JP2007165357A - Wiring board - Google Patents
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Abstract
【課題】繊維とマトリクス材料とを含有する繊維強化複合材料よりなる基板を有する配線基板であって、面内方向のみならず、面厚方向についても高い熱伝導率を有し、等方的な、即ち、熱伝導性に異方性のない繊維強化複合材料製基板を有する配線基板を提供する。
【解決手段】繊維とマトリクス材料とを含有する繊維強化複合材料よりなる基板を有する配線基板において、該繊維が結晶化度50%以上の繊維であり、該基板の厚さ方向の熱伝導率及び板面方向の熱伝導率がいずれも0.5W/m・k以上であることを特徴とする配線基板。
【選択図】図1A wiring board having a substrate made of a fiber reinforced composite material containing fibers and a matrix material, and having high thermal conductivity not only in an in-plane direction but also in a surface thickness direction, isotropic That is, the present invention provides a wiring board having a fiber-reinforced composite material substrate having no thermal conductivity anisotropy.
In a wiring board having a substrate made of a fiber-reinforced composite material containing fibers and a matrix material, the fibers are fibers having a crystallinity of 50% or more, and the thermal conductivity in the thickness direction of the substrate and A wiring board having a thermal conductivity in the plate surface direction of 0.5 W / m · k or more.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、繊維とマトリクス材料とを含有する繊維強化複合材料よりなる基板を有する配線基板に係り、板面方向(以下「面内方向」と称す。)のみならず、厚さ方向(以下「面厚方向」と称す。)についても高い熱伝導率を有し、等方的な、即ち、熱伝導性に異方性のない繊維強化複合材料製基板を有する配線基板に関する。 The present invention relates to a wiring board having a substrate made of a fiber-reinforced composite material containing fibers and a matrix material, and not only in a plate surface direction (hereinafter referred to as “in-plane direction”) but also in a thickness direction (hereinafter referred to as “in-plane direction”). It also relates to a wiring board having a fiber-reinforced composite material substrate that has high thermal conductivity and isotropic, that is, has no thermal conductivity anisotropy.
LEDの実装に用いられる配線基板には、低熱膨張性、高強度、高弾性、軽量性、高熱伝導性等が要求される。また、内蔵受動素子のトリミング等のために透明性が要求される場合がある。これらの要求特性のうち、近年、高熱伝導性に対する要求は増々高くなっている。即ち、近年のエレクトロニクス機器分野での高性能化、高機能化、コンパクト化に伴い、各種機器内部で発生する熱は増大の一途をたどっており、熱を効率的に放散させるために、配線基板には、熱伝導性に優れ、放熱性が高いことが望まれる。この場合、熱を効率的に放散させるために、配線基板の熱伝導性は、その面内方向のみならず、面厚方向においても優れること、即ち、等方的な熱伝導性を有することが望まれる。 A wiring board used for LED mounting is required to have low thermal expansion, high strength, high elasticity, light weight, high thermal conductivity, and the like. In addition, transparency may be required for trimming the built-in passive element. Among these required characteristics, in recent years, the demand for high thermal conductivity is increasing. That is, with the recent increase in performance, functionality and compactness in the field of electronics equipment, the heat generated inside various equipment continues to increase, and in order to dissipate the heat efficiently, the wiring board Therefore, it is desired to have excellent heat conductivity and high heat dissipation. In this case, in order to dissipate heat efficiently, the thermal conductivity of the wiring board is excellent not only in the in-plane direction but also in the thickness direction, that is, has isotropic thermal conductivity. desired.
なお、本出願人は先に、透明性に優れ、低熱膨張性で、高強度、軽量な配線基板として、平均繊維径が4〜200nmの繊維とマトリクス材料とを含有し、50μm厚換算における波長400〜700nmの光線透過率が60%以上である繊維強化複合材料よりなる透明基板を備える配線基板を提案した(特開2005−60680号公報)。 In addition, the present applicant previously contains a fiber having an average fiber diameter of 4 to 200 nm and a matrix material as a wiring board having excellent transparency, low thermal expansion, high strength, and light weight, and a wavelength in terms of 50 μm thickness. A wiring board including a transparent substrate made of a fiber-reinforced composite material having a light transmittance of 400 to 700 nm of 60% or more has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-60680).
しかし、この特開2005−60680号公報の配線基板では、面内方向(板面方向)の熱伝導率は例えば1W/m・Kと高い熱伝導性を示すが、それと直交する方向については、熱伝導性が明らかにされていない。
本発明は、繊維とマトリクス材料とを含有する繊維強化複合材料よりなる基板を有する配線基板であって、面内方向のみならず、面厚方向についても高い熱伝導率を有し、等方的な、即ち、熱伝導性に異方性のない繊維強化複合材料製基板を有する配線基板を提供することを目的とする。 The present invention is a wiring board having a substrate made of a fiber-reinforced composite material containing fibers and a matrix material, and has high thermal conductivity not only in the in-plane direction but also in the thickness direction, and isotropic In other words, an object of the present invention is to provide a wiring board having a fiber-reinforced composite material substrate having no thermal conductivity anisotropy.
本発明(請求項1)の配線基板は、繊維とマトリクス材料とを含有する繊維強化複合材料よりなる基板を有する配線基板において、該繊維が結晶化度50%以上の繊維であり、該基板の厚さ方向の熱伝導率及び板面方向の熱伝導率がいずれも0.5W/m・k以上であることを特徴とする。 The wiring board of the present invention (Claim 1) is a wiring board having a substrate made of a fiber-reinforced composite material containing fibers and a matrix material, and the fibers are fibers having a crystallinity of 50% or more. The thermal conductivity in the thickness direction and the thermal conductivity in the plate surface direction are both 0.5 W / m · k or more.
請求項2の配線基板は、請求項1において、該繊維が平均繊維径4〜200nmの繊維であることを特徴とする。 A wiring board according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, the fiber is a fiber having an average fiber diameter of 4 to 200 nm.
請求項3の配線基板は、請求項1又は2において、該繊維がセルロース繊維であることを特徴とする。 A wiring board according to a third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the fiber is a cellulose fiber.
請求項4の配線基板は、請求項3において、該セルロース繊維がバクテリアセルロースであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the wiring board according to the third aspect, the cellulose fiber is bacterial cellulose.
請求項5の配線基板は、請求項3において、該セルロース繊維が植物繊維から分離されたものであることを特徴とする。 A wiring board according to a fifth aspect is the wiring board according to the third aspect, wherein the cellulose fiber is separated from the plant fiber.
請求項6の配線基板は、請求項5において、該セルロース繊維がミクロフィブリル化セルロース繊維を更に磨砕処理してなることを特徴とする。 The wiring board according to a sixth aspect is characterized in that the cellulose fiber is obtained by further grinding the microfibrillated cellulose fiber in the fifth aspect.
請求項7の配線基板は、請求項1ないし6のいずれか1項において、該繊維が該基板内でランダムに配向していることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the wiring board according to any one of the first to sixth aspects, the fibers are randomly oriented in the substrate.
請求項8の配線基板は、請求項1ないし7のいずれか1項において、該繊維強化複合材料中の該繊維の含有率が10重量%以上であることを特徴とする。 A wiring board according to an eighth aspect is characterized in that, in any one of the first to seventh aspects, the content of the fiber in the fiber-reinforced composite material is 10% by weight or more.
請求項9の配線基板は、請求項1ないし8のいずれか1項において、該基板の50μm厚換算における波長400〜700nmの全光線透過率が80%以上であることを特徴とする。 A wiring board according to a ninth aspect is characterized in that, in any one of the first to eighth aspects, the total light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm in terms of 50 μm thickness of the board is 80% or more.
請求項10の配線基板は、請求項9において、該基板の50μm厚換算における平行光線透過率が60%以上であることを特徴とする。 A wiring board according to a tenth aspect is characterized in that, in the ninth aspect, the parallel light transmittance in terms of a thickness of 50 μm of the board is 60% or more.
請求項11の配線基板は、請求項1ないし10のいずれか1項において、該マトリクス材料が、有機高分子、無機高分子、又は有機高分子と無機高分子とのハイブリッド高分子であることを特徴とする。
The wiring board according to
請求項12の配線基板は、請求項11において、マトリクス材料が合成高分子であることを特徴とする。 A wiring board according to a twelfth aspect is characterized in that, in the eleventh aspect, the matrix material is a synthetic polymer.
請求項13の配線基板は、請求項12において、該マトリクス材料が、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、グアナミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、スチリルピリジン系樹脂、及びトリアジン系樹脂よりなる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする。 The wiring board according to claim 13 is the wiring board according to claim 12, wherein the matrix material is acrylic resin, methacrylic resin, epoxy resin, urethane resin, phenol resin, melamine resin, novolac resin, urea resin, guanamine resin, alkyd resin, unsaturated resin. One or more selected from the group consisting of polyester resins, vinyl ester resins, diallyl phthalate resins, silicone resins, furan resins, ketone resins, xylene resins, thermosetting polyimide resins, styrylpyridine resins, and triazine resins It is characterized by being.
請求項14の配線基板は、請求項1ないし13のいずれか1項において、該基板と、該基板上に形成された配線回路とを有することを特徴とする。 A wiring board according to a fourteenth aspect is characterized in that in any one of the first to thirteenth aspects, the wiring board includes a wiring circuit formed on the board.
請求項15の配線基板は、請求項14において、該基板が受動素子を内蔵することを特徴とする。
請求項16の配線基板は、請求項14において、該基板上に半導体チップが搭載されていることを特徴とする。
A wiring board according to a fifteenth aspect is the one according to the fourteenth aspect, wherein the board contains a passive element.
A wiring board according to a sixteenth aspect is the one according to the fourteenth aspect, wherein a semiconductor chip is mounted on the substrate.
本発明の配線基板の基板は、結晶化度50%以上という結晶性の高い繊維を含有するため、高い熱伝導性を示す。即ち、繊維強化複合材料の熱伝導性は含有される繊維の結晶化度に影響され、結晶化度の高い繊維であれば、高い熱伝導性を得ることができる。しかして、面内方向及び面厚方向の双方において0.5W/m・k以上の高い熱伝導率を有する基板であれば、その等方的な熱伝導性により、放熱性に優れた配線基板を提供することができる。なお、このような等方的な高熱伝導性は、基板内で繊維をランダムに配向させることにより、容易に実現することができる。 Since the substrate of the wiring board of the present invention contains highly crystalline fibers having a crystallinity of 50% or more, it exhibits high thermal conductivity. That is, the thermal conductivity of the fiber-reinforced composite material is affected by the crystallinity of the contained fiber, and a high thermal conductivity can be obtained if the fiber has a high crystallinity. Thus, if the substrate has a high thermal conductivity of 0.5 W / m · k or more in both the in-plane direction and the surface thickness direction, the wiring substrate is excellent in heat dissipation due to its isotropic thermal conductivity. Can be provided. Such isotropic high thermal conductivity can be easily realized by randomly orienting the fibers in the substrate.
特に、本発明では、平均繊維径4〜200nmという可視光の波長(380〜800nm)より小さい平均繊維径を有する繊維を用いることにより、可視光がマトリクス材料と繊維との界面で殆ど屈折せず、そのため、全可視光領域において、マトリクス材料の屈折率に関わりなく、繊維とマトリクス材料との界面での可視光の散乱ロスが殆ど発生することのない、全可視光波長域において高い透明性を有する基板を提供することができる。 In particular, in the present invention, by using a fiber having an average fiber diameter of 4 to 200 nm and an average fiber diameter smaller than the visible light wavelength (380 to 800 nm), visible light is hardly refracted at the interface between the matrix material and the fiber. Therefore, in the entire visible light region, regardless of the refractive index of the matrix material, the visible light scattering loss hardly occurs at the interface between the fiber and the matrix material. A substrate having the same can be provided.
また、本発明に係る基板は、繊維の配合により線熱膨張係数の小さいものとすることができるため、雰囲気温度によって歪みや変形、形状精度低下が問題となりにくい。更に、繊維材料を選定することにより、軽量で安価なものとすることができる。 Moreover, since the board | substrate which concerns on this invention can be made into a thing with a small coefficient of linear thermal expansion by the mixing | blending of a fiber, distortion, a deformation | transformation, and a shape precision fall do not become a problem easily by atmospheric temperature. Further, by selecting a fiber material, it can be made light and inexpensive.
本発明において、特に、平均繊維径4〜200nmの繊維を用いた高透明性と等方的な高熱伝導性を有する配線基板の工業的有用性は、非常に大きい。即ち、例えば、熱伝導率が高い材料として知られている無機ガラスは、後述の比較例2のように、面内方向、面厚方向共に1W/m・K程度の高い熱伝導率を示すが、軽量性、価格の面で問題がある。また、高透明樹脂として汎用のエポキシ樹脂では、後述の比較例1に示すように、面内方向、面厚方向共に0.2W/m・K程度の熱伝導率しか示さない。このエポキシ樹脂に高熱伝導性のセラミックフィラー等を配合した場合、熱伝導率は向上するが透明性は大きく損なわれる。 In the present invention, in particular, the industrial utility of a wiring board having high transparency and isotropic high thermal conductivity using fibers having an average fiber diameter of 4 to 200 nm is very large. That is, for example, inorganic glass known as a material having high thermal conductivity exhibits high thermal conductivity of about 1 W / m · K in both the in-plane direction and the surface thickness direction as in Comparative Example 2 described later. There are problems in terms of lightness and price. In addition, as a highly transparent resin, a general-purpose epoxy resin exhibits only a thermal conductivity of about 0.2 W / m · K in both the in-plane direction and the surface thickness direction, as shown in Comparative Example 1 described later. When this epoxy resin is blended with a ceramic filler having high thermal conductivity, the thermal conductivity is improved, but the transparency is greatly impaired.
これに対して、本発明によれば、繊維を選択することにより、高度に透明でしかも、等方的な高熱伝導性を示し、安価で軽量な配線基板を提供することができる。 On the other hand, according to the present invention, by selecting a fiber, it is possible to provide a wiring board that is highly transparent and that exhibits isotropic high thermal conductivity and that is inexpensive and lightweight.
なお、本発明において、繊維として生分解性のセルロース繊維を用いることにより、廃棄する際に、マトリクス材料の処理法のみに従って処理することができ、廃棄処分ないしはリサイクルにも有利である。 In the present invention, by using a biodegradable cellulose fiber as the fiber, when it is discarded, it can be processed only in accordance with the processing method of the matrix material, which is advantageous for disposal or recycling.
以下に本発明の配線基板の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the wiring board of the present invention will be described in detail.
[繊維強化複合材料]
まず、本発明の配線基板の基板を構成する繊維強化複合材料について説明する。
本発明にかかる繊維強化複合材料は結晶化度50%以上の繊維とマトリクス材料とを含むものである。
[Fiber-reinforced composite materials]
First, the fiber reinforced composite material which comprises the board | substrate of the wiring board of this invention is demonstrated.
The fiber reinforced composite material according to the present invention includes fibers having a crystallinity of 50% or more and a matrix material.
<繊維>
本発明において、繊維の結晶化度は、例えばXRD(X線回折法)により次のようにして測定することができる。
<Fiber>
In the present invention, the degree of crystallinity of the fiber can be measured, for example, by XRD (X-ray diffraction method) as follows.
(結晶化度の測定方法)
結晶化度はX線回折測定により得られたX線回折図上の結晶散乱ピーク面積の割合として定義した。製造された繊維集合体をサンプルホルダーに装着し、X線回折の回折角度を10゜〜32゜まで操作して測定した。得られたX線回折図からバックグラウンド散乱を除去した後、X線回折曲線上の10°、18.5°、32°を直線で結んだ面積が非晶部分となり、それ以外が結晶部分となる。セルロース結晶化度は回折図全体の面積に対する結晶部分の割合として、下記の式により算出した。
結晶化度=(結晶部分の面積)/(X線回折図全体の面積)×100(%)
(Measurement method of crystallinity)
The crystallinity was defined as the ratio of the crystal scattering peak area on the X-ray diffraction diagram obtained by X-ray diffraction measurement. The manufactured fiber assembly was mounted on a sample holder, and the diffraction angle of X-ray diffraction was manipulated from 10 ° to 32 ° for measurement. After removing background scattering from the obtained X-ray diffraction pattern, the area connecting 10 °, 18.5 °, and 32 ° with a straight line on the X-ray diffraction curve becomes an amorphous part, and the other part is a crystal part. Become. The cellulose crystallinity was calculated by the following formula as a ratio of the crystal part to the area of the entire diffraction pattern.
Crystallinity = (Area of crystal part) / (Area of entire X-ray diffraction diagram) × 100 (%)
本発明で用いる繊維の結晶化度が50%未満であると十分な高熱伝導性を得ることができない。繊維の結晶化度は特に60%以上、とりわけ65%以上であることが好ましい。 If the crystallinity of the fiber used in the present invention is less than 50%, sufficient high thermal conductivity cannot be obtained. The crystallinity of the fiber is particularly preferably 60% or more, particularly 65% or more.
このような高結晶性の繊維を得る方法としては、特に制限はないが、例えば、後述のセルロース繊維であれば、約100℃の3%硫酸水溶液中で1時間程加水分解し、その後十分に水洗することにより、その結晶化度を高める方法が挙げられる。 The method for obtaining such a highly crystalline fiber is not particularly limited. For example, in the case of a cellulose fiber described later, it is hydrolyzed in a 3% sulfuric acid aqueous solution at about 100 ° C. for about 1 hour, and then sufficiently The method of raising the crystallinity degree by washing with water is mentioned.
<好ましい繊維>
本発明においては、前述の如く、高透明性の基板が得られることから、繊維としては、平均繊維径4〜200nmの繊維を用いることが好ましい。
<Preferred fiber>
In the present invention, as described above, since a highly transparent substrate can be obtained, it is preferable to use fibers having an average fiber diameter of 4 to 200 nm as the fibers.
本発明で用いる平均繊維径4〜200nmの繊維は、単繊維が、引き揃えられることなく、且つ相互間に後述の含浸用液状物が入り込むように十分に離隔して存在するものより成ってもよい。この場合、平均繊維径は単繊維の平均径となる。また、本発明に係る繊維は、複数(多数であってもよい)本の単繊維が束状に集合して1本の糸条を構成しているものであってもよく、この場合、平均繊維径は1本の糸条の径の平均値として定義される。後述のバクテリアセルロースは、後者の糸条よりなるものである。 The fibers having an average fiber diameter of 4 to 200 nm used in the present invention may be composed of single fibers that are sufficiently separated so that the liquid for impregnation described later enters between them without being aligned. Good. In this case, the average fiber diameter is the average diameter of single fibers. Further, the fiber according to the present invention may be one in which a plurality of (may be many) single fibers are gathered into a bundle to form one yarn. The fiber diameter is defined as the average value of the diameter of one yarn. Bacterial cellulose to be described later is composed of the latter yarn.
本発明において、用いる繊維の平均繊維径が200nmを超えると、可視光の波長に近づき、マトリクス材料との界面で可視光の屈折が生じ易くなり、透明性が低下することとなるため、本発明で用いる繊維の平均繊維径の上限は好ましくは200nmとする。平均繊維径4nm未満の繊維は製造が困難であり、例えば繊維として好適な後述のバクテリアセルロースの単繊維径は4nm程度であることから、本発明で用いる繊維の平均繊維径の下限は好ましくは4nmとする。本発明で用いる繊維の平均繊維径は、より好ましくは4〜100nmであり、更に好ましくは4〜60nmである。 In the present invention, when the average fiber diameter of the fibers used exceeds 200 nm, the wavelength of visible light approaches, the refraction of visible light tends to occur at the interface with the matrix material, and the transparency is lowered. The upper limit of the average fiber diameter of the fibers used in is preferably 200 nm. A fiber having an average fiber diameter of less than 4 nm is difficult to produce. For example, since a single fiber diameter of bacterial cellulose described below suitable as a fiber is about 4 nm, the lower limit of the average fiber diameter of the fiber used in the present invention is preferably 4 nm. And The average fiber diameter of the fiber used in the present invention is more preferably 4 to 100 nm, still more preferably 4 to 60 nm.
なお、本発明で用いる繊維は、平均繊維径が好ましくは4〜200nmの範囲内であれば、繊維中に4〜200nmの範囲外の繊維径のものが含まれていても良いが、その割合は30重量%以下であることが好ましく、望ましくは、すべての繊維の繊維径が200nm以下、特に100nm以下、とりわけ60nm以下であることが望ましい。 The fibers used in the present invention may contain fibers having a fiber diameter outside the range of 4 to 200 nm as long as the average fiber diameter is preferably in the range of 4 to 200 nm. Is preferably 30% by weight or less, and desirably, the fiber diameter of all the fibers is 200 nm or less, particularly 100 nm or less, particularly 60 nm or less.
なお、繊維の長さについては特に限定されないが、平均長さで100nm以上が好ましい。繊維の平均長さが100nmより短いと、補強効果が低く、得られる基板の強度が不十分となるおそれがある。なお、繊維中には繊維長さ100nm未満のものが含まれていても良いが、その割合は30重量%以下であることが好ましい。 The length of the fiber is not particularly limited, but the average length is preferably 100 nm or more. If the average length of the fibers is shorter than 100 nm, the reinforcing effect is low, and the strength of the obtained substrate may be insufficient. The fibers may contain fibers having a fiber length of less than 100 nm, but the ratio is preferably 30% by weight or less.
本発明においては、繊維としてセルロース繊維を用いると、軽量かつ安価で、環境にやさしい配線基板を提供することができるので好ましい。 In the present invention, it is preferable to use a cellulose fiber as the fiber because a lightweight, inexpensive and environmentally friendly wiring board can be provided.
セルロース繊維とは、植物細胞壁の基本骨格等を構成するセルロースのミクロフィブリル又はこれの構成繊維をいい、通常繊維径4nm程度の単位繊維の集合体である。 Cellulose fibers refer to cellulose microfibrils constituting the basic skeleton of plant cell walls or the like, or constituent fibers thereof, and are usually aggregates of unit fibers having a fiber diameter of about 4 nm.
本発明において、用いるセルロース繊維は、植物から分離されるものであっても良く、また、バクテリアによって産生されるバクテリアセルロースを用いても良い。バクテリアセルロースとしては、バクテリアからの産生物をアルカリ処理してバクテリアを溶解除去して得られるものを離解処理することなく用いるのが好適である。 In the present invention, the cellulose fiber to be used may be one separated from a plant, or bacterial cellulose produced by bacteria. As bacterial cellulose, it is preferable to use a product obtained by dissolving a bacterial product by alkali treatment of a product from the bacteria without disaggregation.
以下にバクテリアセルロース及び植物繊維から分離されたセルロース繊維について説明するが、本発明においては、以下の繊維の1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。 Hereinafter, cellulose fibers separated from bacterial cellulose and plant fibers will be described. In the present invention, one of the following fibers may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
<バクテリアセルロース(以下「BC」と略記する場合がある。)>
地球上においてセルロースを生産し得る生物は、植物界は言うに及ばず、動物界ではホヤ類、原生生物界では、各種藻類、卵菌類、粘菌類など、またモネラ界では藍藻及び酢酸菌、土壌細菌の一部に分布している。現在のところ、菌界(真菌類)にはセルロース生産能は確認されていない。このうち酢酸菌としては、アセトバクター(Acetobacter)属等が挙げられ、より具体的には、アセトバクター・アセチ(Acetobacter aceti)、アセトバクター・サブスピーシーズ(Acetobacter subsp.)、アセトバクター・キシリナム(Acetobacter xylinum)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
<Bacterial cellulose (hereinafter sometimes abbreviated as “BC”)>
The organisms that can produce cellulose on the earth are not limited to the plant kingdom, but the ascidians in the animal kingdom, various algae, oomycetes, slime molds, etc. in the protozoan kingdom. It is distributed in a part of bacteria. At present, the ability to produce cellulose has not been confirmed in the fungal kingdom (fungi). Among these, examples of the acetic acid bacterium include the genus Acetobacter, and more specifically, Acetobacter aceti, Acetobacter subsp., Acetobacter subsp. xylinum) and the like, but is not limited thereto.
このようなバクテリアを培養することにより、バクテリアからセルロースが産生される。得られた産生物は、バクテリアとこのバクテリアから産生されて該バクテリアに連なっているセルロース繊維(バクテリアセルロース)とを含むものであるため、この産生物を培地から取り出し、それを水洗、又はアルカリ処理などしてバクテリアを除去することにより、バクテリアを含まない含水バクテリアセルロースを得ることができる。この含水バクテリアセルロースから水分を除去することによりバクテリアセルロースを得ることができる。 By culturing such bacteria, cellulose is produced from the bacteria. Since the obtained product contains bacteria and cellulose fibers (bacterial cellulose) produced from the bacteria and connected to the bacteria, the product is removed from the medium, washed with water, or treated with alkali. By removing the bacteria, water-containing bacterial cellulose that does not contain bacteria can be obtained. Bacterial cellulose can be obtained by removing water from the water-containing bacterial cellulose.
培地としては、寒天状の固体培地や液体培地(培養液)が挙げられ、培養液としては、例えば、ココナッツミルク(全窒素分0.7重量%,脂質28重量%)7重量%、ショ糖8重量%を含有し、酢酸でpHを3.0に調整した培養液や、グルコース2重量%、バクトイーストエクストラクト0.5重量%、バクトペプトン0.5重量%、リン酸水素二ナトリウム0.27重量%、クエン酸0.115重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.1重量%とし、塩酸によりpH5.0に調整した水溶液(SH培地)等が挙げられる。
Examples of the medium include agar-like solid medium and liquid medium (culture solution). Examples of the culture solution include 7% by weight of coconut milk (total nitrogen content 0.7% by weight, lipid 28% by weight), sucrose. A culture solution containing 8% by weight and adjusted to pH 3.0 with acetic acid,
培養方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。ココナッツミルク培養液に、アセトバクター・キシリナム(Acetobacter xylinum)FF−88等の酢酸菌を植菌し、例えばFF−88であれば、30℃で5日間、静置培養を行って一次培養液を得る。得られた一次培養液のゲル分を取り除いた後、液体部分を、上記と同様の培養液に5重量%の割合で加え、30℃、10日間静置培養して、二次培養液を得る。この二次培養液には、約1重量%のセルロース繊維が含有されている。 Examples of the culture method include the following methods. Acetic acid bacteria such as Acetobacter xylinum FF-88 are inoculated into a coconut milk culture solution. For example, in the case of FF-88, static culture is performed at 30 ° C. for 5 days to obtain a primary culture solution. obtain. After removing the gel content of the obtained primary culture solution, the liquid part is added to the same culture solution at a rate of 5% by weight, and static culture is performed at 30 ° C. for 10 days to obtain a secondary culture solution. . This secondary culture solution contains about 1% by weight of cellulose fibers.
また、他の培養方法として、培養液として、グルコース2重量%、バクトイーストエクストラクト0.5重量%、バクトペプトン0.5重量%、リン酸水素二ナトリウム0.27重量%、クエン酸0.115重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.1重量%とし、塩酸によりpH5.0に調整した水溶液(SH培養液)を用いる方法が挙げられる。この場合、凍結乾燥保存状態の酢酸菌の菌株にSH培養液を加え、1週間静置培養する(25〜30℃)。培養液表面にバクテリアセルロースが生成するが、これらのうち、厚さが比較的厚いものを選択し、その株の培養液を少量分取して新しい培養液に加える。そして、この培養液を大型培養器に入れ、25〜30℃で7〜30日間の静地培養を行う。バクテリアセルロースは、このように、「既存の培養液の一部を新しい培養液に加え、約7〜30日間静置培養を行う」ことの繰りかえしにより得られる。
As another culture method, as a culture solution,
菌がセルロースを作りにくいなどの不具合が生じた場合は、以下の手順を行う。即ち、培養液に寒天を加えて作成した寒天培地上に、菌培養中の培養液を少量撒き、1週間ほど放置してコロニーを作成させる。それぞれのコロニーを観察して、比較的セルロースをよく作るようなコロニーを寒天培地から取り出し、新しい培養液に投入し、培養を行う。 The following procedure is performed when a problem such as difficulty in producing the cellulose by the bacteria occurs. That is, a small amount of a culture solution in the culture of bacteria is spread on an agar medium prepared by adding agar to the culture solution, and allowed to stand for about one week to produce colonies. Each colony is observed, and a colony that makes cellulose relatively well is taken out from the agar medium, put into a new culture solution, and cultured.
このようにして産出させたバクテリアセルロースを培養液中から取り出し、バクテリアセルロース中に残存するバクテリアを除去する。その方法として、水洗またはアルカリ処理などが挙げられる。バクテリアを溶解除去するためのアルカリ処理としては、培養液から取り出したバクテリアセルロースを0.01〜10重量%程度のアルカリ水溶液に1時間以上注加する方法が挙げられる。そして、アルカリ処理した場合は、アルカリ処理液からバクテリアセルロースを取り出し、十分水洗し、アルカリ処理液を除去する。 The bacterial cellulose thus produced is taken out from the culture solution, and the bacteria remaining in the bacterial cellulose are removed. Examples of the method include washing with water or alkali treatment. Examples of the alkali treatment for dissolving and removing the bacteria include a method of pouring bacterial cellulose taken out from the culture solution into an alkaline aqueous solution of about 0.01 to 10% by weight for 1 hour or more. Then, when the alkali treatment is performed, the bacterial cellulose is taken out from the alkali treatment solution, sufficiently washed with water, and the alkali treatment solution is removed.
このようにして得られた含水バクテリアセルロース(通常、含水率95〜99重量%のバクテリアセルロース)は、次いで、水分除去処理を行う。 The water-containing bacterial cellulose (usually bacterial cellulose having a water content of 95 to 99% by weight) thus obtained is then subjected to a water removal treatment.
この水分除去法としては、特に限定されないが、放置やコールドプレス等でまず水をある程度抜き、次いで、そのまま放置するか、又はホットプレス等で残存の水を完全に除去する方法、コールドプレス法の後、乾燥機にかけたり、自然乾燥させたりして水を除去する方法等が挙げられる。
上記の水をある程度抜く方法としての放置は、時間をかけて水を徐々に揮散させる方法である。
This water removal method is not particularly limited, but first, water is drained to some extent by standing or cold press, and then left as it is, or the remaining water is completely removed by hot press or the like. Thereafter, a method of removing water by applying a dryer or drying naturally is exemplified.
The leaving as a method for removing water to some extent is a method of gradually evaporating water over time.
上記コールドプレスとは、熱をかけずに圧を加えて、水を抜き出す方法であり、ある程度の水を絞り出すことができる。このコールドプレスにおける圧力は、0.01〜10MPaが好ましく、0.1〜3MPaがより好ましい。圧力が0.01MPaより小さいと、水の残存量が多くなる傾向があり、10MPaより大きいと、得られるバクテリアセルロースが破壊される場合がある。また、温度は特に限定されないが、操作の便宜上、常温が好ましい。 The cold press is a method of extracting water by applying pressure without applying heat, and a certain amount of water can be squeezed out. The pressure in this cold press is preferably 0.01 to 10 MPa, and more preferably 0.1 to 3 MPa. If the pressure is less than 0.01 MPa, the remaining amount of water tends to increase. If the pressure is more than 10 MPa, the resulting bacterial cellulose may be destroyed. Moreover, although temperature is not specifically limited, Room temperature is preferable for the convenience of operation.
上記の残存の水を完全に除去する方法としての放置は、時間をかけてバクテリアセルロースを乾燥させる方法である。 The standing as a method for completely removing the remaining water is a method of drying bacterial cellulose over time.
上記ホットプレスとは、熱を加えながら圧をかけることにより、水を抜き出す方法であり、残存の水を完全に除去することができる。このホットプレスにおける圧力は、0.01〜10MPaが好ましく、0.2〜3MPaがより好ましい。圧力が0.01MPaより小さいと、水を除去できなくなる場合があり、10MPaより大きいと、得られるバクテリアセルロースが破壊される場合がある。また、温度は100〜300℃が好ましく、110〜200℃がより好ましい。温度が100℃より低いと、水の除去に時間を要し、一方、300℃より高いと、バクテリアセルロースの分解等が生じるおそれがある。 The hot press is a method of extracting water by applying pressure while applying heat, and the remaining water can be completely removed. The pressure in this hot press is preferably 0.01 to 10 MPa, and more preferably 0.2 to 3 MPa. If the pressure is less than 0.01 MPa, water cannot be removed. If the pressure is greater than 10 MPa, the resulting bacterial cellulose may be destroyed. Moreover, 100-300 degreeC is preferable and 110-200 degreeC is more preferable. When the temperature is lower than 100 ° C., it takes time to remove water. On the other hand, when the temperature is higher than 300 ° C., decomposition of bacterial cellulose may occur.
また、上記乾燥機による乾燥温度についても、100〜300℃が好ましく、110〜200℃がより好ましい。乾燥温度が100℃より低いと、水の除去ができなくなる場合があり、一方、300℃より高いと、セルロース繊維の分解等が生じるおそれがある。 Moreover, 100-300 degreeC is preferable also about the drying temperature by the said dryer, and 110-200 degreeC is more preferable. If the drying temperature is lower than 100 ° C., water may not be removed. On the other hand, if the drying temperature is higher than 300 ° C., the cellulose fibers may be decomposed.
このようにして得られるバクテリアセルロースは、その培養条件やその後の水分除去時の加圧、加熱条件等によっても異なるが、通常、嵩密度1.1〜1.3kg/m3程度、厚さ40〜60μm程度のシート状(以下「BCシート」と称す場合がある。)となっている。 The bacterial cellulose thus obtained varies depending on the culture conditions, the subsequent pressurization and water heating conditions, etc., but usually has a bulk density of about 1.1 to 1.3 kg / m 3 and a thickness of 40. It has a sheet shape of about ˜60 μm (hereinafter sometimes referred to as “BC sheet”).
<植物繊維から分離されたセルロース繊維>
本発明において、繊維としては、上述のようなバクテリアセルロースの他、海草やホヤの被嚢、植物細胞壁等に、叩解・粉砕等の処理、高温高圧水蒸気処理、リン酸塩等を用いた処理等を施したセルロース繊維を用いても良い。
<Cellulose fibers separated from plant fibers>
In the present invention, as the fiber, in addition to bacterial cellulose as described above, seaweed and sea squirt sac, plant cell wall, etc., treatment such as beating and crushing, high-temperature and high-pressure steam treatment, treatment using phosphate, etc. You may use the cellulose fiber which gave.
この場合、上記叩解・粉砕等の処理は、リグニン等を除去した植物細胞壁や海草やホヤの被嚢に、直接、力を加え、叩解や粉砕を行って繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。 In this case, the above beating and pulverization is performed by directly applying force to the plant cell wall from which the lignin and the like have been removed, the seaweed and squirt sac, and performing the beating and pulverization to separate the fibers to obtain cellulose fibers. Is the law.
より具体的には、後述の実施例に示すように、パルプ等を高圧ホモジナイザーで処理して平均繊維径0.1〜10μm程度にミクロフィブリル化したミクロフィブリル化セルロース繊維(以下、「MFC」と略記する。)を0.1〜3重量%程度の水懸濁液とし、更にグラインダー等で繰り返し磨砕ないし融砕処理して平均繊維径10〜100nm程度のナノオーダーのMFC(以下、「Nano MFC」と略記する。)を得ることができる。このNano MFCを0.01〜1重量%程度の水懸濁液とし、これを濾過することにより、シート化する。
上記磨砕ないし融砕処理は、例えば、栗田機械製作所製グラインダー「ピュアファインミル」等を用いて行うことができる。
More specifically, as shown in the examples described later, microfibrillated cellulose fibers (hereinafter referred to as “MFC”) obtained by treating pulp and the like with a high-pressure homogenizer and microfibrillating to an average fiber diameter of about 0.1 to 10 μm. (Abbreviated) is made into a water suspension of about 0.1 to 3% by weight and further subjected to repeated grinding or crushing treatment with a grinder or the like, and nano-order MFC (hereinafter, “Nano”) having an average fiber diameter of about 10 to 100 nm. Abbreviated as “MFC”). The Nano MFC is made into an aqueous suspension of about 0.01 to 1% by weight, and this is filtered to form a sheet.
The grinding or crushing treatment can be performed using, for example, a grinder “Pure Fine Mill” manufactured by Kurita Machine Seisakusho.
このグラインダーは、上下2枚のグラインダーの間隙を原料が通過するときに発生する衝撃、遠心力、剪断力により、原料を超微粒子に粉砕する石臼式粉砕機であり、剪断、磨砕、微粒化、分散、乳化、フィブリル化を同時に行うことができるものである。また、磨砕ないし融砕処理は、増幸産業(株)製超微粒磨砕機「スーパーマスコロイダー」を用いて行うこともできる。スーパーマスコロイダーは、単なる粉砕の域を越えた融けるように感じるほどの超微粒化を可能にした磨砕機である。スーパーマスコロイダーは、間隔を自由に調整できる上下2枚の無気孔砥石によって構成された石臼形式の超微粒磨砕機であり、上部砥石は固定で、下部砥石が高速回転する。ホッパーに投入された原料は遠心力によって上下砥石の間隙に送り込まれ、そこで生じる強大な圧縮、剪断、転がり摩擦力などにより、原料は次第にすり潰され、超微粒化される。 This grinder is a stone mill that pulverizes raw materials into ultrafine particles by impact, centrifugal force, and shearing force generated when the raw material passes through the gap between the upper and lower two grinders. Shearing, grinding, atomization , Dispersion, emulsification, and fibrillation can be performed simultaneously. In addition, the grinding or fusing treatment can be performed using an ultrafine grinding machine “Super Mass Collider” manufactured by Masuko Sangyo Co., Ltd. The Super Mass Collider is a grinder that enables ultra-fine atomization that feels like melting beyond the mere grinding area. A super mass collider is a stone mill type ultrafine grinding machine composed of two top and bottom non-porous grindstones whose spacing can be freely adjusted. The upper grindstone is fixed and the lower grindstone rotates at high speed. The raw material thrown into the hopper is fed into the gap between the upper and lower grindstones by centrifugal force, and the raw material is gradually crushed and micronized by the strong compression, shearing, rolling frictional force and the like generated there.
また、上記高温高圧水蒸気処理は、リグニン等を除去した植物細胞壁や海草やホヤの被嚢を高温高圧水蒸気に曝すことによって繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。 The high-temperature and high-pressure steam treatment is a treatment method for obtaining cellulose fibers by dissociating fibers by exposing a plant cell wall from which lignin or the like has been removed, or a capsule of seaweed or sea squirt to high-temperature and high-pressure steam.
また、リン酸塩等を用いた処理とは、海草やホヤの被嚢、植物細胞壁等の表面をリン酸エステル化することにより、セルロース繊維間の結合力を弱め、次いで、リファイナー処理を行うことにより、繊維をバラバラにし、セルロース繊維を得る処理法である。例えば、リグニン等を除去した植物細胞壁や、海草やホヤの被嚢を50重量%の尿素と32重量%のリン酸を含む溶液に浸漬し、60℃で溶液をセルロース繊維間に十分に染み込ませた後、180℃で加熱してリン酸化を進める。これを水洗した後、3重量%の塩酸水溶液中、60℃で2時間、加水分解処理をして、再度水洗を行う。その後、3重量%の炭酸ナトリウム水溶液中において、室温で20分間程処理することで、リン酸化を完了させる。そして、この処理物をリファイナーで解繊することにより、セルロース繊維が得られる。 In addition, treatment with phosphate, etc. means that the surface of seaweed, sea squirt sac, plant cell wall, etc. is phosphorylated to weaken the binding force between cellulose fibers, and then perform refiner treatment. Thus, the fiber is separated to obtain a cellulose fiber. For example, plant cell walls from which lignin and the like have been removed, seaweed and sea squirt capsules are immersed in a solution containing 50 wt% urea and 32 wt% phosphoric acid, and the solution is sufficiently soaked between cellulose fibers at 60 ° C. After that, the phosphorylation proceeds by heating at 180 ° C. This is washed with water, hydrolyzed in a 3% by weight aqueous hydrochloric acid solution at 60 ° C. for 2 hours, and washed again with water. Thereafter, phosphorylation is completed by treatment in a 3 wt% aqueous sodium carbonate solution at room temperature for about 20 minutes. And a cellulose fiber is obtained by defibrating this processed material with a refiner.
なお、これらのセルロース繊維は、異なる植物等から得られるもの、或いは異なる処理を施したものを2種以上混合して用いても良い。 In addition, you may use these cellulose fibers in mixture of 2 or more types obtained from a different plant etc., or the thing which performed the different process.
このようにして得られる含水Nano MFCは、通常、平均繊維径が100nm程度の単繊維のサブネットワーク構造(前述のバクテリアセルロースのような完全な(綺麗な)ネットワーク構造は取っていないが、局所的にネットワークを形成している構造)の繊維集合体に水が含浸された状態のものである。 The water-containing Nano MFC thus obtained usually has a single-fiber subnetwork structure with an average fiber diameter of about 100 nm (although it does not have a complete (clean) network structure such as the above-mentioned bacterial cellulose, but locally. (A structure forming a network) is impregnated with water.
なお、Nano MFCを製造するための原料としては、パルプの他、コットン(例えば、脱脂綿やコットンリンター)や様々な手法でパルプを精製したもの、例えば、レンチング社製「テンセル」(登録商標)、旭化成ケミカルズ社製「セオラス」(登録商標)、旭化成ケミカルズ社製「Avicel」(登録商標)、やコットンを精製したもの、例えば銅アンモニア法再生セルロース(キュプラ)等を用いることができる。 In addition, as a raw material for producing Nano MFC, in addition to pulp, cotton (for example, absorbent cotton or cotton linter) or a product obtained by purifying pulp by various methods, for example, “Tencel” (registered trademark) manufactured by Lenzing, “Theolas” (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, “Avicel” (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, or purified cotton, for example, copper ammonia method regenerated cellulose (cupra) can be used.
<繊維の修飾>
本発明において用いる繊維は、上述のようなセルロース繊維を化学修飾及び/又は物理修飾して機能性を高めたものであっても良い。ここで、化学修飾としては、アセチル化、シアノエチル化、アセタール化、エーテル化、イソシアネート化等によって官能基を付加させること、シリケートやチタネート等の無機物を化学反応やゾルゲル法等によって複合化や被覆化させること等が挙げられる。化学修飾の方法としては、例えば、BCシートやNano MFCシートを無水酢酸中に浸漬して加熱する方法が挙げられ、アセチル化により、光線透過率を低下させることなく、吸水性の低下、耐熱性の向上を図ることができる。また、物理修飾としては、金属やセラミック原料を、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着法(PVD法)、化学蒸着法(CVD法)、無電解メッキや電解メッキ等のメッキ法等によって表面被覆させることが挙げられる。
<Modification of fiber>
The fibers used in the present invention may be those obtained by chemically and / or physically modifying the cellulose fibers as described above to enhance functionality. Here, as chemical modification, functional groups are added by acetylation, cyanoethylation, acetalization, etherification, isocyanateation, etc., and inorganic substances such as silicates and titanates are combined or coated by chemical reaction or sol-gel method. For example. The chemical modification method includes, for example, a method in which a BC sheet or a Nano MFC sheet is immersed in acetic anhydride and heated, and the acetylation reduces the water absorption and heat resistance without reducing the light transmittance. Can be improved. Physical modifications include physical vapor deposition (PVD method) such as vacuum vapor deposition, ion plating, sputtering, chemical vapor deposition (CVD method), plating methods such as electroless plating and electrolytic plating, etc. And surface coating.
<繊維強化複合材料中の繊維の含有率>
本発明において、基板を構成する繊維強化複合材料中の繊維の含有率は、10重量%以上、特に30重量%以上、とりわけ50重量%以上であることが好ましく、99重量%以下、特に95重量%以下であることが好ましい。繊維強化複合材料中の繊維の含有率が少な過ぎるとセルロース繊維等の繊維による基板の熱伝導率向上、曲げ強度向上、曲げ弾性率向上、線熱膨張係数低減の効果が不十分となる傾向があり、多過ぎると、マトリクス材料による繊維間の接着、又は繊維間の空間の充填が十分でなくなり、強度や透明性、硬化したときの表面の平坦性が低下するおそれがある。
<Fiber content in fiber reinforced composite material>
In the present invention, the fiber content in the fiber-reinforced composite material constituting the substrate is preferably 10% by weight or more, particularly 30% by weight or more, particularly preferably 50% by weight or more, and 99% by weight or less, particularly 95% by weight. % Or less is preferable. If the fiber content in the fiber reinforced composite material is too small, the effects of improving the thermal conductivity, bending strength, bending elastic modulus, and linear thermal expansion coefficient of the substrate due to fibers such as cellulose fibers tend to be insufficient. If the amount is too large, adhesion between fibers by the matrix material or filling of the space between the fibers becomes insufficient, and the strength, transparency, and flatness of the surface when cured may be reduced.
<マトリクス材料>
本発明に係る繊維強化複合材料のマトリクス材料は、本発明に係る繊維強化複合材料の母材となる材料であり、本発明で目的とする高熱伝導性の基板を得ることができ、かつ後述の好適な物性を満たす基板を製造することができるものであれば特に制限はなく、有機高分子、無機高分子、有機高分子と無機高分子とのハイブリッド高分子等の1種を単独で、或いは2種以上を混合して用いることができる。
<Matrix material>
The matrix material of the fiber reinforced composite material according to the present invention is a material that becomes a base material of the fiber reinforced composite material according to the present invention, and can obtain a high thermal conductivity substrate intended in the present invention. There is no particular limitation as long as it can produce a substrate satisfying suitable physical properties, and one kind of organic polymer, inorganic polymer, hybrid polymer of organic polymer and inorganic polymer, or the like alone or Two or more kinds can be mixed and used.
以下に本発明に好適なマトリクス材料を例示するが、本発明で用いるマトリクス材料は何ら以下のものに限定されるものではない。 Although the matrix material suitable for this invention is illustrated below, the matrix material used by this invention is not limited to the following thing at all.
マトリクス材料の無機高分子としては、ガラス、シリケート材料、チタネート材料などのセラミックス等が挙げられ、これらは例えばアルコラートの脱水縮合反応により形成することができる。また、有機高分子としては、天然高分子や合成高分子が挙げられる。 Examples of the inorganic polymer of the matrix material include ceramics such as glass, silicate material, and titanate material, and these can be formed by, for example, dehydration condensation reaction of alcoholate. Examples of organic polymers include natural polymers and synthetic polymers.
天然高分子としては、再生セルロース系高分子、例えばセロハン、トリアセチルセルロース等が挙げられる。 Examples of natural polymers include regenerated cellulose polymers such as cellophane and triacetyl cellulose.
合成高分子としては、ビニル系樹脂、重縮合系樹脂、重付加系樹脂、付加縮合系樹脂、開環重合系樹脂等が挙げられる。 Examples of the synthetic polymer include vinyl resins, polycondensation resins, polyaddition resins, addition condensation resins, and ring-opening polymerization resins.
上記ビニル系樹脂としては、ポリオレフィン、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、フッ素樹脂、(メタ)アクリル系樹脂等の汎用樹脂や、ビニル重合によって得られるエンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。これらは、各樹脂内において、構成される各単量体の単独重合体や共重合体であっても良い。 Examples of the vinyl resins include general-purpose resins such as polyolefins, vinyl chloride resins, vinyl acetate resins, fluororesins, (meth) acrylic resins, engineering plastics obtained by vinyl polymerization, super engineering plastics, and the like. These may be a homopolymer or a copolymer of each monomer constituted in each resin.
上記ポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、スチレン、ブタジエン、ブテン、イソプレン、クロロプレン、イソブチレン、イソプレン等の単独重合体又は共重合体、あるいはノルボルネン骨格を有する環状ポリオレフィン等が挙げられる。 Examples of the polyolefin include homopolymers or copolymers such as ethylene, propylene, styrene, butadiene, butene, isoprene, chloroprene, isobutylene and isoprene, or cyclic polyolefins having a norbornene skeleton.
上記塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。 Examples of the vinyl chloride resin include homopolymers or copolymers such as vinyl chloride and vinylidene chloride.
上記酢酸ビニル系樹脂とは、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルの加水分解体であるポリビニルアルコール、酢酸ビニルに、ホルムアルデヒドやn−ブチルアルデヒドを反応させたポリビニルアセタール、ポリビニルアルコールやブチルアルデヒド等を反応させたポリビニルブチラール等が挙げられる。 The vinyl acetate resin is polyvinyl acetate which is a homopolymer of vinyl acetate, polyvinyl alcohol which is a hydrolyzate of polyvinyl acetate, polyvinyl acetal obtained by reacting vinyl acetate with formaldehyde or n-butyraldehyde, polyvinyl Examples thereof include polyvinyl butyral obtained by reacting alcohol or butyraldehyde.
上記フッ素樹脂としては、テトラクロロエチレン、ヘキフロロプロピレン、クロロトリフロロエチレン、フッ化ビリニデン、フッ化ビニル、ペルフルオロアルキルビニルエーテル等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。 Examples of the fluororesin include homopolymers or copolymers such as tetrachloroethylene, hexpropylene, chlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, vinyl fluoride, and perfluoroalkyl vinyl ether.
上記(メタ)アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド類等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。なお、この明細書において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル及び/又はメタクリル」を意味する。ここで、(メタ)アクリル酸としては、アクリル酸又はメタクリル酸が挙げられる。また、(メタ)アクリロニトリルとしては、アクリロニトリル又はメタクリロニトリルが挙げられる。(メタ)アクリル酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体、(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステル等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等が挙げられる。シクロアルキル基を有する(メタ)アクリル酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、イソボルニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。(メタ)アクリル酸アルコキシアルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ブトキシエチル等が挙げられる。(メタ)アクリルアミド類としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−オクチル(メタ)アクリルアミド等のN置換(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 As said (meth) acrylic-type resin, homopolymers or copolymers, such as (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile, (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylamides, are mentioned. In this specification, “(meth) acryl” means “acryl and / or methacryl”. Here, examples of (meth) acrylic acid include acrylic acid and methacrylic acid. Examples of (meth) acrylonitrile include acrylonitrile and methacrylonitrile. Examples of (meth) acrylic acid esters include (meth) acrylic acid alkyl esters, (meth) acrylic acid monomers having a cycloalkyl group, and (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters. Examples of (meth) acrylic acid alkyl esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) Examples include benzyl acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, and the like. Examples of the (meth) acrylic acid monomer having a cycloalkyl group include cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate. Examples of (meth) acrylic acid alkoxyalkyl esters include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, and the like. (Meth) acrylamides include (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N -N-substituted (meth) acrylamides such as isopropyl (meth) acrylamide, Nt-octyl (meth) acrylamide and the like.
上記重縮合系樹脂としては、アミド系樹脂やポリカーボネート等が挙げられる。 Examples of the polycondensation resin include amide resins and polycarbonate.
上記アミド系樹脂としては、6,6−ナイロン、6−ナイロン、11−ナイロン、12−ナイロン、4,6−ナイロン、6,10−ナイロン、6,12−ナイロン等の脂肪族アミド系樹脂や、フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンと塩化テレフタロイルや塩化イソフタロイル等の芳香族ジカルボン酸又はその誘導体からなる芳香族ポリアミド等が挙げられる。 Examples of the amide resins include aliphatic amide resins such as 6,6-nylon, 6-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 4,6-nylon, 6,10-nylon, and 6,12-nylon. And aromatic polyamides composed of aromatic diamines such as phenylenediamine and aromatic dicarboxylic acids such as terephthaloyl chloride and isophthaloyl chloride or derivatives thereof.
上記ポリカーボネートとは、ビスフェノールAやその誘導体であるビスフェノール類と、ホスゲン又はフェニルジカーボネートとの反応物をいう。 The polycarbonate refers to a reaction product of bisphenol A or a bisphenol that is a derivative thereof and phosgene or phenyl dicarbonate.
上記重付加系樹脂としては、エステル系樹脂、Uポリマー、液晶ポリマー、ポリエーテルケトン類、ポリエーテルエーテルケトン、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン等が挙げられる。 Examples of the polyaddition resins include ester resins, U polymers, liquid crystal polymers, polyether ketones, polyether ether ketones, unsaturated polyesters, alkyd resins, polyimide resins, polysulfones, polyphenylene sulfide, and polyether sulfones. It is done.
上記エステル系樹脂としては、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、不飽和ポリエステル等が挙げられる。上記芳香族ポリエステルとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等の後述するジオール類とテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸との共重合体が挙げられる。上記脂肪族ポリエステルとしては、後述するジオール類とコハク酸、吉草酸等の脂肪族ジカルボン酸との共重合体や、グリコール酸や乳酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体又は共重合体、上述するジオール類、上記脂肪族ジカルボン酸及び上記ヒドロキシカルボン酸の共重合体等が挙げられる。上記不飽和ポリエステルとしては、後述するジオール類、無水マレイン酸等の不飽和ジカルボン酸、及び必要に応じてスチレン等のビニル単量体との共重合体が挙げられる。 Examples of the ester resin include aromatic polyester, aliphatic polyester, and unsaturated polyester. As said aromatic polyester, the copolymer of diols mentioned later, such as ethylene glycol, propylene glycol, 1, 4- butanediol, and aromatic dicarboxylic acids, such as a terephthalic acid, is mentioned. Examples of the aliphatic polyester include copolymers of diols described later and aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid and valeric acid, and homopolymers or copolymers of hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid and lactic acid, as described above. Examples thereof include diols, copolymers of the above aliphatic dicarboxylic acids and the above hydroxycarboxylic acids. Examples of the unsaturated polyester include diols described later, unsaturated dicarboxylic acids such as maleic anhydride, and copolymers with vinyl monomers such as styrene as necessary.
上記Uポリマーとしては、ビスフェノールAやその誘導体であるビスフェノール類、テレフタル酸及びイソフタル酸等からなる共重合体が挙げられる。 As said U polymer, the copolymer which consists of bisphenol A and its derivative bisphenol, a terephthalic acid, an isophthalic acid, etc. is mentioned.
上記液晶ポリマーとしては、p−ヒドロキシ安息香酸と、テレフタル酸、p,p’−ジオキシジフェノール、p−ヒドロキシ−6−ナフトエ酸、ポリテレフタル酸エチレン等との共重合体をいう。 The liquid crystal polymer refers to a copolymer of p-hydroxybenzoic acid and terephthalic acid, p, p'-dioxydiphenol, p-hydroxy-6-naphthoic acid, polyterephthalic acid ethylene, or the like.
上記ポリエーテルケトンとしては、4,4’−ジフルオロベンゾフェノンや4,4’−ジヒドロベンゾフェノン等の単独重合体や共重合体が挙げられる。 Examples of the polyether ketone include homopolymers and copolymers such as 4,4'-difluorobenzophenone and 4,4'-dihydrobenzophenone.
上記ポリエーテルエーテルケトンとしては、4,4’−ジフルオロベンゾフェノンとハイドロキノン等の共重合体が挙げられる。 Examples of the polyether ether ketone include copolymers of 4,4'-difluorobenzophenone and hydroquinone.
上記アルキド樹脂としては、ステアリン酸、パルチミン酸等の高級脂肪酸と無水フタル酸等の二塩基酸、及びグリセリン等のポリオール等からなる共重合体が挙げられる。 Examples of the alkyd resin include copolymers composed of higher fatty acids such as stearic acid and palmitic acid, dibasic acids such as phthalic anhydride, and polyols such as glycerin.
上記ポリスルホンとしては、4,4’−ジクロロジフェニルスルホンやビスフェノールA等の共重合体が挙げられる。 Examples of the polysulfone include copolymers such as 4,4'-dichlorodiphenylsulfone and bisphenol A.
上記ポリフェニレンスルフィドとしては、p−ジクロロベンゼンや硫化ナトリウム等の共重合体が挙げられる。 Examples of the polyphenylene sulfide include copolymers such as p-dichlorobenzene and sodium sulfide.
上記ポリエーテルスルホンとしては、4−クロロ−4’−ヒドロキシジフェニルスルホンの重合体が挙げられる。 Examples of the polyethersulfone include a polymer of 4-chloro-4'-hydroxydiphenylsulfone.
上記ポリイミド系樹脂としては、無水ポリメリト酸や4,4’-ジアミノジフェニルエーテル等の共重合体であるピロメリト酸型ポリイミド、無水塩化トリメリト酸やp−フェニレンジアミン等の芳香族ジアミンや、後述するジイソシアネート化合物等からなる共重合体であるトリメリト酸型ポリイミド、ビフェニルテトラカルボン酸、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、p−フェニレンジアミン等からなるビフェニル型ポリイミド、ベンゾフェノンテトラカルボン酸や4,4’−ジアミノジフェニルエーテル等からなるベンゾフェノン型ポリイミド、ビスマレイイミドや4,4’−ジアミノジフェニルメタン等からなるビスマレイイミド型ポリイミド等が挙げられる。 Examples of the polyimide resin include pyromellitic acid type polyimides such as polymellitic anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, aromatic diamines such as anhydrous chlorotrimetic acid and p-phenylenediamine, and diisocyanate compounds described later. Copolymers such as trimellitic acid type polyimide, biphenyltetracarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine, etc., benzophenone tetracarboxylic acid, 4,4'-diaminodiphenyl ether, etc. Benzophenone type polyimides made of, bismaleimide, bismaleimide type polyimides made of 4,4′-diaminodiphenylmethane and the like.
上記重付加系樹脂としては、ウレタン樹脂等が挙げられる。 Examples of the polyaddition resins include urethane resins.
上記ウレタン樹脂は、ジイソシアネート類とジオール類との共重合体である。上記ジイソシアネート類としては、ジシクロへキシルメタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、1,3−シクロヘキシレンジイソシアネート、1,4−シクロヘキシレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,2’−ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、上記ジオール類としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等の比較的低分子量のジオールや、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール等が挙げられる。 The urethane resin is a copolymer of diisocyanates and diols. Examples of the diisocyanates include dicyclohexylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,3-cyclohexylene diisocyanate, 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6 -Tolylene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate and the like. Examples of the diols include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 3-methyl-1,5- Relatively low molecular weight diols such as pentanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, diethylene glycol, trimethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, cyclohexanedimethanol, and polyester Examples include diol, polyether diol, and polycarbonate diol.
上記付加縮合系樹脂としては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。 Examples of the addition condensation resin include phenol resin, urea resin, and melamine resin.
上記フェノール樹脂としては、フェノール、クレゾール、レゾルシノール、フェニルフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。 Examples of the phenol resin include homopolymers or copolymers of phenol, cresol, resorcinol, phenylphenol, bisphenol A, bisphenol F, and the like.
上記尿素樹脂やメラミン樹脂は、ホルムアルデヒドや尿素、メラミン等の共重合体である。 The urea resin and melamine resin are copolymers of formaldehyde, urea, melamine and the like.
上記開環重合系樹脂としては、ポリアルキレンオキシド、ポリアセタール、エポキシ樹脂等が挙げられる。上記ポリアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。上記ポリアセタールとしては、トリオキサン、ホルムアルデヒド、エチレンオキシド等の共重合体が挙げられる。上記エポキシ樹脂とは、エチレングリコール等の多価アルコールとエピクロロヒドリンとからなる脂肪族系エポキシ樹脂、ビスフェノールAとエピクロロヒドリンとからなる脂肪族系エポキシ樹脂等が挙げられる。 Examples of the ring-opening polymerization resin include polyalkylene oxide, polyacetal, and epoxy resin. Examples of the polyalkylene oxide include homopolymers or copolymers such as ethylene oxide and propylene oxide. Examples of the polyacetal include copolymers of trioxane, formaldehyde, ethylene oxide, and the like. Examples of the epoxy resin include an aliphatic epoxy resin composed of a polyhydric alcohol such as ethylene glycol and epichlorohydrin, and an aliphatic epoxy resin composed of bisphenol A and epichlorohydrin.
本発明においては、このようなマトリクス材料のうち、特に非晶質でガラス転移温度(Tg)の高い合成高分子が透明性に優れた高耐久性の繊維強化複合材料を得る上で好ましく、このうち、非晶質の程度としては、結晶化度で10%以下、特に5%以下であるものが好ましく、また、Tgは110℃以上、特に120℃以上、とりわけ130℃以上のものが好ましい。Tgが110℃未満のものでは、例えば沸騰水に接触した場合に変形するなど、透明部品、光学部品等としての用途において、耐久性に問題が発生する。なお、TgはDSC法による測定で求められ、結晶化度は、非晶質部と結晶質部の密度から結晶化度を算定する密度法により求められる。 In the present invention, among such matrix materials, a synthetic polymer having an amorphous and high glass transition temperature (Tg) is preferable for obtaining a highly durable fiber-reinforced composite material having excellent transparency. Among them, the degree of amorphousness is preferably 10% or less, particularly 5% or less in terms of crystallinity, and Tg is preferably 110 ° C. or higher, particularly 120 ° C. or higher, particularly 130 ° C. or higher. When the Tg is less than 110 ° C., there is a problem in durability in applications such as transparent parts and optical parts, such as deformation when contacted with boiling water. Tg is obtained by measurement by the DSC method, and the crystallinity is obtained by a density method for calculating the crystallinity from the densities of the amorphous part and the crystalline part.
本発明において、好ましい透明マトリクス樹脂としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ノボラック樹脂、ユリア樹脂、グアナミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フラン樹脂、ケトン樹脂、キシレン樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂、スチリルピリジン系樹脂、トリアジン系樹脂等の熱硬化樹脂が挙げられ、これらの中でも特に透明性の高いアクリル樹脂、メタクリル樹脂が好ましい。 In the present invention, preferred transparent matrix resins include acrylic resins, methacrylic resins, epoxy resins, urethane resins, phenol resins, melamine resins, novolac resins, urea resins, guanamine resins, alkyd resins, unsaturated polyester resins, vinyl ester resins, Examples include thermosetting resins such as diallyl phthalate resin, silicone resin, furan resin, ketone resin, xylene resin, thermosetting polyimide resin, styrylpyridine resin, and triazine resin. Among these, acrylic resin having particularly high transparency, Methacrylic resin is preferred.
これらのマトリクス材料は、1種単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。 These matrix materials may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for them.
なお、繊維としてセルロース繊維を用いた場合において、マトリクス材料として生分解性のポリ乳酸樹脂を用いることにより、本発明に係る基板全体を生分解性とすることができ、廃棄処分を容易にすることができる。 When cellulose fibers are used as the fibers, the entire substrate according to the present invention can be made biodegradable by using a biodegradable polylactic acid resin as a matrix material, facilitating disposal. Can do.
[基板の製造方法]
次に、本発明に係る基板の製造方法について説明する。
[Substrate manufacturing method]
Next, a method for manufacturing a substrate according to the present invention will be described.
<含浸方法>
本発明に係る基板を製造するには、上述のようなマトリクス材料を形成し得る含浸用液状物を、前記繊維の集合体に含浸させる。
<Impregnation method>
In order to produce the substrate according to the present invention, the fiber assembly is impregnated with an impregnating liquid which can form a matrix material as described above.
ここで、含浸用液状物としては、流動状のマトリクス材料、流動状のマトリクス材料の原料、マトリクス材料を流動化させた流動化物、マトリクス材料の原料を流動化させた流動化物、マトリクス材料の溶液、及びマトリクス材料の原料の溶液から選ばれる1種又は2種以上を用いることができる。 Here, the liquid material for impregnation includes a fluid matrix material, a fluid matrix material raw material, a fluidized material obtained by fluidizing the matrix material, a fluidized material obtained by fluidizing the matrix material raw material, and a matrix material solution. , And one or more selected from a raw material solution of the matrix material can be used.
上記流動状のマトリクス材料としては、マトリクス材料そのものが流動状であるもの等をいう。また、上記流動状のマトリクス材料の原料としては、例えば、プレポリマーやオリゴマー等の重合中間体等が挙げられる。 Examples of the fluid matrix material include those in which the matrix material itself is fluid. Moreover, as a raw material of the said fluid matrix material, polymerization intermediates, such as a prepolymer and an oligomer, etc. are mentioned, for example.
更に、上記マトリクス材料を流動化させた流動化物としては、例えば、熱可塑性のマトリクス材料を加熱溶融させた状態のもの等が挙げられる。 Furthermore, examples of the fluidized material obtained by fluidizing the matrix material include a material in which a thermoplastic matrix material is heated and melted.
更に、上記マトリクス材料の原料を流動化させた流動化物としては、例えば、プレポリマーやオリゴマー等の重合中間体が固形状の場合、これらを加熱溶融させた状態のもの等が挙げられる。 Furthermore, examples of the fluidized material obtained by fluidizing the raw material of the matrix material include, for example, a polymer intermediate such as a prepolymer or an oligomer in a state in which these are heated and melted.
また、上記マトリクス材料の溶液やマトリクス材料の原料の溶液とは、マトリクス材料やマトリクス材料の原料を溶媒等に溶解させた溶液が挙げられる。この溶媒は、溶解対象のマトリクス材料やマトリクス材料の原料に合わせて適宜決定されるが、後工程でこれを除去するに当たり、蒸発除去する場合、上記マトリクス材料やマトリクス材料の原料の分解を生じさせない程度の温度以下の沸点を有する溶媒が好ましい。 Examples of the matrix material solution and the matrix material raw material solution include solutions in which the matrix material and the matrix material raw material are dissolved in a solvent or the like. This solvent is appropriately determined according to the matrix material to be dissolved and the raw material of the matrix material. However, when removing it in a later step, the above matrix material or the raw material of the matrix material is not decomposed. Solvents having boiling points below about a temperature are preferred.
このような含浸用液状物を、繊維の集合体好ましくは前述のBCシート又はNano MFCシートの単層体、或いは、これらの1種又は2種以上を複数枚積層した積層体に含浸させて、繊維間に含浸用液状物を十分に浸透させる。この含浸工程は、その一部又は全部を、圧を変化させた状態で行うのが好ましい。この圧を変化させる方法としては、減圧又は加圧が挙げられる。減圧又は加圧とした場合、繊維間に存在する空気を上記含浸用液状物と置き換えることが容易となり、気泡の残存を防止することができる。 Such a liquid for impregnation is impregnated into a fiber assembly, preferably a single layer of the aforementioned BC sheet or Nano MFC sheet, or a laminate obtained by laminating one or more of these, The liquid for impregnation is sufficiently infiltrated between the fibers. This impregnation step is preferably carried out partly or entirely with the pressure changed. As a method of changing the pressure, there is a reduced pressure or an increased pressure. When the pressure is reduced or increased, it is easy to replace the air existing between the fibers with the liquid for impregnation, and bubbles can be prevented from remaining.
上記の減圧条件としては、0.133kPa(1mmHg)〜93.3kPa(700mmHg)が好ましい。減圧条件が93.3kPa(700mmHg)より大きいと、空気の除去が不十分となり、繊維間に空気が残存する場合が生じることがある。一方、減圧条件は0.133kPa(1mmHg)より低くてもよいが、減圧設備が過大となりすぎる傾向がある。 As said pressure reduction conditions, 0.133 kPa (1 mmHg)-93.3 kPa (700 mmHg) are preferable. If the depressurization condition is larger than 93.3 kPa (700 mmHg), air may not be sufficiently removed, and air may remain between the fibers. On the other hand, the decompression condition may be lower than 0.133 kPa (1 mmHg), but the decompression equipment tends to be excessive.
減圧条件下における含浸工程の処理温度は、0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましい。この温度が0℃より低いと、空気の除去が不十分となり、繊維間に空気が残存する場合が生じることがある。なお、温度の上限は、例えば前記含浸用液状物に溶媒を用いた場合、その溶媒の沸点(当該減圧条件下での沸点)が好ましい。この温度より高くなると、溶媒の揮散が激しくなり、かえって、気泡が残存しやすくなる傾向がある。 The treatment temperature in the impregnation step under reduced pressure is preferably 0 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. or higher. When this temperature is lower than 0 ° C., air may not be sufficiently removed, and air may remain between the fibers. For example, when a solvent is used for the impregnating liquid, the upper limit of the temperature is preferably the boiling point of the solvent (the boiling point under the reduced pressure condition). If the temperature is higher than this temperature, the volatilization of the solvent becomes intense, and on the contrary, there is a tendency that bubbles tend to remain.
上記の加圧条件としては、1.1〜10MPaが好ましい。加圧条件が1.1MPaより低いと、空気の除去が不十分となり、繊維間に空気が残存する場合が生じることがある。一方、加圧条件は10MPaより高くてもよいが、加圧設備が過大となりすぎる傾向がある。 As said pressurization conditions, 1.1-10 MPa is preferable. If the pressure condition is lower than 1.1 MPa, air may not be sufficiently removed, and air may remain between the fibers. On the other hand, the pressurization condition may be higher than 10 MPa, but the pressurization equipment tends to be excessive.
加圧条件下における含浸工程の処理温度は、0〜300℃が好ましく、10〜100℃がより好ましい。この温度が0℃より低いと、空気の除去が不十分となり、繊維間に空気が残存する場合が生じることがある。一方、300℃より高いと、マトリクス材料が変性するおそれがある。 0-300 degreeC is preferable and the processing temperature of the impregnation process on pressurization conditions has more preferable 10-100 degreeC. When this temperature is lower than 0 ° C., air may not be sufficiently removed, and air may remain between the fibers. On the other hand, when the temperature is higher than 300 ° C., the matrix material may be denatured.
<媒介液を用いた含浸方法>
前述の如く、コールドプレス、ホットプレス、或いは乾燥機による乾燥等で含水BCや含水Nano MFC繊維集合体から水分を除去して得られるセルロース繊維集合体は、その繊維の三次元交差構造のために、前述の含浸用液状物の浸透性が悪く、効率的な含浸処理を行えない場合がある。
<Impregnation method using mediator solution>
As described above, the cellulose fiber aggregate obtained by removing moisture from the hydrous BC or hydrous Nano MFC fiber aggregate by cold pressing, hot pressing, drying by a dryer or the like is due to the three-dimensional cross structure of the fibers. In some cases, the impregnation liquid described above has poor permeability and cannot be efficiently impregnated.
そこで、本発明では、次のように、媒介液を用いた含浸処理を行っても良い。
即ち、まず、前述のセルロース繊維集合体の製造工程において、水分除去処理を行う前の水分を含む含水BC又は含水Nano MFC等の含水繊維集合体を、必要に応じてコールドプレスのみを行って、水分の一部のみを除去し、若干の水分を含む状態とし、この含水繊維集合体中の水を、水と上述の含浸用液状物との双方又は一方に相溶性を有する媒介液と置換して繊維強化複合材料前駆体を得(第1の工程)、次いで、この繊維強化複合材料前駆体中の媒介液を含浸用液状物と置換して繊維強化複合材料を得る(第2の工程)。
Therefore, in the present invention, an impregnation treatment using a medium solution may be performed as follows.
That is, first, in the manufacturing process of the cellulose fiber assembly described above, the water-containing fiber assembly such as water-containing BC or water-containing Nano MFC containing water before the water removal treatment is performed, if necessary, only by cold pressing, Only a part of the water is removed to obtain a state containing some water, and the water in the water-containing fiber assembly is replaced with a mediating solution that is compatible with water and / or the liquid for impregnation described above. Thus, a fiber-reinforced composite material precursor is obtained (first step), and then the intermediate liquid in the fiber-reinforced composite material precursor is replaced with a liquid for impregnation to obtain a fiber-reinforced composite material (second step). .
なお、本発明において、「相溶性」とは、2つの液体を任意の割合で混合して放置した際に、2層に分離しないことを指す。 In the present invention, “compatible” means that two liquids are not separated into two layers when left in an arbitrary ratio after being mixed.
この媒介液としては、第1の工程において含水繊維集合体に含まれる水と媒介液との置換、また、後述の第2の工程において繊維集合体に含まれる媒介液と含浸用液状物との置換、を円滑に行なうために、互いに相溶性を示すことに加え、媒介液は水及び含浸用液状物よりも低沸点であることが好ましく、特に、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルコール;アセトン等のケトン;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド;酢酸等のカルボン酸;アセトニトリル等のニトリル類等、その他ピリジン等の芳香族複素環化合物等の水溶性有機溶媒が好ましく、入手の容易さ、取り扱い性等の点において、エタノール、アセトン等が好ましい。これらの水溶性有機溶媒は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。 As the mediating liquid, the water contained in the water-containing fiber assembly is replaced with the mediating liquid in the first step, and the mediating liquid contained in the fiber assembly and the impregnating liquid in the second step described later are used. In order to smoothly perform the substitution, in addition to exhibiting compatibility with each other, the medium liquid preferably has a lower boiling point than water and the liquid for impregnation, and in particular, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, and isopropanol; Ketones such as acetone; ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; amides such as N, N-dimethylacetamide and N, N-dimethylformamide; carboxylic acids such as acetic acid; nitriles such as acetonitrile; and other pyridines Water-soluble organic solvents such as aromatic heterocyclic compounds are preferred. Emissions, and the like are preferable. These water-soluble organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
なお、この媒介液としては、当該媒介液が水及び含浸用液状物の双方に相溶性を有するものであるか、或いは一方に相溶性を有するものであるか、更には含浸用液状物に相溶性を有する場合は当該含浸用液状物の種類によっても異なり、適宜選択使用されるが、場合によっては、水、上記水溶性溶媒と水との混合物、無機化合物を溶解した水溶液等を用いることもできる。 As the mediator solution, the mediator solution is compatible with both water and the liquid for impregnation, or is compatible with one of the liquids for impregnation, and further compatible with the liquid for impregnation. Depending on the type of the impregnating liquid, it may be appropriately selected and used. However, depending on the case, water, a mixture of the water-soluble solvent and water, an aqueous solution in which an inorganic compound is dissolved, or the like may be used. it can.
含水繊維集合体中の水を媒介液と置換する方法としては特に制限はないが、含水繊維集合体を媒介液中に浸漬して所定の時間放置することにより含水繊維集合体中の水を媒介液側へ浸出させ、浸出した水を含む媒介液を適宜交換することにより繊維集合体中の水を媒介液と置換する方法が挙げられる。この浸漬置換の温度条件は、媒介液の揮散を防止するために、0〜60℃程度とすることが好ましく、通常は室温で行われる。 There is no particular restriction on the method of replacing the water in the water-containing fiber assembly with the medium solution, but the water in the water-containing fiber assembly is mediated by immersing the water-containing fiber assembly in the medium solution and leaving it for a predetermined time. There is a method in which the water in the fiber assembly is replaced with the medium liquid by leaching to the liquid side and appropriately replacing the medium liquid containing the leached water. The temperature condition for the immersion substitution is preferably about 0 to 60 ° C. in order to prevent volatilization of the medium, and is usually performed at room temperature.
この水から媒介液への置換割合は、100%であることが最も好ましいが、少なくとも含水繊維集合体中の水の10%以上を媒介液と置換することが好ましい。 The replacement ratio of water to the medium is most preferably 100%, but at least 10% or more of the water in the water-containing fiber assembly is preferably replaced with the medium.
なお、この含水繊維集合体中の水を媒介液と置換するに先立ち、含水繊維集合体をコールドプレスして、繊維集合体中に含まれる水分の一部を除去することが、水と媒介液との置換を効率的に行う上で好ましい。 Prior to replacing the water in the water-containing fiber assembly with the medium, the water-containing fiber assembly may be cold pressed to remove a part of the water contained in the fiber assembly. It is preferable for efficient replacement with.
このプレスの程度は、後述の繊維強化複合材料前駆体中の媒介液の含浸用液状物への置換に先立つプレスとで、目的とする繊維含有率の繊維強化複合材料が得られるように設計されるが、一般的には、プレスにより、含水繊維集合体の厚さがプレス前の厚さの1/2〜1/20程度となるようにすることが好ましい。このコールドプレス時の圧力、保持時間は、0.01〜100MPa(ただし、10MPa以上でプレスする場合は、繊維集合体が破壊される場合があるので、プレススピードを遅くするなどしてプレスする。)、0.1〜30分間の範囲でプレスの程度に応じて適宜決定されるが、プレス温度は、上記の水と媒介液との置換時の温度条件と同様の理由から0〜60℃程度とすることが好ましいが、通常は室温で行われる。このプレス処理により厚さが薄くなった含水繊維集合体は、水と媒介液との置換を行っても、ほぼその厚さが維持される。ただし、このプレスは必ずしも必要とされず、第1の工程で得られた含水繊維集合体をそのまま媒介液に浸漬して水と媒介液との置換を行っても良い。 The degree of this press is designed so that a fiber-reinforced composite material having the desired fiber content can be obtained with a press prior to replacement of the liquid medium for impregnation of the medium liquid in the fiber-reinforced composite material precursor described later. However, in general, it is preferable that the thickness of the hydrous fiber aggregate is approximately ½ to 1/20 of the thickness before pressing by pressing. The pressure and holding time during the cold pressing is 0.01 to 100 MPa (however, when pressing at 10 MPa or more, the fiber assembly may be broken, so pressing is performed by slowing the pressing speed or the like. ), Suitably determined in accordance with the degree of pressing in the range of 0.1 to 30 minutes, but the pressing temperature is about 0 to 60 ° C. for the same reason as the temperature condition at the time of the replacement of the water and the medium. However, it is usually carried out at room temperature. The water-containing fiber aggregate whose thickness has been reduced by this press treatment is substantially maintained even when the water and the medium are replaced. However, this press is not necessarily required, and the water-containing fiber assembly obtained in the first step may be immersed in the medium as it is to replace the water with the medium.
このようにして、含水繊維集合体中の水を媒介液と置換することにより、繊維集合体に媒介液が含浸された繊維強化複合材料前駆体が得られる。この繊維強化複合材料前駆体の繊維含有率は、水と媒介液との置換に先立つプレスの程度にもよるが、0.1重量%以上、好ましくは10〜70重量%、更に好ましくは20〜70重量%程度である。 In this way, a fiber reinforced composite material precursor in which the fiber assembly is impregnated with the medium solution is obtained by replacing the water in the water-containing fiber assembly with the medium solution. The fiber content of the fiber reinforced composite material precursor is 0.1% by weight or more, preferably 10 to 70% by weight, more preferably 20 to 20% by weight, although it depends on the degree of press prior to the replacement of water with the medium. About 70% by weight.
なお、この第1の工程において、含水繊維集合体中の水の媒介液との置換は、2段以上の複数段階で行っても良い。即ち、水と含浸用液状物との相溶性において、水との相溶性が
第1の媒介液>第2の媒介液
であり、含浸用液状物との相溶性が
第1の媒介液<第2の媒介液
であり、かつ互いに相溶性を有する第1の媒介液(例えばエタノール)及び第2の媒介液(例えばアセトン)の2種類の媒介液を準備しておき、まず、含水繊維集合体中の水を第1の媒介液と置換して繊維集合体に第1の媒介液が含浸された繊維集合体を得、次いで、この第1の媒介液が含浸された繊維集合体中の第1の媒介液を第2の媒介液と置換して繊維集合体中に第2の媒介液が含浸された繊維集合体を繊維強化複合材料前駆体として得ることもできる。更に3種以上の媒介液を用いて、置換を3段階以上で行うことも可能である。
In the first step, replacement of the water-containing fiber assembly with the water medium may be performed in two or more stages. That is, in the compatibility between water and the liquid for impregnation, the compatibility with water is first medium liquid> second medium liquid, and the compatibility with liquid for impregnation is first medium liquid <first medium liquid. Two kinds of mediating liquids, ie, a first mediating liquid (for example, ethanol) and a second mediating liquid (for example, acetone) that are compatible with each other and are prepared, The water inside is replaced with the first media solution to obtain a fiber assembly in which the fiber assembly is impregnated with the first media solution, and then the fiber assembly in the fiber assembly impregnated with the first media solution is obtained. It is also possible to obtain a fiber assembly in which the first media solution is replaced with the second media solution and the fiber assembly is impregnated with the second media solution as a fiber reinforced composite material precursor. Furthermore, substitution can be performed in three or more stages using three or more kinds of mediating solutions.
繊維強化複合材料前駆体は、次いで、これに含まれる媒介液を含浸用液状物と置換する。なお、ここで繊維強化複合材料前駆体に含浸された媒介液は、少なくとも含浸用液状物に相溶性を有するものである。
この置換に際しては、繊維強化複合材料前駆体をコールドプレスして、繊維強化複合材料前駆体中の媒介液の一部を除去しても良い。
The fiber reinforced composite material precursor then replaces the medium contained therein with the impregnating liquid. Here, the mediating liquid impregnated in the fiber-reinforced composite material precursor is compatible with at least the liquid for impregnation.
In this replacement, the fiber reinforced composite material precursor may be cold-pressed to remove a part of the medium in the fiber reinforced composite material precursor.
このコールドプレスの程度は、目的とする繊維強化複合材料の繊維含有率に応じて適宜決定されるが、一般的には、プレスにより、繊維強化複合材料前駆体の厚さがプレス前の厚さの1/2〜1/20程度となるようにすることが好ましい。このコールドプレス時の圧力、保持時間は、0.01〜100MPa(ただし、10MPa以上でプレスする場合は、繊維集合体が破壊される場合があるので、プレススピードを遅くするなどしてプレスする。)、0.1〜30分間の範囲でプレスの程度に応じて適宜決定されるが、プレス温度は0〜60℃程度、通常は室温とすることが好ましい。ただし、このプレス処理は、最終的に得られる繊維強化複合材料の繊維含有率の調整のために行われ、従って、第1の工程におけるプレスで繊維含有率が十分に調整されている場合には、このプレスは必ずしも必要とされず、第1の工程で得られた繊維強化複合材料前駆体をそのまま媒介液と含浸用液状物との置換に供しても良い。 The degree of cold pressing is appropriately determined according to the fiber content of the target fiber-reinforced composite material, but in general, the thickness of the fiber-reinforced composite material precursor is reduced by pressing to the thickness before pressing. It is preferable to be about 1/2 to 1/20. The pressure and holding time during the cold pressing is 0.01 to 100 MPa (however, when pressing at 10 MPa or more, the fiber assembly may be destroyed, so pressing is performed by slowing the pressing speed or the like. ), Is appropriately determined depending on the degree of pressing in the range of 0.1 to 30 minutes, but the pressing temperature is preferably about 0 to 60 ° C., usually room temperature. However, this press treatment is performed to adjust the fiber content of the finally obtained fiber-reinforced composite material. Therefore, when the fiber content is sufficiently adjusted by the press in the first step, This press is not necessarily required, and the fiber-reinforced composite material precursor obtained in the first step may be used as it is for the replacement of the medium solution and the liquid for impregnation.
繊維強化複合材料前駆体中の媒介液を含浸用液状物と置換する方法としては特に制限はないが、繊維強化複合材料前駆体を含浸用液状物中に浸漬して減圧条件下に保持する方法が好ましい。これにより、繊維強化複合材料前駆体中の媒介液が揮散し、代りに含浸用液状物が繊維集合体中に浸入することで、繊維強化複合材料前駆体中の媒介液が含浸用液状物に置換される。 There is no particular limitation on the method for replacing the liquid medium in the fiber reinforced composite material precursor with the liquid for impregnation, but the method in which the fiber reinforced composite material precursor is immersed in the liquid for impregnation and maintained under reduced pressure. Is preferred. As a result, the intermediate liquid in the fiber reinforced composite material precursor is volatilized and, instead, the impregnating liquid enters the fiber assembly, so that the intermediate liquid in the fiber reinforced composite precursor is changed to the impregnating liquid. Replaced.
この減圧条件については特に制限はないが、0.133kPa(1mmHg)〜93.3kPa(700mmHg)が好ましい。減圧条件が93.3kPa(700mmHg)より大きいと、媒介液の除去が不十分となり、繊維集合体の繊維間に媒介液が残存する場合が生じることがある。一方、減圧条件は0.133kPa(1mmHg)より低くてもよいが、減圧設備が過大となりすぎる傾向がある。 Although there is no restriction | limiting in particular about this pressure reduction condition, 0.133 kPa (1 mmHg)-93.3 kPa (700 mmHg) are preferable. If the depressurization condition is larger than 93.3 kPa (700 mmHg), the removal of the medium solution may be insufficient, and the medium solution may remain between the fibers of the fiber assembly. On the other hand, the decompression condition may be lower than 0.133 kPa (1 mmHg), but the decompression equipment tends to be excessive.
減圧条件下における置換工程の処理温度は、0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましい。この温度が0℃より低いと、媒介液の除去が不十分となり、繊維間に媒介液が残存する場合が生じることがある。なお、温度の上限は、例えば含浸用液状物に溶媒を用いた場合、その溶媒の沸点(当該減圧条件下での沸点)が好ましい。この温度より高くなると、溶媒の揮散が激しくなり、かえって、気泡が残存しやすくなる傾向がある。 The treatment temperature in the substitution step under reduced pressure is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher. When this temperature is lower than 0 ° C., the removal of the medium is insufficient, and the medium may remain between the fibers. The upper limit of the temperature is preferably the boiling point of the solvent (boiling point under reduced pressure) when a solvent is used for the impregnating liquid. If the temperature is higher than this temperature, the volatilization of the solvent becomes intense, and on the contrary, there is a tendency that bubbles tend to remain.
また、繊維強化複合材料前駆体を含浸用液状物中に浸漬した状態で、減圧と加圧とを交互に繰り返すことによっても繊維強化複合材料前駆体中の媒介液を円滑に含浸用液状物と置換することができる。 Further, the liquid medium for impregnation can be smoothly impregnated with the liquid medium in the fiber reinforced composite material precursor by alternately repeating the pressure reduction and the pressurization while the fiber reinforced composite material precursor is immersed in the liquid for impregnation. Can be replaced.
この場合の減圧条件は、上記の条件と同様であるが、加圧条件としては、1.1〜10MPaが好ましい。加圧条件が1.1MPaより低いと、媒介液の除去が不十分となり、繊維間に媒介液が残存する場合が生じることがある。一方、加圧条件は10MPaより高くてもよいが、加圧設備が過大となりすぎる傾向がある。 The decompression condition in this case is the same as the above condition, but the pressurization condition is preferably 1.1 to 10 MPa. If the pressurization condition is lower than 1.1 MPa, the removal of the medium solution may be insufficient, and the medium solution may remain between the fibers. On the other hand, the pressurization condition may be higher than 10 MPa, but the pressurization equipment tends to be excessive.
加圧条件下における含浸工程の処理温度は、0〜300℃が好ましく、10〜100℃がより好ましい。この温度が0℃より低いと、媒介液の除去が不十分となり、繊維間に媒介液が残存する場合が生じることがある。一方、300℃より高いと、マトリクス樹脂が変性するおそれがある。 0-300 degreeC is preferable and the processing temperature of the impregnation process on pressurization conditions has more preferable 10-100 degreeC. When this temperature is lower than 0 ° C., the removal of the medium is insufficient, and the medium may remain between the fibers. On the other hand, when it is higher than 300 ° C., the matrix resin may be denatured.
この繊維強化複合材料前駆体中の媒介液から含浸用液状物への置換割合は100%であることが最も好ましいが、少なくとも繊維強化複合材料前駆体中の媒介液の0.2%以上を含浸用液状物と置換することが好ましい。 Most preferably, the replacement ratio of the medium in the fiber reinforced composite material precursor to the liquid for impregnation is 100%, but at least 0.2% or more of the medium in the fiber reinforced composite material precursor is impregnated. It is preferable to replace the liquid for use.
<硬化方法>
このようにして、繊維集合体に含浸用液状物を含浸させた後は、所定の形状に成形硬化させて、本発明に係る基板を得る。この硬化方法は、用いた含浸用液状物の硬化方法に従って行えば良く、例えば、含浸用液状物が流動状のマトリクス材料の場合は、架橋反応、鎖延長反応等が挙げられる。また、含浸用液状物が流動状のマトリクス材料の原料の場合は、重合反応、架橋反応、鎖延長反応等が挙げられる。
<Curing method>
In this way, after impregnating the fiber assembly with the liquid for impregnation, it is molded and cured into a predetermined shape to obtain the substrate according to the present invention. This curing method may be performed according to the curing method of the impregnating liquid used. For example, when the impregnating liquid is a fluid matrix material, a crosslinking reaction, a chain extension reaction, and the like can be given. In the case where the liquid for impregnation is a raw material for the fluid matrix material, a polymerization reaction, a crosslinking reaction, a chain extension reaction, and the like can be given.
また、含浸用液状物がマトリクス材料を流動化させた流動化物の場合は、冷却等が挙げられる。また、含浸用液状物がマトリクス材料の原料を流動化させた流動化物の場合は、冷却等と、重合反応、架橋反応、鎖延長反応等の組合せが挙げられる。 In addition, when the liquid for impregnation is a fluidized product obtained by fluidizing the matrix material, cooling or the like can be given. Further, when the liquid for impregnation is a fluidized product obtained by fluidizing the raw material of the matrix material, a combination of cooling and the like, a polymerization reaction, a crosslinking reaction, a chain extension reaction, and the like can be given.
また、含浸用液状物がマトリクス材料の溶液の場合は、溶液中の溶媒の蒸発や風乾等による除去等が挙げられる。更に、含浸用液状物がマトリクス材料の原料の溶液の場合は、溶液中の溶媒の除去等と、重合反応、架橋反応、鎖延長反応等との組合せが挙げられる。なお、上記蒸発除去には、常圧下における蒸発除去だけでなく、減圧下における蒸発除去も含まれる。 Moreover, when the liquid for impregnation is a solution of a matrix material, removal of the solvent in the solution by evaporation, air drying or the like can be mentioned. Furthermore, when the liquid for impregnation is a raw material solution of the matrix material, a combination of removal of the solvent in the solution and the like, polymerization reaction, crosslinking reaction, chain extension reaction, and the like can be mentioned. Note that the above evaporation removal includes not only evaporation removal under normal pressure but also evaporation removal under reduced pressure.
本発明に係る基板は、この硬化に際し、繊維集合体に含浸用液状物を含浸させて半硬化状態としたもの(以下これを「プリプレグ」と称す場合がある。)を必要に応じて複数枚積層し、所定の形状に成形して更に硬化させることにより容易に製造することができる。 The substrate according to the present invention is obtained by impregnating a fiber assembly with a liquid material for impregnation into a semi-cured state (hereinafter sometimes referred to as “prepreg”) as necessary. It can be easily manufactured by laminating, forming into a predetermined shape, and further curing.
なお、このプリプレグの半硬化状態とは、完全に硬化した状態に対して、硬化度(反応度)が45〜70%程度であるような状態であることが好ましい。 The semi-cured state of the prepreg is preferably a state in which the degree of cure (reactivity) is about 45 to 70% with respect to the completely cured state.
[基板の熱伝導率]
本発明に係る基板は、厚さ方向(面厚方向)の熱伝導率及び板面方向(面内方向)の熱伝導率がいずれも0.5W/m・K以上、好ましくは1W/m・K以上である。
このように、面厚方向、面内方向の双方において、高い熱伝導率を有する等方的な高熱伝導性であることにより、熱の放散性に優れた配線基板を提供することができる。
[Thermal conductivity of the substrate]
The substrate according to the present invention has a thermal conductivity in the thickness direction (surface thickness direction) and a thermal conductivity in the plate surface direction (in-plane direction) of 0.5 W / m · K or more, preferably 1 W / m · K or more.
As described above, an isotropic high thermal conductivity having high thermal conductivity in both the surface thickness direction and the in-plane direction can provide a wiring board excellent in heat dissipation.
なお、本発明において、基板の面厚方向及び面内方向の熱伝導率は、次のようにして測定された値である。 In the present invention, the thermal conductivity in the surface thickness direction and the in-plane direction of the substrate is a value measured as follows.
<熱伝導率の測定方法>
本発明に係る基板に対して、面内方向の熱伝導率は光交流法により、面厚方向の熱伝導率は温度波熱分析法によりそれぞれ測定される。より具体的な測定方法は、後述の実施例に記載された通りである。
<Measurement method of thermal conductivity>
For the substrate according to the present invention, the thermal conductivity in the in-plane direction is measured by an optical alternating current method, and the thermal conductivity in the thickness direction is measured by a temperature wave thermal analysis method. A more specific measuring method is as described in Examples described later.
[等方的な高熱伝導性を得るための工夫]
本発明に係る基板が、上述のような面厚方向及び面内方向の双方において高い熱伝導率を有する等方的な高熱伝導性を得るために、前述の方法で本発明の基板を製造するにあたり、次のような工夫を行って、結晶化度50%以上の前述の繊維を基板内においてランダム方向に配向させることが好ましい。即ち、前述のようにバクテリアセルロースや植物繊維をグラインダー等で繰り返し磨砕ないし融砕処理することにより得られたNBCないしNano MFCは組成物中をランダム方向に配向するため、このようなNBCないしNano MFCを用いることが好ましい。
[Ingenuity to obtain isotropic high thermal conductivity]
In order for the substrate according to the present invention to obtain isotropic high thermal conductivity having high thermal conductivity in both the surface thickness direction and the in-plane direction as described above, the substrate of the present invention is manufactured by the above-described method. In this case, it is preferable to orient the above-mentioned fibers having a crystallinity of 50% or more in a random direction in the substrate by making the following measures. That is, as described above, NBC or Nano MFC obtained by repeatedly grinding or crushing bacterial cellulose or plant fiber with a grinder or the like is oriented in a random direction in the composition. It is preferable to use MFC.
[基板の光線透過率]
本発明に係る基板は、50μm厚換算における波長400〜700nmの全光線透過率が80%以上、特に85%以上、同平行光線透過率が60%以上、特に65%以上、特に70%以上、更には80%以上、とりわけ90%以上の高透明性基板であることが好ましい。
[Light transmittance of substrate]
The substrate according to the present invention has a total light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm in terms of 50 μm thickness of 80% or more, particularly 85% or more, and the parallel light transmittance of 60% or more, particularly 65% or more, particularly 70% or more, Further, it is preferably a highly transparent substrate of 80% or more, particularly 90% or more.
なお、本発明において、基板の50μm厚換算における波長400〜700nmの全光線透過率(以下「50μm厚全可視光透過率」と称す場合がある。)及び平行光線透過率(以下「50μm厚平行可視光透過率」と称す場合がある。)は次のようにして測定された値である。 In the present invention, the total light transmittance at a wavelength of 400 to 700 nm in terms of 50 μm thickness of the substrate (hereinafter sometimes referred to as “50 μm thickness total visible light transmittance”) and parallel light transmittance (hereinafter referred to as “50 μm thickness parallel”). May be referred to as “visible light transmittance”.) Is a value measured as follows.
<50μm厚全可視光透過率及び50μm厚平行可視光透過率の測定方法>
本発明に係る基板に対して、厚さ方向に波長400〜700nmの光を照射した時の全波長域における全光線透過率、平行光線透過率(直線光線透過率)の平均値を各々50μm厚に換算して、それぞれ50μm厚全可視光透過率、50μm厚平行可視光透過率とする。
なお、光線透過率は、空気をレファレンスとして、光源とディテクターを被測定基板(試料基板)を介して、かつ基板に対して垂直となるように配置し、全透過光、直線透過光(平行光線)を測定することにより求めることができ、具体的には、後述の実施例に記載される測定方法で測定することができる。
<Measurement method of 50 μm thickness total visible light transmittance and 50 μm thickness parallel visible light transmittance>
The average value of the total light transmittance and the parallel light transmittance (linear light transmittance) in the whole wavelength range when the substrate according to the present invention is irradiated with light having a wavelength of 400 to 700 nm in the thickness direction is 50 μm thick. Are converted to 50 μm thickness total visible light transmittance and 50 μm thickness parallel visible light transmittance, respectively.
Note that the light transmittance is determined by placing the light source and the detector through the substrate to be measured (sample substrate) and perpendicular to the substrate with air as a reference, total transmitted light, linearly transmitted light (parallel light) ) Can be obtained by measuring, and specifically, it can be measured by the measuring method described in the examples described later.
[基板のその他の物性]
本発明に係る基板は、より好ましくは、次のような物性を有する。
[Other physical properties of the substrate]
More preferably, the substrate according to the present invention has the following physical properties.
線熱膨張係数については、好ましくは0.05×10−5〜5×10−5K−1であり、より好ましくは0.2×10−5〜2×10−5K−1であり、特に好ましくは0.3×10−5〜1×10−5K−1である。線熱膨張係数は0.05×10−5K−1より小さくてもよいが、セルロース繊維等の線熱膨張係数を考えると、実現が難しい場合がある。一方、線熱膨張係数が5×10−5K−1より大きいと、繊維補強効果が発現しておらず、ガラスや金属材料との線熱膨張係数との違いから、雰囲気温度により、たわみや歪みが発生したり、光学部品で結像性能や屈折率狂う等の問題が発生したりする場合がある。 The linear thermal expansion coefficient is preferably 0.05 × 10 −5 to 5 × 10 −5 K −1 , more preferably 0.2 × 10 −5 to 2 × 10 −5 K −1 . Particularly preferably, it is 0.3 × 10 −5 to 1 × 10 −5 K −1 . Although a linear thermal expansion coefficient may be smaller than 0.05 * 10 <-5> K < -1 > , when linear thermal expansion coefficient, such as a cellulose fiber, is considered, realization may be difficult. On the other hand, when the linear thermal expansion coefficient is larger than 5 × 10 −5 K −1 , the fiber reinforcement effect is not expressed, and due to the difference from the linear thermal expansion coefficient with glass or metal material, the deflection or In some cases, distortion may occur, and problems such as imaging performance and refractive index deviation may occur in optical components.
曲げ強度については、好ましくは30MPa以上であり、より好ましくは100MPa以上である。曲げ強度が30MPaより小さいと、十分な強度が得られず、力の加わる用途への使用に影響を与えることがある。曲げ強度の上限については、通常600MPa程度であるが、繊維の配向を調整するなどの改良手法により、1GPa、更には1.5GPa程度の高い曲げ強度を実現することも期待される。 The bending strength is preferably 30 MPa or more, and more preferably 100 MPa or more. If the bending strength is less than 30 MPa, sufficient strength cannot be obtained, which may affect the use in applications where force is applied. The upper limit of the bending strength is usually about 600 MPa, but it is also expected to realize a high bending strength of about 1 GPa and further about 1.5 GPa by an improved method such as adjusting the fiber orientation.
曲げ弾性率については、好ましくは0.1〜100GPaであり、より好ましくは1〜40GPaである。曲げ弾性率が0.1GPaより小さいと、十分な強度が得られず、力の加わる用途への使用に影響を与えることがある。一方、100GPaより大きいものは実現が困難である。 About a bending elastic modulus, Preferably it is 0.1-100 GPa, More preferably, it is 1-40 GPa. If the flexural modulus is less than 0.1 GPa, sufficient strength cannot be obtained, which may affect use in applications where force is applied. On the other hand, a thing larger than 100 GPa is difficult to realize.
比重については、1.0〜2.5であることが好ましい。より具体的には、マトリクス材料としてガラス等のシリケート化合物や、チタネート化合物、アルミナ等の無機高分子以外の有機高分子や、無機高分子であっても多孔質材料を用いる場合は、本発明に係る基板の比重は、1.0〜1.8が好ましく、1.2〜1.5がより好ましく、1.3〜1.4が更に好ましい。ガラス以外のマトリクス材料の比重は1.6未満が一般的であり、かつ、セルロース繊維の比重が1.5付近であるので、比重を1.0より小さくしようとすると、セルロース繊維等の含有率が低下し、セルロース繊維等による強度向上が不十分となる傾向がある。一方、比重が1.8より大きいと、得られる配線基板の重量が大きくなり、ガラス繊維強化材料と比較して、軽量化をめざす用途に使用することが不利となる。 About specific gravity, it is preferable that it is 1.0-2.5. More specifically, when the porous material is used as a matrix material, such as a silicate compound such as glass, an organic polymer other than an inorganic polymer such as a titanate compound or alumina, or a porous material even if it is an inorganic polymer, it is included in the present invention. The specific gravity of the substrate is preferably 1.0 to 1.8, more preferably 1.2 to 1.5, and still more preferably 1.3 to 1.4. The specific gravity of the matrix material other than glass is generally less than 1.6, and the specific gravity of the cellulose fibers is around 1.5. Therefore, when the specific gravity is attempted to be smaller than 1.0, the content of cellulose fibers and the like Decreases, and the strength improvement by the cellulose fiber or the like tends to be insufficient. On the other hand, if the specific gravity is larger than 1.8, the weight of the obtained wiring board is increased, and it is disadvantageous to use it for the purpose of reducing the weight as compared with the glass fiber reinforced material.
また、マトリクス材料としてガラス等のシリケート化合物や、チタネート化合物、アルミナ等の無機高分子(多孔質材料を除く)を用いる場合は、本発明に係る基板の比重は、1.5〜2.5が好ましく、1.8〜2.2がより好ましい。ガラスの比重は2.5以上が一般的であり、かつ、セルロース繊維の比重が1.5付近であるので、比重を2.5より大きくしようとすると、セルロース繊維等の含有率が低下し、セルロース繊維等による強度向上が不十分となる傾向がある。一方、比重が1.5より小さくなると、繊維間の空隙の充填が不十分になる可能性がある。 Further, when a silicate compound such as glass, an inorganic polymer such as titanate compound or alumina (excluding a porous material) is used as a matrix material, the specific gravity of the substrate according to the present invention is 1.5 to 2.5. Preferably, 1.8 to 2.2 is more preferable. The specific gravity of the glass is generally 2.5 or more, and the specific gravity of the cellulose fiber is around 1.5. Therefore, when the specific gravity is attempted to be larger than 2.5, the content ratio of the cellulose fiber and the like is reduced. There exists a tendency for the strength improvement by a cellulose fiber etc. to become inadequate. On the other hand, if the specific gravity is less than 1.5, the filling of the gaps between the fibers may be insufficient.
[配線基板の構成及び特長]
次に上述のような基板上に配線回路が形成された本発明の配線基板について説明する。
[Configuration and features of wiring board]
Next, the wiring board of the present invention in which a wiring circuit is formed on the above-described board will be described.
本発明の配線基板は、上述のような基板上に、常法に従って配線回路を形成することにより製造される。 The wiring board of the present invention is manufactured by forming a wiring circuit on the above-described board according to a conventional method.
配線回路は例えば、基板に銅、銀、金、アルミニウム、マグネシウム、タンタル等の金属又はこれらの合金の箔を圧着するか、或いは、蒸着、スパッタリング等によりこのような金属又は合金膜を形成した後、これを常法に従って、所定の回路形状にエッチング処理することにより形成することができる。 For example, the wiring circuit may be formed by pressing a foil of a metal such as copper, silver, gold, aluminum, magnesium, tantalum or the like or an alloy thereof on the substrate, or forming such a metal or alloy film by vapor deposition, sputtering, or the like. This can be formed by etching into a predetermined circuit shape according to a conventional method.
本発明の配線基板は、配線回路を形成した基板を複数枚積層した多層配線基板とすることもでき、また、基板には基板の表裏面の導通を図るためのスルーホールを形成することもできる。 The wiring board of the present invention can be a multilayer wiring board in which a plurality of boards on which wiring circuits are formed are laminated, and a through hole can be formed in the board for conduction between the front and back surfaces of the board. .
本発明の配線基板の基板は、等方的な高熱伝導性を有し、更には、高透明性、低熱膨張性、高強度、高弾性等の特性を備えるものとすることから、次のような効果を奏する。 The substrate of the wiring board of the present invention has isotropic high thermal conductivity, and further has characteristics such as high transparency, low thermal expansion, high strength, and high elasticity. Has an effect.
(1)等方的な高熱伝導性を有し、放熱性に優れることから、自動車用集積型LED照明システムのようなパワーシステムに用いられる大電流用配線基板として、優れた放熱性を示す。因みに、本発明に係る基板の熱伝導率は、従来の配線基板用樹脂の熱伝導率(一般に0.17〜0.22W/m・k)に比べて格段に高く、シリカフィラー高充填の樹脂基板と同等である。 (1) Since it has isotropic high thermal conductivity and is excellent in heat dissipation, it exhibits excellent heat dissipation as a wiring board for large currents used in power systems such as automotive integrated LED lighting systems. Incidentally, the thermal conductivity of the substrate according to the present invention is much higher than that of the conventional wiring board resin (generally 0.17 to 0.22 W / m · k), and is a resin with high silica filler filling. It is equivalent to a substrate.
(2)透明性であるため、内蔵受動素子のトリミングが可能となる。
従来の基板は不透明であり、受動素子を内蔵したものを、外部から容量の微調整(トリミング)をすることは不可能であった。このため、一旦作成した後、良品・不良品を選別しなければならなかった。これに対して、本発明に係る基板は、透明とすることができるため、内蔵した受動素子の位置を外部から確認でき、更に外部からレーザー等を用いてトリミングが可能である。そのため、作成後、特性に合わせて微調整が可能になり、歩留りを高めることができる。
(2) Since it is transparent, the built-in passive element can be trimmed.
Conventional substrates are opaque, and it is impossible to finely adjust (trim) the capacitance of a substrate incorporating a passive element from the outside. For this reason, it was necessary to sort non-defective / defective products once they were created. In contrast, since the substrate according to the present invention can be transparent, the position of the built-in passive element can be confirmed from the outside, and further, trimming can be performed from the outside using a laser or the like. Therefore, after the creation, fine adjustment can be made according to the characteristics, and the yield can be increased.
(3)低熱膨張性(例えば7×10−6K−1)であり、チップを直接搭載するパッケージ基板に好適である。
従来の一般的な基板は樹脂とガラスクロスの組み合わせで、その線熱膨張率は15×10−6〜20×10−6K−1程度である。一方、半導体チップ(シリコン)は3×10−6〜4×10−6K−1で、チップを直接搭載する際、その熱膨張率の差による熱応力を緩和するためアンダーフィル剤を充填している。これに対して、本発明に係る基板は、ガラス程度の低熱膨張性であり、チップの熱膨張率に近い特性を有し得るため、チップとの熱膨張の差による熱応力の問題はない。
(3) Low thermal expansion (for example, 7 × 10 −6 K −1 ) and suitable for a package substrate on which a chip is directly mounted.
A conventional general substrate is a combination of resin and glass cloth, and the coefficient of linear thermal expansion is about 15 × 10 −6 to 20 × 10 −6 K −1 . On the other hand, the semiconductor chip (silicon) is 3 × 10 −6 to 4 × 10 −6 K −1 , and when the chip is directly mounted, an underfill agent is filled to alleviate the thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient. ing. On the other hand, the substrate according to the present invention has a low thermal expansion property similar to that of glass, and can have characteristics close to the thermal expansion coefficient of the chip, so there is no problem of thermal stress due to the difference in thermal expansion from the chip.
(4)高強度(例えば曲げ強度460MPa程度)・高弾性率(例えば曲げ弾性率30Gpa程度でガラスの約2倍)であり、薄型パッケージ基板に好適である。
従来の基板は薄型にすると剛性が十分でなく、片面モールドしたパッケージでは反りが大きくなり、信頼性等に問題があるが、本発明に係る基板の弾性率はガラスに比べて非常に高くし得るため、薄型基板でも非常に剛性が高くなり、片面モールドしたパッケージに適用しても反りを非常に小さくできることができる。
(4) High strength (for example, bending strength of about 460 MPa) and high elastic modulus (for example, bending elastic modulus of about 30 Gpa and about twice that of glass) are suitable for thin package substrates.
If the conventional substrate is thin, the rigidity is not sufficient, and the single-side molded package has a large warp, and there is a problem in reliability, etc., but the elastic modulus of the substrate according to the present invention can be very high compared to glass. Therefore, even a thin substrate has very high rigidity, and even when applied to a single-sided molded package, warpage can be very small.
[配線基板の用途]
本発明の配線基板は、半導体実装用配線基板、特に今後必要とされるフリップチップ型パッケージ、受動素子内蔵化技術の分野への適用が期待され、特に、その優れた放熱性により大電流配線基板に有用である。
[Application of wiring board]
The wiring board of the present invention is expected to be applied to the field of semiconductor mounting wiring boards, particularly flip chip type packages that will be required in the future, and passive element built-in technology fields. Useful for.
以下に、実施例、及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により限定されるものではない。なお、以下において、各種物性の測定方法は次の通りである。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist. In the following, methods for measuring various physical properties are as follows.
[繊維の結晶化度]
結晶化度はX線回折測定により得られたX線回折図上の結晶散乱ピーク面積の割合として定義した。製造された繊維集合体をサンプルホルダーに装着し、X線回折の回折角度を10゜〜32゜まで操作して測定した。得られたX線回折図からバックグラウンド散乱を除去した後、X線回折曲線上の10°、18.5°、32°を直線で結んだ面積が非晶部分となり、それ以外が結晶部分となる。セルロース結晶化度は回折図全体の面積に対する結晶部分の割合として、下記の式により算出した。
結晶化度=(結晶部分の面積)/(X線回折図全体の面積)×100(%)
[Fiber crystallinity]
The crystallinity was defined as the ratio of the crystal scattering peak area on the X-ray diffraction diagram obtained by X-ray diffraction measurement. The manufactured fiber assembly was mounted on a sample holder, and the diffraction angle of X-ray diffraction was manipulated from 10 ° to 32 ° for measurement. After removing background scattering from the obtained X-ray diffraction pattern, the area connecting 10 °, 18.5 °, and 32 ° with a straight line on the X-ray diffraction curve becomes an amorphous part, and the other part is a crystal part. Become. The cellulose crystallinity was calculated by the following formula as a ratio of the crystal part to the area of the entire diffraction pattern.
Crystallinity = (Area of crystal part) / (Area of entire X-ray diffraction diagram) × 100 (%)
[50μm厚全可視光透過率]
硬化物に対して、厚さ方向に波長400〜700nmの光を照射した時の全波長域における全光線透過率、平行光線透過率(直線光線透過率)の平均値を各々50μm厚に換算して、それぞれ50μm厚全可視光透過率、50μm厚平行可視光透過率とする。
なお、光線透過率は、空気をレファレンスとして、光源とディテクターを被測定基板(試料基板)を介して、かつ基板に対して垂直となるように配置し、全透過光、直線透過光(平行光線)を測定することにより求めることができる。
[50 μm thick total visible light transmittance]
The average value of the total light transmittance and parallel light transmittance (linear light transmittance) in the entire wavelength range when the cured product is irradiated with light having a wavelength of 400 to 700 nm in the thickness direction is converted into a thickness of 50 μm. The total visible light transmittance is 50 μm and the parallel visible light transmittance is 50 μm.
Note that the light transmittance is determined by placing the light source and the detector through the substrate to be measured (sample substrate) and perpendicular to the substrate with air as a reference, total transmitted light, linearly transmitted light (parallel light) ) Can be obtained by measuring.
[50μm厚平行可視光透過率]
<測定装置>
日立ハイテクノロジーズ社製「UV−4100形分光度計」(固体試料測定システム)を使用。
[50 μm thickness parallel visible light transmittance]
<Measurement device>
Uses "UV-4100 spectrophotometer" (solid sample measurement system) manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation.
<測定条件>
・6mm×6mmの光源マスク使用
・測定サンプルを積分球開口より22cm離れた位置において測光した。サンプルをこの位置に置くことで、拡散透過光は除去され、積分球内部の受光部に直線透過光のみが届く。
・リファレンスサンプルなし。リファレンス(試料と空気との屈折率差によって生じる反射。フレネル反射が生じる場合は、直線透過率100%ということはあり得ない。)がないため、フレネル反射による透過率のロスが生じている。
・スキャンスピード:300nm/min
・光源:タングステンランプ、重水素ランプ
・光源切り替え:340nm
<Measurement conditions>
-Use of a light source mask of 6 mm x 6 mm-Measured the measurement sample at a position 22 cm away from the integrating sphere opening. By placing the sample at this position, the diffuse transmitted light is removed, and only the linear transmitted light reaches the light receiving portion inside the integrating sphere.
・ No reference sample. Since there is no reference (reflection caused by the difference in refractive index between the sample and air. When Fresnel reflection occurs, the linear transmittance cannot be 100%), there is a loss of transmittance due to Fresnel reflection.
・ Scanning speed: 300nm / min
・ Light source: tungsten lamp, deuterium lamp ・ Light source switching: 340 nm
[熱伝導率(面厚方向)]
面厚方向の熱伝導率の測定には、プローブ法を採用し、京都電子工業(株)製QTM-D3形迅速熱伝導率計を用いた。標準プレートとして、縦150mm×横60mm×厚さ20mmのサイズのシリコンゴム(熱伝導率0.239W/mK)、石英ガラス(同1.416W/mK)、ジルコニア(同3.35W/mK)の3種類を用いた。試料サイズは縦100mm、横60mm、厚さ0.5、1、1.5mm(3種)とした。試料(積層板、またはマコール)を標準プレートの上に密着させて置き、その上からプローブを乗せて熱伝導率を測定した。標準プレートの熱伝導率を横軸に、偏差(={(測定値)−(標準プレートの熱伝導率)}/(標準プレートの熱伝導率))を縦軸にプロットし、最小二乗法による近似曲線における偏差が0になるときの熱伝導率を内挿法によって求め、積層板の面厚方向の熱伝導率とした。
[Thermal conductivity (surface thickness direction)]
For measuring the thermal conductivity in the surface thickness direction, a probe method was adopted and a QTM-D3 rapid thermal conductivity meter manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd. was used. Three types of standard plates: 150 mm long x 60 mm wide x 20 mm thick silicon rubber (thermal conductivity 0.239 W / mK), quartz glass (1.416 W / mK) and zirconia (3.35 W / mK) Using. The sample size was 100 mm in length, 60 mm in width, and 0.5, 1, and 1.5 mm in thickness (3 types). A sample (laminated plate or Macor) was placed in close contact with a standard plate, and a probe was placed on the sample to measure the thermal conductivity. Plot the thermal conductivity of the standard plate on the horizontal axis and the deviation (= {(measured value)-(thermal conductivity of the standard plate)} / (thermal conductivity of the standard plate)) on the vertical axis. The thermal conductivity when the deviation in the approximate curve becomes 0 was obtained by interpolation, and was defined as the thermal conductivity in the surface thickness direction of the laminate.
[熱伝導率(面内方向)]
面内方向の熱伝導率の測定には、Xeフラッシュ法を採用し、Bruker-axs社(製造元NETZSCH社)製Nanoflash LFA447型フラッシュ法熱拡散率測定装置を用いた。なお、本手法は試料の設置方法によって面内ばかりでなく、面厚方向の熱伝導率も測定可能である。10mm角に切り出した厚さ1〜3mmの試料の両面をグラファイトスプレーで黒化し、標準ホルダに固定して厚さ方向の熱拡散率を測定した。試料厚さは、積層板については0.8〜1mm、マコールについては厚さ1〜3mm、樹脂/セラミック成形材については1mmとした。積層板の面内方向の評価は,層状試料用ホルダ(ラメラホルダ)を用いて行った。13mm幅の試料を一定の幅(約1.2mm)の短冊状に切り出し、ホルダ上にそれぞれを90°回転させた状態で並べて固定した。パルス光照射は、パルス幅0.2ms、印加電圧202Vの条件で行った。すべての測定を設定雰囲気温度25℃で行った。得られた熱拡散率と、比熱、密度から熱伝導率を算出した。
[Thermal conductivity (in-plane direction)]
For measuring the thermal conductivity in the in-plane direction, the Xe flash method was adopted, and a Nanoflash LFA447 flash method thermal diffusivity measuring device manufactured by Bruker-axs (manufacturer NETZSCH) was used. Note that this method can measure not only in-plane but also thermal conductivity in the thickness direction depending on the sample placement method. Both sides of a sample with a thickness of 1 to 3 mm cut into 10 mm squares were blackened with graphite spray, fixed to a standard holder, and the thermal diffusivity in the thickness direction was measured. The sample thickness was 0.8 to 1 mm for the laminate, 1 to 3 mm for Macor, and 1 mm for the resin / ceramic molding. The in-plane direction of the laminate was evaluated using a layered sample holder (lamella holder). Samples having a width of 13 mm were cut into strips having a constant width (about 1.2 mm), and aligned and fixed on the holder while being rotated by 90 °. Pulse light irradiation was performed under the conditions of a pulse width of 0.2 ms and an applied voltage of 202V. All measurements were performed at a set ambient temperature of 25 ° C. The thermal conductivity was calculated from the obtained thermal diffusivity, specific heat, and density.
[繊維含有率]
製造された繊維強化複合樹脂製基板の重量と、この繊維強化複合樹脂製基板の製造に供した繊維集合体の重量から求めた。
[Fiber content]
It calculated | required from the weight of the manufactured fiber reinforced composite resin board | substrate, and the weight of the fiber assembly used for manufacture of this fiber reinforced composite resin board | substrate.
実施例1:BC含有繊維強化複合樹脂製基板
まず、凍結乾燥保存状態の酢酸菌の菌株(FF−88)に培養液を加え、1週間静置培養した(25〜30℃)。培養液表面に生成したバクテリアセルロースのうち、厚さが比較的厚いものを選択し、その株の培養液を少量分取して新しい培養液に加えた。そして、この培養液を大型培養器に入れ、25〜30℃で7〜30日間の静地培養を行った。培養液には、グルコース2重量%、バクトイーストエクストラクト0.5重量%、バクトペプトン0.5重量%、リン酸水素二ナトリウム0.27重量%、クエン酸0.115重量%、硫酸マグネシウム七水和物0.1重量%とし、塩酸によりpH5.0に調整した水溶液(SH培地)を用いた。
Example 1: Substrate made of BC-containing fiber-reinforced composite resin First, a culture solution was added to a strain (FF-88) of acetic acid bacteria in a freeze-dried storage state, followed by static culture for one week (25-30 ° C). Among the bacterial celluloses produced on the surface of the culture solution, those having a relatively large thickness were selected, and a small amount of the culture solution of the strain was taken and added to a new culture solution. And this culture solution was put into the large incubator, and the static culture was performed at 25-30 degreeC for 7-30 days. The culture broth contained 2% glucose, 0.5% by weight Bacto yeast extract, 0.5% by weight Bacto peptone, 0.27% by weight disodium hydrogen phosphate, 0.115% by weight citric acid, 7 mg magnesium sulfate An aqueous solution (SH medium) having a hydrate content of 0.1% by weight and adjusted to pH 5.0 with hydrochloric acid was used.
このようにして産出させたバクテリアセルロースを培養液中から取り出し、2重量%のアルカリ水溶液で2時間煮沸し、その後、アルカリ処理液からバクテリアセルロースを取り出し、十分水洗し、アルカリ処理液を除去し、バクテリアセルロース中のバクテリアを溶解除去した。次いで、得られた含水バクテリアセルロース(含水率95〜99重量%のバクテリアセルロース)を、120℃、2MPaで3分ホットプレスし、厚さ約50μmの、BCシート(含水率0重量%)を得た。このBCシートの物性等は下記表1に示す通りであった。また、結晶化度は表2に示す通りであった。
The bacterial cellulose thus produced is taken out from the culture solution and boiled in a 2% by weight alkaline aqueous solution for 2 hours, and then the bacterial cellulose is taken out from the alkaline treatment solution, sufficiently washed with water, and the alkaline treatment solution is removed. Bacteria in bacterial cellulose were dissolved and removed. Subsequently, the obtained water-containing bacterial cellulose (bacterial cellulose having a water content of 95 to 99% by weight) was hot-pressed at 120 ° C. and 2 MPa for 3 minutes to obtain a BC sheet (
このBCシートを、透明エポキシ樹脂(ダイセル化学社製「セロサイド2021」)に減圧下(0.08MPa)で12時間浸漬処理して、組成物中でBCがランダムに配向した繊維強化複合材料を製造した。この繊維強化複合材料の繊維含有率は表2に示す通りであった。 This BC sheet is immersed in a transparent epoxy resin (“Celloside 2021” manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) under reduced pressure (0.08 MPa) for 12 hours to produce a fiber-reinforced composite material in which BC is randomly oriented in the composition. did. The fiber content of this fiber reinforced composite material was as shown in Table 2.
また、この繊維強化複合樹脂材料をマトリックス樹脂の液状前駆体の硬化方法に従って硬化させて直径50mm、厚さ10mmの試料を作製後、測定のためにそれぞれ板状に切り出し、この硬化物について、50μm厚全可視光透過率、50μm厚平行可視光透過率、熱伝導率を測定し、結果を表2に示した。 Further, this fiber reinforced composite resin material was cured in accordance with a curing method of a liquid precursor of a matrix resin to prepare a sample having a diameter of 50 mm and a thickness of 10 mm, and then cut into a plate shape for measurement. Thick total visible light transmittance, 50 μm thick parallel visible light transmittance, and thermal conductivity were measured, and the results are shown in Table 2.
実施例2:パルプ由来Nano MFC含有繊維強化複合樹脂製基板
ミクロフィブリル化セルロース:MFC(高圧ホモジナイザー処理で、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)をミクロフィブリル化したもの、平均繊維径1μm)を水に十分に撹拌し、1重量%濃度の水懸濁液を7kg調製し、グラインダー(栗田機械作成所製「ピュアファインミルKMG1−10」)にて、この水懸濁液を、ほぼ接触させた状態の1200rpmで回転するディスク間を、中央から外に向かって通過させる操作を30回(30pass)行った。
Example 2: Substrate made of pulp-derived Nano MFC-containing fiber reinforced composite resin Microfibrillated cellulose: MFC (microfibrillated softwood kraft pulp (NBKP) by high-pressure homogenizer treatment, average fiber diameter of 1 μm) sufficiently in water Stir to prepare 7 kg of a 1% by weight aqueous suspension and use a grinder (“Pure Fine Mill KMG1-10” manufactured by Kurita Kikai Co., Ltd.) at 1200 rpm in a state where the aqueous suspension is almost in contact. The operation of passing between the rotating discs from the center toward the outside was performed 30 times (30 passes).
グラインダー処理により得られたNano MFC(平均繊維径60nm)を、0.2重量%水懸濁液に調製後、ガラスフィルターで濾過して製膜した。これを55℃で乾燥し、繊維含有率約70%、厚さ43μmのNano MFCシートを得た。このNano MFCの結晶化度は表2に示す通りであった。 Nano MFC (average fiber diameter 60 nm) obtained by the grinder treatment was prepared in a 0.2 wt% water suspension, and then filtered through a glass filter to form a film. This was dried at 55 ° C. to obtain a Nano MFC sheet having a fiber content of about 70% and a thickness of 43 μm. The crystallinity of the Nano MFC was as shown in Table 2.
このNano MFCシートに実施例1と同様にしてエポキシ樹脂を含浸させて、組成物中でNaNO MFCがランダム配向した繊維強化複合材料を製造し、実施例1と同様にして、この繊維強化複合材料を硬化させて基板を製造した。この繊維強化複合材料及び基板について実施例1と同様に評価を行って、結果を表2に示した。 This Nano MFC sheet was impregnated with an epoxy resin in the same manner as in Example 1 to produce a fiber reinforced composite material in which NaNO MFC was randomly oriented in the composition. In the same manner as in Example 1, this fiber reinforced composite material was produced. Was cured to produce a substrate. The fiber reinforced composite material and the substrate were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
実施例3:コットン由来Nano MFC含有繊維強化複合材料
パルプの代りにコットン(脱脂綿)を用いたこと以外は実施例2と同様にして、Nano MFCシートを製造した。このNano MFCの結晶化度は表2に示す通りであった。このNano MFCシートに、実施例1と同様にしてエポキシ樹脂を含浸させて、組成物中でNaNO MFCがランダム配向した繊維強化複合材料を製造し、実施例1と同様にして、この繊維強化複合材料を硬化させて基板を製造した。この繊維強化複合材料及び基板について実施例1と同様に評価を行って、結果を表2に示した。
Example 3: Cotton-derived Nano MFC-containing fiber reinforced composite material A Nano MFC sheet was produced in the same manner as in Example 2 except that cotton (absorbent cotton) was used instead of pulp. The crystallinity of the Nano MFC was as shown in Table 2. This Nano MFC sheet was impregnated with an epoxy resin in the same manner as in Example 1 to produce a fiber reinforced composite material in which NaNO MFC was randomly oriented in the composition. The material was cured to produce a substrate. The fiber reinforced composite material and the substrate were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
比較例1
エポキシ樹脂の硬化物について、実施例1と同様に評価を行って、結果を表2に示した。
Comparative Example 1
The cured epoxy resin was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
比較例2
無機ガラスについて、実施例1と同様に評価を行って、結果を表2に示した。
Comparative Example 2
The inorganic glass was evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
比較例3
バクテリアセルロースがランダム配向せず面方向に配向したBCシートを作製した。このBCの結晶化度は表2に示す通りであった。このBCに実施例1と同様にしてエポキシ樹脂を含浸させて組成物中でNaNO MFCがランダム配向した繊維強化複合材料を製造し、実施例1と同様にして、この繊維強化複合材料を硬化させて基板を製造した。この繊維強化複合材料及び基板について実施例1と同様に評価を行って、結果を表2に示した。
Comparative Example 3
A BC sheet was produced in which bacterial cellulose was not oriented randomly but oriented in the plane direction. The crystallinity of this BC was as shown in Table 2. This BC was impregnated with an epoxy resin in the same manner as in Example 1 to produce a fiber-reinforced composite material in which NaNO MFC was randomly oriented in the composition, and the fiber-reinforced composite material was cured in the same manner as in Example 1. The substrate was manufactured. The fiber reinforced composite material and the substrate were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
表2より、本発明によれば、等方的な高熱伝導性を有し、熱の放散性に優れた配線基板が提供されることがわかる。 From Table 2, it can be seen that according to the present invention, a wiring board having isotropic high thermal conductivity and excellent heat dissipation is provided.
実施例4:多層配線基板
本実施例では多層配線基板を作成した。以下、図1を用いて説明する。
・ミクロフィブリル化セルロース(FMC)プリプレグの作製
グラインダー処理し、ランダム解繊したミクロフィブリル化セルロース(平均繊維径20nm)のチョップ(平均繊維長さ2mm)を水に5重量%の割合で分散させ、その分散液を吸引濾過後、そこにエタノールを注入してミキサーにて再攪拌する工程を3回繰り返した。ミキサーにて再攪拌することで解繊した繊維がランダムのまま分散媒中に維持され、無配向でランダム状の不織布となる。次いで、同様にしてエタノールの代わりにエポキシ樹脂ワニスを注入する工程を3回繰り返し、最後にプレスで厚さ200μmまで加圧圧縮してプリプレグを得た。
Example 4: Multilayer wiring board In this example, a multilayer wiring board was prepared. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
-Preparation of microfibrillated cellulose (FMC) prepreg Dispersed chops (
エポキシ樹脂ワニスはビスフェノールA型のエポキシ樹脂(油化シェル社製「エピコート828」)100重量部に対して、硬化剤としてメタフェニレンジアミン(和光純薬社製)11.4重量部、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成社製「2E4MZ・CN」)0.2重量部をメチルエチルケトンに溶解することにより得た。ワニスの固形分濃度は50重量%とした。 The epoxy resin varnish is 11.4 parts by weight of metaphenylenediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a curing agent with respect to 100 parts by weight of a bisphenol A type epoxy resin (“Epicoat 828” manufactured by Yuka Shell), a curing accelerator. It was obtained by dissolving 0.2 parts by weight of 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole (“2E4MZ · CN” manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) in methyl ethyl ketone. The solid content concentration of the varnish was 50% by weight.
この不織布にエポキシ樹脂ワニスを含浸した試料を110℃で5分、次いで120℃で5分乾燥して溶媒を除去して最終のプリプレグ1を得た。含浸した樹脂含量はプリプレグ全体の56重量%とした。
A sample in which the nonwoven fabric was impregnated with an epoxy resin varnish was dried at 110 ° C. for 5 minutes and then at 120 ° C. for 5 minutes to remove the solvent and obtain the
・銅張積層板の作製
上記で得られたプリプレグ1の両面に、図1(a)に示す如く、銅箔2(日本電解社製、18μm厚)を設置してプレスで加熱圧着することにより、図1(b)に示す銅張積層板3を得た。プレスの条件は圧力30kgf/cm2で、室温から10℃/分で170℃まで昇温させ、さらに170℃で60分圧着した。
-Production of copper-clad laminate By installing copper foil 2 (manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., 18 μm thickness) on both sides of the
・内層配線基板の作製
基板の上下の電気的導通をとるため、上記で得られた銅張積層板3の所定の部分に、図1(c)に示す如く、孔3Aを明け、さらに図1(d)に示すように孔3Aの内壁部分にめっきを施しスルーホール3Bを形成した。さらに両面の導体部分に所定の配線回路をレジスト露光現像、エッチング工程により形成して、図1(e)に示す内層用両面配線基板4を得た。
-Production of inner layer wiring board In order to establish electrical continuity between the upper and lower sides of the board, as shown in FIG. 1 (c), a
・多層配線基板の作製
図1(f),(g)に示すように、上記で作製した内層用配線基板4を複数枚(ここでは3枚)と最外層の銅箔2を2枚用いて、プリプレグ1を接着層としてプレスによる加熱圧着で多層板5を形成した。プレスの条件は圧力15kgf/cm2で、室温から10℃/分で170℃まで昇温させ、さらに170℃で60分圧着した。得られた多層板5の各層間の電気的接続をとるため、図1(h),(i)に示す如く、所定部分に貫通孔5Aを明け、さらに孔5Aの内壁部分にめっきを施しスルーホール5Bを形成した。さらに最外層の導体部分に所定の配線回路をレジスト露光現像、エッチング工程により形成して、最終的に図1(j)に示す多層配線基板6を得た。
Production of multilayer wiring board As shown in FIGS. 1 (f) and (g), a plurality of
得られた多層配線基板6は絶縁層の部分がすべて透明で、外観から内部の銅導体から形成される配線回路をすべて確認することができた。
本実施例の多層配線基板の特性は、室温強度500MPa、室温弾性30GPa、率熱膨張率8ppm/Kであった。
The obtained
The characteristics of the multilayer wiring board of this example were room temperature strength 500 MPa, room temperature elasticity 30 GPa, and coefficient of
実施例5:コンデンサ内蔵多層配線基板
本実施例では、コンデンサ内蔵多層配線基板を作製した。以下、図2を用いて説明する。
ミクロフィブリル化セルロースプリプレグ1、銅張積層板3、内層用両面配線基板4の作製は実施例4と同様に実施した。
Example 5: Multi-layer wiring board with built-in capacitor In this example, a multi-layer wiring board with a built-in capacitor was manufactured. Hereinafter, a description will be given with reference to FIG.
Production of the
・内蔵コンデンサ用内層基板の作製
内蔵コンデンサを形成するために、絶縁層に高誘電率の樹脂を用いた内層配線基板を上記基板とは別個に作製した。
高誘電率樹脂のワニスはチタン酸バリウム(東邦チタニウム社製、平均粒径0.2μm)60重量部に、実施例4で用いたビスフェノールA型のエポキシ樹脂(油化シェル社製「エピコート828」)40重量部、硬化剤としてメタフェニレンジアミン(和光純薬社製)4.6重量部、硬化促進剤として1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール(四国化成社製「2E4MZ・CN」)0.08重量部をメチルエチルケトンに溶解することにより得た。ワニス濃度は固形分量80重量%とした。
-Production of inner layer substrate for built-in capacitor In order to form a built-in capacitor, an inner layer wiring substrate using a high dielectric constant resin for the insulating layer was produced separately from the above substrate.
The high dielectric constant resin varnish is 60 parts by weight of barium titanate (manufactured by Toho Titanium Co., Ltd., average particle size 0.2 μm) and bisphenol A type epoxy resin used in Example 4 (“Epicoat 828” manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.). ) 40 parts by weight, 4.6 parts by weight of metaphenylenediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a curing agent, and 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole (“2E4MZ · CN”, manufactured by Shikoku Kasei Co., Ltd.) as a curing accelerator ) It was obtained by dissolving 0.08 parts by weight in methyl ethyl ketone. The varnish concentration was 80% by weight of solid content.
図2(a),(b)に示す如く、得られたワニス7を銅箔2(日本電解社製、18μm厚)の片面に平均28μmの厚さで塗工して、80℃で10分間熱風乾燥して溶剤を除去した。図2(c),(d)に示す如く、さらにワニス塗工面にもう一枚の銅箔(日本電解社製、18μm厚)を重ね、通常の銅張積層板と同様にプレスで加熱圧着して、誘電体8の両面に銅箔2が形成された両面銅張基板9を得た。プレスの条件は厚さを制御して加圧し、温度は室温から10℃/分で170℃まで昇温させ、さらに170℃で60分圧着した。厚さは20μmとした。内蔵するコンデンサの容量は両面銅箔で形成される電極面積で決まり、所定の容量になるように、また必要に応じてコンデンサ間の接続、インダクタの形成などを考慮して電極も含めて所定の配線回路パターンをレジスト露光現像、エッチング工程により形成して、図2(e)に示す内蔵コンデンサ用内層基板10を作製した。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the obtained varnish 7 was coated on one side of a copper foil 2 (manufactured by Nippon Electrolytic Co., Ltd., 18 μm thick) with an average thickness of 28 μm, and then at 80 ° C. for 10 minutes. The solvent was removed by hot air drying. As shown in FIGS. 2 (c) and 2 (d), another copper foil (manufactured by Nihon Electrolytic Co., Ltd., 18 μm thickness) is further stacked on the varnish coated surface, and heat-pressed with a press in the same manner as a normal copper-clad laminate. Thus, a double-sided copper-clad substrate 9 in which the
・多層配線基板の作製
図2(f),(g)に示す如く、上記の内層用配線基板4を2枚、内蔵コンデンサ用内層基板10を2枚と最外層の銅箔2を2枚用いて、プリプレグ1を接着層としてプレスによる加熱圧着で多層板を形成した。プレスの条件は圧力15kgf/cm2で、室温から10℃/分で170℃まで昇温させ、さらに170℃で60分圧着した。図2(h),(i)に示す如く、得られた多層板11の各層間の電気的接続をとるため、所定部分に貫通孔11Aを明け、さらに孔11Aの内壁部分にめっきを施しスルーホール11Bを形成した。さらに最外層の導体部分に所定の配線回路をレジスト露光現像、エッチング工程により形成して、最終的に図2(j)に示すコンデンサを内蔵した多層配線基板12を得た。
Production of multilayer wiring board As shown in FIGS. 2 (f) and 2 (g), two
本実施例のコンデンサ内蔵多層配線基板12では、内部に形成されたコンデンサも外観から確認することができる。そのため、図2(k)に示すように、コンデンサ内蔵多層配線基板12に部品13を搭載後、特性確認により内部のコンデンサのトリミングをレーザ等により容易に行うことができた。また、コンデンサと同様にインダクタについても外部から形状、位置が確認できるため、容易にレーザ等によりトリミングが可能であった。
本実施例のコンデンサ内蔵多層配線基板の特性は、室温強度400MPa、室温弾性25GPc、熱膨張率9ppm/Kであった。
In the multilayer wiring board 12 with a built-in capacitor according to the present embodiment, the capacitor formed inside can also be confirmed from the appearance. Therefore, as shown in FIG. 2 (k), after mounting the component 13 on the multilayer wiring board 12 with a built-in capacitor, the internal capacitor can be easily trimmed with a laser or the like by checking the characteristics. Further, since the shape and position of the inductor as well as the capacitor can be confirmed from the outside, trimming can be easily performed with a laser or the like.
The characteristics of the multilayer wiring board with a built-in capacitor of this example were room temperature strength of 400 MPa, room temperature elasticity of 25 GPc, and a thermal expansion coefficient of 9 ppm / K.
実施例4,5で作製した多層配線基板は、マトリックス材料中に繊維がランダムに配向した基板材料を用いているため、面内方向のみならず面圧方向にも優れた熱伝導性を有し、優れた放熱性を有する。また、得られた基板は高強度、高弾性率であり、機械的特性に優れていることが分かる。基板の弾性率が低い場合には、薄型にしていくと、パッケージ製造工程あるいは部品搭載時にたわみが発生しやすくなり、作業性、信頼性が著しく低下する。これに対して、本実施例のように弾性率が高い場合は薄型にしてもたわみ量が少なく、高密度実装、低コスト化に貢献する。また両面実装だけでなく、片面実装の形態でも高弾性率の場合、反りの発生が少なく様々な実装形態を取ることが可能となる。また、高強度の特性を有する基板は数多くの部品を搭載することができ、さらに温度サイクル、熱衝撃、高温放置など様々な信頼性試験でもクラック等の欠陥の発生を防ぐことができる。このように、本実施例により得られた基板は、薄型パッケージ用基板に好適であり、高密度実装が可能である。 The multilayer wiring boards produced in Examples 4 and 5 have excellent thermal conductivity not only in the in-plane direction but also in the surface pressure direction because the substrate material in which the fibers are randomly oriented in the matrix material is used. Excellent heat dissipation. Moreover, it turns out that the obtained board | substrate is high intensity | strength and a high elasticity modulus, and is excellent in a mechanical characteristic. When the elastic modulus of the substrate is low, if the substrate is made thin, deflection is likely to occur during the package manufacturing process or component mounting, and workability and reliability are significantly reduced. On the other hand, when the elastic modulus is high as in the present embodiment, the amount of flexure is small even if it is thin, contributing to high-density mounting and cost reduction. Further, not only double-sided mounting but also single-sided mounting, in the case of high elastic modulus, it is possible to take various mounting forms with less warping. In addition, a substrate having high strength characteristics can be equipped with a large number of components, and further, it is possible to prevent the occurrence of defects such as cracks in various reliability tests such as temperature cycling, thermal shock, and high temperature storage. As described above, the substrate obtained in this example is suitable for a thin package substrate, and high-density mounting is possible.
従来の一般的な基板は樹脂とガラスクロスの組み合わせで熱膨張率は15〜20ppm/K程度である。一方、半導体チップ(シリコン)は3〜4ppm/Kで、チップを直接搭載する際、その熱膨張率のミスマッチによる熱応力を緩和するためアンダーフィル剤を一般的には充填している。
本実施例により得られる基板の熱膨張率は、上述の如く10ppm/K以下であるため、よりチップの熱膨張率に近い特性を有し、熱応力の低減を図ることができ、より一層の高信頼性を実現することができる。また、場合によってはアンダーフィル剤を除くことができ、より一層の低コスト化が図れる。
A conventional general substrate is a combination of resin and glass cloth, and has a thermal expansion coefficient of about 15 to 20 ppm / K. On the other hand, the semiconductor chip (silicon) is 3 to 4 ppm / K, and when the chip is directly mounted, an underfill agent is generally filled in order to relieve the thermal stress due to the mismatch of the thermal expansion coefficient.
Since the thermal expansion coefficient of the substrate obtained in this example is 10 ppm / K or less as described above, the thermal expansion coefficient of the substrate is closer to that of the chip, and thermal stress can be reduced. High reliability can be realized. In some cases, the underfill agent can be removed, and the cost can be further reduced.
1 プリプレブ
2 銅箔
3 銅張積層板
4 内層用両面配線基板
5 多層板
6 多層配線基板
7 ワニス
8 誘電体
9 両面銅張基板
10 内蔵コンデンサ用内層基板
11 多層板
12 多層配線基板
13 部品
DESCRIPTION OF
Claims (16)
該繊維が結晶化度50%以上の繊維であり、
該基板の厚さ方向の熱伝導率及び板面方向の熱伝導率がいずれも0.5W/m・k以上であることを特徴とする配線基板。 In a wiring board having a substrate made of a fiber-reinforced composite material containing fibers and a matrix material,
The fibers are fibers having a crystallinity of 50% or more;
A wiring board characterized in that the thermal conductivity in the thickness direction and the thermal conductivity in the plate surface direction of the board are both 0.5 W / m · k or more.
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