JP6483947B2 - 高周波用フレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Description
フッ素樹脂製の誘電体層と、
この誘電体層の両面に積層される一対の導電体層とを備え、
上記一対の導電体層のうち少なくとも一方が配線パターンを構成し、
上記配線の平均幅が25μm以上300μm以下であり、
上記配線が積層される領域の誘電体層の平均厚みが5μm以上125μm以下であり、
上記誘電体層の平均厚みに対する上記配線の平均幅の比が2.4倍以上30倍以下である
高周波用プリント配線板である。
図1の高周波用プリント配線板1は、フッ素樹脂製の誘電体層3と、この誘電体層3の両面に積層される一対の導電体層2,4とからなる三層構造を有する。当該高周波用プリント配線板1は例えばフレキシブルプリント配線板として用いられる。
上記配線パターン2は、複数の配線2aを有している。各配線2aは、高周波用プリント配線板1の仕様によって適宜設定される。この配線パターン2は、金属膜のエッチングや切削、あるいは印刷等の手法によって形成することができる。なお、配線2aは、誘電体層3との界面に形成された防錆層(図示省略)を有することが好ましく、この防錆層はシランカップリング剤を含むとよい。また、この防錆層のシランカップリング剤が、誘電体層3のフッ素樹脂と化学結合しているとよい。なお、この防錆層は、後述するように誘電体層3との化学結合前にシランカップリング剤で表面処理することにより形成することができる。
上記ベース層4は、上述のように誘電体層3の裏面全面に亘って配設される金属層からなる層である。このベース層4は、配線パターン2と閉回路を構成する。例えば、一方で、上記配線パターン2とは独立した回路の一部としても利用される。このベース層4の平均厚みとしては、1μm以上2000μm以下が好ましく、10μm以上300μm以下がより好ましい。これにより、誘電体層3の形成に際して等においてベース層4が十分な強度を有するとともに、適切な厚みで表皮効果を利用することができる。
上記誘電体層3は、主成分がフッ素樹脂である樹脂層から形成されている。この誘電体層3の主成分のフッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリフッ化ビリニデン(PVdF)等を挙げることができ、これらを単独で又は2種以上混合して用いることができる。このフッ素樹脂層に、反り防止や寸法安定性向上のために、フィラーやクロス、フィルムを挿入または混合させてもよい。また、着色、放熱性、反射性を付与するために、フィラーや添加剤を混合することもできる。
当該高周波用プリント配線板1は、上記構造のものが形成できれば特に限定されるものではなく、以下の工程を有する製造方法により容易かつ確実に製造することができる。
(1)誘電体層形成組成物3を用い、ベース層4の表面に誘電体層3を積層する工程
(2)誘電体層3に電離放射線を照射する工程
(3)上記誘電体層3の表面に配線パターン2を形成する工程
上記積層工程は、金属層であるベース層4に誘電体層形成組成物3をディスパーションとして図2(A)に示すように供給する手順と、この供給された誘電体層形成組成物3をスピンコート法やキャスティング法などを用いてベース層4の表面に図2(B)に示すように均一に塗布し、乾燥し、その後加熱により焼成する手順とを有している。なお、ベース層4と、誘電体形成材料組成物からなるフィルムとを積層してもよい。この誘電体層形成組成物は、上述のフッ素樹脂を主成分とするが、その他のフッ素樹脂以外の熱可塑性樹脂、熱伝導剤、中空粒子、メッキ付与剤、接着付与剤、接着架橋助剤などの任意成分を添加することもできる。
上記電離放射線照射工程は、誘電体層3に図2(C)に示すように電離放射線を照射することで、誘電体層3中のフッ素樹脂を架橋し、ベース層4の表面と化学結合させる工程である。なお、この電離放射線照射工程としては、(1)誘電体層積層工程後に後述の(3)配線パターン形成工程を行い、その後に配線パターン2の表面に電離放射線を照射することもできる。
上記配線パターン形成工程は、誘電体層3の表面に所定パターンの導電体層を形成する工程である。この形成方法は特に限定されず、例えば金属箔を積層後にエッチングする、打ち抜いた金属箔を積層する、金属線を配列するなどによりパターン化することが採用される。
当該高周波用プリント配線板1は、配線2aの形成誤差の許容範囲を大きく設定することができ、このため配線2aの形成が容易かつ確実に行い得る。また、フッ素樹脂製の誘電体層3の厚み及びこの配線2aの平均幅に対する比が上記範囲内とすることで、配線2aの平均幅が上述のような範囲内であるにもかかわらず、誘電正接を十分に小さくすることができ、高周波領域においても伝送損失を十分に小さくすることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
銅膜からなるベース層の表面に樹脂製の誘電体層を設け、この誘電体層の表面に一本の帯状の配線を配設することで実施例1〜6、比較例1〜12の高周波用プリント配線板を得る。なお、銅膜の平均厚みが10μm以上50μm以下、表面粗度が1.5μmのものを用いる。また、銅膜には防錆処理層が施されている。銅膜と誘電体層とは、化学結合させるため300g/cm以上の強度で接着しており、屈曲させても剥離しない。また、銅膜と誘電体層とは260℃、1分間の熱衝撃を負荷しても剥離しない。
実施例1〜6においては、主成分を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)とするフッ素樹脂材料を銅膜の表面に積層し、実施形態で説明したように電離放射線を照射することで誘電体層を形成する。この誘電体層の比誘電率εrは、2.1である。誘電体層の平均厚みは、実施例1及び4では12.5μm、実施例2及び5では25μm、実施例3及び6では40μmである。
比較例1〜6においては、上記実施例1〜6のようなフッ素樹脂製の誘電体層ではなく、液晶ポリマー(LCP)製の誘電体層を形成する。この誘電体層の比誘電率εrは、3.0である。誘電体層の平均厚みは、比較例1及び4では12.5μm、比較例2及び5では25μm、比較例3及び6では40μmである。
比較例7〜12においては、上記実施例1〜6のようなフッ素樹脂製の誘電体層ではなく、ポリイミド製の誘電体層を形成する。この誘電体層の比誘電率εrは、3.4である。誘電体層の平均厚みは、比較例7及び10では12.5μm、比較例8及び11では25μm、比較例9及び12では40μmである。
上記実施例1〜6及び比較例1〜12について周波数10GHz及び100GHzにおける伝送損失を測定すると、表1の通りとなる。この表1からも明らかなように、各実施例のものは対応する各比較例のものに比して高周波数帯域での伝送損失が小さいことが分かる。この伝送損失は、校正されたネットワークアナライザに実施例1〜12及び比較例1〜12を各々接続し、SパラメータのS21とS12との特性を計測することで得られる。
2 配線パターン(導電体層)
2a 配線
3 誘電体層(誘電体層形成材料)
4 ベース層(導電体層)
Claims (5)
- フッ素樹脂製の誘電体層と、
この誘電体層の両面に積層される一対の導電体層とを備え、
上記一対の導電体層のうち少なくとも一方が配線パターンを構成し、
上記配線の平均幅が25μm以上200μm以下であり、
上記配線が積層される領域の誘電体層の平均厚みが10μm以上50μm以下であり、
上記誘電体層の平均厚みに対する上記配線の平均幅の比が2.4倍以上3.5倍以下であり、
上記誘電体層の主成分が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であり、この誘電体層の比誘電率が1.6以上2.3以下であり、
上記導電体層の十点平均粗さ(Rz)が4μm以下であり、
上記誘電体層のフッ素樹脂が架橋し、
上記配線パターンの、誘電体層との界面にシランカップリング剤を含む防錆層が形成され、シランカップリング剤とフッ素樹脂とが化学結合している高周波用フレキシブルプリント配線板。 - 周波数10GHzにおいて上記配線パターンの伝送損失が0.23dB/cm以下である請求項1に記載の高周波用フレキシブルプリント配線板。
- 周波数100GHzにおいて上記配線パターンの伝送損失が3.1dB/cm以下である請求項1又は請求項2に記載の高周波用フレキシブルプリント配線板。
- 上記一対の導電体層のうち他方がベース層を構成し、
上記誘電体層のフッ素樹脂が上記ベース層と化学結合している請求項1、請求項2又は請求項3に記載の高周波用フレキシブルプリント配線板。 - 上記フッ素樹脂の架橋及び化学結合が電離放射線の照射により行われている請求項1から請求項4の何れか1項に記載の高周波用フレキシブルプリント配線板。
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