JP6788827B2 - Radio wave transmission / reception board and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本実施の形態は、電波送受信用アンテナ等に用いられる電波送受信用基板及びその製造方法に関する。 The present embodiment relates to a radio wave transmission / reception substrate used for a radio wave transmission / reception antenna or the like and a method for manufacturing the same.
従来より、ラジアルラインスロットアレイアンテナ等の平板状アンテナが、電波送受信用アンテナとして用いられている。 Conventionally, a flat plate antenna such as a radial line slot array antenna has been used as an antenna for transmitting and receiving radio waves.
このような電波送受信用アンテナは、ガラス基板と、ガラス基板上に設けられたパターンを含むメタル層とを有する電波送受信用基板としての積層基板を備えて構成される。 Such a radio wave transmission / reception antenna is configured to include a laminated substrate as a radio wave transmission / reception substrate having a glass substrate and a metal layer including a pattern provided on the glass substrate.
このような積層基板は、一般に、ガラス基板に対してスパッタリング、蒸着または電解、無電解メッキを施してメタル層を形成し、このメタル層に対してエッチング処理を施すことにより得られる。 Such a laminated substrate is generally obtained by subjecting a glass substrate to sputtering, vapor deposition, electrolysis, or electroless plating to form a metal layer, and then etching the metal layer.
しかしながら、ガラス基板に対してスパッタリング、蒸着または電解、無電解メッキを施す工程はコスト高となり、製造時間が嵩むことで生産性が悪い。 However, the process of performing sputtering, vapor deposition or electrolysis, or electroless plating on a glass substrate is costly, and the production time is long, resulting in poor productivity.
本実施の形態は、以上のような点を考慮してなされたものであり、コスト低減を図ることができる電波送受信用基板及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present embodiment has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide a radio wave transmission / reception substrate and a method for manufacturing the same, which can reduce costs.
本開示の一実施の形態は、基板と、前記基板に対して接着層を介して接着されたパターンを含むメタル箔と、を備えた、電波送受信用基板、である。 One embodiment of the present disclosure is a radio wave transmission / reception substrate comprising a substrate and a metal foil including a pattern adhered to the substrate via an adhesive layer.
前記電波送受信用基板においては、前記接着層が、前記基板上に塗布された塗膜であってよい。 In the radio wave transmission / reception substrate, the adhesive layer may be a coating film applied on the substrate.
前記電波送受信用基板においては、前記メタル箔の表面の最大高さRmaxが、100nm以下であってもよい。 In the radio wave transmission / reception substrate, the maximum height Rmax of the surface of the metal foil may be 100 nm or less.
前記電波送受信用基板において、前記メタル箔は、金、銀、銅、ニッケル、又はチタンであってもよい。 In the radio wave transmission / reception substrate, the metal foil may be gold, silver, copper, nickel, or titanium.
また、本開示の一実施の形態は、基板と、この基板上に設けられたパターンを含む電波送受信層とを有する電波送受信用基板の製造方法において、前記基板上に接着層を設ける工程と、前記接着層を介してメタル箔を前記基板に対して接着する工程と、前記基板上の前記メタル箔の所望部位を除去することにより、前記メタル箔にパターンを形成し、パターンを含む前記メタル箔によって前記電波送受信層を形成する工程と、を備えた、電波送受信用基板の製造方法、である。 Further, one embodiment of the present disclosure includes a step of providing an adhesive layer on the substrate in a method of manufacturing a radio wave transmission / reception substrate having a substrate and a radio wave transmission / reception layer including a pattern provided on the substrate. A pattern is formed on the metal foil by a step of adhering the metal foil to the substrate via the adhesive layer and a desired portion of the metal foil on the substrate is removed, and the metal foil containing the pattern is formed. This is a method for manufacturing a substrate for transmitting and receiving radio waves, which comprises a step of forming the radio wave transmitting and receiving layer.
前記電波送受信用基板の製造方法においては、前記接着層が、前記基板上に塗布された塗膜であってもよい。 In the method for manufacturing a radio wave transmission / reception substrate, the adhesive layer may be a coating film applied on the substrate.
前記電波送受信用基板の製造方法において、前記接着層は、スピンコーターまたはダイコーターによって塗布されてもよい。 In the method for manufacturing a radio wave transmission / reception substrate, the adhesive layer may be applied by a spin coater or a die coater.
前記電波送受信用基板の製造方法において、前記接着層は、その表面の最大高さRmaxが、100nm以下となるように塗布されてもよい。 In the method for manufacturing a radio wave transmission / reception substrate, the adhesive layer may be coated so that the maximum height Rmax of the surface thereof is 100 nm or less.
前記電波送受信用基板の製造方法においては、前記メタル箔の表面の最大高さRmaxが、100nm以下であってもよい。 In the method for manufacturing a radio wave transmission / reception substrate, the maximum height Rmax of the surface of the metal foil may be 100 nm or less.
前記電波送受信用基板の製造方法において、前記メタル箔は、金、銀、銅、ニッケル、又はチタンであってもよい。 In the method for manufacturing a radio wave transmission / reception substrate, the metal foil may be gold, silver, copper, nickel, or titanium.
本実施の形態によれば、電波送受信用基板のコスト低減を図ることができる。 According to this embodiment, it is possible to reduce the cost of the radio wave transmission / reception substrate.
以下、図面を参照して一実施の形態について説明する。
図1乃至図3は実施の形態を示す図であり、このうち図1は電波送受信用基板を備えるアンテナ基板を示す側断面図、図2は電波送受信用基板を備えるアンテナ基板を示す平面図、図3(a)〜(g)は、電波送受信用基板の製造方法を示す工程図である。
Hereinafter, one embodiment will be described with reference to the drawings.
1 to 3 are views showing an embodiment, of which FIG. 1 is a side sectional view showing an antenna board including a radio wave transmission / reception board, and FIG. 2 is a plan view showing an antenna board including a radio wave transmission / reception board. 3 (a) to 3 (g) are process diagrams showing a method of manufacturing a radio wave transmission / reception substrate.
図1および図2に示すように、アンテナ基板10は、電波を送受信するための電波送受信用基板20を備えることにより、例えば電波送受信用アンテナとして用いられるラジアルラインスロットアレイアンテナ等の平板状アンテナを構成する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
このようなアンテナ基板10は、ガラス基板11と、ガラス基板11の表面に接着層12を介して接着されたパターン13Pを含むメタル箔13と、メタル箔13に設けられた屈折層14と、屈折層14上に設けられたガラス基板15とを備えている。また、ガラス基板11の裏面には導波層16が設けられている。このうち、電波送受信用基板20は、ガラス基板11、接着層12、およびメタル箔13を備えてなる。
Such an
上述の構成からなるアンテナ基板10は、例えば放送受信用アンテナ、衛星通信用アンテナ等の電波送受信用アンテナとして用いられる。
The
また図1および図2に示すように、電波送受信用基板20のメタル箔13には、電波を伝搬するためのスロット状の開口を構成するパターン13Pが形成されている。メタル箔13に形成されたパターン13Pは、メタル箔13に対して島状の孤立領域を形成するものではないので、後述のようにメタル箔13からキャリア層23を剥離する際(図3(f)参照)、キャリア層23を容易かつ簡単に剥離することができる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the
ここで、「パターン13Pが島状の孤立領域を形成する」とは、メタル箔13に形成されたパターンが島状に閉じた領域を形成することをいい、パターンに囲まれた孤立領域が他の領域と連続しないことをいう。
Here, "the
また図1に示すように、メタル箔13の上面には、後述するようにメタル箔13から剥離されるキャリア層23とメタル箔13との間の界面13aが残存する。
Further, as shown in FIG. 1, an
さらにまた、メタル箔13の界面13a上には例えばITO(Indium Tin Oxide)等の酸化防止膜18が設けられている。さらに酸化防止膜18上には、上述のように屈折層14が設けられている。この屈折層14は誘電体または可変誘導率誘電体を含み、例えばガラス基板15側から受信される電波を屈折させて、この電波を適切な方向に向かせてメタル箔13に通したり、メタル箔13側から送られる電波を屈折させてガラス基板15側から送信するものである。
Furthermore, an
次に各構成部材について更に詳述する。ガラス基板11、15としては、1.1mm以下の厚みをもつ石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダガラス、強化ガラスを用いることができる。このうち、非誘電率が低い石英ガラスを用いることが好ましい。
Next, each component will be described in more detail. As the
また、ガラス基板11、15の形状としては、G4、G5サイズ(730mm×920mm)、あるいはG8サイズ(2500mm×2200mm)のものを用いることができ、また多面付けされたガラス基板を用いることもできる。
Further, as the shapes of the
また接着層12としては、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、プラスチック系接着剤を用いることができる。この場合、液状接着剤およびシート状接着剤のいずれを用いることができる。ここで、液状接着剤は、熱や光等によって硬化する硬化型接着等のことを意味し、シート状接着剤は、粘着剤、いわゆる感圧接着剤等を意味する。
Further, as the
液状接着剤を用いた場合、スピンコーター、ダイコーター、スプレーコーター、ディップコーター等のコーター機を利用して接着剤を均一に塗布することができ、また接着剤の厚みを調整できる。ここで、本実施形態では、接着層12が液状接着剤を塗布することにより形成される塗膜となっている。この場合、塗膜の表面を精密に均一にするためには、スピンコーターまたはダイコーターを利用することが好ましい。
When a liquid adhesive is used, the adhesive can be uniformly applied using a coater machine such as a spin coater, a die coater, a spray coater, or a dip coater, and the thickness of the adhesive can be adjusted. Here, in the present embodiment, the
一方、シート状接着剤を用いた場合、シート状接着剤をガラス基板11上に貼合すれば良いので、接着層12を容易に形成することができる。シート状接着剤のガラス基板11上への貼合は、ロールラミネーター、真空加圧ラミネーター、オートクレーブ、加圧プレスなどによって行ってもよい。
On the other hand, when the sheet-shaped adhesive is used, the sheet-shaped adhesive may be bonded on the
また、高周波帯の電波を送受信する場合は、接着層12として、適正な低比誘電率、適正な誘電正接をもつものを用いる。
When transmitting and receiving radio waves in the high frequency band, the
一般に、絶縁体(誘電体)に電界を加えた際に誘電分極が生じるが、誘電分極が生じて絶縁体の中で電界が変化する程度を「比誘電率」という。 Generally, dielectric polarization occurs when an electric field is applied to an insulator (dielectric), and the degree to which dielectric polarization occurs and the electric field changes in the insulator is called "relative permittivity".
また誘電正接とは、絶縁体(誘電体)内での電気エネルギー損失の度合いを表す数値をいう。 The dielectric loss tangent is a numerical value indicating the degree of electrical energy loss in an insulator (dielectric).
次にメタル箔13としては、金、銀、銅、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)等の金属を用いることができるが、コストと抵抗値を考慮すると、銅(Cu)を用いることが好ましい。このようなメタル箔13としては、例えば銅箔からなる18μmの厚みをもつ後述するキャリア層23上に、電解メッキを施して形成された1.5〜10μmの厚みをもつ銅製の電解メッキ層を用いることができる。また、メタル箔13は、圧延銅等であってもよい。
Next, as the
このように銅箔からなるキャリア層23上に、電解メッキ層からなるメタル箔13を形成することにより、後述のように電波送受信用基板20を製造する際、メタル箔13に膨れ、うねり、シワ等を発生させることなく、精度良く基板10を製造することができる。
By forming the
また上述したキャリア層23とメタル箔13とから、2層の多層メタル箔13A(図3参照)を形成することができる。
Further, a two-layer
この場合、キャリア層23とメタル箔13との間に、キャリア層23とメタル箔13とを区画する界面13aが存在する。なお、本実施の形態では、後述のように電波送受信用基板20を製造する際、キャリア層23が、メタル箔13から剥離されるが、キャリア層23を容易に剥離するため、キャリア層23とメタル箔13との間に剥離層を介在させてもよい。
In this case, there is an
このように多層メタル箔13Aを構成するキャリア層23とメタル箔13は、後述するエッチング工程を精度良く行うため、同一の金属、例えば同一の銅製となっていることが好ましい。
As described above, the
また、メタル箔13の表面粗さについては、アンテナとしての機能を発揮するため、その表面の最大高さRmaxが100nm以下となっていることが好ましい。なお、最大高さRmaxは、JIS B0601:1982に準拠するものである。
Further, regarding the surface roughness of the
他方、多層メタル箔13Aのキャリア層23は上述のように銅箔からなっているが、このような銅箔としては、三井金属株式会社製の銅箔、JX金属株式会社製の銅箔、または福田金属箔粉工業株式会社製の銅箔を用いることができる。
On the other hand, the
次に電波送受信用基板の製造方法について、図3(a)〜(g)により説明する。
まず、ガラス基板11を準備し(図3(a))、このガラス基板11上に接着層12を設ける(図3(b))。
Next, a method of manufacturing the radio wave transmission / reception substrate will be described with reference to FIGS. 3A to 3G.
First, the
この場合、接着層12は、液状接着剤をコーター機でガラス基板11上に塗布するか、またはシート状接着剤をガラス基板11上に貼合することにより形成される。本例では、接着層12が、液状接着剤をスピンコーターによって塗布することにより形成される塗膜であり、接着層12の表面の最大高さRmaxが100nm以下となるように、接着層12が設けられる。
In this case, the
次に図3(c)に示すように、キャリア層23と、このキャリア層23上に設けられたメタル箔13とを有する多層メタル箔13Aを準備する。本例において、キャリア層23は耐熱性を有している。
Next, as shown in FIG. 3C, a
ここで耐熱性をもつキャリア層23とは、後述のように電波送受信用基板に対して加熱処理を施して接着層12を硬化させる際、キャリア層23が容易に溶融または軟化しない特性をもつことをいい、例えば、キャリア層23は300℃以上の溶融温度をもつ材料、例えば銅箔からなることが好ましい。
Here, the heat-
次にこのような構成からなる多層メタル箔13Aを、ガラス基板11上に接着層12を介して接着する。このことにより、ガラス基板11と、ガラス基板11上に接着層12を介して接着された多層メタル箔13Aとを備えた積層基板10Aが得られる。この場合、多層メタル箔13Aのメタル箔13はガラス基板11側にあり、キャリア層23はガラス基板11と反対側にある。
Next, the
次にキャリア層23上にパターン形成を行うため、所望パターンを有するレジスト24が設けられる(図3(d))。
Next, in order to form a pattern on the
次に図3(e)に示すように、積層基板10Aの多層メタル箔13Aに対してエッチング処理が施され、多層メタル箔13Aの所望部位25が除去される。この所望部位25は後述するようにメタル箔13のパターン13Pとなる部位である。
Next, as shown in FIG. 3E, the
多層メタル箔13Aに対するエッチング処理としては、wetエッチングを用いることができ、この場合、エッチング液としてはエッチングレートが速い塩化第二鉄溶液を用いることができる。
Wet etching can be used as the etching treatment for the
その後、積層基板10Aに対して加熱処理を施す。この加熱処理は、ガラス基板11上に設けられた接着層12を硬化させるキュア工程からなり、接着層12のガラス転位温度以上に積層基板10Aを加工する処理である。
Then, the
積層基板10Aに対して加熱処理を施した場合、接着層12から発生するガスによりメタル箔13が加圧されてメタル箔13に膨れ、うねり、シワが発生することも考えられる。
When the
しかしながら本実施の形態において、例えば3μmの厚みをもつメタル箔13は、18μmの厚みをもつキャリア層23により保持されて強度が補強されているため、接着層12からガスが発生してメタル箔13が加圧されても、メタル箔13に膨れ、うねり、シワ等が発生することはない。
However, in the present embodiment, for example, the
次に図3(f)に示すように、レジスト24およびキャリア層23を吸引盤31を有する吸引装置30を用いてメタル箔13から剥離する。この場合、キャリア層23はメタル箔13から界面13aを介して容易に剥離することができる。またメタル箔13のパターン13Pは島状の孤立領域を形成するものではないため、レジスト24およびキャリア層23を一回でメタル箔13から剥離することができる。このようにしてエッチング処理により除去された部位25からメタル箔13のパターン13Pを形成することができる。
このとき、メタル箔13のパターン13P部分には、接着層12が露出している。また本実施の形態では、メタル箔13の表面の最大高さRmaxが100nm以下となる。ここで、本実施の形態では、接着層12の表面の最大高さRmaxが100nm以下となるように接着層12が設けられることで、その表面に設けられるメタル箔13の表面の最大高さRmaxを容易に100nm以下とすることができる。
Next, as shown in FIG. 3 (f), the resist 24 and the
At this time, the
次にメタル箔13上および接着層12上に酸化防止膜18が設けられる(図3(g))。これにより、本実施の形態では、電波送受信用基板20が製造される。
Next, the
その後、酸化防止膜18上に屈折層14が設けられ、屈折層14上にガラス基板15が設けられる。
After that, the
次に、ガラス基板11の裏面に導波層16が設けられ、このようにして図1に示すアンテナ基板10が得られる。
Next, the waveguide layer 16 is provided on the back surface of the
以上のように、本実施の形態に係る電波送受信用基板20は、ガラス基板11と、ガラス基板11に対して接着層12を介して接着されたパターン13Pを含むメタル箔13と、を備える。この電波送受信用基板20は、ガラス基板11上に接着層12を設け、接着層12を介してメタル箔13をガラス基板11に対して接着し、ガラス基板11上のメタル箔13の所望部位25を除去することにより、メタル箔13にパターン13Pを形成し、そしてパターン13Pを含むメタル箔13によって電波を送受信するための電波送受信層を形成することで、製造されている。このようにパターン13Pを含むメタル箔13が接着層12を介してガラス基板11に接着されているため、ガラス基板11に対してスパッタリング、蒸着または電解、無電解メッキによってメタル箔13が形成される場合に比較して、メタル箔13をガラス基板11に容易に設けることができ、その設置工程にかかる時間も短縮される。そのため、コスト低減を図ることができる。
As described above, the radio wave transmission /
また、接着層12が、ガラス基板11上に塗布された塗膜であるため、その表面を平滑にし易くなる。その結果、メタル箔13の表面も平滑にし易くなり、電波を送受信する際の安定性を確保し易くなる。とりわけ、本実施の形態では、接着層12が、スピンコーターによって塗布されており、接着層12の表面の最大高さRmaxが100nm以下となっている。これにより、接着層12上のメタル箔13の表面の最大高さRmaxも容易に100nm以下にすることができ、電波を送受信する際の安定性を十分に確保されている。
Further, since the
以上、実施の形態を説明したが、本実施の形態には、種々の変更を加えることができる。例えば、上述の実施の形態では、多層メタル箔13Aに対してエッチング処理を施して所望部位25を除去したが、多層メタル箔13Aに対してパンチング加工を施して所望部位25を除去してもよい。また、多層メタル箔13Aに対してレーザー加工を施すことにより、多層メタル箔13Aの所望部位25を除去してもよい。また、上述の実施の形態では、キャリア層23およびメタル箔13を有する多層メタル箔13Aが用いられているが、メタル箔13のみをガラス基板11に積層して、このメタル箔13において所望部位25を除去することで、パターン13Pを形成してもよい。
Although the embodiment has been described above, various changes can be made to the present embodiment. For example, in the above-described embodiment, the
10…アンテナ基板
10A…積層基板
11…ガラス基板
12…接着層
13…メタル箔
13a…界面
13A…多層メタル箔
13P…パターン
14…屈折層
15…ガラス基板
16…導波層
20…電波送受信用基板
23…キャリア層
24…レジスト
25…所望部位
10 ...
Claims (4)
前記基板上に接着層を設ける工程と、
前記接着層を介してメタル箔を前記基板に対して接着する工程と、
前記基板上の前記メタル箔の所望部位を除去することにより、前記メタル箔にパターンを形成し、パターンを含む前記メタル箔によって前記電波送受信層を形成する工程と、を備え、
前記接着層が、前記基板上に塗布された塗膜であり、
前記接着層は、その表面の最大高さRmaxが、100nm以下となるように塗布される、電波送受信用基板の製造方法。 In a method for manufacturing a radio wave transmission / reception board having a substrate and a radio wave transmission / reception layer including a pattern provided on the substrate.
The process of providing an adhesive layer on the substrate and
The step of adhering the metal foil to the substrate via the adhesive layer and
A step of forming a pattern on the metal foil by removing a desired portion of the metal foil on the substrate and forming the radio wave transmission / reception layer with the metal foil containing the pattern is provided .
The adhesive layer is a coating film applied on the substrate.
A method for manufacturing a substrate for transmitting and receiving radio waves , wherein the adhesive layer is applied so that the maximum height Rmax of the surface thereof is 100 nm or less .
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