JP2024060298A - Scan antenna and method for manufacturing scan antenna - Google Patents

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Abstract

To provide a highly reliable scan antenna.SOLUTION: The scan antenna includes: a base material; an adhesive layer on the base material; an inorganic oxide wire on the adhesive layer; and a meta wire on the adhesive layer, the metal wire being overlapped on the inorganic oxide wire at least partially and being connected to the inorganic oxide wire.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、走査アンテナ及び走査アンテナの製造方法に関する。 The present invention relates to a scanning antenna and a method for manufacturing a scanning antenna.

ビームの放射方向を変える機能を有するアンテナ(走査アンテナ)として、アンテナ単位を備えるフェイズドアレイアンテナが知られている。フェイズドアレイアンテナには、位相器(フェイズシフター)が必要である。フェイズドアレイアンテナを低コストで製造可能とするために、液晶を用いた位相器が実用化されつつある。 A phased array antenna, which is equipped with antenna units, is known as an antenna (scanning antenna) that has the function of changing the radiation direction of a beam. A phase shifter is required for a phased array antenna. Phase shifters using liquid crystal are being put into practical use to enable phased array antennas to be manufactured at low cost.

特許文献1には、低抵抗の金属製の電極(配線)及び高抵抗の無機酸化物製の電極(配線)を備える走査アンテナが記載されている。また、特許文献2には、基材に対し金属箔を接着剤を介して貼り付けた後に、金属箔をエッチングすることによって浮きや剥離を抑制した金属製の配線を形成する技術が開示されている。 Patent Document 1 describes a scanning antenna equipped with a low-resistance metal electrode (wiring) and a high-resistance inorganic oxide electrode (wiring). Patent Document 2 discloses a technique for forming metal wiring that is suppressed from lifting or peeling by attaching a metal foil to a substrate via an adhesive and then etching the metal foil.

国際公開第2020/121876号International Publication No. 2020/121876 特開2007-048800号公報JP 2007-048800 A

上記先行技術を踏まえ、本発明者らは、図5に示すように、基材110に接着層120を介して貼り付けられる厚膜かつ低抵抗の金属配線130と、金属配線130の上側からスパッタリングなどで形成された薄膜かつ高抵抗の無機酸化物配線140を有する走査アンテナの開発を進めてきた。 Based on the above prior art, the inventors have developed a scanning antenna having a thick, low-resistance metal wiring 130 attached to a substrate 110 via an adhesive layer 120, and a thin, high-resistance inorganic oxide wiring 140 formed on the upper side of the metal wiring 130 by sputtering or the like, as shown in FIG. 5.

走査アンテナに用いられる、高抵抗の無機酸化物配線は、材料である無機酸化物自体が脆弱であり曲げ耐性が小さく、また、高抵抗化のため薄い膜厚で形成されため、厚膜の金属配線と比較して断線し易い。また、金属配線及び無機酸化物配線の両方と接着される接着層の線膨張係数と、無機酸化物配線の線膨張係数との差分が大きい場合、走査アンテナの製造時に発生する熱により、接着層及び無機酸化物配線それぞれの熱膨張量及び熱収縮量が異なる。したがって、無機酸化物配線のうち、金属配線及び接着層の両方と接触する部分にかかる負荷が大きくなり易く、係る部分において断線が発生する虞があった。そのため、走査アンテナの動作が不安定になる虞があった。 The high-resistance inorganic oxide wiring used in the scanning antenna is vulnerable to low bending resistance due to the inorganic oxide material itself, and is also formed with a thin film thickness to increase resistance, making it more susceptible to breakage than thick metal wiring. Furthermore, if there is a large difference between the linear expansion coefficient of the adhesive layer that is bonded to both the metal wiring and the inorganic oxide wiring and the linear expansion coefficient of the inorganic oxide wiring, the heat generated during the manufacture of the scanning antenna will cause the adhesive layer and the inorganic oxide wiring to have different amounts of thermal expansion and thermal contraction. Therefore, the load on the part of the inorganic oxide wiring that comes into contact with both the metal wiring and the adhesive layer is likely to be large, and there is a risk of breakage in that part. This could cause the operation of the scanning antenna to become unstable.

本発明は、上記事情に鑑みて、信頼性が高い走査アンテナを提供することを目的とする。 In view of the above, the present invention aims to provide a highly reliable scanning antenna.

本発明の第一の態様の走査アンテナは、基材と、前記基材上に設けられる接着層と、前記接着層上に設けられる無機酸化物配線と、前記接着層上に設けられ少なくとも一部が前記無機酸化物配線上に重なり前記無機酸化物配線と接続される金属配線と、を有する。 The scanning antenna of the first aspect of the present invention has a substrate, an adhesive layer provided on the substrate, an inorganic oxide wiring provided on the adhesive layer, and a metal wiring provided on the adhesive layer, at least a portion of which overlaps the inorganic oxide wiring and is connected to the inorganic oxide wiring.

本発明の第二の態様の走査アンテナの製造方法は、金属箔を形成する金属箔形成工程と、前記金属箔の一面に無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程と、前記無機酸化物層を基材に対向させ接着層を介して前記金属箔を前記基材に貼り付ける貼り付け工程と、前記金属箔をパターニングして金属配線を形成する金属配線形成工程と、前記無機酸化物層をパターニングして無機酸化物配線を形成する無機酸化物配線形成工程と、を有する。 The method for manufacturing a scanning antenna according to the second aspect of the present invention includes a metal foil forming step of forming a metal foil, an inorganic oxide layer forming step of forming an inorganic oxide layer on one side of the metal foil, an attachment step of placing the inorganic oxide layer opposite a substrate and attaching the metal foil to the substrate via an adhesive layer, a metal wiring forming step of patterning the metal foil to form metal wiring, and an inorganic oxide wiring forming step of patterning the inorganic oxide layer to form inorganic oxide wiring.

本発明によれば、信頼性が高い走査アンテナを提供できる。 The present invention provides a highly reliable scanning antenna.

図1は、実施形態の走査アンテナの一部を示す平面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing a part of a scanning antenna according to an embodiment. 図2は、実施形態の走査アンテナの断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the scanning antenna according to the embodiment. 図3は、実施形態の走査アンテナの製造方法の各工程を示す模式図であり、図3(a)は金属箔形成工程を示し、図3(b)は無機酸化物層形成工程を示し、図3(c)は貼り付け工程の第1手順を示し、図3(d)は貼り付け工程の第2手順を示し、図3(e)は金属配線形成工程を示す。FIG. 3 is a schematic diagram showing each step of the manufacturing method of a scanning antenna of an embodiment, where FIG. 3(a) shows a metal foil forming step, FIG. 3(b) shows an inorganic oxide layer forming step, FIG. 3(c) shows a first step of the bonding step, FIG. 3(d) shows a second step of the bonding step, and FIG. 3(e) shows a metal wiring forming step. 図4は、変形例の貼り付け工程の第1手順を示す。FIG. 4 shows a first step of the attachment process of the modified example. 図5は、従来の走査アンテナの断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a conventional scanning antenna.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の走査アンテナについて説明する。
図1は、本実施形態の走査アンテナ1の一部を示す平面図である。図2は、本実施形態の走査アンテナ1の断面図である。
Hereinafter, a scanning antenna according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a plan view showing a part of a scanning antenna 1 of the present embodiment, and Fig. 2 is a cross-sectional view of the scanning antenna 1 of the present embodiment.

なお、図1、および図2で示す走査アンテナ1は、あくまで全体構造の一部のみを示すものである。走査アンテナ1は、全体として図1に示す素子を複数配置したアレイ構造を構成する。 Note that the scanning antenna 1 shown in Figures 1 and 2 shows only a part of the overall structure. The scanning antenna 1 as a whole forms an array structure in which multiple elements shown in Figure 1 are arranged.

<走査アンテナ>
走査アンテナ1は、基材10と、基材10上に設けられた接着層20と、接着層20上に設けられる無機酸化物配線40と、接着層20上に設けられ少なくとも一部が無機酸化物配線40上に重なる金属配線30と、を備える。金属配線30は、無機酸化物配線40と接続される。
<Scanning antenna>
The scanning antenna 1 includes a substrate 10, an adhesive layer 20 provided on the substrate 10, an inorganic oxide wiring 40 provided on the adhesive layer 20, and a metal wiring 30 provided on the adhesive layer 20 and at least a portion of which overlaps with the inorganic oxide wiring 40. The metal wiring 30 is connected to the inorganic oxide wiring 40.

なお、本明細書では、基材10に対し接着層20が積層される方向を上側として走査アンテナ1の各部及び製造方法の説明を行う。しかしながら、本明細書中の走査アンテナ1の姿勢はあくまで一例であり、走査アンテナ1の使用時の姿勢及び製造時の姿勢は、本明細書で示す姿勢に限定されない。 In this specification, the various parts of the scanning antenna 1 and the manufacturing method are described with the direction in which the adhesive layer 20 is laminated on the substrate 10 being the upper side. However, the orientation of the scanning antenna 1 in this specification is merely an example, and the orientation of the scanning antenna 1 during use and during manufacturing are not limited to the orientation shown in this specification.

基材10は絶縁性の材料から成る。基材10の典型的な材質はガラスであるが、各種のプラスチックフィルムを使用することにより、基材10に可撓性を付与することもできる。本実施形態において、基材10の材質はガラスである。 The substrate 10 is made of an insulating material. A typical material for the substrate 10 is glass, but flexibility can be imparted to the substrate 10 by using various plastic films. In this embodiment, the material for the substrate 10 is glass.

接着層20は、基材10上に設けられる。接着層20は、公知の接着剤で形成された層である。接着層20を構成する接着剤としては、例えば、ポリウレタン系の接着剤、ポリアクリル系樹脂の接着剤、又はポリイミド系樹脂からなる接着剤を例示できる。 The adhesive layer 20 is provided on the substrate 10. The adhesive layer 20 is a layer formed from a known adhesive. Examples of the adhesive that constitutes the adhesive layer 20 include a polyurethane adhesive, a polyacrylic resin adhesive, and an adhesive made of a polyimide resin.

無機酸化物配線40は、接着層20上に設けられる。無機酸化物配線40は、所定のパターン形状に形成されている。走査アンテナ1において、無機酸化物配線40は、高抵抗配線の役割を担う。 The inorganic oxide wiring 40 is provided on the adhesive layer 20. The inorganic oxide wiring 40 is formed in a predetermined pattern shape. In the scanning antenna 1, the inorganic oxide wiring 40 serves as a high resistance wiring.

無機酸化物配線40は、無機酸化物製である。本実施形態において、無機酸化物配線40は、酸化インジウムスズ(ITO)製である。このため、本実施形態の無機酸化物配線40の線膨張係数は、7.2×10-6/Kである。無機酸化物配線40は、酸化インジウム亜鉛(IZO)などの比抵抗が大きい無機酸化物によって構成されても良い。 The inorganic oxide wiring 40 is made of an inorganic oxide. In this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is made of indium tin oxide (ITO). Therefore, the linear expansion coefficient of the inorganic oxide wiring 40 of this embodiment is 7.2×10 −6 /K. The inorganic oxide wiring 40 may be made of an inorganic oxide with high resistivity, such as indium zinc oxide (IZO).

高抵抗化の観点から、無機酸化物配線40は、薄膜、かつ細幅であることが望ましい。無機酸化物配線40の厚さは、例えば10nm以上200nm以下である。無機酸化物配線40の線幅は、5μm以上10μm以下とされる。本実施形態において、無機酸化物配線40の厚さは60nmであり、線幅は8μmである。 From the viewpoint of achieving high resistance, it is desirable that the inorganic oxide wiring 40 is thin and narrow. The thickness of the inorganic oxide wiring 40 is, for example, 10 nm or more and 200 nm or less. The line width of the inorganic oxide wiring 40 is 5 μm or more and 10 μm or less. In this embodiment, the thickness of the inorganic oxide wiring 40 is 60 nm, and the line width is 8 μm.

金属配線30は、接着層20上の一部に設けられる。金属配線30は所定のパターン形状に形成されている。金属配線30は、接着層20を介して基材10に貼り合わされている。走査アンテナ1において、金属配線30は、低抵抗配線の役割を担う。 The metal wiring 30 is provided on a portion of the adhesive layer 20. The metal wiring 30 is formed in a predetermined pattern shape. The metal wiring 30 is attached to the substrate 10 via the adhesive layer 20. In the scanning antenna 1, the metal wiring 30 serves as low-resistance wiring.

金属配線30は、金属製である。本実施形態において、金属配線30は、銅製である。このため、本実施形態の金属配線30の線膨張係数は、16.8×10-6/Kである。金属配線30は、銀、アルミニウム等の比抵抗が小さい金属によって構成されても良い。低抵抗化の観点から、金属配線30は、厚膜であることが望ましい。金属配線30の厚さは、例えば1μm(1000nm)以上30μm以下である。本実施形態において、金属配線30の厚さは、2000nmである。 The metal wiring 30 is made of metal. In this embodiment, the metal wiring 30 is made of copper. Therefore, the linear expansion coefficient of the metal wiring 30 in this embodiment is 16.8×10 −6 /K. The metal wiring 30 may be made of a metal with low resistivity, such as silver or aluminum. From the viewpoint of reducing resistance, it is desirable that the metal wiring 30 is a thick film. The thickness of the metal wiring 30 is, for example, 1 μm (1000 nm) or more and 30 μm or less. In this embodiment, the thickness of the metal wiring 30 is 2000 nm.

<走査アンテナの製造方法>
図3は、本実施形態の走査アンテナ1の製造方法の各工程を示す模式図である。
上述の構成を有する本実施形態の走査アンテナ1の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の走査アンテナ1の製造方法は、金属箔形成工程と、無機酸化物層形成工程と、貼り付け工程と、金属配線形成工程と、無機酸化物配線形成工程と、を有する。
<Manufacturing method of scanning antenna>
3A to 3C are schematic diagrams showing the steps of a method for manufacturing the scanning antenna 1 of this embodiment.
An example of a method for manufacturing the scanning antenna 1 of this embodiment having the above-mentioned configuration will be described.
The method for manufacturing the scanning antenna 1 of this embodiment includes a metal foil forming step, an inorganic oxide layer forming step, a bonding step, a metal wiring forming step, and an inorganic oxide wiring forming step.

図3(a)に示す金属箔形成工程は、金属箔30Aを形成する工程である。金属箔30Aはシート状に形成された銅箔である。本実施形態の金属箔形成工程では、厚さ2000nmの金属箔30Aが形成される。本実施形態の金属箔30Aは電解鍍金法によって形成されるが、スパッタリング法で形成されていてもよい。なお、金属箔30Aの上面側には製膜の土台となるベース部材(図示略)を配置してもよい。この場合、金属箔30Aは、例えば、基材10に貼り付ける工程でベース部材から取り外される。 The metal foil forming process shown in FIG. 3(a) is a process for forming metal foil 30A. Metal foil 30A is a copper foil formed in a sheet shape. In the metal foil forming process of this embodiment, metal foil 30A having a thickness of 2000 nm is formed. In this embodiment, metal foil 30A is formed by electrolytic plating, but may also be formed by sputtering. Note that a base member (not shown) that serves as a base for film formation may be placed on the upper surface side of metal foil 30A. In this case, metal foil 30A is removed from the base member, for example, in the process of attaching it to substrate 10.

図3(b)に示す無機酸化物層形成工程は、金属箔30Aの一面30cに無機酸化物層40Aを形成する工程である。無機酸化物層形成工程では、スパッタリングによって、金属箔30A上に酸化インジウムスズ(ITO)を積層させて、無機酸化物層40Aを形成する。本実施形態の無機酸化物層形成工程におけるスパッタリングの電力値は、5.6kWとした。また、本実施形態の無機酸化物層形成工程における基材10の搬送速度は、495nm/秒とした。本実施形態の無機酸化物層形成工程では、厚さ60nmの無機酸化物層40Aが形成される。 The inorganic oxide layer forming process shown in FIG. 3(b) is a process of forming an inorganic oxide layer 40A on one surface 30c of the metal foil 30A. In the inorganic oxide layer forming process, indium tin oxide (ITO) is laminated on the metal foil 30A by sputtering to form the inorganic oxide layer 40A. The sputtering power value in the inorganic oxide layer forming process of this embodiment is 5.6 kW. In addition, the conveying speed of the substrate 10 in the inorganic oxide layer forming process of this embodiment is 495 nm/sec. In the inorganic oxide layer forming process of this embodiment, an inorganic oxide layer 40A having a thickness of 60 nm is formed.

図3(c)、(d)に示す貼り付け工程は、無機酸化物層40Aを基材10に対向させ接着層20を介して金属箔30Aを基材10に貼り付ける工程である。本実施形態の貼り付け工程は、接着剤を塗布する第1手順と、金属箔30Aと基材10とをラミネートして貼り合わせる第2手順と、を有する。 3(c) and (d) is a process in which the inorganic oxide layer 40A faces the substrate 10 and the metal foil 30A is attached to the substrate 10 via the adhesive layer 20. The attachment process of this embodiment includes a first step of applying an adhesive and a second step of laminating and attaching the metal foil 30A to the substrate 10.

図3(c)に示すように貼り付け工程の第1手順では、無機酸化物層40Aの表面全体に、液状の接着剤を塗布して接着層20を形成する。接着層20は、無機酸化物層40Aの表面上にロールコート法を用いて形成される。液状の接着剤を塗布する方法は、ダイコート法及びスリット&スピンコート法等の塗布方法であってもよい。 As shown in FIG. 3(c), in the first step of the attachment process, a liquid adhesive is applied to the entire surface of the inorganic oxide layer 40A to form an adhesive layer 20. The adhesive layer 20 is formed on the surface of the inorganic oxide layer 40A by using a roll coating method. The method for applying the liquid adhesive may be a coating method such as a die coating method or a slit and spin coating method.

なお、貼り付け工程の第1手順は、図4に変形例として示すように、基材10の表面に接着剤を塗布して接着層20を形成する工程であってもよい。この場合においても、接着層20は、例えばロールコート方、ダイコート法及びスリット&スピンコート法等によって形成される。 The first step of the attachment process may be a process of applying an adhesive to the surface of the substrate 10 to form an adhesive layer 20, as shown in a modified example in FIG. 4. Even in this case, the adhesive layer 20 is formed by, for example, a roll coating method, a die coating method, or a slit and spin coating method.

図3(d)に示すように貼り付け工程の第2手順では、まず、無機酸化物層40Aの表面全体に形成された接着層20と基材10とを接触させ、次いで、金属箔30Aと基材10とを所定の圧力で圧着させつつ、接着層20を乾燥させる。これにより、接着層20を介して、金属箔30Aと基材10とを貼り合わせることができる。また、貼り合わせ工程を経ることで、金属箔30Aと基材10との間には、無機酸化物層40Aが挟み込まれる。 As shown in FIG. 3(d), in the second step of the lamination process, first, the adhesive layer 20 formed on the entire surface of the inorganic oxide layer 40A is brought into contact with the substrate 10, and then the metal foil 30A and the substrate 10 are pressed together at a predetermined pressure while the adhesive layer 20 is dried. This allows the metal foil 30A and the substrate 10 to be bonded together via the adhesive layer 20. Furthermore, by going through the lamination process, the inorganic oxide layer 40A is sandwiched between the metal foil 30A and the substrate 10.

図3(e)に示すように、金属配線形成工程は、金属箔30Aをパターニングして金属配線を形成する工程である。金属箔30Aのパターンニングは、フォトリソグラフィによって行われる。
金属配線形成工程では、まず、金属箔30A上にフォトレジスト層を形成する。本実施形態では、フォトレジストとしてポジ型フォトレジストであるノボラック樹脂を用いた。フォトレジストは、一般的なスピンコーターによって金属箔30A上に塗布され、フォトレジスト層が形成される。
次に、フォトレジスト層の乾燥を行う。本実施形態では、チャンバー内において減圧下でベークを行うことで乾燥させる。これにより、フォトレジスト層の乾燥時間を短縮できる。チャンバー内の気圧は、130Paとした。ベーク温度は、120℃とした。ベーク時間は、2分とした。
次に、金属配線30に対応したパターン形状が描画されたフォトマスクを介して、フォトレジスト層に紫外光を照射して、フォトレジスト層を露光する。本実施形態において、露光量は、35mJとした。
次に、露光後のフォトレジスト層の現像を行い、不要なレジストを除去する。現像液は、ポジ現像液を用いた。現像方法としては、スプレー現像法を用いた。現像液圧は、0.1MPaとした。現像液の温度は、25℃とした。現像時間は、25秒とした。
次に、金属箔30Aのエッチングを行い、金属箔30Aのうちフォトレジスト層が除去された部分を除去し、金属箔30Aを、金属配線30に対応したパターン形状にパターンニングする。エッチング液は、過酸化水素水、硫酸及び水を混合した混合水溶液とした。過酸化水素水の濃度は、2%~20%程度とした。硫酸の濃度は、2%~20%程度とした。エッチング液の液温は、40℃とした。エッチング時間は、60秒~300秒程度とした。
次に、金属配線30上に残存するフォトレジスト層の剥膜を行う。剥膜液は、ケイ酸塩水溶液を用いた。剥膜液の温度は、40℃とした。剥膜時間は、180秒とした。
最後に、窒素雰囲気化においてベーク温度250℃、ベーク時間90分のポストベークを行う。
3(e), the metal wiring forming step is a step of forming metal wiring by patterning the metal foil 30A. The patterning of the metal foil 30A is performed by photolithography.
In the metal wiring forming process, first, a photoresist layer is formed on the metal foil 30A. In this embodiment, a novolac resin, which is a positive photoresist, is used as the photoresist. The photoresist is applied onto the metal foil 30A by a general spin coater, and a photoresist layer is formed.
Next, the photoresist layer is dried. In this embodiment, the photoresist layer is dried by baking in a chamber under reduced pressure. This makes it possible to shorten the drying time of the photoresist layer. The air pressure in the chamber was 130 Pa. The baking temperature was 120° C. The baking time was 2 minutes.
Next, the photoresist layer is exposed to ultraviolet light through a photomask on which a pattern corresponding to the metal wiring 30 is drawn. In this embodiment, the exposure amount is set to 35 mJ.
Next, the photoresist layer after exposure is developed to remove unnecessary resist. A positive developer is used as the developer. A spray development method is used as the development method. The developer pressure is 0.1 MPa. The developer temperature is 25° C. The development time is 25 seconds.
Next, the metal foil 30A is etched to remove the portions of the metal foil 30A from which the photoresist layer has been removed, and the metal foil 30A is patterned into a pattern shape corresponding to the metal wiring 30. The etching solution was a mixed aqueous solution of hydrogen peroxide, sulfuric acid, and water. The concentration of the hydrogen peroxide was about 2% to 20%. The concentration of the sulfuric acid was about 2% to 20%. The liquid temperature of the etching solution was 40°C. The etching time was about 60 to 300 seconds.
Next, the photoresist layer remaining on the metal wiring 30 was stripped off. A silicate solution was used as the stripping solution. The temperature of the stripping solution was 40° C. The stripping time was 180 seconds.
Finally, post-baking is performed in a nitrogen atmosphere at a baking temperature of 250° C. for a baking time of 90 minutes.

なお、金属配線形成工程では、金属箔30Aのみがエッチングされ、無機酸化物層40Aはエッチングされない。無機酸化物層40Aのエッチングは、金属配線形成工程の後に行われる無機酸化物配線形成工程においてなされる。本実施形態では、金属配線形成工程のエッチング液と、無機酸化物配線形成工程のエッチング液として、互いに異なる種類の適切なものを用いることで、工程ごとに異なる層の選択的なエッチングが可能となる。 In the metal wiring formation process, only the metal foil 30A is etched, and the inorganic oxide layer 40A is not etched. The inorganic oxide layer 40A is etched in the inorganic oxide wiring formation process that is performed after the metal wiring formation process. In this embodiment, by using different types of appropriate etching solutions for the metal wiring formation process and the inorganic oxide wiring formation process, it is possible to selectively etch different layers for each process.

図3(e)に示す仕掛品に対し、無機酸化物配線形成工程を行うことで、図2に示す走査アンテナ1を形成することができる。図2に示すように、無機酸化物配線形成工程は、無機酸化物層40Aをパターニングして無機酸化物配線40を形成する工程である。無機酸化物層40Aのパターンニングは、フォトリソグラフィによって行われる。 The scanning antenna 1 shown in FIG. 2 can be formed by performing an inorganic oxide wiring formation process on the work-in-progress shown in FIG. 3(e). As shown in FIG. 2, the inorganic oxide wiring formation process is a process in which the inorganic oxide layer 40A is patterned to form the inorganic oxide wiring 40. The inorganic oxide layer 40A is patterned by photolithography.

無機酸化物配線形成工程では、フォトリソグラフィによって無機酸化物層40Aのパターンニングが行われる。無機酸化物配線形成工程では、まず、無機酸化物層40A上にフォトレジスト層を形成する。本実施形態では、フォトレジストとしてポジ型フォトレジストであるノボラック樹脂を用いた。フォトレジストは、一般的なスピンコーターによって無機酸化物層40A上に塗布され、フォトレジスト層が形成される。
次に、フォトレジスト層の乾燥を行う。本実施形態では、チャンバー内において減圧下でベークを行うことで乾燥させる。チャンバー内の気圧は、130Paとした。ベーク温度は、120℃とした。ベーク時間は、2分とした。
次に、無機酸化物配線40に対応したパターン形状が描画されたフォトマスクを介して、フォトレジスト層に紫外光を照射して、フォトレジスト層を露光する。本実施形態において、露光量は、70mJとした。
次に、露光後のフォトレジスト層の現像を行い、不要なレジストを除去する。現像液は、ポジ現像液を用いた。現像方法としては、スプレー現像法を用いた。現像液圧は、0.15MPaとした。現像液の温度は、25℃とした。現像時間は、100秒とした。
次に、無機酸化物層40Aのエッチングを行い、無機酸化物層40Aのうちフォトレジスト層が除去された部分を除去し、無機酸化物配線40に対応したパターン形状にパターンニングする。エッチング液は、シュウ酸水溶液とした。エッチング液の液温は、40℃とした。エッチング時間は、60秒とした。
次に、無機酸化物配線40上に残存するフォトレジスト層の剥膜を行う。剥膜液は、ケイ酸塩水溶液を用いた。剥膜液の温度は、40℃とした。剥膜時間は、180秒とした。フォトレジスト層の剥膜が終了すると、図2に示すように、所定のパターン形状の無機酸化物配線40が形成される。
In the inorganic oxide wiring forming process, the inorganic oxide layer 40A is patterned by photolithography. In the inorganic oxide wiring forming process, a photoresist layer is first formed on the inorganic oxide layer 40A. In this embodiment, a novolac resin, which is a positive photoresist, is used as the photoresist. The photoresist is applied onto the inorganic oxide layer 40A by a general spin coater, and a photoresist layer is formed.
Next, the photoresist layer is dried. In this embodiment, the photoresist layer is dried by baking in a chamber under reduced pressure. The pressure in the chamber is set to 130 Pa. The baking temperature is set to 120° C. The baking time is set to 2 minutes.
Next, the photoresist layer is exposed to ultraviolet light through a photomask on which a pattern corresponding to the inorganic oxide wiring 40 is drawn. In this embodiment, the exposure amount is set to 70 mJ.
Next, the photoresist layer after exposure is developed to remove unnecessary resist. A positive developer is used as the developer. A spray development method is used as the development method. The developer pressure is 0.15 MPa. The developer temperature is 25° C. The development time is 100 seconds.
Next, the inorganic oxide layer 40A is etched to remove the portion of the inorganic oxide layer 40A from which the photoresist layer has been removed, and patterned into a pattern shape corresponding to the inorganic oxide wiring 40. The etching solution was an aqueous solution of oxalic acid. The liquid temperature of the etching solution was 40° C. The etching time was 60 seconds.
Next, the photoresist layer remaining on the inorganic oxide wiring 40 is stripped off. A silicate solution is used as the stripping solution. The temperature of the stripping solution is 40° C. The stripping time is 180 seconds. When the stripping of the photoresist layer is completed, the inorganic oxide wiring 40 having a predetermined pattern shape is formed as shown in FIG.

<採用可能な製造工程>
上述の実施形態では、無機酸化物配線形成工程を、金属配線形成工程の後に行う場合について説明した。しかしながら、無機酸化物配線形成工程を、無機酸化物層形成工程(図3(b))の後、かつ貼り付け工程(図3(c))の前に行ってもよい。この場合、無機酸化物層40Aのエッチングを金属箔30Aの反対側から行うことができるため、金属配線30と接着層20とに挟まれる領域において無機酸化物配線40を自由にパターニングできる。
<Applicable manufacturing processes>
In the above embodiment, the inorganic oxide wiring forming step is performed after the metal wiring forming step. However, the inorganic oxide wiring forming step may be performed after the inorganic oxide layer forming step (FIG. 3(b)) and before the bonding step (FIG. 3(c)). In this case, the inorganic oxide layer 40A can be etched from the opposite side of the metal foil 30A, so that the inorganic oxide wiring 40 can be freely patterned in the region between the metal wiring 30 and the adhesive layer 20.

<まとめ>
本実施形態の走査アンテナ1は、基材10と、基材10上に設けられる接着層20と、接着層20上に設けられる無機酸化物配線40と、接着層20上に設けられ少なくとも一部が無機酸化物配線40上に重なり無機酸化物配線40と接続される金属配線30と、を有する。
<Summary>
The scanning antenna 1 of this embodiment has a substrate 10, an adhesive layer 20 provided on the substrate 10, an inorganic oxide wiring 40 provided on the adhesive layer 20, and a metal wiring 30 provided on the adhesive layer 20, at least a portion of which overlaps with the inorganic oxide wiring 40 and is connected to the inorganic oxide wiring 40.

本実施形態によれば、無機酸化物配線40は、金属配線30と接着層20との間に配置される。このため、無機酸化物配線40は、厚膜の金属配線30上に乗り上げるような段差形状(図5参照)を有することがなく、全長に亘って略均一な形状に形成できる。すなわち、本実施形態の無機酸化物配線40には、応力が集中し易い部分が形成され難く、無機酸化物配線40に断線が生じることを抑制できる。したがって、走査アンテナ1の信頼性を高めることができる。 According to this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is disposed between the metal wiring 30 and the adhesive layer 20. Therefore, the inorganic oxide wiring 40 does not have a step shape (see FIG. 5) that rides on the thick metal wiring 30, and can be formed in a substantially uniform shape over its entire length. In other words, the inorganic oxide wiring 40 of this embodiment is less likely to have parts where stress is likely to concentrate, and breaks in the inorganic oxide wiring 40 can be suppressed. Therefore, the reliability of the scanning antenna 1 can be improved.

本実施形態によれば、無機酸化物配線40は、金属配線30と接着層20との間に配置される。このため、無機酸化物配線40が接着層20に接着固定され、接着層20によって保護されて損傷が生じ難くなる。加えて、無機酸化物配線40の周囲において、金属配線30と接着層20とが強固に接着固定されるため、無機酸化物配線40と金属配線30との間に十分な圧力が付与され、無機酸化物配線40と金属配線30との接続が安定する。加えて無機酸化物配線40と金属配線30との界面は、親和性が高く密着しやすいため、無機酸化物配線40と金属配線30との電気的な接続を安定させやすい。 According to this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is disposed between the metal wiring 30 and the adhesive layer 20. Therefore, the inorganic oxide wiring 40 is adhered and fixed to the adhesive layer 20, and is protected by the adhesive layer 20, making it difficult for damage to occur. In addition, since the metal wiring 30 and the adhesive layer 20 are firmly adhered and fixed around the inorganic oxide wiring 40, sufficient pressure is applied between the inorganic oxide wiring 40 and the metal wiring 30, and the connection between the inorganic oxide wiring 40 and the metal wiring 30 is stabilized. In addition, the interface between the inorganic oxide wiring 40 and the metal wiring 30 has a high affinity and is easily adhered, making it easy to stabilize the electrical connection between the inorganic oxide wiring 40 and the metal wiring 30.

本実施形態の無機酸化物配線40の線幅は、高抵抗化の観点から5μm以上10μm以下とされる。このため、金属配線30と接着層20との界面における無機酸化物配線40の占有率を十分に小さくすることができ、無機酸化物配線40が金属配線30と接着層20との接着を阻害し難い。 In this embodiment, the line width of the inorganic oxide wiring 40 is set to 5 μm or more and 10 μm or less in order to increase the resistance. Therefore, the occupancy rate of the inorganic oxide wiring 40 at the interface between the metal wiring 30 and the adhesive layer 20 can be sufficiently reduced, and the inorganic oxide wiring 40 is unlikely to impede the adhesion between the metal wiring 30 and the adhesive layer 20.

本実施形態によれば無機酸化物配線40が、接着層20に接触するため、無機酸化物配線40の歪を接着層20によって吸収させることができる。これにより、無機酸化物配線40の断線を抑制でき、走査アンテナ1の信頼性を高めることができる。 In this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is in contact with the adhesive layer 20, so that the adhesive layer 20 can absorb the distortion of the inorganic oxide wiring 40. This can prevent the inorganic oxide wiring 40 from breaking, and can improve the reliability of the scanning antenna 1.

本実施形態によれば、金属配線30は、接着層20を介して基材10に貼り合わされる。厚膜に形成される金属配線30の内部応力は大きく、また、金属製である金属配線30と基材10との密着力は小さい。そのため、金属配線30を基材10上に直接設ける場合では、基材10からの金属配線30の浮き及び剥がれが発生し易い。本実施形態では、金属配線30及び基材10の両方と密着性が高い接着剤から成る接着層20を介して、金属配線30が基材10に貼り合わされるため、基材10からの金属配線30の浮き及び剥がれが発生することを抑制できる。したがって、走査アンテナ1の信頼性を高めることができる。 According to this embodiment, the metal wiring 30 is bonded to the substrate 10 via the adhesive layer 20. The internal stress of the metal wiring 30 formed in a thick film is large, and the adhesive strength between the metal wiring 30, which is made of metal, and the substrate 10 is small. Therefore, when the metal wiring 30 is directly provided on the substrate 10, the metal wiring 30 is likely to float and peel off from the substrate 10. In this embodiment, the metal wiring 30 is bonded to the substrate 10 via the adhesive layer 20 made of an adhesive that has high adhesiveness to both the metal wiring 30 and the substrate 10, so that the metal wiring 30 can be prevented from floating and peeling off from the substrate 10. Therefore, the reliability of the scanning antenna 1 can be improved.

本実施形態において、接着層20の線膨張係数は、金属配線30の線膨張係数、及び無機酸化物配線40の線膨張係数と十分に近い値であることが好ましい。本実施形態では、無機酸化物配線40は、酸化インジウムスズ(線膨張係数7.2×10-6/K)からなり、金属配線30は、銅(線膨張係数16.8×10-6/K)からなる。このため、接着層20の線膨張係数が、20×10-6/K以下であることが好ましい。この場合に、金属配線30、無機酸化物配線40、接着層20それぞれの熱膨張量及び熱収縮量の差分を小さくできるため、無機酸化物配線40に加わる負荷を低減でき、無機酸化物配線40が断線することを抑制できる。なお、ここで、「金属配線が銅からなる」とは、金属配線30が純銅である場合のみならず、銅を主成分とする銅合金である場合も含む。 In this embodiment, the linear expansion coefficient of the adhesive layer 20 is preferably sufficiently close to the linear expansion coefficient of the metal wiring 30 and the linear expansion coefficient of the inorganic oxide wiring 40. In this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is made of indium tin oxide (linear expansion coefficient 7.2×10 −6 /K), and the metal wiring 30 is made of copper (linear expansion coefficient 16.8×10 −6 /K). For this reason, it is preferable that the linear expansion coefficient of the adhesive layer 20 is 20×10 −6 /K or less. In this case, the difference in the thermal expansion amount and the thermal contraction amount of the metal wiring 30, the inorganic oxide wiring 40, and the adhesive layer 20 can be reduced, so that the load applied to the inorganic oxide wiring 40 can be reduced and the inorganic oxide wiring 40 can be prevented from being broken. Here, "the metal wiring is made of copper" includes not only the case where the metal wiring 30 is pure copper, but also the case where the metal wiring 30 is a copper alloy mainly composed of copper.

さらに、熱膨張量及び熱収縮量の差分を小さくするという観点から、接着層20の線膨張係数は、金属配線30の線膨張係数と無機酸化物配線40の線膨張係数との間の値であることがより好ましい。すなわち、本実施形態において、接着層20の線膨張係数は、7.2×10-6/K以上16.8×10-6/K以下であることがより好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of reducing the difference between the amounts of thermal expansion and thermal contraction, it is more preferable that the linear expansion coefficient of the adhesive layer 20 is a value between the linear expansion coefficient of the metal wiring 30 and the linear expansion coefficient of the inorganic oxide wiring 40. That is, in this embodiment, it is more preferable that the linear expansion coefficient of the adhesive layer 20 is 7.2×10 −6 /K or more and 16.8×10 −6 /K or less.

本実施形態の走査アンテナ1の製造方法は、金属箔30Aを形成する金属箔形成工程と、金属箔30Aの一面30cに無機酸化物層40Aを形成する無機酸化物層形成工程と、無機酸化物層40Aを基材10に対向させ接着層20を介して金属箔30Aを基材10に貼り付ける貼り付け工程と、金属箔30Aをパターニングして金属配線30を形成する金属配線形成工程と、無機酸化物層40Aをパターニングして無機酸化物配線40を形成する無機酸化物配線形成工程と、を有する。 The manufacturing method of the scanning antenna 1 of this embodiment includes a metal foil forming process for forming the metal foil 30A, an inorganic oxide layer forming process for forming an inorganic oxide layer 40A on one surface 30c of the metal foil 30A, an attachment process for placing the inorganic oxide layer 40A opposite the substrate 10 and attaching the metal foil 30A to the substrate 10 via an adhesive layer 20, a metal wiring forming process for patterning the metal foil 30A to form the metal wiring 30, and an inorganic oxide wiring forming process for patterning the inorganic oxide layer 40A to form the inorganic oxide wiring 40.

本実施形態によれば、金属箔30Aに対して、無機酸化物配線40を直接的に成形するため、金属箔30Aと無機酸化物配線40との密着性を高め易い。このため、無機酸化物配線40と金属配線30との電気的な接続を安定させることができる。 According to this embodiment, the inorganic oxide wiring 40 is directly formed on the metal foil 30A, so it is easy to increase the adhesion between the metal foil 30A and the inorganic oxide wiring 40. Therefore, the electrical connection between the inorganic oxide wiring 40 and the metal wiring 30 can be stabilized.

本実施形態によれば、無機酸化物層40Aを形成した金属箔30Aをパターニングすることで、金属配線30を形成する。このため、図5の従来技術のように金属配線30上に無機酸化物配線40を形成する場合と比較して、無機酸化物配線40に段差部分が形成されることを抑制できる。これにより、無機酸化物配線40には、応力が集中し易い部分が形成され難く、無機酸化物配線40に断線が生じることを抑制できる。 According to this embodiment, the metal wiring 30 is formed by patterning the metal foil 30A on which the inorganic oxide layer 40A is formed. Therefore, compared to the case where the inorganic oxide wiring 40 is formed on the metal wiring 30 as in the conventional technology of FIG. 5, it is possible to suppress the formation of stepped portions in the inorganic oxide wiring 40. As a result, it is difficult for portions in the inorganic oxide wiring 40 where stress is likely to concentrate to be formed, and it is possible to suppress the occurrence of breaks in the inorganic oxide wiring 40.

鍍金加工によって金属箔を基材上に設ける場合は、鍍金槽内への基材の浸漬時や基材の搬送時に、基材の割れ及び欠けが発生する虞がある。しかしながら、本実施形態では、貼り付け工程において、接着層20を介して金属箔30Aを基材10上に貼り合わせるため、基材10の割れ及び欠けが発生することを抑制できる。したがって、走査アンテナ1の製造工数及び製造コストが増大することを抑制できる。また、走査アンテナ1の信頼性を高めることができる。 When metal foil is provided on a substrate by plating, there is a risk of the substrate cracking or chipping when the substrate is immersed in a plating tank or transported. However, in this embodiment, the metal foil 30A is bonded to the substrate 10 via the adhesive layer 20 in the bonding process, so that the substrate 10 is prevented from cracking or chipping. This prevents the manufacturing process and costs of the scanning antenna 1 from increasing. Furthermore, the reliability of the scanning antenna 1 can be improved.

一般的に、鍍金加工によって、金属配線30を形成する場合は、金属配線30が複雑な形状であると、電流密度に偏りが生じやすいため、金属配線30の膜厚のムラが大きくなり易く、走査アンテナ1の動作が不安定になる虞がある。本実施形態では、上述のように、金属箔30Aの形状が簡易な形状であるシート状であるため、鍍金加工によって形成される金属箔30Aの膜厚ムラを低減できる。また、本実施形態では、金属箔30Aを基材10上に貼り合わせた後に、金属配線形成工程において、金属箔30Aをパターンニングして金属配線30を形成する。したがって、金属配線30の膜厚のムラを低減でき、走査アンテナ1の信頼性を高めることができる。 Generally, when the metal wiring 30 is formed by plating, if the metal wiring 30 has a complex shape, the current density is likely to be biased, which may lead to large unevenness in the thickness of the metal wiring 30 and cause the operation of the scanning antenna 1 to become unstable. In this embodiment, as described above, the metal foil 30A has a simple sheet shape, so that unevenness in the thickness of the metal foil 30A formed by plating can be reduced. In addition, in this embodiment, after the metal foil 30A is bonded to the substrate 10, the metal foil 30A is patterned in the metal wiring formation process to form the metal wiring 30. Therefore, unevenness in the thickness of the metal wiring 30 can be reduced, and the reliability of the scanning antenna 1 can be improved.

一般的に、鍍金加工によって、厚膜の配線パターンを形成する場合、基材と配線パターンとの接着性を充分に得られない。基材と厚膜の配線パターンとの接着性を高める方法として、導電性ペーストによって厚膜の配線パターンを形成する方法があるが、この方法では、不活性ガス雰囲気下で導電性ペーストを焼成する必要が有るため、製造コストが増大してしまう。本実施形態では、金属箔30Aを基材10上に貼り合わせた後に、金属配線形成工程において、金属箔30Aをパターンニングして金属配線30を形成する。したがって、厚膜の金属配線30の製造コストが増大することを抑制できる。 Generally, when a thick-film wiring pattern is formed by plating, sufficient adhesion between the substrate and the wiring pattern cannot be obtained. One method for improving adhesion between the substrate and the thick-film wiring pattern is to form the thick-film wiring pattern using a conductive paste, but this method requires firing the conductive paste under an inert gas atmosphere, which increases manufacturing costs. In this embodiment, after bonding the metal foil 30A onto the substrate 10, the metal foil 30A is patterned in the metal wiring formation process to form the metal wiring 30. This makes it possible to suppress increases in the manufacturing costs of the thick-film metal wiring 30.

図3(d)に示すように、本実施形態において、貼り付け工程は、無機酸化物層40Aの表面に接着層20を形成した後に金属箔30Aを基材10に貼り付ける工程である。すなわち、本実施形態によれば、無機酸化物層40Aを覆うように接着層20を形成する。このため、接着剤を塗布した状態で十分にガス抜きを行うことができ、無機酸化物配線40と接着層20との間に空隙が形成されることを効果的に抑制できる。これにより、無機酸化物配線40を接着層20によって確実に保持させた走査アンテナ1を製造できる。 As shown in FIG. 3(d), in this embodiment, the attachment step is a step of attaching the metal foil 30A to the substrate 10 after forming the adhesive layer 20 on the surface of the inorganic oxide layer 40A. That is, according to this embodiment, the adhesive layer 20 is formed so as to cover the inorganic oxide layer 40A. Therefore, gas can be sufficiently removed while the adhesive is applied, and the formation of voids between the inorganic oxide wiring 40 and the adhesive layer 20 can be effectively suppressed. This makes it possible to manufacture a scanning antenna 1 in which the inorganic oxide wiring 40 is securely held by the adhesive layer 20.

また、図4に変形例として示すように、貼り付け工程は、基材10の表面に接着層20を形成した後に無機酸化物層40Aを基材10に貼り付ける工程であってもよい。この場合、平坦面である基材10の表面に接着層20を形成できるため、接着層20を容易かつ高精度で形成することができる。 Also, as shown as a modified example in FIG. 4, the attachment process may be a process in which an adhesive layer 20 is formed on the surface of the substrate 10 and then the inorganic oxide layer 40A is attached to the substrate 10. In this case, the adhesive layer 20 can be formed on the surface of the substrate 10, which is a flat surface, so that the adhesive layer 20 can be formed easily and with high precision.

以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。以下にいくつか変更を例示するが、これらは全てではなく、これら以外の変更も可能である。これらの変更は自由に組み合わせることができる。 Although the embodiment of the present invention and its modified examples have been described above, the specific configuration is not limited to this embodiment, and configuration changes and combinations within the scope of the gist of the present invention are also included. Some modifications are shown below as examples, but these are not all inclusive and other modifications are also possible. These modifications can be freely combined.

1…走査アンテナ
10…基材
20…接着層
30…金属配線
30A…金属箔
40…無機酸化物配線
40A…無機酸化物層
Reference Signs List 1: Scanning antenna 10: Substrate 20: Adhesive layer 30: Metal wiring 30A: Metal foil 40: Inorganic oxide wiring 40A: Inorganic oxide layer

Claims (5)

基材と、
前記基材上に設けられる接着層と、
前記接着層上に設けられる無機酸化物配線と、
前記接着層上に設けられ少なくとも一部が前記無機酸化物配線上に重なり前記無機酸化物配線と接続される金属配線と、を有する、
走査アンテナ。
A substrate;
An adhesive layer provided on the substrate;
an inorganic oxide wiring provided on the adhesive layer;
a metal wiring provided on the adhesive layer, at least a portion of which overlaps the inorganic oxide wiring and is connected to the inorganic oxide wiring;
Scanning antenna.
前記無機酸化物配線は、酸化インジウムスズからなり、
前記金属配線は、銅からなり、
前記接着層の線膨張係数が、20×10-6/K以下である、
請求項1に記載の走査アンテナ。
the inorganic oxide wiring is made of indium tin oxide;
The metal wiring is made of copper,
The adhesive layer has a linear expansion coefficient of 20×10 −6 /K or less.
2. The scanning antenna of claim 1.
金属箔を形成する金属箔形成工程と、
前記金属箔の一面に無機酸化物層を形成する無機酸化物層形成工程と、
前記無機酸化物層を基材に対向させ接着層を介して前記金属箔を前記基材に貼り付ける貼り付け工程と、
前記金属箔をパターニングして金属配線を形成する金属配線形成工程と、
前記無機酸化物層をパターニングして無機酸化物配線を形成する無機酸化物配線形成工程と、を有する、
走査アンテナの製造方法。
A metal foil forming step of forming a metal foil;
an inorganic oxide layer forming step of forming an inorganic oxide layer on one surface of the metal foil;
a bonding step of bonding the metal foil to the base material via an adhesive layer such that the inorganic oxide layer faces the base material;
a metal wiring forming step of patterning the metal foil to form a metal wiring;
and forming an inorganic oxide wiring by patterning the inorganic oxide layer.
A method for manufacturing a scanning antenna.
前記貼り付け工程は、前記無機酸化物層の表面に接着層を形成した後に前記金属箔を前記基材に貼り付ける工程である、
請求項3に記載の走査アンテナの製造方法。
The bonding step is a step of bonding the metal foil to the base material after forming an adhesive layer on the surface of the inorganic oxide layer.
A method for manufacturing the scanning antenna of claim 3.
前記貼り付け工程は、前記基材の表面に接着層を形成した後に前記無機酸化物層を前記基材に貼り付ける工程である、
請求項3に記載の走査アンテナの製造方法。
The bonding step is a step of forming an adhesive layer on the surface of the base material and then bonding the inorganic oxide layer to the base material.
A method for manufacturing the scanning antenna of claim 3.
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