JPH04188691A - 高周波用基板の製造方法 - 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〕 本発明は高周波領域で使用される高周波用基板の製造方
法に関するものである。

〔従来の技術］ 最近の電子工業、通信工業の各分野において使用される
信号の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
領域では信号速度や信号の損失の回路性能への影響が大
きく、使用する電気部品や積層板に対して高周波領域で
の信号速度の向上、損失の低減が求められている。積層
板上の回路の信号速度は誘電体の比誘電率（以下εｒと
称す）に依存しており、εｒが低いほど信号速度は速く
なる。また信号の損失は誘電体のεｒとｔａｎδ（δ：
ｍ電損角）に依存しており、εｒやｔａｎδが低いほど
損失が少なくなる。このため高周波用基板に使用される
誘電体にはεｒやｔａｎδの低いものが要求される。ε
ｒやｔａｎ５の低い誘電体としてポリテトラフルオロエ
チレンやポリエチレンなどの樹脂をガラスクロスに含浸
させたものが用いられ、これに銅箔を積層させた高周波
用基板が一般的に使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ポリテトラフルオロエチレンやポリエチレンなどの樹脂
は銅箔との接着性が悪いため、火災処理、コロナ処理、
プラズマ処理などの表面改質やカルボン酸、カルボニル
基、水酸基、アクリロニトリル基などの極性基をもつモ
ノマーと共重合させ、樹脂に極性基を導入し接着性を改
良する試みがなされている。また樹脂と類似した構造中
に極性基をバランスよ（導入し、フィルム化して銅箔と
樹脂の両者に接着性の良好な接着フィルムとして用いた
り、銅箔表面を粗化し樹脂との接触面積を増したりアン
カー効果により接着性を向上する方法がなされている。

ところが樹脂に極性基を導入するとεｒやｔａｎδの値
が高くなってしまう問題があった。さらに銅箔表面の粗
化は信号の損失をもたらしてしまう。これは高周波では
電流が導体の表層に沿って流れる性質（表皮効果）があ
るためで、導体表面の凹凸により伝送される長さが長（
なるためである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、これらの問題を解決する高周波用基板の製造
法を提供するもので、プラスチック粉末を成形して得た
多孔質シートに金属めっきを施した後、金属めっきされ
た多孔質シートと樹脂含浸補強材を積層し、加熱加圧し
て多孔質シートの空隙を消失させ、金属めっきされたプ
ラスチック多孔質 シートと樹脂含浸補強材を一体化して高周波用基板を製
造する方法である。

本発明を図面を用いて説明する。第１図（ａ）はプラス
チック粉末から得られる多孔質シート１である。プラス
チック粉末は熱可塑性ないし熱硬化性樹脂の粉末であり
、粉末粒子を融着により接合させ、厚み０．３〜５ｍｍ
のシートｉ二成形したものである。（ｂ−１）は１の多
孔質シート２枚を接着フィルム２を介して接合したり、
（ｂ−２）に示すように配線板めっきマスキング用粘着
フィルム３で片面を被覆したものであり、多孔質シート
の片面に金属めっきを施す目的で用いられる。

接着フィルムや配線板めっきマスキング用粘着フィルム
を用いずに多孔質シートの両面・に金属めっきすること
もできる。（Ｃ）は多孔質シート１に無電解めっきや電
気めっきにより金属めつき４を施したものである。（ｄ
）は多孔質シート１の片面に金属めっきを施した後、接
着フィルム２を除去したものである。（ｅ）は片面に金
属めつき４された多孔質シートｌと樹脂含浸補強材５を
積層した図であり、（ｆ）は前記積層物をステンレス鏡
板等で挟み加熱加圧して多孔質シートの空隙を消失させ
て得られる金属めっきされたプラスチックシート６と樹
脂含浸補強材５を一体化して得られる高周波用基板の断
面図である。

プラスチック粉末は熱可塑性ないし熱硬化性樹脂の粉末
であり、高周波用基板の誘電体にはεｒやｔａｎδの値
の低いものが良いので、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリ−４−フッ化エチレン−６−フッ化プロピレン共重
合体などのフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリ−４−メチル−１−ペンテンなどのポリオレフィ
ン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル
樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリサ
ルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹脂などの粒子
が好適に用いられる。

この中でもポリオレフィン樹脂の粉末がεｒやｔａｎδ
の値が低く、多孔質シートに成形しやすいので良い。と
りわけ超高分子量ポリエチレンの粉末がεｒやｔａｎδ
の値が低い上に多孔質シートに成形しやすく、さらに耐
熱性があるので特に好適に用いられる。超高分子量ポリ
エチレンはチーグラー法重合技術により製造され、その
平均分子量は粘度法による測定で１００万〜５００万と
一般のポリエチレンの２万〜２０万に比べて極めて大き
い分子量を持つものであり、例えば三井石油化学工業（
ハイゼックスミリオン、ミペロン）、旭化成工業（サン
チック）、西独ヘキスト社（ＨＯ８ＴＡＬＥＮ、ＧＵＲ
）、米国パーキュレス社（ＨＩＦＡＸ、１０００）など
で上布しているものが好適に用いられる。

プラスチック粉末を成形して得られる多孔質シートはプ
ラスチック粉末を焼結させ粒子同士を融着により接合し
、厚み０．３〜５ｍｍのシートに成形したものである。

多孔質シートの製造法は、例えばフィルム、金属ベルト
などの基材上にプラスチック粉末を散布し、これをロー
ルやバーによりそれらと基材との間隔を一定に保つよう
にして得た間隙に通しプラスチック粉末を一定厚みに賦
形させ、更に加熱炉に通し粉末同士を加熱焼結させて、
多孔質シートを連続して成形する方法がある。

この時プラスチック粉末に安定剤、難燃剤、着色剤など
を添加することもできる。プラスチック粉末は平均粒子
径が０．００１〜１ｍｍであるものが好ましい。得られ
る多孔質シートの表面が平滑になるためには、平均粒子
径が０．００１〜０．　１ｍｍであるものが特に好まし
い。

多孔質シートの気泡構造はプラスチック粉末の融着の程
度により異なり、融着が進行するにつれ連続気泡構造か
ら独立気泡構造を多（含むようになり最終的にはシート
になる。本発明では多孔質シート表面に金属めっきした
時の接着性はアンカー効果や表面積の増加により発現さ
れ、また加熱加圧により多孔質シートの空隙を消失させ
る時、気泡を抜けやすくするため連続気泡構造であるこ
とが好ましい。連続気泡構造を得るためには、□焼結時
の加熱温度や加熱時間を調整し、多孔質シートのみかけ
密度がプラスチック粉末の真の密度の８０％未満になる
ようにすればよい。

得られた多孔質シートへの金属めっきは基板の構成によ
るが、汎用されている両面金属張積層基板を製造するに
は、第１図の（Ｃ）ないしくｄ）に示したように、あら
かじめ多孔質シートに配線板めっきマスキング用粘着フ
ィルムを用いて片面を保護して金属めっきするか、多孔
質シートを接着フィルムを介してラミネートし金属めっ
きした後、配線板めっきマスキング用粘着フィルムや接
着フィルムを除去する。配線板めっきマスキング用粘着
フィルムや接着フィルムは後で除去しなければならない
ので多孔質シートから容易に除去できるものを選んだり
、粘着条件を変化させ、この目的に合う条件で行う。配
線板めっきマスキング用粘着フィルムとしては日立化成
工業株式会社のに一２１００シリーズなどがある。接着
フィルムは（Ｉ）エチレン−酢酸ビニル共重合体、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Ｙ・化共重合体
、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、アイオノマー共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、そのエステル、そ
の無水物若しくはその金属塩又は飽和有機カルボン酸を
通常の共重合若しく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！　（１）の共重合体
の混合物、（ＩＩＩ）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押出機等によりフィルムにした
ものである。

多孔質シートへの金属めっきは、−船釣に無電解めっき
が良（、この他に真空蒸着、スパッタリング、イオンブ
レーティングなどの方法を用い金属導電層の下地を形成
し、これを一方の電極としてさらに電気めっきすること
により、厚さ１〜７０μｍの金属めっきを施す。もちろ
ん無電解めっきのみ用いて所望の厚みを得ることもでき
る。金属めっきの金属としては、銅、銀、金などの導電
率の高いものが信号の損失がより少なくなり良好である
。金属めっきの下地としてニッケル、クロム、錫、銅−
亜鉛合金、ニッケルーリン合金めっきなどを行っても良
い。

樹脂含浸補強材の補強材は、基板に通常用いられている
ガラスクロス、ガラス不織布、プラスチック繊維の織布
、不織布等である。これに含浸させる樹脂としてはポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマ
レイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹
脂と架橋性ポリマー又は架橋性モノマーとの樹脂組成物
等を挙げることができる。これらは通常補強材にワニス
の形で含浸させ、溶剤を除去したプリプレグの形で用い
るのが作業性などが良くなる。

金属めっきされた多孔質シートの空隙の消失させる条件
としては、プラスチック粉末が結晶性であれば融点、非
品性であればガラス転移温度以上で加圧することにより
プラスチック粉末粒子が流動し空隙を埋めることにより
なされる。空隙の消失は多孔質シートのみかけ密度がプ
ラスチック粉末の真の密度の８０％以上になるようにす
ると良い。このようにすると気泡構造は独立気泡となり
スルーホールめっきの際に溶剤等の処理薬品が気泡を通
して内部まで浸み込むことはなくなる。プレス成形する
際は樹脂含浸補強材の樹脂が溶融し、その近くに積層さ
れている多孔質シートの空隙に浸入した状態で多孔質シ
ートの空隙が消失するような多孔質シートと樹脂含浸補
強材の組合わせや条件を選ぶことが必要である。このよ
うにすると樹脂含浸補強材の樹脂と多孔質プラスチック
の接着性が悪い場合でもアンカー効果により接着性が改
善されることになる。

〔作用〕

プラスチック粉末から得られる多孔質シートに無電解金
属めっきを行うと、シート表面のみがめっきされシート
内部はめっきされない。これは多孔質シート表面のプラ
スチック粉末同士の間隙が約０．３ｍｍ以下では多孔質
シート内部へめっき液が浸入できず、さらにシート表面
で行われるめっき反応により発生するガスにより浸入が
阻害されるためである。無電解金属めっきに続いて電気
めっきを行うと、金属めっぎは無電解めっきされた多孔
質シートの表面形状に沿って表面部分に形成される。金
属めっきされた多孔質シートと樹脂含浸補強材を積層し
、プレス成形等により加熱加圧し、これらを一体化する
と第２図に模式的に示したように、樹脂含浸補強材の樹
脂が溶融し多孔質シートの空隙へ浸入すると共に、多孔
質シートの空隙がつぶされ消失し、これらの界面では補
強材の樹脂と多孔質シートの空隙に浸入した樹脂が連続
して連なり、樹脂含浸補強材と多孔質シートを形成する
プラスチックとの接着性がたとえ悪いものであっても、
表面積の増加やアンカー効果により接着性が著しく向上
する。また金属めっきはプレス成形時、鏡板等に接した
面は部分的に平面化されるが、多孔質シートの表面形状
を維持したまま多孔質シートの空隙が消失しシート化さ
れるので、第２図に模式的に示したように、アンカー効
果や表面積の増加により金属めっきと多孔質シートを形
成するプラスチックとの接着性が向上する。

〔実施例〕

実施例１ プラスチック粉末として、超高分子量ポリエチレン粉末
ミペロンＸＭ−２２０（平均粒子径０゜０３ｍｍ、融点
１３６℃、ポリエチレンの真の密度０　、９４　ｇ／ｃ
ｍ’・、三井石油化学工業株式会社）を用い、これをス
テンレス板上に０．８ｍｍになるようベーカーアプリケ
ータを用いて賦形し、１６０℃の雰囲気温度で加熱し焼
結を行い、ポリエチレン粉末を融着させ、みかけ密度０
　、５　ｇ　／ｃｍ’＝の超高分子量ポリエチレンの多
孔質シートを得た。この多孔質シート２枚を厚さ５０μ
ｍの接着フィルム、アトマーＮＥＯ６０（直鎖低密度ポ
リエチレングラフト化物、融点１２２℃、三井石油化学
工業株式会社）を介して、第１図（ｂ−１）の構成にな
るよう１００℃の温度でラミネートした。そして次の方
法により多孔質シートへ無電解銅めっきと電気鋼めっき
を行った。多孔質シートをコンディショナー日立コンデ
ィショナーＣ０ＮＤ−２０１（日立化成工業株式会社）
に常温（１０〜３５℃）で４分間浸漬した後、プリデイ
ツプＰ１）−２０１（日立化成工業株式会社）浴に常温
で２分間浸漬し、さらに増感剤Ｈ８−２０１（日立化成
工業株式会社）浴に常温で１０分間浸漬σた。そして密
着促進ｊ？ＩＡＤＰ−３０１（日立化成工業株式会社）
浴に常温で３分間浸漬後、無電解鋼めっき液ＣＵＳＴ−
２０１（日立化成工業株式会社）浴に２４℃で１５分間
浸漬し、多孔質シートの外表面にのみめっきされた銅め
っき厚み約０゜３μｍの鋼めっき多孔質シートを得た。

次にこれを硫酸鋼２００ｇ／Ｆ！、硫酸５０　ｇ、ｌ、
添加剤適量の電気鋼めっき浴で２　、　８　Ａ　／ｄｍ
”＝の条件で電気銅めっきを行い、厚み１８μｍの銅め
っきを施した。そして銅めっきされた多孔質シートから
接着フィルムを引き剥がし除去した。接着フィルムはそ
の融点より低い温度でラミネートしであるので、手で簡
単に引き剥がすことができた。その扱銅めっきした多孔
質シートを水洗し８０℃で２時間乾燥し、］００μｍの
ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸したく樹脂分６０％
）樹脂含浸補強材を第１図（ｅ）の構成になるよう積層
し、プレス成形により１７５℃、４０ｋｇｆ／ｃｍ２＝
　（３、９ＭＰａ）、９０分間の条件で加熱加圧して厚
さ０．９９ｍｍの高周波用基板を得た。

実施例２ プラスチック粉末としてポリフェニレンサルファイド（
ＰＰＳと略す）の粉末トーブレンＴ−１（平均粒子径５
０μｍ、真の密度１．３６ｇ／ａｍ、株式会社トーブレ
ン）を用い、これをステンレス板上に０．８ｍｍになる
ようベーカーアプリケータを用いて賦形し、３００℃の
雰囲気温度でＰＰＳ粉末を融着させ、密度０．６８ｇ／
ｃｍのＰＰＳの多孔質シートを得た。このＰＰＳの多孔
質シートの片面に配線板めっきマスキング用粘着フィル
ム、ヒタレックスに２１６０Ｂ（日立化成工業株式会社
）を用いて被覆し、実施例１と同様に銅めっきを行い、
粘着フィルムを除去し水洗乾燥した。そして銅めっきさ
れた多孔質シート２枚を用いて実施例１と同様に１００
μｍのガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸したく樹脂分
６０％）樹脂含浸補強材を用いて、１７５℃、４０　ｋ
ｇｆ／ｃｍ’＝　（３、９ＭＰａ）、１５分間プレス成
形し、さらに３００℃、４０ｋｇｆ／ｃｍ２＝　（３、
９ＭＰａ）で５分間プレス成形し、厚さ０．９２ｍｍの
高周波用基板を得た。

比較例１ 超高分子量ポリエチレンの粉末ＸＭ−２２０を用い、こ
れを厚さ２ｍｍのステンレス鏡板上においた厚さ０．４
ｍｍのスペーサー中にスペーサーの厚みより厚くなるよ
う投入し、粉末の厚みがほぼ均一になるようならした後
、これらの上にステンレス鏡板をのせ、１７０℃、４０
ｋｇｆ／ｃｍ”＝　（３、９ＭＰａ）、５分間の条件で
プレス成形し、厚さ０．４ｍｍの超高分子量ポリエチレ
ンシートを得た。これを実施例１と同様な条件で無電解
銅めっきを行ったところ、銅めっきとポリエチしンの接
着性が悪いためブリスター（ふくれ）が発生した。厚さ
０．４ｍａ＋の超高分子量ポリエチレンシートを２枚用
い、このシートの間に１００μｍのガラスクロスにエポ
キシ樹脂を含浸した（樹脂分６０％）樹脂含浸補強材を
積層し、さらに厚さ１８μｍの銅箔ＴＳＴＯ−１８（電
解鋼箔、最大粗さ８μｍ、古河サーキッ１〜フォイル株
式会社）の粗化面がポリエチレン側になるように外層に
設け、１７５℃、４０に、ｇｆ／ｃｍ”＝　（３、９Ｍ
Ｐａ）、９０分間の条件でプレス成形し、厚さ０．９４
ｍｍの高周波用基板を得た。得られた基板をたわませた
ところエポキシ樹脂とポリエチレンの界面で剥離が生じ
た。

比較例２ 比較例１と同様にして厚さ０．４ｍｍの超高分子量ポリ
エチレンシートを作製した。このシーＩ・を２枚用い、
シートの間に１００μｍのガラスクロスにエポキシ樹脂
を含浸した（樹脂分６０％）樹脂含浸補強材を積層し、
さらにこの外層に厚さ５０μｍの接着フィルム、アトマ
ーＶＥ３００（エチレン酢酸ビニル共重合体、三井石油
化学工業株式会社）を介して、厚さ１８μｍの銅箔ＴＳ
ＴＯ＝１８の粗化面が接着フィルム側になるよう積層し
、１７５℃、４０ｋｇｆ／ｃｍ”＝　（３、９ＭＰａ）
、９０分間の条件でプレス成形し、厚さ１．．０４ｍｍ
の高周波用基板を得た。得られた基板をたわませたとこ
ろエポキシ樹脂とポリエチレンの界面で剥離が生じた。

比較例３ ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の粉末トープレ
ンＴ−１を用い、これを厚さ２■のステンレス鏡板上に
おいた厚さ０．８ｍｍのスペーサーの中にスペーサーの
厚みより厚くなるよう投入し、これらの上にステンレス
鏡板をのせ、３００℃、２０ｋｇｆ／ｃｍ２＝　（１、
９６ＭＰａ）、５分間の条件でプレス成形し、厚さ０．
８ｍｍのＰＰＳシートを得ようとしたが、冷却後ステン
レス鏡板を除いた時、既にＰ　Ｐ　Ｓシートは割れてお
り、ＰＰＳ単独のシートを得ることはできなかった。こ
の割れたＰＰＳシート片を実施例１と同様にして無電解
銅めっきを行ったが、ブリスターが発生し銅めっきとｐ
ｐｓの接着性は悪かった。

実施例、比較例で得られた高周波用基板の銅をエツチン
グ除去し、空胴共振器法により１２ＧＨ２で測定したε
ｒとｔａｎδの値とＩＩ！箔引きはがし強さをまとめて
表１に示した。

表１ 実施例１と比較例１は同じ構成であり、誘電特性はほぼ
同じ値を示すが銅箔引きはがし強さは本発明の実施例１
が高（層間剥離もない。また実施例１と比較例２は接着
フィルムの有無以外は同じ構成であるが、接着フィルム
を用いるとεｒはほぼ同じ値を示すが、ｔａｎδは著し
く高くなってしまう。実施例２はＰＰＳの多孔質シート
を用いたものであるが、比較例３に示したようにＰＰＳ
シートを使用した基板は作製しにくいが、多孔質シート
にして成形することにより容易に基板を製造することが
でき金属箔との接着性は良好となる〔発明の効果〕 本発明によれば、接着フィルムを用いな（でも金属箔や
樹脂含浸補強材とプラスチックシートの接着性が良好と
なるので、εｒやｔａｎδの値を低くでき高周波用基板
に適している。さらに粗化銅箔を用いた場合よりも導体
表面の凹凸の間隔がゆるやかであり、表面形状に沿った
道のりが短いので信号の損失が少なく良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）は本発明の高周波用基板を製造す
る方法を示した概念図、第２図は本発明の詳細な説明す
るための基板の部分断面模式図である。 符号の説明 ］　多孔質シート　　　２　接着フィルム３　配線板め
っきマスキング用粘着フィルム４　金属めつき　　　　
５　樹脂含浸補強材６　多孔質シートの空隙を消失し得
られるプラスチックシート ７　プラスチック粒子 ８　補強材に含浸された樹脂 ９　補強材 （ａ） （ｂ−１） （ｂ−２） （ｃ） （ｄ） 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．プラスチック粉末を成形して得た多孔質シートに金
   属めっきを施した後、金属めっきされた多孔質シートと
   樹脂含浸補強材を積層し、加熱加圧して多孔質シートの
   空隙を消失させ、金属めつきされたプラスチック多孔質
   シートと樹脂含浸補強材を一体化することを特徴とする
   高周波用基板の製造方法。
2. ２．プラスチック粉末がポリオレフィン系樹脂である請
   求項１記載の高周波用基板の製造方法。
3. ３．プラスチック粉末が超高分子量ポリエチレン樹脂で
   ある請求項１または２記載の高周波用基板の製造方法。