(57)【要約】      （修正有）【課題】８５℃及び８５％の相対湿度で、６ボルトのバイアスを用いた誘導体層の漏れ電流が１００ｎＡ／ｃｍ2未満であるポリマー誘導体層を備えたコンデンサを提供する。【解決手段】誘電体層として、エポキシ樹脂と９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤とを含む硬化エポキシ樹脂組成物を含み、前記組成物が１分当たり１℃の速度で硬化温度まで加熱する。更に前記誘電体層に、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸鉛ジルコニウム等の粒子を混入する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
８５℃および８５％の相対湿度で、６ボルトのバイアスを用いたポリマー誘電体層の漏れ電流が１００ｎＡ／ｃｍ2未満であるポリマー誘電体層を備えた、コンデンサ。
【請求項２】
コンデンサの室温と１２５℃の間のキャパシタンスの温度係数の変化が１５％未満であるポリマー誘電体層を含むコンデンサ。
【請求項３】
式２
【化１】
2010004055.tif 000009
の単位を含む硬化エポキシ樹脂組成物を含む誘電体層を備えた電気物品。
【請求項４】
エポキシ樹脂と式１
【化２】
2010004055.tif 000010
（式中、
各Ｒ0は、Ｈ、ハロゲン、１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基、フェニル、ニトロ、アセチルおよびトリメチルシリルから独立に選択され、
各Ｒは、Ｈ、および１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基から独立に選択され、
各Ｒ1は、Ｒ、Ｈ、フェニルおよびハロゲンから独立に選択される）
の硬化剤とを含む硬化エポキシ樹脂組成物である誘電体層を含む電気物品。
【請求項５】
誘電体層が、エポキシ樹脂とアミノフェニルフルオレン硬化剤とを含む硬化エポキシ樹脂組成物を含み、前記組成物が１分当たり１℃の速度で硬化温度まで加熱されている前記誘電体層を含む電気物品。
【請求項６】
ａ．主面を有する第１の基板を提供する工程と、
ｂ．前記第１の基板の前記主面に、エポキシ樹脂とアミノフェニルフルオレン硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物をコーティングする工程と、
ｃ．第２の基板の主面を前記エポキシ樹脂組成物にラミネートしてラミネートを形成する工程と、
ｄ．前記エポキシ樹脂組成物を硬化するのに十分な時間および温度にわたって前記ラミネートを加熱する工程と
を含む、請求項１記載のコンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記誘電体層がエポキシ樹脂と９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤の反応生成物である、請求項１または２記載のコンデンサ、または請求項３、４または５記載の物品。
【請求項８】
前記誘電体層がさらに誘電体粒子を含む、請求項１または２記載のコンデンサ、または請求項３、４または５記載の物品。
【請求項９】
前記誘電体粒子がチタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸鉛ジルコニウムおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項８記載のコンデンサまたは請求項３、４または５記載の物品。
【請求項１０】
前記誘電体層がエポキシ樹脂と９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤の反応生成物である、請求項１または２記載のコンデンサ、または請求項３、４または５記載の物品。
【請求項１１】
各Ｒ0が水素であり、
各Ｒが水素またはアルキルから独立に選択され、
各Ｒ1が水素、塩素またはアルキルから独立に選択される、
請求項４記載の電気物品。
【請求項１２】
前記エポキシ樹脂組成物がさらに触媒を含む、請求項４記載の電気物品。
【請求項１３】
前記触媒が２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、５−アミノベンゾトリアゾールおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１２記載の電気物品。
【請求項１４】
工程（ｃ）の前にエポキシ樹脂組成物を乾燥する工程をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項１５】
前記第１および第２の基板の前記主面を処理して、前記エポキシ樹脂組成物への接着力を高める工程をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項１６】
前記エポキシ樹脂組成物が、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸鉛ジルコニウムおよびこれらの組み合わせからなる群より選択される粒子をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項１７】
前記硬化剤が、９，９ビス（３−クロロ−４−アミノフェニル）フルオレン（ＣＡＦ）および９，９−ビス（３−メチル−４−アミノフェニル）フルオレン（ＯＴＢＡＦ）からなる群より選択される、請求項６記載の方法。
【請求項１８】
前記第１および第２の基板が銅を含む、請求項６記載の方法。
【請求項１９】
工程（ｃ）の前に前記第１および第２の基板のうち少なくとも一方を加熱する工程をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の基板の前記主面が誘電体層を含み、前記誘電体層が前記第１の基板上の前記エポキシ樹脂組成物にラミネートされている、請求項６記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の基板の前記誘電体層が、エポキシ樹脂とアミノフェニルフルオレン硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物である、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記第１および第２の基板のうち少なくとも一方をパターニングする工程をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項２３】
請求項１、２または３のコンデンサを含む回路基板。
【請求項２４】
請求項１、２または３のコンデンサを含むフレキシブル回路。
【請求項２５】
請求項１、２または３のコンデンサを含む電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気物品、電気物品の製造方法およびそれから作製された回路物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載された埋込み型コンデンサは、第１と第２の自立基板間にポリマー絶縁性または電気導電性層を有している。
【０００３】
絶縁層の誘電体材料は、一般的に、酸化タンタルのような金属酸化物、またはチタン酸バリウムのような高誘電率セラミックである。誘電体材料は、一般的に、エポキシのようなある程度熱的および機械的に安定なポリマーのマトリックス中に分散されている。エポキシ樹脂は、アミンやイミダゾールのような０．５〜８重量％の触媒を入れて処方してもよく、０．５〜１％の２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールが実証されている。コンデンサは、表面に搭載された不連続コンデンサに変えて、印刷配線板やマルチチップモジュールの層として用いることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態において、本発明は、８５℃および８５％の相対湿度で、６ボルトのバイアスを用いた誘電体層の漏れ電流が１００ｎＡ／ｃｍ2未満であるポリマー誘電体層を含むコンデンサである。
【０００５】
本発明において、ポリマー誘電体層は、エポキシ樹脂と９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤の反応生成物である。
【０００６】
第２の実施形態において、コンデンサの室温〜１２５℃のキャパシタンスの温度係数の変化は１５％未満である。
【０００７】
第３の実施形態において、本発明は、硬化エポキシ樹脂組成物が式２の単位を含む硬化エポキシ樹脂組成物を含む誘電体層を備えた電気物品である。
【化１】
2010004055.tif 000002
【０００８】
第４の実施形態において、本発明は、誘電体層を含む電気物品であり、誘電体層は硬化エポキシ樹脂組成物で、樹脂組成物はエポキシ樹脂と式１の硬化剤とを含んでいる。
【化２】
2010004055.tif 000003
式中、各Ｒ0は、Ｈ、ハロゲン、１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基、フェニル、ニトロ、アセチルおよびトリメチルシリルから独立に選択され、各Ｒは、Ｈ、および１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基から独立に選択され、各Ｒ1は、Ｒ、Ｈ、フェニルおよびハロゲンから独立に選択される。
【０００９】
第５の実施形態において、本発明は、誘電体層を含む電気物品であって、誘電体層がエポキシ樹脂とアミノフェニルフルオレン硬化剤とを含む硬化エポキシ樹脂組成物を含み、組成物が１分当たり１℃の速度で硬化温度まで加熱されている。
【００１０】
第６の実施形態において、本発明は、主面を有する第１の基板を提供する工程と、第１の基板の主面に、エポキシ樹脂とアミノフェニルフルオレン硬化剤とを含むエポキシ樹脂組成物をコーティングする工程と、第２の基板の主面にエポキシ樹脂組成物をラミネーティングしてラミネートを形成する工程と、エポキシ樹脂組成物を硬化するのに十分な時間および温度にわたってラミネートを加熱する工程とを含むコンデンサの製造方法である。
【００１１】
第７の実施形態において、本発明は、例えば、回路基板やフレキシブル回路のようなコンデンサを含む電気または電子デバイスである。
【００１２】
アミンおよびイミダゾール触媒により作製されたエポキシ誘電体層に比べて、９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤を用いると、誘電体層中の水の吸着が減じる。さらに、９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤により作製されたエポキシ層は、誘電体層が硬化温度まで加熱される速度にあまり感受性がない。この水吸着の減少によって、湿度によるキャパシタンスの変化が減り、コンデンサ構造の損失係数および漏れ電流が減少する。
【００１３】
９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化誘電体層を有するコンデンサはまた、従来の触媒により作製された誘電体層を有するコンデンサに比べてキャパシタンスの温度係数が低い。得られるコンデンサ構造は、Ｘ７Ｒコンデンサ仕様を満足またはこれを超えるものである。
【００１４】
９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤により作製されたエポキシ誘電体層は、コーティング後ロールに巻きつけたときに「ピックオフ」されにくく、印刷回路板製造中に用いられる多数のエポキシ硬化工程の一部として必要なことの多い長い硬化時間中の接着力損失に対する抵抗性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】９，９−ビス（３−クロロ−４−アミノフェニル）フルオレン硬化エポキシ樹脂処方とフェノール硬化エポキシ樹脂処方を用いたキャパシタンスの温度依存性を比べるものである。
【図２】９，９−ビス（３−クロロ−４−アミノフェニル）フルオレン硬化エポキシ樹脂処方とフェノール硬化エポキシ樹脂処方の損失係数の温度依存性を比べるものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面および以下の説明に示す。本発明のその他の特徴、目的および利点は、説明、図面および請求項から明白となろう。
【００１７】
様々な図面において同じ参照符号は同じ構成要素を示している。
【００１８】
一実施形態において、本発明は、コンデンサのような電気物品に用いてよい誘電体層である。好適な電気物品は、国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されている。国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載された電気物品は、２つの対向主面を有する第１の自立基板と、２つの対向主面を有する第２の自立基板とを含んでいる。第１および第２の基板間の誘電体層は、電気絶縁機能を与え、２つの基板を接合する。
【００１９】
１層以上の層からできていてもよい電気物品の誘電体層は、ポリマーでできている。一般的なはんだリフロー操作で用いられる温度、例えば、１８０〜２９０℃に耐えることのできるポリマーであれば何を用いてもよい。誘電体層に好適なポリマー材料としては、エポキシ樹脂およびそのブレンドが挙げられる。本発明の電気物品の誘電体層を作製するのに用いるエポキシ樹脂組成物は、少なくとも１種類の芳香族ポリエポキシド、および芳香族ポリエポキシドに存在するエポキシ基１個当たり０．１〜１．１個のアミノ基を与えるのに十分な量で存在する少なくとも１種類の９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン（「アミノフェニルフルオレン」とも呼ばれる）硬化剤を含んでいる。本出願において、芳香族ポリエポキシドとは、芳香族基に直接的または間接的に付加した２個以上のエポキシド基を含む分子のことを意味する。エポキシ樹脂組成物という用語は、芳香族ポリエポキシドと、硬化させると硬化エポキシ樹脂を形成可能な９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤とを含む未硬化組成物のことを指すのに用いられている。
【００２０】
本発明の熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、１種類以上の芳香族ポリエポキシドと、１種類以上の９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤とを含むのが好ましい。好ましい芳香族ポリエポキシドとしては、多価フェノールのポリ（グリシジルエーテル）が挙げられる。好適な芳香族ポリエポキシドとしては、テキサス州、ヒューストンのシェルケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｈｏｕｓｔｏｎ， ＴＸ）より、エポン（ＥＰＯＮ）１００１Ｆおよびエポン（ＥＰＯＮ）１０５０という商品名で入手可能なエポキシ樹脂が挙げられる。特に好ましい樹脂としては、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルとノボラックエポキシ、例えば、樹脂の総重量に基づいて７５〜９０重量％のエポン（Ｅｐｏｎ）１００１Ｆと２５〜１０重量％のエポン（Ｅｐｏｎ）１０５０Ｆのブレンドが挙げられる。本発明のエポキシ樹脂組成物に用いるのに好適な９，９−ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤は、米国特許第４，６８４，６７８号に記載されており、一般式１のものである。
【化３】
2010004055.tif 000004
式中、
各Ｒ0はＨ、ハロゲン、１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基、フェニル、ニトロ、アセチルおよびトリメチルシリルから独立に選択され、
各ＲはＨ、および１〜６個の炭素原子を有する鎖状および分岐アルキル基から独立に選択され、
各Ｒ1はＲ、Ｈ、フェニルおよびハロゲンから独立に選択される。
【００２１】
好ましい硬化剤としては、９，９ビス（アミノフェニル）フルオレンおよび９，９ビス（３−クロロ−４−アミノフェニル）フルオレン（ＣＡＦ）が挙げられ、９，９−ビス（３−メチル−４−アミノフェニル）フルオレン（ＯＴＢＡＦ）が特に好ましい。
【００２２】
９，９ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤は、芳香族ポリエポキシド中のエポキシド基１個当たり、０．１〜１．１個のアミノ基、ＮＨ−Ｒを与えるのに十分な量でエポキシ樹脂組成物中に存在していなければならない。
【００２３】
埋込み型コンデンサ材料を従来の印刷回路板にラミネートするとき、ラミネーション温度は通常約１７５℃である。ラミネーション時間は、必要なラミネーションサイクル数によって異なるが、一般的に約２時間超である。しかしながら、ある用途においては、埋込み型コンデンサ材料を含有するデバイスの製造のためのラミネーション温度はこれより高く、例えば、約２２５℃であってもよい。この温度だと、誘電体層と銅基板間の接着力は許容できないほど低くなる可能性がある。本発明の誘電体層の組成物を変性して、延長の２２５℃のラミネーションプロセス中の接着力損失が許容範囲となるようにすることができる。高温での誘電体層と銅基板間の接着力のような特定の特性は、例えば、硬化組成物中の架橋の量および／または速度を制御することによって調整してもよい。遅い架橋反応が好ましい場合には、エポキシ樹脂組成物中に存在する９，９ビス（アミノフェニル）フルオレン硬化剤の量を減じるのが好ましい場合がある。
【００２４】
任意で、例えば、アミンやイミダゾールのようなその他の触媒をエポキシ樹脂組成物に用いてもよい。好適な助触媒は国際公開第００／４５６２４号パンフレットおよび米国特許第４，６８４，６７８号に記載されており、好ましい触媒としては、２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールおよび５−アミノベンゾトリアゾールが挙げられる。５−アミノベンゾトリアゾールを用いると、誘電体層と基板層間の接着力も改善できる。
【００２５】
さらに、例えば、ポリアミン、ポリアミド、ポリフェノールおよびその誘導体のような従来のエポキシ樹脂硬化剤を、樹脂の１０〜１００重量％、好ましくは１０〜５０重量％の量でエポキシ樹脂組成物に添加してもよい。好適な硬化剤としては、１，３フェニレンジアミンが挙げられる。
【００２６】
エポキシ樹脂組成物はまた、分散剤や溶剤のような従来の添加剤を含んでいてもよい。好適な分散剤としては、例えば、デラウェア州ニューキャッスルのユニケマ（Ｕｎｉｑｅｍａ， Ｎｅｗ Ｃａｓｔｌｅ， ＤＥ）よりハイパーメール（ＨＹＰＥＲＭＥＥＲ）ＰＳ３という商品名で市販されているポリエステルとポリアミンのコポリマーが例示される。溶剤としては、メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトンが例示される。粘度を変えたり、レベルコーティングを生成するための溶剤のようなその他の添加剤を用いることができる。
【００２７】
エポキシ樹脂組成物はまた、複数の粒子を含んでいるのが好ましい。好適な粒子は国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されており、チタン酸バリウム、チタン酸バリウムストロンチウム、酸化チタン、チタン酸鉛ジルコニウムおよびこれらの混合物が挙げられる。好ましい市販のチタン酸バリウムは、ペンシルバニア州ボイヤータウンのカボットパフォーマンスマテリアルズ（Ｃａｂｏｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ， Ｂｏｙｅｒｔｏｗｎ， ＰＡ）よりＢＴ−８という商品名で入手可能である。粒子はどのような形状であってもよく、規則または不規則形状であってよい。具体的な形状としては、球、板、立方体、針、偏球、楕円体、角錐、プリズム、フレーク、ロッド、プレート、繊維、チップ、ウィスカおよびこれらの組み合わせが挙げられる。粒子サイズ、すなわち、粒子の最小寸法は、一般的には０．０５〜１１Ｔｍ、好ましくは０．０５〜３．０Ｔｍ、より好ましくは０．０５〜２Ｔｍである。粒子は、少なくとも２〜３個の粒子が絶縁層の厚さ内に垂直に積み重なるようなサイズであるのが好ましい。
【００２８】
ポリマー中の粒子の充填量は、誘電体層の総体積に基づいて、一般的には２０〜７０体積％、好ましくは３０〜６０体積％、より好ましくは４０〜５５体積％である。
【００２９】
国際公開第００／４５６２４号パンフレットに詳細が記載されているように、粒子は、エポキシ樹脂組成物に組み込まれる前は清浄で乾燥しているのが好ましい。
【００３０】
エポキシ樹脂組成物は、一般的に、エポキシ樹脂、アミノフェニルフルオレン硬化剤、粒子およびその他の任意の成分を混合することにより形成される。得られたほぼ均一の混合物を、続いて、好適な基板にコートして、揮発性成分を除去し、組成物を硬化するのに十分な時間および温度で加熱する。得られた硬化エポキシ樹脂組成物は、電気物品の誘電体層を形成する。硬化中、芳香族ポリエポキシドと、アミノフェニルフルオレン硬化剤が反応して、式２の単位を有する硬化エポキシ樹脂を形成する。
【化４】
2010004055.tif 000005
【００３１】
好ましい硬化エポキシ樹脂組成物は、２４時間で０．６重量パーセント未満の水分を吸収し、少なくとも９０℃のＴｇを有している。水吸収についての好適な試験は、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０試験方法マニュアルの試験２．６．２．１である。
【００３２】
本発明の電気物品の基板は、ラミネート構造に配置された単一層、または複数層を含んでいてもよい。第１および第２の基板は、グラファイト、ポリマーマトリックス中の銀粒子のような複合体、銅やアルミニウムのような金属、これらの組み合わせまたはこれらのラミネートからできている。多層基板は、銅やアルミニウムのような金属の層を除去可能なキャリア層にコートすることにより作製される。例えば、銅層は、除去可能なポリエステルキャリアにコートしてもよい。第１および第２の基板は同一であっても異なっていてもよい。本発明の電気物品は、多数の内部デジタル化絶縁性および導電性層を含んでいてもよい。
【００３３】
本発明の電気物品による基板は自立しているのが好ましい。「自立基板」という用語は、コートおよび取扱いが可能な十分な構造上の完全性を有する基板のことを指す。基板は可撓性であるのが好ましいが、剛性基板を用いてもよい。
【００３４】
一般的に、絶縁層と接触している第１の基板の主面および絶縁層と接触している第２の基板は、コンデンサを形成するとき導電性である。例えば、酸化やカップリング剤との反応により、これらの主面に材料を添加する表面処理を用いて、接着を促してもよい。あるいは、別個のコーティング工程を実施して、５−アミノベンゾトリアゾールのような接着力促進プライマーを適用してもよい。５−アミノベンゾトリアゾールによる基板表面の処理は、クロメート曇り止め表面処理のされていない銅ホイルに特に関係する。基板そのものの主面に得られる材料は必ずしも導電性である必要はないが、基板自身が導電性の場合にはコンデンサが形成される。
【００３５】
基板の厚さは好ましくは０．５〜３ミル（約１０〜８０Ｔｍ）、より好ましくは０．５〜１．５ミル（約１０〜３８Ｔｍ）である。
【００３６】
基板が金属のときは、金属のアニール温度は、絶縁層を硬化する温度以下であるのが好ましい、または金属は絶縁層をコートする前にアニールする。
【００３７】
好ましい基板は銅である。銅としては、ドイツ、ニュルンベルクのカールシュレンクＡＧ（Ｃａｒｌ Ｓｃｈｌｅｎｋ， ＡＧ， Ｎｕｒｎｂｅｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ）より入手可能な銅ホイルが例示される。
【００３８】
本発明の電気物品の製造方法には、詳細が国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されているが、２つの対向する主面を有する第１の基板を提供することが含まれる。エポキシ樹脂組成物を第１の基板の第１の主面にコートする。２つの対向する主面を有する第２の基板を、第１の基板の第１の主面上のエポキシ樹脂組成物にラミネートする。得られたラミネートをエポキシ樹脂組成物を硬化するのに十分な時間および温度で加熱する。
【００３９】
あるいは、第２の基板もまた、その第１の主面にエポキシ樹脂組成物を含んでいてもよく、第１および第２の基板を併せてラミネートして、第１および第２の基板の夫々の第１の主面を結合する、すなわち、各基板のエポキシ樹脂のコートされた側を併せてラミネートしてもよい。
【００４０】
基板の主面は、絶縁層との接着を最大にするために、ごみや化学吸収または吸着材料が実際にないのが好ましい。具体的な方法は国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されており、アルゴン−酸素プラズマまたはエアコロナ、または湿潤化学処理により処理することが含まれる。基板の両側に接合する微粒子は、例えば、コロラド州ボールダーのウェブシステムズ社（Ｗｅｂ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．， Ｂｏｕｌｄｅｒ， ＣＯ）よりウルトラクリーナー（ＵＬＴＲＡＣＬＥＡＮＥＲ）という商品名で市販されている超音波／真空ウェブクリーニング装置を用いて除去することができる。あるいは、例えば、ニューヨーク州ロチェスターのポリマグテック（Ｐｏｌｙｍａｇ Ｔｅｃｈ ｏｆ Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ， ＮＹ）製の粘着ローラーシステムを用いて基板を清浄にしてもよい。コーティングが不均一になったり、物品が短絡、例えば、コンデンサが短絡する結果を招く恐れのある、起こり得るコーティングの問題やコーティングの不具合を避けるために、この表面処理工程中、基板を引っ掻いたり、窪ませたり、曲げたりしないようにするのが好ましい。
【００４１】
アミノフェニルフルオレンとフェノール触媒の混合物を用いる場合は、クロメート曇り止め表面仕上げのない銅ホイルのような金属基板だと、例えば、５−アミノベンゾトリアゾールのような接着促進プライマーを適用する別個のコーティング工程が必要な場合がある。フェノール触媒を完全に排除し、５−アミノベンゾトリアゾールと置換するのが好ましく、これによって硬化時間が短くなり、別個の下塗り工程が不要となる。この処方だと、クロメート曇り止め表面処理のなされた銅ホイルと曇り止め処理のされていないホイルを、同じプロセスを用いて使うことができる。
【００４２】
清浄にした銅ホイルを、好適な方法、例えば、グラビアコーターを用いてエポキシ樹脂組成物でコートしてもよい。樹脂組成物を乾燥して、残渣溶剤を除去する。コートされたエポキシ樹脂組成物の乾燥厚さは、組成物中の固体のパーセント、グラビアロールとコーティング基板の相対速度、および用いたグラビアのセル体積によって異なる。一般的に、０．５〜２Ｔｍの乾燥厚さを得るには、エポキシ樹脂組成物中の固体のパーセントは２０〜７５重量％である。コーティングは、コーターのオーブンでほぼ粘着性のない状態まで、一般的には約１００℃未満の温度で乾燥させるのが好ましい。コーティングは、約３０℃の温度で開始し、約１００℃の温度で終わる、多段で乾燥させて、ロールに巻きつけるのがより好ましい。これより高い最終乾燥温度、例えば、約２００℃までを用いることができるが必要ではない。
【００４３】
通常、乾燥工程中に架橋はほとんど生じず、その目的は主に、溶剤をできる限り除去することである。溶剤が残っていると、コートされたエポキシ樹脂組成物をロールで保管するときにブロッキング（すなわち、望ましくない内部層接着）を招いたり、ラミネートの接着力が乏しくなる恐れがある。より具体的には、コーティングに溶剤残渣があったり、銅ホイルが不均一だと、コーティングの小さな部分が近接するラップでホイルの逆側に粘着して、ピンホール状の欠陥（「ピックオフ」と呼ばれる）をコーティングに与える傾向がある。この欠陥は、電圧を印加したときに直接短絡または早期の破断につながる可能性がある。アミノフェニルフルオレン触媒化されたエポキシ樹脂組成物コーティングは、フェノール触媒により触媒化されたエポキシコーティングよりもこの欠陥を生じ難い。
【００４４】
欠陥を排除するためのコーティング技術としては、コーティング混合物のインラインろ過および脱気（気泡除去）が挙げられる。さらに、誘電体層でコートされた２枚の基板をラミネートする前に、少なくとも１枚の誘電体層を、好ましくは空気中で、部分的に硬化するのが好ましい。特に、基板の接着力は、ラミネーションの前にコーティングを熱処理することにより改善される。熱処理の時間は、好ましくは短い、例えば、特に高温では、約１０分未満である。
【００４５】
ラミネーションは、上述したコートした２枚の基板を用いて実施されるのが好ましい。コートされた基板の一枚を、ラミネータに入れる前に、１２５〜１７５℃の温度で３０秒未満、より好ましくは１２５〜１６０℃の温度で、オーブンに通すか、加熱ローラにかける。この予備加熱工程は、コートした基材の一方または両方に行うことができる。本発明の電気物品を作製するために、コートした基材の誘電体層側同士を、１２０〜２００℃、好ましくは約１３５℃の温度まで加熱した２本のニップローラを備えたラミネータを用いてラミネートしてもよい。好適な空気圧、好ましくは５〜４０ｐｓｉ（３４〜２８０ｋＰａ）、好ましくは約１５ｐｓｉ（１００ｋＰａ）の圧力をラミネータロールに与える。ローラ速度は好適な値に設定でき、好ましくは１２〜３６インチ／分（０．５〜１．５ｃｍ／秒）、より好ましくは約１５インチ／分（０．６４ｃｍ／秒）である。このプロセスはバッチモードで実施することもできる。
【００４６】
ラミネートした材料を所望の長さのシートへと切断したり、好適な巻心に巻きつけることができる。
【００４７】
得られた材料をエポキシ樹脂組成物が硬化するのに十分な時間および温度で加熱する。硬化温度は１５０〜２２５℃、好ましくは１６０〜２００℃であり、硬化時間は９０〜１８０分、好ましくは９０〜１２０分である。
【００４８】
誘電体層の金属基板への接着力は、金属がコーティング時に十分に軟らかい、またはラミネーションおよび／または硬化中に軟化する、すなわち、コーティング前にホイルをアニールする、または後の処理中にアニールされる場合に向上する。金属アニール温度がエポキシ樹脂組成物の硬化温度以下である場合は、アニーリングは、コーティング工程の前に基板を加熱することにより、または硬化または乾燥工程の結果成される。硬化が生じる温度より低いアニール温度で金属基板を用いるのが好ましい。アニール条件は、用いる金属基板によって異なる。銅の場合には、プロセスのこれらの段階のいずれかにおいて、１０ｇの荷重を用いたときに、金属基板が約７５ｋｇ／ｍｍ2未満のビッカース硬度を得るのが好ましい。この硬度を得るための銅の好ましい温度範囲は１００〜１８０℃、より好ましくは１２０〜１６０℃である。
【００４９】
硬化後、９０度剥離角度で電気物品の第１および第２の基板を分離するのに必要な力は、電子回路の内部接続およびパッケージング協会が１９８８年１０月に発行したＩＰＣ試験方法マニュアル、ＩＰＣ−ＴＭ−６５０、試験番号２．４．９に従って測定したとき、約３ポンド／インチ（約０．５キロニュートン／メートル（ｋＮ／ｍ））を超える、好ましくは４ポンド／インチ（０．７ｋＮ／ｍ）を超える、より好ましくは６ポンド／インチ（１ｋＮ／ｍ）を超える。３枚以上の基板が本発明の電気物品に存在する場合には、絶縁性または導電性層によりいずれか一対の基板を分離するのにこの力が必要である。
【００５０】
本発明の電気物品は、製造しただけで機能させることができるが、電気物品は後述するようにパターニングさせて、例えば、側部の導電性を制限するために、別個の島を形成したり、領域を除去するのが好ましい。パターニングされた電気物品は、後述するように、回路物品そのものとして、または回路物品中のコンポーネントとして用いることができる。
【００５１】
接触可能な電気物品の第１または第２の基板の表面を、例えば、電気トレースにより接触させて、第１または第２の基板が電極として作用するように電気的接続を作製してもよい。さらに、誘電体層と接触している第１または第２の基板の主面と電気的接触を作製したり、スルーホール接触を与えるのが望ましい。電気デバイスと相互作用しないのが望ましいときはスルーホール接触が有用である。さらに、誘電体層と接触している第１または第２の基板の主面に到達させたり、スルーホール接触を与えるために、電気物品をパターニングしてもよい。
【００５２】
業界に知られた好適なパターニング技術のいずれかを用いることができる。好適なパターニング技術は、国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されている。
【００５３】
ある修正を行うことで本発明の電気物品自体が回路物品として機能する。一例として、電気物品をパターニングする。この場合、本発明の電気物品を提供し、上述した通りにしてこの電気物品をパターニングすることによって、電気接続のための接触を与えて、回路物品を作製することができる。電気物品の片側または両側のいずれかをパターニングして、第１および第２の基板の各主面と接触させて、スルーホール接触を与える。
【００５４】
他の実施形態において、本発明の電気物品を提供する工程と、少なくとも１つの電気的接触を与える工程と、接触を電気物品の少なくとも１つの基板に接続する工程とを含む方法により回路物品を作製してもよい。
【００５５】
本発明の電気物品はさらに、例えば、ＰＷＢまたはフレキシブル回路を作製するために１層以上の追加の層を含んでいてもよい。追加の層は剛性であっても可撓性であってもよい。剛性層としては、ニューハンプシャー州フランクリンのポリクラッド（Ｐｏｌｙｃｌａｄ， Ｆｒａｎｋｌｉｎ， ＮＨ）よりＰＣＬ−ＦＲ−２２６という商品名で市販されているファイバーガラス／エポキシ複合体、セラミック、金属またはこれらの組み合わせが例示される。フレキシブル層は、ポリイミドまたはポリエステル、金属ホイルまたはこれらの組み合わせのようなポリマーフィルムを含む。ポリイミドは、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）よりカプトン（ＫＡＰＴＯＮ）という商品名で市販されており、ポリエステルはミネソタ州セントポールの３Ｍ社（３Ｍ、Ｓｔ． Ｐａｕｌ， ＭＮ）よりスコッチパー（ＳＣＯＴＣＨＰＡＲ）という商品名で市販されている。これらの追加の層はまた、層の上部または層内に埋め込まれた導電性トレースを含有していてもよい。導電性トレースとは、電流が流れるにように設計された導電性材料のストリップまたはパターンのことを指す。導電性トレースに好適な材料は、銅、アルミニウム、錫、はんだ、銀ペースト、金およびこれらの組み合わせを含む。
【００５６】
本実施形態において、回路物品の好ましい製造方法は、本発明の電気物品を提供する工程と、電気物品の少なくとも一方の側をパターニングする工程と、追加の層を提供する工程と、層を電気物品に取り付ける工程と、電気物品の少なくとも１つの基板に少なくとも１つの電気的接触を提供する工程とを含む。好ましくは、第２の追加の層を与え、電気物品に取り付ける。
【００５７】
本発明の電気物品は、ＰＷＢ、例えば、フレキシブル回路において、コンデンサとして機能するコンポーネントとして用いることができる。物品の１２５℃でのキャパシタンスは、室温の値の１５％以内であり、８５℃および８５％の相対湿度で、６ボルトのバイアスを用いて、漏れ電流が１００ｎＡ未満である。
【００５８】
電気物品は、ＰＷＢまたはフレキシブル回路内に埋め込む、または集積されていてもよい。本発明の電気物品を用いてフレキシブル回路またはＰＷＢを製造する方法は、国際公開第００／４５６２４号パンフレットに記載されており、ここに参考文献として組み込まれる。
【００５９】
本発明にはまた、回路基板（ＰＷＢ）の電気回路またはフレキシブル回路内で機能する本発明の電気物品を含む電気デバイスも包含される。電気装置は、容量性コンポーネントを有するＰＷＢまたはフレキシブル回路を用いる電気デバイスを含んでいてもよい。電気装置としては、携帯電話、電話、ファックス機、コンピュータ、プリンタ、ポケットベル（登録商標）および当業者に認識されているその他装置が例示される。本発明の電気物品は、空間が重要である、または１ＧＨｚを超える周波数で操作される電気装置に特に有用である。
【００６０】
本発明を以下の実施例によりさらに説明するが、これらの実施例に挙げられた特定の材料および量、その他条件および詳細は本発明を不当に限定するものではない。
【実施例】
【００６１】
実施例１：５−アミノベンゾトリアゾールを含有する、（アミノフェニル）フルオレン硬化絶縁層を備えた電気物品
【００６２】
【表１】
2010004055.tif 000006
【００６３】
グラビアまたはダイコーティング技術を用いて上記の分散液を銅ホイル（ホイル１オンス、厚さ３５μｍ）にコートした。分散液は、別個の下塗り工程を必要とせずに未処理の銅ホイルにコートすることができる。誘電体の乾燥厚さは約２．０〜５．０μｍであった。コーティングを乾燥させて粘着性のない表面とし、ロールに巻きつけた。２本のロールを続いてラミネートし、加熱した２本のニップローラを用いて側部同士をコートした。小さな試料には標準フォトレジストラミネータが向いている。ラミネートした材料を１８０℃で約１．５〜２時間硬化した。硬化したパネルを、従来のフォトレジストおよびエッチング液を用いて片側または両側をパターニングして、個々のコンデンサを生成した。
【００６４】
実施例２：２，４，６−トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールを含有する、（アミノフェニル）フルオレン硬化絶縁層を備えた電気物品
【００６５】
【表２】
2010004055.tif 000007
【００６６】
グラビアまたはダイコーティング技術を用いて上記の分散液を銅ホイル（ホイル１オンス、厚さ３５μｍ）にコートした。５−アミノベンゾトリアゾールのような接着促進剤を、エポキシによるコーティングの前に基材にコートしてもよい。一般的に、希釈溶液、例えば、０．０５〜０．１５重量％のメタノールのようなアルコールを、標準コーティング技術により適用し、基板を乾燥した。誘電体の乾燥厚さは約２．０〜５．０μｍであった。コーティングを乾燥させて粘着性のない表面とし、ロールに巻きつけた。２本のロールを続いてラミネートし、加熱した２本のニップローラを用いて側部同士をコートした。小さな試料には標準フォトレジストラミネータが向いている。ラミネートした材料を１８０℃で約２時間硬化した。硬化したパネルを、従来のフォトレジストおよびエッチング液を用いて片側または両側をパターニングして、個々のコンデンサを生成した。
【００６７】
キャパシタンスおよび損失係数の温度依存性を図１および図２に示す。８５℃、８５％相対湿度の環境で、電圧バイアスをコンデンサに与えて漏れ電流を測定した。例えば、標準処方のコンデンサに６ボルトのバイアスをこれらの条件下で与えると、漏れ電流は１００ｎＡ／ｃｍ2であった。アミノフェニルフルオレン架橋エポキシの同様のコンデンサの漏れ電流は僅か１０ｎＡ／ｃｍ2であり、大幅に改善された。
【００６８】
実施例３：高温用途の、５−アミノベンゾトリアゾールを含有する、（アミノフェニル）フルオレン硬化絶縁層を備えたコンデンサ
【００６９】
【表３】
2010004055.tif 000008
【００７０】
本実施例は、同原材料だが、触媒を存在させてフルオレン化合物対エポキシの比率および初期硬化温度を変えて作製した２つのパネルを比べるものである。グラビアまたはダイコーティング技術を用いて上記の分散液を銅ホイル（ホイル１オンス、厚さ３５μｍ）にコートした。分散液は、別個の下塗り工程を必要とせずに未処理の銅ホイルにコートすることができる。誘電体の乾燥厚さは約２．０〜５．０μｍであった。コーティングを乾燥させて粘着性のない表面とし、ロールに巻きつけた。２本のロールを続いてラミネートし、加熱した２本のニップローラを用いて側部同士をコートした。小さな試料には標準フォトレジストラミネータが向いている。ラミネートした材料を１８０℃（試料Ａ）または２２５℃（試料Ｂ）で約１．５〜２時間硬化した。硬化したパネルを、従来のフォトレジストおよびエッチング液を用いて片側または両側をパターニングして、個々のコンデンサを生成した。上述した通り、９０度の剥離強度を用いて接着力を測定した。
【００７１】
本発明の多くの実施形態について説明してきた。しかしながら、本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく様々な修正が行えるものと考えられる。従って、これ以外の実施形態が特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2010004055.tif 000011
【図２】
2010004055.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
８５℃および８５％の相対湿度で、６ボルトのバイアスを用いたポリマー誘電体層の漏れ電流が１００ｎＡ／ｃｍ2未満であるポリマー誘電体層を備えた、コンデンサ。
【外国語明細書】
2010004055000001.pdf