软磁性树脂组合物及软磁性薄膜的制作方法

文档序号:11142473阅读:697来源:国知局
软磁性树脂组合物及软磁性薄膜的制造方法与工艺

本发明涉及软磁性树脂组合物及软磁性薄膜,详细而言,涉及软磁性树脂组合物及由其形成的软磁性薄膜。



背景技术:

近年来,为了抑制电子设备的噪声,已知在电子设备上设置导磁率优异的软磁性薄膜。在电子设备的制造工艺中,借助焊料将电子部件配置在配置有软磁性薄膜的基板上,然后,在回流焊炉中对焊料进行加热(回流焊焊接),由此利用焊料将基板和电子部件电连接。

作为那样的软磁性薄膜,例如提出了如下磁性复合体,所述磁性复合体含有树脂组合物和软磁性金属粉末,所述树脂组合物含有双酚型环氧树脂、合成橡胶及酚醛树脂,软磁性金属粉末的含有比率相对于磁性复合体为54体积%(例如参见下述专利文献1)。专利文献1的磁性复合体在回流焊焊接中不易发生形态不良,因此耐回流焊性优异。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-26324号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

近年来,电子设备要求薄型化,为了确保软磁性薄膜的平坦性,软磁性薄膜要求在回流焊焊接的加热中会抑制翘曲。

但是,专利文献1记载的磁性复合体存在无法充分满足上述要求的不良情况。

本发明的目的在于,提供一种导磁率优异、并且能够抑制加热中的翘曲的软磁性薄膜及用于形成其的软磁性树脂组合物。

用于解决问题的方案

本发明为

[1]一种软磁性树脂组合物,其含有软磁性颗粒、环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂,前述软磁性颗粒的含有比率相对于前述软磁性树脂组合物为60体积%以上,固化后的前述软磁性树脂组合物具有22.0ppm/℃以下的线膨胀系数;

[2]一种软磁性薄膜,其由[1]所述的软磁性树脂组合物形成;

[3]根据[2]所述的软磁性薄膜,其厚度为500μm以下。

发明的效果

本发明的软磁性树脂组合物及软磁性薄膜含有软磁性颗粒、环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂,软磁性颗粒的含有比率为特定值以上。

因此,软磁性树脂组合物及软磁性薄膜导磁率优异、并且固化后的软磁性树脂组合物及软磁性薄膜能够具有特定值以下的线膨胀系数。

其结果,能够抑制噪声、并且能够抑制由加热导致的软磁性薄膜的翘曲从而确保加热后的软磁性薄膜的平坦性。

附图说明

图1示出具备本发明的软磁性薄膜的一个实施方式的软磁性层叠电路基板的截面图。

图2A及图2B为说明实施例中的翘曲的测定的图,图2A表示俯视图、图2B表示侧视图。

具体实施方式

本发明的软磁性树脂组合物含有软磁性颗粒、环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂。

作为构成软磁性颗粒的软磁性材料,例如可以举出:磁性不锈钢(Fe-Cr-Al-Si合金)、铁硅铝合金(Fe-Si-A1合金)、坡莫合金(Fe-Ni合金)、硅铜(Fe-Cu-Si合金)、Fe-Si合金、Fe-Si-B(-Cu-Nb)合金、Fe-Si-Cr-Ni合金、Fe-Si-Cr合金、Fe-Si-Al-Ni-Cr合金、铁氧体等。这些当中,从磁特性的观点出发,可优选举出铁硅铝合金(Fe-Si-Al合金)。

软磁性颗粒形成为扁平状(片状),即形成为厚度薄、面宽的形状。软磁性颗粒的扁平率(扁平度)例如为8以上、优选为15以上,并且,例如为80以下、优选为65以下。扁平率例如以软磁性颗粒的平均粒径(平均长度)除以软磁性颗粒的平均厚度而得到的长径比的形式算出。

软磁性颗粒的平均粒径(平均长度)例如为3.5μm以上、优选为10μm以上,并且,例如为100μm以下。平均厚度例如为0.3μm以上、优选为0.5μm以上,并且,例如为3μm以下、优选为2.5μm以下。通过对软磁性颗粒的扁平率、平均粒径、平均厚度等进行调节,能够减小由软磁性颗粒带来的退磁场的影响,其结果,能够使软磁性颗粒的导磁率增加。需要说明的是,为了使软磁性颗粒的大小均匀,根据需要,也可以使用利用筛子等进行了分级的软磁性颗粒。

软磁性颗粒的比重例如为5.0以上且8.0以下。

软磁性树脂组合物中的软磁性颗粒的体积比率以固体成分换算计为60体积%以上、优选为65体积%以上、更优选为70体积%以上。例如为95体积%以下、优选为90体积%以下。另外,质量比率以固体成分换算计例如超过85质量%、优选为88质量%以上、更优选为90质量%以上,并且,例如为98质量%以下、优选为95质量%以下。通过将软磁性颗粒的含有比率设为上述下限以上,软磁性薄膜的磁特性优异。另一方面,通过设为上述上限以下,软磁性树脂组合物的成膜性优异。

需要说明的是,软磁性颗粒等各成分的体积比率是基于将各成分的质量除以该成分的比重而得到的理论体积而算出的。各成分的比重通过目录值或公知的测定方法(例如比重测定法)得到。

作为环氧树脂,例如可以举出:双酚型环氧树脂、酚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂等。另外,作为环氧树脂,例如也可以举出:乙内酰脲型环氧树脂、三缩水甘油基异氰脲酸酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。

这些环氧树脂之中,优选举出三羟苯基甲烷型环氧树脂。

三羟苯基甲烷型环氧树脂为由具有2个以上官能团(缩水甘油基等)的多官能单体作为重复单元构成的环氧树脂(多官能单体型环氧树脂),具体而言,可以举出下述通式(1)所示的三羟苯基甲烷型环氧树脂等。

需要说明的是,n表示单体的聚合度。

三羟苯基甲烷型环氧树脂由于是多官能单体型环氧树脂,因此熔融温度低,并且,能够与酚醛树脂紧密地交联固化。因此,在将以高含有比率(具体而言为60体积%以上)含有软磁性颗粒的软磁性树脂组合物压缩、制作高填充率的软磁性树脂组合物时,能够抑制因软磁性颗粒彼此的排斥力而导致的树脂组合物的龟裂进而空隙的产生(回弹),能够更确实地制作具有低的线膨胀系数的软磁性树脂组合物。

环氧树脂的环氧当量例如为10g/eq.以上、优选为100g/eq.以上,并且,例如为500g/eq.以下、优选为180g/eq.以下。

环氧树脂的粘度(150℃)例如为1.0Pa·s以下、优选为0.2Pa·s以下,并且,为0.01Pa·s以上。粘度通过ICI粘度计来测定。

环氧树脂的比重例如为1.0以上且1.5以下。

环氧树脂的配混比率在后边进行叙述。

酚醛树脂是环氧树脂的固化剂,可以举出:例如苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、苯酚芳烷基树脂、苯酚亚联苯基树脂、二环戊二烯型酚醛树脂、甲阶酚醛树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。

这些酚醛树脂之中,可优选举出苯酚酚醛清漆树脂。苯酚酚醛清漆树脂与环氧树脂的反应性优异、能够提高树脂强度。

需要说明的是,上述环氧树脂及酚醛树脂构成热固性树脂成分。具体而言,在热固性树脂成分中,环氧树脂为主剂、酚醛树脂为固化剂。

酚醛树脂的羟基当量例如为10g/eq.以上、优选为80g/eq.以上,并且,例如为500g/eq.以下、优选为150g/eq.以下。

酚醛树脂的比重例如为1.0以上且1.5以下。

酚醛树脂的配混比率在后边进行叙述。

另外,作为环氧树脂与酚醛树脂的组合,从更确实地制作具有低的线膨胀系数的软磁性树脂组合物的观点出发,可优选举出三羟苯基甲烷型环氧树脂与苯酚酚醛清漆树脂的组合。

即,通过对重复单元中具有多个官能团的三羟苯基甲烷型环氧树脂使用能够缩短交联点距离的苯酚酚醛清漆树脂,能够使三羟苯基甲烷型环氧树脂与苯酚酚醛清漆树脂相互紧密地大量交联,能够得到更高强度的固化树脂。因此,能够确实地抑制软磁性颗粒的回弹、更确实地制作具有特别低的线膨胀系数的软磁性树脂组合物。

作为丙烯酸类树脂,例如可以举出通过以1种或2种以上具有直链或支链的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯作为单体成分、使该单体成分聚合而得到的丙烯酸系聚合物等。需要说明的是,“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸和/或甲基丙烯酸”。

作为烷基,例如可以举出:甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基、庚基、环己基、2-乙基己基、辛基、异辛基、壬基、异壬基、癸基、异癸基、十一烷基、月桂基、十三烷基、十四烷基、硬脂基、十八烷基、十二烷基等碳数1~20的烷基。可优选举出碳数1~6的烷基。

丙烯酸系聚合物也可以是(甲基)丙烯酸烷基酯与其他单体的共聚物。

作为其他单体,可以举出:例如丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基单体,例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸羧乙酯、丙烯酸羧戊酯、衣康酸、马来酸、富马酸、巴豆酸等含羧基单体,例如马来酸酐、衣康酸酐等酸酐单体,例如(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸-6-羟己酯、(甲基)丙烯酸-8-羟辛酯、(甲基)丙烯酸-10-羟癸酯、(甲基)丙烯酸-12-羟月桂酯或(4-羟甲基环己基)-甲基丙烯酸酯等含羟基单体,例如苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、2-(甲基)丙烯酸酰胺-2-甲基丙磺酸、(甲基)丙烯酸酰胺丙磺酸、(甲基)丙烯酸磺基丙酯、(甲基)丙烯酰氧基萘磺酸等含磺酸基单体,2-羟乙基丙烯酰基磷酸酯等含磷酸基单体,例如苯乙烯单体,例如丙烯腈等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。这些当中,可优选举出丙烯腈。

另外,丙烯酸类树脂优选具有环氧基。丙烯酸类树脂具有环氧基时,环氧值例如为10eq./g以上、优选为100eq./g以上,并且,例如为800eq./g以下、优选为500eq./g以下。

丙烯酸类树脂的重均分子量例如为1×105以上、优选为3×105以上,并且,例如为1×106以下。需要说明的是,重均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)根据标准聚苯乙烯换算值来测定。

丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度例如为-20℃以上、优选为0℃以上、更优选为10℃以上,并且,例如为50℃以下、优选为30℃以下。通过将丙烯酸类树脂的玻璃化转变温度设为上述下限以上,能够提高树脂成分的强度、抑制回弹、降低线膨胀系数。另外,软磁性树脂组合物的处理性、半固化状态的软磁性树脂组合物的粘接性优异。需要说明的是,玻璃化转变温度通过使用动态粘弹性测定装置(DMA)在拉伸模式(频率1Hz、升温速度10℃/分钟)下测定的损耗角正切(tanδ)的极大值而得到。

丙烯酸类树脂的比重例如为0.6以上且1.0以下。

软磁性树脂组合物中的树脂成分、即环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂的总体积比率以固体成分换算计例如为5体积%以上、优选为10体积%以上,并且,例如为35体积%以下、优选为30体积%以下。软磁性树脂组合物中的树脂成分的质量比率以固体成分换算计例如为2质量%以上、优选为5质量%以上,并且,例如小于15质量%、优选为12质量%以下、更优选为10质量%以下。通过使树脂成分的含有比率为上述范围内,软磁性薄膜的成膜性、磁特性优异。

环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂(树脂成分)中的环氧树脂及酚醛树脂(热固性树脂成分)的体积比率例如为85体积%以上、优选为92体积%以上、更优选为95体积%以上,并且,例如为99体积%以下、优选为97体积%以下。

树脂成分中的环氧树脂的体积比率例如为10体积%以上、优选为30体积%以上、更优选为55体积%以上、进一步优选为60体积%以上,并且,例如为90体积%以下、优选为80体积%以下、更优选为70体积%以下。树脂成分中的环氧树脂的质量比率例如为10质量%以上、优选为30质量%以上、优选为40质量%以上,并且,例如为90质量%以下、优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下。

树脂成分中的酚醛树脂的体积比率例如为10体积%以上、优选为20体积%以上、更优选超过30体积%,并且,例如为90体积%以下、优选为70体积%以下、更优选小于50体积%、进一步优选为40体积%以下。树脂成分中的酚醛树脂的质量比率例如为10质量%以上、优选为20质量%以上、更优选超过30质量%,并且,例如为90质量%以下、优选为70质量%以下、更优选小于50质量%。

另外,酚醛树脂相对于环氧树脂100体积份的含有比率例如为10体积份以上、优选为50体积份以上,并且,例如为200体积份以下、优选小于100体积份。

树脂成分中的丙烯酸类树脂的体积比率例如为1.0体积%以上、优选为3.0体积%以上,并且,例如为15.0体积%以下、优选为8.0体积%以下、更优选为5.0体积%以下。树脂成分中的丙烯酸类树脂的质量比率例如为1.0质量%以上、优选为3.0质量%以上,并且,例如为15.0质量%以下、优选为8.0质量%以下、更优选为5.0质量%以下。丙烯酸类树脂的含有比率为上述范围内时,能够进一步降低软磁性树脂组合物的线膨胀系数。

软磁性树脂组合物优选含有热固化催化剂。

作为热固化催化剂,只要是通过加热来促进树脂成分的固化的催化剂就没有限定,例如可以举出:咪唑系化合物、三苯基膦系化合物、三苯基硼烷系化合物、含氨基化合物等。优选为咪唑系化合物。

作为咪唑系化合物,例如可以举出:2-苯基咪唑(商品名;2PZ)、2-乙基-4-甲基咪唑(商品名;2E4MZ)、2-甲基咪唑(商品名;2MZ)、2-十一烷基咪唑(商品名;C11Z)、2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇(商品名;2PHZ-PW)、2,4-二氨基-6-(2’-甲基咪唑基(1)’)乙基均三嗪·异氰脲酸加成物(商品名;2MAOK-PW)等(上述商品名均为四国化成株式会社制造)。这些可以单独使用或组合使用2种以上。

热固化催化剂的比重例如为0.9以上且1.5以下。

热固化催化剂的含有比率相对于树脂成分100体积份例如为0.1体积份以上、优选为0.3体积份以上,并且,例如为5体积份以下、优选为3体积份以下。热固化催化剂的质量比率相对于树脂成分100质量份例如为0.1质量份以上、优选为0.3质量份以上,并且,例如为5质量份以下、优选为3质量份以下。通过将热固化催化剂的含有比率设为上述范围内,能够以低温度且短时间对软磁性树脂组合物进行加热固化,另外,耐回流焊性优异。

软磁性树脂组合物根据需要也可以含有流变控制剂和/或分散剂。通过使软磁性树脂组合物含有流变控制剂,能够使软磁性颗粒更均匀地分散在软磁性树脂组合物中。通过使软磁性树脂组合物含有分散剂,能够使软磁性颗粒更均匀地分散在软磁性树脂组合物中。

流变控制剂是给软磁性树脂组合物赋予在剪切力(剪切速度)低时显示出高粘度、在剪切力(剪切速度)高时显示出低粘度的触变性的触变剂。

作为流变控制剂,例如可以举出有机系流变控制剂及无机系流变控制剂。可优选举出有机系流变控制剂。

作为有机系流变控制剂,例如可以举出:改性脲、脲改性聚酰胺、脂肪酸酰胺、聚氨酯、高分子脲衍生物等。可优选举出改性脲、脲改性聚酰胺、脂肪酸酰胺,可更优选举出脲改性聚酰胺。

作为无机系流变控制剂,例如可以举出:二氧化硅、碳酸钙、蒙脱石等。

作为流变控制剂,具体而言,例如可以举出:BYK公司的“BYK-410”、“BYK-430”、“BYK-431”、例如楠本化成株式会社的“DISPARLON PFA-131”、例如NIPPON AEROSIL CO.,LTD.的“AEROSIL VP NK200”、“AEROSIL R976S”、“AEROSIL COK84”等。

这些可以单独使用或组合使用2种以上。

流变控制剂的比重例如为0.6以上且1.0以下。

流变控制剂的体积比率相对于树脂成分100体积份例如为0.1体积份以上、优选为1体积份以上,并且,例如为10体积份以下、优选为5体积份以下。流变控制剂的质量比率相对于树脂成分100质量份例如为0.1质量份以上、优选为1质量份以上,并且,例如为10质量份以下、优选为5质量份以下。

作为分散剂,例如可以举出聚醚磷酸酯等。

作为聚醚磷酸酯,具体而言,可以举出楠本化成株式会社的HIPLAAD系列(“ED-152”、“ED-153”、“ED-154”、“ED-118”、“ED-174”、“ED-251”)等。

聚醚磷酸酯的酸值例如为10以上、优选为15以上,并且,例如为200以下、优选为150以下。酸值通过中和滴定法等来测定。

分散剂的比重例如为0.8以上且1.2以下。

分散剂的体积比率相对于树脂成分100体积份例如为0.05体积份以上、优选为1体积份以上,并且,例如为10体积份以下、优选为5体积份以下。聚醚磷酸酯的质量比率相对于软磁性颗粒100质量份为0.01质量份以上、优选为0.05质量份以上。另外,为5质量份以下、优选为2质量份以下。

软磁性树脂组合物可以以适宜的比率含有除了环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂以外的其他树脂、进而根据需要而添加的其他添加剂。

作为其他树脂,例如可以举出:天然橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯树脂、聚碳酸酯树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂(6-尼龙、6,6-尼龙等)、苯氧基树脂、饱和聚酯树脂(PET、PBT等)、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。

作为添加剂,例如可以举出交联剂、无机填充材料等市售或公知的物质。

软磁性树脂组合物通过以上述含有比率混合上述成分来制备。

另外,例如也可以通过将上述各成分和溶剂混合,使各成分溶解和/或分散于溶剂中,从而以软磁性树脂组合物溶液的形式制备软磁性树脂组合物。

接着,对由上述软磁性树脂组合物形成的软磁性薄膜进行说明。

软磁性薄膜由上述软磁性树脂组合物形成为薄膜状。

具体而言,软磁性薄膜例如可以通过如下工序进行制造:使软磁性树脂组合物溶解或分散于溶剂中,由此制备软磁性树脂组合物溶液的制备工序;将软磁性树脂组合物溶液涂布在脱模基材的表面上并使其干燥,由此得到半固化状态的软磁性薄膜的干燥工序;及将多张软磁性薄膜层叠、进行热压的热压工序。

首先,使软磁性树脂组合物溶解或分散于溶剂中(制备工序)。由此,制备软磁性树脂组合物溶液。

作为溶剂,可以举出:例如丙酮、甲乙酮(MEK)等酮类,例如乙酸乙酯等酯类,例如丙二醇单甲基醚等醚类,例如N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类等有机溶剂等。另外,作为溶剂,还可以举出:例如水,例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇等水系溶剂。

软磁性树脂组合物溶液中的固体成分量例如为10质量%以上、优选为30质量%以上,并且,例如为90质量%以下、优选为85质量%以下

接着,将软磁性树脂组合物溶液涂布在脱模基材(隔离体、芯材等)的表面上并使其干燥(干燥工序)。

作为涂布方法,没有特别限定,例如可以举出:刮刀法、辊涂覆、帘涂覆、照相凹版涂覆等。

作为干燥条件,干燥温度例如为70℃以上且160℃以下,干燥时间例如为1分钟以上且5分钟以下。

作为隔离体,例如可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、纸等。它们在其表面通过例如氟系剥离剂、丙烯酸长链烷基酯系剥离剂、有机硅类剥离剂等进行了脱模处理。

作为芯材,例如可以举出:聚酰亚胺薄膜、聚酯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等之类的塑料薄膜、铝箔等之类的金属薄膜、用例如玻璃纤维、塑料制无纺布纤维等强化了的树脂基板、硅基板、玻璃基板等。

隔离体或芯材的平均厚度例如为1μm以上且500μm以下。

由此,得到半固化状态(B阶状态)的软磁性薄膜。

软磁性薄膜的平均厚度例如为5μm以上、优选为50μm以上,并且,例如为500μm以下、优选为250μm以下。

接着,准备多张所得的软磁性薄膜,通过对多张软磁性薄膜进行热压,在厚度方向进行热压(热压工序)。由此,半固化状态的软磁性薄膜被加热固化。另外,能够以高比率将软磁性颗粒填充到软磁性薄膜内、提高磁特性。

热压可以使用公知的压制机实施,例如可以举出平行平板压制机等。

软磁性薄膜的层叠张数例如为2以上,并且,例如为20以下、优选为5以下。由此,能够调整为期望厚度的软磁性薄膜。

加热温度例如为80℃以上、优选为100℃以上,并且,例如为200℃以下、优选为180℃以下。

加热时间例如为0.1小时以上、优选为0.2小时以上,并且,例如为24小时以下、优选为2小时以下。

压力例如为10MPa以上、优选为20MPa以上,并且,例如为500MPa以下、优选为200MPa以下。

由此,软磁性薄膜被加热固化,得到固化状态(C阶状态)的软磁性薄膜。

对于该软磁性薄膜的厚度,作为平均厚度,例如为5μm以上、优选为50μm以上,并且,例如为500μm以下、优选为250μm以下。超过上述上限时,有时无法将软磁性薄膜、进而具备其的电子设备薄型化。低于上述下限时,有时无法制作导磁率优异的软磁性薄膜。

固化后(C阶状态)的软磁性薄膜在低于玻璃化转变温度和玻璃化转变温度以上这两个温度范围中具有22.0ppm/℃以下的线膨胀系数,优选具有20.5ppm/℃以下的线膨胀系数、更优选具有18.0ppm/℃以下的线膨胀系数、进一步优选具有15.0ppm/℃以下的线膨胀系数,并且,例如具有10.0ppm/℃以上的线膨胀系数。

另一方面,在固化后的软磁性薄膜不具有上述上限以下的线膨胀系数的情况下,有时无法抑制回流焊工序的加热中的固化后的软磁性薄膜的翘曲。

具体而言,固化后的软磁性薄膜在低于玻璃化转变温度下的线膨胀系数α1例如为18.0ppm/℃以下、优选为17.0ppm/℃以下、更优选为16.0ppm/℃以下、进一步优选为15.0ppm/℃以下,另外为10.0ppm/℃以上。

低于玻璃化转变温度下的线膨胀系数α1超过上述上限时,有时无法抑制回流焊工序的加热的前期阶段中的固化后的软磁性薄膜的翘曲。

另外,固化后的软磁性薄膜在玻璃化转变温度以上的线膨胀系数α2例如为22.0ppm/℃以下、优选为21.0ppm/℃以下、更优选为20.5ppm/℃以下、另外,为15.0ppm/℃以上。

玻璃化转变温度以上的线膨胀系数α2超过上述上限时,有时无法抑制回流焊工序的加热的后期阶段中的固化后的软磁性薄膜的翘曲。

对于固化后的软磁性薄膜而言,优选的是,低于玻璃化转变温度下的线膨胀系数α1为上述特定值以下,并且,玻璃化转变温度以上的线膨胀系数α2为上述特定值以下。低于玻璃化转变温度下的线膨胀系数α1及玻璃化转变温度以上的线膨胀系数α2分别为上述特定值以下时,能够抑制回流焊工序的整个阶段中的软磁性薄膜的翘曲。

需要说明的是,软磁性薄膜的玻璃化转变温度例如为40℃以上。优选为60℃以上、更优选为80℃以上,并且,例如为200℃以下、优选为180℃以下。另外,软磁性薄膜的玻璃化转变温度通过使用动态粘弹性测定装置(DMA)在拉伸模式(频率1Hz、升温速度10℃/分钟)下测定的损耗角正切(tanδ)的极大值而得到。

软磁性薄膜优选软磁性薄膜中含有的扁平状软磁性颗粒沿软磁性薄膜的2维的面内方向排列。即,扁平状软磁性颗粒的长度方向(与厚度方向正交的方向)沿软磁性薄膜的面方向取向。由此,软磁性薄膜以高比率填充软磁性颗粒、磁特性优异。另外,实现了软磁性薄膜的薄型化。

该软磁性薄膜例如可以制成仅由单层软磁性薄膜形成的单层结构、在芯材的单面或两面层叠有软磁性薄膜的多层结构、在软磁性薄膜的单面或两面层叠有隔离体的多层结构等形态。

另外,在上述的实施方式中,使软磁性薄膜多张层叠并进行热压,但例如也可以对1张(单层)软磁性薄膜实施热压。

该软磁性薄膜例如用于电子设备,具体而言,可以适合用作用于层叠在天线、线圈、或在表面形成有它们的安装有电子元件的电路基板上的软磁性薄膜。

具体而言,该软磁性薄膜例如可以用作如图1所示具备电路基板2、配置于电路基板2的下表面(一个面)的粘接剂层3和配置于粘接剂层3的下表面的软磁性薄膜4的软磁性薄膜层叠基板1。

电路基板2例如为以电磁感应方式使用的电路基板2等,在基板5的上表面(一个面)形成有环形线圈等布线图案6。布线图案6通过半添加法或消减法等形成。

作为构成基板5的绝缘材料,例如可以举出:玻璃环氧基板、玻璃基板、PET基板、特氟纶基板、陶瓷基板、聚酰亚胺基板等。

粘接剂层3使用通常使用的公知的物质作为电路基板2的粘接剂,例如通过将环氧系粘接剂、聚酰亚胺系粘接剂、丙烯酸系粘接剂等粘接剂涂布并干燥而形成。粘接剂层3的厚度例如为10~100μm。

软磁性薄膜4为上述的软磁性薄膜,在软磁性树脂组合物(具体而言为树脂成分进行了固化的固化树脂8)中分散有扁平状的软磁性颗粒7。优选软磁性颗粒7其长度方向(与厚度方向正交的方向)沿软磁性薄膜4的面方向取向。

这样的软磁性薄膜层叠基板1可以用于例如智能手机、个人电脑、位置检测装置等用途。

需要说明的是,在图1的实施方式中,在电路基板2和软磁性薄膜4之间设置有粘接剂层3,但例如,虽然未图示,也可以以直接接触的方式在电路基板2上设置软磁性薄膜4。

为了将软磁性薄膜4直接层叠于电路基板2,将半固化状态的软磁性薄膜直接贴付于电路基板2后将软磁性薄膜加热固化。

回流焊工序中的温度例如为200℃以上、优选为250℃以上,并且,例如为500℃以下、优选为300℃以下。

回流焊保存时间例如为1秒以上、优选为5秒以上,并且,例如为10分钟以下、优选为5分钟以下。

回流焊工序后的软磁性薄膜的相对导磁率μ′例如为120以上、优选为130以上、更优选为140以上,并且,例如为500以下。

并且,软磁性树脂组合物及该软磁性薄膜含有软磁性颗粒、环氧树脂、酚醛树脂及丙烯酸类树脂,软磁性颗粒相对于软磁性树脂组合物的体积比率以固体成分换算计为60体积%以上。

因此,软磁性树脂组合物及软磁性薄膜导磁率优异、并且固化后的软磁性树脂组合物及软磁性薄膜能够具有22.0ppm/℃以下的线膨胀系数。

其结果,能够抑制电子设备的噪声、并且抑制由加热导致的软磁性薄膜的翘曲从而能够确保加热后的软磁性薄膜的平坦性。因此,能够实现具备软磁性薄膜的电气设备的薄型化。

需要说明的是,在本发明中,薄膜与带或片同义。

另外,在上述说明中,由本发明的软磁性树脂组合物形成软磁性薄膜,而例如虽然未图示,但可以由软磁性树脂组合物形成不定形或定形的块状的软磁性块(软磁性成形体)等,在那样的情况下软磁性块也具有上述特定的线膨胀系数。

实施例

以下示出实施例及比较例,更具体地对本发明进行说明,但本发明不受任何实施例及比较例的限定。另外,以下的记载中使用的配混比率(含有比率)、物性值、参数等具体的数值可以替代为上述“具体实施方式”中记载的与它们相对应的配混比率(含有比率)、物性值、参数等该记载的上限值(被定义为“以下”、“小于”的数值)或下限值(被定义为“以上”、“超过”的数值)。

实施例1

以相对于软磁性树脂组合物,软磁性颗粒的体积比率以固体成分换算成为70.0体积%的方式,将Fe-Si-Al合金500质量份、作为环氧树脂的上述通式(1)所示的环氧树脂(日本化药株式会社制、EPPN-501HY)21.9质量份、作为酚醛树脂的苯酚酚醛清漆树脂(群荣化学工业株式会社制、Resitop LVR8210DL)13.5质量份、作为丙烯酸类树脂的丙烯酸酯共聚物(Nagase ChemteX Corporation制、TEISAN RESIN SG-P3)8.6质量份、作为分散剂的聚醚磷酸酯(楠本化成株式会社制、ED152)0.5质量份(相对于软磁性颗粒100质量份为0.1质量份)、作为热固性催化剂的2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇(四国化成株式会社制造、Curesol 2PHZ-PW)0.28质量份(相对于树脂成分100质量份为1.0质量份)以及作为流变控制剂的BYK-430(BYK Japan KK.制)3质量份混合,由此得到软磁性树脂组合物。

需要说明的是,将软磁性树脂组合物中的各成分的体积比率(固体成分的体积%)示于表1。

使该软磁性树脂组合物溶解于MEK,由此制备固体成分浓度85质量%的软磁性树脂组合物溶液。

实施例2及比较例1~2

用表1中记载的成分及配混比率将各成分混合,从而得到软磁性树脂组合物,除此以外,与实施例1同样地进行处理,然后,制备软磁性树脂组合物溶液。

(热膨胀系数)

将各实施例及各比较例的软磁性树脂组合物溶液涂布到脱模处理完的隔离体上,然后,在110℃的热气氛下干燥2分钟。由此,制造半固化状态的软磁性薄膜(平均厚度50μm)。

接着,将3层该软磁性薄膜层叠,制作层叠体,用真空热压装置(MIKADO TECHNOS CO.,LTD.制)将该层叠体在175℃、30分钟、40MPa的条件下进行热压使其加热固化,由此制作完全固化状态的软磁性薄膜(平均厚度150μm)。

基于下述条件对这样的软磁性薄膜实施热机械测定,求出热膨胀系数(低于玻璃化转变温度下的线膨胀系数为α1、在玻璃化转变温度以上的线膨胀系数为α2)。

热机械测定装置(TMA):TMA(TA Instruments Japan Inc.制)

样品尺寸:4mm×16mm

模式:拉伸模式

升温速度:5℃/分钟

测定温度范围:-50℃至300℃

另外,由使用动态粘弹性测定装置(DMA)在拉伸模式(频率1Hz、升温速度10℃/分钟)下测定的损耗角正切(tanδ)的极大值来得到玻璃化转变温度。

(翘曲测定)

将各实施例及各比较例的软磁性树脂组合物溶液涂布在脱模处理完的隔离体上,然后,在110℃的热气氛下干燥2分钟。由此,制造半固化状态的软磁性薄膜(平均厚度50μm)。

接着,将3层该软磁性薄膜层叠,如图2A及图2B所示,进一步将其层叠在Cu箔12上,从而制作层叠体,将该层叠体外形加工为10cm×10cm后,用真空热压装置(MIKADO TECHNOS CO.,LTD.制)在175℃、30分钟、真空下1000Pa的条件下通过热压进行加热固化,由此制作与Cu箔12贴合并层叠于Cu箔12上的完全固化状态的软磁性薄膜4(平均厚度162μm)。

使这样的软磁性薄膜4及Cu箔12以5分钟通过峰值温度260℃的回流焊炉。

由此,软磁性薄膜4的4个角部10相对于中央部11翘曲。具体而言,以角部10相对于Cu箔12的接触面移动到Cu箔12侧的方式,角部10发生了卷曲。

然后,将回流焊工序后的软磁性薄膜4及Cu箔12以软磁性薄膜4朝下的方式载置于上表面平坦的台13上。即,使软磁性薄膜4的中央部11与台13的上表面接触。这样,软磁性薄膜4的4个角部10各自相对于台13隔开间隔地配置在上侧(浮上)。

然后,将4个角部10各自与台13的距离的平均值作为翘曲量求出。

(相对导磁率)

各实施例及比较例中制造的软磁性薄膜的相对导磁率使用阻抗分析仪(Agilent公司制、商品编号“4294A”)通过测定阻抗来求出。

[表1]

表1 单位全部是体积%

表中的各成分中的数值表示固体成分。关于各实施例、各比较例及表中的各成分的简称,以下记载其详细情况。

·Fe-Si-Al合金:商品名“FME3DH”、软磁性颗粒、扁平状、平均粒径43μm、平均厚度1μm、比重6.8、山阳特殊制钢株式会社制

·SG-P3:丙烯酸橡胶溶液、商品名“TEISAN RESIN SG-P3”、含环氧基的丙烯酸乙酯-丙烯酸丁酯-丙烯腈共聚物、比重0.85、重均分子量8.5×104、环氧值210eq./g、玻璃化转变温度12℃、橡胶含有比率15质量%、溶剂:甲乙酮、Nagase ChemteX Corporation制

·LVR8210DL:苯酚酚醛清漆树脂:商品名“Resitop LVR8210DL”、羟基当量104g/eq.、比重1.2、群荣化学工业株式会社制

·EPPN-501HY:上述通式(1)所示的环氧树脂、商品名“EPPN-501HY”、环氧当量169g/eq.、ICI粘度(150℃)0.1Pa·s、比重1.25、日本化药株式会社制

·ED152:聚醚磷酸酯:商品名“HIPLAAD ED152”、聚醚磷酸酯、酸值17、比重1.03、楠本化成株式会社制

·BYK-430:商品名、流变控制剂、脲改性中极性聚酰胺、比重0.86、固体成分30质量%、异丁醇及溶剂油的混合液、BYK Japan KK.制

·2PHZ-PW:热固化催化剂、2-苯基-1H-咪唑-4,5-二甲醇、比重1.33、商品名“Curesol 2PHZ-PW”、四国化成株式会社制造

需要说明的是,上述技术方案作为本发明的例示的实施方式提供,但其仅是例示,不应作限定性解释。对于本技术领域的技术人员清楚的本发明的变形例包含在权利要求保护范围中。

产业上的可利用性

本发明的软磁性树脂组合物及软磁性薄膜可以应用于各种工业产品,可以适当地用于例如智能手机、平板型个人电脑等便携式终端,例如位置检测装置等。

附图标记说明

4 软磁性薄膜

7 软磁性颗粒

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