(57)【要約】【課題】テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化を可能にするアレイ導波管およびその製造方法を提供する。【解決手段】アレイ導波管１００においては、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３がＹ方向にそれぞれ延びるように形成される。また、複数のストライプ状樹脂絶縁層２と複数のストライプ状導電性接着剤層３とがＹ方向に交差するＸ方向に交互に並ぶように配置される。ＸＹ平面に交差するＺ方向において、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３が第１の導体層１０および第２の導体層２０により挟み込まれる。各樹脂絶縁層２が、２つの導電性接着剤層３、第１の導体層１０および第２の導体層２０により取り囲まれる。それにより、複数の樹脂絶縁層２により複数の導波路ＷＧがそれぞれ形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テラヘルツ帯域内の電磁波を伝送する複数の導波路を有するアレイ導波管であって、
第１の方向にそれぞれ延びるように形成されるとともに前記第１の方向に交差する第２の方向に間隔をおいて並ぶように配置される複数のストライプ状絶縁層と、
前記複数のストライプ状絶縁層間でそれぞれ前記第１の方向に延びるように形成される複数のストライプ状導体層と、
前記複数のストライプ状絶縁層および前記複数のストライプ状導体層を前記第１および第２の方向に交差する第３の方向において挟み込むように設けられる第１の導体層および第２の導体層とを備え、
前記複数のストライプ状絶縁層により前記複数の導波路がそれぞれ形成される、アレイ導波管。
【請求項２】
前記複数のストライプ状絶縁層は、多孔質材料により形成される、請求項１記載のアレイ導波管。
【請求項３】
前記複数のストライプ状絶縁層は、樹脂により形成される、請求項１または２記載のアレイ導波管。
【請求項４】
前記複数のストライプ状絶縁層のうち少なくとも一のストライプ状絶縁層は、他のストライプ状絶縁層と異なる幅を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアレイ導波管。
【請求項５】
テラヘルツ帯域内の電磁波を伝送する複数の導波路を有するアレイ導波管の製造方法であって、
複数のシート状絶縁層と複数のシート状導体層とを交互に積層することにより積層体を形成するステップと、
前記積層体を前記複数のシート状絶縁層および前記複数のシート状導体層に交差する方向に切り取ることにより、予め定められた厚みを有するとともに複数のストライプ状絶縁層と複数のストライプ状導体層とを交互に含む導波路形成層を形成するステップと、
前記複数のストライプ状絶縁層および前記複数のストライプ状導体層を厚み方向において挟みこむように前記導波路形成層の第１の面上および第２の面上にそれぞれ第１の導体層および第２の導体層を形成するステップとを備え、
前記複数のストライプ状絶縁層により前記複数の導波路がそれぞれ形成される、アレイ導波管の製造方法。
【請求項６】
各シート状導体層は、導電性接着剤層を含む、請求項５記載のアレイ導波管の製造方法。
【請求項７】
前記積層体は、前記複数のシート状絶縁層および前記複数のシート状導体層に交差する軸に平行に延びる外周部を有し、
前記導波路形成層を形成するステップは、前記積層体の前記外周部を前記予め定められた厚みで切り取ることにより前記導波路形成層を形成することを含む、請求項５または６記載のアレイ導波管の製造方法。
【請求項８】
前記導波路形成層を形成するステップは、前記積層体を前記軸の周りで回転させつつ、前記積層体の前記外周部を前記予め定められた厚みで切り取ることにより前記導波路形成層を形成することを含む、請求項７記載のアレイ導波管の製造方法。
【請求項９】
前記複数のストライプ状絶縁層は、多孔質材料により形成される、請求項５〜８のいずれか一項に記載のアレイ導波管の製造方法。
【請求項１０】
前記複数のストライプ状絶縁層は、樹脂により形成される、請求項５〜９のいずれか一項に記載のアレイ導波管の製造方法。
【請求項１１】
前記複数のストライプ状絶縁層のうち少なくとも一のストライプ状絶縁層は、他のストライプ状絶縁層と異なる幅を有する、請求項５〜１０のいずれか一項に記載のアレイ導波管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テラヘルツ帯域、例えば０．０５ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数の電磁波を伝送するアレイ導波管およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
テラヘルツ帯域の電磁波を用いたテラヘルツ通信は、短距離超高速通信、および非圧縮・無遅延の超高精細映像伝送等の種々の用途への応用が期待されている。一般的な導波管は、矩形の断面を有する金属管からなる。
【０００３】
特許文献１には、マイクロ波またはミリ波の電気信号を伝送する導波管が記載されている。特許文献１に記載された導波管は、可撓性を有しかつ断面形状が楕円形である誘電体棒の表面に金属テープを螺旋状に巻き付けることにより構成される。あるいは、特許文献１に記載された導波管は、上記の誘電体棒の表面に電気めっき層が形成されることにより構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９５６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
テラヘルツ帯域の電磁波を伝送するためには、導波管の断面の寸法を１ｍｍ以下と極めて小さくする必要がある。そのため、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送する導波管を金属管により作製することは困難である。
【０００６】
また、電磁波を用いたシステムが高機能化すると、複数の導波路を有する伝送回路が必要となる。このような伝送回路を、特許文献１に記載された製造方法で製造された複数の導波管を用いて作製する場合、伝送回路の高密度化および高集積化が難しい。
【０００７】
本発明の目的は、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化を可能にするアレイ導波管およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）第１の発明に係るアレイ導波管は、テラヘルツ帯域内の電磁波を伝送する複数の導波路を有するアレイ導波管であって、第１の方向にそれぞれ延びるように形成されるとともに第１の方向に交差する第２の方向に間隔をおいて並ぶように配置される複数のストライプ状絶縁層と、複数のストライプ状絶縁層間でそれぞれ第１の方向に延びるように形成される複数のストライプ状導体層と、複数のストライプ状絶縁層および複数のストライプ状導体層を第１および第２の方向に交差する第３の方向において挟み込むように設けられる第１の導体層および第２の導体層とを備え、複数のストライプ状絶縁層により複数の導波路がそれぞれ形成される。
【０００９】
そのアレイ導波管においては、複数のストライプ状絶縁層および複数のストライプ状導体層が第１の方向にそれぞれ延びるように形成される。また、複数のストライプ状導体層と複数のストライプ状絶縁層とが第２の方向に交互に並ぶように配置される。複数のストライプ状絶縁層および複数のストライプ状導体層が第１の導体層および第２の導体層により挟み込まれることにより、各ストライプ状絶縁層が、２つのストライプ状導体層、第１の導体層および第２の導体層により取り囲まれる。それにより、複数のストライプ状絶縁層により複数の導波路がそれぞれ形成される。
【００１０】
この場合、複数のストライプ状絶縁層の断面の寸法を容易に小さくすることができるので、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な複数の導波路を容易に作製することができる。
【００１１】
また、複数の導波路はストライプ状導体層を挟んで隣り合うように形成される。したがって、複数の導波路を有する伝送回路の作製時に、伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。その結果、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。
【００１２】
（２）複数のストライプ状絶縁層は、多孔質材料により形成されてもよい。
【００１３】
この場合、多孔質材料の誘電率は非多孔質材料の誘電率に比べて低いので誘電損失を低減することができる。したがって、各導波路の伝送効率が向上する。
【００１４】
（３）複数のストライプ状絶縁層は、樹脂により形成されてもよい。
【００１５】
この場合、複数の導波路の各々にフレキシブル性を付与することができる。
【００１６】
（４）複数のストライプ状絶縁層のうち少なくとも一のストライプ状絶縁層は、他のストライプ状絶縁層と異なる幅を有してもよい。
【００１７】
この場合、複数の導波路により異なる周波数を有する電磁波を伝送することができる。
【００１８】
（５）第２の発明に係るアレイ導波管の製造方法は、テラヘルツ帯域内の電磁波を伝送する複数の導波路を有するアレイ導波管の製造方法であって、複数のシート状絶縁層と複数のシート状導体層とを交互に積層することにより積層体を形成するステップと、積層体を複数のシート状絶縁層および複数のシート状導体層に交差する方向に切り取ることにより、予め定められた厚みを有するとともに複数のストライプ状絶縁層と複数のストライプ状導体層とを交互に含む導波路形成層を形成するステップと、複数のストライプ状絶縁層および複数のストライプ状導体層を厚み方向において挟みこむように導波路形成層の第１の面上および第２の面上にそれぞれ第１の導体層および第２の導体層を形成するステップとを備え、複数のストライプ状絶縁層により複数の導波路がそれぞれ形成される。
【００１９】
そのアレイ導波管の製造方法においては、複数のシート状絶縁層と複数のシート状導体層とが交互に積層されることにより積層体が形成される。その積層体が複数のシート状絶縁層および複数のシート状導体層に交差する方向に切り取られる。それにより、複数のストライプ状絶縁層と複数のストライプ状導体層とを交互に含む導波路形成層が容易に形成される。
【００２０】
したがって、複数のシート状絶縁層の厚みおよび導波路形成層の厚みを調整することにより、複数のストライプ状絶縁層の断面の寸法を容易に小さくすることができる。
【００２１】
複数のストライプ状絶縁層および複数のストライプ状導体層が、厚み方向において第１の導体層および第２の導体層により挟み込まれることにより、各ストライプ状絶縁層が、２つのストライプ状導体層、第１の導体層および第２の導体層により取り囲まれる。それにより、複数のストライプ状絶縁層により複数の導波路がそれぞれ形成される。
【００２２】
この場合、複数のストライプ状絶縁層の断面の寸法を容易に小さくすることができるので、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な複数の導波路を容易に作製することができる。
【００２３】
また、複数の導波路はストライプ状導体層を挟んで隣り合うように形成される。したがって、複数の導波路を有する伝送回路の作製時に、伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。その結果、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。
【００２４】
（６）各シート状導体層は、導電性接着剤層を含んでもよい。
【００２５】
この場合、複数の絶縁層が複数の導電性接着剤層により接着される。したがって、積層体を容易に形成することができる。
【００２６】
（７）積層体は、複数のシート状絶縁層および複数のシート状導体層に交差する軸に平行に延びる外周部を有し、導波路形成層を形成するステップは、積層体の外周部を予め定められた厚みで切り取ることにより導波路形成層を形成することを含んでもよい。
【００２７】
この場合、積層体の外周部が予め定められた厚みで切り取られることにより導波路形成層が容易に形成される。
【００２８】
（８）導波路形成層を形成するステップは、積層体を軸の周りで回転させつつ、積層体の外周部を予め定められた厚みで切り取ることにより導波路形成層を形成することを含んでもよい。
【００２９】
この場合、導波路形成層を連続的に形成することができる。したがって、アレイ導波管の製造効率が向上する。
【００３０】
（９）複数のストライプ状絶縁層は、多孔質材料により形成されてもよい。
【００３１】
この場合、多孔質材料の誘電率は非多孔質材料の誘電率に比べて低いので誘電損失を低減することができる。したがって、各導波路の伝送効率が向上する。
【００３２】
（１０）複数のストライプ状絶縁層は、樹脂により形成されてもよい。
【００３３】
この場合、複数の導波路の各々にフレキシブル性を付与することができる。
【００３４】
（１１）複数のストライプ状絶縁層のうち少なくとも一のストライプ状絶縁層は、他のストライプ状絶縁層と異なる幅を有してもよい。
【００３５】
この場合、複数の導波路により異なる周波数を有する電磁波を伝送することができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るアレイ導波管の概略構成を示す模式的平面図である。
【図２】図１のアレイ導波管の平面図である。
【図３】図２の導波管のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のアレイ導波管の製造工程を説明するための図である。
【図５】図１のアレイ導波管の製造工程を説明するための図である。
【図６】図１のアレイ導波管の製造工程を説明するための図である。
【図７】図１のアレイ導波管の製造工程を説明するための図である。
【図８】互いに異なる幅を有する２種類のストライプ状樹脂絶縁層を含むアレイ導波管の一例を示す図である。
【図９】矩形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層が積層された直方体状積層体の切削加工方法を示す図である。
【図１０】実施例１〜４の導波管を示す模式図である。
【図１１】実施例１〜３におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】実施例４および比較例におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１３】２００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下の周波数帯域における実施例１〜４および比較例のシミュレーション結果をより詳細に比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るアレイ導波管およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、０．０５ＴＨｚ以上１０ＴＨｚ以下の周波数帯域をテラヘルツ帯域と呼ぶ。本実施の形態に係るアレイ導波管は、テラヘルツ帯域内の少なくとも特定の周波数を有する電磁波の伝送が可能である。
【００３９】
（１）アレイ導波管の構成
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るアレイ導波管の概略構成を示す模式的平面図である。図２は、図１のアレイ導波管の平面図である。図３は、図２の導波管のＡ−Ａ線断面図である。
【００４０】
図１〜図３に示すように、アレイ導波管１００は、導波路形成層１、第１の導体層１０および第２の導体層２０を含む。導波路形成層１を挟み込むように、導波路形成層１の一面および他面にそれぞれ第１の導体層１０および第２の導体層２０が設けられる。
【００４１】
ここで、導波路形成層１の一面および他面に平行でかつ互いに直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向と定義する。また、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向をＺ方向と定義する。
【００４２】
導波路形成層１は、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３により構成される。導波路形成層１においては、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３がそれぞれＹ方向に延びるように形成されている。また、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３は、第１の導体層１０と第２の導体層２０との間でＸ方向に交互に並ぶように配置されている。
【００４３】
図２および図３に示すように、本実施の形態に係るアレイ導波管１００においては、複数（本例では８つ）の導波路ＷＧがＸ方向に並ぶ。各導波路ＷＧは、導波路形成層１の各ストライプ状樹脂絶縁層２が第１の導体層１０、第２の導体層２０および２つのストライプ状導電性接着剤層３により取り囲まれることにより形成される。各導波路ＷＧは、矩形の断面を有するとともにＹ方向に延びている。
【００４４】
図１〜図３のアレイ導波管１００において、各導波路ＷＧのＺ方向の長さ（厚み）Ｄ３は、３０μｍ以上５．７ｍｍ以下である。また、各導波路ＷＧのＸ方向の長さ（幅）Ｄ１は、長さ（厚み）Ｄ３の１／２の値以上で長さ（厚み）Ｄ３と等しい値以下である。なお、各導波路ＷＧのＸ方向の長さ（幅）Ｄ１が３０μｍ以上５．７ｍｍ以下に設定され、各導波路ＷＧのＺ方向の長さ（厚み）Ｄ３が長さ（幅）Ｄ１の１／２の値以上で長さ（幅）Ｄ１と等しい値以下に設定されてもよい。
【００４５】
（２）アレイ導波管の製造方法
図１〜図３のアレイ導波管１００の製造工程について説明する。図４〜図７は、図１のアレイ導波管１００の製造工程を説明するための図である。本実施の形態に係るアレイ導波管１００の作製時には、図４（ａ）に示すように、最初に円形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを用意する。
【００４６】
図４（ａ）の例では、長尺状の絶縁性の樹脂フィルムが巻回された第１のロールＲ１を用意し、用意された第１のロールＲ１から樹脂フィルムを繰り出しつつ繰り出された樹脂フィルムを第２のロールＲ２に巻き取る。このとき、第１のロールＲ１と第２のロールＲ２との間で、第１のロールＲ１から繰り出された樹脂フィルムに円形状のパンチＰＵを用いてパンチング加工を施す。それにより、円形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを得ることができる。
【００４７】
複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを作製するための樹脂フィルムとしては、例えば多孔質性のｅＰＴＦＥ（延伸ポリテトラフルオロエチレン）フィルムが用いられる。
【００４８】
各シート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みは、３０μｍ以上５．７ｍｍ以下である。なお、シート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みは、作製される導波管１００により伝送される電磁波の周波数帯域に応じて設定される。
【００４９】
複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを作製するための樹脂フィルムとしては、多孔質性のｅＰＴＦＥフィルムに代えて、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシまたはポリテトラフルオロエチレン等の絶縁材料により形成された多孔質性の樹脂フィルムを用いることができる。
【００５０】
また、上記の樹脂フィルムとしては、多孔質性の樹脂フィルムに代えて、非多孔質性の樹脂フィルムを用いてもよい。この場合、非多孔質性の樹脂フィルムは、ｅＰＴＦＥ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシまたはポリテトラフルオロエチレン等のいずれかの絶縁材料により形成されてもよい。
【００５１】
続いて、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の工程で用意された複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓの各々の一面上にシート状導電性接着剤層３Ｓを形成する。また、本例では、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓのうち一部のシート状樹脂絶縁層２Ｓの他面にもシート状導電性接着剤層３Ｓを形成する。各シート状導電性接着剤層３Ｓの厚みは、０．２μｍ以上１０００μｍ以下であり、例えば２５μｍ程度であることが好ましい。
【００５２】
その後、図５（ａ）に示すように、予め定められた数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより円柱状の積層体（以下、円柱状積層体と呼ぶ。）ＬＰを作製する。具体的には、両面にシート状導電性接着剤層３Ｓが形成されたシート状樹脂絶縁層２Ｓ上に、一面にのみシート状導電性接着剤層３Ｓが形成された複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層する。
【００５３】
図５（ｂ）に図５（ａ）の円柱状積層体ＬＰの一部切り欠き断面図が示される。図５（ｂ）に示されるように、本例の円柱状積層体ＬＰにおいては、各シート状樹脂絶縁層２Ｓがシート状導電性接着剤層３Ｓにより挟み込まれた状態で積層されている。また、円柱状積層体ＬＰの一端（最上面）および他端（最下面）にシート状導電性接着剤層３Ｓが設けられる。
【００５４】
次に、図６に示すように、円柱状積層体ＬＰの軸ＣＣの周りで回転可能となるように、円柱状積層体ＬＰを保持する。また、円柱状積層体ＬＰの外周面に当接するように、切削部材３００を配置する。本例の切削部材３００の先端は、円柱状積層体ＬＰの軸ＣＣ方向に平行に延びるように形成されている。切削部材３００の長さは、円柱状積層体ＬＰの長さよりもよりも長い。
【００５５】
切削部材３００が円柱状積層体ＬＰの外周面に当接する状態で、円柱状積層体ＬＰを一方向に回転させる。それにより、円柱状積層体ＬＰの外周部の一部が、切削部材３００により円柱状積層体ＬＰの周方向に切り取られる。このとき、円柱状積層体ＬＰの回転に伴って、円柱状積層体ＬＰの外周面から一定の厚みの層が切り取られるように切削部材３００の先端の位置が調整される。
【００５６】
図７（ａ）には、図６の矢印Ｐ１で示される部分の導波路形成層１の断面図が示される。上記のようにして、図７（ａ）に示すように、複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３からなる導波路形成層１が連続的に形成される。
【００５７】
図６に示すように、切削部材３００により切り取られた帯状の導波路形成層１を第３のロールＲ３に巻き取る。このとき、切削部材３００と第３のロールＲ３との間で、形成された導波路形成層１の一面上に導体層形成装置４１０により第１の導体層１０を形成する。同様に、切削部材３００と第３のロールＲ３との間で、形成された導波路形成層１の他面上に導体層形成装置４２０により第２の導体層２０を形成する。
【００５８】
図７（ｂ）には、図６の矢印Ｐ２で示される部分のアレイ導波管１００の断面図が示される。図７（ｂ）に示すように、Ｚ方向（導波路形成層１の厚み方向）において、導波路形成層１が第１の導体層１０と第２の導体層２０とで挟み込まれる。それにより、帯状のアレイ導波管１００が形成される。
【００５９】
第１の導体層１０および第２の導体層２０は、例えば銅により形成される。第１の導体層１０および第２の導体層２０の各々の厚みは、２００ｎｍ以上１０００μｍ以下であり、２００ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。第１の導体層１０および第２の導体層２０の各々の厚みは、例えば５０μｍである。
【００６０】
第１の導体層１０および第２の導体層２０は、銅に代えて、アルミニウム、金または銀等の他の金属により形成されてもよいし、銅、アルミニウム、金または銀等を含む合金により形成されてもよい。また、第１の導体層１０および第２の導体層２０は、銅に代えて、導電性を有する樹脂材料により形成されてもよい。
【００６１】
本実施の形態では、図６の導体層形成装置４１０，４２０として、スパッタ装置が用いられる。それにより、導波路形成層１の一面および他面に、スパッタリングにより銅からなる第１の導体層１０および第２の導体層２０が形成される。
【００６２】
上記の例に限らず、図６の導体層形成装置４１０，４２０としては、スパッタ装置に代えて、導波路形成層１の一面および他面に導体層を形成することが可能な装置を用いることができる。例えば、図６の導体層形成装置４１０，４２０としては、スパッタ装置に代えて、無電解めっき装置を用いてもよいし、スパッタ装置および電解めっき装置を組み合わせて用いてもよい。
【００６３】
上記のようにして作製されるアレイ導波管１００を第３のロールＲ３に巻き取る。その後、設計寸法に基づいて帯状のアレイ導波管１００を所望の寸法で切断する。それにより、図１〜図３のアレイ導波管１００が得られる。
【００６４】
伝送される電磁波の周波数帯域が２２０ＧＨｚ以上３３０ＧＨｚ以下のテラヘルツ帯域である場合には、各シート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みが例えば４３２μｍに設定され、図６の工程で作製される導波路形成層１の厚みが例えば８６４μｍに設定される。この場合、各導波路ＷＧのＸ方向の長さ（幅）Ｄ１（図１）およびＺ方向の長さ（厚み）Ｄ３（図１）は、それぞれ４３２μｍおよび８６４μｍとなる。
【００６５】
（３）効果
上記のように、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓと複数のシート状導電性接着剤層３Ｓとが交互に積層されることにより円柱状積層体ＬＰが形成される。その円柱状積層体ＬＰの外周部が周方向に切り取られる。それにより、複数のストライプ状樹脂絶縁層２と複数のストライプ状導電性接着剤層３とを交互に含む導波路形成層１が容易に形成される。
【００６６】
この場合、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みおよび導波路形成層１の厚みを調整することにより、複数のストライプ状樹脂絶縁層２の断面の寸法を容易に小さくすることができる。
【００６７】
複数のストライプ状樹脂絶縁層２および複数のストライプ状導電性接着剤層３が、厚み方向において第１の導体層１０および第２の導体層２０により挟み込まれることにより、各ストライプ状樹脂絶縁層２が、２つのストライプ状導電性接着剤層３、第１の導体層１０および第２の導体層２０により取り囲まれる。それにより、複数のストライプ状樹脂絶縁層２により複数の導波路ＷＧがそれぞれ形成される。
【００６８】
この場合、複数のストライプ状樹脂絶縁層２の断面の寸法を容易に小さくすることができるので、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な複数の導波路ＷＧを容易に作製することができる。
【００６９】
また、複数の導波路ＷＧはストライプ状導電性接着剤層３を挟んで隣り合うように形成される。したがって、複数の導波路ＷＧを有する伝送回路の作製時に、伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。その結果、テラヘルツ帯域の電磁波を伝送可能な伝送回路の高密度化および高集積化が可能となる。
【００７０】
上記のように、複数のストライプ状樹脂絶縁層２を作製するための複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓとして例えば多孔質性の樹脂フィルムが用いられる。この場合、多孔質材料の誘電率は非多孔質材料の誘電率に比べて低いので、誘電損失を低減することができる。したがって、アレイ導波管１００を構成する各導波管の伝送効率が向上する。
【００７１】
上記のように、本実施の形態では、アレイ導波管１００の各導波路ＷＧが複数のストライプ状樹脂絶縁層２により形成される。それにより、複数の導波路ＷＧはフレキシブル性を有する。
【００７２】
上記の例では、円柱状積層体ＬＰの外周面に当接するように切削部材３００を配置し、円柱状積層体ＬＰを回転させて円柱状積層体ＬＰの外周部を切削加工することにより、導波路形成層１が容易に形成される。したがって、アレイ導波管１００の製造効率が向上する。
【００７３】
（４）他の実施の形態
（４−１）上記の実施の形態では、図５（ａ）の工程で、同じ厚みを有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより円柱状積層体ＬＰが作製される。これに限らず、円柱状積層体ＬＰにおいては、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓのうちの少なくとも一のシート状樹脂絶縁層２Ｓが他のシート状樹脂絶縁層２Ｓと異なる厚みを有してもよい。
【００７４】
例えば、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓとして厚みが異なる２種類のシート状樹脂絶縁層２Ｓを用意し、これらのシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより円柱状積層体ＬＰを形成する。この場合、円柱状積層体ＬＰを切削加工することにより得られる導波路形成層１においては、一方のシート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みに等しい幅を有するストライプ状樹脂絶縁層２と、他方のシート状樹脂絶縁層２Ｓの厚みに等しい幅を有するストライプ状樹脂絶縁層２とが形成される。
【００７５】
それにより、アレイ導波管１００においては、互いに異なる寸法を有する複数種類の導波路ＷＧを容易に形成することができる。したがって、複数種類の導波路ＷＧにより異なる周波数を有する電磁波を伝送することができる。
【００７６】
図８は、互いに異なる幅を有する２種類のストライプ状樹脂絶縁層２を含むアレイ導波管１００の一例を示す図である。図８の断面図は、図３のＡ−Ａ線断面図に相当する。図８に示すように、本例のアレイ導波管１００においては、互いに異なる幅を有する２種類のストライプ状樹脂絶縁層２がストライプ状導電性接着剤層３を挟んでＸ方向に交互に並ぶ。
【００７７】
この場合、大きい断面積を有する一方の導波路ＷＧに低い周波数の電磁波を伝送させることができる。また、小さい断面積を有する他方の導波路ＷＧに高い周波数の電磁波を伝送させることができる。
【００７８】
（４−２）上記の実施の形態では、図５（ａ）の工程で、円形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより円柱状積層体ＬＰが作製される。これに限らず、図５（ａ）の工程で、矩形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより直方体状積層体を作製してもよい。
【００７９】
図９は、矩形状を有する複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓが積層された直方体状積層体の切削加工方法を示す図である。本例では、図９に示すように、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓおよび複数のシート状導電性接着剤層３Ｓに交差する方向に直方体状積層体ＬＬＰを切り取ることにより、導波路形成層１を形成することができる。
【００８０】
（４−３）上記の実施の形態では、図５（ａ）の工程で、一種類の材料（例えば、多孔質性のｅＰＴＦＥフィルム）により形成された複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓが積層され、円柱状積層体ＬＰが作製される。これに限らず、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓのうちの少なくとも一のストライプ状樹脂絶縁層２を、他のシート状樹脂絶縁層２Ｓとは異なる材料により形成してもよい。
【００８１】
例えば、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓとして誘電率が互いに異なる複数種類のシート状樹脂絶縁層２Ｓを用意し、これらのシート状樹脂絶縁層２Ｓを積層することにより円柱状積層体ＬＰを形成する。この場合、円柱状積層体ＬＰを切削加工することにより得られる導波路形成層１においては、互いに異なる誘電率を有する複数種類のストライプ状樹脂絶縁層２が形成される。
【００８２】
誘電率が互いに異なる複数種類のシート状樹脂絶縁層２Ｓとして、例えば低い誘電率を有する多孔質性のシート状樹脂絶縁層２Ｓと高い誘電率を有する非多孔質性のシート状樹脂絶縁層２Ｓとを用いることができる。この場合、作製されるアレイ導波管１００においては、伝送効率の高い導波路ＷＧと伝送効率の低い導波路ＷＧとが形成される。それにより、アレイ導波管１００の複数の導波路ＷＧの伝送効率を容易に調整することができる。
【００８３】
（５）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００８４】
上記実施の形態においては、複数の導波路ＷＧが複数の導波路の例であり、Ｙ方向が第１の方向の例であり、Ｘ方向が第２の方向の例であり、Ｚ方向が第３の方向の例であり、複数のストライプ状樹脂絶縁層２が複数のストライプ状絶縁層の例であり、複数のストライプ状導電性接着剤層３が複数のストライプ状導体層の例であり、第１の導体層１０が第１の導体層の例であり、第２の導体層２０が第２の導体層の例であり、アレイ導波管１００がアレイ導波管の例である。
【００８５】
また、複数のシート状樹脂絶縁層２Ｓが複数のシート状絶縁層の例であり、複数のシート状導電性接着剤層３Ｓが複数のシート状導体層の例であり、導波路形成層１が導波路形成層の例であり、円柱状積層体ＬＰおよび直方体状積層体ＬＬＰが積層体の例であり、導波路形成層１の上面が導波路形成層の第１の面の例であり、導波路形成層１の下面が導波路形成層の第２の面の例である。
【００８６】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【００８７】
（６）実施例
種々の誘電率および種々の誘電正接を有するストライプ状樹脂絶縁層２を含む導波管についての電磁波の伝送効率をシミュレーションにより解析した。図１０は、実施例１〜４の導波管を示す模式図である。図１０（ａ）は導波管の斜視図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の導波管の端面図を示す。
【００８８】
図１０（ａ），（ｂ）に示すように、実施例１〜４の導波管は、上記の実施の形態のアレイ導波管１００から１つの導波路ＷＧの部分を切り取った構成を有する。具体的には、実施例１〜４の導波管においては、Ｙ方向に延びるように断面矩形のストライプ状樹脂絶縁層２が形成される。また、Ｘ方向においてストライプ状樹脂絶縁層２を挟み込むように、一対のストライプ状導電性接着剤層３が形成される。さらに、ストライプ状樹脂絶縁層２および一対のストライプ状導電性接着剤層３をＺ方向において挟み込むように、第１の導体層１０および第２の導体層２０が形成される。
【００８９】
図１０の導波管においては、ストライプ状樹脂絶縁層２が第１の導体層１０、第２の導体層２０および一対のストライプ状導電性接着剤層３により取り囲まれることにより導波路ＷＧが形成される。
【００９０】
導波路ＷＧ（ストライプ状樹脂絶縁層２）のＸ方向の長さ（幅）Ｄ１を４３２μｍとし、導波路ＷＧ（ストライプ状樹脂絶縁層２）のＹ方向の長さ（奥行き）Ｄ２を１０００μｍとし、導波路ＷＧ（ストライプ状樹脂絶縁層２）のＺ方向の長さ（厚み）Ｄ３を８６４μｍとした。各ストライプ状導電性接着剤層３のＸ方向の長さ（幅）Ｄ４を１６μｍとし、第１の導体層１０および第２の導体層２０の各々のＺ方向の長さ（厚み）Ｄ５を１６μｍとした。
【００９１】
実施例１〜４においては、ストライプ状導電性接着剤層３の材料として銀の粒子を含む接着剤を用い、第１の導体層１０および第２の導体層２０の材料として銅を用いるものとする。
【００９２】
また、実施例１では、ストライプ状樹脂絶縁層２として誘電率および誘電正接がそれぞれ１．２および０．００１である多孔質性のポリイミドを用いるものとする。実施例２では、ストライプ状樹脂絶縁層２として誘電率および誘電正接がそれぞれ１．２および０．０１である多孔質性のポリイミドを用いるものとする。実施例３では、ストライプ状樹脂絶縁層２として誘電率および誘電正接がそれぞれ１．２および０．０００１である多孔質性のポリイミドを用いるものとする。実施例４では、ストライプ状樹脂絶縁層２として誘電率および誘電正接がそれぞれ３．５および０．００１である非多孔質性のポリイミドを用いるものとする。
【００９３】
比較例の導波管は、ストライプ状樹脂絶縁層２を用いず、第１の導体層１０、第２の導体層２０および２つのストライプ状導電性接着剤層３を一体的に形成した点を除き実施例１〜４の導波管と同様の構成および寸法を有する。比較例の導波管は、矩形の断面を有する筒体であり、金属導波管をシミュレーション上で小型にした構成を有する。
【００９４】
実施例１〜４および比較例の導波管を１００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下のテラヘルツ帯域の電磁波が伝送するときの電力の伝送特性を表わすＳ２１（透過係数）をシミュレーションにより評価した。図１１および図１２は、実施例１〜４および比較例におけるシミュレーション結果を示す図である。
【００９５】
図１１（ａ）に実施例１のシミュレーション結果が示され、図１１（ｂ）に実施例２のシミュレーション結果が示され、図１１（ｃ）に実施例３のシミュレーション結果が示される。また、図１２（ａ）に実施例４のシミュレーション結果が示され、図１２（ｂ）に比較例のシミュレーション結果が示される。
【００９６】
図１１（ａ）〜（ｃ）および図１２（ａ），（ｂ）の縦軸は電磁波の伝送特性Ｓ２１［ｄＢ］を示し、横軸は電磁波の周波数［ＧＨｚ］を示す。図１１（ａ）においては、実施例１についてのシミュレーション結果を太い一点鎖線で示す。図１１（ｂ）においては、実施例２についてのシミュレーション結果を太い二点鎖線で示す。図１１（ｃ）においては、実施例３についてのシミュレーション結果を太い破線で示す。図１２（ａ）においては、実施例４についてのシミュレーション結果を太い点線で示す。図１２（ｂ）においては、比較例についてのシミュレーション結果を太い実線で示す。
【００９７】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、実施例１〜３の導波管については、周波数が１００ＧＨｚから１６０ＧＨｚにかけて伝送特性Ｓ２１が−２６ｄＢ付近から０に指数的に近づいた。また、１６０ＧＨｚより大きく４００ＧＨｚ以下の周波数帯域では、伝送特性Ｓ２１がほぼ０となった。
【００９８】
図１２（ａ）に示すように、実施例４の導波管については、１００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下の周波数帯域で、周波数がほぼ０で一定に維持された。図１２（ｂ）に示すように、比較例の導波管については、周波数が１００ＧＨｚから１６０ＧＨｚにかけて伝送特性Ｓ２１が−２６ｄＢ付近から０に指数的に近づいた。また、１６０ＧＨｚより大きく４００ＧＨｚ以下の周波数帯域では、伝送特性Ｓ２１がほぼ０となった。
【００９９】
実施例１〜４と比較例との比較結果から、実施例１〜４の導波管は比較例の導波管と同様に、テラヘルツ帯域の電磁波をほとんど減衰させずに伝送する機能を有することが確認された。
【０１００】
図１３は、２００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下の周波数帯域における実施例１〜４および比較例のシミュレーション結果をより詳細に比較したグラフである。図１３の縦軸は電磁波の伝送特性Ｓ２１［ｄＢ］を示す。図１３の縦軸により示される伝送特性Ｓ２１の範囲は、−１．０［ｄＢ］以上０．０［ｄＢ］以下の範囲である。また、図１３の横軸は電磁波の周波数［ＧＨｚ］を示す。
【０１０１】
図１３においては、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４および比較例についてのシミュレーション結果を、それぞれ太い一点鎖線、太い二点鎖線、太い破線、太い点線および太い実線で示す。
【０１０２】
図１３に示すように、実施例３および比較例の導波管については、２００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下の周波数帯域で、伝送特性Ｓ２１がほぼ０ｄＢであった。実施例１の導波管については、２００ＧＨｚ以上４００ＧＨｚ以下の周波数帯域で、伝送特性Ｓ２１がほぼ−０．０３ｄＢであった。
【０１０３】
実施例２の導波管については、２００ＧＨｚから４００ＧＨｚにかけて伝送特性Ｓ２１が約−０．３ｄＢから約−０．４３ｄＢまで変化した。実施例４の導波管については、２００ＧＨｚから４００ＧＨｚにかけて伝送特性Ｓ２１が約−０．３ｄＢから約−０．５５ｄＢまで変化した。
【０１０４】
これらの結果、導波管においては、ストライプ状樹脂絶縁層２としてより誘電率が低い材料を用いることにより、導波管の伝送効率を向上させることが可能になることが明らかとなった。
【０１０５】
また、導波管においては、誘電率が一定である場合、ストライプ状樹脂絶縁層２としてより誘電正接が低い材料を用いることにより、導波管の伝送効率をより向上させることが可能になることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、テラヘルツ帯域の周波数を有する電磁波の伝送に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１  導波路形成層
２  ストライプ状樹脂絶縁層
２Ｓ  シート状樹脂絶縁層
３  ストライプ状導電性接着剤層
３Ｓ  シート状導電性接着剤層
１０  第１の導体層
２０  第２の導体層
１００  アレイ導波管
３００  切削部材
４１０，４２０  導体層形成装置
ＣＣ  軸
ＬＰ  円柱状積層体
ＬＬＰ  直方体状積層体
ＰＵ  パンチ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  ロール
ＷＧ  導波路
【図１】
2015188144.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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