(57)【要約】低誘電率の射出成形ポリマーまたは他の溶融可能なポリマー（例えば、限定するわけではないが、熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せからポリマー）を用いて形成されたコネクター（６００）および／または基板が提供される。低誘電率の射出成形ポリマーまたは他の溶融可能なポリマーは、高速信号伝送のためのノイズ低減および／またはクロストーク低減をサポートする。低誘電率材料は、隣接する高速信号ライン（６０２）間で誘電遮蔽を供する。減じられた誘電率および減じられた誘電正接は、プラスチックのバルク材料内にボイドまたは孔（１０）を形成することによってもたらされ、それにより、空気、ガスまたはボイド含量を増加させ、かかる材料の密度および全誘電率を低下させる。このように隣接する伝送ライン間の遮蔽に導入された多孔性は、クロストークおよび他の損失を減じるので、コネクター／基板の設計でシグナル・インテグリティーが維持されることになる。【選択図】図１
2017514729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速信号ラインと共に使用されるための射出成形コネクターであって、該射出成形コネクターは、
熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せから射出成形されたハウジング、および
前記ハウジングに形成され、該ハウジングの多孔性を増加させるボイド
を有して成り、
前記ハウジングは隣接する高速信号ライン間にて誘電遮蔽を供し、また、該ハウジングはコネクターに構造的一体性を供し、
ボイドは空気によって少なくとも部分的に満たされており、それによって、そのように満たされていない熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せの誘電率よりも低くなるようにハウジングの実効誘電率を減じており、
ハウジングの多孔性は信号ライン間のクロストークを減じ、高い信号伝播速度を許容する、射出成形コネクター。
【請求項２】
ボイドのサイズが０．１ミクロン〜５０００ミクロンである、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項３】
熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せの全体積の百分率としてボイドの体積が０％（０％含まず）〜９０％である、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項４】
ハウジングの実効誘電率が６未満である、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項５】
ハウジングが、液晶ポリマー、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリブチレン・テレフタレート、ナイロン、他の熱可塑性もしくは成形可能ポリマー、熱硬化性ポリマー、または、それらの組合せを含んで成る、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項６】
ボイドが発泡によって形成されている、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項７】
発泡剤として超臨界流体の注入によりボイドが形成されており、好ましくはボイドがＣＯ２またはＮ２によって形成されている、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項８】
ボイドがハウジングに組み込まれたガス充填球であって、好ましくは該ガス充填球が、ガラスで包まれており、成形に際してハウジングに組み込まれる、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項９】
ボイドがハウジングのパーティションに組み込まれた膨張性粒子であり、好ましくは該膨張性粒子が熱に曝された際に膨張し、それによって、ハウジングの実効誘電率を膨張性粒子の膨張により変更できる、請求項１に記載の射出成形コネクター。
【請求項１０】
向上したシグナル・インテグリティーの導電パスをサポートするコネクターまたは基板のためのハウジングの形成に用いられる複合材であって、該複合材が、
熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せ、および
前記材料の密度を減じて前記複合材の実効誘電率を減じるべく該複合材に形成されたボイド
を有して成り、
空気または誘電率が２未満の他のガスによって少なくとも部分的にボイドが満たされており、
複合材の多孔性が、隣接する導電パス間に遮蔽を供するハウジングによりサポートされる導電パス間のクロストークを減じる、複合材。
【請求項１１】
高い信号速度にて向上したシグナル・インテグリティーの導電パスをサポートするコネクターまたは基板のためのハウジングの形成に用いられる複合材を製造する方法であって、
材料の密度を減じて該材料の実効誘電率を減じるべく、空気または誘電率が２未満の他のガスによって満たされたボイドを該材料に形成することを含む、複合材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低誘電率（または低い比誘電率もしくは低い誘電定数、low dielectric constant）のコネクターまたは基板を対象としていると共に、かかる低誘電率のコネクターまたは基板を製造する方法に関する。特に、本発明は、低誘電率の射出成形可能な熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せを含んだ基板であって、構造的一体性（または構造的完全性、構造保全もしくは構造インテグリティー、structural integrity）を供し、隣接する高速信号ライン（または、高速信号線、high speed signal line）間で誘電遮蔽（または誘電シールド、dielectric shielding）を供する基板を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
既知のコネクターは隣接する導体間で絶縁性を供し得るものの、信号速度がより高速となる傾向および電子要素およびコネクターが小型化する傾向が続いており、そのような傾向によって導体間の寄生クロストークが増加し、かかる環境では既知のコネクターの有効性が問題となる。
【０００３】
高速データ用途では、シグナル・インテグリティー（または信号品質、signal integrity）の維持のため、損失および隣接する信号ラインのクロストークの低減が求められる。電子要素の小型化およびより接近した信号ラインにより損失が助長され得るので、現存の高速インターコネクトのためのインターコネクト設計および製造において新たな課題がもたらされる。高度な高速の要素およびインターコネクトにおいてシグナル・インテグリティーを維持するために、成形可能で大量生産に適する低誘電率の低損失材料が望まれる。
【０００４】
上記の如くの理由があり、また、以下で述べる他の理由（本願明細書を読んで理解した当業者に明らかになる他の理由）もあるので、当技術分野では代替的な絶縁材料が求められており、また、そのような材料を集積回路ならびに他の基板およびコネクターに用いる方法が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明のある態様は、低誘電率（Ｄｋ）の射出成形可能なポリマー（例えば限定するわけではないが、熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せなど）を用いることで形成され、高速の導電パスまたは信号ラインをサポートするコネクターおよび／または基板（例えば限定するわけではないが印刷回路板など）を対象としている。低誘電率の複合材は、コネクターおよび／または基板に構造的一体性を供し、隣接する高速信号ライン間に誘電遮蔽を供する。減じられた誘電率および減じられた誘電正接（または損失正接もしくはタンジェント・デルタ、loss-tangent）の射出成形ポリマーは、プラスチックのバルク材料（bulk plastic material）内にボイド（または空隙、void）または孔を形成することで得られ、それによって、空気またはボイド含量を増加させて、複合材の密度および全誘電率(または全体的な誘電率、overall dielectric constant)を減じる。このよう多孔性、つまり、隣接する伝送ライン間の遮蔽（シールド）に導入されたかかる多孔性は、かつてないほど縮小しているコネクター／基板の設計においてシグナル・インテグリティーを維持しつつもクロストークおよび他の損失を減じる。
【０００６】
本発明のある態様は、高速信号ラインと共に使用される射出成形されたコネクターを対象としている。コネクターはハウジングを含んでおり、そのハウジング内にボイドが存在している。ハウジングは、熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料もしくはそれらの組合せから成形され、または、別の点でいえば熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料もしくはそれらの組合せから製造される。ハウジングは、隣接する高速信号ライン間で誘電遮蔽を供する。また、ハウジングはコネクターに対して構造的一体性を供する。ハウジングの多孔性を増加させるべくハウジングにボイドが形成されている。ボイドは空気によって少なくとも部分的に満たされており、それにより、そのように満たされていない又は非多孔性の材料（熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料もしくはそれらの組合せなどの材料につきボイドが空気で満たされているようなものでない材料又は非多孔質材料）の誘電率よりも低くハウジングの実効誘電率（または有効誘電率、effective dielectric constant）が減じられる。ハウジングの多孔性は信号ライン間のクロストークを減じ、高い信号伝播速度（または高速信号伝播速度、high signal propagation speed）および減じられた電力消費(power consumption)を許容する。
【０００７】
本発明のある態様は、向上したシグナル・インテグリティーの導電パスをサポートするコネクターまたは基板のためのハウジングの形成に用いられる複合材を対象としている。複合材は、材料の密度を減じて複合材の実効誘電率を減じるべく該材料に形成された又は該材料に加えられたボイドを含んでいる。ボイドは、空気または誘電率が２未満の他のガスによって少なくとも部分的にが満たされている。複合材の多孔性が実効誘電率を減じ、その結果、ハウジングが隣接する導電パス間で遮蔽を供するので、ハウジングによってサポートされる導電パス間のクロストークは減じられる。
【０００８】
本発明の１つの態様では、複合材においてボイドのサイズが０．１ミクロン〜５０００ミクロンである。
【０００９】
本発明の１つの態様では、複合材のボイド体積が０％（０％含まず）〜９０％である。
【００１０】
本発明の１つの態様では、多孔性材料または多孔性複合材の実効誘電率が２〜５である。
【００１１】
本発明の１つの態様では、空気を含む中空ガラス球（ＨＧＳ）が材料に組み込まれている（または材料と一体化している、integrated(into the material)）。
【００１２】
本発明の１つの態様では、ボイドが、材料に組み込まれた「ガス含有の又は別の点でいえば膨張性の粒子」を有して成り、このようなガス含有粒子は、熱に曝された際に膨張するので、材料の実効誘電率をガス含有粒子の膨張により変更できる。
【００１３】
本発明の１つの態様では、超臨界流体（特に限定するわけではないが、ＣＯ２またはＮ２などの超臨界流体）を注入することでボイドを形成し、超臨界流体が発泡剤のように作用して複合材の全体に多孔性が及ぶことになる。
【００１４】
発明のある態様は、高い信号速度（または高速信号速度、high signal speed）にて向上したシグナル・インテグリティーの導電パスをサポートするコネクターまたは基板のためのハウジングの形成に用いられる複合材の製造方法を対象としている。かかる製造方法は、材料の密度を減じて複合材の実効誘電率を減じるべく、空気または誘電率が２未満の他のガスを含むボイドを材料に形成することを含む。
【００１５】
本発明のある態様は、高速ラインまたは導体をサポートするコネクターまたは基板のためのハウジングの形成に用いられる複合材を対象としている。複合材は、限定するわけではないがＨＧＳと超臨界流体、または、ＨＧＳと膨張性粒子などの上記の手法の２つ以上を含んで成る材料を含む。
【００１６】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面（あくまで例示として本発明の原理を示す図面）と共に、好適な態様に係る以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に従ってボイドを有する低誘電率複合材を模式的に表している。
【図２】図２は、射出成形プロセスを図示したものであり、本発明の複合材を形成すべく低誘電率材料に超臨界流体が導入される射出成形プロセスが示されている。
【図３】図３は、本発明の例示材料の画像であり、かかる材料に組み込まれた中空ガラス球（ＨＧＳ）が示されている。
【図４】図４は、複合材内の粒子の模式図であり、粒子が熱に曝されて膨張することが示されている。
【図５】図５は、多孔性またはボイド体積に基づいた多孔質／発泡ポリマーの予測される誘電率のグラフである。
【図６】図６は、本発明の低誘電率材料が用いられ得る代表的なコネクターの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の原理に従った例示態様の説明は、添付の図面（記載された説明全体の一部とみなされる図面）に関連して読まれることを意図している。本願明細書で開示される本発明の態様に関する説明につき、方向または向きに関する言及は、単に説明の便宜上にすぎず、本発明の範囲を制限することを意図していない。「下方（lower）」、「上方（upper）」、「水平（horizontal）」、「垂直／直交（vertical）」、「よりも上／よりも高く（above）」、「よりも下／よりも低く（below）」、「上（up）」、「下（down）」、「頂／トップ（top）」および「底（bottom）」などの相対的な用語、ならびに、その派生用語である「水平に（horizontally）」、「下方に（downwardly）」、「上方に（upwardly）」などは、説明の対象となっている記載または図示される如くの向き・方向を指していると解すべきである。このような相対的な用語は説明の便宜上にすぎず、特に明示的な説明がなされない限り特定の向き・方向などに装置が構成または操作されることを要するものではない。また、「取り付けられた（attached）」、「付加された（affixed）」、「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」および「相互接続された（interconnected）」などの用語、ならびに、それらと同様の用語は、別途で明示的に説明しない限り、介在物によって構造物同士が互いに直接的または間接的に固定または取り付けられている関係や、双方が可動もしくは剛性の取り付け状態または関係となっていることを指している。更に、本発明の特徴または利益は、好ましい態様を参照することで例示されている。このような態様は十分に詳述されており、当業者が本発明を実施できるようになっている。また、他の態様も利用することができ、プロセス的、電気的または機械的な変更が本発明の範囲を逸脱せずに可能であることを理解されよう。従って、本発明は、単独でまたは組合せて存在し得る特徴に関する考えられる非制限的な組合せを例示する好ましい態様に明示的に限定されない。なお、本発明の範囲についていえば、特許請求の範囲およびその均等によってのみ規定されるものである。
【００１９】
本願明細書で説明される態様に従った本発明は、低誘電率（Ｄｋ）の射出成形可能な又は他の溶融処理可能な材料（例えば、制限するわけではないが、熱可塑性材料、熱可塑性複合材料、熱硬化性材料、熱硬化性複合材料またはそれらの組合せ）を有するポリマー複合材を利用して成り、高速信号伝送のためのノイズ低減および／またはクロストーク低減をサポートするコネクターおよび／または基板（例えば、制限するわけではないがインターコネクトなど）である。低誘電率複合材料は、コネクターおよび／または基板に対して構造的一体性を供し、隣接する高速信号ライン間で誘電遮蔽を供する。減じられた誘電率および減じられた誘電正接は、プラスチックのバルク材料内にボイド、ボイド空間または孔１０（図１）を加えることでもたらされ、それによって、存在する空気またはボイド含量を増加させ、材料の実効誘電率を減じる。隣接する伝送ライン間の遮蔽（シールド）に導入される多孔性は、かつてないほど縮小しているコネクター／基板の設計においてクロストークおよび他の損失を減じることになり、シグナル・インテグリティーを維持する。種々の態様において、ポリマー材料が射出成形可能である場合や、ポリマー材料が他の所望の特性（例えば、制限するわけではないが、低い熱たわみ、高い弾性率など）を有する場合、複合材に向上した結果がもたらされ得る。代表的な材料としては、制限するものではないが、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）（ＰＰＳ）、ポリブチレン・テレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ナイロン）、フッ素化ポリマー、他の高性能なポリマー材料、ならびに、コネクタ用途および遮蔽用途に好適な他の材料、またはそれらの組合せなどを挙げることができる。
【００２０】
低誘電率複合材料を用いると、コネクターおよび基板の継続的なスケーリング（または拡大縮小、scaling）が可能となる。絶縁材料は、信号ラインまたは導体を収容し、導電パス（ターミナル、導電性パスなど）を互いに分離する。コネクターおよび基板がスケール・ダウンし、信号ライン同士がより接近に位置付けられると、クロストークにより信号伝播速度が低下して電力消費が増すポイントにまで絶縁性誘電体が薄くされることになるので、インターコネクトの性能にとっては悪影響となる。そのような障害は、伝統的な絶縁材料に替えて、同じ厚さの低誘電率複合材料を用いることで減じられることになる。
【００２１】
本願明細書で図示および説明されているように、ポリマー材料は空気または誘電率が低い他のガスによって少なくとも部分的に満たされる孔またはボイドを含むように変更され、それにより複合材が形成される。かかる誘電率は、２未満、１．５未満もしくは１〜２の範囲、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。例示的には、空気の誘電率（Ｄｋ）が１よりも僅かに大きいので、それで満たされていない又は非多孔性のポリマー材料（一般的に４よりも大きい誘電率を有するポリマー材料）の誘電率は、かかるポリマー材料に「少なくとも部分的に空気で満たされるボイド」が総合されることで低下し得る。結果的に、ポリマー材料およびボイドを有して成るポリマー複合材（「ポリマー・マトリックス」とも称される）は、ボイドを有さないポリマー材料よりも低い実効Ｄｋを有することになる。これにより「ポリマー複合材から形成されたコネクターおよび／または基板」は、より低いＤｋを有することが可能となる。かかる材料の誘電率は、１よりも大きく、６未満であり、もしくは、１〜６の範囲である、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。
【００２２】
誘電率が低い成形可能なポリマー複合材を得る１つの方法として、孔をポリマー材料に組み込むことによる方法、超臨界流体などの発泡剤を注入することによる方法がある。
【００２３】
本発明の幾つかの態様では、発泡したポリマー複合材（発泡ポリマー複合材）は、コネクターまたは基板の絶縁材料として利用される。ポリマー材料は、強度および構造的一体性を供する性質を呈する材料を含むことを意図しており、例えば限定するわけではないが、高い延性（ductility）、低い弾性率（elastic modulus）および低い圧縮降伏強度（compressive yield strength）の少なくとも１つを有することによって特徴付けられる材料を含むことを意図している。しかしながら、発泡可能ないずれのポリマー材料であっても本発明における使用に好適である。
【００２４】
発泡ポリマー材料の使用によって、発泡化されていない同じポリマー材料よりも低い誘電率の絶縁性複合材がコネクターまたは基板で有利に供される。かかる発泡ポリマー複合材のより低い誘電率が、クロストーク／ノイズが典型的に問題となるコネクターおよび／または基板で発泡ポリマー複合材の有利な使用を可能とする。
【００２５】
発泡ポリマー複合材は多くの利点を有する。例えば、コネクターまたは基板に用いられる常套的な熱可塑性材料または熱可塑性複合材料（そのような常套な材料は３．０よりも大きい誘電率を有する）とは違って、本発明の多孔性絶縁材料に利用されるポリマー複合材は、３．０未満のより低い誘電率を有する。
【００２６】
ポリマー材料を発泡させることでボイドまたはセルがポリマー複合材に形成される。発泡ポリマー複合材の複合材料は、その複合材料に分布するセルの数およびサイズによって容易に特徴付けられる。本願明細書で用いる「セル」といった用語は、空気または他のガス状要素または流動性要素（例えば限定するわけではないが窒素または二酸化炭素）から成る包囲された領域を指している。セルのサイズは、ガスの包囲領域の公呼直径（nominal diameter）によって決められる。好ましくは、本発明のセルのサイズは、１００ミクロン以下、０．１ミクロン以上であり、０．１ミクロン〜１００ミクロンの範囲、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。図示する態様において、ポリマー複合材がコネクターおよび／または基板の信号ラインの間で誘電性または遮蔽性のハウジング（例えば限定するわけではないが薄い壁または小さい溝）に利用できるような小さいセル・サイズを有することが望ましい。
【００２７】
１つの態様において、ポリマー材料を発泡ポリマー複合材に変えるのに超臨界流体が利用される。超臨界流体の利用によって、発泡ポリマー複合材でサブ・ミクロンおよびミクロンのスケールのセルの形成が容易となる。ガスがその臨界点よりも高い圧力と温度との組合せに付された場合にガスは臨界状態にあるとされ（この際に「臨界流体」と称される）、その密度は液体の密度に近づく（即ち、液体状態とガス状態とが共存する）。発泡ポリマー複合材の形成のために、幅広い種類の化合物および元素を超臨界状態に変更できる。
【００２８】
好ましくは、超臨界流体は、制限するわけではないが、Ｎ２、ＣＯ２および／またはそれらの組合せから成る群から選択される。このような流体及び他の流体を用いることができるものの、低い臨界圧力、好ましくは１００気圧よりも低い臨界圧力、および、室温または室温に近い低い臨界温度を有する流体が好ましい。さらに、流体は毒性がなく、不燃性（もしくは難燃性）であることが好ましい。同様に、流体は、使用されるポリマー材料の性質または周囲の導電性通路を低下させないものであることが好ましい。本発明の１つの態様では、超臨界流体ＣＯ２が利用される。これは、ＣＯ２が、ほとんどのポリマー材料に対して及びコネクターまたは基板製造に利用される他の材料に対して相対的に不活性な性質を有することに依る。さらに、ＣＯ２の臨界温度は摂氏３１度（３１℃）であり、ＣＯ２の臨界圧力は７．３８ＭＰａ（７２．８気圧、即ち、７２．８ａｔｍ）である。従って、ＣＯ２が、７．３８ＭＰａ（７２．８ａｔｍ）よりも高い圧力および３１℃よりも高い温度の組み合わせに付されると超臨界状態となる。
【００２９】
図２を参照すると、本発明の発泡複合材を製造するための例示プロセスが示されている。かかるプロセスの第１ステップでは、上述した如くのポリマー材料がエクストルーダー１０４のホッパー１０２に仕込まれ、バレル１１０内に設けられた可塑化スクリュー１０８を用いて移送セクション１０６を通るようにポリマー材料が移送される。ポリマー材料は射出成形機１００の移送セクション１０６に沿って移送され、スクリューとエクストルーダー・バレルの壁との間のポリマー材料のペレットのせん断による摩擦を用いて及び／または適当な加熱手段（例えば、せん断による熱または電源からの熱）を用いて移送セクション１０６を通るようにポリマー材が移動されることになるので、ポリマー材の加熱がなされる。超臨界流体１１２は、適切な寸法を有するノズル（又は複数のノズル）１１４を介して移送セクション１０６のポリマー材へと導入される。超臨界流体は、上述した如くの適当な温度および圧力で導入される。ノズルは、ガス流速または圧力を制御することによって、移送セクション１０６に入る超臨界流体１１２の量を直接的に制御する。超臨界流体１１２の流速および圧力を制御することは、背圧レギュレーター（backpressure regulator）または他の適当な制御ユニット（図示せず）と共にポンプ（図示せず）を使用することで達成できる。本発明の１つの態様では、ポンプは２つの操作モードを有しており、すなわち、一定の圧力および一定の流速の操作モードを有している。一定の圧力モードでもって適切なサイズのポンプを使用することにより超臨界流体１１２のセル形成の制御が可能となる。
【００３０】
結果として得られる「溶融した複合材（超臨界流体を多く含む材料）」は、ランナーおよびゲートから成る適当なシステムを介して射出成形機１００の１またはそれ以上の型へと直接的に射出される。超臨界流体を多く含んだ溶融物が移送セクション１０６から型に入る際の急な圧力降下によって材料の発泡（すなわち、超臨界流体のセルの核生成）がもたらされ、多孔性またはボイド体積を有する微細セルの射出成形パーツが形成されることになる。かかる場合の多孔性またはボイド体積は、ポリマー材料の全体積の百分率（または割合）で表すと、０％よりも大きく９０％までの割合、０％よりも大きい割合、９０％未満の割合、１０％〜７０％の割合、２０％〜５０％の割合、３０％の割合、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。
【００３１】
超臨界発泡プロセスは、要素の重量低減または材料低減に用いられ、反りを減じ、製造時のポリマー溶融物の粘度を減じる。このようなプロセスは、隣接する高速信号ライン間に誘電遮蔽を供すべく低誘電率コネクターまたは基板に使用される発泡複合材を製造するのにはこれまでのところ用いられていなかった。
【００３２】
図３に示されるように、誘電率が低い成形可能なポリマー複合材を得る別の方法は、制限するわけではないがガラスまたはセラミックなどの材料から成るシェルに包囲された空気もしくは他のガスまたはガス同士の組合せ（例えば、制限するわけではないが、空気、酸素、二酸化炭素、窒素、アルゴン、および、ヘリウムなどのガスの組合せ）を含んだ球体を組み込む（または一体化する）ことに依る方法である。
【００３３】
中空ガラス球（ＨＧＳ）は、ポリマー複合材に加えられる低密度添加剤である。中空ガラス球（ＨＧＳ）がポリマー複合材に加えられることによって、そのような中空ガラス球を含まない同じポリマー材料よりも低い誘電率の絶縁性材料がコネクターまたは基板内に供されることになる。また、中空ガラス球（ＨＧＳ）は、ガラス・ファイバーが常套的な成形プラスチックに使用されるのと同じ方法で機械的強化（または機械的補強）を与えるのに用いられる。球が組み込まれたポリマー材によって、空気の誘電率（１．０よりもわずかに上回る誘電率）およびガラス・シェルの補強特性が、ポリマー複合材の機械的強度と合わされることになる。ポリマー複合材は、空気を含んだポリマー材料から形成される多孔質構造のためのマトリックスとして振る舞う。ＨＧＳが組み込まれたかかるポリマー複合材のより低い誘電率は、ノイズおよび／またはクロストークが典型的に問題となるコネクターまたは基板での使用を可能とする。なぜなら、ＨＧＳが組み込まれたポリマー複合材のより低い誘電率がノイズ／クロストーク問題の解決につながるからである。
【００３４】
ＨＧＳで満たされたポリマー材料（またはＨＧＳを多く含むポリマー材料）は、多くの利点を有している。例えば、コネクターまたは基板に使用される常套的な熱可塑性材料または熱可塑性複合材料と違って、本発明の多孔質絶縁性複合材で利用されている「ＨＧＳで満たされたポリマー材」は、より低い誘電率を供すことができる。
【００３５】
ＨＧＳ（中空ガラス球）は、ポリマー材料をかかる球体と共にコンパウンドすること又は混合することで添加される。ポリマー複合材は、そのポリマー複合材に分布する球体（ＨＧＳ）の数およびサイズによって容易に特徴付けられるものである。球体（ＨＧＳ）のサイズは、ガスの包囲された領域の公称直径によって決められる。好ましくは、本発明に従った球体（ＨＧＳ）のサイズは、５０００ミクロン以下、１ミクロン以上、１ミクロン〜５０００ミクロンの範囲、１０ミクロン〜２０００ミクロンの範囲、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。例示の態様では、薄い壁または小さい溝にポリマー複合材を利用できる小さい球サイズであることが望ましい。最大球サイズが壁または溝の幅と比べて非常に小さいので（例えば１／１０以下であるので）、壁または溝の機械的一体性（または機械的完全性）の点で潜在的な問題となる低減がもたらされることなく適切な電気絶縁性を供すことができる。
【００３６】
空気または他がガスが満たされた球体の使用は有益である。なぜなら、より複雑な形状（幾何学的形状）を有する多く充填されたコネクターおよび／または基板の形成が可能となるからである。ポリマー複合材を形成すべくガラス球をポリマー材料に組み込むことによって、コネクターおよび／または基板の支持が可能な全体的な構造的一体性がもたらされる。
【００３７】
図４を参照して説明するが、低誘電率の成形可能なポリマー複合材を得る別の方法は、膨張性粒子４００（制限するわけではないが、窒素、空気、二酸化炭素、酸素、アルゴンまたはヘリウムを含んだ粒子）をポリマー材料に組み込む（または一体化させる）ことに依る方法である。
【００３８】
粒子または微小粒子（例えば、制限するわけではないが、アクゾ・ノーベル（Akzo Nobel）から“Expancel Microspheres”の名称で販売されている粒子または微小粒子）はポリマー材料に加えられる添加剤であるところ、それの添加により、ボイドなどで満たされていない又は非多孔性の材料よりも低い誘電率の複合材をコネクターまたは基板に供すことができる。かかる粒子が組み込まれたポリマー材料のより低い誘電率は、ノイズ／クロストークが問題となり得るコネクターまたは基板での使用を可能とする。
【００３９】
ポリマー複合材を形成すべく低いＤｋ粒子が組み込まれたポリマーは、多くの利点を有する。例えば、コネクターまたは基板に用いられる常套的な熱可塑性材料または熱可塑性複合材料と違って、本発明の多孔質絶縁材料に利用されている「粒子が組み込まれたポリマー複合材」は、より低い誘電率を有することができる。
【００４０】
好ましくは、本態様のボイドのサイズは、１００ミクロン以下、０．１ミクロン以上、０．１ミクロン〜１００ミクロンの範囲、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せである。薄い壁または小さい溝にポリマー複合材を利用できるように小さいボイド・サイズが望ましい。ポリマー複合材の最大ボイド・サイズが壁または溝の幅と比べて非常に小さいものであれば、適切な電気絶縁性が供され得る。
【００４１】
製造に際して、膨張性粒子を有する成形可能なポリマー材料は熱に曝されるところ、膨張性粒子が膨張して複合材に低密度領域がもたらされることになる。
【００４２】
膨張性粒子の組込みは、熱暴露及び／または他の処理パラメーターを変更することによって誘電率の調整手法をもたらす。熱暴露及び／または他の処理パラメーターの変更で粒子の制御可能な膨張を引き起こし、結果として低密度の領域がもたらされることになり、複合材の実効Ｄｋがより低くなる。
【００４３】
得られる「膨張性粒子を多く含む溶融した材料」は、ランナーおよびゲートの適当なシステムを介して射出成形機１００の１またはそれ以上の型へと直接的に射出される。これにより、０％よりも大きく９０％までの範囲、０％よりも大きい範囲、９０％未満の範囲、１０％〜７０％の範囲、２０％〜５０％の範囲、３０％、または、それらの組合せもしくはサブ・コンビネーションの組合せの多孔性またはボイド体積を有する射出成形パーツが得られることになる。
【００４４】
多孔性ポリマー複合材の製造法の如何にかかわらず、空気が充填された複合材に対する実効ＤｋまたはＤｋeffは、以下の式により予測され得る。
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式中、
ｖ：ボイド体積含量
Ｄｋ１：空気の誘電率
Ｄｋ２：ポリマー媒体の誘電率
Ｄｋeff：実効誘電率
【００４５】
図５には、複合材のＤｋeffが、使用される発泡剤、超臨界流体、球または粒子の含量に影響されるボイド体積の割合（ボイド体積率）の変更により調整され得ることが示されている。ＬＣＰ材料に対するＤｋeffは“５０２”によって表される。ＰＰＳ材料に対するＤｋeffは“５０４”によって表される。
【００４６】
本発明の低誘電率複合材から得られるコネクターの例を図６に示す。かかるコネクター６００は、高速信号ライン６０２およびオーバー・モールドしたハウジング６０４を含んで成るモジュラー系である。誘発されたボイドまたはセルを有さないポリマー材料が用いられる場合、コネクターは、シグナル・インテグリティーの低下および電力消費の増加をもたらすクロストークに付されることになり、コネクター性能に悪影響がでる。
【００４７】
ポリマー複合材、限定するわけではないが、例えば複合材の誘電率を下げるために球体または他の低いＤｋ粒子が注入された発泡ポリマー材料が使用されると、成形することができ、もしくは、押し出すことができ（エクストルーダーに付すことができ）、または、別の点では伝統的な工具（または作業・設備）および製造法でアッセンブリできる（組み立てることができる）。
【００４８】
１またはそれよりも多い態様を参照して本発明を説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が成され得、また、本発明の要素が均等物と置き換えられ得ることを当業者は理解されよう。さらに、本発明の本質的な範囲から逸脱せずに本発明の教示事項に対して特定の状況または材料を適用すべく多くの変更が成され得る。それゆえ、本発明は、その実施を考慮したベスト・モードとして開示した特定の態様に限定されるものでなく、特許請求の範囲内に該当するあらゆる態様を含むことを意図している。さらには、詳細な説明で特定されている数値は全て、厳密な値および大凡の値の双方を明示的に特定するようなものと解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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