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2022年第1回 ネプコン ジャパン秋
「エレクトロニクス開発・実装展」に出展します。
会期:2022.8.31 〜 2022.9.2

ネプコン ジャパン は、電子機器・半導体の多機能化・高性能化を支える最先端の部品・材料や製造・検査装置が出展される展示会です。
岩手大学は、伝送損失の低減に有効な低誘電率・低誘電正接材料への平滑面めっき配線技術や高速伝送材料の開発など、次世代分子接合技術「i-SB法」だからこそ可能な高周波対応エレクトロニクス実装に関する技術をご紹介します。

PJ1 分子接合法(i-SB法)によるフレキシブル基板への
高速伝送対応めっき形成技術

従来技術の課題・問題点

銅とポリイミド樹脂積層体では、高温下での密着不良の発生や、表面粗化による伝送損失の拡大・・・等の課題があります。

熱により銅とポリイミド樹脂の間にはく離が生じ密着強度が低下 熱により銅とポリイミド樹脂の間にはく離が生じ密着強度が低下

高温環境に対応する金属めっきプロセス

高温環境に対応する金属めっきプロセス 高温環境に対応する金属めっきプロセス

銅/ポリイミド積層体の密着強度におよぼす耐熱試験の影響

積層体 バリア層無し バリア層有り
初期 積層体バリア層無し初期 積層体バリア層有り初期
耐熱試験
(260℃×5 min)
積層体バリア層無し耐熱試験(260℃×5 min)
0 N/cm
積層体バリア層有り耐熱試験(260℃×5 min)
5.2 N/cm

想定される用途

  • フレキシブル基板、高速伝送対応基板
  • 成形回路基板
  • 金属/樹脂接合体

本技術に関する知的財産権

発明の名称 積層体の製造方法
出願番号 特願2020-185209
出願人 国立大学法人岩手大学

PJ2 高周波基板に向けた低誘電特性を有する
フッ素系およびトリアジン系熱可塑性耐熱樹脂

低誘電損失材料の設計指針

誘電率(分子の分極率と自由体積に依存)

Clausius-Mosottiの式
誘電率 = [ 1-2 (Pm/Vm) ] / [ 1- (Pm/Vm) ]
Pm:モル分極率  Vm:モル容積
低誘電率化を達成するために:
Pm/Vmを小さくする ⇒ Pmを小さくする Vmを大きくする

誘電正接(分子分極と運動性に依存)

低誘電正接化を達成するために:
双極子の回転の抑制⇒双極子を減らす 双極子の回転抑制(固定化)

原子団のモル分極(PM)とモル体積(VM

原子団のモル分極(PM)とモル体積(VM) 原子団のモル分極(PM)とモル体積(VM)

低誘電損失樹脂の基本設計

低誘電損失樹脂の基本設計 低誘電損失樹脂の基本設計

フッ素化ポリイミド樹脂(F-PI)

低誘電損失樹脂の基本設計 低誘電損失樹脂の基本設計
フッ素化PI ε Dk
(10 GHz)
Df
(10 GHz)
Tg
(℃)
Td5
(℃)
CTE
(ppm/℃)
Ts
(MPa)
E
(%)
従来PI 2.66 2.74 0.0066 332 530
F-PI-1 2.56 2.45 0.0019 181 526 89
F-PI-2 2.57 2.54 0.0022 221 524 92 58 9
F-PI-3 2.52 2.39 0.0016 194 500 85 59 5

F-PIの溶解性:DMAc、THF、クロロホルム

ε:誘電率(屈折率からの計算値)、Dk:誘電率(空洞共振器)、Df:誘電正接(空洞共振器)、
Tg:ガラス転移温度、Td5:空気中の5%分解温度、CTE:熱膨張係数、Ts:引張破断強度、E:破断伸び

フッ素化ポリエーテル樹脂(F-PE)

フッ素化ポリエーテル樹脂(F-PE) フッ素化ポリエーテル樹脂(F-PE)
フッ素化PI ε Dk
(10 GHz)
Df
(10 GHz)
Tg
(℃)
Td5
(℃)
F-PE-1 2.25 2.15 0.0042 95 507
F-PE-2 2.33 2.35 0.0011 155 343
F-PE-3 2.34 2.43 0.0015 132 479
F-PE-4 2.47 2.43 0.0019 172 546

F-PEの溶解性:DMAc、TMU、THF、クロロホルム、酢酸エチル、シクロヘキサノン

ε:誘電率(屈折率からの計算値)、Dk:誘電率(空洞共振器)、Df:誘電正接(空洞共振器)、
Tg:ガラス転移温度、Td5:空気中の5%分解温度

フッ素化ポリベンゾオキサゾール樹脂(F-PBO)

フッ素化ポリベンゾオキサゾール樹脂(F-PBO) フッ素化ポリベンゾオキサゾール樹脂(F-PBO)
フッ素化PB0 ε Dk
(10 GHz)
Df
(10 GHz)
Tg
(℃)
Td5
(℃)
CTE
(ppm/℃)
F-PB0-1 (P6-6F) 2.37 2.33 0.0016 210 497 97
F-PB0-2 (P4-6F) 2.43 2.46 0.0021 221 467 83
F-PB0-3 (P6-FL) 2.58 2.51 0.0024 252 483 79

F-PBOの溶解性:NMP、DMAc、THF→ 淡黄色透明フォルム

ε:誘電率(屈折率からの計算値)、Dk:誘電率(空洞共振器)、Df:誘電正接(空洞共振器)、
Tg:ガラス転移温度、Td5:空気中の5%分解温度、CTE:熱膨張係数

トリアジン系ポリエーテル(T-PC)

トリアジン系ポリエーテル(T-PC) トリアジン系ポリエーテル(T-PC)
トリアジンPC ε Dk
(10 GHz)
Df
(10 GHz)
Tg
(℃)
Td5
(℃)
λcutoff
(nm)
T-PC-1 2.57 2.55 0.0031 167 352 315
T-PC-2 2.49 2.41 0.0023 184 346 288
T-PC-3 2.46 2.43 0.0032 197 404 310
T-PC-4 2.49 2.54 0.0023 236 340 288
T-PC-5 2.55 2.55 0.0022 237 407 319

T-PCの溶解性:DMAc、THF、クロロホルム、シクロペンタノン

ε:誘電率(屈折率からの計算値)、Dk:誘電率(空洞共振器)、Df:誘電正接(空洞共振器)、
Tg:ガラス転移温度、Td5:空気中の5%分解温度、λcutoff:カットオフ波長

トリアジン系ポリエーテル(T-PE)

トリアジン系ポリエーテル(T-PE) トリアジン系ポリエーテル(T-PE)
トリアジンPC ε Dk
(10 GHz)
Df
(10 GHz)
Tg
(℃)
Td5
(℃)
λcutoff
(nm)
T-PC-1 2.57 2.55 0.0031 167 352 315
T-PC-2 2.49 2.41 0.0023 184 346 288
T-PC-3 2.46 2.43 0.0032 197 404 310
T-PC-4 2.49 2.54 0.0023 236 340 288
T-PC-5 2.55 2.55 0.0022 237 407 319

T-PCの溶解性:DMAc、THF、クロロホルム、シクロペンタノン

ε:誘電率(屈折率からの計算値)、Dk:誘電率(空洞共振器)、Df:誘電正接(空洞共振器)、
Tg:ガラス転移温度、Td5:空気中の5%分解温度、λcutoff:カットオフ波長

開発樹脂の特徴

  • フッ素化アルキレン構造や1,3,5-トリアジン環を有していますので、低誘電特性、耐熱性、接着性に優れています。
  • 可溶性で熱分解温度が高いため、成形加工性に優れています。
  • 無色透明フィルムの作製が可能であり、光透過性にも優れています。

想定される用途

  • 半導体パッケージ基板用の低誘電層間絶縁材料に適しています。
  • フレキシブルプリント基板用の絶縁材料および接着シート、リジッドプリント基板用のプリプレグおよびプライマーに適しています。

企業様への期待

  • フッ素系およびトリアジン系低誘電損失樹脂の製造または応用展開に興味を持つ企業様との共同研究を期待しております。
  • また、高周波対応のプリント基板への展開をお考えの企業様には、本技術の導入がお薦めです。

本技術に関する知的財産権

発明の名称 低誘電材料用の樹脂組成物、積層基板用フィルム、積層基板、低誘電材料用の樹脂組成物の製造方法、積層基板用フィルムの製造方法及び積層基板の製造方法
出願番号 特願2021-050547
出願人 国立大学法人岩手大学
発明の名称 低誘電材料用の樹脂組成物、積層基板用フィルム、積層基板、低誘電材料用の樹脂組成物の製造方法、積層基板用フィルムの製造方法及び積層基板の製造方法
出願番号 特願2021-050547
出願人 国立大学法人岩手大学
発明の名称 フッ素化アミド化合物、フッ素化含窒素複素環含有化合物およびフッ素化化合物
出願番号 特願2021-080688(原出願:特願2020-083305)
出願人 国立大学法人岩手大学、ダイキン工業株式会社
発明の名称 含フッ素ポリエーテル化合物
出願番号 特願2021-079793
出願人 国立大学法人岩手大学、ダイキン工業株式会社

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