(57)【要約】【課題】指向性が鋭く、良好な電波特性を有する安価な平面アンテナ及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の平面アンテナの製造方法は、基板１の表面に、複数の凸部からなるパターン３，４を形成する工程と、パターン３，４に対応する孔２２，２４を有するマスク２３，２５を、パターン３，４が形成された基板１の表面上に密着させる工程と、基板１とマスク２３，２５とを密着させた状態で強度な紫外線照射２６を行い、孔２２，２４から露出している基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う工程と、マスク２３，２５を取り除いた後、適度な紫外線照射２８を行い、密着力が低下した部分２７以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う工程と、基板表面に所定の膜厚で導体膜２を形成する工程と、基板１の導体膜に対する密着力が低下した部分２７上に形成された導体膜２９，３０を除去する工程とを含む。【選択図】図４
2011244401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂からなる誘電体である基板と、前記基板上に形成された所定のパターンと、前記所定のパターン以外の前記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、
平板状の基板の表面に、複数の凸部からなるパターンを形成するパターン形成工程と、
前記パターンに対応する孔を有するマスクを、前記パターンが形成された前記基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、
前記基板と前記マスクとを密着させた状態で、前記孔から露出している前記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、
前記マスクを取り除いた後、前記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、
前記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、
前記基板の前記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする平面アンテナの製造方法。
【請求項２】
樹脂からなる誘電体である基板と、前記基板上に形成された所定のパターンと、前記所定のパターン以外の前記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、
前記パターンに対応する孔を有するマスクを、平板状の基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、
前記基板と前記マスクとを密着させた状態で、前記孔から露出している前記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、
前記マスクを取り除いた後、前記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、
前記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、
前記基板の前記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする平面アンテナの製造方法。
【請求項３】
前記導体膜は、銅の薄膜である請求項１または２に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項４】
前記導体膜除去工程の前後で前記導体膜を除去した部分の基板表面状態に変化が無い請求項１または２に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項５】
前記導体膜除去工程の前後で凸部の高さに変化が無い請求項１に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項６】
前記基板は、紫外線照射量が所定量までは導体膜に対する密着力が向上し、前記所定量を超えると導体膜に対する密着力が低下する性質を有し、
前記基板密着力低下処理工程は、前記基板に対し、紫外線照射量が前記所定量よりも多くなるよう紫外線照射を行うことにより、前記基板表面の前記密着力を低下させる請求項１または２に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項７】
前記基板密着力低下処理工程は、顔料インクを塗布することにより、前記基板表面の前記密着力を低下させる請求項１または２に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項８】
前記基板は、紫外線照射量が所定量までは導体膜に対する密着力が向上し、前記所定量を超えると導体膜に対する密着力が低下する性質を有し、
前記基板密着力向上処理工程は、前記基板に対し、紫外線照射量が前記所定量となるよう紫外線照射を行うことにより、前記基板表面の前記密着力を向上させる請求項１または２に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項９】
前記導体膜除去工程は、前記基板を超音波洗浄した後、粘着テープを用いて前記パターン上の導体膜を除去する請求項１に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載された製造方法により製造される平面アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面アンテナの製造方法及び平面アンテナに関し、特に、パターン表面の導体膜を剥離するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度情報化社会を背景に無線を利用した通信システムが汎用されており、とりわけ情報量の多いマイクロ波やミリ波領域を使用した通信システムの発展が著しい。このような通信システムにおいて、平面アンテナは短波長無線システムの入出力装置として好適である。
【０００３】
ところで、アンテナの大きさは電（磁）波の波長の大きさにあわせて作る必要があり、波長を短波長化すると入出力装置であるアンテナの形状も小型化する必要がある。これにより、近年のアンテナではアンテナの寸法精度も微細加工技術が要求されるようになっている。従来では、エッチング技術を用いてアンテナの例えばスロットパターンやパッチパターンを形成していたが、微細加工がそのアンテナ特性に与える影響は大きく、従来のエッチング技術では精度良く大量に生産できないという欠点があった。特に、ミリ波における寸法は少なくとも波長の１％以上は必要とされ、例えば、５０ＧＨｚにおいては数十μｍの寸法が必要とされる。このような要求に対してＬＳＩの製造工程に適用可能な微細加工技術を適用することも考えられるが、かかる技術では安価なアンテナを製造することはできない。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１では、基板上の導体を被覆しない領域である所定のパターンと基板とを射出成形法により一体に形成することにより、所定のパターンを有する平面アンテナのスロットを寸法精度良く形成する方法が提案されている。射出成形法で誘電体を作製することは、一度所定のパターンを含む誘電体の金型を成形してしまえばアンテナの量産が容易であり、安価にアンテナを成形することができる。また、射出成形法はミクロン単位で所定のパターンを成形可能であり、短波長化に好適な小型のアンテナを提供できる。
【０００５】
また、特許文献１では、電気的なアンテナパターンとして機能させるために、凸部のスロットパターンや給電用スロットパターンの上に形成されている導体膜を除去している。具体的には、機械的な手段である研削や研磨作業を実施し、凸部上の導体膜と共に誘電体の凸部の先端部も同時に除去している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１１５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、研磨や研削などの機械的な手段を利用して導体膜の除去を行っているが、機械的な手段として、例えば研削装置を用いた場合、基板表面の平坦性が充分でないと研削により削られた凸部の高さが場所により異なり、電波特性にバラツキが生じる。また、研削装置自体が高価であるために、結果的にアンテナの価格が高くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、指向性が鋭く、良好な電波特性を有する安価な平面アンテナ及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の平面アンテナの製造方法は、樹脂からなる誘電体である基板と、上記基板上に形成された所定のパターンと、上記所定のパターン以外の上記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、平板状の基板の表面に、複数の凸部からなるパターンを形成するパターン形成工程と、上記パターンに対応する孔を有するマスクを、上記パターンが形成された上記基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、上記基板と上記マスクとを密着させた状態で、上記孔から露出している上記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、上記マスクを取り除いた後、上記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、上記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、上記基板の上記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の平面アンテナの製造方法は、樹脂からなる誘電体である基板と、上記基板上に形成された所定のパターンと、上記所定のパターン以外の上記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、上記パターンに対応する孔を有するマスクを、平板状の基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、上記基板と上記マスクとを密着させた状態で、上記孔から露出している上記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、上記マスクを取り除いた後、上記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、上記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、上記基板の上記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の平面アンテナは、上記本発明の平面アンテナの製造方法を用いて製造されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の平面アンテナの製造方法によれば、高価な研磨装置や研削装置を必要とせず、かつ短時間で所定のパターン上の導体膜を除去でき、指向性が鋭く、良好な電波特性を有する平面アンテナを安価に製造できる。
【００１３】
また、本発明の平面アンテナは、上記本発明の平面アンテナの製造方法を用いることにより、指向性が鋭く、良好な電波特性を有する安価な平面アンテナを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る平面アンテナの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態１における、凸部のパターンを有する基板の製造方法を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る平面アンテナの製造方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る平面アンテナの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態３に係る平面アンテナの製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の第１の平面アンテナの製造方法は、樹脂からなる誘電体である基板と、上記基板上に形成された所定のパターンと、上記所定のパターン以外の上記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、平板状の基板の表面に、複数の凸部からなるパターンを形成するパターン形成工程と、上記パターンに対応する孔を有するマスクを、上記パターンが形成された上記基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、上記基板と上記マスクとを密着させた状態で、上記孔から露出している上記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、上記マスクを取り除いた後、上記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、上記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、上記基板の上記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第２の平面アンテナの製造方法は、樹脂からなる誘電体である基板と、上記基板上に形成された所定のパターンと、上記所定のパターン以外の上記基板の表面を被覆する導体膜とを備える平面アンテナの製造方法であって、上記パターンに対応する孔を有するマスクを、平板状の基板の表面上に密着させるマスク密着工程と、上記基板と上記マスクとを密着させた状態で、上記孔から露出している上記基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理を行う基板密着力低下処理工程と、上記マスクを取り除いた後、上記密着力が低下した部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理を行う基板密着力向上処理工程と、上記基板表面に所定の膜厚で導体膜を形成する導体膜形成工程と、上記基板の上記導体膜に対する密着力が低下した部分上に形成された導体膜を除去する導体膜除去工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
上記基板密着力低下処理工程において、基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる処理としては、顔料インクなどの離型剤を塗布する方法や紫外線を照射する方法を用いることができる。特に、紫外線照射を行う場合、樹脂基板は、ある程度のエネルギー（所定量の紫外線照射量）の紫外線を照射することにより基板表面が改質され、導体膜に対する密着力が向上することが知られている。今回、本発明者は、紫外線照射量が上記所定量を超えて更に多量の紫外線の照射を行うことにより基板表面が脆くなる事を実験により確認した。そこで、上記基板密着力低下処理工程では、基板表面と導体膜との密着力を低下させる目的で、上記密着力が向上する紫外線照射量よりも多量の紫外線の照射を行うこととした。具体的には、照射時間を長くすれば良い。
【００１８】
上記基板密着力向上処理工程において、基板表面の導体膜に対する密着力を向上させる処理として、逆スパッタ法やプラズマ処理あるいは紫外線照射による界面改質法などを用いることができる。特に、上記基板密着力低下処理工程と同じ紫外線照射を用いて上記密着力を向上させると、プロセスがより簡単になるため、好ましい。
【００１９】
上記導体膜形成工程において、導体膜の形成には、無電解メッキ処理、蒸着又はスパッタリング法を用いる。例えば、銅の導体膜を形成する場合には、スパッタ法を用いた方がメッキ法などで成膜した膜に比べて緻密な膜が得られ導電率も高くなるので好ましい。ただ、スパッタ法により厚く導電体を形成すると応力によりクラックなどが入りやすいため、基板表面に近い方の導電体をスパッタ法により薄めに形成し、それの上に電解メッキ法により目的の厚さまで導電体を形成しても良い。ここでのスパッタ法により形成した導電体の膜厚は、表皮効果よりも厚い方が好ましい。もちろん、導体膜として、銅に限らず、例えば、アルミニウム、銀、ニッケルなどを用いても同様に機能する。また、導体膜は表皮効果を考慮して基板表面上に所定の厚さに形成されるが、基板表面の所定の領域（スロットパターン及び給電用スロットパターンの形成位置）には形成されておらず、この所定の領域をスロットとすることでアンテナとして機能する。
【００２０】
上記導体膜除去工程において、有機溶剤などによる超音波洗浄、粘着テープなどの接着力を利用した導体膜の除去を行う。特に、最初に超音波洗浄を短時間実施後、粘着テープの接着力を利用して導体膜除去を行うことにより容易にパターン上に形成された導体膜を除去することができる。その結果、導体膜を除去する前後において、除去した部分の基板表面状態（キズやＲａなど）に変化は無い。また、パターンが凸部の場合には、従来から用いられていた研磨装置や研削装置で問題となっていた凸部の高さの変化も導体膜を除去する前後でほとんど無く、凸部先端部の基板表面の加工傷も発生しない。また、超音波洗浄を用いることにより、両面側のパターン上の導体膜を同時に剥離することができ、更に、一度に多数の基板の剥離が可能となる。従って、本発明により、高価な研磨装置や研削装置を必要とせず、かつ短時間で導体膜の除去ができるので最終的には安価なアンテナが得られる。
【００２１】
以下、本発明にかかる平面アンテナの製造方法、及び平面アンテナの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
（実施形態１）
まず、本発明の平面アンテナ及びその製造方法の一例を、実施形態１として説明する。図１は、本実施形態の平面アンテナの構成を示す概略断面図を示す図である。
【００２３】
本実施形態の平面アンテナ１００は、図１に示すように、樹脂からなる誘電体である基板１と、基板１上に形成された所定のパターン（スロットパターン３及び給電用スロットパターン４）と、上記所定のパターン以外の基板１の表面を被覆する導体膜２とを有する。本実施形態では、導体膜２で覆われない基板１の所定の位置に複数の凸部からなるパターン（スロットパターン３及び給電用スロットパターン４）を有する共振スロットを形成している。なお、図１では、平面アンテナ１００の理解を補助するためスロットパターン３及び給電用スロットパターン４はその大きさが誇張されかつ一部省略して描いている。
【００２４】
また、本実施形態の平面アンテナ１００は、例えば、直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのディスク形状を有し、小型のラジアルスロットアンテナとして実現される。但し、本発明の平面アンテナ１００の適用はこれに限定されることは無く、例えば、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナなど導体被覆面の一部に導体を被覆しない領域を有する誘電体として構成されるいかなるアンテナに関しても適用することができ、またその大きさにおいて限定を有するものではない。このような平面アンテナ１００は、小型であっても寸法精度良く製造することができるという長所を有する。
【００２５】
基板１は、所定の厚みを有し、かかる厚み部分が導波路となって各スロットへの給電回路として機能する。なお、本明細書においては、基板１の表面において、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４が形成される部分を除き、導体膜２が形成される部分を基板の導体被覆面５と定義する。図１では、上面（放射面）にスロットパターン３が、下面（給電面）に給電用スロットパターン４が凸型形状のパターンとしてそれぞれ基板１に一体成形されている。この凸型形状のパターンの高さは、誘電体の基板平坦部からの高さ、つまり導体被覆面５からの高さであって、その値は導体膜２の厚さよりも大きいものでなくてはならない。更にその高さは誘電体内を伝搬する波長の少なくとも１／１０以下とすることで凸部の高さ方向に共振回路を構成することもない。
【００２６】
スロットパターン３及び給電用スロットパターン４となる、複数の凸部からなるパターンは、柱型状を有することが好ましい。断面積がほぼ一定の柱状であればスロットが腐食した場合でも、スロット形状の同一性は保たれ、長期間に亘って安定した特性を維持することができる。
【００２７】
スロットパターン３は、例えば断面凸部形状を有し、基板１の上面にスパイラル状に形成されている。一方、給電用スロットパターン４は、例えばプラス形状で断面凸部形状を有し、基板１の下面の中心位置に形成されている。なお、給電用スロットパターン４の形状は、プラス形状に限られず、場合によっては円形でも良い。また、給電用スロットパターン４がアンテナ１００のスロット中心に給電できないと放射電力パターンが偏った特性となるため、給電用スロットパターン４は、上述したススパイラル状のスロットパターン３の中心に対向する位置に精度良く設けられている。
【００２８】
本実施形態では、スロットパターン３の中心と給電用スロットパターン４の中心（電位的意味の中心）のずれがλ（波長）／５０以内であることが好ましい。このように放射電磁波の位相のずれを抑えることにより、それら放射電磁波が合成されることにより形成される放射パターンが良好なものとなる。
【００２９】
上面（放射面）側のスロットパターン３と下面（給電面）側の給電用スロットパターン４とを別々に成形を行っても良いが、位置合せジグなどを用いてスロットパターン３及び給電用スロットパターン４を同時に一体成形した方が中心位置のずれが少なくて好ましい。
【００３０】
本実施形態において、基板１を構成する誘電体としては、例えば、シクロオレフィンポリマー樹脂を用いることができるが、これに限らず低誘電率や低吸水性のある樹脂であれば適用可能で、耐水性、耐腐食性を高めることができる。低誘電率の樹脂は、一般に分子内に親水性の高い極性基を持たないため、飽和吸水量が小さく疎水性である。また、低誘電率の樹脂は、多孔質でもないために、アルミナなどの無機材料と比較して撥水性である。具体的な材料としては、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素系樹脂、ポリスチレンなどの芳香族系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ノルボルネンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。コストやプロセスを考慮すると、炭化水素系樹脂が特に好ましい。なお、これらの材料には熱膨張率などのため必要に応じて二酸化ケイ素などのフィラーやファイバー、シートを混入することも可能である。５０ＧＨｚ以上の高周波での使用を考えた場合、ジメタノナフタレン系樹脂が優れている。
【００３１】
また、基板１を構成する誘電体は、吸水率が０．０１％以下である材料から構成されていても良い。これにより、耐水性、耐腐食性を高めることができる。このような材料には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、ノルボルネンなどのポリオレフィン系樹脂が含まれる。
【００３２】
また、基板１を構成する誘電体は、熱膨張率が７×１０-5以下である材料から構成されていても良い。これにより、耐水性、耐腐食性を高めることができる。このような材料には、例えば、ジメタノナフタレン系樹脂が含まれる。
【００３３】
本実施形態において、導体膜２は、基板１の導体被覆面５上に表皮効果の影響を受けないように所定の厚さに形成されている。本実施形態では６０ＧＨｚの平面アンテナを想定しているので、導体膜の厚さは、例えば、２μｍ程度と設定できる。導体材料としては、銅や銀、ニッケルなどを用いることができる。
【００３４】
以下に、本実施形態の平面アンテナの製造方法について説明する。
【００３５】
まず、本実施形態の平面アンテナの製造に用いられる凸部のパターンを有す基板の製造方法（パターン形成工程）の一例を図２を用いて説明する。
【００３６】
まず、図２Ａに示すように、誘電体の平板基板６と、スロットパターン３（図１）に対応する凹部７を有する金型８と、給電用スロットパターン４（図１）に対応する凹部９を有する金型１０とを用意し、金型８の凹部７が形成されている面と、金型１０の凹部９が形成されている面との間に、平板基板６を配置する。このとき、基板１（図１）の完成時にスロットパターン３（図１）と給電用スロットパターン４（図１）の中心位置が合うように金型８及び金型１０の位置を調整する。
【００３７】
そして、平板基板６と、金型８及び金型１０とを密着させ、図２Ｂに示すように、熱ナノインプリント装置（図示せず）により、金型８の上面側及び金型１０の下面側から平板基板６に対して所定の熱と圧力１１を同時に加える。例えば、１７０℃で３０ｋＮの圧力を加える。これにより、金型８の凹部７及び金型１０の凹部９に対応するスロットパターン３（図１）及び給電用スロットパターン４（図１）をそれぞれ平板基板６の上面及び下面に転写させることができる。
【００３８】
上記転写の終了後、金型８及び金型１０を取り除くと、図２Ｃに示すように、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４が一体に形成された基板１が得られる。
【００３９】
このように、所定のパターンに対応する凹部７，９を有する金型８，１０と誘電体の基板６とを、ある特定の温度下で圧力をかけながら密着させ、基板表面に所定のパターンを転写させることにより、基板表面にミクロン単位の高精度で例えばスロットやパッチなどを形成することができ、最終的には短波長化に好適な小型のアンテナを製造できる。更に、所定のパターンに対応する凹部７，９を有する金型８，１０を用いることで、高精度でアンテナの指向性に優れる基板１の量産が容易であり、最終的には安価にアンテナを製造可能となる。この製造方法は、アンテナに必要なフィルタの製造にも活用できる。
【００４０】
なお、複数の凸部からなる所定のパターンを有する基板の成形方法は、上記熱ナノインプリント法に限られず、光ナノインプリント法や射出成形法を用いることもできる。
【００４１】
次に、図２で得られた基板１を用いた平面アンテナの製造方法の一例を、図３を用いて説明する。
【００４２】
まず、図３Ａに示すように、複数の凸部からなる所定のパターンを有する基板１と、スロットパターン３に対応するに孔１２を有するマスク１３と、給電用スロットパターン４に対応する孔１４を有するマスク１５とを用意する。マスク１３の孔１２及びマスク１５の孔１４の大きさはそれぞれ、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４が貫通可能なように、それら各パターンの形状よりも多少大きくしている。
【００４３】
次に、図３Ｂに示すように、マスク１３の孔１２に基板１のスロットパターン３が貫通するように、マスク１３を基板１の上面に積層（密着）させるとともに、マスク１５の孔１４に基板１の給電用スロットパターン４が貫通するように、マスク１５を基板１の下面に密着させる（マスク密着工程）。
【００４４】
また、離型剤として例えば顔料インク１６が塗布されている面を有するガラス基板１７を２つ用意して、２つのガラス基板１７の顔料インク１６が塗布されている面の間に、マスク１３及びマスク１５が密着した状態の基板１を配置し（図３Ｂ）、ガラス基板１７を基板１に近づけ、顔料インク１６を、マスク１３，１５の孔１２，１４から露出している凸部３，４の先端の表面に塗布する。（基板密着力低下処理工程）。ここでは、ガラス基板１７上に約１０μｍの厚さとなるよう顔料インク１６を塗布した。これにより、顔料インク１６が塗布された部分１８（後述の図３Ｃ）の導体膜に対する密着力は低下する。なお、本実施形態では、離型剤として顔料インクを用いたが、染料インク、油性ペンのインクなども用いることができる。また、これら以外にも有機溶剤に溶けるものや基板と導体膜との密着力を下げるものであれば良い。
【００４５】
その後、基板１に密着しているマスク１３，１５を剥がすと、図３Ｃに示すように、顔料インクの塗布により導体膜に対する密着力が低下した部分１８を有する基板１が得られる。
【００４６】
次に、図３Ｄに示すように、凸部のパターン３，４以外の基板表面と導体膜との密着力を向上させる処理として、例えば逆スパッタ法による表面処理１９を行う（基板密着力向上処理工程）。これにより、基板表面の粗さ（例えばＲａ）が大きくなり密着力が向上する。表面処理１９は、具体的には、マグネトロンスパッタ装置を用い、アルゴン雰囲気中で、パワー５００Ｗ、スパッタ時間６０秒の条件で逆スパッタを行うことにより実行できる。
【００４７】
次に、図３Ｅに示すように、スパッタ法により、基板１の表面全体に導体膜を形成する（導体膜形成工程）。これにより、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４と基板１本体に一様に導体膜２，２０，２１が形成される。実際には凸部の側面にも導体膜は形成されるが、図面上省いている。
【００４８】
しかし、図３Ｅに示す状態では、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４はそれぞれ、導体膜２０，２１により被覆された凹凸パターンであって、電気的なアンテナパターンとしては機能していない。そこで、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を電気的なアンテナパターンとするために、導体膜に対する密着力が低下した部分１８上に形成された導体膜２０，２１を剥離する（導体膜除去工程）。また、この導体膜の剥離処理により、各パターンの先端表面（１８）に塗布された顔料インクも洗浄される。
【００４９】
ここで、導体膜の剥離方法としては、有機溶剤などによる超音波洗浄、粘着テープなどの接着力を用いて剥離する方法が挙げられる。具体的には、最初に例えばアセトンで超音波洗浄を数分間実施後、例えばセロハンテープの接着力を利用して導体膜を除去することにより短時間で容易に、導体膜に対する密着力が低下した部分１８上に形成された導体膜２０，２１を除去することができる。これにより、従来から用いられていた研磨装置や研削装置で問題となっていた凸部の高さのバラツキもほとんど無く、基板表面の加工傷も発生しない。また、超音波洗浄を用いることにより、基板１の上面及び下面に形成されたパターン３，４上の導体膜２０，２１を同時に剥離することができ、更に、一度に多数の基板の剥離が可能となる。従って、高価な研磨装置や研削装置を必要とせず、かつ短時間で導体膜の除去ができるので最終的には安価なアンテナが得られる。
【００５０】
以上のプロセスを得て、図３Ｆに示すように、基板１上の所定の領域に、導体膜が被覆されていないスロットパターン３及び給電用スロットパターン４を有する平面アンテナ１００を得ることができる。なお、図３Ｆに示す平面アンテナを得た後、さらに導体膜２上に保護層としてＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの薄膜を形成しても良い。ただし、保護層としてはアンテナの電波特性に影響を及ぼさないものを使用する必要がある。
【００５１】
このように、本実施形態の平面アンテナの製造方法によれば、指向性が鋭く、良好な電波特性を有するアンテナを得ることができる。また、量産性にも優れるため、製造コストの削減をもたらすことができる。
【００５２】
（実施形態２）
次に、本発明の平面アンテナの製造方法の他の例を、実施形態２として説明する。本実施形態の平面アンテナの製造に用いられる凸部のパターンを有する基板の製造方法については上記実施形態１で図２を用いて説明したので、ここではその説明を省略し、図２で得られた基板１を用いた平面アンテナの製造方法の他の例を図４を用いて説明する。
【００５３】
まず、図４Ａに示すように、複数の凸部からなる所定のパターンを有する基板１と、スロットパターン３に対応する孔２２を有するマスク２３と、給電用スロットパターン４に対応する孔２４を有するマスク２５とを用意する。マスク２３の孔２２及びマスク２５の孔２４の大きさはそれぞれ、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４が貫通可能なように、それら各パターンの形状よりも多少大きくしている。
【００５４】
次に、図４Ｂに示すように、マスク２３の孔２２に基板１のスロットパターン３が貫通するように、マスク２３を基板１の上面に積層（密着）させるとともに、マスク２５の孔２４に基板１の給電用スロットパターン４が貫通するように、マスク２５を基板１の下面に密着させる（マスク密着工程）。そして、得られた積層体の両主面側に強度な紫外線２６を照射する（基板密着力低下処理工程）。例えば、波長が１８５ｎｍの紫外線照射用ランプを用い、このランプと基板１との距離を５ｃｍ離間させた状態で、照度が約１５ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射を５分間行う。これにより、強度な紫外線２６が照射された部分２７（後述の図４Ｃ）の導体膜に対する密着力は低下する。
【００５５】
ここで、紫外線を照射することによって基板表面と導体膜との密着力を低下させることが重要である理由を説明する。樹脂基板は、紫外線照射量が所定量の紫外線を照射すると（適度な紫外線照射）、基板表面が改質され、導体膜に対する密着力が向上し、更に上記所定量を超えて強度な紫外線照射を続けると、基板表面が脆くなり、導体膜に対する密着力が低下することが知られている。そこで、本発明では、基板表面の導体膜に対する密着力を低下させる目的で、紫外線照射量が上記所定量よりも多くなるよう紫外線照射を実施することとした。ここで、本実施形態の樹脂基板を用いて紫外線照射の実験を行ったところ、上記紫外線照射用ランプを用いて紫外線照射を２分間行った場合、基板表面の導体膜に対する密着力が向上し、紫外線照射をさらに３分間行うと、導体膜に対する密着力が低下するという結果が得られた。そのため、本実施形態の基板密着力低下処理工程では、紫外線照射時間を５分と設定した。なお、波長２５４ｎｍのランプでも照射条件を変えることにより同様な結果が得られている。
【００５６】
その後、基板１に密着しているマスク２３，２５を剥がすと、図４Ｃに示すように、強度な紫外線２６の照射により導体膜に対する密着力が低下した部分２７を有する基板１が得られる。
【００５７】
次に、図４Ｄに示すように、凸部のパターン３，４以外の基板表面と導体膜との密着力を向上させる処理として、基板密着力低下処理工程で用いた紫外線照射用ランプを用いて適度な紫外線照射２８を行う（基板密着力向上処理工程）。ここでは、紫外線照射時間を２分間とした。これにより、パターン３，４が形成された部分以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させることができる。ここで、基板密着力向上処理工程で導体膜に対する密着力が向上した状態とは、複数の基板に対し紫外線照射を行い、それら複数の基板をセロハンテープに接触させた場合に全ての基板がセロハンテープに引っ付いている状態のことをいう。
【００５８】
次に、図４Ｅに示すように、スパッタ法により、基板１の表面全体に導体膜を形成する（導体膜形成工程）。これにより、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４と基板１本体に一様に導体膜２，２９，３０が形成される。実際には凸部の側面にも導体膜は形成されるが、図面上省いている。
【００５９】
しかし、図４Ｅに示す状態では、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４はそれぞれ、導体膜２９，３０により被覆された凹凸パターンであって、電気的なアンテナパターンとしては機能していない。そこで、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を電気的なアンテナパターンとするために、導体膜に対する密着力が低下した部分２７上に形成された導体膜２９，３０を剥離する（導体膜除去工程）。導体膜の剥離方法としては、上記実施形態１で説明した、有機溶剤などによる超音波洗浄、粘着テープなどの接着力を用いて剥離する方法を用いることができる。
【００６０】
以上のプロセスを得て、図４Ｆに示したように、基板１上の所定の領域に、導体膜が被覆されないスロットパターン３及び給電用スロットパターン４を有するアンテナを得ることができる。なお、導体膜除去工程を行っても、基板密着力低下処理工程で生じた導体膜に対する密着力が低下した部分２７が残ることもあるが、電波特性に影響は無い。また、図４Ｆに示すアンテナを得た後、さらに導体膜２上に保護層としてＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの薄膜を形成しても良い。ただし、保護層としてはアンテナの電波特性に影響を及ぼさないものを使用する必要がある。
【００６１】
このように、本実施形態の平面アンテナの製造方法によれば、指向性が鋭く、良好な電波特性を有するアンテナを得ることができる。また、量産性にも優れるため、製造コストの削減をもたらすことができる。
【００６２】
（実施形態３）
次に、本発明の平面アンテナの他の例を、実施形態３として説明する。上記実施形態１，２と異なる点は、基板が平板基板であること、所定のパターンは凹部形状であることである。図５は、本実施形態の平面アンテナの製造方法を説明するための図である。
【００６３】
本実施形態の平面アンテナは、図５Ｆに示すように、樹脂からなる誘電体である平板状の基板３１と、基板３１上に形成された所定のパターン（スロットパターン３９及び給電用スロットパターン４０）と、上記所定のパターン以外の基板３１の表面を被覆する導体膜２とを有する。本実施形態では、導体膜２で覆われない基板３１の所定の位置に所定のパターン（スロットパターン３９及び給電用スロットパターン４０）を有する共振スロットを形成している。
【００６４】
また、本実施形態の平面アンテナは、例えば、直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのディスク形状を有し、小型のラジアルスロットアンテナとして実現される。但し、本発明の平面アンテナの適用はこれに限定されることは無く、例えば、パッチアンテナ、マイクロストリップアンテナなど導体被覆面の一部に導体を被覆しない領域を有する誘電体として構成されるいかなるアンテナに関しても適用することができ、またその大きさにおいて限定を有するものではない。このような平面アンテナは、小型であっても寸法精度良く製造することができるという長所を有する。
【００６５】
基板３１は、所定の厚みを有し、かかる厚み部分が導波路となって各スロットへの給電回路として機能する。
【００６６】
本実施形態では、スロットパターン３９の中心と給電用スロットパターン４０の中心（電位的意味の中心）のずれがλ（波長）／５０以内であることが好ましい。放射電磁波の位相のずれを抑えることにより、それら放射電磁波が合成されることにより形成される放射パターンが良好なものとなる。
【００６７】
本実施形態において、基板３１を構成する誘電体としては、例えば、シクロオレフィンポリマー樹脂を用いることができるが、これに限らず低誘電率や低吸水性のある樹脂なら適用可能である。この誘電体の具体的な材料については、上記実施形態１で説明した通りである。
【００６８】
本実施形態において、導体膜２は、基板３１の表面上に表皮効果の影響を受けないように所定の厚さに形成されている。本実施形態では６０ＧＨｚの平面アンテナを想定しているので、導体膜２の厚さは、例えば、２μｍ程度と設定できる。導体材料については、上記実施形態１で説明した通りである。
【００６９】
以下に、本実施形態の平面アンテナの製造方法について図５を用いて説明する。図５には、平板基板３１を用いて、かつ紫外線照射量の異なる２種類の紫外線照射を実施して導体膜に対する密着力を制御した場合の例を示す。
【００７０】
まず、図５Ａに示すように、誘電体の平板基板３１と、最終的に得られるスロットパターン３９（後述の図５Ｆ）に対応する孔３２を有するマスク３３と、最終的に得られる給電用スロットパターン４０（後述の図５Ｆ）に対応する孔３４を有するマスク３５とを用意する。
【００７１】
次に、図５Ｂに示すように、最終的に形成されるスロットパターン３９と給電用スロットパターン４０の中心が合うように、マスク３３，３５を平板基板３１の両主面上に積層（密着）させる（マスク密着工程）。そして、得られた積層体の両主面側に強度な紫外線３６を照射する（基板密着力低下処理工程）。例えば、波長が１８５ｎｍの紫外線照射用ランプを用い、このランプと基板３１との距離を５ｃｍ離間させた状態で、照度が約１５ｍＷ／ｃｍ2の紫外線照射を５分間行う。これにより、強度な紫外線３６が照射された部分３７（後述の図５Ｃ）の導体膜に対する密着力は低下する。なお、紫外線を照射することによって基板表面と導体膜との密着力が低下または向上する理由については、上記実施形態２で説明した通りである。
【００７２】
その後、基板３１に密着しているマスク３３，３５を剥がすと、図５Ｃに示すように、強度な紫外線３６の照射により導体膜に対する密着力が低下した部分３７を有する基板３１が得られる。
【００７３】
次に、図５Ｄに示すように、導体膜に対する密着力が低下した部分３７以外の基板表面と導体膜との密着力を向上させる処理として、基板密着力低下処理工程で用いた紫外線照射用ランプを用いて適度な紫外線照射３８を行う（基板密着力向上処理工程）。ここでは、紫外線照射時間を２分間とした。これにより、導体膜に対する密着力が低下した部分３７以外の基板表面の導体膜に対する密着力を向上させることができる。
【００７４】
次に、図５Ｅに示すように、スパッタ法により、基板３１の表面全体に導体膜２を形成する（導体膜形成工程）。
【００７５】
しかし、図５Ｅに示す状態では、最終的に得られるスロットパターン３９（後述の図５Ｆ）及び給電用スロットパターン４０（後述の図５Ｆ）に対応する部分３７は導体膜２により被覆されているため、電気的なアンテナパターンは得られていない。そこで、電気的なアンテナパターンを得るために、密着力が低下した部分３７上の導体膜２を剥離する（導体膜除去工程）。導体膜の剥離方法としては、上記実施形態１で説明した、有機溶剤などによる超音波洗浄、粘着テープなどの接着力を用いて剥離する方法を用いることができる。
【００７６】
以上のプロセスを得て、図５Ｆに示したように、基板３１上の所定の領域に、導体膜２で被覆されないスロットパターン３９及び給電用スロットパターン４０を有するアンテナを得ることができる。なお、導体膜除去工程で導体膜の除去を行っても、基板密着力低下処理工程で生じた導体膜に対する密着力が低下した部分３７が残ることもあるが、電波特性に影響は無い。また、図５Ｆに示すアンテナを得た後、さらに導体膜２上に保護層としてＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの薄膜を形成しても良い。ただし、保護層としてはアンテナの電波特性に影響を及ぼさないものを使用する必要がある。
【００７７】
このように、本実施形態の平面アンテナの製造方法によれば、指向性が鋭く、良好な電波特性を有するアンテナを得ることができる。また、量産性にも優れるため、製造コストの削減をもたらすことができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、スロットアンテナを例として示したが、例えば、パッチアンテナではスロットパターンが導体膜として構成されるだけでその他において製造方法に変わりは無い。また、本発明の製造方法はアンテナに限らず、バンドパスフィルターなどにも適用できる。
【００７９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はその要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の平面アンテナは、ミリ波帯（周波数３０乃至３００ＧＨｚ、波長１乃至１０ｍｍの電波）に適した小型な平面アンテナである。特に、大容量で低コストな多様な無線システムに適用可能である。このようなアンテナは、例えば、自動車衝突防止用のレーダ、短距離通信システム、無線ＬＡＮ、及び家庭の屋内配線の無線化などに好適である。
【符号の説明】
【００８１】
１  凸部を有する誘電体の基板
２  導体膜
３  凸部のスロットパターン
４  凸部の給電用スロットパターン
５  導体被覆面
６、３１  誘電体の平板基板
７  スロットパターンに対応する凹部
８  スロットパターン用金型
９  給電用スロットパターンに対応する凹部
１０  給電用スロットパターン用金型
１１  熱ナノインプリント時の加圧方向
１２、２２、３２  スロットパターンに対応する孔
１３、２３、３３  マスク
１４、２４、３４  給電スロットパターンに対応する孔
１５、２５、３５  マスク
１６  顔料インク
１７  ガラス基板
１８  顔料インクが塗布された部分（密着力が低下した部分）
１９  逆スパッタによる表面処理
２０、２９  スロットパターン上の導体膜
２１、３０  給電用スロットパターン上の導体膜
２６、３６  紫外線照射
２７、３７  密着力が低下した部分
２８、３８  紫外線照射
３９  スロットパターン
４０  給電スロットパターン
１００  アンテナ
【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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