－新製品紹介－●低誘電性接着フィルム「アロンマイテイ®AF-700」シリーズ
Low dielectric adhesive film「Aron Mighty® AF-700」series─────────────────────────────────────────────────────

沖村祐弥

Yuya Okimura
Key Word : Low dielectric, Aron Mighty, Epoxy resin, FPC(Flexible Printed Circuit Board)

１ はじめに等の使用が検討されている。また、銅箔と基材を貼合する接着剤についても、低誘電性を兼ね備えたFPC用接着剤の開発

近年、スマートフォン等の通信機器や次世代TV等の電子機器では、より大容量のデータをより高速に送受信する事が要求されており、これに伴い電気信号の高周波数化が検討されが強く求められている。
基材の変更：LCP、COP、低誘電性PI 等ている。例えば、無線通信分野においては2020年頃に５Ｇ（第五世代移動通信システム）の導入が見込まれている。５Ｇでは、通信速度が前世代の数十倍以上となり、これを実現するために電気信号は10 GHz以上の高周波領域が検討されている。また、自動車分野においては車載レーダーシステムと銅箔の低粗化

して、ミリ波と呼ばれる60 GHz以上の高周波領域の電気信号

図１ フレキシブルプリント配線板(FPC)の技術動向

接着剤の低誘電率・低誘電正接化の使用が検討されている1)。
このように将来の情報通信には、高周波数帯の電気信号を以上の事から、当社では低誘電性接着フィルムの開発に着扱う事が必要不可欠であるが、一方で、高周波数化する事で手し、その結果、「アロンマイテイ®AF-700」シリーズを開発

伝送損失が増大するというデメリットがある。伝送損失の増した。「アロンマイテイ®AF-700」シリーズは、当社製品であ大を抑制するためには、絶縁体の誘電特性の改善（低誘電率るFPC用接着剤「アロンマイテイ®AF-60」シリーズの高接着/低誘電正接化）が必要である。その関係式を式１に示す2)。

性、高耐熱性、長期接続信頼性等の特長や開発で得た知見をfは周波数であり、高周波数化に伴い伝送損失が増大する事活かしつつ、誘電特性を改良した接着剤フィルムである。本がわかる。そこで、絶縁体の誘電特性を改善する事で、伝送文では、この新規低誘電性接着剤フィルムである「アロンマ損失の増大を抑制する事が必要となる。また、伝送損失は伝イテイ®AF-700」シリーズの特長や用途を紹介する。

送距離が長い程、損失が大きくなる事も知られており、電気

２ 設計方針信号が伝送される導体部分の平坦性の向上（低粗化）も検討されている。

電子材料に使用される接着剤には、一般的に耐熱性、接着性、加工性等が要求される。これらの要求を満足するために、
アロンマイテイ®AF-60シリーズと同様のエポキシ硬化系を選択した。これに加え、５Ｇ等の高速通信に対応したFPC用の式１ 誘電特性が伝送損失に及ぼす影響

接着剤に要求される項目として、主に①接着剤自体の低誘電率/低誘電正接化、②低誘電性基材や低粗化銅箔への高い接上記の事から、スマートフォン等で伝送用基板として使用着性、が挙げられる。①に関しては、低誘電率化には式２されるフレキシブルプリント配線板（FPC）にも同様の改良に示すClausius-mosotti式から極性の低下や自由体積の増大が要求されている（図１）。導通部分である銅箔には低粗化等が必要である。また、今回のターゲットであるGHz帯の周が検討されており、絶縁部分の基材には、誘電特性の改善を波数では、誘電損失の主原因は配向分極であり、低誘電正接狙い、従来のポリイミドフィルム（PI）から液晶ポリマーフ化には配向分極の抑制が必要である2)。これらの事から、低ィルム（LCP）やシクロオレフィンポリマーフィルム（COP）

誘電率/低誘電正接化には、図２に示すような極性基自体の東亞合成株式会社Ｒ＆Ｄ総合センター 製品研究所
New Products Research Laboratory, General Center of R&D, Toagosei Co., Ltd.
東亞合成グループ研究年報

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低減や低極性化、極性基の周波数応答による運動の抑制を検改良したグレードである。また、AF-700改はAF-700をさらに討した。②に関しては、FPCに使用される基材フィルムは、低誘電正接化（Df=0.0012（１GHz））したグレードであり、従来のPIからLCPやCOPへの変更が検討されており、これらは現在量産化を検討中である。

難接着材料である。低粗化銅箔は、アンカー効果を考慮すると従来より接着しづらい材料となる。この課題については、

３．２ 製品仕様

当社が培ってきた難接着性材料を接着する技術・知見を活か製品の構成及び外観を図３及び図４に示す。本製品は、し、これら材料に対し高い接着性を示す接着剤組成を見出す

接着剤層とその両面を保護する離型フィルムで構成されてい事に成功した。

る。離型フィルムは、使用時に最初に剥がす一次剥離フィル
ムと、熱プレス等で基材フィルムと貼合した後に剥がす二次Dk ：比誘電率=Pm:モル分極Vm:モル比容

剥離フィルムがあり、接着剤との離型性を考慮しそれぞれの役割にあった離型フィルムを選定している。また、本構成以外にも、PIやLCPフィルムを片面に配置する構成も検討中である。接着剤の膜厚は25及び50 µmを標準としているが、用式２ Clausius-mosotti式

途に合わせて５-50 µm程度まで製造可能であり、幅広いニーズに対応できる。

カバーフィルム 38µm
（１次剥離フィルム )アロンマイテイ AF-700シリーズ(5-50µm)

図２ 低誘電特性化のアプローチ

基材フィルム 38µm
（２次剥離フィルム )図３ AF-700シリーズの構成

３ 製品ラインナップと仕様
３．１ 製品ラインナップ
AF-700シリーズは、２種が量産体制まで確立されており、さらに誘電特性を改良したタイプを開発中である。現在のラインナップを表１に示す。
表１ AF-700シリーズのラインナップ

誘電特性サンプル

AF-60

AF-700AF-711

AF-700改グレード

当社FPC用接着剤標準グレード

難燃グレード低Dfグレード(開発品)

1GHz23℃

Dk

3.0

2.25

2.412.22

Df0.030.00200.00230.0012

10GHz23℃

Dk-2.25

2.382.17

Df-0.0017

0.00210.0012

図４ AF-700シリーズの外観写真

当社の代表的なFPC用接着剤であるAF-60は、誘電特性は、周波数１GHzにおいてDk(比誘電率）=3.0、Df（誘電正接）=0.03であるが、AF-700はDk=2.25、Df=0.002と、大幅に誘電特性を改善している。AF-711は、AF-700の難燃性や加工性を東亞合成グループ研究年報

4-2 TREND 2018 第21号

３．３ 推奨硬化条件
AF-700シリーズは、熱硬化型のエポキシ系接着剤であり、使用の際は硬化処理が必要となる。以下にAF-700シリーズの基材との仮貼合条件及び硬化条件を示す。基材フィルムとの仮貼合は、80-120 ℃程度の温度下での熱ラミネートを推奨している。硬化条件は180 ℃/30 min/１～３MPaの熱プレス

基板構成：PI/接着剤/銅箔/LCP/銅箔/接着剤/PIを推奨している。但し、熱プレスは短時間での処理（クイッ（PI12.5µm、接着剤 25µm、銅箔 28µm、LCP50µm）
図５ 基板外観写真クプレス処理）でも高い接着性を発現する事ができる。
＜AF-700シリーズの推奨硬化条件＞〇基材フィルムとの仮貼：80-120 ℃下で熱ラミネート〇硬化条件：180 ℃/30 min /１～３MPa熱プレス、もしくは180℃/３分/１～３MPa熱プレス後、180℃/30 min 熱養生

４ 特 長
４．１ 伝送特性（Sパラメータ測定）
AF-700及び他社低誘電性接着剤を使用してそれぞれ配線基
図６ 伝送特性評価結果板を作製し、伝送特性を評価する方法のひとつであるＳパラメータ測定を実施した。Ｓパラメータ測定は、電気信号の減衰を測定するものであり、今回は、各周波数の電気信号を100 mm伝送させた際の、電気信号の減衰度合い（伝送ロス）

４．２ 高接着性を測定した。測定した基板を図５に示す。本評価条件の場

AF-700シリーズは、従来の基材であるPIや、低誘電性基材合、低誘電性でない従来の接着剤では周波数10 GHzでおよそであるLCPやCOPに対し良好な接着性を示す。一般的にLCPや-５dBの伝送ロスを示す事がわかっている。一方、図６に示

COPは難接着材料であるが、AF-700シリーズは当社の接着技

すように、AF-700では周波数10 GHzの場合およそ-2.6 dBの術の知見を活かし、高い接着性を発現している。特にAF-700

伝送ロスとなり、従来接着剤に比べ伝送ロスが約2.4 dBも減改では、PIやLCPに対し15 N/cm以上の値を示しており、非常少している。これは、伝送時の消費電力に換算すると、AF-に高い接着性を発現している。
（図７）700の場合は従来接着剤に比べ、約40 %の消費電力の改善（消費電力の低減）に相当する。また、他社の低誘電性接着剤との比較においてもAF-700の方が伝送特性に優れており、周波数30 GHzでは伝送ロスの差は約0.4 dBとなり、消費電力換算で約10 %の改善が見られる。実使用の際は、より高い周波数でより長い伝送路が使用される用途が数多くあり、この場合さらに伝送ロスの差が拡大し、AF-700の優位性が更に高くなる。このように、AF-700は従来接着剤や他社低誘電性接着剤よりも優れた伝送特性を示している。

図７

各種フィルムに対する接着性（180°剥離強さ、23℃、50 mm/min）東亞合成グループ研究年報

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を示す。試験は、銅配線幅及び配線間距離が100 µmの配線４．３ 加工性（低反り性、埋め込み性）
AF-700シリーズは、FPC用接着剤がメインターゲットであ基板を使用し、85 ℃/85 %の環境下で実施した。その結果、るが、FPC用接着剤では、基材フィルムや配線基板と貼合しAF-700シリーズは1000 h後においても1010 Ω以上の線間抵抗た際に反りが発生しない事が求められている。図８（左）値を示しており、長期試験においても高い絶縁性を保持してに、PIフィルム（25 µm）に対し、AF-700（25 µm）を貼合しいる。

たサンプルを示す。基材が薄いFPCでは、図８（右）のように加工時の熱収縮により大きな反りが発生してしまう事がしばしば見られるが、AF-700では殆んど発生しない。反りが発生しない接着フィルムは、配線基板との貼合の際、位置合わせが行いやすく加工性が良好である。

図10 絶縁信頼性評価結果
AF-700

反り性不良品

図８ 反り性評価結果（85℃/85%/1000時間、銅配線幅100µm、配線間距離100µmの配線基板を使用）(左)AF-700、(右)反り性不良品

４．５ 各種評価結果一覧
加工の際に求められる特性として、埋め込み性 （配線の隙前項までに記載した評価結果を含め、各種評価結果の一覧間に接着剤が適切に充填される事）も重要である。図９に、を表２に示す。AF-700シリーズは、前項で挙げた特長の他FPCの銅配線基板（L/S = 100 µm/100 µm、銅厚さ18 µm）ににも、はんだ耐熱性に優れ、吸水性が低いという特長を有し接着剤（25 µm）をプレス加工したサンプルを示す。ており、FPCに要求される一般的な特性は全て良好である。

図９（右）のように、接着剤が適切に充填されず気泡が混

表２ 各種評価結果一覧

入した配線パターンは、空気中の水分や異物が混入し絶縁信

サンプル

AF-700AF-711

AF-700改

グレード

標準グレード難燃グレード低Dfグレード（開発品）

頼性の低下を起こす懸念があり、電材部品として不適切である。
一方、AF-700を貼合した場合は銅配線間に気泡が見られず、接着剤が適切に充填されている事がわかる（図９（左））。
このようにAF-700は埋め込み性も良好であり、同様にAF-711

誘電特性やAF-700改についても、反り性及び埋め込み性は良好である。

1GHz23℃

Dk

2.252.412.22Df0.0020

0.00230.0012

1０GHz23℃

Dk

2.25

2.38

2.17Df0.0017

0.00210.0012PI/銅箔10920LCP/銅箔

101015COP/銅箔

6‐‐>300>300180°
接着強さ(N/mm2)
接着
特性

PI/銅箔
半田耐熱(℃)

LCP/銅箔

>300

COP/銅箔

AF-700

埋め込み性不良

図９ 埋め込み性評価結果(左)AF-700、(右)埋め込み性不良品

４．４ 長期絶縁信頼性‐‐

難燃性(PI/Ad/PI構成、UL94準拠)‐

VTM-0相当‐

反り性(PI(25μ)/Ad(25μ)構成)

合格

合格

合格

埋め込み性(L/S=100μm)

合格

合格

合格

1010

絶縁信頼性(Ω、85℃/85%/1000hr)＞10

吸水性(%、23℃/24hr浸漬)

0.1

ガラス転移温度(℃)

74＞100.2‐
0.186‐＞1014＞1014

近年、品質安定性が強く要求されるようになってきている

体積固有抵抗(Ω・cm)＞1017＞1017‐

事から、長期絶縁信頼性はFPCにおける重要な特性の一つで絶縁破壊電圧(kV/mm)＞80＞80‐

表面固有抵抗(Ω)

ある。図10に、AF-700シリーズの長期絶縁信頼性試験結果
東亞合成グループ研究年報

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５ 想定される用途

引用文献

５．１ 車載用ミリ波レーダー向け

1)

株式会社ジャパンマーケティングサーベイ

電波センシングの応用のひとつとして、車載用レーダーが挙げられる。本装置は、自動運転やブレーキアシストシステムに欠かせない装置であり、各社自動車メーカーでより安全「ミリ波レーダー高周波対応技術の最新動向」（2017）2)

竹澤由高, 高橋昭雄（2012）「ネットワークポリマー」（高分子基礎科学 One Point）共立出版社

でより快適な走行を実現するために開発が進められている。
次世代レーダーシステムであるミリ波レーダーでは、77-81GHz程度の周波数帯での通信が検討されている。本規格を達成するためにはアンテナ部周辺において低誘電性部材が不可欠であり、AF-700シリーズの適用を検討中である。

５．２ スマートフォン向け
2020年を目処に次世代通信技術として５Ｇの実用化が目指されており、本技術により機器の通信速度の向上や、IoT（Internet of Things）のさらなる普及が見込まれている。
５Ｇのメインターゲットのひとつにスマートフォンが挙げられ、スマートフォンの通信速度を向上させるために、スマートフォン本体や基地局のアンテナ部材には低誘電性基板の使用が検討されている。これら基板用の接着剤としてAF-700シリーズを検討中である。

５．３ 次世代TV向け
４K/８K等の次世代TVでは、現在のフルハイビジョンTVの４倍/16倍の画素数となり、より精彩な画像を大画面で視聴する事が可能となる。現在、４KTVの後継機や８KTVは2020年の東京オリンピックに向けて各社が開発を進めており、画像の情報量の増大に対応するために、信号の高周波数化が予定されている。この事から、次世代TVには伝送特性に優れた回路基板や配線が必要となり、これに適用できる接着剤としてAF-700シリーズを検討中である。

６ おわりに今回紹介した低誘電性接着剤「アロンマイテイ®AF-700」
シリーズは、良好な誘電特性を示し、且つ電子材料向けの接着剤に要求される性能を高いレベルで満足すると考えている。
そのため高周波対応部品用途への製品展開を見込んでいる。
一方、今後さらに情報伝達の高速化が進むとみられ、また、IoTの普及により通信機能が様々な機器・設備に搭載される事が予想される。このため、今後、新規性能やさらなる高性能化を要求される事は必至である。従って、各種の要求性能に対応できるようにラインナップを充実させ、AF-700シリー
ズをより広い分野で展開させるべく製品開発を行っていく。

東亞合成グループ研究年報

4-5 TREND 2018 第21号