JP2017011561A

JP2017011561A - 導波管構造体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2017011561A
Application number: JP2015126538A
Authority: JP
Inventors: 誠城下; Makoto Shiroshita; 和樹早田; Kazuki Hayata
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US20160380329A1

Abstract

【課題】複数の導波管を、高密度に配置することが可能な導波管構造体、およびその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】第１の導体層３と、第１の導体層３の上面に互いに隣接した状態で延在するように形成されており、各断面の形状が矩形状である複数の誘電体条４と、それぞれの誘電体条４同士の間を充填するとともに、それぞれの誘電体条４の上面および側面を被覆するように形成された第２の導体層５と、を備えて成る導波管構造体。【選択図】図１

Description

本発明は、高周波の電磁波を伝送する導波管構造体およびその製造方法に関するものである。

マイクロ波やミリ波等の高周波の電磁波を伝送する伝送線路として、断面矩形状の導体管の内部の空間を誘電体で満たした構造を持つ導波管構造体が知られている。
このような導波管構造体を有する配線基板として特許文献１には、図５に示すように、複数の絶縁層１１ａ〜１１ｃが積層されて成る絶縁基板１１内の長孔１４に、上下面と側面とが導体層１２ａ〜１２ｃにより挟まれる状態で誘電体１３が充填された導波管構造体を有する配線基板Ｂが示されている。
このような配線基板Ｂは、例えば図６に示すように形成される。
まず、図６（ａ）に示すように、中層用の絶縁層１１ａに長孔１４を形成する。
次に、図６（ｂ）に示すように、長孔１４の側壁に導体層１２ａを被着する。
次に、図６（ｃ）に示すように、長孔１４の幅よりも広い幅を有する下層用の導体層１２ｂが形成された下層用の絶縁層１１ｂを準備し、導体層１２ｂが長孔１４の下面側の開口を塞ぐようにして中層用の絶縁層１１ａに積層する。
次に、図６（ｄ）に示すように、凹構造になった長孔１４に誘電体１３を埋め込む。
最後に、図６（ｅ）に示すように、長孔１４の幅よりも広い幅を有する上層用の導体層１２ｃが形成された上層用の絶縁層１１ｃを準備し、導体層１２ｃが長孔１４の上面側の開口を塞ぐようにして中層用の絶縁層１１ａに積層することで配線基板Ｂが形成される。

ところで近年、導波管が採用される電子機器の高機能化、小型化に伴い、同時に複数の電磁波を伝送するために複数の導波管を高密度に配置することが求められている。
しかしながら、特許文献１に示されているような構造の導波管を高密度に複数配置しようとした場合、絶縁層に形成しておいた長孔に誘電体を埋め込む必要があるため、隣接する誘電体同士の間に絶縁層が介在してしまう。
このため、導波管を高密度に配置することが困難であるという問題がある。

特開平１１−９７８５４号公報

本発明の課題は、複数の導波管を高密度に配置することが可能な導波管構造体およびその製造方法を提供することにある。

本発明における導波管構造体は、第１の導体層と、第１の導体層の上面に互いに隣接して延在するように形成された断面が矩形状の複数の誘電体条と、誘電体条同士の間を充填するとともに誘電体条の上面および側面を被覆する第２の導体層とを備えていることを特徴とするものである。

本発明における導波管構造体の製造方法は、第１の導体層の上面に、断面が矩形状であり、互いに隣接して延在する複数の誘電体条を形成する工程と、誘電体条同士の間を充填するとともに誘電体条の上面および側面を被覆する第２の導体層を形成する工程とを行うことを特徴とするものである。

本発明の導波管構造体によれば、複数の誘電体条同士の間が第２の導体層のみで充填されている。これにより、誘電体条同士の間隔を小さくすることができるため、複数の導波管が高密度に配置された導波管構造体を提供することができる。

本発明の導波管構造体の製造方法によれば、互いに隣接して延在する複数の誘電体条を形成した後に、誘電体条同士の間を第２の導体層のみで充填する。
これにより、誘電体条同士の間隔を小さくすることができるため、複数の導波管を高密度に配置できる導波管構造体の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の導波管構造体の実施形態の一例を示す概略断面図である。図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の導波管構造体の製造方法における工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。図３（ｅ）〜（ｉ）は、本発明の導波管構造体の製造方法における工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。図４は、本発明の導波管構造体の別の実施形態の一例を示す概略断面図である。図５は、従来の導波管構造体の一例を示す概略断面図である。図６（ａ）〜（ｅ）は、従来の導波管構造体の製造方法における工程毎の実施形態の一例を示す概略断面図である。

まず、本発明の導波管構造体の実施形態の一例を、図１を基にして説明する。本例の導波管構造体は、第１の絶縁層１と第２の絶縁層２とが積層されて成る絶縁基板Ａの内部に形成されており、第１の導体層３と誘電体条４と第２の導体層５とにより構成されている。

第１および第２の絶縁層１、２は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る。

第１の導体層３は、例えば無電解めっきおよび電解めっき等の良導電性材料から成る。第１の導体層３は、第１の絶縁層１上に、例えば無電解銅めっきや電解銅めっきにより平坦状に形成されている。第１の導体層３の厚みは、およそ１〜１０μｍ程度である。

誘電体条４は、例えばエポキシ樹脂やアクリル樹脂、あるいはフッ素樹脂等の電気絶縁性材料から成る。誘電体条４の幅は、例えば６０ＧＨｚ以上の電磁波を低損失で伝送するとともに導波管構造体の小型高密度化を実現する上で、１．４５〜１．６５ｍｍの範囲であることが好ましい。誘電体条４の幅が１．４５ｍｍより小さいと伝送される電磁波の損失が大きくなってしまう。また、誘電体条４の幅が１．６５ｍｍを超えると、導波管構造体の幅が不要に大きなものとなってしまう。誘電体条４の厚みは、およそ０．３〜１．０ｍｍ程度であることが好ましい。誘電体条４の厚みが０．３ｍｍ未満の場合、伝送される電磁波の損失が大きくなり、１．０ｍｍを超えると導波管構造体の厚みが不要に大きなものとなる。
誘電体条４に用いる電気絶縁性材料の誘電正接は、ｔａｎδ＝０．０１以下であることが好ましい。０．０１を超えると、伝送される電磁波の損失が大きくなってしまう。
また、誘電体条４に用いる電気絶縁性材料の比誘電率は、εｒ＝２〜１０であることが好ましい。誘電体条４に用いる電気絶縁性材料の比誘電率が２未満であると、導波管の小型化が困難となり、１０を超えると伝送される電磁波の損失が大きくなってしまう。

第２の導体層５は、誘電体条４同士の間を充填するとともに、誘電体条４の上面および側面を被覆するように第１の導体層３上に形成されている。誘電体条４同士の間に充填される第２の導体層５の厚みは、各誘電体条４を伝送する電磁波が互いに干渉することを回避するとともに導波管構造体の小型高密度化を実現する上で０．４〜５００μｍの範囲であることが好ましい。誘電体条４同士の間に充填される第２の導体層５の厚みが、０．４μｍより小さいと各誘電体条４に伝送される電磁波が互いに隣接する誘電体条４に干渉してしまいノイズを引き起こしてしまう恐れがある。また、誘電体条４同士の間に充填される第２の導体層５の厚みが５００μｍを超えると、導波管構造体の幅が不要に大きなものとなってしまうとともに、誘電体条４同士の間を良好に充填することが困難となる。

このように、本発明の導波管構造体によれば、複数の誘電体条４同士の間が、第２の導体層５のみで充填されている。これにより、誘電体条４同士の間隔を小さくすることができる。したがって、複数の導波管が高密度に配置された導波管構造体を提供することができる。

次に、本発明の導波管構造体の製造方法における実施形態の一例を、図２〜図３を基にして説明する。なお、図１と同一の箇所には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示すように、第１の絶縁層１を準備する。第１の絶縁層１は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性材料から成る電気絶縁性フィルムを、加熱しながら平板でプレスすることで形成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、第１の導体層３を第１の絶縁層１上に形成する。第１の導体層３は、例えば第１の絶縁層１上に無電解銅めっき（不図示）を被着して、その上に電解銅めっきを被着することで形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、例えば感光性を有するエポキシ樹脂やアクリル樹脂、あるいはフッ素含有樹脂等の電気絶縁性材料から成る誘電体４Ｐを被着する。誘電体４Ｐの厚みは、およそ０．３〜１．０ｍｍ程度である。

次に、図２（ｄ）に示すように、誘電体条４を形成する領域に対応する開口を有するマスクＭを誘電体４Ｐの上方に配置して、誘電体４Ｐの一部を露光する。

次に、図３（ｅ）に示すように、誘電体４Ｐの非露光部を現像することで誘電体条４を形成する。誘電体条４同士の間隔は、０．４〜５００μｍの範囲となるように形成する。
誘電体条４の幅は、例えば６０ＧＨｚ以上の電磁波を低損失で伝送するとともに導波管構造体の小型高密度化を実現する上で１．４５〜１．６５ｍｍの範囲内とする。誘電体条４の幅が１．４５ｍｍより小さいと伝送される電磁波の損失が大きくなってしまう。
また、誘電体条４の幅が１．６５ｍｍを超えると、導波管構造体の幅が不要に大きなものとなってしまう。

次に、図３（ｆ）に示すように、第１の絶縁層１上に第１の導体層３および誘電体条４を露出するめっきレジストＲを形成する。

次に、図３（ｇ）に示すように、誘電体条４同士の間を充填するとともに、誘電体条４の上面および側面を被覆するように第２の導体層５となるめっき金属層５Ｐを析出させる。

次に、図３（ｈ）に示すように、めっきレジストＲを除去することで、誘電体条４同士の間および誘電体条４の上面および側面を被覆した第２の導体層５を形成する。
誘電体条４同士の間を充填する第２の導体層５の厚みは、各誘電体条４を伝送する電磁波が互いに干渉することを回避するとともに導波管構造体の小型高密度化を実現する上で０．４〜５００μｍの範囲内とする。誘電体条４同士の間に充填される第２の導体層５の厚みが、０．４μｍより小さいと各誘電体条４に伝送される電磁波が互いに隣接する誘電体条４に干渉してしまいノイズを引き起こしてしまう恐れがある。また、誘電体条４同士の間に充填される第２の導体層５の厚みが５００μｍを超えると、導波管構造体の幅が不要に大きなものとなってしまうとともに、誘電体条４同士の間を良好に充填することが困難となる。

最後に、図３（ｉ）に示すように、第２の絶縁層２を第１の絶縁層１上に積層することで、図１に示すような導波管構造体を有する絶縁基板Ａが形成される。第２の絶縁層２は、例えばエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性材料から成る電気絶縁性フィルムを、第１の絶縁層１上に真空圧着した後に、加熱しながら平板でプレスすることで形成される。

このように、本発明の導波管構造体の製造方法によれば、互いに隣接して延在する複数の誘電体条４を形成した後に、誘電体条４同士の間を第２の導体層５のみで充填する。
これにより、誘電体条４同士の間隔を小さくすることができるため、複数の導波管を高密度に配置できる導波管構造体の製造方法を提供することができる。

なお、本発明は上述の実施形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能である。例えば上述の実施の形態の一例では、複数の導波管を上下に一段で形成した一例を示したが、図４に示すように、複数の導波管を上下に複数段で形成しても構わない。

また、例えば上述の実施の形態の一例では、感光性の誘電体４Ｐを露光、現像することで誘電体条４を形成する例を示したが、誘電体４Ｐ全体を硬化させた後に、例えばブラスト処理を施すことにより誘電体条４を形成しても構わない。

３第１の導体層
４誘電体条
５第２の導体層

Claims

第１の導体層と、該第１の導体層の上面に互いに隣接して延在するように形成された断面が矩形状の複数の誘電体条と、該誘電体条同士の間を充填するとともに前記誘電体条の上面および側面を被覆する第２の導体層と、を備えて成る導波管構造体。
前記誘電体条の幅が１．４５ｍｍ以上であるとともに、前記第１および第２の導体層の厚みが、それぞれ０．４μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の導波管構造体。
第１の導体層の上面に、断面が矩形状であり、互いに隣接して延在する複数の誘電体条を形成する工程と、前記誘電体条同士の間を充填するとともに前記誘電体条の上面および側面を被覆する第２の導体層を形成する工程と、を行うことを特徴とする導波管構造体の製造方法。
前記誘電体条の幅を１．４５ｍｍ以上とするとともに、前記第１および第２の導体層の厚みを、それぞれ０．４μｍ以上とすることを特徴とする請求項３記載の導波管構造体の製造方法。