PTFE表面改質

ＰＴＦＥの表面を改質する処理装置の概念図

処理装置は、真空チャンバ中にファインプラズマガン（ＦＰＧ　Ｆｉｎｅ Ｐｌａｓｍａ Ｇｕｎ）があり、保持台に乗ったＰＴＦＥの表面に向かってＦＰＧよって発生したイオンとラジカルが照射される構成になっている。イオンとラジカルを発生させるための気体がガス導入部から供給され、暗放電になる０．３Ｐａ以下の環境でコロナ放電を実現している。ＦＰＧに供給する電源に加えて、ＰＴＦＥシートを保持している側にも電圧印可できるように電源を備えている。表面改質は表面を加工する工程と、加工した表面にヒドロキシル基を付与することで親水性にする工程の二つにわかれている。

表面改質処理装置を使って、ＰＴＦＥの表面を加工した表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察した。処理前が左端、処理が進むと右端のように変化する。工程が進むと、全面一様に加工が進み、横に伸びたヒダ状が形成され、ピール強度が出る形状となる。

表面改質した表面の水接触角を測定した。Ａ４サイズのシート内を１５点計測したところ、すべての点で５度以下を達成する。照射条件を多少振っても、１０度以下になる。

表面改質することで、フッ素と炭素が半分に減り、酸素が増える。結合エネルギー（Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ）が２９０ｅＶ付近を評価すると、表面改質することで２９１ｅＶのＣＦと２９２ｅＶのＣＦ２のピークが小さくなり、ＰＴＦＥのＣＦ２結合が減少する。同時に、Ｃ-Ｃ、Ｃ-Ｏ、Ｃ＝Ｏ、ＣＯＯといった結合が増加する。表面改質できていることがわかる。

ＰＴＦＥ表面と銅との密着性

　表面改質したＰＴＦＥシートに電子基板で行われている通常の銅の鍍金工程（脱脂処理、無電解鍍金処理、電解鍍金処理）と同じ工程を行う。銅膜と基材のＰＴＦＥとの密着度（ピール強度）は、鍍金厚３５μｍの条件で０．８Ｎ/ｍｍの密着度が得られる。試験幅は５ｍｍ、試験速度は５０ｍｍ／ｍｉｎである。

伝送損失の評価

基材の厚さ０．８ｍｍに銅鍍金で３５μｍ付けた伝送基板を製作し、１０ＧＨｚまでの伝送損失の評価したところ、１０ＧＨｚにおける伝送損失は－６ｄＢ/ｍであった。３枚の基板を製作したが、３枚ともほぼ同じ値である。