大阪大學研究生院工學研究科附屬精密工學研究中心的大久保雄司助教與該校物理可用能學專業精密工學課程的研究生西野實沙和山村和也教授等人組成的研究團隊,全球首次開發出了無需插入中氣層即可蠻力粘合氟乙烯樹脂PTFE(聚四氟乙烯、特氟龍)和超光滑銅箔(表面粗糙度Sq:0.1μm以下)的技術。中氣層是爲了提高粘合劑、底漆和矽烷偶合劑等的粘合力而插入的層。
超光滑銅箔與純PTFE層壓板的剝離試驗(供圖:大阪大學)
目前,金屬佈線等導體材料主要使用銅(Cu),但爲提高相對介電常數和介電損耗角正切,樹脂基底層等介電質材料開始改用氟乙烯樹脂。
在傳統的印刷電路板中,會在銅線與氟乙烯樹脂之間插入一個中氣層。這個中氣層的相對介電常數和介電損耗角正切比氟乙烯樹脂高,因此會增加傳輸損耗。如果使用表面粗糙度較大的銅箔,傳輸路徑將變長,同樣會增加傳輸損耗。
爲此,研究團隊開發了無需插入中氣層,而且即使使用比原來更光滑的銅箔也能確保粘合性的粘合技術。最終,透過最適化此前積累的熱輔助電漿處理技術和熱壓縮條件,直接在表面粗糙度爲市售低粗糙度銅箔(表面粗糙度Sq:0.5μm以上)五分之一以下的銅箔上蠻力粘合了PTFE(Cu/PTFE剝離強度:0.8N/mm以上)。
不僅是單純的PTFE,提高了機械強度的玻璃絲網PTFE(GC-PTFE)在沒有中氣層的情況下也同樣與光滑的銅箔實施了蠻力粘合。
大久保助教表示:「今後將開發粘合雙面基底層(Cu/PTFE/Cu或者Cu/GC-PTFE/Cu)的技術,製作層壓基底層。目標是透過層壓削減印刷基底層佔用的空間,爲電子產品的小型化做出貢獻。」
原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部