日本产业技术综合研究所与日本新技术研究所合作，开发出了可制作高频用途柔性印刷电路板（FPC）的高强度异质材料接合技术。
FPC使用的是在聚合物膜的单面或者双面粘接铜箔（FCCL：柔性覆铜板），但需要一种能使铜箔与聚合物膜高强度粘接的方法，使高频传时的信号损耗小且平滑。目前的FCCL为了提高接合强度采用的方法是使铜箔表面粗糙化，然后用粘合剂在粗糙的凹凸表面粘合聚合物膜，或者使加热的聚合物表面直接与铜箔粘合（锚固效应）。但使用粘合剂的话存在耐久性课题、接合部件透明性欠佳、时间久了粘合剂会劣化等一系列问题。另外，由于高频信号从布线的表面经过，铜箔表面的凹凸会使传输距离变长，增大传输损耗。
此次，研发小组利用基于紫外光照射的化学纳米涂覆技术，在用于FPC的聚合物膜——聚酯膜表面导入了含氧官能团。通过对接合之前和之后的聚合物膜与铜箔的表面进行详细分析，明确了接合机制，利用分析结果构建了与铜箔具有高反应性的表面化学结构。
关于含氧官能团导入技术，就是使聚酯膜与氧化剂共存并照射紫外光，从而能在聚酯膜表面高效导入通过共价键牢牢固定的羟基等含氧官能团。以往的含氧官能团导入技术包括氧气等离子处理、臭氧处理及电晕放电处理等，但存在需要使用大型装置、会损坏聚合物膜、表面改性特性会随时间发生变化等问题。而此次开发的化学纳米涂覆法能利用简单的装置高效导入含氧官能团，使用的氧化剂也比较少，而且表面改性特性的持续时间较长。
对导入含氧官能团的聚酯膜与铜箔进行热压，聚酯膜表面大量存在的含氧官能团与铜会通过化学反应牢牢键合，从而实现不使用粘合剂的高强度接合。图1是与以往技术比较接合强度，同时展示了此次的接合方式。由于大量的含氧官能团直接与铜箔键合，表示接合强度的剥离强度超过了开发目标值（JPCA规格：0.7 N/mm以上）。
利用此次开发的接合技术制作的电路板因铜箔表面没有凹凸，即使是信号经过铜布线表面的高频传输，传输距离也不会延长。有望应用于传输损耗小、特性优异的第5代通信（5G）用印刷电路板。
图1：接合强度比较（左）、接合方式的模式图（右上）、制作的接合部件（右下）
文 JST客观日本编辑部
