JPH02261641A - プラスチック粉末焼結誘電体シートの製造方法 - 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、高周波数領域で使用される金属張り積層板等
に用いられる誘電体シートの製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 最近の電子工業２通信工業の各分野において使用される
周波数は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εｒと称す）や誘電正接（以下Ｌａｎδと称す）
のより小さな誘電体を用いた基板が望まれるようになっ
てきた。これらの要求を満足する基板として、先に特願
昭６１−２０４０６２としてポリオレフィン等の粉末を
焼結させ、粉末と空気の分散状焼結誘電体（プラスチッ
ク粉末焼結多孔質体）を基板の誘電体に使用する方法を
提案した。この方法は従来のポリエチレンやポリプロピ
レン及びテトラフルオロエチレンなどの樹脂を誘電体と
した場合よりもεｒやｔａｎδが小さく高周波特性は良
好であり、これらの特性を生かし衛星放送受信用マイク
ロストリンブ方式平面アンテナやラジアルラインスロッ
トアンテナ方式の遅波用誘電体として用いられたり、衛
星通信、移動体無線などの高周波用基板として用いられ
ている。

（発明が解決しようとする課題） 高周波用基板の誘電体の厚みはおよそ使用する周波数に
より決まり、周波数が高くなる程薄く、反対に周波数が
低くなる程厚くなる０例えば自動車電話等に使用される
８００ＭＨｚでは、特性インピーダンスを５０Ωとした
場合εｒ１．５〜２．０で誘電体の厚みは５〜６鑓とな
る。そして２ＧＨ２では２ｍとなる。一方うシアルライ
ンスロットアンテナの遅波用誘電体にプラスチック粉末
焼結誘電体シートを用いる場合は厚みは３〜１０ｍとな
る。このような３〜１０閣の誘電体厚みの用途にプラス
チック粉末焼結誘電体シートをプラスチック粉末より成
形しようとする場合、長時間の加熱を要し量産性に劣る
欠点があった。このとき加熱温度に温度差があった場合
、長時間加熱し焼結させるのでプラスチック粉末の焼結
の度合いが場所により異なり、その結果εｒを変化させ
、共振周波数や基板の特性インピーダンスを変化させる
好ましくない問題を生じる。さらにこのプラスチン、り
粉末焼結誘電体シートの両面に金属板や金属箔を積層し
、金属張り積層板とした場合、反りが発生する問題があ
った。衛星放送受信用平面アンテナの場合、反りは受信
電波の位相をずらすので特に大きな問題となる。

（課題を解決するための手段） 本発明はプラスチック粉末焼結誘電体シートを高周波回
路用の金属張り積層板の誘電体やラジアルラインスロッ
トアンテナの遅波用誘電体に使用する場合、プラスチッ
ク粉末焼結誘電体シートを効率よく製造しさらに誘電体
のεｒの変化が少なく、誘電体の両面に金属板や金属箔
を積層し基板とした場合の反りを大幅に改善する目的で
なされたものである。すなわちプラスチック粉末を焼結
して得たプラスチック粉末焼結シートを融着又は接着層
を介して積層し、プラスチック粉末焼結シートよりも厚
みの厚いプラスチック粉末焼結誘電体シートを製造する
ことを特長とする。

プラスチック粉末焼結シートの製造方法としては基材上
にプラスチック粉末を投入し、これを基材と一定間隔を
保つ間隙を通し、一定厚みにプラスチック粉末を賦形し
、加熱焼結しシートを連続して成形する方法が一般的で
ある。プラスチック粉末焼結シートのεｒは焼結シート
の密度と良い相関があり、あらかじめεｒと密度の関係
をつかんでおくとシートの密度を測定することにより、
εｒを推定することができる。目的のεｒにするにはプ
ラスチック粉末の加熱温度や加熱時間を変えることによ
り達成される。プラスチック粉末焼結シートの加熱処理
は、プラスチック焼結シートを積層した場合の反りの主
原因である内部応力を緩和させるためになされるもので
あり、プラスチック粉末の融点より高い温度では処理時
間が短く逆に低い温度では処理時間を長くする必要があ
る。

熱処理は、プラスチック粉末焼結シートを加熱雰囲気中
におけばよく、その場合プラスチック粉末シートが固定
されないようにする。プラスチック粉末焼結シートの融
着はプラスチック粉末の融点前後の温度で必要に応じ加
圧しつつ加熱すればよい、接着層はその構造中に極性基
を多数含むとεｒやｔａｎδが高くなるので、そのよう
な場合接着層の厚みは必要最小限にすることが望ましい
。

接着剤としては、例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、エポキシフェノー
ル、ブチラールフェノール、ニトリルフェノール等が挙
げられる。また、接着フィルムとして（１）エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共
重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−マ
レイン酸共重合体、エチレン−無水マレイン酸グラフト
化重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル−酢酸ビ
ニル三元共重合体、アイオノマー重合体などのようにポ
リオレフィンにα、β−不飽和カルボン酸、またはその
エステル、その無水物もしくはその金属塩あるいは飽和
有機カルボン酸を通常の共重合またはグラフト共重合さ
せて得た共重合体、（ＩＩ）ポリオレフィンと前記（１
）の共重合体の混合物、（ＩＩ［）ポリオレフィンに粘
着付与剤等を配合した接着性配合物を挙げることができ
る。特に接着層は取扱い性が容易な接着フィルムが好適
である。

使用するプラスチック粉末としては熱可塑性、熱硬化性
樹脂粉末が用いられる０例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−ペンテ
ン−１等の単独重合体、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−１−ブ
テン共重合体のようなポリオレフィン共重合体、ポリテ
トラフルオロエチレン、四フッ化エチレン六フッ化プロ
ピレン共３１体、フッ化エチレンプロピレンエーテル樹
脂、フッ化アルコキシエチレン樹脂、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０、ポ
リカーボネート、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、
ポリエーテルイミド、ポリブタジェン、エポキシ樹脂な
どがあり、これを適宜変性しても良い。またこれらの複
合体としての混合物あるいは共重合物などでも良く、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
加剤を用いても良い、プラスチック粉末の粒径は平均粒
子径で０．００１−１　ｍのものを使用する。

プラスチック粉末焼結シートを融着または接着層を介し
て積層する際に、プラスチック粉末焼結シートの方向を
変えて積層するのはεｒのばらつきを分散させ小さくす
る目的でなされるものである。プラスチック粉末焼結シ
ートを連続して製造する場合、製造装置により幅方向の
同じ個所に同じεｒの変化したものが出来やすいので得
られたプラスチック粉末焼結シートを融着または接着層
を介して単に積層する場合、幅方向の同じ個所が重なり
εｒの変動が更に大きくなりやすい。これに対し方向を
かえて積層することによりεｒの変化が分散できεｒの
変動を小さくすることができる。方向はプラスチック粉
末焼結シートの表裏面をかえたり、幅方向をずらしたり
、製造方向を回転させることにより行うことができる。

プラスチック粉末焼結誘電体シートの両面に金属箔や金
属板を積層し金属張り積層板とする場合、金属の材質は
例えば銅や銅合金、アルミニウムが好ましい。反りを防
止する点で同じ材質、厚さのもので構成するのが良い。

（作用） 低倍率でしかも厚みの厚い内部に多くの空隙を有するプ
ラスチック粉末焼結誘電体シートを製造する場合、プラ
スチック粉末を焼結させた厚みの薄いプラスチック粉末
焼結シートを融着又は接着層を介して多数枚積層し厚み
の厚いプラスチック粉末焼結誘電体シートを製造する方
法は、積層することなしにプラスチック粉末から直接厚
みの厚いプラスチック粉末焼結誘電体シートを一工程で
製造する方法に比べ、プラスチック粉末焼結シートの厚
みが薄いので加熱焼結時間が短くなり効率よくプラスチ
ック粉末焼結誘電体シートを製造することができる。ま
た直接−工程でｊｌみの厚いプラスチック粉末焼結誘電
体シートを製造する方法では、加熱焼結時の温度分布に
より焼結の程度に差を生じ場所により密度が変化する。

その結果、密度と関係のあるεｒがばらつき共振周波数
や特性インピーダンス等が変化したものになる。これに
対し厚みの薄いプラスチック粉末焼結シートを製造する
場合は、加熱焼結時間が短いため温度分布の影響が少な
くε「のばらつきが少なくなる。

さらにプラスチック粉末焼結シートの方向を変えて積層
すればεｒのばらつきが分散されよりばらつきの少ない
ものとなる。

そしてプラスチック粉末焼結シートを加熱処理する場合
は、プラスチック粉末焼結シートが基材に固定されず加
熱されるのでシート中の反りの主原因である内部応力が
緩和される結果、これを金属箔や金属板と積層し、金属
張り積層板としたとき反りが大幅に改善されたものとな
る。

（実施例） 実施例１ 第１図に示す装置を用い厚さ５０μｍのポリエステルフ
ィルム（ＳＬタイプ、帝人株式会社）基材ｌをステンレ
ススチールベルト２に沿わし手鼻型コーター３でプラス
チック粉末ミペロンＸＭ２２０（超高分子量ポリエチレ
ンパウダー、平均粒子径０．０３閣、融点１３６°Ｃ３
嵩密度０．４ｇ／ｃ−８三井石油化学工業株式会社商品
名）を１の基材上に６０Ｃ１１幅で１．０　ｍ厚みに賦
形し５の加熱炉（１６０°Ｃ）で１２．５分間加熱焼結
を行い密度０゜５ｇ／ｃｊのプラスチック粉末焼結シー
トを得た。

これを長手方向に６０Ｃ１１に切断したちの９枚を製造
方向をそろえて上下に厚さ２５μｍの接着フィルムにュ
ークレル０９０８　Ｃ，三井デュポンポリケミカル株式
会社商品名）を介して積層し４００Ｘ４００ｍにカット
し両面に厚さ１０５μｍの電解銅箔を接着フィルムにュ
ークレル０９０８Ｃ）を介して積層し温度１３０°Ｃで
５分間加熱加圧してプラスチック粉末焼結誘電体シート
の厚さが７．５　ｍの銅張り積層板を得た。

実施例２ 実施例１で得たプラスチック粉末焼結シートを接着フィ
ルム（二二一りレル０９０８Ｇ、２５μｍ）を介して製
造方向を４０’ずつ同じ方向にずらして積層したこと以
外実施例１と同様にしてプラスチック粉末焼結誘電体シ
ートの厚さが７．５１の銅張り積層板を得た。

実施例３ 実施例１で得られたプラスチック粉末焼結シートを１８
０°Ｃの温度雰囲気中で３分間加熱処理したこと以外実
施例１と同様にしてプラスチック粉末焼結誘電体シート
の厚さが７．５ｍｍの銅張り積層板を得た。

実施例４ 実施例１で得られたプラスチック粉末焼結シートを１８
０°Ｃの温度雰囲気中で３分間加熱処理し、接着フィル
ムにュークレル０９０８Ｃ，２５μｍ）を介して製造方
向を４０°ずつ同じ方向にずらして積層したこと以外実
施例１と同様にしてプラスチック粉末焼結誘電体シート
の厚さが７．５　ｍの銅張り積層板を得た。

比較例１ 第１図に示す装置を用い実施例１と同様にして１の基材
上に６０ｃｍ幅で７．５ｍの厚みにプラスチンク粉末ミ
ペロンＸＭ−２２０を賦形し５の加熱炉（１６０°Ｃ）
で６３分間加熱焼結を行い、密度０．６ｇ／ｃｄのプラ
スチック粉末焼結誘電体シートを得た。これを４００Ｘ
４００ｍｍにカットし上下に厚さ２５μｍの接着フィル
ムにュークレル０９０８Ｃ）を介して厚さ１０５μｍの
電解銅箔を積層し温度１３０°Ｃで５分間加熱加圧して
プラスチック粉末焼結誘電体シートの厚さが７．５　ｔ
ｒｍの銅張り積層板を得た。

表１に実施例１〜４および比較例１で要したプラスチッ
ク粉末焼結誘電体シートの成形時間を示した。また表１
にはプラスチック粉末焼結誘電体シートのεｒを２０箇
所測定したときのεｒのばらつき（最大値−最小値）と
プラスチック粉末焼結誘電体シートの両面に厚さ１０５
μｍの銅箔を積層した銅張り積層板の反りを示した。反
りの測定は４００ＩＩＩＩＩ角の銅張り積層板を水平な
台に載せたときの台からの最大変位で示した。

表　　　１ （発明の効果） プラスチック粉末焼結シートを融着又は接着層を介して
積層し、プラスチック粉末焼結誘電体シートを製造する
方法は成形時間が短縮され製造効率が大幅に向上したも
のとなる。またプラスチック粉末焼結シートの方向を変
えて積層した場合εｒのばらつきが少なくなり、さらに
プラスチック粉末焼結シートを加熱処理することにより
金属箔や金属板と積層したときの反りが大幅に改善され
たものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラスチック粉末焼結シート連続成形装置の模
式図である。 符号の説明 ■、基材 ２、ステンレススチールベルト ３、手鼻型コーター ４、プラスチック粉末 ５、加熱炉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プラスチック粉末を焼結して得たプラスチック粉末
   焼結シートを、融着又は接着層を介して積層することを
   特徴とするプラスチック粉末焼結誘電体シートの製造方
   法。 ２、プラスチック粉末焼結シートを融着又は接着層を介
   して積層する際に、プラスチック粉末焼結シートの方向
   を変えて積層することを特徴とする請求項１記載のプラ
   スチック粉末焼結誘電体シートの製造方法。 ３、プラスチック粉末焼結シートを融着又は接着層を介
   して積層する際に、加熱処理したプラスチック粉末焼結
   シートを積層することを特徴とする請求項１または２に
   記載のプラスチック粉末焼結誘電体シートの製造方法。