JP3886459B2 - 誘電体線路の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，高周波信号の伝送特性及び強度特性に優れ，かつ大量生産に適した誘電体線路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ミリ波帯の高周波信号の伝送が必要な集積回路には，主にマイクロストリップ線路や誘電体線路，導波管線路等が用いられてきた。特に，誘電体線路の１つであり，特許文献１に示される非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）は，エネルギーの放射損失が抑えられるので高周波信号の伝送特性に優れている。
図７は，一般的なＮＲＤガイド１０の構成を表すものである。従来の一般的なＮＲＤガイド１０は，略平行な２つの導電体板１，２の間に該導電体板１，２よりも幅の狭い誘電体ストリップ４が挟まれた構造を有している。２つの導電体板１，２の間における誘電体ストリップ４以外の部分３は空間（空気）となっている。このように，従来のＮＲＤガイド１０は，導電対板１，２の幅に対して誘電体ストリップ４の幅が狭く，それらの接合面積が小さいため，ＮＲＤガイド１０のハンドリングの際に，その構造を維持できるだけの強度を確保することが難しい。このようなＮＲＤガイド１０の強度を確保する技術が特許文献２〜４に提案されている。
例えば，特許文献２には，導電体板と誘電体ストリップとの接合面積を広げるために，誘電体ストリップを断面Ｈ型の形状とするものが示されている。また，特許文献３には，導電体板に誘電体ストリップに沿って堰を設けたものが，特許文献４には，誘電体ストリップの導電体板との接合部に突起を設けて該突起を導電体板に埋め込むよう構成したものがそれぞれ示されている。これにより導電体板と誘電体ストリップとの接合時の位置決めを容易化するとともに，接合部がずれることを防止するものである。
また，特許文献５には，ＮＲＤガイドの生産性を向上するために，上下に２分割して製造した部品を後に組み合わせてＮＲＤガイドを構成するものが，特許文献６には，ＮＲＤガイドの量産に適した製造方法としてレジストプロセスを導入することが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平０１−５１２０２号公報
【特許文献２】
特開平３−２７０４０１号公報
【特許文献３】
特開平６−４５８０７号公報
【特許文献４】
特開平８−６５０１５号公報
【特許文献５】
特開平６−２６０８１４号公報
【特許文献６】
特開２００１−７６１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前述した従来のＮＲＤガイドの構造及び製造方法では，導電体板や誘電体ストリップに種々の加工が必要となり量産に適しないという問題点があった。
また，２つの導電体板と幅の狭い誘電体ストリップとの接合部によってＮＲＤガイドの強度を確保することには限界があり，十分な強度を確保できないという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，十分な強度が確保され，量産に適した誘電体線路の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，一方の前記導電体板上に誘電体原料の膜を形成する膜形成工程と，前記誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光，ビーム又は蒸気に曝すストリップ曝露工程と，前記誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法である。
これにより，前記ストリップ曝露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分よりも前記ストリップ曝露工程が施されていないその他の部分（即ち，前記誘電体媒質の部分）の方が高い空孔率となり，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質とを形成することが可能となる。
ここで，前記膜形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前においては，材料自身の化学的結合はほとんど進んでおらず不完全な状態である。このような状態の膜に，前記ストリップ曝露工程を施すと，曝露させていない部分に比べて曝露された部分は化学反応（重合反応等）が促進されることになる。従って，前記ストリップ暴露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分（前記誘電体媒質の部分）との間で密度差が生じる結果，その後，前記多孔質化工程を施すことにより空孔率の差が生じることになる。この空孔率の差が誘電率の差となり，誘電体線路が構成される。また，前記ストリップ曝露工程を施した後，熱処理により前記誘電体ストリップの形状部分以外を含む膜全体について化学反応（化学結合）を進めた場合であっても，熱処理による化学反応は前記ストリップ曝露工程による化学反応に比べて緩やかであるため，やはり前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分との間で密度差が生じる。
また，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
【０００６】
ここで，前記ストリップ曝露工程としては，前記誘電体ストリップの形状部分を紫外線，電子ビーム，Ｘ線，イオンビームのいずれかに曝すものが考えられ，この場合，前記誘電体原料が光感応性の材料を含有するものとすることが考えられる。或いは，前記ストリップ曝露工程としては，前記誘電体ストリップの形状部分を水蒸気，酸性物質を含有する蒸気，塩基性物質を含有する蒸気又は誘電体原料を含有する蒸気のいずれかに曝すものが考えられる。これらいずれの方法によっても，前記多孔質化工程を施した後の空孔率に差異を設けることが可能である。
【０００７】
また，以上示した誘電体線路の製造方法は，前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質に実質同一の材料を用いるものであったが，これに限るものでなく，異なる材料を用いることも考えられる。
例えば，略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，一方の前記導電体板上に第１の誘電体原料の膜を形成する第１の膜形成工程と，前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去する膜除去工程と，前記第１の膜除去工程を経た前記一方の導電体板上に第２の誘電体材料の膜を形成する第２の膜形成工程と，前記第１及び第２の誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法である。
これにより，前記第１の膜形成工程及び前記膜除去工程によって，前記第１の誘電体原料の膜が前記誘電体ストリップの形状に形成された後，前記第２の膜形成工程によって，前記第２の誘電体材料の膜によって前記誘電体媒質の部分が形成されることになる。このような製造方法によっても，前記誘電体線路を製造することが可能である。
【０００８】
また，前記膜除去工程が，前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光又はビームに曝した後，現像処理を施すことにより前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去するものが考えられる。
前述したように，前記幕形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前は化学結合がほとんど進んでいない不完全な状態である。即ち，分子量の低い状態であるため種々の溶媒（有機溶媒やアルカリ溶液等）に可溶である。従って，前記誘電体ストリップの形状部分を前記光又はビームに曝して化学結合を進めた後であれば，現像処理によって前記誘電体ストリップの形状部分（前記光又はビームに曝した部分）以外の部分を選択的に除去することが可能となる。
ここで，前記第１の誘電体原料が光感応性の材料を含有していれば，前記膜除去工程における光又はビームを曝す工程の効果が得やすく好適である。
もちろん，膜分子の化学反応（重合反応）を進めるために十分なエネルギーの光又はビームを用いてもよいが，前記光感応性の材料の含有により前記光又はビームの曝露量を低く抑えることができるので，処理時間を短縮でき，簡易な設備で処理できる等の効果を奏する。
【０００９】
また，前記光感応性の材料としては，例えば，光酸発生剤が考えられる。
そして，前記誘電体原料としては，有機金属材料を含有するものが考えられる。該有機金属材料としては，例えば，金属アルコキシドが考えられる。
また，前記誘電体原料が界面活性剤を含有するものも考えられる。
このように，界面活性剤を含有させることにより，誘電体膜中に規則的に配置された界面活性剤ミセルが形成される。このような誘電体膜に前記多孔質化工程（即ち，膜中の前記界面活性剤を除去する工程）を施すことにより，規則的に配置された空孔が形成される。その結果，多孔質構造の機械的強度が向上するため，その後の膜の加工性が向上することになる。
【００１０】
また，前記多孔質化工程としては，前記誘電体原料を超臨界流体に曝す工程を有するものが考えられる。
前記多孔質化工程（前記界面活性剤を除去する工程）としては，アルコール系等の高い極性を有した有機溶媒に曝すことも考えられるが，表面張力が低い前記超臨界流体に曝す工程とすることにより，前記超臨界流体を微細な領域にも容易に拡散させることができるので，微細な領域まで効果的に前記界面活性剤の除去を行うことが可能となる。
ここで，前記超臨界流体は，少なくとも二酸化炭素，エタノール，メタノール，水，アンモニア又はフッ化炭素物質のうち１以上の物質を含む２種以上の物質が混合されたものであることが考えられる。
さらに，前記多孔質化工程が，前記誘電体原料を超臨界流体に曝す工程の後に熱処理の工程を有するものであれば，膜質を安定にすることが可能となる。
ここで，前記多孔質化工程における前記熱処理の工程では，例えば，２００℃以上の熱処理を行うことが考えられる。
これにより，例えば，膜がシリカ材料（誘電体原料の一例）である場合にＳｉ−Ｏ結合が強化される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成を表す斜視図，図２は多孔質材料の空孔率と比誘電率との関係を表すグラフ，図３は本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの製造方法の手順を表すフローチャート，図４は本発明の第１の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図５は本発明の第２の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図６は本発明の第３の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図７は従来の一般的なＮＲＤガイドの構成を表す斜視図である。
【００１２】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成について説明する。
図１に示すように，誘電体線路Ｘは，略平行な２つの導電体板１，２の間に該導電体板１，２よりも幅の狭い誘電体ストリップ４０が挟まれた構造を有している点では，図７に示した従来の誘電体線路（ＮＲＤガイド）と同様である。当該誘電体線路Ｘが，従来のものと異なる点は，誘電体ストリップ４０が多孔質材料からなるものであることと，２つの導電体板１，２の間における誘電体ストリップ４０以外の部分が誘電体ストリップ４０よりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質３０で充填されていることである。
このように，２つの導電体板１，２の間が，誘電体ストリップ４０と誘電体媒質３０とによって充填されているため，従来主に使われている誘電体線路（図７，誘電体ストリップ以外の部分が空間（空気）であるもの）に比べ，誘電体ストリップ４０のずれが生じにくく，飛躍的に強度が向上して安定した構造となる。
また，誘電体ストリップ４０及び誘電体媒質３０に多孔質材料を用いているため，その空孔率を高くすることによって誘電率と誘電損失とを非常に低くできる結果，高周波信号を非常に高い伝送効率（低損失）で伝送することが可能となる。さらに，多孔質材料の空孔率を任意に設定することによって所望の誘電率を実現できる（図２参照）ので，設計自由度が飛躍的に向上する。
図２は，多孔質材料の一例である金属アルコキシド（テトラエトキシシラン）を原料とした誘電体膜における空孔率と誘電率との関係を表すグラフである。図２に示すように，空孔率を上昇させるとともに，線形的に比誘電率が１．００近づくことがわかる。即ち，多孔質材料の空孔率を限りなく１００％に近づけることにより，限りなく空気に近い特性（比誘電率と誘電損失）を得ることができる。
また，２つの導電体板１，２の間隔（即ち，前記誘電体ストリップ４０及び前記誘電体媒質３０の厚み）は，当該誘電体線路Ｘで伝送する信号の誘電体媒質３０内での波長の２分の１以下となるよう構成されている。従って，当該誘電体線路Ｘは，伝送信号の不要放射のないＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）を構成している。これにより，放射損失のない効率的な信号伝送が可能となる。
【００１３】
次に，図３のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の一例について説明する。以下，Ｓ１１，Ｓ１２，…は，処理工程（ステップ）の番号を表す。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ａを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ１１）。この厚みは，当該誘電体線路Ｘで伝送する信号の誘電体媒質３０内での波長の２分の１以下である。
前記誘電体原料Ａは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００１４】
次に，前記誘電体原料Ａが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ａの膜を形成させる（Ｓ１２）。この加熱は，原料溶液に含まれるエタノール等の余分な溶媒（塗布の際に必要であるがその後は不要なもの）を除去し，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ１１及びＳ１２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ａの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ電子ビームを照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を電子ビームに曝す）（Ｓ１３）。前記電子ビームとしては，例えば，加速電圧５０ｋｅＶ，ドース１０μＣ／ｃｍ2の電子ビーム等を用いる。
これにより，テトラメトキシシランから形成されたＳｉ−ＯＨの状態のものが，Ｓｉ−Ｏの結合を形成することになる（いわゆる架橋反応）。
次に，前記誘電体原料Ａの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ１４）。本工程は，電子ビーム未照射部分の架橋反応も促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去（Ｓ１５）する。
本工程では，例えば，まず所定の圧力容器に誘電体原料を入れ，次にその圧力容器に超臨界状態ではないＣＯ2を導入した後，圧力容器内の温度及び／又は圧力を上げてＣＯ2を超臨界状態とする。又は，超臨界状態の流体を，誘電体材料が入った圧力容器に導入してもよい。
次に，前記抽出処理が施された後の前記誘電体原料を，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ１６）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ１５及びＳ１６の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
以上示した工程を経ることにより，前記誘電体材料Ａの層において，除去された有機成分が存在した部分が空孔となるので，前記基材（即ち，一方の前記導電体板１）上に多孔質材料の層が形成されることになる。また，電子ビームが照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，電子ビームが照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。このように，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０とが形成される。ここで形成される前記誘電体ストリップ４０及び前記誘電体媒質３０は，それぞれ空孔率の異なるエアロゲル材（乾燥エアロゲル材）である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ１７）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した製造方法によれば，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
また，Ｓ１３の工程において，前記電子ビームの照射に替えて，Ｘ線（例えば，電子エネルギー１ＧｅＶ）の照射や，イオンビームの照射（例えば，Ｂｅ2+をエネルギー２００ｋｅＶ，イオンドース１ｅ13／ｃｍ2〜１ｅ14／ｃｍ2で照射する等）を行った場合も同様の結果が得られる。
また，Ｓ１５の抽出処理に用いる超臨界流体としては，少なくとも二酸化炭素，エタノール，メタノール，水，アンモニア又はフッ化炭素物質のうち１以上の物質を含む２種以上の物質が混合されたものとしても同様の結果が得られる。
【００１５】
【実施例】
（第１の実施例）
次に，図４のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第１の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｂを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ２１）。
前記誘電体原料Ｂは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液を２００℃にて加熱（ベーク）したものである。
【００１６】
次に，前記誘電体原料Ｂが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｂの膜を形成させる（Ｓ２２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ２１及びＳ２２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｂの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ紫外線を照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を紫外線に曝す）（Ｓ２３）。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記誘電体原料Ｂの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ２４）。本工程は，紫外線未照射部分の架橋反応も促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去する（Ｓ２５，前記多孔質化工程の一例）。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ２６）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，紫外線が照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
【００１７】
（第２の実施例）
次に，図５のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第２の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｃを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ３１）。
前記誘電体原料Ｃは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させた透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００１８】
次に，前記誘電体原料Ｃが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｂの膜を形成させる（Ｓ３２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ３１及びＳ３２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｃの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分のみを蒸気に曝す（Ｓ３３）。ここでは，例えば，前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する形状の窓（孔）が設けられたマスクを介して蒸気に曝すことにより，前記誘電体ストリップ４０の形状部分以外が蒸気に曝されないようにする。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記マスクを除去し，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去（Ｓ３４）した後，さらに，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ３５）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ３４及びＳ３５の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ３６）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，蒸気に曝された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
また，Ｓ３３の工程において，前記テトラエトキシシランの蒸気への暴露に替えて，テトラメトキシシラン等のシリコンアルコキシドの蒸気への暴露や，水蒸気（例えば，１００℃，１気圧の水蒸気）への曝露，他の酸性物質の蒸気（例えば，２３℃，１気圧の飽和塩酸水蒸気）への曝露，塩基性物質の蒸気（例えば，２３℃，１気圧の飽和アンモニア水蒸気）への曝露等を行った場合も同様の結果が得られる。
【００１９】
（第３の実施例）
次に，図６のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第３の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｅを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ４１）。
前記誘電体原料Ｅは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液Ｄを調整し，この溶液Ｄを１０ｃｃとアルキルトリメチルアンモニウムクロリドＣＨ3（ＣＨ2）nＮ（ＣＨ3）3Ｃｌ（ここで，ｎ＝１２）を０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００２０】
次に，前記誘電体原料Ｅが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｅの膜を形成させる（Ｓ４２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ４１及びＳ４２が，前記第１の膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｅの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ実施の形態で示したのと同様に電子ビームを照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を電子ビームに曝す）（Ｓ４３）。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記誘電体原料Ｅの膜に対して，有機溶媒やアルカリ溶液等の溶媒（例えば，テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等）にて現像処理を施す（前記膜除去工程の一例）。これにより，前記誘電体原料Ｅの膜のうち，化学結合が進んでいない電子ビーム未照射部分（即ち，前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分）が選択的に除去される。
次に，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｆを，前記基材上の膜が除去された部分に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ４５）。
前記誘電体原料Ｆは，前記溶液Ｄを１０ｃｃとアルキルトリメチルアンモニウムクロリドＣＨ3（ＣＨ2）nＮ（ＣＨ3）3Ｃｌ（ここで，ｎ＝１６）を０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
次に，前記誘電体原料Ｆの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ４６）。本工程は，前記誘電体原料Ｆの架橋反応を促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるアルキルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，前記誘電体材料Ｅ及びＦの膜中（膜全体）に残存した有機成分を除去（Ｓ４７）した後，さらに，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ４８）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ４７及びＳ４８の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ４９）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，前記誘電体材料Ｅの膜部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，前記誘電体材料Ｆの膜部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，前記ストリップ曝露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分よりも前記ストリップ曝露工程が施されていないその他の部分（即ち，前記誘電体媒質の部分）の方が高い空孔率となり，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質とを形成することが可能となる。
ここで，前記膜形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前においては，材料自身の化学的結合はほとんど進んでおらず不完全な状態である。このような状態の膜に，前記ストリップ曝露工程を施すと，曝露させていない部分に比べて曝露された部分は化学反応（重合反応等）が促進されることになる。従って，前記ストリップ暴露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分（前記誘電体媒質の部分）との間で密度差が生じる結果，その後，前記多孔質化工程を施すことにより空孔率の差が生じることになる。この空孔率の差が誘電率の差となり，誘電体線路が構成される。また，前記ストリップ曝露工程を施した後，熱処理により前記誘電体ストリップの形状部分以外を含む膜全体について化学反応（化学結合）を進めた場合であっても，熱処理による化学反応は前記ストリップ曝露工程による化学反応に比べて緩やかであるため，やはり前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分との間で密度差が生じる。
また，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成を表す斜視図。
【図２】多孔質材料の空孔率と比誘電率との関係を表すグラフ。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの製造方法の手順を表すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図７】従来の一般的なＮＲＤガイドの構成を表す斜視図。
【符号の説明】
１，２…誘電体板
３…空間
４，４０…誘電体ストリップ
３０…誘電体媒質
１０…従来のＮＲＤガイド
Ｓ１１，Ｓ１２，，…処理工程（ステップ）
【発明の属する技術分野】
本発明は，高周波信号の伝送特性及び強度特性に優れ，かつ大量生産に適した誘電体線路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ミリ波帯の高周波信号の伝送が必要な集積回路には，主にマイクロストリップ線路や誘電体線路，導波管線路等が用いられてきた。特に，誘電体線路の１つであり，特許文献１に示される非放射性誘電体線路（ＮＲＤガイド）は，エネルギーの放射損失が抑えられるので高周波信号の伝送特性に優れている。
図７は，一般的なＮＲＤガイド１０の構成を表すものである。従来の一般的なＮＲＤガイド１０は，略平行な２つの導電体板１，２の間に該導電体板１，２よりも幅の狭い誘電体ストリップ４が挟まれた構造を有している。２つの導電体板１，２の間における誘電体ストリップ４以外の部分３は空間（空気）となっている。このように，従来のＮＲＤガイド１０は，導電対板１，２の幅に対して誘電体ストリップ４の幅が狭く，それらの接合面積が小さいため，ＮＲＤガイド１０のハンドリングの際に，その構造を維持できるだけの強度を確保することが難しい。このようなＮＲＤガイド１０の強度を確保する技術が特許文献２〜４に提案されている。
例えば，特許文献２には，導電体板と誘電体ストリップとの接合面積を広げるために，誘電体ストリップを断面Ｈ型の形状とするものが示されている。また，特許文献３には，導電体板に誘電体ストリップに沿って堰を設けたものが，特許文献４には，誘電体ストリップの導電体板との接合部に突起を設けて該突起を導電体板に埋め込むよう構成したものがそれぞれ示されている。これにより導電体板と誘電体ストリップとの接合時の位置決めを容易化するとともに，接合部がずれることを防止するものである。
また，特許文献５には，ＮＲＤガイドの生産性を向上するために，上下に２分割して製造した部品を後に組み合わせてＮＲＤガイドを構成するものが，特許文献６には，ＮＲＤガイドの量産に適した製造方法としてレジストプロセスを導入することが示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公平０１−５１２０２号公報
【特許文献２】
特開平３−２７０４０１号公報
【特許文献３】
特開平６−４５８０７号公報
【特許文献４】
特開平８−６５０１５号公報
【特許文献５】
特開平６−２６０８１４号公報
【特許文献６】
特開２００１−７６１１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前述した従来のＮＲＤガイドの構造及び製造方法では，導電体板や誘電体ストリップに種々の加工が必要となり量産に適しないという問題点があった。
また，２つの導電体板と幅の狭い誘電体ストリップとの接合部によってＮＲＤガイドの強度を確保することには限界があり，十分な強度を確保できないという問題点があった。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，十分な強度が確保され，量産に適した誘電体線路の製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，一方の前記導電体板上に誘電体原料の膜を形成する膜形成工程と，前記誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光，ビーム又は蒸気に曝すストリップ曝露工程と，前記誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法である。
これにより，前記ストリップ曝露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分よりも前記ストリップ曝露工程が施されていないその他の部分（即ち，前記誘電体媒質の部分）の方が高い空孔率となり，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質とを形成することが可能となる。
ここで，前記膜形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前においては，材料自身の化学的結合はほとんど進んでおらず不完全な状態である。このような状態の膜に，前記ストリップ曝露工程を施すと，曝露させていない部分に比べて曝露された部分は化学反応（重合反応等）が促進されることになる。従って，前記ストリップ暴露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分（前記誘電体媒質の部分）との間で密度差が生じる結果，その後，前記多孔質化工程を施すことにより空孔率の差が生じることになる。この空孔率の差が誘電率の差となり，誘電体線路が構成される。また，前記ストリップ曝露工程を施した後，熱処理により前記誘電体ストリップの形状部分以外を含む膜全体について化学反応（化学結合）を進めた場合であっても，熱処理による化学反応は前記ストリップ曝露工程による化学反応に比べて緩やかであるため，やはり前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分との間で密度差が生じる。
また，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
【０００６】
ここで，前記ストリップ曝露工程としては，前記誘電体ストリップの形状部分を紫外線，電子ビーム，Ｘ線，イオンビームのいずれかに曝すものが考えられ，この場合，前記誘電体原料が光感応性の材料を含有するものとすることが考えられる。或いは，前記ストリップ曝露工程としては，前記誘電体ストリップの形状部分を水蒸気，酸性物質を含有する蒸気，塩基性物質を含有する蒸気又は誘電体原料を含有する蒸気のいずれかに曝すものが考えられる。これらいずれの方法によっても，前記多孔質化工程を施した後の空孔率に差異を設けることが可能である。
【０００７】
また，以上示した誘電体線路の製造方法は，前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質に実質同一の材料を用いるものであったが，これに限るものでなく，異なる材料を用いることも考えられる。
例えば，略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，一方の前記導電体板上に第１の誘電体原料の膜を形成する第１の膜形成工程と，前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去する膜除去工程と，前記第１の膜除去工程を経た前記一方の導電体板上に第２の誘電体材料の膜を形成する第２の膜形成工程と，前記第１及び第２の誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法である。
これにより，前記第１の膜形成工程及び前記膜除去工程によって，前記第１の誘電体原料の膜が前記誘電体ストリップの形状に形成された後，前記第２の膜形成工程によって，前記第２の誘電体材料の膜によって前記誘電体媒質の部分が形成されることになる。このような製造方法によっても，前記誘電体線路を製造することが可能である。
【０００８】
また，前記膜除去工程が，前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光又はビームに曝した後，現像処理を施すことにより前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去するものが考えられる。
前述したように，前記幕形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前は化学結合がほとんど進んでいない不完全な状態である。即ち，分子量の低い状態であるため種々の溶媒（有機溶媒やアルカリ溶液等）に可溶である。従って，前記誘電体ストリップの形状部分を前記光又はビームに曝して化学結合を進めた後であれば，現像処理によって前記誘電体ストリップの形状部分（前記光又はビームに曝した部分）以外の部分を選択的に除去することが可能となる。
ここで，前記第１の誘電体原料が光感応性の材料を含有していれば，前記膜除去工程における光又はビームを曝す工程の効果が得やすく好適である。
もちろん，膜分子の化学反応（重合反応）を進めるために十分なエネルギーの光又はビームを用いてもよいが，前記光感応性の材料の含有により前記光又はビームの曝露量を低く抑えることができるので，処理時間を短縮でき，簡易な設備で処理できる等の効果を奏する。
【０００９】
また，前記光感応性の材料としては，例えば，光酸発生剤が考えられる。
そして，前記誘電体原料としては，有機金属材料を含有するものが考えられる。該有機金属材料としては，例えば，金属アルコキシドが考えられる。
また，前記誘電体原料が界面活性剤を含有するものも考えられる。
このように，界面活性剤を含有させることにより，誘電体膜中に規則的に配置された界面活性剤ミセルが形成される。このような誘電体膜に前記多孔質化工程（即ち，膜中の前記界面活性剤を除去する工程）を施すことにより，規則的に配置された空孔が形成される。その結果，多孔質構造の機械的強度が向上するため，その後の膜の加工性が向上することになる。
【００１０】
また，前記多孔質化工程としては，前記誘電体原料を超臨界流体に曝す工程を有するものが考えられる。
前記多孔質化工程（前記界面活性剤を除去する工程）としては，アルコール系等の高い極性を有した有機溶媒に曝すことも考えられるが，表面張力が低い前記超臨界流体に曝す工程とすることにより，前記超臨界流体を微細な領域にも容易に拡散させることができるので，微細な領域まで効果的に前記界面活性剤の除去を行うことが可能となる。
ここで，前記超臨界流体は，少なくとも二酸化炭素，エタノール，メタノール，水，アンモニア又はフッ化炭素物質のうち１以上の物質を含む２種以上の物質が混合されたものであることが考えられる。
さらに，前記多孔質化工程が，前記誘電体原料を超臨界流体に曝す工程の後に熱処理の工程を有するものであれば，膜質を安定にすることが可能となる。
ここで，前記多孔質化工程における前記熱処理の工程では，例えば，２００℃以上の熱処理を行うことが考えられる。
これにより，例えば，膜がシリカ材料（誘電体原料の一例）である場合にＳｉ−Ｏ結合が強化される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態及び実施例について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成を表す斜視図，図２は多孔質材料の空孔率と比誘電率との関係を表すグラフ，図３は本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの製造方法の手順を表すフローチャート，図４は本発明の第１の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図５は本発明の第２の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図６は本発明の第３の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート，図７は従来の一般的なＮＲＤガイドの構成を表す斜視図である。
【００１２】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成について説明する。
図１に示すように，誘電体線路Ｘは，略平行な２つの導電体板１，２の間に該導電体板１，２よりも幅の狭い誘電体ストリップ４０が挟まれた構造を有している点では，図７に示した従来の誘電体線路（ＮＲＤガイド）と同様である。当該誘電体線路Ｘが，従来のものと異なる点は，誘電体ストリップ４０が多孔質材料からなるものであることと，２つの導電体板１，２の間における誘電体ストリップ４０以外の部分が誘電体ストリップ４０よりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質３０で充填されていることである。
このように，２つの導電体板１，２の間が，誘電体ストリップ４０と誘電体媒質３０とによって充填されているため，従来主に使われている誘電体線路（図７，誘電体ストリップ以外の部分が空間（空気）であるもの）に比べ，誘電体ストリップ４０のずれが生じにくく，飛躍的に強度が向上して安定した構造となる。
また，誘電体ストリップ４０及び誘電体媒質３０に多孔質材料を用いているため，その空孔率を高くすることによって誘電率と誘電損失とを非常に低くできる結果，高周波信号を非常に高い伝送効率（低損失）で伝送することが可能となる。さらに，多孔質材料の空孔率を任意に設定することによって所望の誘電率を実現できる（図２参照）ので，設計自由度が飛躍的に向上する。
図２は，多孔質材料の一例である金属アルコキシド（テトラエトキシシラン）を原料とした誘電体膜における空孔率と誘電率との関係を表すグラフである。図２に示すように，空孔率を上昇させるとともに，線形的に比誘電率が１．００近づくことがわかる。即ち，多孔質材料の空孔率を限りなく１００％に近づけることにより，限りなく空気に近い特性（比誘電率と誘電損失）を得ることができる。
また，２つの導電体板１，２の間隔（即ち，前記誘電体ストリップ４０及び前記誘電体媒質３０の厚み）は，当該誘電体線路Ｘで伝送する信号の誘電体媒質３０内での波長の２分の１以下となるよう構成されている。従って，当該誘電体線路Ｘは，伝送信号の不要放射のないＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）を構成している。これにより，放射損失のない効率的な信号伝送が可能となる。
【００１３】
次に，図３のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の一例について説明する。以下，Ｓ１１，Ｓ１２，…は，処理工程（ステップ）の番号を表す。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ａを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ１１）。この厚みは，当該誘電体線路Ｘで伝送する信号の誘電体媒質３０内での波長の２分の１以下である。
前記誘電体原料Ａは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００１４】
次に，前記誘電体原料Ａが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ａの膜を形成させる（Ｓ１２）。この加熱は，原料溶液に含まれるエタノール等の余分な溶媒（塗布の際に必要であるがその後は不要なもの）を除去し，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ１１及びＳ１２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ａの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ電子ビームを照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を電子ビームに曝す）（Ｓ１３）。前記電子ビームとしては，例えば，加速電圧５０ｋｅＶ，ドース１０μＣ／ｃｍ2の電子ビーム等を用いる。
これにより，テトラメトキシシランから形成されたＳｉ−ＯＨの状態のものが，Ｓｉ−Ｏの結合を形成することになる（いわゆる架橋反応）。
次に，前記誘電体原料Ａの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ１４）。本工程は，電子ビーム未照射部分の架橋反応も促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去（Ｓ１５）する。
本工程では，例えば，まず所定の圧力容器に誘電体原料を入れ，次にその圧力容器に超臨界状態ではないＣＯ2を導入した後，圧力容器内の温度及び／又は圧力を上げてＣＯ2を超臨界状態とする。又は，超臨界状態の流体を，誘電体材料が入った圧力容器に導入してもよい。
次に，前記抽出処理が施された後の前記誘電体原料を，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ１６）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ１５及びＳ１６の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
以上示した工程を経ることにより，前記誘電体材料Ａの層において，除去された有機成分が存在した部分が空孔となるので，前記基材（即ち，一方の前記導電体板１）上に多孔質材料の層が形成されることになる。また，電子ビームが照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，電子ビームが照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。このように，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０とが形成される。ここで形成される前記誘電体ストリップ４０及び前記誘電体媒質３０は，それぞれ空孔率の異なるエアロゲル材（乾燥エアロゲル材）である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ１７）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した製造方法によれば，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
また，Ｓ１３の工程において，前記電子ビームの照射に替えて，Ｘ線（例えば，電子エネルギー１ＧｅＶ）の照射や，イオンビームの照射（例えば，Ｂｅ2+をエネルギー２００ｋｅＶ，イオンドース１ｅ13／ｃｍ2〜１ｅ14／ｃｍ2で照射する等）を行った場合も同様の結果が得られる。
また，Ｓ１５の抽出処理に用いる超臨界流体としては，少なくとも二酸化炭素，エタノール，メタノール，水，アンモニア又はフッ化炭素物質のうち１以上の物質を含む２種以上の物質が混合されたものとしても同様の結果が得られる。
【００１５】
【実施例】
（第１の実施例）
次に，図４のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第１の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｂを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ２１）。
前記誘電体原料Ｂは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液を２００℃にて加熱（ベーク）したものである。
【００１６】
次に，前記誘電体原料Ｂが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｂの膜を形成させる（Ｓ２２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ２１及びＳ２２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｂの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ紫外線を照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を紫外線に曝す）（Ｓ２３）。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記誘電体原料Ｂの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ２４）。本工程は，紫外線未照射部分の架橋反応も促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去する（Ｓ２５，前記多孔質化工程の一例）。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ２６）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，紫外線が照射された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
【００１７】
（第２の実施例）
次に，図５のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第２の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｃを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ３１）。
前記誘電体原料Ｃは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させた透明な溶液を調整し，この溶液１０ｃｃとヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００１８】
次に，前記誘電体原料Ｃが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｂの膜を形成させる（Ｓ３２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ３１及びＳ３２が，前記膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｃの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分のみを蒸気に曝す（Ｓ３３）。ここでは，例えば，前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する形状の窓（孔）が設けられたマスクを介して蒸気に曝すことにより，前記誘電体ストリップ４０の形状部分以外が蒸気に曝されないようにする。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記マスクを除去し，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，誘電体原料の膜中に残存した有機成分を除去（Ｓ３４）した後，さらに，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ３５）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ３４及びＳ３５の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ３６）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，蒸気に曝された部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
また，Ｓ３３の工程において，前記テトラエトキシシランの蒸気への暴露に替えて，テトラメトキシシラン等のシリコンアルコキシドの蒸気への暴露や，水蒸気（例えば，１００℃，１気圧の水蒸気）への曝露，他の酸性物質の蒸気（例えば，２３℃，１気圧の飽和塩酸水蒸気）への曝露，塩基性物質の蒸気（例えば，２３℃，１気圧の飽和アンモニア水蒸気）への曝露等を行った場合も同様の結果が得られる。
【００１９】
（第３の実施例）
次に，図６のフローチャートを用いて，図１に示した誘電体線路Ｘの製造方法の第３の実施例について説明する。
まず，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｅを，一方の前記導電体板１である基材上に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ４１）。
前記誘電体原料Ｅは，有機金属材料の一例であるテトラメトキシシラン（金属アルコキシド）Ｓｉ（ＣＨ3Ｏ）4を２ｇ，エタノールを１０ｇ，ブタノールを２ｇ，３−メトキシプロピオン酸メチルを１ｇ，ｐＨ＝３の水を１．２ｇを混合して攪拌した後，６０℃にて約６時間保持して反応させ，この溶液に光酸発生剤であるＩＢＣＦ（株式会社三和ケミカル製）を０．０５％（重量％）の割合で混合した透明な溶液Ｄを調整し，この溶液Ｄを１０ｃｃとアルキルトリメチルアンモニウムクロリドＣＨ3（ＣＨ2）nＮ（ＣＨ3）3Ｃｌ（ここで，ｎ＝１２）を０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
【００２０】
次に，前記誘電体原料Ｅが塗布された部分を，大気中において８０℃で加熱（ベーク）して乾燥させることにより前記誘電体原料Ｅの膜を形成させる（Ｓ４２）。この加熱は，膜の粘性を高めて基材上に安定化させるのに十分な時間（例えば，１〜５分程度）だけ行う。ここで，Ｓ４１及びＳ４２が，前記第１の膜形成工程の一例である。
続いて，前記誘電体原料Ｅの膜における前記誘電体ストリップ４０の形状に相当する部分にのみ実施の形態で示したのと同様に電子ビームを照射する（即ち，前記誘電体ストリップ４０の形状部分を電子ビームに曝す）（Ｓ４３）。
これにより，架橋反応によってＳｉ−Ｏの結合を形成することになる。
次に，前記誘電体原料Ｅの膜に対して，有機溶媒やアルカリ溶液等の溶媒（例えば，テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液等）にて現像処理を施す（前記膜除去工程の一例）。これにより，前記誘電体原料Ｅの膜のうち，化学結合が進んでいない電子ビーム未照射部分（即ち，前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分）が選択的に除去される。
次に，所定の誘電体原料である誘電体原料Ｆを，前記基材上の膜が除去された部分に所定の厚みとなるように塗布する（Ｓ４５）。
前記誘電体原料Ｆは，前記溶液Ｄを１０ｃｃとアルキルトリメチルアンモニウムクロリドＣＨ3（ＣＨ2）nＮ（ＣＨ3）3Ｃｌ（ここで，ｎ＝１６）を０．２ｇ（界面活性剤の一例）とを混合して攪拌させて調整した溶液である。
次に，前記誘電体原料Ｆの膜を大気中において１００℃で加熱（ベーク）する（Ｓ４６）。本工程は，前記誘電体原料Ｆの架橋反応を促進させるための工程であり，例えば，１〜５分程度行う。
次に，１５ＭＰａ，８０℃の超臨界ＣＯ2（前記超臨界流体の一例）を用いて，界面活性剤であるアルキルトリメチルアンモニウムクロリドの抽出処理を施し，前記誘電体材料Ｅ及びＦの膜中（膜全体）に残存した有機成分を除去（Ｓ４７）した後，さらに，大気中において２００℃にて加熱する（Ｓ４８）。本加熱は，例えば，５〜３０分程度行う。ここで，Ｓ４７及びＳ４８の工程が，前記多孔質化工程の一例である。
このようにして形成された前記誘電体ストリップ４０と前記誘電体媒質３０との層の上に，他方の前記導電体板２を接着する（Ｓ４９）ことにより，誘電体線路Ｘを製造することが可能となる。
以上示した工程を経ることによっても，前記誘電体材料Ｅの膜部分（即ち，前記誘電体ストリップ４０の部分）の空孔率よりも，前記誘電体材料Ｆの膜部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の空孔率の方が高くなる。以上示した工程により形成された多孔質材料の層の比誘電率を測定すると，前記誘電体ストリップ４０の部分の比誘電率が２．０，その他の部分（即ち，前記誘電体媒質３０の部分）の比誘電率が１．５であった。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，前記ストリップ曝露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分よりも前記ストリップ曝露工程が施されていないその他の部分（即ち，前記誘電体媒質の部分）の方が高い空孔率となり，誘電体線路として必要な誘電率のバランスに調整された前記誘電体ストリップと前記誘電体媒質とを形成することが可能となる。
ここで，前記膜形成工程により形成された膜は，前記ストリップ曝露工程がなされる前においては，材料自身の化学的結合はほとんど進んでおらず不完全な状態である。このような状態の膜に，前記ストリップ曝露工程を施すと，曝露させていない部分に比べて曝露された部分は化学反応（重合反応等）が促進されることになる。従って，前記ストリップ暴露工程が施された前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分（前記誘電体媒質の部分）との間で密度差が生じる結果，その後，前記多孔質化工程を施すことにより空孔率の差が生じることになる。この空孔率の差が誘電率の差となり，誘電体線路が構成される。また，前記ストリップ曝露工程を施した後，熱処理により前記誘電体ストリップの形状部分以外を含む膜全体について化学反応（化学結合）を進めた場合であっても，熱処理による化学反応は前記ストリップ曝露工程による化学反応に比べて緩やかであるため，やはり前記誘電体ストリップの形状部分とそれ以外の部分との間で密度差が生じる。
また，従来のように各構成部品を個別に製作した後に組み立てるといった製造方法ではなく，パターンニングにより製造できるので，誘電体線路の大量生産に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの構成を表す斜視図。
【図２】多孔質材料の空孔率と比誘電率との関係を表すグラフ。
【図３】本発明の実施の形態に係る誘電体線路Ｘの製造方法の手順を表すフローチャート。
【図４】本発明の第１の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図６】本発明の第３の実施例に係る誘電体線路の製造方法の手順を表すフローチャート。
【図７】従来の一般的なＮＲＤガイドの構成を表す斜視図。
【符号の説明】
１，２…誘電体板
３…空間
４，４０…誘電体ストリップ
３０…誘電体媒質
１０…従来のＮＲＤガイド
Ｓ１１，Ｓ１２，，…処理工程（ステップ）
Claims (10)
- 略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，
一方の前記導電体板上に誘電体原料の膜を形成する膜形成工程と，
前記誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光，ビーム又は蒸気に曝すストリップ曝露工程と，
前記誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，
を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法。 - 前記ストリップ曝露工程が，前記誘電体ストリップの形状部分を紫外線，電子ビーム，Ｘ線，イオンビームのいずれかに曝すものであり，
前記誘電体原料が光感応性の材料を含有してなる請求項１に記載の誘電体線路の製造方
法。 - 前記ストリップ曝露工程が前記誘電体ストリップの形状部分を水蒸気，酸性物質を含有する蒸気，塩基性物質を含有する蒸気又は誘電体原料を含有する蒸気のいずれかに曝すものである請求項１に記載の誘電体線路の製造方法。
- 略平行な２つの導電体板の間に，該導電体板よりも幅の狭い誘電体ストリップと該誘電体ストリップ以外の部分に充填され該誘電体ストリップよりも誘電率の低い多孔質材料からなる誘電体媒質とを有してなる誘電体線路の製造方法であって，
一方の前記導電体板上に第１の誘電体原料の膜を形成する第１の膜形成工程と，
前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去する膜除去工程と，
前記第１の膜除去工程を経た前記一方の導電体板上に第２の誘電体材料の膜を形成する第２の膜形成工程と，
前記第１及び第２の誘電体原料の膜全体を多孔質化する多孔質化工程と，
を有してなることを特徴とする誘電体線路の製造方法。 - 前記膜除去工程が，前記第１の誘電体原料の膜における前記誘電体ストリップの形状部分を所定の光又はビームに曝した後，現像処理を施すことにより前記誘電体ストリップの形状部分以外の部分を除去するものである請求項４に記載の誘電体線路の製造方法。
- 前記第１の誘電体原料が光感応性の材料を含有してなる請求項４又は５に記載の誘電体線路の製造方法。
- 前記光感応性の材料が光酸発生剤である請求項２又は６のいずれかに記載の誘電体線路の製造方法。
- 前記誘電体原料が有機金属材料を含有するものである請求項１〜７のいずれかに記載の誘電体線路の製造方法。
- 前記有機金属材料が金属アルコキシドである請求項８に記載の誘電体線路の製造方法。
- 前記誘電体原料が界面活性剤を含有するものである請求項１〜９のいずれかに記載の誘電体線路の製造方法。
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