JPH02187334A - 高周波回路用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電子機器用の基板、特に高周波領域での使用
に好適な高周波回路用基板に関する。

（従来の技術） 最近の電子工業、通信工業の各分野において、使用され
る周波数が次第に高周波の領域に移行し、従来多用され
ていたキロヘルツの領域からメガヘルツやギガヘルツの
領域の方に重要性が移行している。これらの高周波領域
では伝送のエネルギー損失が大きくなりやすく、比誘電
率（以下ε「と記載する）や誘電正接（以下ｔａｎδと
記載する）のより小さな誘電体基板が望まれるようにな
ってきた。この基板の用途の１つに高周波受信用平面ア
ンテナがある。

高周波受信用平面アンテナは誘電体層の一方の面に銅箔
等からなる円形、方形、クランク型等の共振器（放射器
）、マイクロストリップラインを、他方の面に金属板等
の接地導体を配置した平板状の基板から構成され、所望
の利得や指向性を出すため共振器をアレー化したりして
いる。そのため、使用される誘電体層はｔｒやｔａｎδ
が小さく高周波特性の良いことが要求される。

従来、誘電体層としてはＣ「の比較的低いポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリエチレン、ポリブロピレン、ポリ
スチレン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテン−１
等の樹脂を使用したり、これらに熱的、機械的な補強効
果を発現させるためガラス繊維を埋設させ架橋したり（
例えば特開昭６０−２５３５２８号公報）、ガラス繊維
として石英ガラス繊維を使用したり（特開昭５９−１０
９３４７号公報）、エポキシ樹脂等の誘電体層にガラス
バブル（微小中空球体）を混入する方法（特開昭６０−
１６７３９４号公報）が提案されている。

高周波の領域、すなわちギガヘルツの領域の周波数を使
用している衛星放送の電波はＶＨＦ、ＵＨＦ帯の地上放
送の電波のように、大電力化できず微弱であるため、ア
ンテナの利得を上げるうえでも、伝送損失の少ない基板
が要求されているがｔａｎδの小さいポリテトラフルオ
ロエチレン、ポリエチレン等の基板を用いいたものは、
製造工程が複雑となるばかりでなく、伝送損失を低下さ
せることに限界があり、満足できる基板は得られていな
い。

また、基材であるガラス繊維に石英ガラスを使用した積
層板は高価である上に、εｒやｔａｎδの低下に限界が
ある。

更に、微小中空球を絶縁層に混入する方法は工程が多く
、絶縁層中で微小中空球が均一に分散しないと、その回
路用基板上で誘電特性の偏りを生じる。また、微小中空
球と絶縁層との接着が悪いと水が侵入しεｒ＋ｔａｎδ
が高くなる。また、微小中空球にはその材質にεｒやｔ
ａｎδの比較的高いものを用いる場合が多いので、混入
量を多くしてもそれはどｔｆやｔａｎδが低下しない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、ａｆ及びｔａｎδが低く、基板の伝送損失が
小さく、誘電体層の片面または両面の金属導体層に回路
形成した後に発生する基板のそりを防止した補強効果に
優れた高周波用回路基板を提供しようとするものである
。

（ｍ題を解決するための手段） すなわち本発明は、金属導体と誘電体とからなる高周波
回路用基板において、誘電体層が樹脂を含浸したガラス
繊維基材および密度が真の密度の９０％以下である融着
または接着されたプラスチック粉末シートからなり、前
記樹脂含浸ガラス繊維基材に占めるガラス繊維量を、誘
電体層全体の２〜２０重量％としたことを特長とする。

以下、本発明を図面に従って詳細に説明する。

第１図は本発明になる回路板の積層構成例を示す断面図
であり、１．　　ｌｏは金属導体層、２，２′は真の密
度の９０％以下である融着または接着されたプラスチッ
ク粉末シート、３は樹脂含浸ガラス繊維基材である。ま
た、４．４゛は各構成材を接着するための樹脂層である
。これらの各構成材は、必要に応じて複数積層した任意
の構成を採ることができ、多層板とすることもできる。

本発明におけるプラスチック粉末シート２゜２°を構成
する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテンなど
の単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレ
ン−１−ブテン共重合体、プロピレン−ニーブテン共重
合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体のようなポリオレ
フィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリテトラ
フルオロエチレン、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、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、トリフルオ
ロクロルエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、
ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル等のフン素糸
樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重
合体、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合
体、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート等
の各種ポリアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ
ビニルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミ
ドイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
サルホン、ポリサルホン、ボリアリレート、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリフェニレンオキサイド、ポリエ
ーテルアミド、ポリエーテルイミド、ポリイソブチレン
、ポリオキシベンジレン、ポリブチレンテレフタレート
、ポリブタジェン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、尿素樹脂、メラ壽ン樹脂、ペンゾタ
アナミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、ホルマリン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フ
ェノキシ樹脂などがあり、これらを適宜変成しても良い
、またこれらの複合体としての混合物あるいは共重合体
などでも良く、これらを主成分とし必要に応じて架橋剤
、硬化剤および添加剤を用いてもよい、またこれらのプ
ラスチック粉末を他樹脂でコートして使用することもで
きる。

これらの中で、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテ
トラフルオロエチレン等のポリオレフィン系樹脂、フッ
素系樹脂が好ましい。

プラスチック粉末シートの密度はプラスチック粉末の真
の密度の９０％以下が良（，９０％を越えるとプラスチ
ック粉末が高充填となり粉末で囲まれた気泡構造が独立
気泡となり、温度変化による寸法変化が大きく、ａｒの
ような電気特性が悪化したり、εｒ、　ｔａｎδの値を
十分に低下させることはできない０本発明のように９０
％以下とすると’ｒｓＬａｎδを小さくでき、かつ気泡
構造は連続気泡が多数を占め、温度変化に対する特性の
ばらつきが少なくなる。プラスチック粉末シートの密度
はプラスチック粉末の真の密度の１０〜７０％が特に好
適な範囲である。

プラスチック粉末の融着あるいは接着は無圧下あるいは
加圧下で加熱等の手段により行なうことができる。熱硬
化性樹脂の場合はあらかじめ粉末を熱硬化させ、さらに
その粉末表面に接着剤や加熱溶融する樹脂をコートして
接着ないし融着することもできる。

樹脂含浸ガラス繊維基材３は、誘電体層を補強するため
のもので、厚み２０〜５００μｍのガラスクロスや不織
布に熱可塑性樹脂のフィルムや前述したプラスチックを
加熱、溶融後加圧して含浸させたものや、揮発性溶剤に
溶かして含浸させたものを用いることができるが、２０
〜２００μｍのポリオレフィン系樹脂フィルムを溶融含
浸させたものが好適に用いられる。

樹脂含浸ガラス繊維基材３に占めるガラス繊維は、誘電
体層全体の２〜２０重量％になるようにする。２重量％
未満ではａｒ　、　ｔａｎδの低下には効果があるもの
の、基板の補強効果が小さくなり、エツチング後基板の
そりが発生するという問題が生じる。また、２０重量％
より多くなると、基板のそりは発生しなくなるものの、
ａｒ　、　ｔａｎδが大きくなるという問題が生じる。

特に好ましいガラス繊維の比率は、誘電体層の６〜１３
重量％が特に好適な範囲である。

金属導体層１．１″は、銅、白銅、青銅、黄銅、アルミ
ニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、金、銀、白金等の
箔または板である。金属導体層としては一般には印刷回
路用の銅箔が好ましく、銅箔の中でもきわめて高純度の
無酸素ｍ箔が好ましく、エツチングによって所定の回路
を形成すればよい。

また、所定の回路を形成するためには銅メツキ、銀メツ
キ等を施してもよい。

本高周波回路用基板は金属導体層１．ｌｏ　とプラスチ
ック粉末シート２．２°および樹脂含浸ガラス繊維基材
３とプラスチック粉末シート２゜２″のそれぞれの間に
接着性樹脂層４．４°を介して積層する。

樹脂層４，４°としては、プラスチックフィルム、接着
剤用樹脂が好適であり、金属導体層１゜１゛のエツチン
グの際エツチング液がプラスチック粉末シート２．２°
中に侵入するのを防止したり、使用時における吸湿を防
止するのに効果がある。樹脂層４，４°の樹脂は樹脂含
浸基材３に用いた樹脂と同じものであってもよい。

（作　　用） 本発明の高周波回路用基板は、樹脂含浸基材およびプラ
スチック粉末シートとからなる誘電体層と金属導体層が
一体化された構成であるため、樹脂含浸基材の補強作用
により金属導体層に回路を形成した後に発生する基板の
反りを防止することができる。また、密度がプラスチッ
ク粉末の真の密度の９０％以下である融着または接着さ
れたプラスチック粉末シートにより、６ｒやｔａｎδを
低くすることができ、結果として伝送損失の大幅な低下
ができるものである。

（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

実施例１ プラスチック粉末シート２．２’　としてポリオレフィ
ン系樹脂の粉末ミペロンＸＭ−２２０（１高分子量ポリ
エチレンパウダー、平均粒子径０．０３ｍｍ、融点１３
６℃、樹脂密度０．９４ｇ／ａＪ、三井石油化学工業−
社製）を用い、周囲に枠をもった金属板上で振動を加え
て均一厚みにした後、２３０℃のオーブン中に入れ粉体
を焼結させ、密度がプラスチック粉末密度の６０％であ
る厚さ０゜８ｍｍのプラスチック粉末シートを得た。

樹脂含浸ガラス繊維基材３として、厚さ６０μｍのＥガ
ラスクロス（日東紡績株式会社製）１枚の両面にポリエ
チレンであるハイゼックスミリオン（三井石油化学工業
株式会社商品名）から形成される厚さ６０μｍのフィル
ムを１２枚ずつ重ねて１８０℃にて加熱溶融後加圧して
、厚さ１．４　ｍｍの樹脂含浸ガラス繊維基材を得た。

また、樹脂含浸ガラス繊維基材３のガラス繊維は誘電体
層の２重量％にした。

金属導体層１，１°　として３５μｍの銅箔（日本鉱業
株式会社製）を用い、金属導体層１，１゜とプラスチッ
ク粉末シート２，２°および樹脂含浸基材３とプラスチ
ック粉末シート２，２°それぞれの間に樹脂Ｎ４，４°
として厚さ５０μｍのアトマーフィルム（三井石油化学
工業株式会社商品名）を用いて、第１図に示すような構
成にしてこれらを積層し、スペーサーを用い１１０℃の
プレスで加熱接着し、厚さ３．２ｍｍ高周波回路用基板
を得た。

実施例２ 実施例１と同じく密度がプラスチック粉末の真の密度の
６０％である厚さＱ、５ｍｍのプラスチック粉末シート
を用い、更に厚さ６０μｍのＥガラスクロスを２枚用い
、このＥガラスクロスを挟み込むように３枚の厚さ６０
μｍのポリエチレンフィルムを重ねて１８０℃にて加熱
溶融後加圧して、厚さ２０μｍの樹脂含浸基材３を得た
。また、樹脂含浸基材３のガラス繊維は誘電体層の９重
量％であること以外は、実施例１と同様にして第１図に
示すような構成の厚さ１．５ｍｍの高周波回路用基板を
得た。

実施例３ 実施例１と同じく密度がプラスチック粉末の真の密度の
６０％である厚さＱ、　’ｌ　ｍ　ｍのプラスチック粉
末シートを用い、更に厚さ６０μｍのＥガラスクロスを
４枚用い、このＥガラスクロスを挟み込むように５枚の
厚さ８０μｍのポリエチレンフィルムを重ねて１８０℃
にて加熱溶融後加圧して、厚さ１４０μｍの樹脂含浸基
材３を得た。また、樹脂含浸基材３のガラス繊維は誘電
体層の２０重量％であること以外は、実施例１と同様に
して、第１図に示すような構成の厚さ１．１ｍｍの高周
波回路用基板を得た。

実施例４ 実施例１と同様に密度がプラスチック粉末の真の密度の
９０％である厚さ０．５３ｍｍのプラスチック粉末シー
トを用い、更に厚さ６０μｍのＥガラスクロスを１枚用
い、このＥガラスクロスを挟み込むように厚さ６０μｍ
のポリエチレンフィルムを１２枚ずつ重ねて１８０℃に
て加熱溶融後加圧して、厚さ１．３ｍｍの樹脂含浸基材
３を得た。

また、樹脂含浸基材３のガラス繊維は誘電体層の２重量
％であること以外は、実施例１と同様にして、第１図に
示すような構成の厚さ２．６　ｍ　ｍの高周波回路用基
板を得た。

比較例１ 実施例１と同様にして、厚さＱ、７ｍｍのプラスチック
粉末シート２．２°を用い、樹脂含浸基材は用いないこ
と以外は、実施例１と同様にして第２図に示すような構
成の厚さ０．９ｍｍの高周波回路用基板を得た。

比較例２ 密度がプラスチック粉末の真の密度の６０％である厚さ
７．２ｍｍのプラスチック粉末シートを用い、更に厚さ
６０μｍのＥガラスクロスを１枚用い、このＥガラスク
ロスを挟み込むように厚さ１２０μｍのポリエチレンフ
ィルムを１５枚ずつ重ねて１８０℃にて加熱溶融後加圧
して、厚さ３．６ｍｍの樹脂含浸基材３を得た。また、
樹脂含浸基材３のガラス繊維を誘電体層の１重量％とし
たこと以外は、実施例１と同様にして第１図に示すよう
な構成の厚さ６ｍｍの高周波回路用基板を得た。

比較例３ 実施例１と同様にして、密度がプラスチック粉末の真の
密度の６０％である厚さ０．２ｍｍのプラスチック粉末
シートを用い、更に厚さ６０μｍのＥガラスクロスを４
枚用い、このＥガラスクロスを挟み込むように５枚の厚
さ３５μｍのポリエチレンフィルムを重ねて１８０℃に
て加熱溶融後加圧して、厚さ２６０μｍの樹脂含浸基材
を得た。

また、樹脂含浸基材のガラス繊維を誘電体層の２５重量
％とじたこと以外は、実施例１と同様にして、第１図に
示すような構成の厚さＱ、９ｍｍの高周波回路用基板を
得た。

比較例４ 密度がプラスチック粉末の真の密度の１００％である厚
さ０．３５ｍｍのプラスチック粉末焼結シート（焼結し
てないシート）を用いた以外は実施例２と同様にして、
厚さ１．１ｍｍの高周波回路用基板を得た。

実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、比較例１、
比較例２、比較例３および比較例４で作製したそれぞれ
の高周波回路用基板のεｒ　、　ｔａｎδおよび金属導
体層である銅箔を回路形成するためのエツチングした後
の状態を表１に示した。

し１下ン゛ 比較例１および比較例２は、ε「およびｔａｎδの低下
が図れたが、回路形成のためのエツチング後に、基板の
そり発生の為に銅箔の浮き等が発生するという問題が生
じた。

比較例３および比較例４は、回路形成のためエツチング
後に基板のそりは発生しなかったが、εｒおよびｔａｎ
δの値が高くなるという問題が生じた。また、比較例２
の基板は厚さが厚くなりすぎるという問題を生じた。こ
れに対して、実施例１、実施例２、実施例３および実施
例４の基板は比較例１および比較例２のそれよりもやや
εｒおよびｔａｎδが高いものの、従来の高周波回路用
基板よりもεｒおよびｔａｎδを低下させ、回路形成の
ためのエツチングに於いても基板のそり等の問題は発生
しなかった。

（発明の効果） 本発明によれば、密度がプラスチック粉末の真の密度の
９０％以下である融着または接着されたプラスチック粉
末により、ε「及びｔａｎδを大幅に低下させることが
でき、樹脂含侵ガラス繊維基材により回路形成の為のエ
ツチング後の基板の反り、カールの発生がないものが得
られる。また、プラスチック粉末の気泡構造は連続気泡
が多数を占め温度変化に対する寸法変化が小さく特性の
バラつきが少なく、基板全体にわたり均一な誘電特性を
有する基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる高周波回路用基板の断面図で
あり、第２図は比較例１によって得られた高周波回路基
板の断面図である。 符号の説明 １．１°　　金属導体層 ２．２°　プラスチック粉末シート ３　　樹脂含浸基材 ４．４°　樹脂層 ３　樹脂含浸基材 ４．４″樹脂層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　金属導体と誘電体とからなる高周波回路用基板に
   おいて、誘電体層が樹脂を含浸したガラス繊維基材と、
   密度が真の密度の９０％以下である融着または接着され
   たプラスチック粉末シートからなり、前記樹脂含浸ガラ
   ス繊維基材のガラス繊維が、誘電体層全体の２〜２０重
   量％としたことを特徴とする高周波回路用基板。
2. ２．　樹脂含浸維ガラス繊維基材が、ガラスクロスの両
   面にポリオレフィン系樹脂フィルムを配置して加熱加圧
   することによって得られた樹脂含浸基材である請求項１
   に記載の高周波回路用基板。