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高周波対応耐熱性絶縁高分子材料の開発と低誘電正接の制御因子解明

兼容高频的耐热绝缘高分子材料的开发及低介电损耗角正切控制因素的阐明

基本信息

批准号：
21K04697
负责人：
石井淳一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toho University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04697/
关键词：
ビス（o-アミノフェノール）ジカルボン酸クロリドポリヒドロキシアミド（PHA）溶液加工性生ポリベンゾオキサゾール（PBO）ポリイミド（PI）低熱膨張性（低線熱膨張係数CTE）低誘電正接（低Df）低熱膨張化（低CTE化）溶媒溶解性溶液加工性位置異性体ビス（o-アミノフェノール）モノマー耐熱性絶縁高分子高周波比誘電率（Dk）誘電正接（Df）第5世代移動通信システム

项目摘要

優れた誘電特性が期待できるポリベンゾオキサゾール（PBO）フィルムの低熱膨張化について、初年度実績では、線熱膨張係数（CTE）38.5 ppm/Kを達成した。2年目の実績としては、PBOモノマーであるビス（o-アミノフェノール）とジカルボン酸クロリドの改良を進め、合成に成功した。それらモノマーの重合反応性は問題無く、重合し得られたPBO前駆体ポリヒドロキシアミド（PHA）粉末は、溶媒（N-メチル-2-ピロリドン）に対する溶解性が9.7～20 wt%（＠室温）を示し、優れた溶液加工性を有していた。そして、PHAフィルムの熱閉環で得られたPBOフィルムのCTEは32.0～33.5 ppm/Kを示し、初年度よりも低減できた。また、そのPBOフィルムはガラス転移温度が332～338 ℃と十分に高く、窒素下における5 %重量減少温度も471～563 ℃を示した。一方、申請時に計画した樹脂の化学構造と誘電正接（Df）の関係については、化学構造中の極性基をできるだけ排除して低吸湿化することで低Dfになる傾向を確認し、そして無極性置換基を高分子主鎖に導入することで、その効果が高まることを見出した。具体的には、系統的に化学構造を変化させた種々のポリイミド（PI）の中で、それらの特徴を併せ持つPIのDfが0.003（測定周波数10 GHz）になることがわかり、4,4'-ビフタル酸無水物と1,4-フェニレンジアミンから合成される代表的な低熱膨張性PIフィルムのDf値 0.0054（＠10 GHz）よりも低い値を示した。このPIフィルムの他の膜物性は、吸水率0.74 %、引張弾性率6.0 GPa、破断伸度8.9 %、窒素下における5 %重量減少温度499 ℃、室温から分解温度までに明瞭なガラス転移温度は示さず、100～200 ℃の平均CTEは1.7 ppm/Kと優れた寸法安定性をも有していた。

Excellent inductive characteristics are expected to be achieved at low thermal expansion (PBO), initial performance, and linear thermal expansion coefficient (CTE) of 38.5 ppm/K. 2 years of performance, PBO, and the improvement of the acid mixture, synthesis, success The solubility of PBO precursor (PHA) powder and solvent (N-methyl-2-ethyl) is 9.7~20 wt%(at room temperature), and the solution processability is excellent. The CTE of PBO and PHA in the closed loop was 32.0~33.5 ppm/K, and the CTE of PHA in the early stage was low. The temperature range of PBO is 332~338 ℃, and the temperature range of PBO is 471~563 ℃. On the one hand, the relationship between chemical structure and inductive positive contact (Df) of resin in the application plan is discussed. The polar group in chemical structure is excluded. The tendency of low moisture absorption is confirmed. The polar substitution group is not introduced. The effect is high. The specific chemical structure of the system is changed to include the species of PI, the characteristics of PI and the Df value of PI = 0.003 (measured frequency: 10 GHz). The low thermal expansion and high expansion PI of 4,4'-bis-acid anhydrous compound represented by 1,4-bis-acid synthesis are indicated. The properties of the film were water absorption of 0.74%, tensile strength of 6.0 GPa, breaking elongation of 8.9%, weight loss of 5% at room temperature of 499 ℃, decomposition temperature of 499 ℃, average CTE of 100~200 ℃ of 1.7 ppm/K and excellent process stability.