Bi2O3-BaO-Nd2O3-TiO2系[ε=88、Q=2000]、PbO-BaO-Nd2O3-TiO2系[ε=90、Q=5200]、(Bi2O3、PbO)-BaO-Nd2O3-TiO2系[ε=105、Q=2500]、La2i2O7[ε=44、Q=4000]、Nd2Ti2O7[ε=37、Q=1100]、(Li,Sm)TiO3[ε=81、Q=2050]、Ba(Mg1/3Ta2/3)O3[ε=25、Q=35000]、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3[ε=30、Q=14000]、Ba(Zn1/3Nb2/3)O3[ε=41、Q=9200]、Sr(Zn1/3Nb2/3)O3[ε=40、Q=4000]、Ba(Mg1/3Nb2/3)O3[ε=12、Q=24000]、Ba(Co1/3Mg1/3Nb1/3)O3[ε=32、Q=11500]、Ba(Co1/3Mg1/3Ta1/3)O3[ε=24、Q=38500]、BaO-CaO-Nd2O3-TiO2[ε=90、Q=2200]、BaO-SrO-Nd2O3-TiO2[ε=90、Q=1700]、BaO-Nd2O3、MgO-TiO2、MgO-SiO2[ε=6.1、Q=5000]、ZnO-TiO2[ε=26、Q=840]、BaTiO3[ε=1500、Q=100]、(Ba,Pb)TiO3[ε=6000]、Ba(Ti,Zr)O3[ε=9000]或(Ba,Sr)TiO3[ε=7000]的組成為主要成份的電介質陶瓷粉末,但并不限定于此。另外,上述ε值以及Q值是利用電介質共振器法在千兆Hz帶測定的值。
從Q值高且ε值比后述的固化物2大的理由出發,作為電介質陶瓷粉末3特別優選以TiO2、CaTiO3、SrTiO3、BaO-Nd2O3-TiO2系、BaO-CaO-Nd2O3-TiO2系、BaO-SrO-Nd2O3-TiO2系、BaO-Sm2O3-TiO2、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba2(Ti,Sn)9O20系、MgO-TiO2系、ZnO-TiO2系、MgO-SiO2系、Al2O3的組成為主要成份的電介質陶瓷粉末。以上述成份為主要成份的電介質陶瓷粉末既可以單獨使用也可以同時使用兩種類以上。
電介質陶瓷粉末3的平均粒徑優選為0.01~100μm,更優選為0.2~20μm。當平均粒徑不滿0.01μm時,樹脂組合物18或后述的半固化片6有時產生粘度增加或流動性降低的情況,有難以用作顯示粘接性的薄片狀固化樹脂的傾向。另一方面,當平均粒徑超過100μm時,在制作樹脂組合物18或后述的半固化片6時有產生電介質陶瓷粉末3沉降等問題的可能性。
另外,樹脂組合物18還優選含有多芳基化合物。換言之,優選為將多芳基化合物(芳香族聚酯)添加到樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中。
上述多芳基化合物更優選為如上述那樣由-X-Y-構成的反復單位構成的物質,特別優選為介電常數以及介電損耗角正切低的物質。多芳基化合物可通過界面聚合法或溶液聚合法得到,但由于在短時間內可以得到純度高且介電損耗角正切低的多芳基化合物,所以優選通過界面聚合法得到。
在界面聚合法中,優選使選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸的一種以上的二羧酸的鹵化物與有機溶劑溶液以及用下述通式(3a)表示的二元苯酚化合物的苯酚鹽離子接觸、產生表面縮聚而得到多芳基化合物。另外,通式(3a)中的R11、R12、Z、p以及q與上述同義。另外,在上述反應中,二元羧酸鹵化物中的對苯二甲酸鹵化物的比率必須為40摩爾%以下。
上述反應更優選使二元羧酸鹵化物溶解于甲苯或二氯甲烷等有機溶劑中,在0.1~2摩爾/L的范圍內分別使上述的二元苯酚溶解于堿金屬的水溶液中,通過使這兩種溶液接觸,使二羧酸鹵化物與二元苯酚進行界面聚合。
這時,優選將相間移動催化劑添加到有機溶劑中以促進反應。作為相間移動催化劑,可舉出甲基三辛基氯化銨、芐基三乙基氯化銨等的銨鹽,四丁基溴化磷等的磷鹽。
進行界面聚合時優選預先除去所使用的水中的氧。通過除去氧可抑制對得到的芳基化物的著色。
另外,反應系中也可以添加表面活性劑。縮聚反應方式既可以是間歇式也可以是連續式,反應溫度優選為-5~100℃的不超過有機溶劑的沸點的溫度,特別優選為0~80℃。
接著,說明相對于必須成份環氧樹脂、活性酯化合物以及電介質陶瓷粉末3、和樹脂組合物18所含有的固化性固化物19的任意添加成份多芳基化合物的添加量。
活性酯化合物的添加量優選為酯當量成為環氧樹脂的環氧當量的0.3~4.0倍當量(更優選為0.8~3.0倍當量)的量。當活性酯化合物的酯當量不滿0.3倍當量時,有環氧樹脂的固化變得不充分的傾向;當超過4.0倍當量時,環氧樹脂與活性酯化合物的反應生成物的介電常數有變得不充分低的傾向。
當添加多芳基化合物時,多芳基化合物的添加量相對于環氧樹脂和活性酯化合物的合計100重量份優選為5~70重量份。當多芳基化合物的添加量不滿5重量份時,盡管添加了多芳基化合物但樹脂組合物18的粘度不會充分變高,有時在涂布性上產生問題。當多芳基化合物的添加量超過70重量份時,有時樹脂組合物18的流動性過度降低而使粘接性等不充分。
電介質陶瓷粉末3的添加量相對于環氧樹脂以及活性酯化合物的合計100體積份(當含有多芳基化合物時,環氧樹脂、活性酯化合物和多芳基化合物的合計為100體積份)優選為5~185體積份,更優選為10~150體積份。
另外,在樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中,可添加選自偶合劑、固化促進劑、阻燃劑、撓性賦予劑以及有機溶劑的至少一種添加劑。
通過將偶合劑添加到樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中,可提高電介質陶瓷粉末3與、環氧樹脂或活性酯化合物或這些的反應生成物的粘合性,可抑制吸水。
作為適合的偶合劑,可舉出氯硅烷系、烷氧基硅烷系、有機官能性硅烷系、硅氨烷系硅烷偶合劑,鈦酸鹽系偶合劑,鋁系偶合劑等。偶合劑根據所需要的特性既可以單獨使用也可以同時使用兩種類以上。當本發明的樹脂組合物適用于印刷基板、電子器件、元件等中時,由于要求反流(reflow)等的耐熱性,所以優選使用有機官能性硅烷系、烷氧基硅烷系偶合劑。
偶合劑的至少一部分優選結合或吸附在電介質陶瓷粉末3的表面。即,偶合劑優選存在于電介質陶瓷粉末3與、環氧樹脂或活性酯化合物或它們的反應生成物(或固化性混合物19或其固化物)的界面。通過使偶合劑存在于界面,可提高界面的濕潤性和粘接性,在可提高樹脂組合物18或后述的半固化片6的固化物的材料強度的同時,也可抑制吸水等。
結合或吸附在電介質陶瓷粉末3上的偶合劑的量,可根據所使用的電介質陶瓷粉末3的粒徑和形狀、添加的偶合劑的種類等適當地決定,但相對于電介質陶瓷粉末100重量份優選為0.1~5重量份。另外,作為使偶合劑結合或吸附在電介質陶瓷粉末3上的方法(表面處理方法),可舉出干式法、濕式法、噴射法、整體混合法等。
通過將固化促進劑添加到樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中,可促進環氧樹脂與活性酯化合物的反應。
作為能夠使用的固化促進劑,可使用環氧樹脂的通常的固化促進劑,具體地可舉出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-十一烷基咪唑等咪唑化合物;三苯基膦、三丁基膦等有機膦化合物;三甲基磷化物、三乙基磷化物等有機磷化物;乙基三苯基溴化磷、四苯基磷四苯基硼酸鹽等磷鹽;三乙胺、三丁胺等三烷基胺;1,8-二氮雜環(5.4.0)-十一碳烯-7(DBU)等胺類;DBU與對苯二甲酸或2,6-萘羧酸的鹽;四乙基氯化銨、四丙基氯化銨、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四己基溴化銨、芐基三甲基氯化銨等季銨鹽;3-苯基-1,1-二甲基尿素、3-(4-甲基苯基)-1,1-二甲基尿素、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基尿素、3-(3,4-二氯苯基)-二甲基尿素等尿素化合物;氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿類;(苯)酚鉀或醋酸鉀等冠醚鹽等。它們可以單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。
固化促進劑的添加量相對于環氧樹脂和活性酯化合物的合計100重量份優選為0.005~10.0重量份。當固化促進劑的添加量不滿0.005重量份時,固化反應慢;當超過10.0重量份時,有時樹脂組合物18的保存穩定性降低、優先發生環氧樹脂的自身聚合。
當樹脂組合物18或后述的半固化片6或其固化物適用于要求阻燃性的用途時,優選將阻燃劑添加到固化性混合物19中。阻燃劑的種類大致分為反應系阻燃劑以及添加系阻燃劑。作為反應系阻燃劑,可舉出作為主劑適用的阻燃劑溴化雙酚型環氧樹脂、溴化苯酚樹脂、溴化苯酚-酚醛型環氧樹脂;作為固化劑適用的阻燃劑氯菌酸酐、四溴鄰苯二甲酸酐。另一方面,作為添加系阻燃劑,可舉出鹵系、磷酸系、氮系、金屬鹽系、氫氧化金屬系、無機系的阻燃劑等。上述阻燃劑既可以使用一種也可以組合使用兩種以上。
阻燃劑的添加量相對于環氧樹脂以及活性酯化合物的合計100重量份(含有多芳基化合物時,環氧樹脂和活性酯化合物和多芳基化合物的合計為100重量份),優選為5~50重量份。但是,由于多芳基化合物或電介質陶瓷粉末3具有阻燃性的效果,所以當它們的添加量多時,根據該量可適當減少阻燃劑的添加量。另外,阻燃劑的添加量也可以根據UL94的阻燃性的要求(例如UL94的5V、V-0、V-1、V-2、HB等的等級或用于取得阻燃性的認定的材料的厚度)適當地變更。
通過將撓性賦予劑添加到樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中,可提高硬而脆的樹脂組合物18的固化物的韌性。
作為撓性賦予劑,可舉出被二聚物酸進行了改性等的脂環族環氧樹脂、環氧化聚丁二烯、聚丁二烯、加氫聚丁二烯、橡膠改性環氧樹脂、苯乙烯系熱塑性彈性體等。撓性賦予劑的添加量相對于環氧樹脂和活性酯化合物的合計100重量份優選為5~10重量份。
通過將有機溶劑添加到樹脂組合物18所含有的固化性混合物19中,可調整樹脂組合物18或后述的半固化片6的粘性或流動性。作為有機溶劑,可舉出四氫呋喃、甲苯、二甲苯、丁酮、環己酮、二甲基乙酰胺、二氧戊環。有機溶劑的添加量可根據所要求的粘度適當決定。
接著,說明本發明的固化樹脂、薄片狀固化樹脂以及層壓體。
圖1B是表示本發明的薄片狀固化樹脂的第一實施方式的截面圖。圖1B所示的薄片狀固化樹脂1具備,使由環氧樹脂和活性酯化合物構成的固化性混合物19固化的固化物2和,電介質陶瓷粉末3,電介質陶瓷粉末3被分散到固化物2中。
圖1C是表示本發明的層壓體的第一實施方式的截面圖。圖1C所示的層壓體5由上述薄片狀固化樹脂1和金屬箔4構成,金屬箔4接合在薄片狀固化樹脂1的一面上。這里,作為金屬箔4,可使用由銅、鎳、鉻、金、銀、錫、鎳-鉻等構成的金屬箔,但從便宜的價格、容易得到的觀點出發,優選為銅箔。另外,金屬箔4的厚度優選為1~70μm,金屬箔4的制作方法可以是電解、壓延、噴鍍、蒸鍍的任一種方式,可根據所要求的厚度或特性適當地選擇。
本發明的樹脂組合物大致分為,使環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應部分地結束而形成的固化樹脂和,使環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應結束而形成的固化樹脂。這里,所謂“固化反應結束”是指,使用示差掃描熱量計(DSC)時沒有發現伴隨著反應的熱的吸收或放出的狀態,這樣的狀態通過例如在固化溫度下充分加熱樹脂組合物而達成。另一方面,所謂“固化反應部分結束”是指,固化反應進行了一部分,使用DSC時能觀察到伴隨著反應的熱的吸收或放出的狀態,這樣的狀態通過例如用固化溫度短時間加熱樹脂組合物達成。
使環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應部分結束而形成的固化樹脂,例如,成形為薄片狀,可用作薄片狀固化樹脂(半固化粘接薄片)。另外,也可用作半固化片,這時,在加熱加壓條件下,通過對層壓的多塊半固化片進行固化可制作成形物。上述固化樹脂還可以將金屬箔粘合在薄片狀固化樹脂的一面或兩面上作為層壓體。這樣的層壓體通過單獨加熱固化,可作為印刷配線板用的單層層壓板的單層基板,通過重疊多塊并加熱固化,也可作為印刷配線板用的多層層壓板的多層基板。
另一方面,使環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應結束而形成的固化樹脂,例如,可用作高介電常數、低介電損耗角正切的薄片狀固化樹脂(薄片固化物),將金屬箔接合在薄片狀固化樹脂的一面或兩面上的板狀物,可直接用作印刷配線板用的層壓板。
上述任一種情況均可使用金屬箔4。
薄片狀固化樹脂可通過將樹脂組合物18在有機溶劑(四氫呋喃、甲苯、二甲苯、丁酮、環己酮、二甲基乙酰胺、二氧戊環等)中混煉并漿化成糊狀物,涂布該糊狀物并進行干燥而制造。另外,在固化溫度下經過充分的時間能夠得到上述薄片固化物,在低溫或經過短時間則能夠得到粘接性半固化薄片。另外,混煉可使用球磨機或攪拌機等公知的裝置進行。
作為將成為漿狀的樹脂組合物18涂布方法,可采用基于刮刀控制的方式、噴射方式、幕式涂布方式、旋轉涂布方式、絲網印刷方式等公知的方法,可以根據所需要的厚度、精度、材料供給形態(卷狀、薄片狀等)適當選擇。涂布的樹脂組合物18的厚度,優選干燥后為5~200μm,優選為添加的電介質陶瓷粉末3的最大粒徑的2倍以上的厚度。
當樹脂組合物18的厚度不滿電介質陶瓷粉末3的最大粒徑的2倍,或干燥后的厚度不滿5μm時,有時在涂布時的涂布性、平滑性、固化物的絕緣性方面產生問題。另一方面,當干燥后的厚度超過200μm時,難以除去殘存的有機溶劑。因此,得到干燥后厚度超過200μm的薄片狀固化樹脂時,可采用在薄厚的樹脂上反復涂布的方法。
干燥條件可根據樹脂組合物18的組成、厚度、使用的有機溶劑等適當決定,但優選為在50~150℃下干燥1~60分鐘。另外,根據需要可以進行將溫度分為幾個階段的分段干燥。另外,涂布可在以上述金屬箔為主的、由PET、PI、PPS、LCP構成的薄膜上進行。另外,當得到薄片狀固化樹脂時,優選為在高溫真空下進行擠壓,作為該條件優選150~250℃、0.5~20小時、壓力為1.5~6.0MPa。而且,根據需要也可以分步固化或減壓到30torr以下。
接著,說明本發明的半固化片、薄片狀固化樹脂以及層壓體的優選的實施方式。另外,對與上述實施方式相同或等同的構成要素使用同一符號,省略重復說明。
圖1D是表示本發明的半固化片的一實施方式的截面圖。圖1D所示的半固化片6包括對環氧樹脂和、使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而得到的活性酯化合物(以下簡稱為“活性酯化合物”)構成的固化性混合物19進行半固化的半固化物7;電介質陶瓷粉末3;和強化纖維8,電介質陶瓷粉末3被分散到半固化物7中,強化纖維8以強化纖維織物的狀態配置在半固化物7中。固化性混合物19用來構成上述的樹脂組合物18。
即,圖1D所示的半固化片6具有具備強化纖維織物、在該強化纖維織物的兩面上形成的由半固化物7構成的樹脂層的結構。這里,強化纖維織物的厚度優選為20~300μm,更優選為20~200μm。當強化纖維織物的厚度不滿20μm時,有在強度上產生問題的傾向;當超過300μm時,有樹脂附著量減少、難以表現物性的特征的傾向。另一方面,由半固化物7構成的樹脂層的厚度優選為5~100μm,更優選為5~50μm。當樹脂層的厚度不滿5μm時,有樹脂的比率減少、難以表現物性的傾向;當超過100μm時,有難以均勻地附著的傾向。另外,圖1D的強化纖維織物是將多束強化纖維8束在一起的強化纖維束9作為經紗和緯紗、以它們相互交差的方式進行制織的織物。另外,半固化物7也存在于強化纖維織物的強化纖維8之間。
在本發明的半固化片中,由環氧樹脂和活性酯化合物構成的固化性混合物是半固化的狀態。這里所謂“半固化”是指,環氧樹脂與活性酯化合物的反應只進行一部分,當使用示差掃描熱量計(DSC)時,能夠觀察到伴隨著上述反應的熱的吸收或放出的狀態,這樣的狀態可通過,例如,在固化溫度下短時間加熱半固化片而達到。另一方面,可通過使半固化片進行固化而使上述反應完畢,這時,用DSC觀察不到伴隨著反應的熱的吸收或放出。
接著,說明配置到半固化片6中的強化纖維8。強化纖維8優選為選自E玻璃纖維、D玻璃纖維、NE玻璃纖維、H玻璃纖維、T玻璃纖維以及聚酰胺纖維的至少一種強化纖維,其中,優選為低介電損耗角正切的NE玻璃纖維、高介電常數的H玻璃纖維、成本平衡的E玻璃纖維。強化纖維8可以以強化纖維單纖維的狀態或強化纖維束的狀態配置在半固化片中,但優選為以強化纖維束的編組物(例如強化纖維織物、強化纖維編物等)的狀態配置在半固化片6中。
當使用強化纖維織物(強化纖維布)時,其優選的厚度如上所述。特別優選的強化纖維織物的厚度為20μm、30μm、50μm、100μm或200μm。強化纖維織物既可以是根據需要實施了開纖、閉塞等處理的織物,也可以是為了提高與固化性混合物的粘合性而用偶合劑等的表面處理劑進行了表面處理的織物。
接著,說明相對于必須成份環氧樹脂、活性酯化合物以及電介質陶瓷粉末3、以及樹脂組合物18所含有的固化性固化物19的任意添加成份多芳基化合物的添加量。
活性酯化合物的添加量優選為酯當量成為環氧樹脂的環氧當量的0.3~4.0倍當量(更優選為0.8~3.0倍當量)的量。當活性酯化合物的酯當量不滿0.3倍當量時,有環氧樹脂的固化變得不充分的傾向;當超過4.0倍當量時,環氧樹脂和活性酯化合物的反應生成物的介電常數有變得不充分低的傾向。
當添加多芳基化合物時,多芳基化合物的添加量相對于環氧樹脂和活性酯化合物的合計100重量份優選為5~70重量份。當多芳基化合物的添加量不滿5重量份時,盡管添加了多芳基化合物,但半固化片原料(后述的糊狀物)的粘度也不會充分變高,有時在涂布性上出現問題。當多芳基化合物的添加量超過70重量份時,有時半固化片原料(后述的糊狀物)的流動性過度降低且粘接性等不充分。
電介質陶瓷粉末3的添加量相對于環氧樹脂以及活性酯化合物的合計100體積份(當含有多芳基化合物時,環氧樹脂、活性酯化合物和多芳基化合物的合計為100體積份)優選為5~100體積份。
接著,說明本發明的薄片狀固化樹脂以及層壓體。圖1E是表示本發明的薄片狀固化樹脂的第二實施方式的截面圖。圖1E所示的薄片狀固化樹脂15具備使由環氧樹脂和活性酯化合物構成的固化性混合物19進行了固化的固化物2、電介質陶瓷粉末3、強化纖維8,電介質陶瓷粉末3被分散到固化物2中,強化纖維8以強化纖維織物的狀態配置在固化物16中。另外,上述強化纖維織物是將多束強化纖維8束在一起的強化纖維束9作為經紗和緯紗,以它們相互交差的方式進行制織的織物。另外,固化物2也存在于強化纖維織物的強化纖維8之間。
圖1F是表示本發明的層壓體的第二實施方式的截面圖。圖1F所示的層壓體17是由上述的薄片狀固化樹脂15和金屬箔4構成的層壓體,金屬箔4接合在薄片狀固化樹脂15的一面上。
接著,說明本發明的半固化片、薄片狀固化樹脂以及層壓體的優選的制造方法。
當制造半固化片6、薄片狀固化樹脂15以及層壓體17時,優選使用以下那樣制作的糊狀物。即,優選使用在由環氧樹脂、活性酯化合物以及電介質陶瓷粉末3構成的必須成份中,根據需要添加任意添加成份多芳基化合物、偶合劑、固化促進劑、阻燃劑以及撓性賦予劑,將該樹脂組合物與有機溶劑混煉、漿化得到的糊狀物。這里所使用的有機溶劑是四氫呋喃、甲苯、二甲苯、丁酮、環己酮、二甲基乙酰胺、二氧戊環等的揮發性溶劑,通過改變添加量可調整糊狀物的粘度。另外,可使用球磨機或攪拌機等公知的裝置進行混煉。
作為本發明的半固化片、薄片狀固化樹脂以及層壓體的代表性的制造方法,可舉出以下的兩種方法。
方法1通過浸漬法將漿化的糊狀物涂布于強化纖維織物上,并進行干燥得到半固化片。這時,涂布的厚度優選為相對于強化纖維織物一側5~50μm的厚度。當不滿該厚度時,難以確保半固化片的流動性;當超過該厚度時,容易產生糊狀物的下垂等,厚度或附著重量等的偏差變大。干燥條件可根據使用的溶劑或涂布的厚度適當決定,例如定為在50~150℃下干燥1~60分鐘的條件。另外,根據需要,也可進行將溫度分成幾個階段的的分段干燥。薄片狀固化樹脂15優選為通過高溫真空壓制成形這樣得到的半固化片6而制作。高溫真空壓制成形優選為在150~250℃的溫度下、0.5~20小時、以1.5~6.0MPa的壓力、在30torr以下的真空度下進行。當制造薄片狀固化樹脂15時,也可根據需要進行分步固化。層壓體17是在得到薄片狀固化樹脂15時的高溫真空壓制成形時,將金屬箔4層壓在半固化片6的表面以及/或者里面并對全體進行加熱加壓即可。
方法2在方法2中,首先,利用公知的涂布方法將漿化的上述糊狀物涂布在金屬箔上、或PET、PI、PPS、LCP等的薄膜上。作為涂布方法,例如可舉出基于刮刀控制的方式、噴射方式、幕式涂布方式、旋轉涂布方式、絲網印刷方式等,可根據所需要的厚度、精度、材料供給形態(卷狀、薄片狀等)選擇適當的方式。涂布的厚度優選干燥后為5~100μm,更優選為電介質陶瓷粉末3的最大粒徑的2倍以上的厚度。當厚度不滿5μm或不滿電介質陶瓷粉末3的最大粒徑的2倍時,有時涂布時的涂布性、平滑性、固化物的絕緣性上產生問題;當厚度超過100μm時,難以除去殘存的有機溶劑。因此,當進行厚度超過100μm的涂布時,應采用在制作薄厚的樹脂后在其上反復涂布的方法。
上述干燥條件可根據材料組成、厚度、使用的有機溶劑等適當決定,例如可在50~150℃下干燥1~60分鐘的條件下進行干燥。另外,根據需要可進行將溫度分為幾個階段的分段干燥。用這樣得到的涂布物夾住強化纖維織物,例如通過進行真空壓制成形,可除去含有的有機溶劑得到半固化片。另外,與上述一樣得到涂布物,用得到的涂布物夾住強化纖維織物后,例如,通過在150~250℃的溫度、0.5~20小時、以1.5~6.0MPa的壓力、在30torr以下的真空度下進行高溫真空壓制成形,可得到薄片狀固化樹脂15。這里,當將糊狀物涂布在金屬箔上時,得到層壓體17。另外,擔心向強化纖維織物中的浸滯、填充性時,可預先將強化纖維織物浸滯在稀釋固體組分濃度的上述糊狀物中,并使之干燥。
接著,說明本發明的電子器件以及多層基板。
本發明的電子器件具備含有有機絕緣材料和具有比有機絕緣材料大的介電常數的電介質陶瓷粉末的至少一個復合電介質層;設置在復合電介質層上、構成電容器元件或電感器元件的至少一個導電性元件部;上述有機絕緣材料是使環氧樹脂與活性酯化合物進行固化反應而形成的固化樹脂的材料,該活性酯化合物是使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而形成的。
該電子器件由于電介質陶瓷粉末具有比含有固化樹脂的有機絕緣材料大的相對介電常數、有機絕緣材料具有低介電損耗角正切,所以即使在千兆Hz的高頻領域中,復合電介質層也顯示出高介電常數以及低介電損耗角正切。因此,降低了電子器件的輸送損失,使電子器件的小型化、輕量化成為可能。另外,即使在100℃以上的高溫下長時間使用,也可充分降低在100MHz以上的高頻領域中的相對介電常數的經時變化。而且,該電子器件由于彎曲強度變大,所以電子器件的操作性得以提高,可充分防止電子器件的缺損乃至變形等。另外,利用本發明的電子器件,也可提高高溫使用時的介電特性。換言之,利用本發明的電子器件,可充分提高其特性。
首先,說明上述復合電介質層。另外,與上述實施方式相同或同等的構成要素使用同一符號,省略重復說明。
復合電介質層包括含有固化樹脂的有機絕緣材料,固化樹脂是使環氧樹脂與活性酯化合物進行固化反應而形成的物質。可換言之,復合電介質層是由例如用上述的薄片狀固化樹脂1或薄片狀固化樹脂15構成。薄片狀固化樹脂1或薄片狀固化樹脂15,如上所述,具備使環氧樹脂和活性酯化合物構成的固化性混合物19進行固化的固化物2,和電介質陶瓷粉末3,電介質陶瓷粉末3被分散到固化物2中。即,上述有機絕緣材料所含有的固化樹脂由固化物2構成。
相對于上述環氧樹脂的上述活性酯化合物的添加量優選為,酯當量成為相對于環氧樹脂的環氧當量0.3~4.0倍當量的量,更優選為成為0.8~3.0倍當量的量。當酯當量不滿0.3倍當量時,環氧樹脂的固化有不充分的傾向;當超過4.0倍當量時,有難以得到介電常數充分低的固化樹脂的傾向。
固化物2也可以是在添加劑的存在下使環氧樹脂與活性酯化合物進行固化反應而形成的物質。
添加劑是選自固化促進劑、表面處理劑、阻燃劑以及撓性賦予劑的至少一種添加劑。
上述固化促進劑只要是能夠促進環氧樹脂與活性酯化合物的固化反應的物質就沒有特別的限制,作為這樣的固化促進劑,主要可以使用在固化環氧樹脂時所使用的通常的固化促進劑。
即,作為該固化促進劑,例如可舉出2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-十一烷基咪唑等的咪唑化合物;三苯基膦、三丁基膦等有機膦化合物;三甲基磷化物、三乙基磷化物等有機磷化物;乙基三苯基溴化磷、四苯基磷四苯基硼酸鹽等磷鹽;三乙胺、三丁胺等三烷基胺;1,8-二氮雜環(5.4.0)-十一碳烯-7(以下簡稱為DBU)等胺類以及DBU與對苯二甲酸或2,6-萘羧酸的鹽;四乙基氯化銨、四丙基氯化銨、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四己基溴化銨、芐基三甲基氯化銨等季銨鹽;3-苯基-1,1-二甲基尿素、3-(4-甲基苯基)-1,1-二甲基尿素、3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基尿素、3-(3,4-二氯苯基)-二甲基尿素等尿素化合物;氫氧化鈉、氫氧化鉀等堿類;(苯)酚鉀或醋酸鉀等冠醚鹽等。它們可單獨使用或作為兩種以上的混合物使用。
固化促進劑的添加量相對于環氧樹脂和活性酯化合物的合計100重量份優選為0.005~10.0重量份。當不滿0.005重量份時,固化反應有變慢的傾向;當超過10.0時,有保存穩定性降低而且優先進行環氧樹脂的自身聚合的傾向。
上述阻燃劑根據所需要的阻燃性而添加。阻燃劑大致分為反應系阻燃劑和添加系阻燃劑兩種類。作為反應系阻燃劑的主劑,可舉出溴化雙酚型環氧樹脂、溴化苯酚樹脂、溴化苯酚-酚醛型環氧樹脂;作為固化劑,可舉出氯菌酸酐、四溴鄰苯二甲酸酐等。另外,作為添加系阻燃劑,可舉出鹵化磷酸酯、溴化環氧樹脂等鹵系阻燃劑;磷酸酯酰胺等磷酸系阻燃劑;氮系阻燃劑;金屬鹽系阻燃劑;氫氧化金屬系阻燃劑;三氧化銻、氫化鋁等無機系阻燃劑等。上述阻燃劑既可以使用一種也可以混合使用兩種以上。
另外,阻燃劑的添加量相對于樹脂組合物100重量份優選為在5~50重量份的范圍內添加。多芳基化合物、電介質陶瓷粉末自身具有阻燃性或、是顯示阻燃效果的材料,當多芳基化合物、電介質陶瓷粉末的添加量多時,阻燃劑的添加量可以少;當多芳基化合物、電介質陶瓷粉末的添加量少時,可增加阻燃劑的添加量。另外,添加量可根據所需要的阻燃性(例如UL94的5V、V-0、V-1、V-2、HB等級以及想取得的厚度)決定。
上述撓性賦予劑可賦予復合電介質層韌性,另外,當復合電介質層是含有強化纖維的半固化片時,提高其操作性。
作為撓性賦予劑,例如可舉出經二聚酸改性等的脂環族環氧樹脂、環氧化聚丁二烯、聚丁二烯、加氫聚丁二烯、橡膠改性環氧樹脂、苯乙烯系熱塑性彈性體等,但撓性賦予劑并不限定于此。
上述表面處理劑是可提高電介質陶瓷粉末與有機絕緣材料的粘合性并降低吸水性的物質。
作為該表面處理劑,例如可舉出氯硅烷系偶合劑、烷氧基硅烷系偶合劑、有機官能性硅烷系偶合劑、硅氨烷系硅烷偶合劑,鈦酸鹽系偶合劑,鋁系偶合劑等。使用的表面處理劑根據所需要的特性既可以單獨使用也可以混合使用兩種類以上。
在電子器件中,由于要求反流等的耐熱性,所以表面處理劑優選為有機官能性硅烷系偶合劑、烷氧基硅烷系偶合劑。
表面處理劑的添加量相對于電介質陶瓷粉末100重量份可在0.1~5重量份的范圍內適當選擇。添加量的選擇根據所使用的電介質陶瓷粉末的粒徑、形狀、添加的表面處理劑的種類決定。作為表面處理方法,例如可舉出干式法、濕式法、噴射法、整體混合法等,可根據需要選擇。
另外,有機絕緣材料除上述的固化物2以外,還優選含有多芳基化合物。這時,在B階狀態下的撓性以及彎曲性上升,操作性良好。
上述多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),上述結構單位X優選為用下述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%),
上述結構單位Y優選為用下述通式(3)表示的二價基。
(式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子,Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵,p以及q分別獨立地表示0~4的整數。但是,在上述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。)多芳基化合物通過成為上述結構,與具有上述結構以外的結構的多芳基化合物相比,可賦予半固化片韌性且操作性得以提高。
在上述通式(3)中,上述R11以及上述R12優選為甲基,Z優選為單鍵。
這時,可特別賦予半固化片韌性且操作性得以提高。
作為上述多芳基化合物的合成法,可優選使用界面聚合法、溶液聚合法,但由于在短時間內可以得到純度高且介電損耗角正切低的多芳基化合物,所以優選通過界面聚合法得到。
在界面聚合法中,優選使選自鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸的一種以上的二羧酸的鹵化物與有機溶劑溶液以及用下述通式(3a)表示的二元苯酚化合物的苯酚鹽離子接觸、產生表面縮聚而得到多芳基化合物。另外,通式(3a)中的R11、R12、Z、p以及q與上述同義。另外,在上述反應中,二元羧酸鹵化物中的對苯二甲酸鹵化物的比率必須為40摩爾%以下。
上述反應更優選使二元羧酸鹵化物溶解于甲苯或二氯甲烷等有機溶劑中,在0.1~2摩爾/L的范圍內分別使上述的二元苯酚溶解于堿金屬的水溶液中,通過使這兩種溶液接觸,使二羧酸鹵化物與二元苯酚進行界面聚合。
這時,優選將相間移動催化劑添加到有機溶劑中以促進反應。作為相間移動催化劑,可舉出甲基三辛基氯化銨、芐基三乙基氯化銨等的銨鹽,四丁基溴化磷等的磷鹽。
進行界面聚合時優選預先除去所使用的水中的氧。通過除去氧可抑制對得到的芳基化物的著色。
另外,反應系中也可以添加表面活性劑。縮聚反應方式既可以是間歇式也可以是連續式,反應溫度優選為-5~100℃的不超過有機溶劑的沸點的溫度,特別優選為0~80℃。
另外,當有機絕緣材料含有上述芳基化物時,多芳基化合物的添加量相對于上述環氧樹脂以及活性酯化合物的總量100重量份,可以為5~70重量份。當多芳基化合物的添加量不滿5重量份時,有電子器件的制造效率降低的傾向;當超過70%重量份時,有可能對復合電介質層的導電性金屬的粘合性降低,經過長時間使用時,導電性金屬從復合電介質層上剝離下來,電子器件的性能改變。
本發明所使用的復合電介質層含有分散到上述有機絕緣材料中的電介質陶瓷粉末。作為該電介質陶瓷粉末,使用在100MHz以上的高頻領域中具有比有機絕緣材料大的相對介電常數以及Q值的、例如電介質陶瓷粉末3。
電介質陶瓷粉末的添加量相對于有機絕緣材料100體積份,優選為5~185體積份的范圍,在該范圍內,可根據所需要的介電常數以及介電損耗角正切選擇適當的量。當電介質陶瓷粉末的添加量不滿5體積份時,利用電介質陶瓷粉末難以使介電常數增加;當超過185體積份時,有可能對復合電介質層的導電性金屬的粘合性降低,經過長時間使用時,導電性金屬從復合電介質層上剝離下來,電子器件的性能改變。
另外,本發明所使用的復合電介質層除上述電介質陶瓷粉末以外還優選含有磁性體粉末。利用該磁性體粉末,可對復合電介質層附加磁特性、降低線膨脹系數、提高材料強度。
就上述磁性體粉末而言,可舉出Mn-MgZn、Ni-Zn、Mn-Mg、平面(planar)材等鐵酸鹽或羰基鐵、鐵-硅系合金、鐵-鋁-硅系合金、鐵-鎳系合金、非晶態系的強磁性金屬。它們既可單獨使用也可組合使用兩種類以上。
上述磁性體粉末的平均粒徑優選為在0.01~100的范圍內,更優選為在0.2~20的范圍內。當磁性體粉末的平均粒徑不滿0.01μm時,有樹脂的混煉變難的傾向;當超過100μm時,有不能均勻分散的傾向。
另外,磁性體粉末的添加量相對于有機絕緣材料100體積份優選為5~185體積份的范圍,在該范圍內可選擇適當的量。當不滿5體積份時,有不能表現出添加粉末的效果的傾向;當超過185體積份時,流動性變差。
另外,上述復合電介質層還優選含有由強化纖維構成的布。這時,利用由強化纖維構成的布,增強復合電介質層的機械強度,充分防止電子器件的缺損或變形等。
上述強化纖維的材質優選為選自E玻璃纖維、D玻璃纖維、NE玻璃纖維、H玻璃纖維、T玻璃纖維以及聚酰胺纖維的任一種。其中,NE玻璃纖維具有低介電損耗角正切、H玻璃纖維具有高介電常數、E玻璃能取得與成本的平衡。因此,根據所要求的特性可適當分開使用。
布的厚度優選為20~300μm,根據所需要的厚度、特性可適當分開使用。
作為布的具體例,可舉出101(厚度20μm)、106(厚度30μm)、1080(厚度50μm)、2116(厚度100μm)、7628(厚度200μm)等。
另外,布的表面根據需要也可以實施開纖、閉塞等處理,也可為了提高與樹脂的粘合力而對布表面實施用偶合劑等進行的表面處理。
本發明的電子器件具有設置在上述復合電介質層上的至少一種導電性元件部。導電性元件部是構成電容器元件或電感器元件的元件,在復合電介質層中,導電性元件部并不限于一個,可以為多個。通過將多個或多種類的導電性元件部設置在復合電介質層上,可賦予電子器件各種性能。具體地說,導電性電子部在復合電介質層的表面上形成的金屬箔4等上構成。
在本發明中,為了得到成為電子器件基礎的半固化片,涂布以規定的比例混合的含有環氧樹脂、活性酯化合物、多芳基化合物以及電介質陶瓷粉末、磁性體粉末的樹脂組合物與溶劑混煉、并漿化的糊狀物,進行干燥使其成為半固化的狀態即可。作為此時使用的溶劑,可舉出四氫呋喃、甲苯、二甲苯、丁酮、環己酮、二甲基乙酰胺、二氧戊環等的揮發性溶劑。這樣的溶劑用來將環氧樹脂、活性酯化合物以及多芳基化合物液狀化,同時用來調整糊狀物的粘度。混煉可利用球磨機、攪拌機等公知的方法進行。
作為制造上述半固化片、以及使半固化片完全固化而構成的薄片狀固化物(基板)的方法,可舉出上述的兩種方法,即方法1以及方法2。
另外,本發明的層壓體有雙面圖案基板或多層基板等,它們可如以下那樣制造。
圖72是表示雙面圖案基板的制造流程的圖,圖73是表示雙面圖案基板形成例的工序圖。如圖72、73所示,重疊規定厚度的半固化片(沒有銅箔)1和規定厚度的銅(Cu)箔2并加壓加熱成形(工序A)。接著,通過通孔(through-hole)鉆孔形成通孔(工序B)。對形成的通孔實施鍍銅(Cu),形成鍍膜23(工序C)。而且,在兩面的銅箔2上形成圖案,形成導線分布圖211(工序D)。然后,如圖72所示,為了與外部端子等連接實施電鍍(工序E)。這時的電鍍可以通過在鍍Ni后再鍍Pd的方法、在鍍Ni后再實施鍍Au的方法(電鍍為電解電鍍或無電解電鍍)、使用軟錫均涂機(solder leveller)的方法進行。
圖74是多層基板制造例的流程圖,圖75是多層基板的制造工序圖,表示層壓三層電介質層的實例。如圖74、圖75所示,重疊規定厚度的半固化片1和規定厚度的銅(Cu)箔2、加壓加熱成形(工序a)。接著,在兩面的銅箔2上形成圖案,形成導線分布圖21(工序b)。在這樣得到的雙面圖案基板的兩面側,再重疊規定厚度的半固化片1和銅箔2,同時進行加壓加熱而成形(工序c)。接著,通過通孔鉆孔形成通孔(工序d)。對形成的通孔實施鍍銅(Cu),形成鍍膜4(工序e)。而且,在兩面的銅箔2上形成圖案,形成導線分布圖21(工序f)。然后,如圖74所示,為了與外部端子等連接實施電鍍(工序g)。這時的電鍍可以通過在鍍Ni后再鍍Pd的方法、在鍍Ni后再實施鍍Au的方法(電鍍為電解電鍍或無電解電鍍)、使用軟錫均涂機(solder leveller)的方法進行。
上述的加熱加壓的成形條件優選為在100~200℃的溫度、在9.8×105~7.84×106Pa(10~80kgf/cm2)的壓力下、0.5~20小時。
本發明的電子器件并不限定于上述實例,可使用各種基板制造。例如作為成形材料使用基板或帶銅箔基板(層壓體)和半固化片,將半固化片作為粘接層進行疊層,也可得到多層基板。
另外,粘接半固化片或作為其成形材料的基板和銅箔的方式,可將由混煉上述電介質陶瓷粉末、磁性體粉末、根據需要而添加的阻燃劑、環氧樹脂、活性酯化合物以及丁基卡必醇醋酸酯等高沸點溶劑而得到的復合電介質材料構成的糊狀物,用絲網印刷法等方法在形成了圖案的基板上形成,由此,可實現特性的提高。
本發明的電子器件可通過組合如上所述的半固化片、帶銅箔基板、層壓基板等和元件構成圖案而得到。
本發明的電子器件除如上所述的電容器(capacitor)、線圈(電感器)、濾波器等以外,也可以是組合它們和除它們以外的配線圖案、增幅元件、功能元件的天線或RF組件(RF增幅段)、VCO(電壓控制振蕩器)、功率放大器(電力增幅段)等的高頻電子電路、光傳感器(pick-up)等所使用的重疊組件等。
接著,更具體地說明本發明的電子器件的實施方式。
(第1實施方式)圖1G是表示本發明的電子器件的第1實施方式的電感器的透視斜視圖,圖2是表示本發明的電子器件的第1實施方式的電感器的截面圖。
在圖1G、圖2中,電感器10包括層壓了構成層10a~10e的層壓體、設置在構成層10b~10e上的內部導體13a~13d、用于電連接該內部導體13a~13d的通孔14。另外,通過內部導體13和通孔14構成有線圈圖案(導電性元件部)。
各構成層10a~10e由上述復合電介質層構成。通孔14可通過鉆孔機、激光加工、蝕刻等形成。
另外,層壓體的對向的兩側面上分別設有端電極12,線圈圖案的兩端部分別連接在各端電極12上。另外,端電極12的兩端設計有連接盤圖形(land pattern)11。
端電極12成為將貫通孔的圓筒分成一半的結構。端電極12成為這樣的構造是為了在集合層壓基板上形成多個元件,最終切斷成各元件時,利用切塊(dicing)、V切割等從貫通孔的中心切割。
當使用電感器10作為高頻用的片狀電感器時,需要盡量減少分布電容,所以各構成層10a~10e的相對介電常數優選為2.6~3.5。另外,當電感器10是構成共振電路的電感器時,有時積極地利用分布電容,在這樣的用途中,各構成層10a~10e的相對介電常數優選為5~40。
在該電感器10,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,電感器10的高溫環境下的信賴性變高。而且,電感器10使用彎曲強度大的復合電介質層作為各構成層10a~10e,所以可充分防止操作電感器10時的缺損乃至變形等。另外,可實現電子器件的小型化、可省略將電容元件安裝在電路上。另外,在這些電感器中,需要盡可能抑制材料的損失,所以通過使各構成層10a~10e的介電損耗角正切(tanδ)為0.0025~0.0075,可得到材料的損失極少、Q值高的電感器。另外,各構成層10a~10e既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
另外,圖1G的電子器件的等效電路如圖10(a)所示。如圖10(a)所示,在等效電路中電感器10被表示成,作為具有線圈31的電子器件(電感器)。
(第2實施方式)圖3是表示本發明的電子器件的第2實施方式的電感器的透視斜視圖,圖4是表示電子器件的第2實施方式的電感器的截面圖。
本實施方式的電子器件,在線圈圖案沿橫向、即、連接相對的端電極12的方向卷回的這一點上,與第一實施方式的電子器件不同。
其它構成要素與第1實施方式相同,在圖3、圖4中,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第3實施方式)圖5是表示本發明的電子器件的第3實施方式的電感器的透視斜視圖,圖6是表示本發明的電子器件的第3實施方式的電感器的截面圖。
本實施方式的電子器件,在上下面分別形成螺旋狀的內部導體13通過通孔14連接的這一點上,與第一實施方式的電子器件不同。
其它構成要素與第1實施方式相同,在圖5、圖6中,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第4實施方式)圖7是表示本發明的電子器件的第4實施方式的電感器的透視斜視圖,圖8是表示本發明的電子器件的第4實施方式的電感器的截面圖。
本實施方式的電子器件,在連接設置在層壓體兩側的端電極12的內部導體13的圖案形狀為彎曲狀(meander)的這一點上,與第一實施方式的電子器件不同。
其它構成要素與第1實施方式相同,在圖7、圖8中,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第5實施方式)圖9是表示本發明的電子器件的第5實施方式的電感器的透視斜視圖。
本實施方式的電子器件在將4個線圈圖案連設在層壓體的這一點上,與設有1個線圈圖案的第一實施方式的電子器件不同。通過成為這樣的構造,將電子器件配置在電路基板等上的時候,與使用四個具有一個線圈圖案的電子器件的情況相比,能夠實現節省空間。
另外,圖10(b)是表示本實施方式的電感器的等效電路圖。如圖10(b)所示,本實施方式的電感器在等效電路中表示成線圈31a~31d連續安裝四個的方式。
(第6實施方式)圖11是表示本發明的電子器件的第6實施方式的電容器(condenser)的透視斜視圖,圖12是表示本發明的電子器件的第6實施方式的電容器的截面圖。
在圖11、圖12中,電容器20具備層壓了構成層20a~20g的層壓體、在構成層20b~20g上形成有的內部導體23、在層壓體兩側分別設有的端電極22。而且,鄰接的內部導體23分別連接在不同的端電極22上。另外,端電極22的兩端設計有連接盤圖形21。由在層壓體上設有的內部導體23構成導電性元件部。另外,各構成層20a~20g由上述復合電介質層構成。
另外,從得到的電容的多樣性或精度的觀點出發,各構成層20a~20g優選具有2.6~40的相對介電常數、具有0.0025~0.0075的介電損耗角正切(tanδ)。由于即使在高頻領域中該電容器20的相對介電常數也高,所以可使內部導體23的面積變小,進而使電容器20的小型化成為可能。另外,即使在高溫條件下使用電容器20也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,電容器20的高溫環境下的信賴性變高。而且,電容器20使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層20a~20g,所以可充分防止操作電容器20時的缺損乃至變形等。另外,通過使介電損耗角正切(tanδ)為0.0075~0.025,可得到材料損失極少的電容器。各構成層20a~20g既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
圖14(a)表示電容器20的等效電路圖。如圖14(a)所示,在等效電路中示有具有電容器32的電子器件(電容器)。
(第7實施方式)圖13是表示本發明的電子器件的第7實施方式的電容器的透視斜視圖。
本實施方式的電子器件,在層壓體上以排列(array)狀設有構成電容器元件的四個導電性元件部的這一點上,與在層壓體上設有構成電容器元件的一個導電性元件部的第6實施方式的電容器不同。另外,根據電容器元件的數目設置端電極12以及連接盤圖形11。而且,以排列狀形成電容器時,有時以良好精度形成各種電容。因此,可以說上述介電常數、介電損耗角正切的范圍是優選的。
其它構成要素與第6實施方式相同,在圖13中,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
圖14(b)是本實施方式的電容器的等效電路圖。如圖14(b)所示,在等效電路中表示成連裝四個電容器32a~32d的電子器件(電容器)。
(第8實施方式)圖15~圖18表示本發明的電子器件的第8實施方式的平衡-不平衡變壓器。這里,圖15為透視斜視圖,圖16為截面圖,圖17為各構成層的分解平面圖,圖18為等效電路圖。
在圖15~圖17中,平衡-不平衡變壓器40包括層壓了構成層40a~40o的層壓體,配置在層壓體的上下以及中間的內部GND導體45,和在該內部GND導體45之間形成的內部導體43。該內部導體43是λg/4長的螺旋狀導體43,以構成圖18的等效電路圖所示的結合線53a~53d方式,用通孔44等連接。
該平衡-不平衡變壓器40的構成層40a~40o的相對介電常數優選為2.6~40,介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0075~0.025,作為各構成層40a~40o,可使用上述復合電介質層。另外,各構成層既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
只要利用該平衡-不平衡變壓器40,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,可提高平衡-不平衡變壓器40的高溫環境下的信賴性。而且,平衡-不平衡變壓器40中,使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層40a~40o,所以可充分防止操作平衡-不平衡變壓器40時的缺損乃至變形等。
(第9實施方式)圖19~圖22表示本發明的電子器件的第9實施方式的疊層濾波器。這里,圖19為斜視圖,圖20為分解斜視圖,圖21為等效電路圖,圖22為傳達特性圖。
本實施方式的疊層濾波器以具有兩電極型的傳達特性的方式構成。如圖19~21所示,疊層濾波器60具備對構成層60a~60e進行了層壓的層壓體。這里,構成層60b是上部構成層群,構成層60d是下部構成層群。在層壓體的約中央的構成層60c上形成有一對帶狀線路68,在與此鄰接的下部構成層群60d上形成有一對電容器導體67。構成層60b、60e的表面上分別形成有GND導體65,通過這些GND導體65夾住帶狀線路68以及電容器67。帶狀線路68、電容器導體67以及GND導體65分別連接于在層壓體的端面上形成的端部電極(外部端子)62上。另外,在端部電極62的兩側形成有GND圖案66,GDN圖案66連接在GND導體65上。
帶狀線路68是具有圖21的等效電路圖所示的λg/4長或其以下長度的帶狀線路74a、74b,電容器67構成輸入輸出耦合電容Ci。另外,帶狀線路74a、74b之間,通過耦合電容Cm以及耦合系數M結合。疊層濾波器60由于以形成這樣的等效電路的方式構成,所以具有圖22所示的2電極型的傳達特性。
該疊層濾波器60的構成層60a~60e通過使相對介電常數為2.6~40,在數百MHz~數GHz的帶域內,可得到所期望的傳達特性。另外,期望盡可能抑制帶狀線共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的構成層60a~60e,可使用上述復合電介質層。另外,各構成層既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
只要利用該疊層濾波器60,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,疊層濾波器60的高溫環境下的信賴性變高。而且,疊層濾波器60使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層60a~60e,所以可充分防止操作疊層濾波器60時的缺損乃至變形等。
(第10實施方式)圖23~圖26表示本發明的電子器件的第10實施方式的疊層濾波器。這里,圖23為斜視圖,圖24為分解斜視圖,圖25為等效電路圖,圖26為傳達特性圖。
本實施方式的疊層濾波器以具有4電極型的傳達特性的方式構成。如圖23~25所示,疊層濾波器60在構成層60c上形成4個帶狀線路68的這一點上,與在構成層60c上形成兩個帶狀線路68的第9實施方式的疊層濾波器不同。
在本實施方式的疊層濾波器中,帶狀線路68是具有圖25的等效電路圖所示的λg/4長或其以下長度的帶狀線路74c、74d、74e、74f,另外,帶狀線路74c、74d之間、帶狀線路74d、74e之間、以及帶狀線路74e、74f之間分別通過耦合電容Cm以及耦合系數M結合。疊層濾波器60以形成這樣的等效電路的方式構成,所以具有圖26所示的4電極型的傳達特性。
其它構成要素與第9實施方式相同,在圖23、圖24中,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第11實施方式)圖27~圖32是表示本發明的電子器件的第11實施方式的阻塞濾波器(block filter)。這里,圖27為透視斜視圖,圖28為正面截面圖,圖29為側面截面圖,圖30為平面截面圖,圖31為等效電路圖,圖32為表示金屬模具的結構的透視側面圖。
本實施方式的阻塞濾波器以具有2電極型的傳達特性的方式構成。如圖27~圖32所示,阻塞濾波器80具有構成部件80a、設置在構成部件80a內的一對同軸導體81,和連接在同軸導體81上的電容器同軸導體82。同軸導體81以及電容器同軸導體82用以挖通構成部件80a的方式形成為中空狀的導體構成。另外,在構成部件80a的周圍,以覆蓋它的方式形成有表面GND導體87。而且,在與構成部件80a的電容器同軸導體82相對的位置上,形成有電容器導體83。另外,電容器導體83以及表面GND導體87,分別也被用作輸入輸出端子以及部品固定用端子。另外,在同軸導體81以及電容器同軸導體82的內表面,用無電解電鍍、蒸鍍等方法附著有導電材料,由此形成了傳輸線路。
同軸導體81是具有圖31的等效電路圖所示的λg/4長或其以下長度的同軸線路94a、94b,以包圍它們的方式形成GND導體87。另外,電容器同軸導體82和電容器導體83構成輸入輸出耦合電容Ci。而且,同軸導體81之間通過耦合電容Cm以及耦合系數M結合。阻塞濾波器80以形成圖31所示的等效電路的方式構成,所以具有2電極型的傳達特性。
圖32是表示用于形成阻塞濾波器80的構成部件80a的金屬模具的簡要截面圖。在圖32中,金屬模具是在鐵等的金屬底座103上形成有樹脂注入口104以及注入孔106,與該注入孔106相通地形成有部件形成部105a、105b。用于形成構成部件80a的復合樹脂材料以液體的狀態從樹脂注入口104注入,通過注入孔106到達部件形成部105a、105b。然后,在該金屬模具的內部裝滿復合樹脂的狀態下,進行冷卻或加熱處理固化復合樹脂并從金屬模具中取出,切斷在注入口104內等中固化的不要的部分。這樣,就形成圖27~圖30所示的構成部件80a。
當對這樣形成的構成部件80a進行電鍍、蝕刻、印刷、噴射、蒸鍍等處理時,形成由銅、金、鈀、鉑、鋁等形成的表面GND導體87、同軸導體81和電容器同軸導體82等。
阻塞濾波器80的構成部件80a通過使相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的傳達特性。另外,期望盡可能抑制同軸共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的構成部件80a,可使用上述復合電介質層。
只要利用該阻塞濾波器80,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,阻塞濾波器80的高溫環境下的信賴性變高。而且,阻塞濾波器80使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成部件80a,所以可充分防止操作阻塞濾波器80時的缺損乃至變形等。
(第12實施方式)圖33~圖37是表示本發明的電子器件的第12實施方式的聯接器。這里,圖33為透視斜視圖,圖34為截面圖,圖35為各構成層的分解平面圖,圖36為內部接線圖,圖37為等效電路圖。
在圖33~圖37中,聯接器110具有層壓了構成層110a~110c的層壓體,在層壓體的構成層110b的上下面上形成的內部GND導體115,和在該內部GND導體115之間形成的、構成變壓器的兩個線圈圖案。各線圈圖案由多個內部導體113和連接這些內部導體113的通孔114構成,成為螺旋狀。另外,形成的各線圈的端部和內部GND導體115,如圖36所示,分別被連接于在層壓體的側面上形成的端電極112上。另外,在端電極112的兩端部形成有連接盤圖形111。
這樣,如圖37的等效電路圖所示,聯接器110成為結合了兩個線圈125a、125b的裝置。
當要實現廣帶域化時,聯接器110的構成層110a~110c的相對介電常數優選為盡可能小的一方。另一方面,當考慮到小型化時,要求相對介電常數盡可能高。因此,作為構成構成層110a~110c的材料,根據用途、所要求的性能、方式等,使用具有與其相應的相對介電常數的材料即可。通常通過使構成層110a~110c的相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的傳達特性。另外,為了提高內部電感器的Q值,介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。由此,可形成材料損失極少、Q值高的電感器,可得到高性能的聯接器。作為上述構成層110a~110c,可以使用上述復合電介質層。另外,各構成層既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
只要利用該聯接器110,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,聯接器110的高溫環境下的信賴性變高。而且,聯接器110使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層110a~110c,所以可充分防止操作聯接器110時的缺損乃至變形等。
(第13實施方式)圖38~圖40是表示本發明的電子器件的第13實施方式的天線的圖,圖38為透視斜視圖,圖39(a)為平面圖,(b)為側面截面圖,(c)為正面截面圖,圖40為各構成層的分解斜視圖。
如圖38~圖40所示,天線130具有層壓了構成層130a~130c的長尺狀的層壓體,在該構成層130b以及構成層130c上分別形成的內部導體133,和在長尺狀的層壓體的兩端上分別設置的端電極132。
內部導體133構成有天線輻射圖(antenna pattern)。在本實施方式中,內部導體133相對于使用頻率,構成成長度約λg/4的電抗元件,天線輻射圖形成為彎曲狀。
另外,內部導體133的兩端部分別被連接在各個端電極132上。在該天線130的構成層130a~130c中,當要實現廣帶域化時,相對介電常數優選為盡可能小的一方。另一方面,當考慮到小型化時,要求相對介電常數盡可能高。因此,作為構成構成層130a~130c的材料,根據用途、或所要求的性能、方式等,使用具有與其相應的相對介電常數的材料即可。通常構成層130a~130c的相對介電常數優選為2.6~40,介電損耗角正切優選為0.0075~0.025,作為構成層130a~130c,可使用上述復合電介質層。由此,頻率的范圍廣,可形成高精度。另外,需要盡可能抑制材料的損失。因此,通過使介電損耗角正切(tanδ)為0.0025~0.0075,可形成材料損失極少的天線。另外,各構成層既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
只要利用該天線130,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,天線130的高溫環境下的信賴性變高。而且,天線130使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層130a~130c,所以可充分防止操作天線130時的缺損乃至變形等。
(第14實施方式)圖41是表示本發明的電子器件的第14實施方式的天線的透視斜視圖,圖42是表示本發明的電子器件的第14實施方式的天線的分解斜視圖。
在圖41、42中,天線140具有層壓了構成層140a~140c的層壓體、在該構成層140b以及構成層140c上分別形成的內部導體143a。而且,上下的內部導體143a用通孔144連接,形成成為螺旋狀的天線輻射圖(電感元件)。另外,與第13實施方式相同,在層壓體的兩端分別設有端電極,天線輻射圖的兩端部分別與各個端電極連接。
(第15實施方式)圖43是表示本發明的電子器件的第15實施方式的接線天線(patchantenna)的透視斜視圖,圖44是表示本發明的電子器件的第15實施方式的接線天線的截面圖。
如圖43、44所示,本實施方式的接線天線150具有構成層150a、在該構成層150a的表面上形成有的平板狀接線導體159、以與該接線導體159相對的方式在構成層150a的底面上形成的GND導體155。這里,接線導體159構成天線輻射圖。另外,在接線導體159上用給電部153將給電用的貫通導體154連接,該貫通導體154以與GND導體155不連接的方式在與GND導體155之間設有間隙156。因此,成為從GND導體155的下部通過貫通導體154進行給電。
在該接線天線150的構成層150a中,當要實現廣帶域化時,相對介電常數優選為盡可能小的一方。另一方面,當考慮到小型化時,要求相對介電常數盡可能高。因此,作為構成層150a,根據用途、或所要求的性能、方式等,使用具有與其相應的相對介電常數的材料即可。通常構成層150a的相對介電常數優選為2.6~40,介電損耗角正切優選為0.0075~0.025,作為構成層150a,可使用上述復合電介質層。由此,頻率的范圍廣,可形成高精度。另外,通過使介電損耗角正切(tanδ)為0.0025~0.0075,可形成材料損失極少的放射效率高的天線。
另外,在數百MHz以下的頻率帶域中,磁體也得到與電介質同樣的波長縮短效果,而且,可提高放射元件的電感值。另外,通過組合Q的頻率峰值,即使在比較低的頻率內也能得到高的Q。因此,在數十~數百MHz的無線機器的用途中使用接線天線150時,導磁率優選為3~20,構成層150a優選使用含有磁性體粉末的復合磁性體層。由此,在數百MHz以下的頻率帶域內,可實現高特性化、小型化。另外,各構成層既可以相同也可以不同,選擇最適合的組合即可。
只要利用該接線天線150,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,接線天線150的高溫環境下的信賴性變高。而且,接線天線150使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層150a,所以可充分防止操作接線天線150時的缺損乃至變形等。
(第16實施方式)圖45是表示本發明的電子器件的第16實施方式的接線天線的透視斜視圖,圖46是表示本發明的電子器件的第16實施方式的接線天線的截面圖。
如圖45、46所示,接線天線160具有構成層160a、在該構成層160a的表面上形成的接線導體(天線輻射圖)169和、以與該接線導體169相對的方式在構成層160a的底面上形成的GND導體165。另外,在構成層160a的側面、接線導體169的附近,以與此不接觸的方式配置給電用的給電導體161,成為從給電端子162向給電導體161進行給電。給電端子162由銅、金、鈀、鉑、鋁等構成,可使用電鍍、端接(terminate)、印刷、噴射、蒸鍍等處理法形成。其它的構成要素與第15實施方式相同,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第17實施方式)圖47是表示本發明的電子器件的第17實施方式的多層型接線天線的透視斜視圖,圖48是表示本發明的電子器件的第17實施方式的多層型接線天線的截面圖。
如圖47所示,本實施方式的接線天線170具有層壓了構成層150a以及構成層150b的層壓體;在該構成層150a、150b的表面上分別形成的接線導體159a、159e;以與該接線導體159a、159e相對的方式在構成層150b的底面上形成的GND導體155。另外,在接線導體159a上用給電部153a將給電用的貫通導體154連接,該貫通導體154以與GND導體155以及接線導體159e不連接的方式,在與GND導體155以及接線導體159e之間,設有間隙156。因此,從GND導體155的下部通過貫通導體154對接線導體159a進行給電。這時,通過由與接線導體159a的電容耦合以及與貫通導體154的間隙形成的電容,對接線導體159e給電。其它的構成要素與第15實施方式相同,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
(第18實施方式)圖49是表示本發明的電子器件的第18實施方式的多連型接線天線的透視斜視圖,圖50是表示本發明的電子器件的第18實施方式的多連型接線天線的截面圖。
本實施方式的接線天線180,在層壓體上設有格子狀的構成天線的四個導電性元件部這一點上,與在層壓體上只設有一個導電性元件部的第17實施方式的接線天線不同。即,如圖49、圖50所示,接線天線180具有層壓了構成層150a、150b的層壓體;在構成層150a上形成的接線導體159a、159b、159c、159d;在構成層150b上形成的接線導體159e、159f、159g、159h;以與這些接線導體159a、159e相對的方式在構成層150b的底面上形成的GND導體155。其它的構成要素與第17實施方式相同,對同一構成要素標記同一符號,省略說明。
這樣,通過在一個層壓體上配設多個導電性元件部使其成為格子狀,可實現接線天線的小型化和元件點數的削減。
(第19實施方式)圖51~圖53是表示本發明的電子器件的第19實施方式的VCO(電壓控制振蕩器)。這里,圖51為透視斜視圖,圖52為截面圖,圖53為等效電路圖。
在圖51~圖53中,VCO210具有層壓了構成層210a~210g的層壓體;在層壓體上形成、配置的電容器、電感器、半導體元件、電阻器等電氣元件261;在構成層210a~210d上形成的導線分布圖;以及在構成層210e~210g上分別形成的導線分布圖262、263、264。VCO210以形成圖53所示的等效電路的方式構成,導線分布圖263成為帶狀線(strip line)。另外,VCO210除帶狀線以外還具有電容器、信號線、半導體元件、電源線等。因此,構成層用適應各自功能的材料形成是有效的。
更具體地,在上述構成層210g的表面上形成內部導體帶狀線263,在里面上形成GND導體262以及端子導體266。另外,在構成層210e的表面上形成電容器導體264,在構成層210b的表面上形成配線電感器導體265。另外,在各構成層上形成的內部導體通過通孔214連接,在表面上搭載已經被裝配的電子器件261,形成顯示圖53的等效電路的VCO。
例如,在本實施方式的VCO210中,在構成共振器的構成層210f、210g中優選使用介電損耗角正切為0.0025~0.0075的復合電介質層,在構成電容器的構成層210c~210e優選使用介電損耗角正切為0.0075~0.025、相對介電常數為5~40的復合電介質層。構成配線以及電感器的構成層210a、210b優選使用介電損耗角正切為0.0025~0.0075、相對介電常數為2.6~3.5的復合電介質層。
通過成為這樣的構造,可成為適應各自功能的相對介電常數、Q、介電損耗角正切,使高性能化、小型化、薄型化成為可能。只要利用該VCO210,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,VCO210的高溫環境下的信賴性變高。而且,VCO210使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層210a~210g,所以可充分防止操作VCO210時的缺損乃至變形等。
(第20實施方式)圖54~圖56是表示本發明的電子器件的第20實施方式的功率放大器(power amplifier)。這里,圖54為各構成層的分解平面圖,圖55為截面圖,圖56為等效電路圖。
在圖54~圖56中,功率放大器300具有層壓了構成層300a~300e的層壓體;在層壓體上配置的電容器、電感器、半導體元件、電阻器等電氣元件361;在該構成層300a~300e中以及其上下面上形成的導線分布圖313、315。該功率放大器構成成為如圖56所示的等效電路,所以具有帶狀線L11~L17、電容器C11~C20、信號線、向半導體的電源線等。因此,用適應各自功能的材料形成構成層是有效的。
更具體地,在這些構成層300a~300e的表面上形成有內部導體313、GND導體315等。另外,各個內部導體通過通孔314連接,在層壓體的表面上搭載已經被裝配的電子器件361形成圖56的等效電路所示的功率放大器。
在本實施方式的功率放大器300中,在構成帶狀線的構成層300d、300e中優選使用介電損耗角正切為0.0075~0.025、相對介電常數為2.6~40的復合電介質層。構成電容器的構成層300a~300c優選使用介電損耗角正切為0.0075~0.025、相對介電常數為5~40的復合電介質層。
通過形成這樣的構造,可成為適合于各自功能的相對介電常數、Q、介電損耗角正切,使高性能化、小型、薄型化成為可能。只要利用該功率放大器300,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,功率放大器300的高溫環境下的信賴性變高。而且,功率放大器300使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層300a~300e,所以可充分防止操作功率放大器300時的缺損乃至變形等。
(第21實施方式)圖57~圖59是表示本發明的電子器件的第21實施方式的使用于光傳感器等的重疊組件。這里,圖57為各構成層的分解平面圖,圖58為截面圖,圖59為等效電路圖。
在圖57~圖59中,重疊組件400具有層壓了構成層400a~400k的層壓體;在層壓體上形成、配置的電容器、電感器、半導體元件、電阻器等電氣元件461;在該構成層400a~400k中以及其上下面上形成的導線分布圖413、415等。該重疊組件400構成為圖59所示的等效電路,所以具有電感器L21、L23、電容器C21~C27、信號線、向半導體的電源線等。因此,用適合于各自功能的材料形成構成層是有效的。
更具體地,在這些構成層400a~400k的表面上形成有內部導體413、GND導體415等。另外,各個內部導體通過通孔414上下連接,在表面上搭載已經被裝配的電子器件461形成圖59的等效電路所示的重疊組件。
在本實施方式的重疊組件400中,在構成電容器的構成層400d~400h中優選使用介電損耗角正切為0.0075~0.025、相對介電常數為10~40的復合電介質層。構成電感器的構成層400a~400c、400j~400k優選使用介電損耗角正切為0.0025~0.0075、相對介電常數為2.6~3.5的復合電介質層。
通過成為這樣的構造,可成為適應各自功能的相對介電常數、Q、介電損耗角正切,使高性能化、小型、薄型化成為可能。只要利用該重疊組件400,即使在高溫條件下使用也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,重疊組件400的高溫環境下的信賴性變高。而且,重疊組件400使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層400a~400k,所以可充分防止操作重疊組件400時的缺損乃至變形等。
(第22實施方式)圖60~圖63是表示本發明的電子器件的第22實施方式的RF組件。這里,圖60為斜視圖,圖61為取下外裝部材的狀態的斜視圖,圖62為各構成層的分解斜視圖,圖63為截面圖。
在圖60~圖63中,FR組件500具有層壓了構成層500a~500i的層壓體;在層壓體上配置的電容器、電感器、半導體、電阻器等電氣元件561;在該構成層500a~500i中以及其上下面上形成的導線分布圖513、515、572等;天線輻射圖573。該FR組件500如上述那樣具有電感器、電容器、信號線、向半導體的電源線等。因此,用適合于各自功能的材料形成構成層是有效的。
在本實施方式的FR組件中,天線構造、帶狀線構造以及配線層500a~500d、500g優選使用介電損耗角正切為0.0025~0.0075、相對介電常數為2.6~3.5的復合電介質層。電容器的構成層500e~500f優選使用介電損耗角正切為0.0075~0.025、相對介電常數為10~40的復合電介質層。電源線層500h~500i優選使用導磁率為3~20、含有磁性體粉末的復合磁性體層。
而且,在這些構成層500a~500i的表面上形成有內部導體513、GND導體515、天線導體573等。另外,各個內部導體通過通孔514上下連接,在層壓體的表面上搭載已經被裝配的電子元件561形成RF組件。
通過成為這樣的構造,可成為適應各自功能的相對介電常數、Q、介電損耗角正切,使高性能化、小型、薄型化成為可能。只要利用該FR組件500,即使在高溫條件下使用FR組件500也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,FR組件500的高溫環境下的信賴性變高。而且,FR組件500使用彎曲強度大的復合電介質層作為構成層500a~500i,所以可充分防止操作FR組件500時的缺損乃至變形等。
(第23實施方式)圖64、圖65表示本發明的電子器件的第23實施方式的共振器。這里,圖64為透視斜視圖,圖65為截面圖。
在圖64、65中,共振器600具備基材610和貫通基材610的筒狀同軸導體641。
共振器600的制造方法與第11實施方式的阻塞濾波器相同。即,首先,在利用金屬模具成形為形成了圓筒狀貫通孔的基材610的表面上,利用鍍、蝕刻、印刷、噴射、蒸鍍等處理法,形成表面GND導體647以及端部導體682,以連接該表面GND導體647與端部導體682的方式,在基材610的內壁面上形成同軸導體641,以與同軸導體641連接的方式形成共振器用HOT端子681等。表面GND導體647、端部導體682、同軸導體641、共振器用HOT端子681由銅、金、鈀、鉑、鋁等形成。這里,同軸導體641是具有某種特性阻抗的同軸型線路,以包圍同軸導體641的方式,在基材610上形成表面GND導體647。
該共振器的基材610通過使相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的共振特性。另外,希望盡可能抑制共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的基材610,可使用上述復合電介質層。只要利用該共振器600,即使在高溫條件下使用共振器600也能充分抑制相對介電常數的經時變化。因此,共振器600的高溫環境下的信賴性變高。而且,共振器600使用彎曲強度大的復合電介質層作為基材610,所以可充分防止操作共振器600時的缺損乃至變形等。
(第24實施方式)圖66、圖67表示本發明的電子器件的第24實施方式的帶狀共振器。這里,圖66為透視斜視圖,圖67為截面圖。
如圖66、67所示,帶狀共振器700具有層壓構成層710a~710d而形成的層壓體;在構成層710c上形成的長方形的帶狀導體784;在構成層710b、構成層710d上、以夾住帶狀導體784的方式形成的矩形狀的GND導體783。另外,在層壓體的兩側分別設置共振器用HOT端子781以及GND端子782,帶狀導體784的兩端分別被連接在共振器用HOT端子781以及GND端子782上。可與第1實施方式的電感器相同地制造帶狀共振器700。
共振器的構成層710a~710d通過使相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的共振特性。另外,希望盡可能抑制共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的構成層710a~710d,可使用上述復合電介質層。
(第25實施方式)圖68是表示本發明的電子器件的第25實施方式的共振器的透視斜視圖。
如圖68所示,共振器800具備基材810、貫通基材810的圓筒狀的同軸型導電體841、與貫通基材810的同軸型導電體841平行地設置的同軸型導電體842。在基材810中,在同軸型導電體842的一端上形成端部電極882,在另一端上形成連接用電極885。另外,同軸型導電體841的一端通過連接用電極885與同軸型導電體841連接,在另一端上形成有共振器用HOT端子881。這里,端部電極882與共振器用HOT端子881是電絕緣的。然后,以包圍基材810的方式,形成有表面GND導體847。表面GND導體847與端部電極882連接,但與共振器用HOT端子881電絕緣。因此,同軸導體841、842發揮著作為具有某種特性阻抗的同軸型線路的功能。
該共振器的基材810通過使相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的共振特性。另外,希望盡可能抑制共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的基材810,可使用上述復合電介質層。
(第26實施方式)圖69是表示本發明的電子器件的第26實施方式的帶狀共振器的透視斜視圖。
在圖69中,帶狀共振器850具有層壓多層構成層810而形成的層壓體;在構成層810上形成的U字狀的帶狀導體884;通過構成層810以上下夾入帶狀導體884的方式而配置的矩形狀的GND導體883。另外,在層壓體的兩側分別并列設置共振器用HOT端子881以及GND端子882,帶狀導體884的兩端部分別被連接在共振器用HOT端子881以及GND端子882上。帶狀共振器850的制造方法與第1實施方式的電感器相同。
該共振器850的構成層810的材料通過使相對介電常數為2.6~40,在從數百MHz到數GHz的帶域內,可得到所期望的共振特性。另外,希望盡可能抑制共振器的材料損失,所以介電損耗角正切(tanδ)優選為0.0025~0.0075。作為這樣的構成層810,優選使用上述復合電介質層。
圖70表示上述第23~26實施方式的共振器的等效電路圖。在圖70中,共振器用HOT端子981被連接在由同軸路或帶狀線構成的共振器984、941的一端上,而另一端上連接有GND端子982。
(第27實施方式)圖71是表示本發明的電子器件的第27實施方式的方塊構成圖,表示在攜帶式終端機器上使用本發明的電子器件的實例。
在圖71所示的攜帶式終端機器1000中,由基帶單元1010送出的傳輸信號通過混頻器1001與來自混合電路1021的RF信號混合。該混合電路1021上連接有電壓控制振蕩電路(VCO)1020,與相位同步電路1019一起構成合成電路,以供給規定頻率的RF信號。
利用混頻器1001進行RF調制的傳輸信號經過帶通濾波器(BPF)1002,被功率放大器1003增幅。該功率放大器1003的輸出的一部分被聯接器1004取出,用衰減器1005調整到規定的水平后,再次被輸送到功率放大器1003中,調整為功率放大器的增益保持一定。由聯接器1004送出的傳輸信號經過防止逆流用的隔離器(isolater)1006、低通濾波器1007被輸入到雙工機(duplexer)1008,從與此連接的天線1009進行發射。
另一方面,輸送到天線1009的接收信號從雙工機1008被輸送到放大器1011中,被增幅到規定的水平。從放大器1011輸出的接收信號經過帶通濾波器1012被輸送到混頻器1013中。在該混頻器1013中,從混合電路1021經過帶通濾波器(BPF)1022輸入RF信號,除去RF信號成分、進行解調。從混頻器1013輸出的接收信號經過SAW濾波器1014,在放大器1015被增幅之后,被輸入到混頻器1016。規定頻率的局部發信信號從局部發信電路1018被輸入到混頻器1016,上述接收信號被變換成規定的頻率,在放大器1017中被增幅到規定的水平后,被送到基帶單元。
上述攜帶式終端器1000,作為包括天線1009、雙工機1008、低通濾波器1007的天線前端(front end)組件(參照圖71的虛線)1200,或包括隔離器1006、聯接器1004、用衰減器1005、功率放大器1003的隔離器功率放大器組件(aisolater power amplifier module)(參照圖71的虛線)1100,可以使用上述的天線或功率放大器,由此可構成混合組件(hybrid module)。另外,將作為RF單元、可構成含有除此之外的構成要素的裝置的方法如在第22實施方式已經所示的那樣,圖71的BPF、VCO等也可使用第9~12實施方式以及第19實施方式中所示的VCO等。
如上述那樣在攜帶式終端機器上搭載本實施方式的電子器件時,利用電子器件的小型化可使攜帶式終端機器1000小型化。另外,本實施方式的電子器件的彎曲強度優良,所以在安裝電子器件時可充分防止電子器件的的缺損乃至變形等。而且,本實施方式的電子器件即使在高溫下使用也能充分防止電容特性的經時變化,所以即使在高溫下使用攜帶式終端機器1000,也能長時間地維持其性能。
(第28實施方式)接著,詳細地說明本發明的第28實施方式。
圖76是表示本發明的電子器件的第28實施方式的部分截面圖。
在圖76中,作為電子器件,表示了具備多層基板1110和在多層基板1110上設置的電氣元件1120a、1120b的功率放大率1100。
多層基板1110具有最外層兩層構成層(第1電介質層)1110a、1100g,在兩層最外層1110a、1100g之間、配置有含樹脂的多層(在本實施方式中是3層)構成層(第2電介質層)1110b~1110f。另外,多層基板1110在構成層1110a的表面上、構成層1110a與構成層1110b之間、構成層1110b與構成層1110c之間、構成層1110c與構成層1110d之間、構成層1110d與構成層1110e之間、構成層1110e與構成層1110f之間、構成層1110f與構成層1110g之間、以及構成層1110g的表面上分別具有導體層1130a~1130h。構成層1110a~1110g、導體層1130a~1130h被層壓而構成。
在上述多層基板1110中,構成層1110a、1110g的極限撓度是構成層1110b~1110f的1.3倍以上,構成層1110b~1110f的介電損耗角正切tanδ均為0.01以下。
即,多層基板1110包括機械強度優良的構成層1110a、1110g,和電特性優良的構成層1110b~1110f。因此,在制品化后,即使對功率放大器1100施加過大的負荷,也能良好地維持電特性的同時,能夠充分地防止功率放大器1100中的多層基板1110中的缺損的發生。換言之,只要利用功率放大率1100,就可充分地提高其特性。
另外,通常在彎曲多層基板的情況下,多從表層部分破斷,多層基板的強度依賴于最外層的強度的比率非常大,但在多層基板1110中,由機械強度大的材料構成的構成層1110a、1110g成為多層基板1110的最外層,所以能更充分地防止多層基板1110的破斷。
另外,當構成層1110a、1110g的極限撓度不滿構成層1110b~1110f的1.3倍時,難以與多層基板1110的強度上升聯系在一起,不能充分地防止施加過大負荷時的多層基板1110的缺損的發生。另外,當構成層1110b~1110f的介電損耗角正切tanδ超過0.01時,與tanδ為0.01以下的情況相比,功率放大器1100的Q值大幅度減少,不能維持良好的電特性。
構成層1110a、1110b的極限撓度,從使功率放大器1100的機械強度增大的觀點出發,優選為構成層1110b~1110f的1.5倍以上,但還優選為20倍以下。當極限撓度超過20倍時,在工序上的操作變得困難。另外,構成層1110b~1110f的介電損耗角正切tanδ優選為0.005以下。這時,與tanδ超過0.005的情況相比,電特性可變得更良好。
構成層1110b~1110f所含有的樹脂沒有特別限制。作為該樹脂,例如可舉出四氟乙烯、芳香族液晶聚酯、聚亞苯基亞硫酸鹽、聚乙烯基芐基醚化合物、二乙烯基苯、富馬酸鹽、聚亞苯基氧化物(醚)、氰酸鹽酯、雙馬來酰亞胺三嗪、聚醚醚酮、聚酰亞胺等。另外,作為上述樹脂,可使用環氧樹脂和具有高Q值的活性酯固化樹脂的混合物。
但是,除上述樹脂以外,構成層1110b~1110f還可含有與該樹脂相比介電常數大的陶瓷粉末。這時,即使在使用介電常數小的樹脂的情況下,在構成層1110b~1110f中,也可使介電損耗角正切tanδ為0.01以下。
這樣的陶瓷粉末可分為電介質陶瓷粉末和磁性體粉末。
上述電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,優選為介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。
當金屬氧化物粉末的相對介電常數不滿3.7時,有不能提高復合電介質層的相對介電常數、難以實現電子器件的小型化、輕量化的傾向。當金屬氧化物粉末的相對介電常數超過300、Q值不滿500時,在使用時有電子器件1100過度發熱的同時、輸送損失降低的傾向。另外,上述電介質陶瓷粉末通常以單結晶或多結晶構成。
作為上述電介質陶瓷粉末的具體例,除作為上述復合電介質層所含有的電介質陶瓷粉末的具體例而舉出的之外,還可舉出二氧化硅、玻璃、氫氧化物(氫氧化鋁、氫氧化鎂等)等的具有絕緣性的物質。電介質陶瓷粉末的形狀可為球狀、破碎狀、鱗片狀、針狀的任一種形狀。
作為上述電介質陶瓷粉末,優選為以TiO2、CaTiO3、SrTiO3、BaO-Nd2O3-TiO2、BaO-CaO-Nd2O3-TiO2、BaO-SrO-Nd2O3-TiO2、BaO-Sm2O3-TiO2、BaTi4O9、Ba2Ti9O20、Ba2(Ti,Sn)9O20、MgO-TiO2、ZnO-TiO2、MgO-SiO2、Al2O3的成分為主要成份的物質,與上述復合電介質層中所含有的電介質陶瓷粉末相同。以上述成份為主要成份的電介質陶瓷粉末既可以單獨使用也可以組合使用兩種類以上。
上述電介質陶瓷粉末的平均粒徑,從與上述復合電介質層中所含有的電介質陶瓷粉末相同的理由出發,優選為0.01~100μm的范圍內,更優選為0.2~20μm的范圍內。
另外,上述電介質陶瓷粉末的添加量,從與上述復合電介質層中所含有的電介質陶瓷粉末相同的理由出發,相對于有機絕緣材料100體積份,優選為5~185體積份的范圍,在該范圍內,根據需要的介電常數以及介電損耗角正切選擇適當的量即可。
另一方面,磁性體粉末可對構成層1110b~1110f賦予磁特性、降低線膨脹系數、提高材料強度。
作為上述磁性體粉末的具體例,可舉出與上述復合電介質層中所含有的磁性體粉末相同的物質。它們既可單獨使用也可組合使用兩種類以上。
上述磁性體粉末的平均粒徑,從與上述復合電介質層中所含有的磁性體粉末同樣的理由出發,優選為0.01~100μm的范圍內,更優選為0.2~20μm的范圍內。
另外,從與上述復合電介質層中所含有的磁性體粉末相同的理由出發,磁性體粉末的添加量相對于有機絕緣材料100體積份,優選為5~185體積份的范圍,在該范圍內選擇適當的量即可。
作為構成層1110a、1110g所含有的樹脂,除構成層1110b~1110f所含有的樹脂以外,可舉出環氧樹脂或苯酚樹脂等,但構成層1110a、1110g除上述樹脂以外還可含有比該樹脂介電常數大的陶瓷粉末。但是,當構成層1110a、1110g含有大量陶瓷粉末時,構成層1110a、1110g的極限撓度難以成為構成層1110b~1110f的1.3倍以上。另一方面,當構成層1110a、1110g含有大量陶瓷粉末時,更進一步提高電特性。因此,優選為適當地添加陶瓷粉末,具體地說,相對于樹脂100體積份,優選添加陶瓷粉末100~200體積份。
另外,作為構成層1110b~1110f所含有的樹脂,當使用芐醚化合物時,與芐醚化合物相比彎曲強度大、彎曲彈性率低,均為熱固化性樹脂,從與其它樹脂相比固化溫度比較近的理由出發,優選使用環氧樹脂作為構成層1110a、1110g所含有的樹脂。
在上述多層基板1110中,構成層1110a、1110g的剝離強度優選為構成層1110b~1110f的剝離強度的1.5倍以上。這時,制品化后,即使對功率放大器1100施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時,能夠充分地防止多層基板1110中發生的缺損,除此之外,與不滿1.5倍的情況相比,或更進一步提高實裝的受動-能動元件(電氣元件1120a、1120b)的固定強度以及剝離強度,或更進一步提高多層基板1110以及作為電子器件的功率放大器1100的作為電極的導體層1130h的強度。
構成層1110a、1110g的剝離強度更優選為構成層1110b~1110f的剝離強度的2倍以上。但是,構成層1110a、1110g的剝離強度優選為構成層1110b~1110f的剝離強度的20倍以下。當構成層1110a、1110g的剝離強度超過構成層1110b~1110f的剝離強度的20倍時,導體層(例如銅箔)必需變得相當粗,對功率放大率1100的高頻率特性產生惡劣影響。
構成層1110a、1110g的剝離強度具體地優選為8N/cm以上,更優選為10N/cm以上。這時,與構成層1110a、1110g的剝離強度不滿8N/cm的情況相比,得到如下的優點更難以引起因作為實裝部件的電氣元件1120a、1120b的應力的缺損,或作為端子的導體層1130h的剝離等問題。
構成層1110a、1110g的剝離強度優選為100N/cm以下。當構成層1110a、1110g的剝離強度超過100N/cm時,導體層(例如銅箔)必需變得相當粗,對功率放大率1100的高頻率特性產生惡劣影響。
另外,在圖76中,構成層1110d具有由強化纖維構成的布1131,構成中心基板。該布1131的材質以及厚度如上所述。
構成上述導體層1130a~1130h的材料只要是導電材料就沒有特別限制,作為這樣的導電材料,可舉出Cu、Ni、Al、Au、Ag等。其中更優選為Cu。這是因為Cu的內部電阻小、難以引起遷移(migration)。另外,作為電氣元件1120a、1120b,例如使用電容器、電感器、半導體、電阻器等。
上述多層基板1110可使用組合(build up)工作法、一次層積工作法等通常的印刷基板的工作法制造。
(第29實施方式)圖77是表示本發明的電子器件的第29實施方式的電容器的透視斜視圖,圖78是表示本發明的電子器件的第29實施方式的電容器的部分截面圖。
在圖77、圖78中,電容器1200具備層壓了構成層1200a~1200g而形成的層壓體;在構成層1200b~1200g上形成的導體層23;在層壓體的兩側上分別設置的端電極22。而且,鄰近的內部導體23分別被連接在不同的端電極22上。另外,在端電極22的兩端設有連接盤圖形21。另外,構成層1200a、1200g由與上述第27實施方式的構成層1100a、1100b同樣的材料構成,各構成層1200b~1200f由與第27實施方式的構成層1110b~1110f同樣的材料構成。即,構成層1200a、1200g的極限撓度是構成層1200b~1200f的1.3倍以上,構成層1200b~1200f的介電損耗角正切tanδ為0.01以下。因此,只要利用該電容器1200,即使在制品化后對電容器1200施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時,能充分地防止電容器1200發生缺損。
為了使電容器1200大容量化,各構成層1200a~1200g需要盡可能提高構成層1200b~1200f的材料的介電常數,因此,相對于構成層1200b~1200f中所含有的樹脂,優選復合具有比該樹脂高的介電常數的陶瓷粉末。另外,當將電容器1200使用于施加高頻率電磁場的用途時,電容器1200的Q也對電特性造成影響的情況多,所以在這樣的情況下,優選為tanδ盡可能小,為此,作為構成構成層1200b~1200f的樹脂,選擇樹脂自身的tanδ小的樹脂,但復合與樹脂相比tanδ低的陶瓷粉末即可。作為這樣的樹脂或陶瓷粉末,可使用第27實施方式的樹脂或陶瓷粉末。各構成層1200a、1200g既可相同也可不同,選擇最適合的組合即可。另外,各構成層1200b~1200f既可相同也可不同,選擇最適合的組合即可。
另外,對與上述實施方式相同或同等的構成要素標記相同符號,省略重復說明。
(第30實施方式)圖79是表示本發明的電子器件的第30實施方式的電感器的透視斜視圖,圖80是表示本發明的電子器件的第30實施方式的電感器的部分截面圖。
在圖79、圖80中,電感器1300具備層壓了構成層1300a~1300e而形成的層壓體;在構成層1300b~1300e上設置的內部導體13a~13(導體層)d;用于電連接該內部導體13a~13d的通孔14。另外,通過內部導體13和通孔14構成線圈圖案(導電性元件部)。
構成層1300a、1300e用與上述第28實施方式的構成層1110a、1110g同樣的材料構成,各構成層1300b~1300d用與第28實施方式的構成層1110b~1110f同樣的材料構成。即,構成層1300a、1300g的極限撓度是構成層1300b~1300d的1.3倍以上,構成層1300b~1300d的介電損耗角正切tanδ為0.01以下。因此,只要利用該電感器1300,即使在制品化后對電感器1300施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時,能充分地防止電感器1300發生缺損。
另外,在層壓體的相對的兩側面分別設置有端電極12,線圈圖案的兩端部分別被連接在各端電極12上。另外,在端電極12的兩端設有連接盤圖形11。
另外,各構成層1300a、1300e既可相同也可不同,選擇最適合的組合即可。另外,各構成層1300b~1300d也是,既可相同也可不同,選擇最適合的組合即可。另外,對與上述實施方式相同或同等的構成要素標記相同符號,省略重復說明。
另外,內部導體13a~13d與通孔14一起構成螺旋狀,但除去通孔14,將內部導體13a~13d匯集成一個、構成為彎曲狀也可以。這樣的構造也能發揮作為電感器的功能。
本發明并不限定于上述的實施方式。例如本發明的電子器件除上述第1~第27實施方式所記載的電子器件以外,也可以是線圈鐵心、環形鐵心、圓盤電容器、貫通電容器、鉗位濾波器(clamp filter)、共模濾濾器(common mode filter)、EMC濾波器、電源用濾波器、脈沖變壓器、偏向線圈、扼流線圈、DC-DC轉換器、延遲線、電波吸收片、薄型電波吸收體、電磁屏蔽、同向雙工機(diplexer)、雙工機(duplexer)、天線開關組件、天線前端組件(antenna front end module)、隔離器-功率放大器組件、PLL組件、前端組件(front end module)、調諧器元件、方向性耦合器、雙平衡混頻器(DBM)、功率合成器、功率分配器、墨粉傳感器(toner sensor)、電流傳感器、調節器(actuator)、音響器(電壓型聲音發生器)、麥克風、接收機、蜂鳴器、PTC熱變電阻、溫度保險絲、鐵酸鹽磁鐵等。
另外,在上述第28~第30實施方式中,作為電子器件使用功率放大器1100、電容器1200、電感器1300,但本發明的電子器件除上述功率放大器、電容器、電感器以外,也可適用VCO、天線開關組件、前端(front end)組件、PLL組件、RF調諧器組件、RF單元、重疊組件、TCXO等。
另外,在上述第28~第30實施方式中,最外層的極限撓度是配置于它們之間的構成層的1.3倍以上,但如果最外層的剝離強度為配置于它們之間的構成層的1.5倍以上,最外層的極限撓度未必需要成為配置于它們之間的構成層的1.3倍以上。這時也是,即使在制品化后對電子器件施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時、能充分地防止電子器件發生缺損。另外,最外層的剝離強度優選為配置于它們之間的構成層的20倍以下。當最外層的剝離強度超過配置于它們之間的構成層的20倍時,導體層(例如銅箔)必需變得相當粗,對電子器件的高頻率特性產生惡劣影響。
另外,在上述第28~第30實施方式中,兩層最外層都具有配置于它們之間的構成層的1.3倍以上的極限撓度,但只要任一方的最外層的極限撓度是上述構成層的1.3倍以上即可。這時也是,即使在制品化后對電子器件施加過大的負荷,也可良好地維持電特性的同時、能充分地防止電子器件發生缺損。
以下,更詳細地說明本發明的適當的實施例,但本發明并不限定于這些實施例。
(制造例A活性酯化合物的合成)在具備氮導入管的2L分體燒瓶(separable flask)中,裝入蒸餾水900mL以及氫氧化鈉0.5833摩爾(23.33g),利用氮導入管使氮充分起泡除去蒸餾水中以及反應系內的氧。花1小時時間使α-萘酚0.54摩爾(77.85g)溶解于其中,得到α-萘酚溶液。與此不同,將600mL甲苯裝入到升溫到60℃的另一個燒瓶中,溶解間苯二酸氯化物(東京化成工業株式會社制)0.27摩爾(54.82g)。
將該間苯二酸氯化物溶液升溫到60℃,花10秒鐘滴到用蹼板(paddle blade)以300轉數攪拌的上述α-萘酚溶液中,以那樣的旋轉數保持4小時,使之反應。反應結束后,靜置分液,取出水相。用0.5%碳酸蘇打水洗凈30分鐘甲苯相、靜置分液并重復3次后,用去離子水洗凈30分鐘、靜置分液并重復3次。然后,升溫除去甲苯400mL左右濃縮后,用15秒滴下庚烷600mL,使二(α-萘基)間苯二酸酯析出。過濾該析出物,在室溫下用300mL的甲醇洗凈30分鐘,通過過濾-干燥,得到活性酯化合物二(α-萘基)間苯二酸酯106g。酯化率為99.8%。以下稱得到的二(α-萘基)間苯二酸酯為“IAAN”。
(制造例B多芳基化合物的合成)將由1.031kg的間對苯二酰氯、0.258kg的對苯二酰氯、0.057kg的甲基三辛基氯化銨以及27.3kg的甲苯構成的溶液,和由1.540kg的3,3’-5,5’-四甲基雙酚、0.648kg的氫氧化鈉以及19.2kg的脫氧水構成的溶液在100L釜中在11℃下攪拌混合30分鐘,使之接觸。
靜置分離生成液后,除去水相,接著用水反復三次洗凈甲苯相。接著向得到的甲苯相中分別以10L/分、100L/分的速度供給弱溶媒(badsolvent)甲醇,連續通過連續式剪切機(太平洋機工制的高速分散機FM-25、葉片圓周速度15m/秒)進行沉淀操作(多芳基化合物的析出)。接著,在濾材上收集得到的多芳基化合物,在釜中用80℃的溫水洗凈30分鐘,反復過濾三次,然后干燥,得到多芳基化合物。在氯仿中(0.1g/dL)在30℃下,用烏氏粘度計決定的多芳基化合物的對數比濃粘度為1.5dL/g。以下將得到的多芳基化合物稱為“多芳基化合物1”。
(實施例A1)將BaNd2TiO4系電介質陶瓷粉末(平均粒徑1.6μm、千兆Hz帶的介質特性ε90/Q1700、TDK(株))177重量份、有機溶劑四氫呋喃620重量份、偶合劑KBM573(信越化學工業(株))0.9重量份裝入到5升燒杯中,使用攪拌機進行4小時攪拌處理。然后,添加環氧樹脂EPICLON HP7200H(大日本油墨化學工業(株))174重量份、活性酯化合物IAAN158重量份、阻燃劑EPICLON152(大日本油油墨化學工業(株))48重量份、固化促進劑CUREZOL2E4MZ(四國化成工業(株))1.1重量份,進行攪拌直到完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物A)。
另一方面,將多芳基化合物1的67重量份和有機溶劑的四氫呋喃840重量份裝入到2升燒杯中,進行攪拌直到多芳基化合物完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物B)。
接著,將上述糊狀物B裝入到糊狀物A的燒杯中,攪拌到完全分散,得到糊狀物(糊狀物C)。
使用刮墨刀(doctor blade)將該糊狀物C涂布在18μm電解銅箔(CF-T9、福田金屬箔工業(株))或50μmPET薄膜上,進行50℃/10分鐘+120℃/10分鐘的干燥處理。得到的樹脂組合物的厚度為50μm。將12塊該樹脂組合物重疊,通過高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株))在“以2℃/分的速度從30℃升溫到150℃后、保持60分鐘后、以3℃/分的速度升溫到190℃、保持60分鐘的溫度曲線,3MPa的壓力、30torr以下的真空度”的條件下進行壓制。壓制后得到的樹脂組合物的固化物的厚度為500μm。
(實施例A2~A11)除使用表1所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例A1相同,得到含有BaNd2TiO4系電介質陶瓷粉末的固化物。
(實施例B1~B8)除使用表2所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例A1相同,得到含有Ba2Ti9O20系電介質陶瓷粉末(平均粒徑1.7μm、千兆Hz帶的介質特性ε39/Q9000、TDK(株))的固化物。
(實施例C1~C8)除使用表3所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例A1相同,得到含有Al2O3系電介質陶瓷粉末(平均粒徑2.2μm、千兆Hz帶的介質特性ε9.8/Q40000、TDK(株))的固化物。
(比較例1)除使用表2所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例B5相同,得到代替環氧樹脂以及活性酯化合物而含有332g的聚乙烯基芐基醚的固化物。
使用在實施例A1~A11、B1~B8以及C1~C8中得到的固化物,利用以下的方法,求得介電常數、介電損耗角正切、玻璃化轉變溫度以及吸水率。
(介電常數以及介電損耗角正切)將固化物作為長度100mm、寬1.5mm、厚0.5mm的棒狀試樣,用空洞共振器攝動法(使用TDK(株)開發的高頻率介質特性測定裝置、Hewlett-Packard(株)制83620A以及8757D)、用2GHz的頻率測定介電常數以及介電損耗角正切。
(玻璃化轉變溫度)
根據JIS C6481的測定方法,使用DSC-50(島津制作所制),以10℃/分的升溫、在30℃~200℃的溫度范圍內進行測定,計算放熱、吸熱曲線的開始(onset)以及結束(endset)的中點溫度,求得玻璃化轉變溫度。
(吸水率)將固化物作為長度50mm、寬50mm、厚0.5mm的平板狀試樣,進行120℃/小時的減壓干燥(減壓度5torr以下),在保持25℃/60%RH的定溫定濕槽中放置1小時后,用精密天秤(ER-182A、研精工業(株))測定初期重量。然后,在85℃/85%RH的高溫高濕槽內放置24小時、從該槽中取出,在保持25℃/60%RH的定溫定濕槽內放置1小時后,用上述精密天秤測定試驗后重量。吸水率根據下述式算出。
吸水率(%)=(試驗后重量-初期重量)/初期重量×100另外,使用在實施例A1~A11、B1~B8以及C1~C8中得到的糊狀物C(或相當于糊狀物C的物質),通過以下的方法進行流動性試驗。
(流動性)在18μm的電解銅箔上以長度100mm、寬100mm、厚0.5mm的方式涂布糊狀物C(或相當于糊狀物C的物質),進行50℃/10分鐘+120℃/10分鐘的干燥處理,制作附帶樹脂銅箔。在該附帶樹脂銅箔的表面以及里面上依次重疊分離薄片(release film)、模具板(厚度2mm)以及緩沖材料,用高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株)),在“以2℃/分的速度從30℃升溫到150℃后保持60分鐘的溫度曲線、3MPa的壓力、30torr以下的真空度”的條件下進行壓制,測定壓制后的尺寸變化,根據下述式計算出流動性。
流動性(%)=(壓制后面積-壓制前面積)/壓制前面積×100上述試驗的結果與樹脂組合物的組成一起如以下的表1~表3所示。另外,以上述條件測定的介電常數的值只要為3.0以上、就可稱為高介電常數,只要介電損耗角正切為0.0045以下、就可稱為低介電損耗角正切。另外,只要玻璃化轉變溫度為130℃以上、就可稱該溫度為高溫,只要吸水率的值為0.20%以下、就可稱為吸水率低。表1~表3的流動性的欄記載有○以及△,○意味著流動性為101%以上,△意味著流動性為100.1%以上不滿101%。
表1
EPICLON-HP7200H(二環戊二烯型環氧樹脂、環氧當量280、大日本油墨化學工業社)、YX-4000(雙酚型環氧樹脂、環氧當量186、油化シェルェポキシ社)、EPICLON152(溴化雙酚A型環氧樹脂、環氧當量360、溴含有率45%、大日本油墨化學工業社)、CUREZOL2EMZ(2-乙基-4-甲基咪唑、四國化成工業社)、DMAP(二甲基氨基吡啶、東京化成工業社)、KBM573(N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、信越化學工業社)
表2
EPICLON-HP7200H(二環戊二烯型環氧樹脂、環氧當量280、大日本油墨化學工業社)、YX-4000(雙酚型環氧樹脂、環氧當量186、油化シェルェポキシ社)、EPICLON152(溴化雙酚A型環氧樹脂、環氧當量360、溴含有率45%、大日本油墨化學工業社)、CUREZOL2EMZ(2-乙基-4-甲基咪唑、四國化成工業社)、DMAP(二甲基氨基吡啶、東京化成工業社)、KBM573(N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、信越化學工業社)
表3
EPICLON-HP7200H(二環戊二烯型環氧樹脂、環氧當量280、大日本油墨化學工業社)、YX-4000(雙酚型環氧樹脂、環氧當量186、油化シェルェポキシ社)、EPICLON152(溴化雙酚A型環氧樹脂、環氧當量360、溴含有率45%、大日本油墨化學工業社)、CUREZOL2EMZ(2-乙基-4-甲基咪唑、四國化成工業社)、DMAP(二甲基氨基吡啶、東京化成工業社)、KBM573(N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、信越化學工業社)對于實施例B5以及比較例1,測定彎曲強度(根據JIS C6481)、彎曲彈性率(根據JIS C6481)以及銅箔剝離強度(根據JIS C6481)。得到的結果如以上的表4所示。另外,對于實施例B5,測定介電常數的大小的棒狀試樣在125℃下加熱1000小時,在與上述同樣的條件下測定從加熱開始240小時后、500小時后以及1000小時后的介電常數,求得與不進行加熱測定的介電常數的差。得到的結果如圖81所示。如圖81所示,關于實施例B5的固化物,在高溫下長時間保持時的介電常數的上升很小。
表4
(實施例1)將BaNd2TiO4系電介質陶瓷粉末(平均粒徑1.6μm、千兆Hz帶的介質特性ε90/Q1700、TDK(株))177重量份、有機溶劑四氫呋喃620重量份、偶合劑KBM573(信越化學工業(株))0.9重量份裝入到5升燒杯中,使用攪拌機進行4小時攪拌處理。然后,添加環氧樹脂EPICLON HP7200H(大日本油墨化學工業(株))174重量份、活性酯化合物IAAN158重量份、阻燃劑EPICLON152(大日本油墨化學工業(株))48重量份、固化促進劑CUREZOL2E4MZ(四國化成工業(株))1.1重量份,進行攪拌直到完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物D)。
另一方面,將多芳基化合物1的67重量份和有機溶劑的四氫呋喃840重量份裝入到2升燒杯中,進行攪拌直到多芳基化合物完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物E)。
接著,將上述糊狀物E裝入到糊狀物D的燒杯中,進行攪拌直到完全分散,得到糊狀物(糊狀物F)。
將該糊狀物F涂布在2116型玻璃布(NEA2116、厚度100μm、日東紡織(株))上,進行50℃/10分鐘+120℃/10分鐘的干燥處理,得到半固化片(prepreg)。得到的半固化片的厚度為170μm。將3塊該半固化片重疊,用高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株)),在“以2℃/分的速度從30℃升溫到150℃后、保持60分鐘后、以3℃/分的速度升溫到190℃后、保持60分鐘的溫度曲線,3MPa的壓力、30torr以下的真空度”的條件下進行壓制,得到薄片狀固化樹脂。得到的薄片狀固化樹脂的厚度為500μm。
(實施例2~9)
除使用表5所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例1相同,得到含有BaNd2TiO4系電介質陶瓷粉末的半固化片以及薄片狀固化樹脂。
(實施例10)除使用表5所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例1相同,得到含有Ba2Ti9O20系電介質陶瓷粉末(平均粒徑1.7μm、千兆Hz帶的介質特性ε39/Q9000、TDK(株))的半固化片以及薄片狀固化樹脂。
(實施例11)除使用表5所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例1相同,得到含有Al2O3系電介質陶瓷粉末(平均粒徑2.2μm、千兆Hz帶的介質特性ε9.8/Q40000、TDK(株))的半固化片以及薄片狀固化樹脂。
使用在實施例1~11中得到的薄片狀固化樹脂,利用與實施例A1相同的方法,求得介電常數、介電損耗角正切、玻璃化轉變溫度以及吸水率。
另外,使用在實施例1~9中得到的糊狀物F(或相當于糊狀物F的物質),通過以下的方法進行填充性-粘接性的試驗。
(填充性-粘接性)將糊狀物F以厚度為0.17mm的方式涂布在2116型玻璃布(NEA2116、厚度100μm、日東紡織(株))上,進行50℃/10分鐘+120℃/10分鐘的干燥處理,制作半固化片。在該半固化片的表面以及里面上依次重疊厚度18μm的電解銅箔(CF-T9、福田金屬工業(株))、模具板(厚度2mm)、以及緩沖材料,用高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株)),在“以2℃/分的速度從30℃升溫到150℃后、保持60分鐘的溫度曲線,3MPa的壓力、30torr以下的真空度”的條件下進行壓制。這樣,制作層壓板(兩面附帶金屬箔的基板),用SEM觀察內部的填充性,通過在100mm×100mm的范圍內剝離金屬箔、對金屬箔的粘接性進行評價。
上述試驗的結果與組成一起表示于以下的表5中。另外,以上述條件測定的介電常數的值只要為3.6以上、就可稱為高介電常數,只要介電損耗角正切為0.05以下、就可稱為低介電損耗角正切。另外,只要玻璃化轉變溫度為120℃以上、就可稱該溫度為高溫,只要吸水率的值為0.1%以下、就可稱為吸水率低。表5的填充性-粘接性的欄記載有○以及△,○意味著沒有間隙地被填充、且半固化片間的粘接良好;△意味著發現部分間隙、半固化片間的粘接并不完全。
表5
EPICLON-HP7200H(二環戊二烯型環氧樹脂、環氧當量280、大日本油墨化學工業社)、YX-4000(雙酚型環氧樹脂、環氧當量186、油化シェルェポキシ社)、EPICLON152(溴化雙酚A型環氧樹脂、環氧當量360、溴含有率45%、大日本油墨化學工業社)、CUREZOL2EMZ(2-乙基-4-甲基咪唑、四國化成工業社)、DMAP(二甲基氨基吡啶、東京化成工業社)、KBM573(N-苯基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、信越化學工業社)
(實施例12)將Ba2Ti9O20系電介質陶瓷粉末(平均粒徑1.7μm、千兆Hz帶的介質特性ε39/Q9000、TDK(株))1415重量份、有機溶劑四氫呋喃620重量份、偶合劑KBM573(信越化學工業(株))7.1重量份裝入到5升燒杯中,使用攪拌機進行4小時攪拌處理。然后,添加環氧樹脂EPICLON HP7200H(大日本油墨化學工業(株))174重量份、活性酯化合物IAAN158重量份、阻燃劑EPICLON152(大日本油墨化學工業(株))48重量份、固化促進劑CUREZOL2E4MZ(四國化成工業(株))1.1重量份,進行攪拌直到完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物G)。
另一方面,將多芳基化合物1的67重量份和有機溶劑的四氫呋喃840重量份裝入到2升燒杯中,進行攪拌直到多芳基化合物完全溶解、分散,得到糊狀物(糊狀物H)。
接著,將上述糊狀物H裝入到糊狀物G的燒杯中,進行攪拌直到完全分散,得到糊狀物(糊狀物I)。
使用刮墨刀將該糊狀物I涂布在18μm電解銅箔(CF-T9、福田金屬箔工業(株))或50μmPET薄膜上,進行50℃/10分鐘+120℃/10分鐘的干燥處理。得到的薄膜的厚度為50μm。將12塊該薄膜重疊,用高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株)),在“以2℃/分的速度從30℃升溫到150℃后、保持60分鐘后、以3℃/分的速度升溫到190℃后、保持60分鐘的溫度曲線,3MPa的壓力、30torr以下的真空度”的條件下進行壓制。壓制后得到的薄片狀固化物的厚度為500μm。
(比較例2)除使用表6所記載的材料(同表記載的重量)以外,其它與實施例12相同,得到代替環氧樹脂以及活性酯化合物而含有332g的聚乙烯基芐基醚的固化物。另外,在表6中,作為撓性賦予材料使用的TuftecH1043是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物的加氫的物質(旭化成社制),SAYTEX、BT93是乙烯雙四溴酞酰亞胺(ALBEMARLE社制)。
使用在實施例A12中得到的薄片狀固化物,利用與上述實施例A1相同的方法,求得介電常數、介電損耗角正切、玻璃化轉變溫度以及吸水率。
另外,薄片固化物的彎曲強度(MPa)根據JIS C6481測定。
上述試驗的結果與樹脂組合物的組成一起表示于以下的表6中。另外,以上述條件測定的介電常數的值只要為3.6以上、就可稱為高介電常數,只要介電損耗角正切為0.05以下、就可稱為低介電損耗角正切。另外,只要玻璃化轉變溫度為120℃以上、就可稱該溫度為高溫,只要吸水率的值為0.1%以下、就可稱為吸水率低。
表6
如表6所示,實施例12的薄片固化物的彎曲強度大,而比較例2的薄片固化物的彎曲強度小。由此認為操作由實施例12的薄片固化物構成的電子器件時難以引起變形或缺損等。
(實施例13)如以下那樣,制作作為圖82所示的電子器件的功率放大器組件。另外,在圖82中,與圖76相同或同等的構成要素標記相同符號。
首先,將用下述構成式(I) (上述式(I)中,R1為甲基,R2為芐基,R3為乙烯基芐基,n為3)表示的分子量約6000的乙烯基芐基樹脂(聚乙烯基芐基醚化合物(VB))和Tuftec H1043放入甲苯中,進行攪拌直到完全溶解。然后,其中放入SATYEXBT93、過氧化二異丙苯、BaNd2Ti4O12(平均粒徑0.2μm、相對介電常數93)、KBM573和20mmφ的氧化鋯球200g,用球磨機混合4小時。
由此得到糊狀物(以下稱為“糊狀物J”)。這時,糊狀物J中的陶瓷粉末的含有率約為40體積%。然后,用刮墨刀將糊狀物J涂布在12μm電解銅箔(JTM、日礦マテリァルズ(株))上,在120℃進行5分鐘的干燥處理,得到厚度為50μm的薄片(以下稱為“薄片A”)。如上述那樣,準備4塊相同的薄片A。另外,糊狀物J的介電常數約為10、tanδ約為0.0025。另外,測定薄片A的彎曲強度、彎曲彈性率以及剝離強度,其彎曲強度為80MPa,彎曲彈性率為8GPa。剝離強度以12μm銅箔計為4.2N/cm。另外,測定薄片A的極限撓度,其極限撓度為3.6mm。另外,彎曲強度按照與上述同樣的方法測定,彎曲彈性率根據JIS K6911測定。
另一方面,環氧樹脂與由溶融二氧化硅構成的陶瓷粉末(電氣化學工業FB-3SX)復合,得到糊狀物(以下稱為“糊狀物K”)。這時,糊狀物K中的陶瓷粉末的含有率約為15體積%。然后,用刮墨刀將糊狀物K涂布在12μm電解銅箔(JTM、日礦MATERIARUZU(株))上,在110℃進行5分鐘的干燥處理,得到厚度為50μm的薄片(以下稱為“薄片B”)。如上述那樣準備2塊薄片B。糊狀物K的介電常數約為3.2、tanδ約為0.011。另外,測定薄片B的彎曲強度、彎曲彈性率以及剝離強度,其彎曲強度為140Mpa、彎曲彈性率為5GPa。剝離強度以12μm銅箔計為11N/cm,是薄片A的剝離強度的2.2倍。另外,薄片B的極限撓度為5.7mm,是薄片A的2.3倍。另外,彎曲強度、彎曲彈性率以及剝離強度按照與上述同樣的方法測定。
接著,在2塊薄片B之間、配置由糊狀物D以及厚度約為95μm的玻璃布1131構成的厚度150μm的芯(core)基板,在2塊薄片B和芯基板之間分別配置2塊薄片A。然后,重疊薄片A、芯基板以及薄片B,使用高溫真空壓制成形機(KVHC型、北川精機(株)),在條件保持壓制壓力4Mpa的同時、以3℃/分鐘的速度升溫后、在150℃下保持40分鐘、以4℃/分鐘的速度升溫后、在200℃下保持180分鐘下進行壓制。由此得到由構成層1110a~1110g以及導體層1130a~1130h構成的多層基板1110。
接著,在多層基板1110上,作為電氣元件將內藏增幅電路的半導體的空芯片(bare chip)1120a,按照引線接合法(wirebonding)安裝之后,用環氧樹脂以及二氧化硅構成的樹脂組合物1140模壓(mold)該空芯片1120a。而且,將作為電氣元件的芯片電容器1120b安裝在多層基板上。由此得到圖82所示的功率放大器組件1100。
(比較例3)除用薄片B全部代替薄片A以外、其它與實施例13相同,得到功率放大器組件。因此,該功率放大器組件的最外層的極限撓度為其內側層的1倍,最外層的剝離強度為其內側層的1倍。
(電特性以及機械特性試驗)對通過上述方法得到的實施例13以及比較例3的功率放大器組件,按照以下方法進行電特性以及機械特性的試驗。
即,電特性的試驗使用信號發生器、功率表、頻譜分析器等測定器,測定輸出水平、效率、失真等。另一方面,機械特性的試驗都根據JIS C7210測定安裝部件芯片電容器1120b的橫壓強度、彎曲試驗、粘合強度試驗、剝離試驗。
其結果可知實施例13以及比較例3的功率放大器組件均維持良好的電特性。相對于此可知實施例13的功率放大器組件與比較例3的功率放大器組件相比,可充分地防止缺損的發生。
產業上的可利用性如上所述,只要根據本發明的樹脂組合物、固化樹脂、薄片狀固化樹脂、層壓體、半固化片、電子器件以及多層基板,就能充分提高電子器件的特性。
權利要求
1.一種樹脂組合物,其特征在于,包括由使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的活性酯化合物、和環氧樹脂構成的固化性混合物;添加到所述固化性混合物中的電介質陶瓷粉末。
2.如權利要求1所述的樹脂組合物,其特征在于所述活性酯化合物是用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物, 式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基,但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。
3.如權利要求1或2所述的樹脂組合物,其特征在于所述電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,是介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。
4.如權利要求1~3的任一項所述的樹脂組合物,其特征在于所述電介質陶瓷粉末的含量相對于所述環氧樹脂以及所述活性酯化合物的合計100體積份,為5~185體積份。
5.如權利要求1~4的任一項所述的樹脂組合物,其特征在于還含有多芳基化合物。
6.如權利要求5所述的樹脂組合物,其特征在于所述多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的各自表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),所述結構單位X為用下述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%), 所述結構單位Y為用下述通式(3)表示的二價基, 式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子;Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵;p以及q分別獨立地表示0~4的整數;但是,在所述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。
7.如權利要求6所述的樹脂組合物,其特征在于所述R11以及R12為甲基,所述Z為單鍵。
8.如權利要求5~7的任一項所述的樹脂組合物,其特征在于所述電介質陶瓷粉末的含量相對于所述環氧樹脂、所述活性酯化合物以及所述多芳基化合物的合計100體積份,為5~185體積份。
9.如權利要求1~8的任一項所述的樹脂組合物,其特征在于還含有選自偶合劑、固化促進劑、阻燃劑、撓性賦予劑以及有機溶劑的至少一種添加劑。
10.如權利要求9所述的樹脂組合物,其特征在于所述偶合劑的至少一部分結合或附著在所述電介質陶瓷粉末的表面上。
11.一種固化樹脂,其特征在于使權利要求1~10的任一項所述的樹脂組合物中的所述環氧樹脂與所述活性酯化合物的固化反應部分結束而形成。
12.一種固化樹脂,其特征在于使權利要求1~10的任一項所述的樹脂組合物中的所述環氧樹脂與所述活性酯化合物的固化反應結束而形成。
13.一種薄片狀固化樹脂,其特征在于形成薄片狀,由權利要求第11項所述的固化樹脂制成。
14.如權利要求13所述的薄片狀固化樹脂,其特征在于具有5~200μm的厚度。
15.一種薄片狀固化樹脂,其特征在于形成薄片狀,由權利要求第12項所述的固化樹脂制成。
16.如權利要求15所述的薄片狀固化樹脂,其特征在于具有5~1000μm的厚度。
17.一種層壓體,其特征在于,具備權利要求第13項或第14項所述的薄片狀固化樹脂;接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上的金屬箔。
18.一種層壓體,其特征在于,具備權利要求第15項或第16項所述的薄片狀固化樹脂;接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上的金屬箔。
19.一種半固化片,其特征在于使含有由活性酯化合物和環氧樹脂構成的固化性混合物、和添加到所述固化性混合物中的電介質陶瓷粉末、以及強化纖維的樹脂組合物半固化而形成,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的。
20.一種半固化片,是具備制織強化纖維而形成的強化纖維織物和在該強化纖維織物的兩面上形成的樹脂層的半固化片,其特性在于所述樹脂層是使含有由活性酯化合物和環氧樹脂構成的固化性混合物、和添加到該固化性混合物中的電介質陶瓷粉末的樹脂組合物半固化而形成的樹脂層,該活性酯化合物是使具有酚羥基的化合物以及具有兩個以上的與該酚羥基反應形成酯鍵的基的化合物進行反應而形成的。
21.如權利要求20所述的半固化片,其特征在于所述樹脂層具有5~100μm的厚度。
22.如權利要求21所述的半固化片,其特征在于所述強化纖維織物具有20~300μm的厚度。
23.如權利要求19~22的任一項所述的半固化片,其特征在于所述活性酯化合物是用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物, 式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基,但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。
24.如權利要求19~23的任一項所述的半固化片,其特征在于所述電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,是介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。
25.如權利要求19~24的任一項所述的半固化片,其特征在于所述電介質陶瓷粉末的含量相對于所述環氧樹脂以及所述活性酯化合物的合計100體積份,為5~100體積份。
26.如權利要求19~25的任一項所述的半固化片,其特征在于所述樹脂組合物還含有多芳基化合物。
27.如權利要求26所述的半固化片,其特征在于所述多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),所述結構單位X為用所述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%), 所述結構單位Y為用下述通式(3)表示的二價基, 式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子;Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵;p以及q分別獨立地表示0~4的整數;但是,在所述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。
28.如權利要求27所述的半固化片,其特征在于所述R11以及R12為甲基,所述Z為單鍵。
29.如權利要求26~28的任一項所述的半固化片,其特征在于所述電介質陶瓷粉末的含量相對于所述環氧樹脂、所述活性酯化合物以及所述多芳基化合物的合計100體積份,為5~100體積份。
30.如權利要求19~29的任一項所述的半固化片,其特征在于所述樹脂組合物還含有選自偶合劑、固化促進劑、阻燃劑以及撓性賦予劑的至少一種添加劑。
31.如權利要求30所述的半固化片,其特征在于所述偶合劑的至少一部分結合或附著在所述電介質陶瓷粉末的表面上。
32.如權利要求19~31的任一項所述的半固化片,其特征在于所述強化纖維是選自E玻璃纖維、D玻璃纖維、NE玻璃纖維、H玻璃纖維、T玻璃纖維以及聚酰胺纖維的至少一種強化纖維。
33.一種薄片狀固化樹脂,其特征在于形成薄片狀,由權利要求19~32的任一項所述的半固化片的固化物制成。
34.如權利要求33所述的薄片狀固化樹脂,其特征在于具有30~10000μm的厚度。
35.一種層壓體,其特征在于,具備權利要求第33項或第34項所述的薄片狀固化樹脂;接合在該薄片狀固化樹脂的一面或兩面上的金屬箔。
36.一種電子器件,其特征在于,具備含有有機絕緣材料、和具有比所述有機絕緣材料大的相對介電常數的電介質陶瓷粉末的至少一種復合電介質層;設置在所述復合電介質層上、且構成電容器元件或電感器元件的至少一種導電性元件部;所述有機絕緣材料是使環氧樹脂和活性酯化合物進行固化反應而形成的固化樹脂,該活性酯化合物是使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而形成的。
37.如權利要求36所述的電子器件,其特征在于所述活性酯化合物是用下述通式(1)表示的芳香族系活性酯化合物。 式中,k表示2~4的整數;R1表示可以被選自鹵原子以及烷基的至少一種取代的萘基,或表示可以被選自鹵原子、烷基以及苯基(該苯基可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的至少一種取代的苯基;R2表示含有1~3個芳香環(該芳香環可以被鹵原子以及/或者烷基取代)的2~4價的基,但是,當R2含有多個芳香環時,該多個芳香環或形成縮合環,或通過選自醚鍵、硫醚鍵、砜鍵、羰鍵和單鍵的至少一種鍵連結。
38.如權利要求36或37所述的電子器件,其特征在于所述電介質陶瓷粉末是含有選自鎂、硅、鋁、鈦、鋅、鈣、鍶、鋯、鋇、錫、釹、鉍、鋰、釤以及鉭的至少一種金屬的金屬氧化物粉末,是介電常數為3.7~300、Q值為500~100,000的金屬氧化物粉末。
39.如權利要求36~38的任一項所述的電子器件,其特征在于所述有機絕緣材料還含有多芳基化合物。
40.如權利要求39所述的電子器件,其特征在于所述多芳基化合物是由結構單位X以及結構單位Y構成的能表示成-X-Y-的重復單位多次反復而形成的物質(多個存在的該結構單位X以及結構單位Y各自既可以相同也可以不同),所述結構單位X為用所述式(2)表示的鄰苯二甲酰、間苯二甲酰或對苯二甲酰(相對于該鄰苯二甲酰、間苯二甲酰以及對苯二甲酰的合計摩爾數,對苯二甲酰的摩爾數不滿40摩爾%), 所述結構單位Y為用下述通式(3)表示的二價基, 式中,R11以及R12分別獨立地表示碳原子數1~4的烷基、烷氧基或鹵原子;Z表示單鍵、醚鍵、硫醚鍵、砜鍵或羰鍵;p以及q分別獨立地表示0~4的整數;但是,在所述多芳基化合物中,當存在多個R11、R12以及Z時,R11、R12以及Z各自既可以相同也可以不同。
41.如權利要求40所述的電子器件,其特征在于所述R11以及R12為甲基,所述Z為單鍵。
42.如權利要求36~41的任一項所述的電子器件,其特征在于所述電介質陶瓷粉末相對于所述有機絕緣材料100體積份,添加5~185體積份。
43.如權利要求36~42的任一項所述的電子器件,其特征在于所述固化樹脂是在添加劑的存在下使所述環氧樹脂與所述活性酯化合物進行固化反應而形成的,所述添加劑是選自固化促進劑、表面處理劑、阻燃劑以及撓性賦予劑的至少一種添加劑。
44.如權利要求36~43的任一項所述的電子器件,其特征在于所述復合電介質層還含有分散到所述有機絕緣材料中的磁性體粉末。
45.如權利要求36~44的任一項所述的電子器件,其特征在于所述復合電介質層還含有由強化纖維制成的布。
46.一種多層基板,其特征在于層壓含有樹脂的至少一層第1電介質層、含有樹脂的至少一層第2電介質層和至少一層導體層而構成,所述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,所述第1電介質層的極限撓度是所述第2電介質層的1.3倍以上。
47.如權利要求46所述的多層基板,其特征在于所述第2電介質層還含有與所述樹脂相比相對介電常數大的陶瓷粉末。
48.如權利要求46或47所述的多層基板,其特征在于具有兩層最外層,所述兩層最外層的至少一層用所述第1電介質層構成,在所述兩層最外層之間配置有所述至少一層第2電介質層。
49.如權利要求46~48的任一項所述的多層基板,其特征在于所述第1電介質層的剝離強度為所述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。
50.一種多層基板,其特征在于層壓含有樹脂的兩層第1電介質層、配置在所述兩層第1電介質層之間且含有樹脂的至少一層第2電介質層和至少一層導體層而構成,所述兩層的第1電介質層的至少一層構成最外層,所述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,所述第1電介質層的剝離強度是所述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。
51.如權利要求49或50所述的多層基板,其特征在于所述第1電介質層的剝離強度為8N/cm以上。
52.一種電子器件,其特征在于層壓含有樹脂的至少一層第1電介質層、含有樹脂的至少一層第2電介質層和至少一層導體層而構成,所述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,所述第1電介質層的極限撓度是所述第2電介質層的1.3倍以上。
53.如權利要求52所述的電子器件,其特征在于所述第2電介質層還含有與所述樹脂相比相對介電常數大的陶瓷粉末。
54.如權利要求52或53所述的電子器件,其特征在于具有兩層最外層,所述兩層最外層的至少一層由所述第1電介質層構成,在所述兩層最外層之間配置有所述至少一層第2電介質層。
55.如權利要求52~54的任一項所述的電子器件,其特征在于所述第1電介質層的剝離強度為所述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。
56.一種電子器件,其特征在于層壓含有樹脂的兩層第1電介質層、配置在所述兩層第1電介質層之間且含有樹脂的至少一層第2電介質層和至少一層導體層而構成,所述兩層的第1電介質層的至少一層構成最外層,所述第2電介質層的介電損耗角正切tanδ為0.01以下,所述第1電介質層的剝離強度是所述第2電介質層的剝離強度的1.5倍以上。
57.如權利要求55或56所述的電子器件,其特征在于所述第1電介質層的剝離強度為8N/cm以上。
58.一種電子器件,其特征在于,具備權利要求46~51的任一項所述的多層基板;設置在所述多層基板上的電氣元件。
全文摘要
本發明涉及一種電子器件,該電子器件具備含有有機絕緣材料以及具有比有機絕緣材料大的相對介電常數的電介質陶瓷粉末的復合電介質層,和構成電感器元件的導電元件部等;有機絕緣材料含有使環氧樹脂與活性酯化合物進行固化反應而形成的固化樹脂,該活性酯化合物是使具有兩個以上的羧基的化合物以及具有酚羥基的化合物進行反應而形成的。電子器件的電介質陶瓷粉末具有比有機絕緣材料大的相對介電常數,有機絕緣材料具有低的介電損耗角正切。另外,即使在100℃以上的高溫下長時間地使用,也能充分減小在100MHz以上的高頻率領域中的介電常數的經時變化,能充分防止操作電子器件時的變形等。
文檔編號C08K3/22GK1732224SQ20038010777
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月26日 優先權日2002年12月27日
發明者高谷稔, 遠藤敏一, 川畑賢一 申請人:Tdk株式會社