JP4224486B2

JP4224486B2 - プリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法

Info

Publication number: JP4224486B2
Application number: JP2005317096A
Authority: JP
Inventors: 哲橋本; 浩一島内
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP2007123737A

Description

本発明は、プリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法に関する。

ＧＨｚ帯域の高周波帯域の周波数の用途としては、表１に示すものがあり、表１に掲げるもの以外にも、ミリメートル波レーダを用いた自動車の衝突防止システムなどでは、７０ＧＨｚ以上になると予想される。

上記のような高周波帯域用のプリント回路やアンテナに使用される基板にあっては、低誘電率及び低誘電正接が求められ、これらの要求を満たすガラスクロス／フッ素樹脂基板が高周波帯域用基板として多用されている。しかし、上記ガラスクロス／フッ素樹脂基板は、周波数帯域が上昇すると誘電正接が高くなり、通信損失が増大するという欠点があった。この欠点を克服すべく、本出願人は、アラミド繊維不織布にフッ素樹脂を含浸させたプリプレグを絶縁体として用いたアラミド繊維／フッ素樹脂基板を提案した（例えば、特許文献１参照）。
特許第３６１４３９６号公報

前記アラミド繊維／フッ素樹脂基板は、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えることが可能であるが、吸水率が大きいためにハンダ耐熱性が十分とはいえなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えるとともにハンダ耐熱性に優れたプリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法を提供することを目的としている。

本発明は、アラミド繊維とフッ素樹脂のディスバージョンとの抄造物を圧縮成形することによって得られ、アラミド繊維１０〜４０重量％及びフッ素樹脂６０〜９０重量％を含み、空隙率が５％未満である不織布からなる基板材料の少なくとも片面側に、所定の導体パターンを形成する金属箔が配され、前記基板材料と前記金属箔との間にフッ素樹脂接着層が形成されているプリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法に関する。
前記基板材料は、アラミド繊維単独の不織布にフッ素樹脂を含浸させたものではなく、アラミド繊維のパルプにフッ素樹脂のディスパージョンを予め混ぜて絡められたものであるので、アラミド繊維の１つ１つがフッ素樹脂でコーティングされており、これを不織布にしているので基板材料自体に撥水性がある。さらに、アラミド繊維とフッ素樹脂との抄造物を圧縮して不織布にしているので、この工程で空気がある程度抜けている。このため、前記プリント基板は空隙が少なく、加熱しても空隙に入る蒸気の量が少なくなる。これらのことから、吸水率が低くなる。また、この基板材料はアラミド繊維とフッ素樹脂とから不織布であるため、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えることが可能である。

前記プリント基板は、上記基板材料の少なくとも片面側に、所定の導体パターンを形成する金属箔を配してなるプリント基板であり、前記基板材料と前記金属箔との間にフッ素樹脂接着層が形成されている。
このプリント基板によれば、上記基板材料が使用されており、アラミド繊維の１つ１つをフッ素樹脂でコーティングしたもので不織布を形成しているので基板材料自体に撥水性があり、さらに、アラミド繊維とフッ素樹脂との抄造物を圧縮して空気をある程度抜いているため、プリント基板にしても空隙が少なく、加熱しても空隙に入る蒸気の量が少なくなる。これらのことから、吸水率が低くなり、また、アラミド繊維とフッ素樹脂とからなるため、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えることが可能である。さらに、この基板材料と金属箔との間にフッ素樹脂接着層が形成されているので、フッ素樹脂が有するアンカー効果により金属箔とフッ素樹脂との間の密着性が改善されて、密着性のよいプリント基板が得られる。

また、上記基板材料の少なくとも片面側に、所定の導体パターンを形成する金属箔を配してなるプリント基板であって、前記基板材料と前記金属箔との間に液晶ポリマー接着層が形成されているプリント基板によれば、上記基板材料を使用しているので、吸水率が低く、また、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えることが可能である。さらに、この基板材料と金属箔との間に液晶ポリマー接着層が形成されており、液晶ポリマーは３０ＧＨｚ以上のミリメートル波帯域における誘電正接の上昇が低いので、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇が抑制されたプリント基板が得られやすくなる。

本発明によれば、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えるとともにハンダ耐熱性に優れたプリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法が提供される。

図１は、本発明の実施の形態に係るプリント基板１を示す断面図である。プリント基板１は、基板材料２の両面側に、所定の導体パターンを形成する金属箔としての銅箔４を配してなり、基板材料２と銅箔４との間にはフッ素樹脂接着層３が形成されている。なお、基板材料は１層のものが図示されているが、積層数は何層でもよい。

基板材料２は、アラミド繊維１０〜４０重量％及びフッ素樹脂６０〜９０重量％を含んでおり、前記アラミド繊維とフッ素樹脂のディスパージョンとの抄造物を６１％以上の圧縮率で圧縮成形させて得られた、空隙率が５％未満の不織布である。
フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が用いられるが、これ以外にも、例えば、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）を用いることができる。

基板材料２は、アラミド繊維とフッ素樹脂とを使用し、公知の湿式抄紙法を用いて形成される。例えば、ＰＴＦＥディスパージョンにアラミド繊維パルプを分散させてスラリーを調製し、このスラリーを所望の坪量に抄造し、加熱乾燥工程を経て一旦原紙とする。この原紙を密度が２．５倍以上になるように加熱加圧加工（カレンダー加工）して空隙率が５％未満の不織布を形成する。不織布の空隙が５％以上になると、吸水率が大きくなり、ハンダ耐熱性が悪くなるので好ましくない。

フッ素樹脂接着層３は、基板材料２と銅箔４との間に形成されており、フッ素樹脂が有するアンカー効果により銅箔４とフッ素樹脂との間の密着性が改善されることにより、密着性のよいプリント基板１が得られる。
フッ素樹脂接着層３のフッ素樹脂には、上記と同様のものを使用することができるが、ここではＰＦＡフィルムが基板材料２に積層されて用いられている。

上記プリント基板１は、アラミド繊維の１つ１つをフッ素樹脂でコーティングしたものを不織布にしているので基板材料２自体に撥水性がある。さらに、この基板材料２は、アラミド繊維とフッ素樹脂との抄造物を圧縮する工程で空気がある程度抜けている。このため、この基板材料２で形成したプリント基板１は空隙が少なく、加熱しても空隙に入る蒸気の量が少ない。これらのことから、吸水率が低くなる。また、基板材料２はアラミド繊維とフッ素樹脂とから不織布である基板材料２で形成したプリント基板１は、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇を抑制して通信損失を低く抑えることが可能である。さらに、プリント基板１は、基板材料２と銅箔４との間にフッ素樹脂接着層３が形成されているので、フッ素樹脂が有するアンカー効果により銅箔４とフッ素樹脂との間の密着性が改善されて、密着性に優れる。

本発明において、前述の実施形態に限らず、本発明の範囲内で適宜変更が可能である。
金属箔としては、銅箔４を用いているが、アルミニウム、鉄、ステンレス、ニッケル等の金属又はこれらの合金の箔を使用してもかまわない。
上記実施形態では、フッ素樹脂接着層３としてＰＦＡフィルムが基板材料２に積層されているが、フッ素樹脂フィルムを積層して接着層を形成する態様だけでなく、基板材料２にさらにフッ素樹脂、例えばＰＴＦＥを含浸させることによりフッ素樹脂接着層３を形成してもかまわない。
また、フッ素樹脂接着層３の代わりに、液晶ポリマー接着層を設けてもよい。液晶ポリマー接着層としては、液晶ポリマーからなるフィルムを使用することができる。この場合、液晶ポリマーは３０ＧＨｚ以上のミリメートル波帯域における誘電正接の上昇が低いので、周波数帯域の上昇に対する誘電正接の上昇が抑制されたプリント基板が得られやすくなる。

（実施例１）
アラミド繊維トワロンパルプ（４０重量％）とＰＴＦＥディスパージョン（三井・デュポンフロロケミカル社製ＰＴＦＥディスパージョン３４Ｊ）（６０重量％）とを公知の湿式抄紙法を用い、例えば、アラミド繊維パルプをＰＴＦＥディスパージョンに分散させてスラリーを調製し、このスラリーを所望の坪量に抄造し、加熱乾燥工程を経て原紙とし（住友商事プラスチック（株）販売トワロンＴＰＬシート（坪数２５０ｇ／ｍ^２、厚さ０．３６ｍｍ、密度０．６９ｇ／ｃｍ^３）、この原紙を３７０℃、１０．４ＭＰａで２時間熱プレスして、厚さ０．１４ｍｍ、密度１．７３ｇ／ｃｍ^３、空隙率４．９％の不織布を得た。
得られた空隙率４．９％の不織布の上下面に淀川ヒューテック（株）製ＰＦＡフィルム（厚さ２５μｍ）を配し、その上下面に銅箔（福田金属箔粉工業（株）製１８μｍ厚銅箔ＣＦＴ９ＬＰ）を配し、３５０℃、３ＭＰａで１時間真空プレスして実施例１のプリント基板を作成した。

（実施例２）
淀川ヒューテック（株）製ＰＦＡフィルムの代わりにジャパンゴアテックス（株）製液晶ポリマーＢＩＡＣ（登録商標）（厚さ２５μｍ）を使用する以外は実施例１と同様にして実施例２のプリント基板を作成した。

（実施例３）
実施例１と同様にして得られた密度１．７３ｇ／ｃｍ^３のトワロンＴＰＬシートにダイキン（株）製ＰＴＦＥディスパージョンＤ−７０Ｅを含浸してＰＴＦＥ比率７２．８重量％のシートを得た。このシートの上下面に実施例１と同様の銅箔を配し、３７０℃、５ＭＰａで４時間真空プレスして実施例３のプリント基板を作成した。

（比較例１）
アラミド繊維の不織布（アラミド繊維ペーパー：デュポン帝人アドバンスドペーパー社製ＴＨＥＲＭＯＵＮＴ＃８０坪数５６ｇ／ｍ^２）に、ＰＴＦＥディスパージョン（三井・デュポンフロロケミカル社製ＰＴＦＥディスパージョン３４Ｊ）を含浸したプリプレグを４枚積層し、その上下面に銅箔（福田金属箔粉工業（株）製１８μｍ厚銅箔ＣＦ−Ｔ９ＬＰ）を配し、熱プレス成形（成形条件：３８５℃、５ＭＰａ、６０分間）することによって、比較例１のプリント基板を作成した。なお、比較例１のプリント基板のフッ素樹脂含浸率は、８０重量％である。

実施例１〜３及び比較例１のプリント基板の誘電特性（誘電率及び誘電正接）、剥離強度、吸水率及び煮沸後のハンダ耐熱性の評価結果を表２に示す。なお、測定方法は、誘電率及び誘電正接については、測定周波数６、１０及び１２ＧＨｚでは円板共振器ストリップライン法、７５ＧＨｚではファブリペロー共振器法を用いた。剥離強度、吸水率及びハンダ耐熱性については、ＪＩＳ−Ｃ６４８１−１９９６（プリント配線板用銅張積層板試験方法）を使用した。

表２に示すように、実施例１〜３の測定周波数６ＧＨｚにおける誘電正接に対する測定周波数７５ＧＨｚにおける誘電正接の上昇比はそれぞれ２．２５、２、２であり、比較例１の４と比べて小さいことから高周波帯域における通信損失を低く抑えることができる。さらに、実施例１〜３の吸水率は比較例１に比べて低く、煮沸後のハンダ耐熱性も良好である。

本発明のプリント基板を示す断面図である。

符号の説明

１プリント基板
２基板材料
３フッ素樹脂接着層
４金属箔（銅箔）

Claims

アラミド繊維とフッ素樹脂のディスバージョンとの抄造物を圧縮成形することによって得られ、アラミド繊維１０〜４０重量％及びフッ素樹脂６０〜９０重量％を含み、空隙率が５％未満である不織布からなる基板材料の少なくとも片面側に、所定の導体パターンを形成する金属箔が配され、前記基板材料と前記金属箔との間にフッ素樹脂接着層が形成されているプリント基板をミリメートル波帯域通信に使用する方法。