TWI464956B - 漸變接合式導電膜及使用其的高頻傳送線路以及高頻濾波器 - Google Patents

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Description

漸變接合式導電膜及使用其的高頻傳送線路以及高頻濾波器
本發明關於二種類的金屬薄膜具有組成漸變而接合的導電膜，及使用其的高頻傳送線路以及高頻濾波器。
於個人電腦等的資訊處理機器、攜帶型電話等的無線通信機器等中，使用高頻傳送線路。作為習知的高頻傳送線路，如第26圖所示地使用在線狀的內導體100與外導體100’之間隔著介電基板200的同軸電纜，或如第27圖所示地使用由具有四方形截面的金屬管100所構成的導波管。然而，同軸電纜或導波管係係以指定的衰減率傳送高頻信號，而且傳送特性係等方向性(兩方向皆相同)。
此外，有在介電基板210的一面設有平行的一對帶狀導體線路110、110之高頻傳送線路(第28圖)，在介電基板210的兩面設有接地導體120、120，在中心部設有導體110的高頻傳送線路(第29圖)，在介電基板210的一面設有接地導體120，在另一面設有帶狀導體110的高頻傳送線路(第30圖)，在陶瓷介電基板210的一面設有帶狀導體110，在其兩側配置有接地導體120、120的高頻傳送線路(第31圖)等。特開平7－336113號揭示具有膜厚為使用頻率的表皮深度之1.14~2.75倍的導體膜，例如第28圖及31等所示構造的高頻傳送線路。
然而，即使如特開平7－336113號中所記載地，於陶瓷介電基板210上形成導體膜，高頻傳送率(輸入振幅/輸出振幅)也不會隨著頻率而增大或成為零，而且高頻信號亦不會隨著傳送方向而發生特性差異(有異方性)。若利用如此的高頻傳送率之頻率依賴性或異方向性，可得到分波特性極良好的高頻濾波器。
因此，本發明之目的為提供具有高頻傳送率之頻率依賴性的導電膜、及具有該導電膜的高頻傳送線路以及高頻濾波器。
鑒於上述目的而精心研究的結果，本發明人發現於在塑膠薄膜具有至少二層金屬薄膜的導電膜中，金屬薄膜彼此的邊界部若成為漸變組成層，則可得到高頻傳送率的頻率依賴性，而想到本發明。
即，本發明的漸變接合式導電膜之特徵為在塑膠薄膜的至少一面具有電阻不同的第一及第二金屬薄膜，上述第一與第二金屬薄膜的邊界具有金屬組成比在厚度方向中變化的漸變組成層。
於該漸變接合式導電膜中，上述塑膠薄膜與上述金屬薄膜的邊界，亦較佳成為上述金屬的比例係從上述金屬薄膜到上述塑膠薄膜減少的漸變組成層。較佳為上述第一金屬薄膜係蒸鍍膜、鍍敷膜或箔，上述第二金屬薄膜係蒸鍍膜或鍍敷膜。
於本發明的較佳實施例中，上述第二金屬薄膜具有比上述第一金屬薄膜大2×10－6 Ω．cm以上的電阻。於此情況下，較佳為上述第一金屬薄膜係由銅所構成，上述第二金屬薄膜係由鎳所構成。
於本發明的另一較佳實施例中，上述第一金屬薄膜具有比上述第二金屬薄膜大2×10－6 Ω．cm以上的電阻。於此情況下，較佳為上述第一金屬薄膜係由鎳所構成，上述第二金屬薄膜係由銅所構成。
於上述第一金屬薄膜具有比第二金屬薄膜還大的電阻之情況，以及其相反的情況之任一者中，電阻小者的金屬薄膜之厚度，相對於電阻大者的金屬薄膜之厚度而言，較佳為2/1~20/1的比。特別地，於上述第一及第二金屬薄膜皆為蒸鍍膜時，此比更佳為3/1~15/1。於上述第一及第二金屬薄膜皆為蒸鍍膜時，電阻大者的金屬薄膜之厚度係10~70nm，電阻小者的金屬薄膜之厚度係0.1~1μm。
較佳為於至少上述第一及第二金屬薄膜上形成具有0.5~50μm的平均開口徑之多數微細孔。上述微細孔的平均分布密度較佳為1×104 ~2×105 個/cm2 。上述塑膠薄膜較佳係由聚對酞酸乙二酯或聚醯亞胺所構成。
本發明的高頻傳送線路具備並列的二個隔離之漸變接合式導電膜。
二個漸變接合式導電膜較佳為配置在以下中任一者：(1)介電基板的同一面上，或(2)截面ㄈ字狀介電基板的對向內面上，或(3)截面L字狀介電基板的正交內面上。
本發明的高頻濾波器具備上述高頻傳送線路。
本發明的漸變接合式導電膜由於具有高頻傳送率的頻率依賴性，故若利用於飛機或汽車等、各種的資訊處理機器及無線通信機器等所用的高頻傳送線路，則可效率佳地傳送所欲的高頻信號，同時可使特定頻率的高頻信號之傳送成為零。如此的高頻傳送線路亦可期待應用作為天線，例如電子標籤用天線。又，若成為具有高頻傳送的異方向性之構成，例如可得到具有可傳送送信信號但不傳送受信信號的特性之簡單構造的高頻濾波器，可期待應用作為防駭客用濾波器等。
 實施發明的最佳形態 [1]漸變接合式導電膜
(1)構造第1圖顯示本發明的漸變接合式導電膜之一例。於塑膠薄膜10的一面，一樣地形成第一及第二金屬薄膜11a、11b，兩金屬薄膜11a、11b的邊界部係成為第一金屬與第二金屬的組成比在厚度方向中變化的漸變組成層12’。於漸變組成層12’中，金屬組成比係較佳為大致連續地變化。雖然沒有限定，但塑膠薄膜10與金屬薄膜11a的邊界部，較佳成為金屬的比例係從金屬薄膜11a到塑膠薄膜10減少的漸變組成層12。於漸變組成層12中，金屬的比例更佳為大致連續地變化。第1圖的(c)示意地顯示第二金屬原子11b’部分地進入第一金屬原子11a’之間的樣子，(d)係示意地顯示第一金屬原子11a’部分地進入薄膜10的塑膠分子10’之間的樣子。
第2圖顯示漸變接合式導電膜的另一例子。此例子的漸變接合式導電膜，除了第一金屬薄膜11a係經由黏著層13接合於塑膠薄膜10以外，係與第1圖所示者相同。由於具有黏著層13，第一金屬薄膜11a可為金屬箔。第2圖的(c)示意地顯示第二金屬原子11b’部分地進入第一金屬原子11a’之間的樣子，(d)示意地顯示由於黏著層13，第一金屬原子11a’沒有進入薄膜10的塑膠分子10’之間的樣子。
第3圖顯示漸變接合式導電膜的又另一例子。此例子的漸變接合式導電膜，除了第一及第二金屬薄膜11a、11b設有多數的微細孔14以外，係與第1圖所示者相同。多數的微細孔14係如後述地由表面具有鑽石微粒子的滾筒所形成而具有各種深度，但不需要貫穿塑膠薄膜10。
第4圖顯示漸變接合式導電膜的再另一例子。該例子的漸變接合式導電膜，除了在塑膠薄膜10的兩面一樣地形成第一及第二金屬薄膜11a、11b，在一面的第一及第二金屬薄膜11a、11b設有多數的微細孔14以外，係與第1圖所示者相同。
第5圖顯示漸變接合式導電膜的再另一例子。於此例子中，在塑膠薄膜10的兩面形成第一及第二金屬薄膜11a、11b，而且多數的微細孔14係大致貫穿導電膜。可考慮為金屬薄膜11a、11b在貫穿孔的形成中作塑性變形，進入微細孔14內。
第6圖顯示漸變接合式導電膜的再另一例子。此例子的漸變接合式導電膜，除了在塑膠薄膜10的一面上平行地形成二個積層金屬帶狀薄膜(由第一及第二金屬薄膜11a、11b所構成)以外，係與第1圖所示者相同。
第7圖顯示漸變接合式導電膜的再另一例子。此例子的漸變接合式導電膜，除了在塑膠薄膜10的一面形成一個積層金屬帶狀薄膜(由第一及第二金屬薄膜11a、11b所構成)，在另一面一樣地形成積層金屬薄膜(由第一及第二金屬薄膜11a、11b所構成)，係與第1圖所示者同樣。
第8圖顯示漸變接合式導電膜的再另一例子。此例子的漸變接合式導電膜，除了在塑膠薄膜10的一面設置三條積層金屬帶狀薄膜(各自由第一及第二金屬薄膜11a、11b所構成)以外，係與第1圖所示者相同。
(2)塑膠薄膜構成塑膠薄膜10的樹脂係沒有特別的限制，例如可舉出聚酯、聚苯硫醚、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂、聚苯乙烯、ABS樹脂、聚胺甲酸酯、氟樹脂、聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等)、聚氯乙烯、熱塑性彈性體等。其中，較佳為聚酯、聚苯硫醚、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸及聚醚醚酮般的高耐熱性樹脂，特佳為聚酯及聚醯亞胺。
(a)聚酯薄膜作為聚酯，可舉出聚對酞酸乙二酯(PET)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)等。其中，PET薄膜及PBT薄膜由於係廉價地市售，故較宜。
(i)PET薄膜PET薄膜基本上係由乙二醇與對酞酸所構成的飽和聚酯薄膜。在不損害特性的範圍內，亦可含有乙二醇以外的二醇成分、及對酞酸以外的羧酸成分。市售的PET薄膜具有約3的介電常數(106 Hz)、約0.01~0.02的介電正切(106 Hz)、約250~270℃的熔點、及約70~80℃的玻璃轉移溫度。介電常數及介電正切係依照ASTM D150來測定，熔點係依照ASTM D4591來測定，玻璃轉移溫度係依照JIS E7121來測定(以下相同)。
(ii)PBT薄膜PBT薄膜基本上係由1,4－丁二醇與對酞酸所構成的飽和聚酯薄膜。在不損害物性的範圍內，亦可含有1,4－丁二醇以外的二醇成分、及對酞酸以外的羧酸成分。市售的PBT薄膜具有約3~4的介電常數(106 Hz)、約0.02的介電正切(106 Hz)、約220~230℃的熔點、及約20~45℃的玻璃轉移溫度。PBT薄膜的熱收縮率(在150℃加熱10分鐘的條件下測定)，在MD(長度方向)及TD(橫方向)較佳皆為2%以下。熱收縮率為2%以下的PBT薄膜，例如可藉由特開2004－268257號中所記載的空氣冷卻吹脹成形法來製造。
(iii)其它添加成分聚酯亦可以含有聚苯硫醚、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚碸、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚胺甲酸酯、氟樹脂、聚烯烴、聚氯乙烯、熱塑性彈性體等的熱塑性樹脂。其它熱塑性樹脂的含量，以聚酯全體當作100質量%時，較佳為5~20質量%，更佳為5~15質量%，特佳為5~10質量%。又，視需要亦可適當地含有可塑劑、抗氧化劑或紫外線吸收劑等的安定劑、抗靜電劑、界面活性劑、染料或顏料等的著色劑、用於改善流動性的潤滑劑、無機填充劑等的添加劑。
(b)聚醯亞胺薄膜聚醯亞胺基本上係由芳香族四羧酸二酐與芳香族二胺的脫水縮合反應物所構成，較佳為以均苯四甲酸二酐與4,4’－二胺基二苯基醚的脫水縮合反應物當作主成分者。市售的聚醯亞胺具有約3.4的介電常數(106 Hz)及約0.01的介電正切(106 Hz)。聚醯亞胺亦可以含有其它熱塑性樹脂或添加劑。其它熱塑性樹脂的含量，以聚醯亞胺全體當作100質量%時，較佳係5~20質量%。
(c)積層薄膜塑膠薄膜10係不限於單層，亦可為積層薄膜。例如，藉由熱熔接不同的塑膠薄膜，或經由聚乙烯等的黏著層來黏著，可形成積層薄膜。
(d)薄膜的厚度塑膠薄膜10的厚度係沒有特別的限定，但實用上約4~50μm係較合適。塑膠薄膜10的厚度若低於約4μm，則有技術上的困難，而且若超過約50μm，則漸變接合式導電膜變得太過厚。
(3)金屬薄膜第一與第二金屬薄膜11a、11b係電阻有不同。電阻可為第一金屬薄膜11a比第二金屬薄膜11b還大，反之亦可。第一及第二金屬薄膜11a、11b的電阻差在常溫較佳為2×10－6 Ω．cm以上，更佳為4×10－6 Ω．cm以上。
作為用於形成第一及第二金屬薄膜11a、11b的金屬，可舉出銅[電阻率(20℃)：1.6730×10－6 Ω．cm]、鋁[電阻率(20℃)：2.6548×10－6 Ω．cm]、銀[電阻率(20℃)：1.59×10－6 Ω．cm]、金[電阻率(20℃)：2.35×10－6 Ω．cm]、鉑[電阻率(20℃)：10.6×10－6 Ω．cm]、鎳[電阻率(20℃)：6.84×10－6 Ω．cm]、鐵[電阻率(20℃)：9.71×10－6 Ω．cm]、鈷[電阻率(20℃)：6.24×10－6 Ω．cm]、鎂[電阻率(20℃)：4.45×10－6 Ω．cm]、鈦[電阻率(20℃)：42×10－6 Ω．cm]、鉻[電阻率(0℃)：12.9×10－6 Ω．cm]、鋅[電阻率(20℃)：5.916×10－6 Ω．cm]、鎵[電阻率(20℃)：17.4×10－6 Ω．cm]、鉬[電阻率(0℃)：5.2×10－6 Ω．cm]、鈀[電阻率(20℃)：10.8×10－6 Ω．cm]、錫[電阻率(0℃)：11.0×10－6 Ω．cm]、及此等的合金等。
用於形成第一及第二金屬薄膜11a、11b的金屬，係以電阻為不同的方式，可從上述之中選擇。作為較佳的組合，可舉出第一金屬薄膜11a係由銅及/或鋁所構成，第二金屬薄膜11b係由鎳、鋅、錫、鈦、鈷、鐵及鉻所組成族群中選出的至少一種所成的組合，以及第一金屬薄膜11a係由鎳、鋅、錫、鈦、鈷、鐵及鉻所組成族群中選出的至少一種所構成，第二金屬薄膜11b係由銅及/或鋁所構成的組合。其中，更佳為第一金屬薄膜11a係由銅所構成，第二金屬薄膜11b係由鎳所構成的組合，以及第一金屬薄膜11a係由鎳所構成，第二金屬薄膜11b係由銅所構成的組合。
於第一金屬薄膜11a具有比第二金屬薄膜11b大的電阻之情況，以及其相反的情況之任一者中，電阻小者的金屬薄膜之厚度，相對於電阻大者的金屬薄膜之厚度而言，較佳為2/1~20/1的比。特別地，於第一及第二金屬薄膜11a、11b皆為蒸鍍膜時，此比更佳為3/1~15/1。
於第一金屬薄膜11a具有比第二金屬薄膜11b大的電阻之情況，以及其相反的情況之任一者中，電阻小者的金屬薄膜之厚度較佳係0.1~35μm，電阻大者的金屬薄膜之厚度較佳係0.01~20μm。但是，於第一及第二金屬薄膜11a、11b皆為蒸鍍膜時，電阻小者的金屬薄膜之厚度較佳係0.1~1μm，更佳係0.15~0.7μm，最佳係0.2~0.6μm，電阻大者的金屬薄膜之厚度較佳係10~70nm，更佳係20~60nm。電阻小者的金屬蒸鍍膜之厚度若低於0.1μm，則高頻傳達特性差。另一方面，若超過0.7μm，則高頻傳送率的頻率依賴性差。
第一金屬薄膜11a較佳係藉由蒸鍍、鍍敷或箔來形成者，第二金屬薄膜11b較佳係藉由蒸鍍或鍍敷來形成者。金屬的蒸鍍膜通常係結晶性、純度高、耐酸化性優異。
(4)漸變組成層(a)金屬薄膜－塑膠薄膜例如，如第1圖所示地，於漸變組成層12中，金屬原子11a’係部分地進入薄膜10的塑膠分子10’之間。因此，金屬原子11a’的組成比(濃度)係從金屬薄膜11a到塑膠薄膜10減少。金屬原子11a’的組成比之減少較佳為在厚度方向中大致連續性。「大致連續性」係意味厚度方向中的金屬原子11a’之組成比係大致單調地變化，於局部亦可未必滿足此條件。於漸變組成層12中，可認為由於金屬原子11a’的濃度降低，而形成非晶質相。
(b)第一金屬薄膜－第二金屬薄膜例如，如第1圖所示地，於漸變組成層12’中，第二金屬原子11b’係部分地進入第一金屬11a’之間。因此，第一金屬11a’的組成比(濃度)係從第一金屬薄膜11a到第二金屬薄膜11b減少，第二金屬原子11b’係從第二金屬薄膜11b到第一金屬薄膜11a減少。於漸變組成層12’中，金屬組成比的變化較佳係在厚度方向中大致連續性。於漸變組成層12’中，由於兩金屬原子11a’、11b’的濃度係徐徐地變化，故可認為非晶質。
於具有非晶質的漸變組成層12、12’的導電膜中，雖然明確理由為不明，但發現高頻傳達率有100%以上的增幅區域，及高頻傳達率有大致0%的衰減區域。
(5)微細孔為了得到優異的高頻傳達特性，較佳為在漸變接合式導電膜形成微細孔14。如第3圖及第4圖所示地，微細孔14較佳為至少貫穿金屬薄膜11a、11b。微細孔14若貫穿金屬薄膜11a、11b，則亦可達到塑膠薄膜10的途中為止。又，如第5圖所示地，微細孔14亦可貫穿漸變接合式導電膜1。
微細孔14的平均開口徑較佳為0.1~100μm，更佳為0.5~50μm。使微細孔14的平均開口徑成為低於0.1μm係有技術困難性。又，微細孔14的平均開口徑若超過100μm，則漸變接合式導電膜1的強度有降低之虞。為了具有良好的傳送損失，平均開口徑的上限特佳為20μm，最佳為10μm。平均開口徑係使用原子間力顯微鏡，在漸變接合式導電膜的任意位置中，測定50μm×50μm的5個地方的區域內之所有微細孔14的直徑，作平均而求得。
微細孔14的平均分布密度較佳為500個/cm2 以上，更佳為5×103 個/cm2 以上。微細孔14的平均分布密度若低於500個/cm2 ，則傳送損失會變大。其理由雖未明朗，但推測係因為在高頻信號的傳送時，微細孔14附近發生渦電流。為了具有良好的傳送損失，微細孔14的平均分布密度特佳為1×104 ~3×105 個/cm2 ，最佳為1×104 ~2×105 個/cm2 。微細孔14的平均分布密度係使用原子間力顯微鏡，在漸變接合式導電膜的任意位置中，計數50μm×50μm的5個地方的區域內之微細孔14的個數，將所得到的值作平均，換算每1cm2 的個數而求得。
如第5圖所示地，於微細孔14貫穿漸變接合式導電膜時，金屬薄膜11a、11b係塑性變形，進入微細孔14的壁面。藉此，傳送損失變成更少。
(6)黏著層黏著層13例如係由聚胺甲酸酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、乙烯一乙烯醇共聚物(EVA)、聚乙烯縮醛系樹脂[例如聚乙烯縮甲醛、聚乙烯縮丁醛(PVB)、改性PVB等]、氯乙烯樹脂、熱熔黏著劑、密封膜等所構成。
[2]漸變接合式導電膜的製造方法
漸變接合式導電膜1係藉由在塑膠薄膜10的一面或兩面，以蒸鍍法、鍍敷法或箔接合法來形成第一金屬薄膜11a，再以蒸鍍法或鍍敷法來形成第二金屬薄膜11b而製造。由於在第一金屬薄膜11a與第二金屬薄膜11b之間形成漸變組成層12’，故不需要在塑膠薄膜10與第一金屬薄膜11a之間形成漸變組成層12。例如，於第2圖所示的漸變接合式導電膜1中，將塑膠薄膜10黏著於由金屬箔所構成的第一金屬薄膜11a，以蒸鍍法或鍍敷法來形成第二金屬薄膜11b。
(1)金屬薄膜形成步驟(a)蒸鍍法金屬的蒸鍍例如可藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、離子鍍敷法等的物理蒸鍍法、電漿CVD法、熱CVD法、光CVD法等的化學氣相蒸鍍法等來進行。從經濟性的觀點來看，較佳為真空蒸鍍法。
為了提高塑膠薄膜10與蒸鍍金屬的密著性，可預先對塑膠薄膜10施予兼任洗淨的表面處理。作為表面處理，有噴砂、壓花加工等的機械處理；電暈放電、電漿、火焰處理、UV照射等的物理化學處理；溶劑、酸性溶液、鹼性溶液等的化學處理等。亦可對表面處理後的薄膜10作加熱或真空加熱處理，以去除薄膜10中的水分或氣體成分。
真空蒸鍍法可為半連續法(在真空中進行薄膜的送出、蒸鍍及捲繞之方法)、或連續法(在真空中僅進行蒸鍍的方法)中任一者。各皆在10－2 Pa左右的高真空下使金屬蒸氣凝縮在塑膠薄膜10或第一金屬薄膜11a上。較佳為於第一金屬薄膜11a的蒸鍍後，立即蒸鍍第二金屬薄膜11b。
於化學氣相蒸鍍法(CVD法)時，較佳為可在低溫形成薄膜的電漿CVD法。於電漿CVD法中，產生低壓反應氣體的電漿以形成金屬蒸鍍層，或於減壓下藉由反應氣體的分解而形成金屬蒸鍍層。作為起始原料，使用鹵化金屬、有機金屬、有機金屬錯合物、金屬烷氧化物等，再者將氮、氨、一氧化二氮、氧、一氧化碳、甲烷、氫等的反應性氣體與氦、氬等的載體氣體一起使用。
於形成銅的蒸鍍層時，作為原料氣體，例如使用乙醯丙酮化銅[Cu(acac)2 ]。又，於形成鋁的蒸鍍層時，作為原料氣體，例如使用三甲基鋁(Al(CH3 )3 )。再者，於形成鎳的蒸鍍層時，作為原料氣體，例如使用氯化鎳氣體。
(b)鍍敷法鍍敷係藉由電解鍍敷法、無電解鍍敷法等來進行。鍍敷法的細節，例如在「鍍敷技術手冊」(東京鍍金材料協同組合技術委員會編)等中有揭示。亦可於形成無電解鍍敷層後，形成電解鍍敷層。
於藉由鍍敷法來形成金屬薄膜11a、11b時，亦可在塑膠薄膜10或第一金屬薄膜11a上設置基底層。於無電解鍍敷時，基底層可為金屬蒸鍍層、含鍍敷觸媒的聚合物黏結層、含觸媒前驅物的聚合物黏結層等。含觸媒的基底層例如是含浸有Pd觸媒的聚合物黏結層、加有還原性金屬粒子(例如Ni、Co、Rh、Pd等的膠體)的聚合物黏結層等。
例如，於無電解銅鍍敷時，首先在塑膠薄膜10上設置含抗靜電劑、金屬粒子、碳等的樹脂層、導電性金屬氧化物層、或金屬薄膜層等的導電性基底層後，浸漬於硫酸銅鍍敷浴等的無電解銅鍍敷液中。無電解銅鍍敷液的組成本身係眾所周知的，因此省略其說明。銅鍍敷層亦可僅藉由無電解鍍敷法來形成，但為了提高效率，較佳為組合無電解鍍敷法與電解鍍敷法。於無電解鎳鍍敷中例如使用鹼鎳液，於電解鎳鍍敷中例如使用瓦特(watt)鍍浴，胺磺酸浴等。
(c)形成金屬帶狀薄膜的情況如第6圖~第8圖所示的金屬帶狀薄膜11a、11b，係可藉由(i)在塑膠薄膜10上一樣地形成金屬薄膜11a、11b後，塗佈帶狀的光阻，作曝光後蝕刻的方法，(ii)在塑膠薄膜10上，預先以具有帶狀開口部的方式來塗佈光阻，曝光後藉由蒸鍍法或鍍敷法來形成金屬薄膜11a、11b，去除光阻層的方法等而形成。
(2)微細孔的形成如第3~5圖所示地，於漸變接合式導電膜的金屬薄膜11a、11b形成多數的微細孔14時，使用所謂的多孔加工法。多孔加工法例如在日本發明專利第2063411號、日本發明專利第2542772號、日本發明專利第2643730號、日本發明專利第2703151號、特開平9－99492號、特開平9－57860號、特開2002－059487號等中有記載。例如，於具有鋭角部的多數莫氏硬度5以上之粒子附著於表面的第一輥、與表面為平滑的第二輥之間，使金屬薄膜11a、11b在第一輥之側，在均一推壓力下使漸變接合式導電膜通過。作為第二輥，例如可以使用鐵系輥、施有鍍Ni、鍍Cr等的鐵系輥、不銹鋼系輥、特殊鋼輥等。微細孔14的平均開口徑及平均分布密度，係可藉由調整第一輥的微粒子之粒徑及密度來調整。藉由第一輥及第二輥間的推壓力，決定微細孔14的深度、及是否貫穿漸變接合式導電膜。微細孔14較佳為均勻設置在漸變接合式導電膜1。於高密度地形成微細孔14時，較佳為使用串列設置有由第一及第二輥所構成的二個以上單元之多孔加工裝置。
於形成多數的微細孔14時，微細孔14的壁面金屬薄膜11a、11b係塑性變形，至少部分地覆蓋微細孔14的壁面。
[3]高頻傳送線路
以下詳細說明本發明的高頻傳送線路。
(1)第一高頻傳送線路第9圖所示的第一高頻傳送線路係為二條帶狀漸變接合式導電膜1、1平行地配置在介電基板2之上面。帶狀漸變接合式導電膜1、1係藉由眾所周知的方法將漸變接合式導電膜1裁切者。由於在二條帶狀漸變接合式導電膜1、1之間電場集中，故可效率佳地傳送高頻信號。為了得到優異的高頻傳送性，介電基板2較佳為在二條帶狀漸變接合式導電膜1、1之間具有凸部20。就配置於支持體2上的帶狀漸變接合式導電膜1、1而言，金屬薄膜係可在上方或下方。
各漸變接合式導電膜1、1的寬度d1 ，係按照高頻信號的頻率及振幅等來適度設定，但較佳為1~10mm，更佳為1.5~7mm。寬度d1 若為1mm以上，則具有充分的高頻信號傳達性。又，寬度d1 若超過10mm，則得不到高頻信號傳達性的進一步提高。
二條帶狀漸變接合式導電膜1、1的間隔d2 較佳為1~10mm，更佳為1.5~7mm。間隔d2 若小於1mm，則高頻信號傳達性不足；另一方面，若超過10mm，則輻射損失多。凸部20的高度h較佳為1~10mm，更佳為1.5~7mm。
用於形成支持體2的介電體，例如係由樹脂(亦可與塑膠薄膜10相同)、氧化鋁等的陶瓷等所構成。為了將漸變接合式導電膜1、1固定於介電基板2，較佳為經由黏著層3
(2)第二高頻傳送線路於第10圖所示的第二高頻傳送線路中，二條帶狀漸變接合式導電膜1、1係配置在具有ㄈ字狀截面的介電基板2之對向內面。於二條帶狀漸變接合式導電膜1、1之間電場集中，可效率佳地傳送高頻信號。如第10圖所示地，於二條帶狀漸變接合式導電膜1、1在單面具有金屬薄膜11a、11b時，較佳為兩金屬薄膜11b、11b以相對的方式作配置。就介電基板2而言，只要二條帶狀漸變接合式導電膜可相對地配置，並不限定於圖示的形狀。
各漸變接合式導電膜1、1的寬度係可以與第一高頻傳送線路相同。二條帶狀漸變接合式導電膜1、1的間隔d3 較佳為1~10mm，更佳為1.5~7mm。間隔d3 若小於1mm，則高頻信號傳達性不足，另一方面若超過10mm，則輻射損失多。
(3)第三高頻傳送線路於第11圖所示的第三高頻傳送線路中，二條帶狀漸變接合式導電膜1、1係配置在具有L字狀截面的介電基板2之正交內面。於二條帶狀漸變接合式導電膜1、1之間電場集中，可效率佳地傳送高頻信號。就介電基板2而言，只要二條帶狀漸變接合式導電膜1、1可以正交的方式作配置，並不限定於圖示的形狀。
各漸變接合式導電膜1、1的寬度係可以與第二高頻傳送線路相同。二條帶狀漸變接合式導電膜1、1的間隔d4 較佳為1~10mm，更佳為1.5~7mm。間隔d4 若小於1mm，則高頻信號傳達性不足，另一方面若超過10mm，則輻射損失多。
(4)第四高頻傳送線路第12圖所示的第四高頻傳送線路係以漸變接合式導電膜1被覆圓柱狀介電基板2的介電圓形導波管。
(5)第五高頻傳送線路第13圖所示的第五高頻傳送線路係於圓筒狀介電基板2的內面設置由漸變接合式導電膜所構成的中心導體1，在外面設置由漸變接合式導電膜所構成的接地導體1’之同軸線路。同軸線路的內徑及外徑係可按照高頻信號的頻率來適宜設定。亦可為中心導體1及接地導體1’中僅一者使用漸變接合式導電膜。
[4]高頻濾波器
本發明的高頻濾波器係具有於上述任一高頻傳送線路設置輸入端子及輸出端子而得的簡單構造。第14圖顯示該高頻濾波器的一例。於第二金屬薄膜11b具有比第一金屬薄膜11a大的電阻時，較佳為在第一金屬薄膜11a設置端子4。本發明的高頻濾波器具有優異的高頻傳達率及按照需要的異方向性，適用作為頻帶去除濾波器或防駭客用濾波器。
藉由以下的實施例來更詳細說明本發明，惟本發明不受此等所限定。
實施例1
(1)漸變接合式導電膜的製作於二軸拉伸聚醯亞胺薄膜[厚度：25μm,熔點：無,玻璃轉移溫度：280℃以上,商品名：「Kapton H」(東麗杜邦(股)製)]的一面，黏著厚度30μm的軋製銅箔。於銅箔上，藉由電解鍍敷法形成厚度15μm的鎳層。將所得到的漸變接合式導電膜裁切成5mm的寬度。
(2)高頻傳送線路的製作將2條帶狀漸變接合式導電膜，以聚醯亞胺薄膜成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體，以製作第9圖所示的平行線路型之高頻傳送線路(長度：50cm,二條帶狀漸變接合式導電膜之間隔d2 ：3mm)。
(3)高頻傳達率的測定(a)高頻振盪器的寄生(spurious)特性測定(i)寄生特性測定用高頻傳送線路的製作於二軸拉伸PET薄膜[厚度：12μm,介電常數：3.2(1MHz),介電正切：1.0%(1MHz),熔點：265℃,玻璃轉移溫度：75℃,商品名：「Lumirror」(東麗(股)製)]的一面，藉由蒸鍍法來形成厚度0.3μm的銅層。將所得到的導電膜裁切成5mm的寬度。將2條帶狀導電膜，以PET薄膜成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體，與上述同樣地，以製作平行線路型的寄生特性測定用高頻傳送線路(長度：50cm,二條帶狀導電膜的間隔d2 ：3mm)。
(ii)寄生特性測定如第15圖所示，經由連接用電纜70，在寄生特性測定用高頻傳送線路的導電膜1”、1”之一端連接高頻振盪器5，在另一端連接高頻受信器6。將用於防反射波的終端電阻R(100Ω)設置在受信器6的面前。如第16圖所示，高頻振盪器5係以成為對應於電壓控制振盪器(VCO)51、傳送的信號頻率作切換的方式，具備3個高頻振盪模組52、52’、52”及2個高頻放大器53、53’。高頻振盪器5係可傳送100~200MHz、260~550MHz及600~1,050MHz之範圍的信號。由振盪器5傳送100、200、300、500、700及1,000MHz的信號，調查寄生特性。結果示於表1中。此高頻振盪器5係諧波的發生少，沒有諧波以外的寄生。
(b)傳達係數的設定以連接用電纜70(參照第15圖)來連接振盪器5與受信器6，從振盪器5以1.0V的輸出振幅傳送120~1,050MHz的頻率之信號。如第17(a)圖所示，為由振盪器5的輸出端子50、50所出來的信號以從(＋)側輸出的方式傳送之情況(信號圖案1)，及如第17(b)圖所示，為由振盪器5的輸出端子50、50所出來的信號以從(－)側輸出的方式傳送之情況(信號圖案2：對於信號圖案1而言，相位係偏移1/2波長)，對此兩者求得輸入振幅。依照下式：傳達係數＝輸入振幅(V)/輸出振幅(V)，求得各測定頻率的傳達係數，製作與各信號圖案1及2有關的頻率－傳達係數曲線。
(c)高頻傳達率的測定於上述(2)所製作的具有帶狀漸變接合式導電膜的高頻傳送線路，與上述同樣地，連接上述高頻振盪器5及高頻受信器6，將終端電阻R(100Ω)設置在受信器6的面前(參照第15圖)。由振盪器5傳送以1.0V的輸出振幅(V)所振盪的120~1,050MHz之信號(信號圖案1及2)，求得輸入振幅(V)。使用由上述頻率－傳達係數曲線所求得的傳達係數，依照下式：高頻傳達率(%)＝輸入振幅(V)/(輸出振幅(V)×傳達係數)×100，算出各測定頻率的高頻傳達率(%)。繪製頻率與高頻傳達率的關係，結果示於第18圖中。由第18圖可知，對於信號圖案2而言，430~490MHz及650~750MHz的區域係大致被去除。於傳送信號圖案1時，尤其對於700~1,050MHz的區域而言，傳達性優異。其中，在710~810MHz及940~1,050MHz的區域，高頻傳達率係100%以上。
實施例2
於上述PET薄膜的一面，分別藉由蒸鍍法形成厚度0.3μm的銅層，形成厚度40nm的鎳層。將所得到的漸變接合式導電膜裁切成5mm的寬度。除了將2條帶狀漸變接合式導電膜，以鎳層成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體以外，與實施例1同樣地，製作平行線路型的高頻傳送線路(長度：50cm,二條帶狀漸變接合式導電膜的間隔d2 ：3mm)。如第19圖所示，去除高頻傳送線路的兩端部之PET薄膜10及支持體2，於鎳層11b之下的黏著層3接合絕緣體8的狀態下，使用鱷口夾7，於漸變接合式導電膜1、1的銅層11a連接上述高頻振盪器5及高頻受信器6以外，係與實施例1同樣地，調查高頻傳達率(%)。結果示於第20圖中。由第20圖可知，對於信號圖案2而言，670~840MHz的區域係大致被去除。對於信號圖案1及2兩者而言，260~400MHz及950~1,050MHz的區域之傳達性優異。其中，對於信號圖案2而言，在260~380MHz及970~1,050MHz的區域，高頻傳達率係100%以上。
實施例3
與實施例2同樣地，在PET薄膜的一面，形成厚度0.3μm的鋼層及厚度40nm的鎳層。以金屬薄膜成為第一輥側的方式，使所得到的漸變接合式導電膜通過固定在定位的第一輥(電沈積有粒徑15~30μm的合成鑽石微粒子者)與金屬製第二輥之間。所得到的多孔質漸變接合式導電膜係微細孔僅形成在鎳層及銅層，微細孔的平均開口徑為3μm，微細孔的平均分布密度為5×104 個/cm2 。將多孔質漸變接合式導電膜裁切，作成5mm的寬度，與實施例1同樣地，製作平行線路型的高頻傳送線路。對此高頻傳送線路，與實施例2同樣地，調查高頻傳達率(%)。結果示於第21圖中。由第21圖可知，對於信號圖案2而言，680~740MHz的區域係大致被去除。對於信號圖案1及2而言，260~400MHz及780~860MHz的區域之傳達性優異。對於信號圖案2而言，在260~400MHz、760~840MHz及990~1,050MHz的區域，高頻傳達率係100%以上。
實施例4
於上述PET薄膜的一面，分別藉由蒸鍍法形成厚度50nm的鎳層，形成厚度0.45μm的銅層。於所得到的漸變接合式導電膜中，與實施例3同樣地形成微細孔。所得到的多孔質漸變接合式導電膜係微細孔僅形成在銅層及鎳層，微細孔的平均開口徑為3μm，微細孔的密度為5×104 個/cm2 。將多孔質漸變接合式導電膜裁切成5mm的寬度。除了將2條帶狀多孔質漸變接合式導電膜，以PET薄膜成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體以外，與實施例1同樣地，製作平行線路型的高頻傳送線路(長度：50cm,二條帶狀漸變接合式導電膜的間隔d2 ：3mm)。對高頻傳送線路，與實施例1同樣地作，調查高頻傳達率(%)。結果示於第22圖中。由第22圖可知，對於信號圖案1而言，480~530MHz的區域係大致被去除，對於信號圖案2而言，650~700MHz的區域係大致被去除。對於信號圖案1而言，130~160MHz、260~300MHz、380~400MHz、650~720MHz及920~1,000MHz的區域之傳達性優異。對於信號圖案2而言，130~180MHz、260~360MHz、450~500MHz、750~820MHz及960~990MHz的區域之傳達性優異。
比較例1
除了在銅箔上沒有鎳層以外，與實施例1同樣地，形成導電膜。將此導電膜裁切，作成5mm的寬度，以PI薄膜成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體以外，係與實施例1同樣地製作高頻傳送線路。對此高頻傳送線路，與實施例1同樣地作，調查高頻傳達率(%)。結果示於第23圖中。由於此導電膜沒有漸變組成層，故沒有發現高頻傳達率為0%的區域。
比較例2
於與實施例1同樣地製作漸變接合式導電膜後，從鎳層側以500℃加熱，使漸變組成層消失。使用所得到的金屬薄膜(鎳/銅)，以鎳層成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體以外，係與實施例1同樣地製作高頻傳送線路。對此高頻傳送線路，與實施例1同樣地調查高頻傳達率(%)。結果示於第24圖中。由於此導電膜沒有漸變組成層，故沒有發現高頻傳達率為0%的區域。
比較例3
於上述PET薄膜的一面，蒸鍍厚度為5,000的鐵10原子%與銅90原子%之合金。將所得到的導電膜裁切，作成5mm的寬度，以PET薄膜成為支持體側的方式，平行地黏著於氯乙烯樹脂製支持體以外，係與實施例1同樣地製作高頻傳送線路。對此高頻傳送線路，與實施例1同樣地作，調查高頻傳達率(%)。結果示於第25圖中。由於此導電膜沒有漸變組成層，故與實施例1~4的高頻傳送線路比較下，全體的高頻傳達率係差的。
1．．．漸變接合式導電膜
2．．．介電基板
3．．．黏著層
4．．．端子
5．．．高頻振盪器
6．．．受信器
7．．．鱷口夾
8．．．絕緣體
10．．．塑膠薄膜
11a．．．第一金屬薄膜
11a’．．．第一金屬原子
11b．．．第二金屬薄膜
11b’．．．第二金屬原子
12、12’．．．漸變組成層
13．．．黏著層
14．．．微細孔
20．．．凸部
50．．．輸出端子
70．．．電纜
100．．．內導體
100’．．．外導體
110．．．帶狀導體線路
120．．．接地導體
200．．．介電基板
210．．．介電基板
第1(a)圖係本發明一實施例的漸變接合式導電膜之截面圖。
第1(b)圖係第1(a)圖的A部分之擴大截面圖。
第1(c)圖係第1(b)圖的A’部分之示意擴大截面圖。
第1(d)圖係第1(b)圖的A”部分之示意擴大截面圖。
第2(a)圖係本發明的另一實施例的漸變接合式導電膜之截面圖。
第2(b)圖係第2(a)圖的B部分之擴大截面圖。
第2(c)圖係第2(b)圖的B’部分之示意擴大截面圖。
第2(d)圖係第2(b)圖的B”部分之示意擴大截面圖。
第3(a)圖係本發明的又另一實施例的漸變接合式導電膜之截面圖。
第3(b)圖係第3(a)圖的C部分之示意擴大截面圖。
第4(a)圖係本發明的再另一實施例的漸變接合式導電膜之截面圖。
第4(b)圖係第4(a)圖的D部分之示意擴大截面圖。
第5(a)圖係本發明的再另一實施例的漸變接合式導電膜之截面圖。
第5(b)圖係第5(a)圖的E部分之示意擴大截面圖。
第6圖係本發明的再另一實施例的漸變接合式導電膜之斜視圖。
第7圖係本發明的再另一實施例的漸變接合式導電膜之斜視圖。
第8圖係本發明的再另一實施例的漸變接合式導電膜之斜視圖。
第9圖係本發明的一實施例的高頻傳送線路之斜視圖。
第10圖係本發明的另一實施例的高頻傳送線路之斜視圖。
第11圖係本發明的又另一實施例的高頻傳送線路之斜視圖。
第12圖係本發明的再另一實施例的高頻傳送線路之斜視圖。
第13圖係本發明的再另一實施例的高頻傳送線路之斜視圖。
第14圖係本發明的一實施例的高頻濾波器之示意斜視圖。
第15圖係振盪器及受信器連接於高頻傳送線路狀態之示意圖。
第16圖係高頻傳達率之測定時所使用的振盪器之構造的示意電路圖。
第17圖顯示來自振盪器的信號圖案，(a)為信號從(＋)側輸出傳送時的示意圖，(b)為信號從(－)側輸出傳送時的示意圖。
第18圖係就實施例1的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第19圖係顯示對實施例2的高頻傳送線路之接線構造的部分截面圖。
第20圖係就實施例2的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第21圖係就實施例3的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第22圖係就實施例4的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第23圖係就比較例1的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第24圖係就比較例2的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第25圖係就比較例3的高頻傳送線路而言，顯示頻率與高頻傳達率的關係之曲線圖。
第26圖係顯示以往的高頻傳送線路之例子的斜視圖。
第27圖係顯示以往的高頻傳送線路之另一例子的斜視圖。
第28圖係顯示以往的高頻傳送線路之又另一例子的斜視圖。
第29圖係顯示以往的高頻傳送線路之再另一例子的斜視圖。
第30圖係顯示以往的高頻傳送線路之再另一例子的斜視圖。
第31圖係顯示以往的高頻傳送線路之再另一例子的斜視圖。
1．．．漸變接合式導電膜
10．．．塑膠薄膜
11a．．．第一金屬薄膜
11a’．．．第一金屬原子
11b．．．第二金屬薄膜
11b’．．．第二金屬原子
12、12’．．．漸變組成層

Claims (19)

  1. 一種漸變接合式導電膜，其係在塑膠薄膜的至少一面，由下起依順序具有電阻不同的第一及第二金屬薄膜，其特徵為在上述第一與第二金屬薄膜的邊界，具有金屬組成比在厚度方向中變化的漸變組成層。
  2. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中在上述塑膠薄膜與上述第一金屬薄膜的邊界，亦有上述金屬的比例為從上述第一金屬薄膜到上述塑膠薄膜減少的漸變組成層。
  3. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜係蒸鍍膜、鍍敷膜或箔，上述第二金屬薄膜係蒸鍍膜或鍍敷膜。
  4. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中上述第二金屬薄膜具有比上述第一金屬薄膜大2×10-6 Ω．cm以上的電阻。
  5. 如申請專利範圍第4項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜係由銅所構成，上述第二金屬薄膜係由鎳所構成。
  6. 如申請專利範圍第4項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜與上述第二金屬薄膜的厚度比係2/1~20/1。
  7. 如申請專利範圍第4項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜的厚度係0.1~1μm，上述第二金屬薄膜的厚度係10~70nm。
  8. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中上述第 一金屬薄膜具有比上述第二金屬薄膜大2×10-6 Ω．cm以上的電阻。
  9. 如申請專利範圍第8項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜係由鎳所構成，上述第二金屬薄膜係由銅所構成。
  10. 如申請專利範圍第8項之漸變接合式導電膜，其中上述第二金屬薄膜與上述第一金屬薄膜的厚度比係2/1~20/1。
  11. 如申請專利範圍第8項之漸變接合式導電膜，其中上述第一金屬薄膜的厚度係10~70nm，上述第二金屬薄膜的厚度係0.1~1μm。
  12. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中於至少上述第一及第二金屬薄膜，形成具有0.5~50μm的平均開口徑之多數微細孔。
  13. 如申請專利範圍第12項之漸變接合式導電膜，其中上述微細孔的平均分布密度係1×104 ~2×105 個/cm2 。
  14. 如申請專利範圍第1項之漸變接合式導電膜，其中上述塑膠薄膜係由聚對苯二甲酸乙二酯或聚醯亞胺所構成。
  15. 一種高頻傳送線路，其特徵為具備並列的如申請專利範圍第1項所記載二個隔離之漸變接合式導電膜。
  16. 如申請專利範圍第15項之高頻傳送線路，其中二個上述漸變接合式導電膜係配置在介電基板的同一面上。
  17. 如申請專利範圍第15項之高頻傳送線路，其中二個上述漸變接合式導電膜係配置在截面字狀介電基板的對向 內面上。
  18. 如申請專利範圍第15項之高頻傳送線路，其中二個上述漸變接合式導電膜係配置在截面L字狀介電基板的正交內面上。
  19. 一種高頻濾波器，其特徵為具備如申請專利範圍第15至18項中任一項之高頻傳送線路。
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