(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面形状の絶縁基板に導電パタ−ンが形成されるリフレクタアンテナの製法において、
上記絶縁基板にレ−ザ光によって溝を所定のパタ−ンに形成する第１の工程と、
レ−ザ光によって帯電した上記溝の表面にこの表面と逆の電荷を帯電した金属を付着させる第２の工程と、
上記溝に付着された金属を核として無電解メッキにより上記溝に上記導電パタ−ンとなる金属線を設ける第３の工程と
を具備したことを特徴とするリフレクタアンテナの製法。
【請求項２】
曲面形状の絶縁基板に導電パタ−ンが形成されるリフレクタアンテナの製法において、
上記絶縁基板に溝を所定のパタ−ンに形成する第１の工程と、
上記溝に上記導電パタ−ンとなる金属線を設ける第２の工程と
を具備したことを特徴とするリフレクタアンテナの製法。
【請求項３】
レ−ザ光は紫外光であることを特徴とする請求項１記載のリフレクタアンテナの製法
【請求項４】
導電パタ−ンは銅を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載のリフレクタアンテナの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば人工衛星などの宇宙航行体に搭載するのに好適なグリッドリフレクタアンテナや周波数選択アンテナなどのリフレクタアンテナの製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アンテナシステムにおいては、図８に示すように前面および後面鏡を構成する第１および第２のリフレクタ１、２を指向方向に積層して配設し、これら第１および第２のリフレクタ１、２に対応して第１および第２の給電部３、４を対向配置する構成のものが知られている。このような図８に示されるリフレクタを有するアンテナをリフレクタアンテナと呼ぶ。
【０００３】
上記第１および第２のリフレクタ１、２にはその反射面に金属パタ−ン（グリッドライン）１ａ，２ａが互いに直交して設けられ、図９に示すように第１および第２の給電部３、４からの放射されるラインに平行なＶ偏波およびＨ偏波をそれぞれ選択的に反射して自由空間に放射する。
【０００４】
第１の給電部３から放射されるＶ偏波は、第１のリフレクタ１の金属パタ−ン１ａにほぼ平行な電界成分を有し、この第１の金属パタ−ン１ａで反射される。第２の給電部４から放射されるＨ偏波は、第１のリフレクタ１の金属パタ−ン１ａと直交する電界成分（すなわち、第２のリフレクタ２の金属パタ−ン２ａとほぼ平行な電界成分）を有し、第１のリフレクタ１を透過して第２の金属パタ−ン２ａで反射される。
【０００５】
ところで、このようなリフレクタを製造する方法としては、特公平５−５７７６２号公報や特公平５−５５７６４１号公報に開示されているものが知られている。すなわち、これらの公報には、導電性膜をリフレクタ本体の絶縁基板製の表皮材に形成して、この導電性膜上に液状の感光性レジストを塗布する。つぎに、この導電性膜上の感光性レジストにレ−ザ光を照射して露光し、さらに現像を施して光を照射しない部分を除去し、露出した上記導電性膜をエッチング処理して所望の金属パタ−ンを形成するようにしている。
【０００６】
ところで、上記製造方法では、感光性レジストを表皮材に塗布して露光、現像処理を施さなければならないことにより、そのリフレクタの製作に大形の暗室設備が必要となるために、リフレクタの大口径化に制約を受けるということがあった。このようなことは、とくに最近の宇宙開発の分野で要求されるリフレクタの大口径化を計る場合に、重大な課題の一つとなる。
【０００７】
そして、大面積の露光によるパタ−ン形成では、レンズ収差のためにリフレクタが大口径化するほど、リフレクタの周辺部における、転写される像の歪みが大きくなる。故に、パタ−ン形成の精度が落ちてしまう。さらには、同じ曲率を持つリフレクタで考えると、大面積になるほど、光の照射方向へのリフレクタの湾曲のため、露光光学系の焦点深度が一定のときには、転写された像がぼけてしまう。故に、パタ−ン形成の精度が落ちてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のリフレクタの製造方法では金属パタ−ンを形成するために大形の暗室設備などが必要となるため、リフレクタの大口径化の促進が困難であるということがあった。
【０００９】
また、リフレクタの大口径化の伴い、パタ−ン（グリッド）の形成精度が落ちてしまうという問題もあった。
この発明は上記事情に基づきなされたのもので、その目的とするところは、大形の暗室設備などを用いずに大口径化が計れるようにし、さらに大口径化した際にも正確なグリッドラインの形成を可能にしたリフレクタアンテナの製法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解撤するための手段】
請求項１の発明は、曲面形状の絶縁基板に導電パタ−ンが形成されるリフレクタアンテナの製法において、
上記絶縁基板にレ−ザ光によって溝を所定のパタ−ンに形成する第１の工程と、
レ−ザ光によって帯電した上記溝の表面にこの表面と逆の電荷を帯電した金属を付着させる第２の工程と、
上記溝に付着された金属を核として無電解メッキにより上記溝に上記導電パタ−ンとなる金属線を設ける第３の工程と
を具備したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、曲面形状の絶縁基板に導電パタ−ンが形成されるリフレクタアンテナの製法において、
上記絶縁基板に溝を所定のパタ−ンに形成する第１の工程と、
上記溝に上記導電パタ−ンとなる金属線を設ける第２の工程と
を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、レ−ザ光は紫外光であることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１または請求項２の発明において、導電パタ−ンは銅を含むことを特徴とする。
【００１５】
請求項１の発明によれば、所定のパタ−ンで形成された絶縁基板の溝に無電解メッキによって金属を設けて導電パタ−ンを形成するため、導電パタ−ンを形成するのに露光、現像処理をするための暗室が不要となり、それによってリフレクタの大口径化が容易となり、さらには露光光学系による転写像のぼけを防ぐことができ、それによって精密なパタ−ン形成が可能となる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、絶縁基板にレ−ザ光によって所定のパタ−ンで形成された溝に、金属線を設けて導電パタ−ンを形成するため、導電パタ−ンを形成するのに露光、現像処理をするための暗室が不要となり、それによってリフレクタの大口径化が容易となる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、短波長によるレ−ザ光の加工であるので、波長の短さに起因してエッジ部の丸みが抑制された導電パタ−ンが形成できる。
請求項４の発明によれば、耐腐蝕性に優れ、安価で、電気導電度の高い導電パタ−ンが形成できる。
【００１８】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図５はこの発明の第１の実施形態で、図１は第１の実施形態の方法によって製造されたリフレクタアンテナに用いられるリフレクタ１１を示す。このリフレクタ１１はリフレクタ本体１２を有する。このリフレクタ本体１２は、コア１３の非鏡面側となる下面に第１接着層１４によって第１スキン層１５が設けられ、鏡面側となる上面に第２接着層１６によって絶縁基板１７が設けられている。この絶縁基板１７の上面は保護膜１８によって被覆されている。
【００１９】
上記絶縁基板１７は、ポリイミドやエポキシなどの高分子膜が放物面や双曲面などの曲面形状に形成されてなり、強度補強のためカプトンなどで覆われている場合もある。また、その上面には所定方向に沿う溝１９が所定間隔、つまり所定のパタ−ンで形成されている。この溝１９にはたとえばＣｕなどの金属２１が設けられ、この金属２１によってリフレクタ１１の導電パタ−ンを形成している。
【００２０】
上記リフレクタ１１の製法を図２乃至図５を参照して説明する。まず、図４にステップ１（以下ステップはＳとする）で示すように曲面形状の上記絶縁基板１７を成形する。ついで、上記絶縁基板１７の上面に図５（ａ）に示すように溝１９を所定のパタ−ンで形成する。この工程をＳ２とする。
【００２１】
図２は上記絶縁基板１７に溝１９を形成するためのレ−ザ加工装置２５を示す。このレ−ザ加工装置２５は側面形状がＬ字状をなした装置本体２６を有する。この装置本体２６の水平部上面には曲面形状に形成された上記絶縁基板１７が供給載置される保持台２７が設けられている。この保持台２７は上記装置本体２６に内蔵された第１の駆動部２８ａによってＸＹ方向に駆動されるようになっている。
【００２２】
上記保持台２７の上方には集光レンズ２９ａとスリット２９ｂを有する加工光学系２９（この実施形態ではテレセントリック光学系）が配置されている。この加工光学系２９は上記装置本体２６の垂直部に内装された第２の駆動部２８ｂによって上下方向に駆動されるようになっている。上記第１の駆動部２８ａと第２の駆動部２８ｂとは制御部３０からの制御信号によって駆動されるようになっている。
【００２３】
上記加工光学系２９にはレ−ザ発振器３１から発振出力されたレ−ザ光Ｌが反射ミラ−３２で反射して入射する。加工光学系２９に入射したレ−ザ光Ｌは上記スリット２９ｂで成形されることで、強度分布が図３（ｂ）に示すガウシアン分布の状態から図３（ａ）に示すように均一化される。
【００２４】
ここでは、紫外光を発するレ−ザとしてエキシマレ−ザ、３倍高調波（ＴＨＧ）ＹＡＧレ−ザまたは４倍高調波（ＦＨＧ）ＹＡＧレ−ザなどの波長が２００〜３００ｎｍのものを用いている。
【００２５】
上記スリット２９ｂによって強度分布が均一化されたレ−ザ光Ｌは集光レンズ２８ａで集光されて上記保持台２７上の絶縁基板１７を照射加工する。したがって、上記保持台２７を第１の駆動部２８ａによってＸＹ方向に駆動するとともに、上記加工光学系２９を第２の駆動部２８ｂにより絶縁基板１７の上面と一定の距離を維持するようＺ方向に駆動しながらレ−ザ光Ｌを照射する。それによって、上記絶縁基板１７にはレ−ザ光Ｌの強度分布に応じて図３（ｃ）に示すように断面矩形状の上記溝１９を形成することができる。上記溝１９は断面が完全なる矩形状とはいえないまでも、アンテナパタ−ンの形成には影響はほとんどない程度のものである。
【００２６】
高分子膜からなる絶縁基板１７にレ−ザ光Ｌによって溝１９を加工すると、この溝１９の表面の電位が正に帯電するから｛Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．６０，Ｎｏ２１  ｐ２６９７〜２６９９（１９９２）参照｝、この溝１９の表面に図５（ｂ）に示すように負の電位に帯電した金属、たとえばＰｄ（パラジウム）を含む金属塩を含む溶液中に絶縁基板１７を浸漬することで、前期金属を析出させて成膜し金属膜３３となる。この工程を図４にＳ３で示す。
【００２７】
つぎに、上記金属膜３３を核として溝１９に無電解メッキを行う。この無電解メッキはたとえば特開平１−２８１１７９２号公報に示されているような電界を経ずにメッキを行う方法である。つまり、金属膜３３が形成された絶縁基板１７を金属塩を含む溶液から引き上げた後に、み無電解メッキ液中に浸漬する。無電解メッキ液としては、ホルマリン、硫酸銅およびその他の液体が混合された第１の液体と、カセイソ−ダ、シアン化ナトリウムおよびその他の液体が混合された第２の液体とを所定の割合で混合したものが用いられる。
【００２８】
それによって、上記溝１９の金属膜３３には図５（ｃ）に示すように上記金属２１としてのＣｕが堆積するから、このＣｕが導電パタ−ン３４となる。この工程を図４にＳ４で示す。
【００２９】
無電解メッキによって形成された導電パタ−ン３４の表面は図５（ｃ）に示すように不規則な凹凸状になっているため、電波の反射方向が定まらない。そこで、無電解メッキによって導電パタ−ン３４を形成したならば、無電解メッキ液から引き上げ、乾燥後に絶縁基板１７を再度、装置本体２６の保持台２７上に載置し、溝１９に形成された導電パタ−ン３４を形成した金属２１を溶融させることができるエネルギのレ−ザ光Ｌを各溝１９に沿って走査し照射する。レ−ザ光の照射径は、導電パタ−ン３４の幅（この場合では約０．２ｍｍ）である。それによって、導電パタ−ン３４の表面が平坦化され、電波の反射方向を定めることができる。この工程を図４にＳ５で示す。
【００３０】
このようにして絶縁基板１７を形成したならば、この絶縁基板１７をリフレクタ本体１２の上面に第２接着層１６によって接着し、ついでこの上面を保護膜１８によって被覆することで、リフレクタ１１となる。この組立て工程を図４にＳ６で示す。
【００３１】
このようなリフレクタ１１によれば、レ−ザ光Ｌによって絶縁基板１７に加工された溝１９に無電解メッキで導電パタ−ン３４を形成することができる。無電解メッキは露光、現像処理を伴わないため絶縁基板１７全体を光にさらさないための大規模な暗室が不要となり、さらには露光工学系による転写像のぼけを防ぐことができ、精密なパタ−ン形成ができるので、上記リフレクタ１１の大口径化が容易となる。
【００３２】
しかも、無電解メッキによって形成される導電パタ−ン３４は切れ目（継ぎ目）のない形状とすることができるから、その形状精度を向上させることができる。つまり、従来は絶縁基板１７の上面に、導電パタ−ンが形成された複数のタイルを貼り合わせるということが行われていたが、その場合には導電パタ−ンに継ぎ目が生じるため、形状精度が低下するということがあった。
【００３３】
しかしながら、上述したこの発明の方法によれば、継ぎ目の生じることのない導電パタ−ン３４を形成できるから、その形状精度を向上させることもできる。図６と図７はこの発明の第２の実施形態を示す。図６はこの第２の実施形態の方法によって作られたリフレクタ４１を示す。なお、第１の実施形態のリフレクタ１１と同一部分には同一記号を付して説明を省略する。つまり、この実施形態のリフレクタ４１は、第１の実施形態と同様の材料によって所定の曲面形状に形成された絶縁基板１７をリフレクタ本体１２のコア１３の上面に第２接着層１６およびスキン層４０を介して固定する。
【００３４】
ついで、このリフレクタ本体１２を、図２に示すレ−ザ加工装置２６の保持台２７に保持し、その上面に所定のパタ−ンで溝１９を形成したならば、この溝１９に、たとえばＣｕなどの導電性の金属線４２を挿入し、接着固定する。ここで、接着固定には接着剤を用いてもよいが、絶縁基板１７自体が接着性を持つ材料をここでは用いている。それによって、上記金属線４２が導電パタ−ン４３を形成する。導電パタ−ン４３を形成したならば、絶縁基板１７の上面を保護膜１８で被覆することで、リフレクタ４１が形成される。なお、溝１９の形成はレ−ザによることが精度面からいっても好ましいが、絶縁基板１７の成形時に金型などで同時に成形したり、切削加工で形成してもよい。
【００３５】
このようなリフレクタ４１によれば、レ−ザ光Ｌによって絶縁基板１７に加工された溝１９に、金属線４２を挿入固定することで、導電パタ−ン４３を形成することができる。金属線４２の長さは、溝１９の長さだけある方が継ぎ目がなく好ましい。また、挿入はっ装置または人が行う。そのため、導電パタ−ン４３を形成するために、露光や現像処理を伴わないから、暗室が不要となり、リフレクタ４１の大口径化が容易となる。ここで、金属線４２については、保護膜１８に面した反射面が絶縁基板１７と同様に湾曲してその結果、リフレクタ４１の表面が滑らかなのが好ましく、そうでない場合には、第１の実施形態と同じく、導電パタ−ン４３の形成後に、レ−ザ光Ｌによって、導電パタ−ン４３の平面を平坦化することが好ましい。電波の反射方向を定めるためである。
【００３６】
また、リフレクタ本体１２を組み立ててから絶縁基板１７に溝１９を加工するようにしている。サンドイッチ構造の上記リフレクタ本体１２の組み立ては、通常、オ−トクレ−ブ成形されるため、そのときに絶縁基板１７が熱影響を受けて変形するということがある。しかしながら、リフレクタ本体１２を組み立ててから絶縁基板１７に溝１９を形成しているため、上記溝１９の寸法精度（グリッド精度）が低下するのを防止できる。
【００３７】
さらに、上記溝１９には金属線４２を継ぎ目なく設けることができるから、導電パタ−ン４３の形状精度を向上させることができる。
この発明は上記各実施形態に限定されず、種々変形可能である。たとえば、第１の実施形態において無電解メッキされる金属はＣｕに限られず、他の金属であってもよく、要は無電解メッキが可能で、導電性を備えていればよい。
また、第２の実施形態において溝に設けられる金属線もＣｕに限定されず、第１の実施形態と同様、他の金属であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、レ−ザ光によって所定のパタ−ンで形成された絶縁基板の溝に無電解メッキによって金属を設けて導電パタ−ンを形成するようにした。
【００４０】
また、請求項２の発明によれば、絶縁基板に所定のパタ−ンで形成された溝に、金属線を設けて導電パタ−ンを形成するようにした。
そのため、請求項１と請求項２の発明によれば、導電パタ−ンを形成するのに暗室での露光、現像処理を行わずにすむから、大口径のリフレクタの製造が容易となる。しかも、継ぎ目のない導電パタ−ンを形成できるから、グリッドの形状精度の向上が計れる。
【００４１】
さらに、請求項２の発明によれば、リフレクタをエッチング液等の液体に浸漬せずに導電パタ−ンを形成できるから、エッチング液によるリフレクタ部材の材質の劣化を招くということもない。
【００４２】
請求項３の発明によれば、短波長によるレ−ザ光の加工であるので、波長の短さに起因してエッジ部の丸みが抑制された導電パタ−ンが形成できる。
請求項４の発明によれば、耐腐蝕性に優れ、安価で、電気導電度の高い導電パタ−ンが形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態のリフレクタの一部を示す拡大断面図。
【図２】同じく絶縁基板に溝を加工する加工装置の概略的構成図。
【図３】（ａ）は同じくスリットで成形される前のレ−ザ光の強度分布の説明図、（ｂ）は同じく成形された後のレ−ザ光の強度分布の説明図、（ｃ）は同じく絶縁基板に形成された溝の断面図。
【図４】同じくリフレクタの製造工程図。
【図５】同じくリフレクタの各製造工程の説明図。
【図６】この発明の第２の実施形態のリフレクタの一部を示す拡大断面図。
【図７】同じくリフレクタの製造工程図。
【図８】一般的なリフレクタの概略的構成図。
【図９】同じくリフレクタと給電部との配置関係の説明図。
【符号の説明】
１７…絶縁基板
１９…溝
２１…金属
３３…金属膜
３４…導電パタ−ン
４２…金属線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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