日本產業技術綜合研究所與日本新技術研究所合作，開發出了可製作高頻用途柔性印刷電路板（FPC）的高強度異質材料接合技術。
FPC使用的是在聚合體膜的單面或者雙面粘接銅箔（FCCL：柔性覆銅板），但需要一種能使銅箔與聚合體膜高強度粘接的方法，使高頻傳時的訊號損耗小且平滑。目前的FCCL爲了提高接合強度採用的方法是使銅箔表面粗糙化，然後用粘合劑在粗糙的凹凸表面粘合聚合體膜，或者使加熱的聚合體表面直接與銅箔粘合（錨固效應）。但使用粘合劑的話存在耐久性課題、接合部件透明性欠佳、時間久了粘合劑會劣化等一系列問題。另外，由於高頻訊號從佈線的表面經過，銅箔表面的凹凸會使傳輸距離變長，增大傳輸損耗。
此次，研發小組利用基於紫外光照射的化學奈米塗覆技術，在用於FPC的聚合體膜——聚酯膜表面導入了含氧官能基。透過對接合之前和之後的聚合體膜與銅箔的表面進行詳細分析，明確了接合機制，利用分析結果構建了與銅箔具有高反應性的表面化學結構。
關於含氧官能基導入技術，就是使聚酯膜與氧化劑共存並照射紫外光，從而能在聚酯膜表面高效導入透過共價鍵牢牢固定的羥基等含氧官能基。以往的含氧官能基導入技術包括氧氣電漿處理、臭氧處理及電暈放電處理等，但存在需要使用大型裝置、會損壞聚合體膜、表面改質特性會隨時間發生變化等問題。而此次開發的化學奈米塗覆法能利用簡單的裝置高效導入含氧官能基，使用的氧化劑也比較少，而且表面改質特性的持續時間較長。
對導入含氧官能基的聚酯膜與銅箔進行熱壓，聚酯膜表面大量存在的含氧官能基與銅會透過化學反應牢牢鍵合，從而實施不使用粘合劑的高強度接合。圖1是與以往技術比較接合強度，同時展示了此次的接合方式。由於大量的含氧官能基直接與銅箔鍵合，表示接合強度的剝離強度超過了開發目標值（JPCA規格：0.7 N/mm以上）。
利用此次開發的接合技術製作的電路板因銅箔表面沒有凹凸，即使是訊號經過銅佈線表面的高頻傳輸，傳輸距離也不會延長。有望應用於傳輸損耗小、特性優異的第5代通訊（5G）用印刷電路板。
圖1：接合強度比較（左）、接合方式的模式圖（右上）、製作的接合部件（右下）
文 JST客觀日本編輯部
