JP2969745B2 - 高周波回路用基板 - Google Patents

高周波回路用基板

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JP2969745B2 JP6689390A JP6689390A JP2969745B2 JP 2969745 B2 JP2969745 B2 JP 2969745B2 JP 6689390 A JP6689390 A JP 6689390A JP 6689390 A JP6689390 A JP 6689390A JP 2969745 B2 JP2969745 B2 JP 2969745B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、衛星放送受信平面アンテナ用基板等に好適
な高周波回路用基板に関する。
[従来の技術および問題点] 衛星放送受信平面アンテナ用基板のようなマイクロ波
帯域で用いられる高周波回路用基板では、基板材料の誘
電正接が大きいと信号の伝送ロスも大きくなることか
ら、誘電正接が小さく、かつ寸法安定性の優れた材料が
要求される。そこで、これらの用途には、従来、誘電特
性に優れたフッ素樹脂やポリオレフィンを素材とし、寸
法安定性を改良した基板が用いられてきた。しかしなが
ら、これらは極めて高価なものであることから民生用ア
ンテナ基板に適用するのは難しく、誘電特性は劣るが寸
法安定性に優れたPETフィルム基板を採用せざるを得な
い場合も多かった。また、その他の基板として特開昭62
−121758号公報に見られるようにポリフェニレンエーテ
ル樹脂に架橋性ポリマー、架橋性モノマーおよび無機充
填剤を加えて硬化させた積層板を用いる試みもあるが、
誘電特性が不十分で、10GHz以上の周波数には適用し難
いことおよび硬化性樹脂であることから製造法が限定さ
れ、高価なものになってしまうこと等の問題があった。
こうした点から、低誘電正接、高寸法安定性を満足
し、かつ低価格な高周波回路用基板が強く求められてい
た。
[問題点を解決するための手段] 本発明者らは、上記問題点を解決する目的で、ポリス
チレン系樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂および
ポリスチレン系樹脂からなる樹脂が誘電特性、寸法安定
性等に優れた特性を有することに着目し、これらの誘電
特性を損なわずにさらに寸法安定性を基板として使用可
能なレベルに向上させるため鋭意検討した結果、これら
の樹脂に特定範囲の配合量でマイカを充填することによ
り、高周波回路用基板材料として極めて好適な特性が得
られることを見いだし、これに従って本発明を完成し
た。
すなわち本発明は、(A)ポリフェニレンエーテル樹
脂および(B)ポリスチンレン系樹脂および(C)マイ
カからなる樹脂組成物、または(B)ポリスチレン系樹
脂および(C)マイカからなる樹脂組成物を用いた絶縁
層を有する基板であって、該樹脂組成物中のマイカの含
有率は10〜70重量%であり、かつ該基板の10GHzにおけ
る誘電正接が0.0020以下である高周波回路である。組成
を上記範囲から選ぶことにより、寸法安定性に優れ、か
つ低コストな基板が得られる。以下に本発明についてさ
らに詳しく説明する。
本発明に用いられるポリフェニレンエーテル樹脂と
は、それ自体公知のものであり、次の一般式(I)で表
される構造単位を骨格に持つ重合体の総称であって、前
記構造単位の一種のみからなる単独重合体であっても、
二種以上が組み合わされた共重合体であってもよい。
(ここにR1およびR2は低級アルキル基、R3は水素または
低級アルキル基を表わす)本発明に好適なポリフェニレ
ンエーテル樹脂としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−
フェニレン)エーテルおよび2,6−ジメチルフェノール
と2,3,6−トリメチルフェノールとのランダム共重合体
が例示される。また、これらのポリフェニレンエーテル
樹脂を、分子中にエチレン性不飽和二重結合とカルボキ
シル基、酸無水物基、あるいはグリシジル基とを有する
変性剤で変性した樹脂も、金属箔との接着性を増大する
効果を有することから、好ましいものである。
本発明で用いるポリスチレン系樹脂もそれ自体公知の
ものであり、次の一般式(II)で示される繰り返し構造
単位をその重合体中に25重量%以上有するスチレン系重
合体を指す。
(ここにR4は水素または低級アルキル基、Zはハロゲン
または低級アルキル基を示し、pは0または1〜3の整
数である) 特に好ましいポリスチレン系樹脂としては、スチレン
単独重合体が挙げられる。
本発明ではこれらのポリフェニレンエーテル樹脂およ
びポリスチレン系樹脂とマイカもしくはポリスチレン系
樹脂単独とマイカとの樹脂組成物が使用し得る。ポリフ
ェニレンエーテル樹脂およびポリスチレン系樹脂を使用
する場合はポリフェニレンエーテル樹脂とポリスチレン
系樹脂との配合比については特に制約はないがポリフェ
ニレンエーテル樹脂の比率が大きすぎると成形性が悪く
なり、また逆に小さすぎる場合には、耐熱温度が低くな
るとともに脆くなる傾向がある。そこで、一般に好まし
い配合比としては重量で9:1〜1:9、より好ましくは7:3
〜3:7の範囲であることが望ましい。
然しながら、耐熱性や脆さを問題にしない場合には、
ポリスチレン系樹脂の方がポリフェニレンエーテル樹脂
と比較して誘電特性が優れているためポリスチレン系樹
脂単独にマイカを配合すると最も好ましい特性を得るこ
とができる。また、本発明で充填材として用いるマイカ
の種類としては、特に限定されないが、天然白雲母、天
然金雲母、合成金雲母合成カリ四ケイ素雲母等が好まし
いものとして例示される。マイカの粒度、厚み、および
アスペクト比についても、特に限定されないが、一般的
には、20μ〜0.64cmのフレーク径、0.5〜10μの厚み、
(1978年2月発行の工業材料2月号の強化材の特性「マ
イカ」参照)を有するものであり、基板の寸法安定性を
高めるには、アスペクト比が10以上、より好ましくは15
以上であることが望ましい。これらのマイカは、高周波
帯域における誘電正接が極めて小さいことから、誘電正
接の小さい樹脂に配合した場合の特性低下は最小限に抑
えることができる。また寸法安定性の向上効果も著し
く、しかも繊維状充填材を配合した場合に見られるよう
な異方性を生じない点で極めて優れている。
マイカの好ましい配合量としては、樹脂組成物中のマ
イカの含有率が10〜70重量%、より好ましくは15〜50重
量%の範囲であることが望ましく、70重量%を越えると
基板を成形することが困難となり、また10重量%未満で
は寸法安定性が不十分となる。本発明の樹脂組成物中に
は、これらの成分のほかにさらに、他の樹脂、エラスト
マー、ゴム、抗酸化剤や燃焼剤等の添加剤、および無機
充填剤を本発明の趣旨を損なわない範囲で添加できる。
上記樹脂組成物を用いて基板を成形する方法として
は、押出成形、射出成形、プレス、キャスティング等の
各種の方法が適用可能である。
また、基板上に金属層を形成する方法については、銅
箔、アルミ箔等の金属箔を熱融着もしくは接着剤を用い
て張合わせる方法が最も好ましいが、金属メッキや蒸着
等の方法も用い得る。
〔実施例〕
本発明による高周波回路用基板について、以下実施例
および比較例によって更に詳細に説明する。
実施例 1 25℃、クロロホルム中で測定した固有粘度が0.47d1/g
のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル樹
脂 25部、ポリスチレン樹脂(三菱モンサント化成社製
ダイヤレックスHH−102)25部、および天然白雲母(ク
ラレ社製300W:平均フレーク径30μ、アスペクト比40)5
0部を混合した後、二軸押出機を用いて290℃で溶融混練
し、ペレット化した。
上記ペレットを用いて、260℃、10kg/cm2の圧力で30
分間プレスし、300mm角、厚さ1mmのシートを得た。
次いで、このシートの両面に厚さ35μmの圧延銅箔を
重ね、220℃、10kg/cm2の圧力で30分間プレスすること
により熱融着し、両面銅張シートを得た。
このシートの熱膨張係数、誘電率および誘電正接の測
定結果を表1に示した。
実施例2〜5 実施例1に示したポリフェニレンエーテル樹脂、ポリ
スチレン樹脂および天然白雲母を用いて、表1に示され
る組成で同様にして両面銅張シートを得た。これらのシ
ートの熱膨張係数、誘電率および誘電正接の測定結果を
表1に示した。
実施例6〜8 実施例1における天然白雲母の代わりに、下記に示さ
れるマイカ50部をそれぞれ用いた以外はすべて実施例1
と同様にして、両面銅張シートを得た。
実施例6 天然金雲母 (クラレ社製200KI(平均フレ
ーク径90μ、アスペクト比50) 実施例7 合成金雲母 トピー工業社製PDM−7−325 実施例8 合成カリ四ケイ素雲母 トピー工業社製PDM
−K(G)−325 これらのシートの熱膨張係数、誘電率および誘電正接
の測定結果を表1に示した。
比較例1 実施例1に示したポリフェニレンエーテル樹脂50部、
ポリスチレン樹脂50部を用いて、同様にしてマイカを含
まない両面銅張シートを得た。このシートの熱膨張係
数、誘電率および誘電正接の測定結果を表1に示した。
実施例 9 実施例1に示したポリスチレン樹脂70部および天然白
雲母30部を用いて、二軸押出機による溶融混練温度を23
0℃、およびシート作製時のプレス温度を220℃とした以
外はすべて実施例1と同様にして両面銅張シートを得
た。
このシートの誘電率、誘電正接および熱膨張係数の測
定結果を表1に示した。
比較例 2 実施例1に示したポリスチレン樹脂を用いて二軸押出
機による溶融混練を省略した以外はすべて実施例9と同
様にして両面銅張シートを得た。
このシートの誘電率、誘電正接および熱膨張係数の測
定結果を表1に示した。
実施例10 25℃、クロロホルム中で測定した固有粘度が0.47d1/g
のポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル樹
脂35部、ポリスチレン樹脂(三菱モンサント化成社製:
ダイヤレックスHH−102)35部、及び天然金雲母(株式
会社レプコ社製:S200HG、平均フレーク径;55μm、アス
ペクト比;約55)30部を混合した後、二軸押出機を用い
て290℃で溶融混練し、ペレット化した。
上記ペレットを用いて射出成形機(東芝機械社製:IS1
50B)にてシリンダー温度290℃金型温度80℃の条件で20
0mm角、厚さ1.6mmの平板の成形品を得た。尚、使用した
金型は、1.0mm厚みのフィルムゲートであった。
次いで、この成形品の両面に厚さ35μmの圧延銅箔を
重ね、220℃、10kg/cm2の圧力で30分間プレスする事に
より熱融着し、両面銅張りシートを得た。この成形品の
熱膨張係数及び誘電正接を測定した。結果を表2に示
す。
比較例3 実施例9と同じポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレ
ン)エーテル樹脂35部及びポリスチレン樹脂35部を290
℃に設定した二軸押出機に供給した。樹脂が完全に溶融
したゾーンにチョップドガラス繊維(日本電気硝子社
製:03T−488 13μm/3mm)30部を供給してペレットを得
た。
上記ペレットを用いて射出成形機(東芝機械社製:IS1
50B)にてシリンダー温度290℃金型温度80℃の条件で20
0mm角、厚さ1.6mmの平板の成形品を得た。尚、使用した
金型は1.0mm厚みのフィルムゲートであった。
次いで、この成形品の両面に厚さ35μmの圧延銅箔を
重ね、220℃、10kg/cm2の圧力で30分間プレスする事に
より熱融着し、両面銅張りシートを得た。この成形品の
熱膨張係数及び誘電正接を測定した。結果を表2に示
す。
比較例4 天然金雲母を用いなかった以外は、実施例9と同じポ
リ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル樹脂及
びポリスチレン樹脂を、それぞれ50部ずつ用いて実施例
9と同様にして、充填材を含まない両面銅張りシートを
得た。この成形品の熱膨張係数及び誘電正接を測定し
た。結果を表2に示す。
[発明の効果] 実施例1〜10および比較例1〜4から明らかなよう
に、本発明のポリフェニレンエーテル樹脂およびポリス
チレン系樹脂およびマイカからなる樹脂組成物もしくは
ポリスチレン系樹脂およびマイカからなる樹脂組成物を
用いた基板は、寸法安定性に優れ、かつ10GHzにおける
誘電正接もマイカを含まない組成物を僅かに上回る程度
で、0.0020以下の極めて小さい値であり、高周波回路用
基板、特に衛星放送用平面アンテナ、移動体通信用平面
アンテナ等の基板として好適なものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01B 3/44 H01B 3/44 K H05K 1/03 610 H05K 1/03 610R (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01B 3/00 H01B 3/04 H01B 3/44 C08K 3/34 C08L 25/06 C08L 71/12 H05K 1/03 610

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)ポリフェニレンエーテル樹脂、
    (B)ポリスチレン系樹脂および(C)マイカからなる
    樹脂組成物を用いた絶縁層を有する基板であって、該樹
    脂組成物中のマイカの含有率が10〜70重量%であり、該
    基板の10GHzにおける誘電正接が0.0020以下である高周
    波回路用基板。
  2. 【請求項2】(B)ポリスチレン系樹脂および(C)マ
    イカからなる樹脂組成物を用いた絶縁層を有する基板で
    あって、該樹脂組成物中のマイカの含有量が10〜70重量
    %あり、該基板の10GHzにおける誘電正接が0.0020以下
    である高周波回路用基板。
  3. 【請求項3】該樹脂組成物中のマイカの含有率が15〜50
    重量%である請求項1乃至2記載の高周波回路用基板。
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