JPH07245456A - 高周波回路用基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ε_r やｔａｎδが低く、しかも、スルーホー
ルの導通信頼性と寸法安定性のよい高周波回路用基板。 【構成】 超高分子量ポリエチレン中に硬化性樹脂が分
散されてなるシート１１の複数枚が、硬化した硬化性樹
脂含浸補強層１３と交互に積層され、更に金属導体層１
４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】最近の電子工業、通信工業で使用される
信号の周波数は、ｋＨｚの領域から、ＭＨｚ、ＧＨｚの
領域まで拡がっている。一般に、高周波回路用基板は、
信号速度の向上を図るためには、基板の比誘電率ε_r を
低くし、さらに損失を低減するために誘電正接ｔａｎδ
を低くしたものが要求され、比誘電率ε_r や誘電正接ｔ
ａｎδ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、これに銅はくを積層させた高周波用基
板が一般的に使用されている。

【０００３】ガラスクロスにポリテトラフルオロエチレ
ンを含浸させ、加熱加圧成形したポリテトラフルオロエ
チレン−ガラスクロス基板は、ポリテトラフルオロエチ
レンの高融点、低流動性であるため、その製造に高温度
で長時間を要し、コストが高くなるという問題点があっ
た。一方、ガラスクロスにポリエチレンを含浸させたポ
リエチレン−ガラスクロス基板はポリエチレンの融点が
低いため、はんだ耐熱性に劣る欠点があった。

【０００４】これらの欠点を改良するため、超高分子量
ポリエレンの多孔質シート１と金属導体層４とを、補強
基材２と硬化性樹脂３とからなる層を介して接着剤層５
で接着一体化した高周波回路用基板が提案された（図２
参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、超高分子量
ポリエレンの多孔質シート１と金属導体層４とを、補強
基材２と硬化性樹脂３とからなる層を介して接着一体化
した高周波回路用基板は、加熱した時の熱膨張と冷却後
の寸法収縮が大きいという問題点があった。本発明は、
加熱時の熱膨張と冷却後の寸法収縮の小さい高周波回路
用基板を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、超高分子量ポ
リエチレン中に硬化性樹脂が分散されてなるシート１１
の複数枚が、硬化した硬化性樹脂含浸補強層１３と交互
に積層され、更に金属導体層１４が設けられていること
を特徴とする高周波回路用基板である（図１参照）。本
発明の高周波回路用基板は、複数の超高分子量ポリエチ
レンの多孔質シート１１を未硬化の硬化性樹脂が含浸さ
れたプリプレグと交互につみ重ね、外側が補強シート１
３となるようにし、最外側に金属導体層１４を設けて、
これを加熱加圧して多孔質シートの多孔に、プリプレグ
に含まれる未硬化の硬化性樹脂を浸入させ硬化を行うこ
とにより製造することができる。

【０００７】超高分子量ポリエチレン多孔質シートは超
高分子量ポリエチレン粉末粒子を焼結させ、粒子同士を
融着により接合し、厚み０．５〜５ｍｍのシートに成形
したものである。接合した粒子間には空気の連続層が存
在する。

【０００８】超高分子量ポリエチレンは、平均分子量１
００万〜５００万ものがよく、例えば、ハイゼックスミ
リオン、ミペロン（三井石油化学工業株式会社の商品
名）、サンテックス（旭化成工業株式会社の商品名）、
ＨＯＳＴＡＬＥＮ，ＧＵＲ（西独ヘキスト社の商品
名）、ＨＩＦＬＥＸ，１０００（米国ハーキュレス社の
商品名）などが好適である。

【０００９】超高分子量ポリエチレンの多孔質シートの
製造法としては、例えばフィルム、金属ベルトなどの基
材上に充填剤を混合した超高分子量ポリエチレンの粉末
粒子を供給し、これをロールやバーにより一定の厚みに
なるように賦形し、加熱炉に通し、粒子同士を加熱焼結
させて、超高分子量ポリエチレンの多孔質シートを連続
して成形する方法がある。超高分子量ポリエチレンの多
孔質シートの表面が平滑になるためには、超高分子量ポ
リエチレン粉末は、平均粒子径が０．００１〜０．１ｍ
ｍであるものが特に好ましい。

【００１０】プリプレグとしては、印刷回路用基板の製
造に通常用いられているガラス布、ガラス不織布、プラ
スチック繊維の織布、不織布の補強基材に硬化性樹脂ワ
ニスを含浸乾燥させたものが挙げられる。含浸させる硬
化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹
脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド・トリアジン樹
脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂又はポリフェニレン
スルフィド樹脂と架橋性モノマーとの樹脂組成物が挙げ
られる。好ましくは、ε_r やｔａｎδが比較的低いポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が好まし
い。コストの面からエポキシ樹脂が更に好ましい。プリ
プレグの使用量は５０〜２００ｇ／ｍ²が好ましく、補
強層の厚みは３０〜２００μｍが好ましい。

【００１１】金属導体層は、銅、アルミニウム、ニッケ
ル、金、銀、白金等のはく又は板である。また、金属は
く又は板に代えて、めっきにより所定の回路を形成する
ようにしてもよい。導体層の厚さは通常１０〜５０μｍ
である。

【００１２】超高分子量ポリエチレンのシートその他の
構成材料を加熱加圧する条件は、通常１３０〜２５０
℃、印加圧力２〜７、８ＭＰａ、印加時間２０〜１２０
分で行われ、超高分子量ポリエチレン多孔質シート、プ
リプレグ、金属導体を鏡板で挟み、均一な条件で加熱加
圧する。

【００１３】

【作用】本発明では、補強基材を高周波回路用基板の表
層だけでなく、基板の中に設けることにより、とりわけ
熱膨張と冷却後の寸法収縮の大きい超高分子ポリエチレ
ン多孔質シート層の挙動を新たに設けた補強基材が拘束
する。熱膨張と冷却後の寸法収縮が低減されるために良
好なスルーホール導通信頼性と寸法安定性を得ることが
できる。

【００１４】

【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 ミペロンＸＭ２２０（三井石油化学工業株式会社製の超
高分子量ポリエチレン商品名）を原料として多孔質ポリ
エチレンシートを以下に説明するようにして製造した。
ミペロンＸＭ２２０は、平均粒子径０．０３ｍｍ、融点
１３６℃、嵩密度０．４ｇ／ｃｍ³ 、真密度０．９４／
ｃｍ³ である。ミペロンＸＭ２２０を１００重量部、デ
クロランプラス−２５（１，２，３，４，７，８，９，
１０，１３，１４，１４−ドデカクロロ−１，４，４
ａ，５，６，６ａ，７，１０，１０ａ，１１，１２，１
２ａ−ドデカヒドロ−１，４，７，１０−ジメタノジベ
ンゾノ（ａ，ｅ）シクロオクテノンの米国オキシデンタ
ルケミカル社商品名、塩素含有率６５重量％、平均粒子
径０．００３ｍｍ，嵩密度０．６７ｇ／ｃｍ³ 、真密度
１．９ｇ／ｃｍ³ ）１００重量部をミキサーにより混合
して、ステンレスベルト上に０．６ｍｍ厚みに賦形し、
１８０℃の加熱炉中で１５分間加熱焼結し、見かけ密度
０．５５ｇ／ｃｍ³ の充填剤混合樹脂多孔質シートを得
た。

【００１５】このシート２枚と交互に厚さ５０μｍのガ
ラス布に臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Ｔｇ
１３０℃）を含浸させたプリプレグ（樹脂分６０重量
％）３枚を重ね合わせ、最外側に３５μｍの電解銅はく
（古河サーキットフォイル株式会社）を更に重ね、ステ
ンレス製の鏡板を用い、１７５℃、２ＭＰａの条件で９
０分間加熱加圧し、高周波回路用基板を得た。

【００１６】比較例 実施例と同様にして、ステンレスベルト上に１．３ｍｍ
厚みに賦形し、見かけ密度０．５５ｇ／ｃｍ³ の充填剤
混合樹脂多孔質シートを得た。このシートの両面に実施
例で使用したプリプレグと同じものを重ね合わせ、最外
側に３５μの電解銅はくを更に重ね、実施例と同様に加
熱加圧して、高周波回路用基板を得た。

【００１７】上記の高周波回路用基板にＪＩＳ Ｃ５０
１２によるテストパターンに適合させてドリル穴あけ
し、無電解銅めっき液ＣＵＳＴ（日立化成工業株式会社
商品名）を用い、厚さ０．５μｍのめっきの後、硫酸銅
電気めっきにより厚さ３０μｍのめっきを行い、スルー
ホールめっきがなされた試料を得た。この試料に対し、
２６０℃のオイルに１０秒間浸清し、室温の水中に１０
秒間浸清する操作を１サイクルとする熱衝撃試験を行っ
た。

【００１８】また、実施例と比較例で得た基板の銅はく
をエッチング除去し、デュポン社製熱機械分析装置ＴＭ
Ａにより室温から２６０℃までの厚さ方向の熱膨張量
（単位厚み当たりの変位量）を測定した。ε_r 、ｔａｎ
δは１２ＧＨｚの空胴共振器法により測定した。

【００１９】実施例と比較例で得た基板を３３０ｍｍ×
２５０ｍｍに切断し、基準穴を四隅から１０ｍｍ内側に
穴あけし、穴間距離を測定し、銅はくをエッチング除去
してから、１４０℃で２０分間加熱し、室温に冷却後、
再び穴間距離を測定し、穴間距離の収縮量（単位長さ当
たりの変位量）を測定し、寸法変化率を算出した。これ
らの結果を表１に示す。なお、熱衝撃試験の結果は、ス
ルーホール間の導通抵抗が２０％以上変化するまでのサ
イクル数である。実施例と比較例とを比べるとε_r 及び
ｔａｎδがわずかに上昇するだけで熱衝撃で１．５倍、
寸法変化率は半分となっていることがわかる。

【００２０】

【表１】 ──────────────────────────────── 実施例 比較例 ──────────────────────────────── 熱衝撃試験（サイクル数） ６０ ４０ 熱膨張量 （％） １０ １２ ε_r ２．７５ ２．６５ ｔａｎδ （×１０^-4） ７５ ６５ 寸法変化率（％） ０．０５ ０．１２ ────────────────────────────────

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、補強基材を基板の表層
だけでなく、基板の中に設けることにより基板の熱膨張
と冷却後の寸法収縮が低減するために、スルーホール導
通信頼性と寸法安定性が良好な高周波回路用基板を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例の高周波回路用基板の構成を示
す断面図である。

【図２】従来の高周波回路用基板の構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 超高分子量ポリエチレンの多孔質シート ２ 補強基材 ３ 硬化性樹脂 ４ 金属導体層 ５ 接着剤層 １１ 超高分子量ポリエチレン中に硬化性樹脂が分散さ
れてなるシート １３ 硬化した硬化性樹脂含浸補強層 １４ 金属導体層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超高分子量ポリエチレン中に硬化性樹脂
   が分散されてなるシートの複数枚が、硬化した硬化性樹
   脂含浸補強層と交互に積層され、更に金属導体層が設け
   られていることを特徴とする高周波回路用基板。