(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤を混合し、
前記母体樹脂が５５〜９９体積％であり、前記無機充填剤が１〜４５体積％であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤との総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であることを特徴とする複合誘電体材料。
【請求項２】
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤を混合し、
前記母体樹脂が３５体積％であり、前記無機充填剤が６５体積％であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤との総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であり、前記ゴム状弾性体が前記母体樹脂に対して３０体積％であることを特徴とする複合誘電体材料。
【請求項３】
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤と、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3又はＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3との混合物、並びに、ＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−ＴｉＯ2からなるセラミックスとを混合し、
前記母体樹脂が３５〜８４体積％であり、前記無機充填剤が１〜３２．５体積％であり、前記セラミックスが１５〜３２.５体積％以下であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤と前記セラミックスとの総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であることを特徴とする複合誘電体材料。
【請求項４】
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤と、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3又はＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3との混合物、並びに、ＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−ＴｉＯ2からなるセラミックスとを混合し、
前記母体樹脂が３５〜６５体積％であり、前記無機充填剤が２０〜３０体積％であり、前記セラミックスが１５〜３５体積％以下であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤と前記セラミックスとの総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であり、前記ゴム状弾性体が前記母体樹脂に対して３０体積％以下であることを特徴とする複合誘電体材料。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載の複合誘電体材料の少なくともいずれか一つからなるアンテナ基体を備え、該アンテナ基体の表面に放射電極及びグランド電極を設けたことを特徴とする誘電体アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合誘電体材料及びこの複合誘電体材料を使用した誘電体アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯電話等の移動体通信機器や無線ＬＡＮに用いられる表面実装型誘電体アンテナとして、誘電体セラミックス単体や樹脂単体からなるものが提案されている。例えば、特開平９−９８０１５号公報には、アンテナ基体がセラミックス単体や樹脂単体からなる表面実装型誘電体アンテナが開示されている。また、特開平９−２２１５７３号公報には、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体、無機充填剤、ゴム状弾性体、熱可塑性樹脂からなる複合材料からなるめっき性を有する成形体が開示されている。さらに、特開平９−２６３６６３号公報、特開平１０−１７７３９号公報には、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体に、相溶剤としてゴム状弾性体であるスチレン系ブロックポリマを配合した成形体が開示されている。さらにまた、特開平１０−４５９３６号公報には、めっき性を有するシンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の発泡体の製造方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、携帯電話等の移動体通信機器の軽量化および小型化に伴って、誘電体アンテナも軽量化および小型化の要求が高まっている。しかしながら、従来の誘電体セラミックス単体からなるアンテナや樹脂単体からなるアンテナには、それぞれ次のような不具合があった。
【０００４】
すなわち、誘電体セラミックス単体からなるアンテナでは、アンテナ基体の成形工程や焼成工程等に時間がかかるばかりでなく、加工性および成形性に劣り、複雑な形状のアンテナを作成するのが困難であった。また、誘電率を大きくすることで、アンテナを小型化することができるが、アンテナにはサイズ効果があり、小さくしすぎるとアンテナ特性を極端に低下させるので、アンテナの小型化には限界がある。従って、アンテナの軽量化にはアンテナの材質の比重が重要となる。しかしながら、誘電体セラミックスは比重が大きく、アンテナの軽量化に対応できないという問題もあった。一方、樹脂単体からなるアンテナでは、樹脂の比重が小さく、成形性および加工性に優れているが、比誘電率が小さいため、アンテナの小型化に対応することができないという問題があった。
【０００５】
さらに、誘電体アンテナを実装するための回路基板が高密度実装対応の方向にあることと、鉛フリー半田の使用が広がること等から、誘電体アンテナが晒されるリフロー回数は多く、リフロー温度も高くなる傾向にある。従って、高耐熱性の誘電体アンテナのニーズが強くなっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、高耐熱性で電気特性が良く、加工性および成形性に優れ、かつ、比重の小さい複合誘電体材料及びこの複合誘電体材料を使用した誘電体アンテナを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
前記目的を達成するため、本発明に係る複合誘電体材料は、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤を混合し、前記母体樹脂が５５〜９９体積％であり、前記無機充填剤が１〜４５体積％であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤との総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であることを特徴とする。
また、本発明に係る複合誘電体材料は、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤を混合し、前記母体樹脂が３５体積％であり、前記無機充填剤が６５体積％であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤との総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であり、前記ゴム状弾性体が前記母体樹脂に対して３０体積％であることを特徴とする。
また、本発明に係る複合誘電体材料は、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤と、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3又はＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3との混合物、並びに、ＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−ＴｉＯ2からなるセラミックスとを混合し、前記母体樹脂が３５〜８４体積％であり、前記無機充填剤が１〜３２．５体積％であり、前記セラミックスが１５〜３２.５体積％以下であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤と前記セラミックスとの総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であることを特徴とする。
また、本発明に係る複合誘電体材料は、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体と液晶ポリエステル樹脂とゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩または珪酸塩からなる無機充填剤と、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＢａＴｉＯ3又はＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3との混合物、並びに、ＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−ＴｉＯ2からなるセラミックスとを混合し、前記母体樹脂が３５〜６５体積％であり、前記無機充填剤が２０〜３０体積％であり、前記セラミックスが１５〜３５体積％以下であり、前記母体樹脂と前記無機充填剤と前記セラミックスとの総和が１００体積％であり、前記母体樹脂のスチレン系重合体に対する液晶ポリエステル樹脂の体積比が０．２５〜４．０であり、前記ゴム状弾性体が前記母体樹脂に対して３０体積％以下であることを特徴とする。
【０００８】
さらに、前記母体樹脂に、酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な前記無機充填剤を混合すると共に、フッ酸を残して他の酸及びアルカリに不溶なセラミックスを混合したことを特徴とする。
【００１０】
以上の構成により、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体は低ｔａｎδでかつ比重が小さいため、複合誘電体材料は、セラミックス単体からなる誘電体材料より軽量になる。しかも、この複合誘電体材料は、セラミックス単体からなる誘電体材料より加工性及び成形性に優れている。液晶ポリエステル樹脂は比誘電率が大きく、耐熱性に優れ、酸又はアルカリに可溶な無機充填剤を併用することで高いめっき密着強度を発揮する。
【００１１】
さらに、ゴム状弾性体は、複合誘電体材料にゴム弾性を与えてめっき膜ピール強度を向上させると共に、複合誘電体材料に発生する内部応力を分散させる。そして、無機充填剤の材料として、酸又はアルカリに可溶のものを採用することにより、複合誘電体材料の成形体表面にめっき膜を形成する工程において、成形体表面の粗面化が促進され、めっき膜のアンカー効果が向上する。
【００１２】
一方、セラミックスは比誘電率が大きいため、母体樹脂とセラミックス等からなる複合誘電体材料を用いた誘電体アンテナは、樹脂単体からなる誘電体材料を用いた誘電体アンテナより小型となる。また、フッ酸を残して他の酸及びアルカリに不溶のセラミックスを採用することにより、複合誘電体材料をフッ酸以外の他の酸及びアルカリに浸漬してもセラミックスが溶け出さないため、複合誘電体材料の物性が安定化する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明に係る複合誘電体材料及びそれを使用した誘電体アンテナの実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明に係る誘電体アンテナの一つの実施形態を図１に示す。該誘電体アンテナ１は、直方体形状のアンテナ基体２、入力電極４、放射電極５およびグランド電極６にて構成されている。
【００１５】
アンテナ基体２の材料としては、以下の４種類の複合誘電体材料が用いられる。第１の複合誘電体材料は、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体（以下、ＳＰＳと記す）と液晶ポリエステル樹脂（以下、ＬＣＰと記す）とを混合した母体樹脂に、酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な無機充填剤を混合してなる複合誘電体材料である。第２の複合誘電体材料は、ＳＰＳとＬＣＰとゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な無機充填剤を混合してなる複合誘電体材料である。第３の複合誘電体材料は、ＳＰＳとＬＣＰとを混合した母体樹脂に、酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な無機充填剤と、フッ酸を残して他の酸及びアルカリに不溶なセラミックスとを混合してなる複合誘電体材料である。第４の複合誘電体材料は、ＳＰＳとＬＣＰとゴム状弾性体とを混合した母体樹脂に、酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な無機充填剤と、フッ酸を残して他の酸及びアルカリに不溶なセラミックスとを混合してなる複合誘電体材料である。
また、ここでいう「酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な」とは、３０〜４０℃の酸またはアルカリに粒径０．１〜５０μｍの粉末を１０体積％加えて攪拌し、５分以内に目視で完全に溶解するものを指す。
【００１６】
ここで、「酸」や「アルカリ」とは、後述するように、アンテナ基体２の表面にめっき膜を形成する工程において、アンテナ基体２の表面を粗面化するための酸やアルカリである。ＳＰＳを使用するのは、汎用のアタクチックポリスチレン（汎用ＰＳ）が有する高周波で良好な誘電特性を維持しつつ、耐溶剤性及び耐熱性に優れているためである。低ｔａｎδ及び耐熱性を有するものとしては、ＰＴＦＥ系樹脂、液晶ポリマー等もあるが、ＰＴＦＥ樹脂は成形性、コスト、めっき性の点でＳＰＳに劣り、液晶ポリマーは成形性、コスト、誘電特性の点でＳＰＳに劣る。ＬＣＰは、比誘電率が大きく、耐熱性に優れ、酸又はアルカリに可溶な無機充填剤を併用することで高いめっき密着強度を発揮する。
【００１７】
フッ酸以外の他の酸及びアルカリに不溶のセラミックスは、複合誘電体材料の比誘電率をアップさせるために添加される。不溶性セラミックスとしては、高周波で誘電正接（ｔａｎδ）が小さいＣａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3等のペロブスカイト系酸化物常誘電体、ＢａＴｉＯ3等のペロブスカイト系酸化物強誘電体及びその混合物や、ＢａＯ−Ｎｄ2Ｏ3−ＴｉＯ2等が使用される。なお、酸やアルカリに可溶のセラミックスは、複合誘電体材料を酸化剤に浸漬した際に溶け出して、複合誘電体材料の物性にばらつきが生じるため使用できない。
【００１８】
ゴム状弾性体は、複合誘電体材料にゴム弾性を与えてめっき膜ピール強度を向上させると共に、複合誘電体材料に発生する内部応力を分散させるために添加される。さらに、酸に可溶のゴム状弾性体を採用すれば、めっき膜のアンカー効果を促進させることができる。ゴム状弾性体としては、ゴム弾性の高い汎用のジエン系ゴムや、熱可塑性ゴム等が使用される。本実施形態では、架橋し粉砕する必要のない熱可塑性ゴム、特にスチレン系で耐熱性の高いスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンのブロック共重合体（ＳＥＢＳ）を採用した。
【００１９】
酸及びアルカリの少なくともいずれか一つに可溶な無機充填剤は、めっき膜ピール強度を向上させると共に、複合誘電体材料のコストを低減させるために添加される。酸やアルカリに可溶の無機充填剤を採用したのは、めっき膜のアンカー効果を促進させるためであり、酸やアルカリに不溶の無機充填剤と比較して、めっき密着性をより一層向上させることができる。可溶性無機充填剤としては、周期律表ＩＩａまたはＩＩｂ族元素の酸化物、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩および珪酸塩からなる群の中から選択することができる。これらのものは何れも酸に可溶であるため、めっき密着性を向上させる効果を有しているが、中でもめっき膜形成の前処理のし易さと製造コストの点から炭酸カルシウムが適している。
【００２０】
そして、複合誘電体材料は、母体樹脂が３５〜９９体積％、無機充填剤が１〜４５体積％、セラミックスが０〜３５体積％、母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰとの体積比が０．２５〜４．０、ゴム状弾性体が母体樹脂に対して０〜３０体積％の範囲内で設定される。
【００２１】
入力電極４は、アンテナ基体２の手前側端部に設けられている。放射電極５は、アンテナ基体２の上面中央部に設けられ、アンテナ基体２の長手方向に直線状に延在している。放射電極５の長さはλ／４（λ：アンテナ基体２内での中心波長）である。放射電極５の一方の端部５ａは、所定の間隔７をおいて入力電極４に対向している。放射電極５の他方の端部５ｂは、アンテナ基体２の奥側端面を廻り込んで、アンテナ基体２の略下面全面に設けられたグランド電極６に電気的に接続している。
【００２２】
前記のようなストリップライン構成からなる誘電体アンテナ１は、ＳＰＳやＬＣＰの比重が小さいため、アンテナ基体２の軽量化を図ることができる。また、ＬＣＰは耐熱性に優れているため、リフローの繰り返しや、鉛フリー半田を用いた高温リフローにも耐えることができる。さらに、アンテナ基体２が低ｔａｎδのＳＰＳと比誘電率の大きいＬＣＰ等の複合誘電体材料からなるので、安定したアンテナ特性を有する誘電体アンテナ１を得ることができる。
【００２３】
次に、表１〜表６に示すように、複合誘電体材料の組成比及び組成物を種々変更させて、誘電特性、めっきピール強度、撓み試験及び比重の変動を測定した。表１〜表６に示す容量比で秤量したＳＰＳとＬＣＰ等を粗混合した後、２軸押出し機を用いて複合材料ペレットを製作した。２軸押出し時のシリンダ温度は２９０℃であった。
【００２４】
【表１】
0004747390.tif 000002
【００２５】
【表２】
0004747390.tif 000003
【００２６】
【表３】
0004747390.tif 000004
【００２７】
【表４】
0004747390.tif 000005
【００２８】
【表５】
0004747390.tif 000006
なお、実施例１７は、本願の特許請求の範囲に記載の請求項１ないし請求項５に係る発明には含まれない実施例である。
【００２９】
【表６】
0004747390.tif 000007
【００３０】
ここに、セラミックス粉末として、実施例１〜１５，１９〜２２及び比較例１〜７の場合には平均粒径１．２μｍのＣａＴｉＯ3を使用し、実施例１８の場合には平均粒径１．３μｍのＳｒＴｉＯ3を使用し、実施例１６，１７の場合には平均粒径２．０μｍのＢａＴｉＯ3を使用した。ゴム状弾性体として、実施例１〜１８，２１〜２３及び比較例１〜７の場合にはスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンのブロック共重合体（シェルジャパン製クレイトンＧ１６５０）を使用し、実施例１９の場合にはスチレン−ブタジエンゴム（日本ゼオン製２０５７Ｓ−スチレン含有量６０％）を使用し、実施例２０の場合にはマレイン酸変性ＳＥＢＳ（シェルジャパン製クレイトンＦＧ１９０１Ｘ）を使用した。無機充填剤として、実施例１〜２０，２３及び比較例１〜７の場合には平均粒径２．６μｍのＣａＣＯ3を使用し、実施例２１の場合には平均粒径０．５μｍのピロリン酸カルシウムを使用し、実施例２２の場合には平均粒径１μｍの硫酸バリウムを使用した。
【００３１】
製作した複合材料ペレットを使用して、射出成形法にて直径が５０ｍｍ、板厚が１．３ｍｍの円形の評価板を成形した。この射出成形法は、誘電体アンテナ等の複雑形状のものを容易にかつ短時間に成形することができる。そして、射出成形の際には、ＳＰＳやＬＣＰを溶融させる程度の熱を加えるだけでよく、セラミック焼成のように１０００℃以上の温度は不要である。成形された評価板の表面には、以下の工程によりめっき膜を形成した。
【００３２】
まず、評価板の表面をエッチングして粗面化した。複合誘電体材料の母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰとの体積比（ＳＰＳ／ＬＣＰ）が１．０より小さく、かつ、無機充填剤が２０体積％以上の場合には、アルカリエッチング法を採用した。それ以外の場合には、クロム酸エッチング法を採用した。
【００３３】
アルカリエッチング法は、評価板を界面活性剤水溶液に３分間浸漬して、評価板の表面を脱脂洗浄する。次に、評価板を、水酸化カリウムが４０体積％の水溶液に５分間浸漬する。評価板の表面に露出したアルカリに可溶な無機充填剤が水酸化カリウムによってエッチングされ、評価板の表面の粗面化が促進されるため、評価板の表面に形成されるめっき膜のアンカー効果が大きくなる。次に、評価板を希塩酸液に５分間浸漬して中和させた後、充分水洗する。
【００３４】
一方、クロム酸エッチング法は、評価板を界面活性剤水溶液に３分間浸漬して、評価板の表面を脱脂洗浄する。次に、評価板を、クロム酸系の酸化剤である、無水クロム酸（４００ｇ／リットル水溶液）：硫酸（４００ｇ／リットル水溶液）＝１：１の混合液に１０分間浸漬する。評価板の表面に露出した酸に可溶なゴム状弾性体や無機充填剤が酸化剤によってエッチングされ、評価板の表面の粗面化が促進されるため、評価板の表面に形成されるめっき膜のアンカー効果が大きくなる。この後、評価板を充分水洗する。
【００３５】
次に、表面が粗面化された評価板を、カチオン系界面活性剤液に５分間浸漬（コンディショナ工程）した後、塩化パラジウム／塩化錫の塩酸酸性水溶液に５分間浸漬して評価板の表面にパラジウムを付着させた（キャタリスト工程）。次に、評価板を、塩酸水溶液に５分間浸漬した（アクセラレータ工程）。この後、評価板を硫酸銅アルカリ水溶液に２０分間浸漬して、評価板の表面に０．０５〜０．１μｍの無電解銅めっき膜を形成した。さらに、無電解銅めっき膜の上に電解銅めっき膜を形成し、合計１０〜７０μｍの厚みを有するめっき膜を成膜した。
【００３６】
こうして得られた各サンプルについて、誘電特性及びめっき膜ピール強度の測定をした結果を表１〜表６に示す。誘電特性の測定には、共振周波数と無負荷Ｑより比誘電率及び誘電正接を算出する摂動法を用いた。めっき膜ピール強度の測定は、めっき膜をエッチングして幅が１０ｍｍで長さが４５ｍｍの短冊状パターンを形成した後、この短冊状パターンを、短冊の長さ方向で、引き上げ方向が常に評価板と垂直になるような状態で評価板から引き剥がす際の荷重を測定した。垂直引き剥がし速度は、０．９ｍｍ／ｓである。
【００３７】
また、表１〜表６に記載されている撓み試験及び比重は次の条件で製作した誘電体アンテナ１（図１参照）を用いて測定した。表１〜表６に示す容量比で秤量したＳＰＳとＬＣＰ等を粗混合した後、２軸押出し機を用いて複合材料ペレットを製作した。このペレットを、１２０℃の温度で３時間予備乾燥した後、射出成形法にて直方体形状のアンテナ基体２を成形した。このとき、成形温度は２９０℃、射出速度は５０ｍｍ／ｓ、保圧は５００ｋｇ／ｃｍ2に設定した。
【００３８】
成形されたアンテナ基体２の表面には、前述のめっき膜形成工程と同様の工程でめっき膜が形成される。ただし、めっき膜は無電解銅めっきが厚さ０．１μｍ、電解銅めっきが厚さ３〜４μｍ、電解ニッケルめっきが厚さ１〜２μｍ、電解金めっきが厚さ０．１μｍの順で積層される。このとき、電解銅めっきを成膜した時点で、パターニングされたメタルマスクを用いてレジストを電解銅めっき膜上に塗布し、塩化第２鉄でエッチングして入力電極４、放射電極５及びグランド電極６のパターニングを行った。
【００３９】
撓み試験は、製作した誘電体アンテナ１を、厚み１．６ｍｍの回路基板にリフロー半田により実装し、その回路基板の３点曲げ試験（はり９０ｍｍ＋押し１ｍｍ）を行う。その後、誘電体アンテナ１の外観を観察し、正常な場合は◎、めっき膜に亀裂や膨れが発生している場合には×、めっき膜に欠落が発生している場合には××と判定する。リフロー半田の温度条件は、ピーク温度が２３５℃で、２００℃以上（６０秒間）である。高温リフロー半田の温度条件は、ピーク温度が２７５℃で、２４０℃以上（６０秒間）である。比重測定は、水中置換法で測定した。水温は２３℃であった。
【００４０】
表１〜表６から分かるように、実施例１〜２３の誘電体アンテナ１の場合、つまり、母体樹脂が３５〜９９体積％、無機充填剤が１〜４５体積％、セラミックスが０〜３５体積％、母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰとの体積比が０．２５〜４．０、ゴム状弾性体が母体樹脂に対して０〜３０体積％の範囲の場合には、比誘電率εrは３ＧＨｚで約３．０〜２０の範囲にあり、無負荷Ｑは３ＧＨｚで２００を越える値を有しており、めっき膜ピール強度は０．５ｋｇ／ｃｍを越えており、撓み試験でも異常が認められず、比重は２．６よりも小さく、セラミックス単体の比重（約３．８０）に比較して大幅に小さくなる。
【００４１】
一方、誘電体アンテナ等の高周波部品では、約３．０〜２０の比誘電率εrを有するとともに回路基板に表面実装される表面実装タイプのものが要求されている。ＳＰＳの含有量が高過ぎると、比誘電率εrが３．０より小さくなり、誘電体アンテナを小型化することができない。また、ＳＰＳとＬＣＰからなる母体樹脂が、表２の比較例２に示すように、３５体積％より少ない場合には、複合誘電体材料の機械的強度が低下するため、めっき密着強度が低下したり、成形性が悪くなる。
【００４２】
さらに、母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰとの体積比が表４の比較例６に示すように、４．０より大きい場合には、複合誘電体材料が高温リフローに耐えられない等の不具合が生じる。逆に、母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰとの体積比が表３の比較例５に示すように、０．２５より小さい場合には、無負荷Ｑが低下する。
【００４３】
また、母体樹脂のＳＰＳとＬＣＰは、酸やアルカリでエッチングされないため、表１の比較例１に示すように、ＳＰＳとＬＣＰのみで複合誘電体材料を製作した場合には、充分なピール強度を得ることができない。そこで、酸やアルカリでエッチング可能な無機充填剤を添加する必要がある。その無機充填剤も、表３の比較例４に示すように、４５体積％を越えると、無機充填剤が酸やアルカリによってエッチングされ過ぎて、複合誘電体材料の表層部分に多数の微細孔が発生する。この結果、複合誘電体材料の機械的強度が低下し、めっき密着強度も低下する。
【００４４】
ゴム状弾性体はＳＰＳとＬＣＰの間の相溶化剤となり、ウミシマ構造を微細にし、めっき密着強度を向上させる。しかし、ゴム状弾性体が、表４の比較例７に示すように、母体樹脂に対して３０体積％を越えると、複合誘電体材料の誘電特性及び耐熱性が低下する。つまり、ピール強度が高くても、リフロー後の撓み試験で不合格となる。また不溶性セラミックスが、表２の比較例３に示すように、３５体積％を越えた場合には、混練工程においてセラミックスが樹脂に十分に塗れないため、複合誘電体材料が脆くなってめっき密着強度が低下する。
【００４５】
なお、本発明に係る複合誘電体材料およびそれを使用した誘電体アンテナは、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明に係る複合誘電体材料は、成形に必要な温度はＳＰＳやＬＣＰを熱溶融させる程度の温度でよく、セラミックスの焼成のように高い温度が不要である。さらに、射出成形が可能であり、簡単かつ効率よく複雑な形状に成形することができ、めっき電極も容易に形成することができ、しかもその密着強度が高いことと相俟ってスルーホール等も容易に形成することができる。また、ＳＰＳが高周波特性に優れているので、ギガヘルツ帯においても高比誘電率及び低ｔａｎδの優れた電気特性を有する高周波部品を得ることができる。従って、ＳＰＳとＬＣＰ等からなる複合誘電体材料は、同じ比誘電率の場合にはセラミックス単体からなる誘電体材料より軽量になる。
【００４７】
また、ＬＣＰが高耐熱性に優れているので、リフロー３回以上の繰り返し（通常は、回路基板の表裏面にチップ部品を実装することがあるのでリフローは２回までであるが、チップ部品の実装し直しや回路基板の複雑形状化によってリフロー回数は増加する傾向にある）や、鉛フリー半田を使用した高温リフローにも耐えることができる。さらに、ゴム状弾性体が添加されているので、内部応力が緩和され、リフロー半田時の変形不良が発生しにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る誘電体アンテナの一つの実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
１…誘電体アンテナ
２…アンテナ基体
４…入力電極
５…放射電極
６…グランド電極
【図１】
0004747390.tif 000008