ホーム > 特許ランキング > 信越化学工業株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】ミリ波用高速通信低誘電基板
(51)【国際特許分類】
H05K 1/03 20060101AFI20240905BHJP
B29B 15/12 20060101ALI20240905BHJP
B29K 105/08 20060101ALN20240905BHJP
【ＦＩ】
H05K1/03 610T
H05K1/03 610R
H05K1/03 610H
B29B15/12
B29K105:08
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021013654
(22)【出願日】2021-01-29
(65)【公開番号】P2022117128
(43)【公開日】2022-08-10
【審査請求日】2022-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】000002060
【氏名又は名称】信越化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】塩原 利夫
(72)【発明者】
【氏名】田口 雄亮
(72)【発明者】
【氏名】野村 龍之介
【審査官】鹿野 博司
(56)【参考文献】
【文献】特開２００９－２６３５６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０１９５３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／００４２２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１９－１５５８５３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１９４２８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０１４３８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０４１９９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１２７４９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／２４１９０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０６５９４０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ １／０３
Ｂ２９Ｂ １５／１２
Ｂ２９Ｋ １０５／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
石英ガラスクロスと有機樹脂を含むミリ波用高速通信低誘電基板であって、前記石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、前記有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有し、前記有機樹脂がポリテトラフルオロエチレン誘導体であり、前記ミリ波用高速通信低誘電基板の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．０００５、誘電率が１０ＧＨｚで２．２～３．７であることを特徴とするミリ波用高速通信低誘電基板。
【請求項2】
更に平均粒径が３０μｍ以下のシリカ粉体を含むものであることを特徴とする請求項１に記載のミリ波用高速通信低誘電基板。
【請求項3】
前記シリカ粉体の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であることを特徴とする請求項２に記載のミリ波用高速通信低誘電基板。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、石英ガラスクロスと低誘電特性の有機樹脂を含む基板であって、ミリ波用高速通信低誘電基板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、５Ｇなどの高速通信化に伴い、ミリ波などの高周波を使用しても伝送損失やスキューの少ない高速通信基板やアンテナ基板が強く望まれている。またスマートフォン等の情報端末においては配線基板の高密度実装化や極薄化が著しく進行している。
特に、２５ＧＨｚを超える高速基板では、従来技術の延長では信号品質を確保することがむずかしくなってきている。
特に、２５ＧＨｚを超える高速基板では、従来技術の延長では信号品質を確保することがむずかしくなってきている。
【0003】
５Ｇなどの高速通信向けにはＤガラス、ＮＥガラス、Ｌガラスなどの低誘電ガラスクロスに、フッ素樹脂やポリフェニレンエーテルなどの熱可塑性樹脂、更には低誘電エポキシ樹脂や低誘電マレイミド樹脂などを含浸させて得られるプリプレグを積層して加熱加圧硬化させた積層板が広く使用されている。しかし、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｌガラス等の誘電特性が向上されたガラスクロスであるが、誘電正接はいずれのガラスにおいても１０ＧＨｚ以上の高周波領域において０．００２～０．００５程度と大きく、且つ誘電率は５前後と大きな値である。通信にミリ波などの高周波を使用した場合、伝送損失を低減するためマトリックスとなる有機樹脂の誘電正接と誘電率の低減を図っているが、一方では上記した低誘電ガラスの誘電特性と乖離が大きくなりスキューや伝送損失が大きく正確な情報を送れなくなる。
【0004】
スキューに関しては、ミリ波などの高周波信号では波長が短くなることから差動ペアの各配線上下の樹脂、ガラスクロスの分布により２線間の伝搬時間に差が生じ、信号品質劣化の要因となっている。
従来はこのスキュー低減のためガラスクロスの繊維方向に対して信号配線を傾けて配線する手法や、扁平したガラス繊維束で編まれた解繊ガラスクロスを使用して、樹脂とガラスクロスの分布を均一化することで誘電率差の大きい部分を減少化させる手法で対応している。
これらいずれの手法においてもコストアップとなり、かつ樹脂とガラスクロスの誘電率や誘電正接の差が残るため、ミリ波などの高速信号の伝送を考えると上記した対策が必要となっており、高性能なミリ波対応基板としては十分なものではない。
従来はこのスキュー低減のためガラスクロスの繊維方向に対して信号配線を傾けて配線する手法や、扁平したガラス繊維束で編まれた解繊ガラスクロスを使用して、樹脂とガラスクロスの分布を均一化することで誘電率差の大きい部分を減少化させる手法で対応している。
これらいずれの手法においてもコストアップとなり、かつ樹脂とガラスクロスの誘電率や誘電正接の差が残るため、ミリ波などの高速信号の伝送を考えると上記した対策が必要となっており、高性能なミリ波対応基板としては十分なものではない。
【0005】
なお、信号の伝送損失はＥｄｗａｒｄ Ａ．Ｗｏｌｆｆ式：伝送損失∝√ε×ｔａｎδ、が示すように、誘電率（ε）及び誘電正接（ｔａｎδ）が小さい材料ほど改善されることが知られている。上記式が示すように、特に誘電正接の影響が大きい。
【0006】
プリント配線板などの有機樹脂基板の低誘電正接化として、有機樹脂よりも誘電正接の低い無機粉体やガラスクロスを用いる方法が一般的である。しかし、このような基板においてはミクロに見た場合、バインダーとなる樹脂と無機粉体やガラスクロスとの誘電特性が異なり、均一な誘電特性を持った低誘電基板を得ることができない。特に誘電正接が高周波領域で０．００１５未満、且つ誘電率も４．０以下の均一な誘電特性を持った基板はほとんど知られていない。
【0007】
代表的な低誘電特性の無機材料の一つであるシリカ粉体や石英ガラスクロスは、樹脂に添加する無機粉体や基板の補強材として膨張係数も小さく絶縁性や誘電特性にも優れた材料である。一般的に石英ガラスクロスやシリカ粉体は誘電特性が非常に優れていることが知られているが、現在石英ガラスクロスやシリカ粉体は任意に誘電正接の値を調整することができない。
【0008】
一般的に石英ガラスやシリカ粉体においては、その中に残存する水酸基（ＯＨ）量は製造方法や熱処理によって異なり、ＯＨ濃度の違いにより様々な物性の違いをもたらすことが知られている（非特許文献１）。
【0009】
特許文献１では、加熱処理により低シラノールシリカの製造を行っているものの、シラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）の減少率しか言及されておらず、処理後のシリカのシラノール量も測定されていない上に、誘電正接との相関についても言及はされていない。
【0010】
特許文献２では、シリカガラス繊維中の水分量と誘電正接の関係は示されているものの、シラノール量についての記載がなく、誘電正接についてもガラス繊維とＰＴＦＥを用いたプリント基板で測定した値であるため、シラノール量とガラス繊維の誘電正接の相関については明らかにされていない。
【0011】
誘電正接を向上させるために高温処理によってＯＨ基を所定量まで減らすことは知られていない。また、石英ガラスやシリカ粉体を高温で加熱処理すると歪量が増大し、特にガラス表面で歪が増大（非特許文献２）するため、強度が大きく低下する。そのため、実用化はされていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開平２－２８９４１６号公報
【文献】特開平５－１７０４８３号公報
【非特許文献】
【0013】
【文献】熱処理に伴うシリカガラス中のＯＨ基濃度変化 ２０１１年２月 福井大学工学研究科博士前期課程論文
【文献】シリカガラスブロックの熱処理による構造変化 ２００５年２月 福井大学工学研究科博士前期課程論文
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
既存の石英ガラスクロスやシリカ粉体の誘電特性、特に誘電正接を本来の石英ガラスのレベルである０．００１５未満程度に下げることができれば、今後大きく成長が期待できる高速通信用半導体などの封止材や高速通信用基板、またアンテナ基板などの補強材や充填剤として幅広い用途に展開できる。一方で、このような基板の誘電体は、上記のように石英ガラスクロスとシリカ粉体などの無機粉体と樹脂の複合材料から構成されているために基板の内部構造が不均一となっている。基板に設けられた配線は周囲の環境（材質、誘電特性等）の影響を受けるため、かかる基板の不均一性が、差動配線ペアにおける各配線で信号の伝播速度に差異を生じさせる原因となっている。
【0015】
しかし、従来は石英ガラスクロスやシリカ粉体は任意に誘電正接の値を調整することができなかったため、有機樹脂基板を構成する部材（有機樹脂、シリカ粉体やガラスクロスなど）の誘電特性が互いに異なっている基板しか得られなかった。このような基板においては、微視的にみると誘電特性が異なる部材から構成される部分ごとに誘電特性がばらついてしまうため、均一な誘電特性を持った低誘電基板を得ることができない。特に、通信にミリ波などの高周波を使用した場合、伝送損失を低減するためマトリックスとなる有機樹脂の誘電正接と誘電率の低減が必要になるが、上記したように有機樹脂基板を構成する部材間の誘電特性の乖離が大きいため、差動配線間で生じる伝播遅延時間差であるスキューや伝送損失が無視できないレベルとなって正確な情報を送れなくなるという問題があった。
【0016】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、石英ガラスクロスと低誘電樹脂及び必要に応じて添加されるシリカ粉体を含む低誘電基板であって、各種配線上下の樹脂や石英ガラスクロスの分布が不均一な基板でも配線間の伝搬時間に差がなく安定した品質の良好な信号を送ることができ、且つ部材による誘電正接の差を減らして伝送損失を少なくしたミリ波用高速通信低誘電基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記課題を解決するために、本発明では、石英ガラスクロスと有機樹脂を含むミリ波用高速通信低誘電基板であって、前記石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、前記有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有するものであることを特徴とするミリ波用高速通信低誘電基板を提供する。
【0018】
このようなミリ波用高速通信低誘電基板であれば、各配線上下の樹脂や石英ガラスクロスの分布が不均一な基板であっても、配線間の伝搬時間に差がなく安定した品質の良好な信号を送ることができ、且つ部材による誘電正接の差を減らして伝送損失を少なくすることができる。
【0019】
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、更に平均粒径が３０μｍ以下のシリカ粉体を含むものであることができる。
【0020】
このようなシリカ粉体を含むことにより、基板の膨張係数や弾性率などを調整することができる。
【0021】
この場合、前記シリカ粉体の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であることが好ましい。
【0022】
このようなミリ波用高速通信低誘電基板であれば、シリカ粉体充填で基板の膨張係数や弾性率などを調整しつつ、石英ガラスクロスや有機樹脂との誘電特性の差を少なくして誘電特性を著しく向上させることができる。また、伝送損失をさらに少なくすることができる。
【0023】
また、本発明では、前記有機樹脂の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００２０、誘電率が１０ＧＨｚで２．０～４．０であることが好ましい。
【0024】
このような有機樹脂が、基板の低誘電化に好適であり、部材間の誘電正接をより近接することで伝送損失をさらに少なくできる。
【0025】
また、本発明のミリ波用高速通信低誘電基板の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで２．０～３．８であることが好ましい。
【0026】
このようなミリ波用高速通信低誘電基板は、５Ｇなどの高速通信用途に好適である。
【0027】
また、本発明では、前記有機樹脂がフッ素系樹脂であることが好ましい。
【0028】
このような有機樹脂が低誘電特性の観点から優れている。
【0029】
この場合、前記フッ素系樹脂がポリテトラフルオロエチレン誘導体であり、前記ミリ波用高速通信低誘電基板の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．０００５、誘電率が１０ＧＨｚで２．２～３．７であることが好ましい。
【0030】
このようなものであれば、特に低誘電特性に優れ、ミリ波などを用いる高速通信において、伝送損失やスキューの非常に少ない理想的な基板となる。
【発明の効果】
【0031】
以上のように、本発明のミリ波用高速通信低誘電基板であれば、石英ガラスクロスと有機樹脂及び必要に応じて添加されるシリカ粉体を含み、石英ガラスクロスと有機樹脂それぞれの誘電特性（誘電正接及び誘電率）が所定の条件を満たすことにより、各配線上下の樹脂や石英ガラスクロスの分布が不均一な基板でも配線間の伝搬時間に差がなく安定した品質の良好な信号を送ることができ、且つ部材による誘電正接の特性差が減少し、極限化した伝送損失のないミリ波用高速通信低誘電基板とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0032】
上述のように、ミリ波などを用いる高速通信において、伝送損失やスキューの非常に少ない理想的な樹脂基板の開発が求められていた。
【0033】
本発明者らは、既存のシリカ粉体や石英ガラスクロスの誘電特性、特に誘電正接を本来の石英ガラスのレベルに下げることができれば、今後大きく成長が期待できる高速通信用半導体などの封止材や高速通信用基板、またアンテナ基板などの補強材や充填剤として幅広い用途に展開できると考え、種々検討を行ってきた。
【0034】
そして、本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特に低誘電化について検討を行った結果、誘電率はシリカや石英ガラスクロスの純度を極力高めることで低減することができるが、誘電正接はシリカ粉体や石英ガラスクロスを５００℃～１５００℃の温度に加熱することが誘電正接の低減に有効であり、また、シリカ粉体や石英ガラスクロスの表面をわずかにエッチング処理することで表面が強固になり樹脂との接着が改善されること、更に石英ガラスクロスにおいてはクロスの引張強さが大きく向上することを見出した。
【0035】
更に、石英ガラスクロス、シリカ粉体の誘電正接を任意に可変できることを見出し、低誘電樹脂の誘電正接特性に合わせた誘電正接を保有する石英ガラスクロスとシリカ粉体との組み合わせで、上記目的の部材間での誘電正接特性のばらつきが少ないミリ波用高速通信低誘電基板となることを見出し、本発明を完成した。
【0036】
即ち、本発明は、石英ガラスクロスと有機樹脂を含むミリ波用高速通信低誘電基板であって、前記石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、前記有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有するものであることを特徴とするミリ波用高速通信低誘電基板である。
【0037】
以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0038】
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、石英ガラスクロスと有機樹脂（低誘電樹脂）を含む。必要に応じて。シリカ粉体などの無機粉体や他の成分を含んでもよい。以下、基板を構成する部材（成分）について説明する。
【0039】
［石英ガラスクロス］
本発明で使用する石英ガラスクロスの素材は、天然で産出される不純物の少ない石英や四塩化ケイ素などを原料とする合成石英などを主に使用することができる。
本発明で使用する石英ガラスクロスの素材は、天然で産出される不純物の少ない石英や四塩化ケイ素などを原料とする合成石英などを主に使用することができる。
【0040】
石英ガラス素材中の不純物の濃度が、アルカリ金属であるＮａ、Ｋ、Ｌｉの総和が１０ｐｐｍ以下、Ｂが１ｐｐｍ以下、Ｐが１ｐｐｍ以下、放射線による誤動作を防止するためにはＵやＴｈの含有量が０．１ｐｐｂ以下であることがより好ましい。上記不純物の濃度は原子吸光光度法や、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法などにより測定することができる。例えば、ＩＣＰ－ＡＥＳ、ＩＣＰ－ＭＳ等の装置により予め濃度既知の試料を用いて作成した検量線から求めることができる。
【0041】
本発明の石英ガラスクロスは下記のような製法で得られる石英インゴットを原料としてフィラメント、ヤーンを製造して製織することで製造することができる。
【0042】
石英インゴットは、天然で産出する石英を原料とした電気溶融法、火炎溶融法、又は四塩化ケイ素を原料とした直接合成法、プラズマ合成法、スート法、又はアルキルシリケートを原料としたゾルゲル法等で製造することができる。
【0043】
例えば本発明で使用する直径１００～３００μｍの石英糸はインゴットを１７００～２３００℃で溶融させ延伸し巻き取ることで製造することができる。
なお、本明細書では、上述した石英糸を引き伸ばして得られる細い糸状の単繊維を石英ガラスフィラメント、石英ガラスフィラメントを束ねたものを石英ガラスストランド、石英ガラスフィラメントを束ねて更に撚りをかけたものを石英ガラスヤーンと定義する。
なお、本明細書では、上述した石英糸を引き伸ばして得られる細い糸状の単繊維を石英ガラスフィラメント、石英ガラスフィラメントを束ねたものを石英ガラスストランド、石英ガラスフィラメントを束ねて更に撚りをかけたものを石英ガラスヤーンと定義する。
【0044】
石英ガラスフィラメントの場合、その直径は３μｍ～２０μｍであることが好ましく、３．５μｍ～９μｍがより好ましい。石英ガラスフィラメントの製造方法としては上述した石英糸を電気溶融、酸水素火炎による延伸法等が挙げられるが、石英ガラスフィラメント径は３μｍ～２０μｍであればこれらの製造方法に限定されるものではない。
【0045】
前記石英ガラスフィラメントは１０本～４００本の本数で束ねて石英ガラスストランドを製造するが、好ましく、４０本～２００本であることがより望ましい。
【0046】
また、本発明に使用する石英ガラスクロスは前述した石英ガラスヤーンやストランドを製織して製造することができる。ガラスクロスの製織方法は特に制限はなく、例えば、レピア織機によるもの、シャトル織機によるもの、エアジェットルームによるものなどが挙げられる。
【0047】
この種の製造方法で得られる現在入手可能な石英ガラスクロスは低誘電ガラスとして知られているＬＥガラスなどより優れた誘電特性を持っている。低誘電ガラスとして知られているＬＥガラスは誘電率が４．４，誘電正接が０．００２０であり、本来の石英の誘電率３．７に比べ約２０％大きく，誘電正接は０．０００１より一桁大きな値となっている。
【0048】
このため、ミリ波用高速通信基板に使用する場合、基板のマトリックスとなる有機樹脂の誘電率が３．０以下と小さくなることから、現在入手可能な低誘電ＬＥガラスでは誘電率を近似させることができない。
【0049】
［低誘電石英ガラスクロス］
本発明に使用する石英ガラスクロスは、石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、適用する有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有するものであればよく、他の特性は特に限定されない。しかしながら、以下の知見に基づく低誘電石英ガラスクロスを使用することが誘電特性と機械的強度の点から好ましい。
本発明に使用する石英ガラスクロスは、石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、適用する有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有するものであればよく、他の特性は特に限定されない。しかしながら、以下の知見に基づく低誘電石英ガラスクロスを使用することが誘電特性と機械的強度の点から好ましい。
【0050】
本発明者らは、高周波領域における誘電正接が１０ＧＨｚで０．００１０未満、誘電率が３．０～３．８、引張強さがクロス重量（ｇ／ｍ２）あたり２．７Ｎ／２５ｍｍ以上である石英ガラスクロスを５００℃以上の温度で高温処理した後、クロスを構成する繊維表面の歪層を除去した低誘電石英ガラスクロスを使用すれば誘電特性に優れた樹脂基板を製造できることを見出した。
【0051】
本発明では、上記の石英ガラスクロスを高温で加熱処理し石英中に存在する水酸基を除去した後、石英ガラス表面に発生した歪層を溶解除去し、カップリング剤などで石英ガラス表面を処理した低誘電石英ガラスクロスを使用することが好ましい。
【0052】
石英中の水酸基を除去する加熱温度は５００℃～１５００℃で、加熱時間は１０分～２４時間でよい。なお、加熱後の室温までの冷却は、徐冷でも急冷でも問題はないが、条件によっては溶融状態の石英ガラスが一部結晶化することがあることから加熱温度や冷却条件は最適化したほうが良い。加熱雰囲気としては、空気中、窒素などの不活性ガス中で常圧、真空中や減圧下でも特に限定されるものではないが、通常はコストなども考え空気中で行う。加熱処理による水酸基の減少度合いは赤外分光分析などで分析することで所望の誘電特性に達したかどうかの確認をすることができる。
【0053】
この工程により、加熱温度と加熱時間を調整することで誘電率は変動せずに、１０ＧＨｚでの誘電正接を本来の石英のレベルである０．０００１～０．００１５まで自由に制御することができる。低誘電基板とするためにはより好ましい誘電正接は０．０００１～０．００１０、より好ましくは０．０００１～０．０００８、更には０．０００１～０．０００５にすることができる。
【0054】
上記処理によっても石英ガラスクロスの誘電率は処理前とほとんど変わらず３．０～３．８と優れた特性を示している。
【0055】
石英ガラスクロスは５００℃以上の温度で熱処理すると強度が低下する場合がある。この原因は高温で加熱処理した後の石英ガラスクロスの表面層にはわずかに歪が残り、これが起点となって容易に破断することによると考えられる。そこで、このような場合にはこの歪層を除去し強度を回復させた低誘電石英ガラスクロスを使用することが好ましい。
【0056】
石英ガラスクロスの歪層の除去はエッチング液などにクロスを浸漬することで容易に歪層を除去することができる。
【0057】
また、プリプレグを製造する際に、樹脂とガラスクロス表面の接着を強固にするために、シランカップリング剤による表面処理を行うことができる。表面処理は、石英ガラスクロスの高温処理、エッチング処理後、石英ガラスクロスを洗浄したのち、ガラスクロスの表面をシランカップリング剤で被覆する。
【0058】
シランカップリング剤としては、公知のシランカップリング剤を用いることができるが、アルコキシシランが好ましく、代表的なシランカップリング剤として３－アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－９０３）、３－アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－９０３）、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－６０３）、Ｎ－２－（アミノエチル）－３－アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－９０３）などのアミノ系シランカップリング剤、ビニルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－１００３）、ビニルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－１００３）、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－５０３）、３－メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－５０３）、ｐ－スチリルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－１４０３）などの不飽和基含有シランカップリング剤、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－７１０３）、パーフルオロポリエーテル含有トリアルコキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：Ｘ－７１－１９５、ＫＹ－１９０１、ＫＹ－１０８）などのフッ素原子含有シランカップリング剤、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－４０３）、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－４０３）、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＭ－８０３）、３－イソシアネートプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製；商品名：ＫＢＥ－９００７）、３－トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物（信越化学工業（株）製；商品名：Ｘ－１２－９６７Ｃ）、また上記アミノ系シランカップリング剤と不飽和基含有シランカップリング剤からなるオリゴマーなどの群から選択される１種又は２種以上が好ましく、特にアミノ系シランカップリング剤や不飽和基含有シランカップリング剤がより好ましい。
【0059】
上記シランカップリング剤の濃度は通常０．１質量％～５質量％の間の希薄水溶液で使用されるが、特に０．１質量％～１質量％の間で使用するのが効果的である。このような石英ガラスクロスを用いることで、上記シランカップリング剤が均一に付着しガラスクロス表面に対して、より均一な保護作用をもたらし取扱がし易くなるばかりでなく、プリプレグを製作する際に用いられる樹脂に対しても均一でムラのない塗布が可能となる。
【0060】
［有機樹脂］
ミリ波用高速通信低誘電基板に用いる有機樹脂としては、上記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が上記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有する有機樹脂であれば特に限定されない。例えば、誘電率（１０ＧＨｚ）が２．０～４．０、誘電正接（１０ＧＨｚ）で０．００２０以下、望ましくは０．００１５以下の熱硬化性や熱可塑性の低誘電特性の有機樹脂であればいずれも使用可能である。また、それぞれの樹脂を混合して併用することもできる。
ミリ波用高速通信低誘電基板に用いる有機樹脂としては、上記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が上記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有する有機樹脂であれば特に限定されない。例えば、誘電率（１０ＧＨｚ）が２．０～４．０、誘電正接（１０ＧＨｚ）で０．００２０以下、望ましくは０．００１５以下の熱硬化性や熱可塑性の低誘電特性の有機樹脂であればいずれも使用可能である。また、それぞれの樹脂を混合して併用することもできる。
【0061】
熱可塑性樹脂としてはポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂（フッ素系樹脂）などが代表例として例示される。なかでも低誘電特性からフッ素系樹脂が望ましい。フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔ＰＣＴＦＥ〕、エチレン（Ｅｔ）－ＴＦＥ共重合体〔ＥＴＦＥ〕、Ｅｔ－クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）共重合体〔ＥＣＴＦＥ〕、ＣＴＦＥ－ＴＦＥ共重合体、ＴＦＥ－ＨＦＰ共重合体〔ＦＥＰ〕、ＴＦＥ－ＰＡＶＥ共重合体〔ＰＦＡ〕、及び、ポリビニリデンフルオライド〔ＰＶｄＦ〕からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。中でもポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕やＴＦＥ－ＨＦＰ共重合体〔ＦＥＰ〕、ＴＦＥ－ＰＡＶＥ共重合体〔ＰＦＡ〕が誘電正接の点から望ましいものである。なお、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）のホモポリマーと共重合体をまとめてポリテトラフルオロエチレン誘導体ともいう。
【0062】
熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、アリル化エポキシ樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、シアネート樹脂、シクロペンタジエン・スチレン共重合樹脂が例示される。なかでも下記の一般式（１）で示されるビスマレイミド樹脂が低誘電化に好適な有機樹脂として使用される。
（前記式中、Ａは独立して芳香族環または脂肪族環を含む４価の有機基を示す。Ｂは２価のヘテロ原子を含んでもよい脂肪族環を有する炭素数６から１８のアルキレン鎖である。Ｑは独立して炭素数６以上の直鎖アルキレン基を示す。Ｒは独立して炭素数６以上の直鎖又は分岐鎖のアルキル基を示す。ｎは１～１０の数を表す。ｍは０～１０の数を表す。）
【化1】
【0063】
代表的なビスマレイミド樹脂としてはＳＬＫ－シリーズ（信越化学工業（株）製、ＳＬＫ－６８９５、ＳＬＫ－３０００、ＳＬＫ－２６００など）がある。また、熱硬化性のシクロペンタジエン・スチレン共重合樹脂も高耐熱性・低誘電樹脂として使用可能である。代表例としてはＳＬＫ－２５０シリーズ（信越化学工業（株）製）である。
【0064】
本発明では、前記有機樹脂の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００２０、誘電率が１０ＧＨｚで２．０～４．０であることが好ましい。
このような有機樹脂が、基板の低誘電化に好適であり、部材による誘電正接の差をより一層減らして伝送損失をさらに少なくできる。
このような有機樹脂が、基板の低誘電化に好適であり、部材による誘電正接の差をより一層減らして伝送損失をさらに少なくできる。
【0065】
また、低誘電特性が優れていることから、有機樹脂としてはフッ素系樹脂が好ましいが、この場合、フッ素系樹脂がポリテトラフルオロエチレン誘導体であり、ミリ波用高速通信低誘電基板の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．０００５、誘電率が１０ＧＨｚで２．２～３．７であることが好ましい。
このようなものであれば、特に低誘電特性に優れ、ミリ波などを用いる高速通信において、伝送損失やスキューの非常に少ない理想的な基板となる。
このようなものであれば、特に低誘電特性に優れ、ミリ波などを用いる高速通信において、伝送損失やスキューの非常に少ない理想的な基板となる。
【0066】
［シリカ粉体］
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、必要に応じて無機粉体を含んでもよい。代表的な無機粉体の一つであるシリカ粉体は、樹脂に添加することで基板の補強材として機能し、膨張係数も小さく絶縁性や誘電特性にも優れた材料である。このため、無機粉体としてはシリカ粉体を用いることが好ましい。
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、必要に応じて無機粉体を含んでもよい。代表的な無機粉体の一つであるシリカ粉体は、樹脂に添加することで基板の補強材として機能し、膨張係数も小さく絶縁性や誘電特性にも優れた材料である。このため、無機粉体としてはシリカ粉体を用いることが好ましい。
【0067】
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、更に平均粒径が３０μｍ以下のシリカ粉体を含むものであることができる。これにより、基板の膨張係数や弾性率などを調整することができる。好ましくは、平均粒径０．１～３０μｍである。
【0068】
シリカ粉体は、その内部及び表面の一部又は全面にアルミニウム、マグネシウム及びチタンから選ばれる金属及び／又はその酸化物が金属換算で２００ｐｐｍ以下、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のそれぞれの含有量が１０ｐｐｍ以下含まれてもよい。更に、前記したシリカ粉体中のＢが１ｐｐｍ以下、Ｐが１ｐｐｍ以下、ＵおよびＴｈの含有量がそれぞれ０．１ｐｐｂ以下であるシリカ粉体も低誘電シリカ粉体として使用可能である。
なお、本発明において、最大粒径及び平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、ＳＡＬＤ－３１００：島津製作所製など）により測定することができ、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ５０（即ち、累積質量が５０％となるときの粒子径又はメジアン径）として求めることができる。
なお、本発明において、最大粒径及び平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（例えば、ＳＡＬＤ－３１００：島津製作所製など）により測定することができ、平均粒径は、レーザー光回折法による粒度分布測定における質量平均値Ｄ５０（即ち、累積質量が５０％となるときの粒子径又はメジアン径）として求めることができる。
【0069】
［低誘電シリカ粉体］
本発明では、低誘電化の観点から、特に誘電正接の値が低いシリカ粉体（低誘電シリカ粉体）を用いることが好ましい。
本発明では、低誘電化の観点から、特に誘電正接の値が低いシリカ粉体（低誘電シリカ粉体）を用いることが好ましい。
【0070】
本発明で使用するシリカ粉体は、好ましくは、誘電正接（１０ＧＨｚ）が０．０００１～０．００１５、誘電率（１０ＧＨｚ）が３．０～３．８である。
このようなシリカ粉体を含むミリ波用高速通信低誘電基板であれば、充填するシリカ粉体自体も低誘電正接であるため、基板の膨張係数や弾性率などを調整しつつ、誘電特性を著しく向上させることができる。また、部材による誘電正接の差をより減らして伝送損失をさらに少なくすることができる。平均粒径は０．１～３０μｍが好ましい。
このようなシリカ粉体を含むミリ波用高速通信低誘電基板であれば、充填するシリカ粉体自体も低誘電正接であるため、基板の膨張係数や弾性率などを調整しつつ、誘電特性を著しく向上させることができる。また、部材による誘電正接の差をより減らして伝送損失をさらに少なくすることができる。平均粒径は０．１～３０μｍが好ましい。
【0071】
本発明で使用する低誘電シリカ粉体は、好ましくは、シリカ粉体を５００℃～１５００℃の温度で加熱処理することで低誘電化したもの、更には前記シリカ粉体表面を塩基性水溶液、更に望ましくはｐＨ１２以上のアルカリ電解水でエッチング処理した低誘電シリカ粉体である。
【0072】
本発明において好ましいシリカ粉体は、水酸基（Ｓｉ－ＯＨ）含有量が３００ｐｐｍ以下のもので、このような含有量であれば十分低誘電正接が得られる。上記加熱処理により、シリカ粉体が含有する水酸基量が３００ｐｐｍ以下、好ましくは２８０ｐｐｍ以下、更に好ましくは１５０ｐｐｍ以下となり、低誘電正接の特性を有する低誘電シリカ粉体となる。
【0073】
本発明で使用する低誘電シリカ粉体は平均粒径０．１～３０μｍで、好ましくは最大粒径が１００μｍ以下のシリカ粉体であり、高速通信用基板の充填剤として使用する場合は平均粒径が０．１～５μｍで最大粒径が２０μｍ、より望ましくは０．１～３μｍで最大粒径が１０μｍ以下である。
【0074】
低誘電シリカ粉体は、５００℃から１５００℃の温度で加熱処理することでシリカ粉体の誘電率が３．０～３．８、誘電正接（１０ＧＨｚ）が０．０００１～０．００１５、好ましくは０．０００１～０．００１０、より好ましくは０．０００１～０．０００５のものである。
【0075】
シリカ粉体は５００℃以上の温度で熱処理すると粒子表面に歪層ができて強度が低下する場合がある。そのため、本発明で使用する低誘電シリカ粉体はこの歪層を除去したものを使用することが望ましい。シリカ粉体の歪層の除去は前述した石英ガラスクロスと同様にエッチング液などにシリカ粉体を浸漬することで容易に歪層を除去することができる。
【0076】
シリカ粉体の表面をシランカップリング剤で被覆することでプリプレグを製造する際に、樹脂と石英ガラスクロスやシリカ粉体表面の接着を強固にすることができる。
【0077】
シランカップリング剤としては、前記した石英ガラスクロスで使用する公知のシランカップリング剤を用いることができる。
【0078】
特に低誘電率、低誘電正接の樹脂を基板のマトリックス樹脂として使用した場合、石英ガラスクロスのバスケットホール（ガラスクロスのよこ糸とたて糸に挟まれた隙間）には樹脂のみが充填されるため石英ガラスクロスとの誘電特性差が大きくなる。このためシリカ粉体を添加し誘電率を石英ガラスクロスに近似させることが好ましい。シリカ粉体の量は、樹脂成分の総和１００質量部に対し、０～１０００質量部であり、５０～８００質量部が好ましく、特に１００～７００質量部が更に好ましい。５０質量部以上であれば、十分に誘電特性の調整ができ、硬化物の熱膨張率（ＣＴＥ）が大きくなりすぎず、十分な強度を得ることができるため、５０質量部以上の添加が好ましい。ただ、有機樹脂の種類や用途によって、非添加系での使用もある。１０００質量部以下であれば、プリプレグ製造時に柔軟性が失われたり、外観不良が発生したりすることはない。なお、このシリカ粉体は、樹脂全体の１０～９０質量％、特に１５～８５質量％の範囲で含有することが好ましい。このシリカ粉体は流動性や加工性など特性向上のため、異なる平均粒径のシリカ粉体をブレンドしても良いが、バスケットホールに充填するため、有機樹脂が含有するシリカ粉体は上記した平均粒径が０．１～５μｍで最大粒径が２０μｍ、より好ましくは０．１～３μｍで最大粒径が１０μｍ以下のシリカ粉体が好ましい。
【0079】
この低誘電シリカ粉体は前記した石英ガラスクロス、特に低誘電石英ガラスクロスと併用することで高速通信基板、アンテナ基板など基板向けの充填剤として好適である。
【0080】
［その他の成分］
本発明の低誘電基板には、上記各成分に加え、上述のシランカップリング剤や、必要に応じて、染料、顔料、難燃剤や接着助剤等の任意成分を含んでいてもよい。
本発明の低誘電基板には、上記各成分に加え、上述のシランカップリング剤や、必要に応じて、染料、顔料、難燃剤や接着助剤等の任意成分を含んでいてもよい。
【0081】
－ミリ波用高速通信低誘電基板－
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、上述した石英ガラスクロス、有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグの積層基板である。本発明のミリ波用高速通信低誘電基板（有機樹脂積層基板）において、絶縁層の厚さは、本発明のミリ波用高速通信低誘電基板の用途等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されないが、好ましくは２０～２，０００μｍ、より好ましくは５０～１，０００μｍである。
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、上述した石英ガラスクロス、有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグの積層基板である。本発明のミリ波用高速通信低誘電基板（有機樹脂積層基板）において、絶縁層の厚さは、本発明のミリ波用高速通信低誘電基板の用途等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されないが、好ましくは２０～２，０００μｍ、より好ましくは５０～１，０００μｍである。
【0082】
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板としては、石英ガラスクロスと有機樹脂を含むものであって、前記石英ガラスクロスの誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで３．０～３．８であり、前記有機樹脂が前記石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有し、かつ前記有機樹脂の１０ＧＨｚにおける誘電率が前記石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有するものであれば特に限定されないが、例えば、以下の２つのタイプが挙げられる。
（１）上記低誘電特性の石英ガラスクロスと、石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有すると共に１０ＧＨｚにおける誘電率が石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有する有機樹脂を選択し、石英ガラスクロスに前記有機樹脂を含浸したプリプレグを調製し、石英ガラスクロスを含むプリプレグを加圧加熱してなる樹脂基板
（２）上記石英ガラスクロスに更に低誘電シリカ粉体を含有する有機樹脂を含浸したプリプレグを調製し、石英ガラスクロスを含むプリプレグを加圧加熱してなる樹脂基板
（１）上記低誘電特性の石英ガラスクロスと、石英ガラスクロスの１０ＧＨｚにおける誘電正接の８０％～１５０％の範囲内の誘電正接を有すると共に１０ＧＨｚにおける誘電率が石英ガラスクロスの誘電率の５０％～１１０％の範囲内の誘電率を有する有機樹脂を選択し、石英ガラスクロスに前記有機樹脂を含浸したプリプレグを調製し、石英ガラスクロスを含むプリプレグを加圧加熱してなる樹脂基板
（２）上記石英ガラスクロスに更に低誘電シリカ粉体を含有する有機樹脂を含浸したプリプレグを調製し、石英ガラスクロスを含むプリプレグを加圧加熱してなる樹脂基板
【0083】
ミリ波用高速通信低誘電基板の誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００１～０．００１５、誘電率が１０ＧＨｚで２．０～３．８であることが好ましい。
このようなミリ波用高速通信低誘電基板は、５Ｇなどの高速通信用途に好適である。
このようなミリ波用高速通信低誘電基板は、５Ｇなどの高速通信用途に好適である。
【0084】
－ミリ波用高速通信低誘電基板の製造方法－
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、その製造方法に特に制限はないが、例えば以下のようにすることで得ることができる。
－有機樹脂プリプレグの製造方法－
有機樹脂を石英ガラスクロスに含浸させてプリプレグを作製する方法は特に限定されない。また、更にシリカ粉体等の無機粉体を用いる場合も特に限定されない。
上記低誘電特性の有機樹脂（シリカ粉体を含有及び／又は非含有してなる有機樹脂組成物）を溶剤に溶解・分散された状態で石英ガラスクロスに含浸させ、次に、石英ガラスクロスから前記溶剤を蒸発させて除去し、プリプレグを得る。得られたプリプレグを加圧加熱硬化させることにより低誘電基板を得ることができる。ここでシリカ粉体として、有機樹脂１００質量部当り１０００質量部以下（０～１０００質量部）の範囲であり、５０～８００質量部の範囲であることがより好ましい。
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、その製造方法に特に制限はないが、例えば以下のようにすることで得ることができる。
－有機樹脂プリプレグの製造方法－
有機樹脂を石英ガラスクロスに含浸させてプリプレグを作製する方法は特に限定されない。また、更にシリカ粉体等の無機粉体を用いる場合も特に限定されない。
上記低誘電特性の有機樹脂（シリカ粉体を含有及び／又は非含有してなる有機樹脂組成物）を溶剤に溶解・分散された状態で石英ガラスクロスに含浸させ、次に、石英ガラスクロスから前記溶剤を蒸発させて除去し、プリプレグを得る。得られたプリプレグを加圧加熱硬化させることにより低誘電基板を得ることができる。ここでシリカ粉体として、有機樹脂１００質量部当り１０００質量部以下（０～１０００質量部）の範囲であり、５０～８００質量部の範囲であることがより好ましい。
【0085】
例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の水溶液を用いる場合は、シリカ粉体をあらかじめ水溶液に所定量混合しスラリー化した後、石英ガラスクロスに含浸処理、乾燥することでフッ素樹脂とシリカ粉体を含んだ石英ガラスクロス含有プリプレグが得られる。
ここで得られた石英ガラスクロス含有プリプレグを所定の温度・時間・加圧してフッ素樹脂を含む低誘電基板を作製する。フッ素樹脂微粉末水溶液の系では有機系の界面活性剤などが含まれていることから、３００～４００℃で５分～１時間加熱して、界面活性剤を除去することが好ましい。フッ素樹脂を含む低誘電基板を作製する際の温度・時間・加圧条件は、後述の金属張積層基板を作製する場合の条件とすることができる。
ここで得られた石英ガラスクロス含有プリプレグを所定の温度・時間・加圧してフッ素樹脂を含む低誘電基板を作製する。フッ素樹脂微粉末水溶液の系では有機系の界面活性剤などが含まれていることから、３００～４００℃で５分～１時間加熱して、界面活性剤を除去することが好ましい。フッ素樹脂を含む低誘電基板を作製する際の温度・時間・加圧条件は、後述の金属張積層基板を作製する場合の条件とすることができる。
【0086】
－溶剤－
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板を製造する場合には、上述した低誘電樹脂組成物を溶解・分散させることができ、かつ、該組成物が未硬化または半硬化の状態に保持される温度で蒸発させることができる溶剤であれば特に限定されず、例えば、沸点が５０～２００℃、好ましくは８０～１５０℃の溶剤が挙げられる。溶剤の具体例としては、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系非極性溶剤、エーテル類、エステル類等の炭化水素系極性溶剤が挙げられる。また、溶解しにくい有機樹脂では、界面活性剤と水で水系分散液として使用することも可能である。溶剤の使用量は、上述した有機樹脂組成物が溶解・分散し、得られた溶液または分散液を石英ガラスクロスに含浸させることができる量であれば特に制限されず、該有機樹脂組成物１００質量部に対して、好ましくは、１０～２００質量部、より好ましくは２０～１００質量部である。
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板を製造する場合には、上述した低誘電樹脂組成物を溶解・分散させることができ、かつ、該組成物が未硬化または半硬化の状態に保持される温度で蒸発させることができる溶剤であれば特に限定されず、例えば、沸点が５０～２００℃、好ましくは８０～１５０℃の溶剤が挙げられる。溶剤の具体例としては、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素系非極性溶剤、エーテル類、エステル類等の炭化水素系極性溶剤が挙げられる。また、溶解しにくい有機樹脂では、界面活性剤と水で水系分散液として使用することも可能である。溶剤の使用量は、上述した有機樹脂組成物が溶解・分散し、得られた溶液または分散液を石英ガラスクロスに含浸させることができる量であれば特に制限されず、該有機樹脂組成物１００質量部に対して、好ましくは、１０～２００質量部、より好ましくは２０～１００質量部である。
【0087】
上述した有機樹脂組成物の溶液または分散液は、例えば、石英ガラスクロスを該溶液または分散液に含浸させ、乾燥炉中で好ましくは５０～１５０℃、より好ましくは６０～１２０℃で溶剤を除去することにより有機樹脂プリプレグを得る。水系分散液の場合は、界面活性剤を除去するために、更に３００～４００℃で５分～１時間加熱することが好ましい。
【0088】
－金属張積層基板－
ミリ波用高速通信低誘電基板は、上述した低誘電石英ガラスクロス、低誘電特性の有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグを用いて積層基板とすることもできる。このような有機樹脂積層基板において、絶縁層の厚さは、基板の用途等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されないが、好ましくは２０～２，０００μｍ、より好ましくは５０～１，０００μｍである。
ミリ波用高速通信低誘電基板は、上述した低誘電石英ガラスクロス、低誘電特性の有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグを用いて積層基板とすることもできる。このような有機樹脂積層基板において、絶縁層の厚さは、基板の用途等に応じて適宜選択すればよく、特に限定されないが、好ましくは２０～２，０００μｍ、より好ましくは５０～１，０００μｍである。
【0089】
このような有機樹脂積層基板としては、金属張積層基板を挙げることができる。
上述した低誘電石英ガラスクロス、低誘電特性の有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグを用いた金属張積層基板は、以下のようにして製造することができる。
上述した低誘電石英ガラスクロス、低誘電特性の有機樹脂を必須成分とし、任意成分であるシリカ粉体を含有してもよい有機樹脂プリプレグを用いた金属張積層基板は、以下のようにして製造することができる。
【0090】
まず、ミリ波用高速通信低誘電基板と同様にしてプリプレグを調製する。
得られたプリプレグを、絶縁層の厚みに応じた枚数を重ね、加圧加熱して積層基板とすることができる。プリプレグに金属箔を重ねて、５～５０ＭＰａの圧力、７０～４００℃の温度の範囲で真空プレス機等を用いて加圧加熱により金属張積層基板が製造される。金属箔としては特に限定されないが、電気的、経済的に銅箔が好ましく用いられる。この金属張積層基板をサブトラクト法や穴あけ加工などの通常用いられる方法により加工することで印刷配線板を得ることができる。
得られたプリプレグを、絶縁層の厚みに応じた枚数を重ね、加圧加熱して積層基板とすることができる。プリプレグに金属箔を重ねて、５～５０ＭＰａの圧力、７０～４００℃の温度の範囲で真空プレス機等を用いて加圧加熱により金属張積層基板が製造される。金属箔としては特に限定されないが、電気的、経済的に銅箔が好ましく用いられる。この金属張積層基板をサブトラクト法や穴あけ加工などの通常用いられる方法により加工することで印刷配線板を得ることができる。
【0091】
溶剤に溶解しづらい熱可塑性樹脂の場合は薄膜の樹脂フィルム、銅箔と（Ａ）石英ガラスクロスを加熱圧着することでプリプレグを作製することもできる。
例えば、フッ素樹脂基板を作製する場合は、あらかじめ成形され表面処理がなされたフッ素樹脂のフィルムとガラスクロス及び銅箔を加熱下で圧着する方法がある。加熱下での熱圧着は通常２５０～４００℃の範囲内で、１～２０分間、０．１～１０メガパスカルの圧力で行うことが出来る。熱圧着温度に関しては、フッ素樹脂の軟化温度によるが高温になると樹脂のしみ出しや、厚みの不均一化が起こる懸念があり、３４０℃未満であることが好ましく、３３０℃以下であることがより好ましい。熱圧着はプレス機を用いてバッチ式に行うこともでき、また高温ラミネーターを用いて連続的に行うこともできる。プレス機を用いる場合は空気の挟み込みを防ぎ、フッ素樹脂がガラスクロス内へ入り込みやすくするために、真空プレス機を用いることが好ましい。
例えば、フッ素樹脂基板を作製する場合は、あらかじめ成形され表面処理がなされたフッ素樹脂のフィルムとガラスクロス及び銅箔を加熱下で圧着する方法がある。加熱下での熱圧着は通常２５０～４００℃の範囲内で、１～２０分間、０．１～１０メガパスカルの圧力で行うことが出来る。熱圧着温度に関しては、フッ素樹脂の軟化温度によるが高温になると樹脂のしみ出しや、厚みの不均一化が起こる懸念があり、３４０℃未満であることが好ましく、３３０℃以下であることがより好ましい。熱圧着はプレス機を用いてバッチ式に行うこともでき、また高温ラミネーターを用いて連続的に行うこともできる。プレス機を用いる場合は空気の挟み込みを防ぎ、フッ素樹脂がガラスクロス内へ入り込みやすくするために、真空プレス機を用いることが好ましい。
【0092】
以上の製造方法で本発明の出発材料であるフッ素樹脂基板を作製することができる。
【0093】
表面処理を行ったフッ素樹脂フィルムは、単体では表面粗度の低い銅箔に対して十分に接着することができず、熱圧着時に銅箔から染み出し、厚みの均一化も図れないが、上述の通り、ガラスクロスと複合化した場合は、線膨張率が十分下がり、さらに樹脂の染み出しも低減し、表面粗度Ｒａが０．２μｍ未満である銅箔に対しても高い接着性を発現する。
【0094】
積層体の構成は２枚の銅箔の間に、ｎ枚のフッ素樹脂フィルムとｎ－１枚のガラスクロスを交互に積層したもの（ｎは２～１０の整数）からなるが、ｎの値は８以下が好ましく、６以下が更に好ましい。フッ素樹脂フィルムの厚さや石英ガラスクロスの種類、及びｎの値を変えることによって本発明の樹脂積層基板のＸＹ方向の線膨張率を変えることが出来るが、線膨張率の値は５～５０ｐｐｍ／℃の範囲内が好ましく、１０～４０ｐｐｍ／℃の範囲内が更に好ましい。誘電体層の線膨張率が５０ｐｐｍ／℃以下であれば銅箔と誘電体層との密着性が低くならず、また銅箔エッチング後に基板の反りや波打ちなどの不具合を生じることもない。
【0095】
金属張積層基板の電極パターンは、公知の方法で作製すればよく、例えば、本発明の低誘電樹脂積層基板と、該積層基板の片面または両面に設けられた銅箔とを有する銅張積層基板に対してエッチング等を行うことにより作製することができる。
【0096】
以上のように、本発明者らは、ミリ波用高速通信基板を製造するため、誘電率が最も低い石英ガラスクロスを高温加熱処理した後、クロスを構成する石英繊維表面の歪層を除去することで、高周波領域における誘電正接を本来の石英レベルである０．００１５未満に調整し、引張強さをクロス重量（ｇ／ｍ２）あたり２．１Ｎ／２５ｍｍ以上とした石英ガラスクロスと、石英ガラスクロスのバスケットホール内の低誘電樹脂の誘電率が石英ガラスクロスより著しく小さい場合は石英ガラスクロスの誘電率に近似させる為に低誘電樹脂と誘電率が３．５～３．９、誘電正接（１０ＧＨｚ）が０．００１５未満に調整した平均粒径３０μｍ以下のシリカ粉体を混合し、石英ガラスクロス、低誘電樹脂、シリカ粉体の誘電率値の相違差を－５０％～＋１０％以内、誘電正接値の相違差を－２０％～＋５０％の範囲内に合わせることで誘電特性が著しく向上し、基板内部でのバラツキの少ない低誘電基板を製造することができることを見出した。望ましくは各成分の誘電正接値の相違差が±２０％以内、より望ましくは±１０％以内である。低誘電基板の厚みが薄くなればなるほど各構成成分の誘電正接の値が近接している必要がある。
【0097】
本発明のミリ波用高速通信低誘電基板は、石英ガラスクロスと低誘電樹脂及び必要に応じて添加されるシリカ粉体からなる低誘電基板であって、各配線上下の樹脂やガラスクロスの誘電特性差がミクロ的に見ても小さいことから、配線周囲の樹脂やガラスクロスの分布が不均一な基板でも配線間の伝搬時間に差がなく安定した品質の良好な信号を送ることができ、且つ各種部材間の誘電正接特性のばらつき及び相違が少ない誘電正接を有する。更に高周波信号の伝送特性にも優れた低誘電率、低誘電正接な多層プリント基板などの配線板材料としても有用である。
【実施例】
【0098】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下における特性値（引張強さ、誘電正接（ｔａｎδ）、誘電率、平均粒径）の測定は、特に断らない限り、以下の方法で行った。
なお、以下における特性値（引張強さ、誘電正接（ｔａｎδ）、誘電率、平均粒径）の測定は、特に断らない限り、以下の方法で行った。
【0099】
１．引張強さの測定
ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３「ガラス繊維一般試験方法」の「７．４引張強さ」に準拠して測定した。
ＪＩＳ Ｒ３４２０：２０１３「ガラス繊維一般試験方法」の「７．４引張強さ」に準拠して測定した。
【0100】
２．誘電正接の測定
２．１ ガラスクロス、有機樹脂、樹脂基板
特に明示した場合を除いて、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、試料の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接を測定した。
２．１ ガラスクロス、有機樹脂、樹脂基板
特に明示した場合を除いて、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、試料の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接を測定した。
【0101】
２．２ シリカ粉体
（１）シリカ粉体１００質量部を、低誘電マレイミド樹脂であるＳＬＫ－３０００（信越化学工業社製）１００質量部と硬化剤としてラジカル重合開始剤であるジクミルパーオキサイド（パークミルＤ：日油（株）社製）２．０質量部を含むアニソール溶剤１００質量部に混合、分散、溶解してワニスを作製した。このとき、シリカ粉体は樹脂に対して体積％で３３．３％である。同様にして、シリカ粉体を上記樹脂１００質量部に対して体積％で０％、１１．１％、６６．７％となるように配合してワニスを作製した。
作製したワニスをバーコーターで厚さ２００μｍに引き延ばし、８０℃、３０分間、乾燥機に入れてアニソール溶剤を除去することで未硬化のマレイミド樹脂組成物を調製した。
（１）シリカ粉体１００質量部を、低誘電マレイミド樹脂であるＳＬＫ－３０００（信越化学工業社製）１００質量部と硬化剤としてラジカル重合開始剤であるジクミルパーオキサイド（パークミルＤ：日油（株）社製）２．０質量部を含むアニソール溶剤１００質量部に混合、分散、溶解してワニスを作製した。このとき、シリカ粉体は樹脂に対して体積％で３３．３％である。同様にして、シリカ粉体を上記樹脂１００質量部に対して体積％で０％、１１．１％、６６．７％となるように配合してワニスを作製した。
作製したワニスをバーコーターで厚さ２００μｍに引き延ばし、８０℃、３０分間、乾燥機に入れてアニソール溶剤を除去することで未硬化のマレイミド樹脂組成物を調製した。
【0102】
（２）調製した各未硬化のマレイミド樹脂組成物を６０ｍｍ×６０ｍｍ×１００μｍの型に入れ、ハンドプレスにて１８０℃、１０分、３０ＭＰａにて硬化後、乾燥器にて１８０℃、１時間で完全に硬化させて樹脂硬化シートを作製した。樹脂硬化シートを５０ｍｍ×５０ｍｍの大きさに切り、誘電率測定用ＳＰＤＲ（Ｓｐｌｉｔ ｐｏｓｔ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ）誘電体共振器周波数１０ＧＨｚ（キーサイト・テクノロジー株式会社製）を用いて１０ＧＨｚにおける誘電正接を測定した。
【0103】
（３）横軸にシリカ粉体の体積％を、縦軸に測定した誘電正接を取ることで得られるプロットからシリカ粉体の体積％ｖｓ誘電正接の直線を作成した。この直線を外挿し、シリカ粉体１００％の誘電正接をシリカ粉体の誘電正接の値とした。
【0104】
なお、シリカ粉体を直接測定できるとする測定器もあるが、測定ポットの中にシリカ粉体を充填して測定するため、混入した空気の除去が困難である。特に比表面積の大きいシリカ粉体は混入空気の影響が大きいため、なおさら困難である。そこで混入した空気の影響を排除し、実際の使用態様に近い状態での値を得るために本発明では、上述した測定方法によりシリカ粉体の誘電正接を求めた。
【0105】
３．誘電率の測定
ガラスクロス、有機樹脂、樹脂基板については、特に明示した場合を除いて、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、試料の周波数１０ＧＨｚにおける誘電率を測定した。
シリカ粉体については、上記誘電正接と併せて測定した。
ガラスクロス、有機樹脂、樹脂基板については、特に明示した場合を除いて、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、試料の周波数１０ＧＨｚにおける誘電率を測定した。
シリカ粉体については、上記誘電正接と併せて測定した。
【0106】
４．平均粒径の測定
レーザー回折式粒度分布測定装置により測定し、粒度分布における質量平均値Ｄ５０を平均粒径とした。
レーザー回折式粒度分布測定装置により測定し、粒度分布における質量平均値Ｄ５０を平均粒径とした。
【0107】
＜低誘電石英ガラスクロスの製造＞
（調製例１：石英ガラスクロス（ＳＧ１）の製造例）
石英ガラス糸を高温で延伸しながら石英ガラス繊維用集束剤を塗布し、直径７．０μｍの石英ガラスフィラメント２００本からなる石英ガラスストランドを作製した。次に、得られた石英ガラスストランドに２５ｍｍあたり０．２回の撚りをかけ石英ガラスヤーンを作製した。
得られた石英ガラスヤーンをエアージェット織機にセットし、たて糸密度が６０本／２５ｍｍ、よこ糸密度が５８本／２５ｍｍの平織の石英ガラスクロスを製織した。石英ガラスクロスは厚さ０．０８６ｍｍ、クロス重量が８５．５ｇ／ｍ２であった。
この石英ガラスクロスを４００℃で１０時間加熱処理することで繊維用集束剤を除去した。なお、調製例１で製造した幅１．３ｍで長さ２０００ｍの石英ガラスクロスをＳＧ１とした。ＳＧ１の周波数が１０ＧＨｚでの誘電率が３．６、誘電正接は０．００１１で引張強さは８０Ｎ／２５ｍｍあった。
（調製例１：石英ガラスクロス（ＳＧ１）の製造例）
石英ガラス糸を高温で延伸しながら石英ガラス繊維用集束剤を塗布し、直径７．０μｍの石英ガラスフィラメント２００本からなる石英ガラスストランドを作製した。次に、得られた石英ガラスストランドに２５ｍｍあたり０．２回の撚りをかけ石英ガラスヤーンを作製した。
得られた石英ガラスヤーンをエアージェット織機にセットし、たて糸密度が６０本／２５ｍｍ、よこ糸密度が５８本／２５ｍｍの平織の石英ガラスクロスを製織した。石英ガラスクロスは厚さ０．０８６ｍｍ、クロス重量が８５．５ｇ／ｍ２であった。
この石英ガラスクロスを４００℃で１０時間加熱処理することで繊維用集束剤を除去した。なお、調製例１で製造した幅１．３ｍで長さ２０００ｍの石英ガラスクロスをＳＧ１とした。ＳＧ１の周波数が１０ＧＨｚでの誘電率が３．６、誘電正接は０．００１１で引張強さは８０Ｎ／２５ｍｍあった。
【0108】
（調製例２：（ＳＧ２）の製造例）
調製例１で製造した幅１．３ｍで長さ２０００ｍの石英ガラスクロスを７００℃に設定された電気炉に入れ５時間加熱を行った。加熱後、８時間かけて室温まで冷却した。
次いで、上記石英ガラスクロスを、４０℃に加熱したｐＨ１３のアルカリ電解水に入れ４８時間浸漬しエッチング処理を行った。エッチング後、イオン交換水で洗浄し、乾燥することで低誘電、高強度の石英ガラスクロス（ＳＧ２）を作製した。石英ガラスクロスＳＧ２の誘電率が３．３，誘電正接は０．０００２で、引張強さは１０５Ｎ／２５ｍｍであった。
調製例１で製造した幅１．３ｍで長さ２０００ｍの石英ガラスクロスを７００℃に設定された電気炉に入れ５時間加熱を行った。加熱後、８時間かけて室温まで冷却した。
次いで、上記石英ガラスクロスを、４０℃に加熱したｐＨ１３のアルカリ電解水に入れ４８時間浸漬しエッチング処理を行った。エッチング後、イオン交換水で洗浄し、乾燥することで低誘電、高強度の石英ガラスクロス（ＳＧ２）を作製した。石英ガラスクロスＳＧ２の誘電率が３．３，誘電正接は０．０００２で、引張強さは１０５Ｎ／２５ｍｍであった。
【0109】
（調製例１～２製造の石英ガラスクロス含有金属不純物及びシランカップリング剤処理）
石英ガラスクロス中のアルカリ金属はＳＧ１、ＳＧ２ともに０．５ｐｐｍ、Ｐ（リン）は０．１ｐｐｍ、ＵおよびＴｈの含有量はそれぞれ０．１ｐｐｂであった。各元素の含有量は原子吸光法により測定した（質量換算）。
ＳＧ１、ＳＧ２の石英ガラスクロスを０．５質量％のシランカップリング剤ＫＢＭ－９０３（商品名；信越化学工業（株）製、３－アミノプロピルトリメトキシシラン）水溶液に１０分間浸漬し、次いで１１０℃、２０分間加熱乾燥させて表面処理を行った。
調製した石英ガラスクロスの特性を表１に示す。
石英ガラスクロス中のアルカリ金属はＳＧ１、ＳＧ２ともに０．５ｐｐｍ、Ｐ（リン）は０．１ｐｐｍ、ＵおよびＴｈの含有量はそれぞれ０．１ｐｐｂであった。各元素の含有量は原子吸光法により測定した（質量換算）。
ＳＧ１、ＳＧ２の石英ガラスクロスを０．５質量％のシランカップリング剤ＫＢＭ－９０３（商品名；信越化学工業（株）製、３－アミノプロピルトリメトキシシラン）水溶液に１０分間浸漬し、次いで１１０℃、２０分間加熱乾燥させて表面処理を行った。
調製した石英ガラスクロスの特性を表１に示す。
【0110】
（調製例３～６：石英ガラスクロス（ＳＧ３～ＳＧ６）の製造例）
調製例２のＳＧ２の電気炉での加熱温度と加熱時間を変更した以外、加熱処理／エッチング処理／ＣＦ（カーボンファンクショナル）シラン処理を同様にして調製した石英ガラスクロスの特性を表１に示す
調製例２のＳＧ２の電気炉での加熱温度と加熱時間を変更した以外、加熱処理／エッチング処理／ＣＦ（カーボンファンクショナル）シラン処理を同様にして調製した石英ガラスクロスの特性を表１に示す
【0111】
【表1】
＊２：アルカリ電解水：エッチング処理；○、 未処理；×
＊３：ＫＢＭ－９０３：処理あり；○
【0112】
＜低誘電シリカ粉体の製造＞
（調製例７）
平均粒径１．５μｍ、誘電正接０．００１１（１０ＧＨｚ）のシリカ（アドマテックス社製 ＳＯ－Ｅ５）を５Ｋｇアルミナ容器に入れ、マッフル炉（アズワン社製）において空気中で９００℃、１２時間加熱後、室温まで６時間かけて冷却しシリカを得た。加熱処理後のシリカをｐＨ１３のアルカリ電解水２０リットルの入ったプラスチック容器に入れて６０℃に加熱しながら２時間攪拌することでシリカ粉体表面の歪層を除去した。その後、遠心分離装置でシリカを分離した後、メタノールで洗浄して乾燥した。乾燥したシリカをボールミルで解砕したシリカの誘電率は３．３、誘電正接は０．０００２（１０ＧＨｚ）であった。ここで得られた低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）をシランカップリング剤、ＫＢＭ－５０３（信越化学工業（株）製、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）で表面処理を行ない、樹脂基板の製造に使用した。
（調製例７）
平均粒径１．５μｍ、誘電正接０．００１１（１０ＧＨｚ）のシリカ（アドマテックス社製 ＳＯ－Ｅ５）を５Ｋｇアルミナ容器に入れ、マッフル炉（アズワン社製）において空気中で９００℃、１２時間加熱後、室温まで６時間かけて冷却しシリカを得た。加熱処理後のシリカをｐＨ１３のアルカリ電解水２０リットルの入ったプラスチック容器に入れて６０℃に加熱しながら２時間攪拌することでシリカ粉体表面の歪層を除去した。その後、遠心分離装置でシリカを分離した後、メタノールで洗浄して乾燥した。乾燥したシリカをボールミルで解砕したシリカの誘電率は３．３、誘電正接は０．０００２（１０ＧＨｚ）であった。ここで得られた低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）をシランカップリング剤、ＫＢＭ－５０３（信越化学工業（株）製、３－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）で表面処理を行ない、樹脂基板の製造に使用した。
【0113】
【表2】
＊２：アルカリ電解水：エッチング処理；○、 未処理；×
＊３：ＫＢＭ－５０３：処理あり；○
【0114】
［実施例１］フッ素樹脂プリプレグと積層基板
誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００２のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子が６０質量％、非イオン界面活性剤が６質量％、水が３４質量％からなるポリテトラフルオロエチレン微粒子水系分散液（ＰＴＦＥ水系分散液）を、調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００２、誘電率は３．３と優れた誘電特性を有するものであった。表３に結果を示す。
誘電正接が１０ＧＨｚで０．０００２のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子が６０質量％、非イオン界面活性剤が６質量％、水が３４質量％からなるポリテトラフルオロエチレン微粒子水系分散液（ＰＴＦＥ水系分散液）を、調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００２、誘電率は３．３と優れた誘電特性を有するものであった。表３に結果を示す。
【0115】
［比較例１］
実施例１と同様にして、調製例１の石英ガラスクロス（ＳＧ１）に上記ＰＴＦＥ水系分散液を付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例１と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表３に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００７、誘電率は３．５とバルクの値としては低誘電となっているが、ミクロに見るとポリテトラフルオロエチレンと石英ガラスクロスの部分では誘電正接として乖離しており、ミリ波以上の高周波を用いた通信ではフッ素樹脂主体の個所とガラスクロス主体の個所で誘電正接に違いがあることから後述するようにスキュー値のバラツキが大きく問題となる。
実施例１と同様にして、調製例１の石英ガラスクロス（ＳＧ１）に上記ＰＴＦＥ水系分散液を付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例１と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表３に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００７、誘電率は３．５とバルクの値としては低誘電となっているが、ミクロに見るとポリテトラフルオロエチレンと石英ガラスクロスの部分では誘電正接として乖離しており、ミリ波以上の高周波を用いた通信ではフッ素樹脂主体の個所とガラスクロス主体の個所で誘電正接に違いがあることから後述するようにスキュー値のバラツキが大きく問題となる。
【0116】
【表3】
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
＊２ 基板の均一性 誘電正接差が－２０％～＋５０％の範囲内 ○、
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
【0117】
［実施例２～３］フッ素樹脂プリプレグとフッ素樹脂基板
実施例１と同様にして、１０ＧＨｚの誘電率が２．１、誘電正接が０．０００２のＰＴＦＥ水系分散液を、調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が５０～５４質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例１と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表４に結果を示す。
実施例１と同様にして、１０ＧＨｚの誘電率が２．１、誘電正接が０．０００２のＰＴＦＥ水系分散液を、調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が５０～５４質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例１と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表４に結果を示す。
【0118】
［比較例２～３］フッ素樹脂プリプレグとフッ素樹脂基板
実施例２と同様にして、１０ＧＨｚの誘電率が２．１、誘電正接が０．０００２のＰＴＦＥ水系分散液を、調製例１で示した石英ガラスクロス（ＳＧ１）に付着量が５０～５４質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例２と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表４に結果を示す。
実施例２と同様にして、１０ＧＨｚの誘電率が２．１、誘電正接が０．０００２のＰＴＦＥ水系分散液を、調製例１で示した石英ガラスクロス（ＳＧ１）に付着量が５０～５４質量％になるように調整し含浸して塗布した後、実施例２と同様に乾燥、加圧・加温して成形し、更に加熱してフッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表４に結果を示す。
【0119】
【表4】
【0120】
石英ガラスクロスの誘電正接と低誘電樹脂（ＰＴＦＥ）の誘電正接の差が少ない（実施例１～３）系では、基板中の石英ガラスクロスと樹脂との割合が異なっても誘電正接は同等となり、バラツキのない誘電特性を示す。即ち、各種部材量が異なっても基板内での誘電正接が一致していることが証明された。
一方、各種部材間の誘電正接の差が大きい（比較例１～３）系では、石英ガラスクロスと樹脂の割合によって誘電正接にバラツキがでる。即ち、ミクロでは、不均一な基板となる。このような隣接する部材で誘電特性がばらついている基板では、後述するように配線角度が変わると差動配線間で伝播遅延時間差（スキュー）が生じてしまうため、スキュー値にばらつきが大きくなり問題がある。
一方、各種部材間の誘電正接の差が大きい（比較例１～３）系では、石英ガラスクロスと樹脂の割合によって誘電正接にバラツキがでる。即ち、ミクロでは、不均一な基板となる。このような隣接する部材で誘電特性がばらついている基板では、後述するように配線角度が変わると差動配線間で伝播遅延時間差（スキュー）が生じてしまうため、スキュー値にばらつきが大きくなり問題がある。
【0121】
［実施例４］フッ素樹脂プリプレグとフッ素樹脂基板
１０ＧＨｚの誘電率２．１、誘電正接が０．０００８の厚さ５０μｍのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）フィルム（ＴＦＥ／ＰＰＶＥ＝９８．５／１．５（モル％）、ＭＦＲ（メルトフローレート）：１４．８ｇ／１０分、融点：３０５℃）を２枚、調製例３で示した石英ガラスクロス（ＳＧ３）を１枚用意し、それぞれＰＦＡフィルム／石英ガラスクロス／ＰＦＡフィルムの順に積層し、真空加圧プレス機を用いて３２５℃で３０分間熱プレスすることにより、フッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００８、誘電率は３．４と優れた特性を有するものであった。表５に結果を示す。
１０ＧＨｚの誘電率２．１、誘電正接が０．０００８の厚さ５０μｍのテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）フィルム（ＴＦＥ／ＰＰＶＥ＝９８．５／１．５（モル％）、ＭＦＲ（メルトフローレート）：１４．８ｇ／１０分、融点：３０５℃）を２枚、調製例３で示した石英ガラスクロス（ＳＧ３）を１枚用意し、それぞれＰＦＡフィルム／石英ガラスクロス／ＰＦＡフィルムの順に積層し、真空加圧プレス機を用いて３２５℃で３０分間熱プレスすることにより、フッ素樹脂基板を作製した。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、良好なフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００８、誘電率は３．４と優れた特性を有するものであった。表５に結果を示す。
【0122】
［実施例５～７、比較例４、５］
実施例１の石英ガラスクロス（ＳＧ２）の代わりに、表１の調製例３～６の石英ガラスクロス（ＳＧ３～６）に変更し、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ水系分散液を使用して、実施例１と同様にしてフッ素樹脂基板を作製した（実施例５～７、比較例４）。また、実施例４の石英ガラスクロス（ＳＧ３）の代わりに、調製例２の石英ガラスクロス（ＳＧ２）に変更し、実施例４と同様にしてフッ素樹脂基板を作製した（比較例５）。その結果を実施例１、比較例１と併せて表５に示す。
実施例１の石英ガラスクロス（ＳＧ２）の代わりに、表１の調製例３～６の石英ガラスクロス（ＳＧ３～６）に変更し、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ水系分散液を使用して、実施例１と同様にしてフッ素樹脂基板を作製した（実施例５～７、比較例４）。また、実施例４の石英ガラスクロス（ＳＧ３）の代わりに、調製例２の石英ガラスクロス（ＳＧ２）に変更し、実施例４と同様にしてフッ素樹脂基板を作製した（比較例５）。その結果を実施例１、比較例１と併せて表５に示す。
【0123】
【表5】
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
＊２ 基板の均一性 誘電正接差が－２０％～＋５０％の範囲内 ○、
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
【0124】
比較例１、比較例４、比較例５に示すように、これらの基板の誘電正接は実施例４より低く優れるが、各部材間の誘電正接に差があるため、基板内の誘電正接にバラツキがある。このため、この場合もスキュー値のバラツキが大きく問題となり、基板としてバルクでの誘電正接が低くても信頼性に欠ける。
【0125】
［実施例８、比較例６、７］ビスマレイミド樹脂であるＳＬＫシリーズを使用したプリプレグと基板
（Ａ）環状イミド化合物
（Ａ－１）：下記式（２）で示される直鎖アルキレン基含有マレイミド化合物（ＳＬＫ－３０００、信越化学工業（株）製）
ｎ≒３（平均値）
（Ａ）環状イミド化合物
（Ａ－１）：下記式（２）で示される直鎖アルキレン基含有マレイミド化合物（ＳＬＫ－３０００、信越化学工業（株）製）
【化2】
【0126】
（Ａ－２）：下記式（３）で示される直鎖アルキレン基含有マレイミド化合物（ＳＬＫ－２５００、信越化学工業（株）製）
ｎ≒３、ｍ≒３
（ともに平均値）
【化3】
（ともに平均値）
【0127】
＜スラリーの調製＞
（調製例８）
ＳＬＫ－３０００を１００質量部、調製例７で示した低誘電シリカ粉体ＳＰ１を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが均一に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
（調製例８）
ＳＬＫ－３０００を１００質量部、調製例７で示した低誘電シリカ粉体ＳＰ１を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが均一に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
【0128】
（調製例９）
ＳＬＫ－３０００を１００質量部、シリカ粉体として、アドマテックス社製 ＳＯ－Ｅ５を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが一律に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
ＳＬＫ－３０００を１００質量部、シリカ粉体として、アドマテックス社製 ＳＯ－Ｅ５を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが一律に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
【0129】
（調製例１０）
ＳＬＫ－２５００を１００質量部、調製例７で示した低誘電シリカ粉体ＳＰ１を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが一律に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
ＳＬＫ－２５００を１００質量部、調製例７で示した低誘電シリカ粉体ＳＰ１を１００質量部、ジクミルパーオキシド（商品名：パークミルＤ、日油製）を２質量部加え、溶剤としてアニソールに入れ、攪拌機で予備混合して６０％のスラリー溶液を作製し、フィラーが一律に分散した環状イミドスラリー組成物を調製した。
【0130】
＜プリプレグと樹脂基板の作製＞
上記組成物それぞれを表６に示すように石英ガラスクロスＳＧ１又はＳＧ２に含浸させた後、１２０℃５分間乾燥させることでプリプレグを作製した。その際、付着量は４６％になるように調整した。その後、作製したプリプレグを３枚積層して真空減圧プレス機を用い１５０℃で１時間、さらに１８０℃で２時間のステップキュアを行うことで硬化させ、樹脂基板を作製した。その後、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、上記硬化した樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電率と誘電正接を測定した。表６にその結果を示す。
上記組成物それぞれを表６に示すように石英ガラスクロスＳＧ１又はＳＧ２に含浸させた後、１２０℃５分間乾燥させることでプリプレグを作製した。その際、付着量は４６％になるように調整した。その後、作製したプリプレグを３枚積層して真空減圧プレス機を用い１５０℃で１時間、さらに１８０℃で２時間のステップキュアを行うことで硬化させ、樹脂基板を作製した。その後、ネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、上記硬化した樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電率と誘電正接を測定した。表６にその結果を示す。
【0131】
【表6】
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
＊２ 基板の均一性 誘電正接差が－２０％～＋５０％の範囲内 ○、
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
【0132】
実施例８は、比較例６と同じマレイミド樹脂を用いているが、配合したシリカ粉体の誘電正接の値が大きいため、比較例６よりも誘電正接が高い基板となっている。しかし、各部材（石英ガラスクロス、樹脂、シリカ粉体）間の誘電正接の差は小さいため、基板内の誘電正接にバラツキがなく、基板として信頼性が高いものとなっている。
一方、比較例６，７は、マレイミド樹脂で誘電正接が低い基板ではあるが、基板内の誘電正接にバラツキがあり、基板としてバルクでの誘電正接が低くても信頼性に欠ける。
一方、比較例６，７は、マレイミド樹脂で誘電正接が低い基板ではあるが、基板内の誘電正接にバラツキがあり、基板としてバルクでの誘電正接が低くても信頼性に欠ける。
【0133】
［実施例９］シリカ含有フッ素樹脂基板
実施例１のＰＴＦＥ水系分散液１００質量部に、調製例７で作製した低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）を４０質量部添加混合してシリカ含有ＰＴＦＥ分散液を調製した。この分散液を調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
シリカ粉体含有フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表７に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、熱膨張率が小さく強度が強いフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００２、誘電率は３．４と優れた誘電特性を有し、基板内で誘電正接のバラツキのない基板であった。
実施例１のＰＴＦＥ水系分散液１００質量部に、調製例７で作製した低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）を４０質量部添加混合してシリカ含有ＰＴＦＥ分散液を調製した。この分散液を調製例２で示した石英ガラスクロス（ＳＧ２）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
シリカ粉体含有フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表７に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、熱膨張率が小さく強度が強いフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．０００２、誘電率は３．４と優れた誘電特性を有し、基板内で誘電正接のバラツキのない基板であった。
【0134】
［比較例８］低誘電ガラスクロスによるシリカ含有フッ素樹脂基板
実施例１のＰＴＦＥ水系分散液１００質量部に、調製例７で作製した低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）を４０質量部添加混合してシリカ含有ＰＴＦＥ分散液を調整した。この分散液を１０ＧＨｚで誘電率が４．４、誘電正接が０．００２０の低誘電ＬＥガラスクロス（ＬＥＧ）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
シリカ粉体含有フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表７に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、熱膨張率が小さく強度が強いフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．００１２、誘電率は３．９と伝送損失の大きい誘電特性を有し、基板内で誘電正接のバラツキが大きく、信頼性に欠ける基板であった。
実施例１のＰＴＦＥ水系分散液１００質量部に、調製例７で作製した低誘電シリカ粉体（ＳＰ１）を４０質量部添加混合してシリカ含有ＰＴＦＥ分散液を調整した。この分散液を１０ＧＨｚで誘電率が４．４、誘電正接が０．００２０の低誘電ＬＥガラスクロス（ＬＥＧ）に付着量が４６質量％になるように調整し含浸して塗布した後、１００℃の乾燥炉で１０分乾燥させ水分を飛ばした。次いで、作製したプリプレグを真空減圧プレス機で３８０℃、１．５ＭＰａで５分間成形した。更に３８０℃の乾燥機で５分間放置してフッ素樹脂基板を作製した。
シリカ粉体含有フッ素樹脂基板をネットワークアナライザ（キーサイトテクノロジー社製 Ｅ５０６３Ａ）とＳＰＤＲ共振器を接続し、作製したフッ素樹脂基板の周波数１０ＧＨｚにおける誘電正接と誘電率を測定した。表７に結果を示す。
フッ素樹脂基板は成型不良もなく、熱膨張率が小さく強度が強いフッ素樹脂基板が得られた。１０ＧＨｚでの誘電正接は０．００１２、誘電率は３．９と伝送損失の大きい誘電特性を有し、基板内で誘電正接のバラツキが大きく、信頼性に欠ける基板であった。
【0135】
【表7】
＊２ 誘電正接差が－２０％～＋５０％の範囲内 ○、
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
＊３ 基板の均一性 誘電正接差が－２０％～＋５０％の範囲内 ○、
－２０％～＋５０％の範囲外 ×
【0136】
［実施例１０～１２、比較例９］スキューによる伝送特性評価
実施例１、実施例４、実施例８と比較例１のプリプレグを用いて下記のような評価基板を作製し、差動配線の角度とスキューの関係を調べた。その結果を表８に示す。
実施例１、実施例４、実施例８と比較例１のプリプレグを用いて下記のような評価基板を作製し、差動配線の角度とスキューの関係を調べた。その結果を表８に示す。
【0137】
基板仕様と評価パラメータ
１）使用プリプレグ；Ａ（実施例１）、Ｂ（実施例４）、Ｃ（実施例８）、Ｄ（比較例１）
２）配線仕様 ；差動１００Ω （Ｌ／Ｓ＝０．１２ｍｍ／０．２５ｍｍ）
３）配線長 ；２００ｍｍ
４）配線角度 ；０度、１０度
１）使用プリプレグ；Ａ（実施例１）、Ｂ（実施例４）、Ｃ（実施例８）、Ｄ（比較例１）
２）配線仕様 ；差動１００Ω （Ｌ／Ｓ＝０．１２ｍｍ／０．２５ｍｍ）
３）配線長 ；２００ｍｍ
４）配線角度 ；０度、１０度
【0138】
【表8】
【0139】
表８に示すように、実施例１、実施例４及び実施例８の各プリプレグからなる誘電率、誘電正接差の少ない本発明基板（実施例１０～１２）は、配線角度によるスキュー値に対する影響はほとんどなく配線基板の製造を容易に行うことができる。比較例１のプリプレグから作製した基板（比較例９）はスキュー値にばらつきが大きく、基板製造において材料、設計、製造の総合的な対応が必要である。
【0140】
以上のように、本発明のミリ波用高速通信低誘電基板を用いることでミリ波などを用いる高速通信において、伝送損失やスキューの非常に少ない理想的な基板を作製することができる。
【0141】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。