(57)【要約】【課題】  酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とし焼結して形成されたセラミック基材の表面に薄膜状のアンテナを配置した時、アンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制し、効率に優れた小型のアンテナ装置を提供することを可能とする。【解決手段】  本発明では、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とし焼結して形成されたセラミック基材の表面に単一成分のセラミック材料からなる平滑層が形成される。平滑層の表面に存在する凸部の最大高さと凹部の最大深さとの差が１μｍ以下か、またはアンテナの膜厚よりも小さく、該平滑層の表面に電波を送受信する薄膜状のアンテナを形成する。【選択図】  図１
2005286891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化アルミニウムを主成分とし焼結して形成された基材と、
該基材の表面に形成された平滑層と、
該平滑層の表面に形成された電波を送受信する薄膜状のアンテナと、
から構成されたアンテナ装置であって、
前記平滑層は脆性材料を主成分とする多結晶構造物で構成され、結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、前記平滑層はＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１規定の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下であり、且つ最大高さ粗さＲｚが０．１μｍ以下を示していることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記平滑層は酸化アルミニウムにて形成されたことを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記平滑層は前記基材の表面の全面に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記平滑層は前記基材の表面の一部に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ装置。
【請求項５】
請求項１記載のアンテナ装置の製造方法であって、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材の表面に向けて噴射して衝突させることにより、前記脆性材料の微粒子の構成材料からなる平滑層を、前記基材の表面に密着させて形成するアンテナ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体や物体の非測定物を検知するアンテナ装置に関する発明である。 
【背景技術】
【０００２】
近年、周波数の高い電波が樹脂材料やセラミック材料を透過する性質を利用し、誘電体からなる基材表面に、高周波信号を電波として前方へ放射するための送信アンテナと、送信アンテナから放射された電波が被測定物に到達し被測定物から反射して戻ってきた電波を受信する受信アンテナと、が形成されたアンテナ装置を、筐体の外部に露出しない筐体裏側部分に隠蔽し、且つ送信アンテナから放射される電波が人体や物体等の被測定物に向かうよう送信アンテナおよび受信アンテナを筐体の裏側表面に設置している。
そして、発振回路から伝播された高周波信号を送信アンテナから電波として前方に放射し、被測定物から反射して戻ってきた電波を受信アンテナにて受信し、受信アンテナから伝播された高周波信号をミキサー回路にて変復調操作を行い低周波信号に変換し、その発振状態により人体や物体の有無を検知できることが提案されている。
（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、高周波信号を伝播する際の伝送損失を少なくしたい場合、誘電正接が比較的小さい基材の表面にアンテナを形成することが好ましい。
誘電正接が比較的小さい基材とは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）またはシリカ（ＳｉＯ２）を主成分とし焼結して形成されたセラミック基材やフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂から形成された樹脂基材が挙げられるが、特に高周波信号が５ＧＨｚを超えると、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成されたＡｌ２Ｏ３基材やフッ素系樹脂基材が好ましい。
そして、伝播する高周波信号の周波数が高くなるほど高次モードの発生を除去するため基材の厚みを薄くする必要が生じるが、フッ素系樹脂基材はＡｌ２Ｏ３基材に比べて、厚みが薄くなるほどアンテナを形成した後の基材の反りが大きくなりやすく形状を保持しにくい。
一方、アンテナ装置を小型化したい場合、比誘電率（εｒ）が比較的大きい基材の表面にアンテナを形成することが好ましい。
ＳｉＯ２を主成分とし焼結して形成されたセラミック基材やフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂から形成された樹脂基材は比誘電率が比較的小さい（εｒ：３〜５）が、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成されたＡｌ２Ｏ３基材は比誘電率が比較的大きく（εｒ：７〜１０）アンテナ装置の小型化に適当である。
このように、高周波信号を伝播する際の伝送損失を少なく、且つアンテナ装置の小型化を考慮した場合、Ａｌ２Ｏ３基材がアンテナ装置の基材として好適である。
Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材の表面に、スパッタリング法やイオンブレーティング法等の気相法やメッキ法を用いてアンテナとなるＣｕ（銅）やＡｇ（銀）からなる１〜５μｍの導体層を形成しエッチングすることで、基材表面の所定の位置に所定形状にて薄膜状のアンテナを精度良く形成することができる。
アンテナとなる導体層の膜厚は、厚く形成しすぎると応力割れが発生する恐れがあるため５μｍ以下が好ましく、逆に薄くし過ぎるとアンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失が大きくなるため１μｍ以上が好ましい。
（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
しかしながら、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材は、焼結時に起きるＡｌ２Ｏ３の粒成長により基材内部の空孔（ボイド）はゼロには至らず、その表面を鏡面研磨しても凹部が点在して残存する。
凹部の深さは、Ａｌ２Ｏ３の含有量や焼結時の環境により異なるが数μｍ〜数十μｍ単位に至り、同一基材上でもばらつきが有り、その部位や深さを特定することは困難である。
そのため、基材表面の凹部の深さがアンテナの膜厚よりも深いと、凹部に形成されたアンテナの一部は基材表面よりも基材の内部に沈み込み、部分的に欠落した断線状態に陥る。
そこで、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材の表面に厚みが２０〜１００μｍのガラス層が形成され、ガラス層を構成する材料が基材表面を研磨した後に残存する凹部にまで入り込んでガラス層の表面がフラットに形成されたグレーズ基板を使用し、ガラス層の表面にアンテナとなる導体層を形成すれば、アンテナの一部が欠落して断線状態に陥ることを防止できる。
しかし、基材表面に形成されたガラス層は、Ｓｉを主成分としマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、ナトリウム（Ｎａ）、鉛（Ｐｂ）等の焼結温度を低下させたり、基材との熱膨張率を合わせるための不純物が混合された非結晶ガラスから構成されているため、アンテナ装置に伝播される高周波信号の周波数が高くなるほど、ガラス層を構成する不純物による基材の誘電正接の増加が無視できなくなり、その結果、アンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失が増加する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６４７４１号公報（第３−４頁、第２図）
【特許文献２】特開平１１−３４０３７２号公報（第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材の表面に薄膜状のアンテナを配置した時、アンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制し、効率に優れた小型のアンテナ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、酸化アルミニウムを主成分とし焼結して形成された基材と、該基材の表面に形成された平滑層と、該平滑層の表面に形成された電波を送受信する薄膜状のアンテナと、から構成されたアンテナ装置であって、前記平滑層は脆性材料を主成分とする多結晶構造物で構成され、結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、前記平滑層はＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１規定の表面粗さＲａが０．０５μｍ以下であり、且つ最大高さ粗さＲｚが０．１μｍ以下を示していることを特徴とするアンテナ装置
である。
本発明において平滑性を示すパラメータとして、ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１規定の算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚを用いた。粗さ曲線より求まった粗さパラメータＲに対し、Ｒａは基準内長さにおける縦座標数値Ｚｘの二乗平均平方根より求まる算術平均粗さ、Ｒｚは基準内長さにおけるＸ軸平均線から山頂までの高さＺｐと谷底までの深さＺｖの合計より求まる最大高さ粗さを示す。
Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材の表面に、ほぼ単一成分のセラミック材料にて平滑層を形成することにより、平滑層の内部には不純物を２重量％以下にて形成することが可能なため、基材のみの誘電正接に対して誘電正接が大きくなることはない。特に、平滑層をＡｌ２Ｏ３や石英ガラス（ＳｉＯ２）等で形成することにより、基材のみの誘電正接に対して誘電正接が大きくなることはない。従って、平滑層の表面に形成された薄膜状のアンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、前記平滑層はＡｌ２Ｏ３にて形成されたことを特徴とする。特に、平滑層をＡｌ２Ｏ３にて形成することにより基材との比誘電率が近似しているため、インピーダンス整合が取りやすく回路設計が容易になるとともに、基材と平滑層の密着強度が向上し平滑層が基材から剥離することを防止できる。
【０００９】
請求項３、４記載の発明によれば、前記平滑層は前記基材の全面もしくは一部に形成されたことを特徴とする。
平滑層を基材の全面に形成することにより、アンテナを任意の位置に形成することができるため汎用性が向上する。
また、アンテナを配置する位置精度が高く、汎用性を必要としなければ、基材表面に平滑層となるセラミック材料を成膜する時間を考慮すると、平滑層を基材の表面全体に形成するよりも、少なくともアンテナが形成される部位に形成することが好ましく、より好ましくは、アンテナおよび伝送線路が形成される部位に形成すると良い。
【００１０】
請求項５記載の発明によれば、請求項１記載のアンテナ装置の製造方法であって、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材の表面に向けて噴射して衝突させることにより、前記脆性材料の微粒子の構成材料からなる平滑層を、前記基材の表面に密着させて形成するアンテナ装置の製造方法。である。
アンテナ装置に使用するＡｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材としては、アンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の低減を考慮すると、９９％以上のＡｌ２Ｏ３を含有する高純度Ａｌ２Ｏ３基板を使用する事が好ましいが、高純度Ａｌ２Ｏ３基板も内部に空孔が存在するため、表面を鏡面研磨しても深さが１μｍ単位の凹部が残存する。
但し、高純度Ａｌ２Ｏ３基板は高価であるとともに多層化することが困難なため、基板を多層化してアンテナとマイクロストリップ構造を成すグランドやアンテナに高周波信号を伝搬する伝送線路を、基板の内部に埋設したい場合には不向きである。
そこで、高純度Ａｌ２Ｏ３基板と比較すると、Ａｌ２Ｏ３の含有率が少ない（例えば、Ａｌ２Ｏ３９８％以下）安価な低純度Ａｌ２Ｏ３基板や、Ｐｂ（鉛）やＭｇ（マグネシウム）、Ｃａ（カルシウム）、Ｂａ（バリウム）等の焼結温度を低下させる作用を有した不純物をＡｌ２Ｏ３に混合した低温焼成セラミック基板を使用すれば多層化も容易である。
しかし、基板内部に存在する空孔が大きくなり鏡面研磨された基板表面に残存する凹部の深さが１０μｍ単位の深さに達するため、平滑層を形成するための層も厚めに形成する必要が生じ、セラミック材料を原子レベルで基板に衝突させ平滑層を形成するスパッタリング法やイオンブレーティング法では成膜時間が長くなる。
本発明の製造方法によれば、１μｍ以下の脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材表面に向けて噴射して衝突させ、この衝撃によって脆性材料の微粒子からなる平滑層を基材の表面に物理的に形成するため、成膜時間が短く、生産性に優れる。
また、本発明の製造方法にて形成された平滑層は、その後の加熱操作などによる焼き締めの必要がないため、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材と比べて緻密であり、例えば、脆性材料としてＡｌ２Ｏ３からなるセラミック微粒子で平滑層を形成した場合、微粒子同士の界面にはガラス層からな粒界層が実質的に存在せず、平滑層の内部には空孔が殆ど存在しない。
即ち、平滑層を単一成分のセラミック材料から形成するため不純物による誘電正接の増加はなく、空孔も殆ど存在しないため比誘電率も低下しない。
従って、基板表面に本発明の製造方法による平滑層を介しアンテナを形成した時でも、アンテナを伝播する高周波信号の伝送損失の増加は殆ど無く、アンテナ装置の小型化を図れる。
さらに、基材と平滑層の界面には５０〜３００ｎｍ以下の凹凸を有したアンカー層が形成され、凹凸部に平滑層を形成するセラミック材料が食い込むため、基材と平滑層の密着強度は強く、平滑層の表面を研磨する際も基材から平滑層が剥離することを防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンテナ装置を小型化するためにＡｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材の表面に薄膜状のアンテナを配置した時、アンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制して効率の低下を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施例）
図１は本発明のアンテナ装置１を示す正面図、図２は図１でのＡ−Ａ’断面図、図３は要部のみを拡大したアンテナ装置１の拡大図である。
尚、以下実施例における図面の各層の厚みやパターン寸法は説明の都合上、実際の形状とは異なる。
アンテナ装置１は、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された厚みが０．８ｍｍの基材２と、高周波信号を電波として前方へ放射するための送信アンテナ３と、送信アンテナ３から放射された電波が被測定物に到達し被測定物から反射して戻ってきた電波を受信するための受信アンテナ４と、単一成分のセラミック材料から形成された平滑層６と、送信アンテナ３および受信アンテナ４の表面全体を被覆するセラミック材料からなる絶縁層５と、から構成されている。
【００１３】
基材２はＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックシートを積層し焼結させた平板状のＡｌ２Ｏ３基板であり、内部にはグランド７として作用する金属材料からなる層が埋設されている。
【００１４】
そして、送信アンテナ３と受信アンテナ４が形成される一方の基材２の表面には不純物を含まないＡｌ２Ｏ３からなる平滑層６が形成されている。
平滑層６は基材２の表面の送信アンテナ３と受信アンテナ４が配置される部位のみおよびアンテナ周縁部に形成され、平滑層６の表面に存在する凸部の最大高さと凹部の最大深さとの差が送信アンテナ３と受信アンテナ４の膜厚よりも小さい
平滑層６ａの厚みは、鏡面研磨された基材２表面に残存する凹部の深さを考慮して平滑層６を鏡面研磨した後に、平滑層６表面に残存する凹部の深さがアンテナの膜厚よりも小さくなる膜厚以上に設定すれば良い。その時、平滑層６を鏡面研磨し基材２表面とほぼ面一にしようとすると、製造バラつきにより基材２の内部まで研磨し、基材２表面に顕在化していなかった空孔が表面に露出する恐れがあるため、鏡面研磨された平滑層６の膜厚は少なくとも基板２表面から１μｍ以上の高さとなるように設定することが好ましく、本実施例では鏡面研磨後に基材２表面よりも上方に突出する平滑層６の膜厚を２μｍとした。平滑層６の表面性状を、表面粗さ計（東京精密製ＳＵＲＦＣＯＭ  ４８０Ａ）により測定した。評価長さは１．２５ｍｍ、スキャンスピードは０．０６ｍｍ／ｓｅｃとした。ＪＩＳ  Ｂ０６０１に則った表面粗さＲａは０．０１μｍ、最大高さ粗さＲｚは０．０８μｍと、ともに良い平滑性を示していた。
【００１５】
平滑層６の表面には、銅（Ｃｕ）からなる、膜厚が３μｍの送信アンテナ３と受信アンテナ４が形成されている。
平滑層６とアンテナの密着性を向上させたい場合は、クロム（Ｃｒ）やチタン（Ｔｉ）からなる１０〜２００ｎｍ程度の厚みを有する層を平滑層の表面に形成した後、Ｃｕや銀（Ａｇ）等の貴金属材料からなる層を形成すれば良い。
また、ＣｕやＡｇからなるアンテナの表面は酸化されやすいため、膜厚が１０ｎｍ〜２００ｎｍの金（Ａｕ）でアンテナ表面を被覆すると、酸化による放射損失の増加を防止できる。
【００１６】
送信アンテナ３および受信アンテナ４の表面にはアンテナ全体を被覆するよう、Ａｌ２Ｏ３からなる膜厚が５μｍの絶縁層５が形成されている。
【００１７】
平滑層６は後述する本発明の製造方法にて形成した。送信アンテナ３と受信アンテナ４および絶縁層５はイオンブレーティング法で形成したがスパッタリング法でも良い。
スパッタリング法やイオンブレーティング法等の気相法により形成された送信アンテナ３と受信アンテナ４および絶縁層５の層内の緻密度は平滑層６と同等以上である。
【００１８】
そして、送信アンテナ３および受信アンテナ４が形成されない他方の基材２の表面には、図示しない発振回路と送信アンテナ、図示しないミキサー回路と受信アンテナを互いに接続するための伝送線路９と複数のビアホール８が形成され、ビアホール８は内面に導電材料が充填された円柱構造である。
【００１９】
かかる構成により、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材２の表面に、不純物を含まないＡｌ２Ｏ３からなる平滑層６を形成しているため、基材２のみの誘電正接に対して誘電正接が大きくなることはない。
従って、平滑層６の表面に形成された薄膜状の送信アンテナ３および受信アンテナ４の表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制することができる。
【００２０】
また、平滑層６をＡｌ２Ｏ３にて形成することにより基材２との比誘電率が近似しているためインピーダンス整合が取りやすく回路設計が容易であるとともに、基材２と平滑層６の密着強度が向上し平滑層６が基材２から剥離することを防止できる。
【００２１】
平滑層６は、生産性（Ａｌ２Ｏ３を基材２の表面に成膜する時間）を考慮し送信アンテナ３と受信アンテナ４が配置される部位およびアンテナ周縁部に形成している。
他のアンテナ装置にも流用できるよう汎用性を考慮し、基材の全面に平滑層を形成しても同様の効果が得られる。
【００２２】
アンテナ表面を筐体の裏側表面に隙間なく密着させて設置することは実質的に困難であり、アンテナ表面の前方には空気層が必ず介在する。従って、高湿度環境下にてアンテナ装置を使用する場合、水蒸気化した水分が筐体の裏側に入り込み、アンテナ表面に水分が付着してアンテナが劣化する恐れがある。そこで送信アンテナ３と受信アンテナ４の表面全体にＡｌ２Ｏ３からなる絶縁層を密着させて形成しているため、高湿度環境下にアンテナ装置を設置し使用しても、アンテナ表面に直接水分が付着することなくアンテナの劣化を防止できる。
【００２３】
さらに、平滑層の表面にアンテナが形成されているため、送信アンテナ３および受信アンテナ４の表面を被覆する絶縁層５の厚みを薄くしても各アンテナと外部との絶縁が確実に図れるとともに、送信アンテナ３から放射される電波の放射強度や効率の低下を抑制することができ、その結果、放射損失を少なくすることができる。
【００２４】
絶縁層５は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等のセラミック材料を用いて形成することにより、樹脂材料に比べて緻密な絶縁層を形成し薄膜化することができる。
絶縁層の厚みは、製造のバラツキにより緻密度が変化し絶縁性能が劣化する可能性を考慮すると１μｍ以上、アンテナから放射される電波の放射強度や効率の低下を考慮すると１０μｍ以下が好ましく、アンテナの最適な膜厚、絶縁層の成膜時間の短縮化を考慮すると２μｍ〜６μｍがより好ましい。
【００２５】
本実施例ではＡｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材として平板状のＡｌ２Ｏ３基板を用いて説明しているが、基材の形状は曲面状でも円筒状でも良く、基材の表面に平滑層を介して配置されるアンテナの形状も、基材の形状に応じて曲面状や円筒状にすれば良い。
また、電波を送受信するアンテナとして送信アンテナと受信アンテナを個別に配置しているが、１枚のアンテナで電波の送受信を兼用させることもできる。
【００２６】
本発明のアンテナ装置１に、図示しない発振回路と図示しないミキサー回路とを備えることで、図示しない発振回路から伝播された高周波信号を伝送線路９を介して送信アンテナ３まで伝播し送信アンテナ３から電波として前方に放射し、被測定物から反射して戻ってきた電波を受信アンテナ４にて受信し、受信アンテナ４から伝送線路９を介し伝播された高周波信号を図示しないミキサー回路に伝搬して低周波信号に変換し、その発振状態により人体や物体の有無を検知するドップラーセンサーとして使用することができる。
【００２７】
以下、本発明にかかるアンテナ装置の製造方法について、図面により詳細に説明する。
図４は、平滑層６を形成する平滑層作製装置の装置図、図５はエアロゾル発生器１３の断面模式図、図６は要部のみを拡大したアンテナ装置の拡大図である。
本発明にて平滑層６を形成する基材２には、Ａｌ２Ｏ３が５０〜９９．９％含有された平板状のＡｌ２Ｏ３基板を使用し、基板表面は研磨しなくても良い。
【００２８】
ここで、平滑層６を形成する平滑層作製装置について概略を説明する。
図４に示す平滑層作製装置は、ヘリウムを内蔵するガスボンベ１１が、搬送管１２を介してエアロゾル発生器１３に連結され、さらに搬送管を通じて構造物形成室１４内に５ｍｍ×０．５ｍｍの長方形の開口を持つノズル１５が設置される。コンピュータにより上下、前後左右に制動できる基板ホルダ１７に基材２の面がノズルに対向して１０ｍｍの間隔をあけて配置される。構造物形成室１４は排気ポンプ１８に接続している。 
【００２９】
図５に示すエアロゾル発生器１３は、容器１３１内にあらかじめ真空乾燥により十分に吸着水分を除去した、平均一次粒子径が０．６μｍ以下のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）のセラミック超微粒子粉体１３２を内蔵し、図８では図示しない搬送管１２に接続された導入部１３３がセラミック超微粒子粉体１３２に埋没するように設置される。容器１３１の上方には上下にスライドできる導出部１３４が配置され、図８では図示しない搬送管１２に接続される。容器１３１には、機械的振動作用を与える振動器１３５が接続される。なお、図中の矢印は、ヘリウムガスおよびヘリウムガスにセラミック超微粒子粉体１３２が混合されたエアロゾル１３６の流れる向きを示す。 
【００３０】
以上の構成からなる平滑層作製装置の作用を次に述べる。ガスボンベ１１を開き、ヘリウムガスを流量２．５リットル／分で搬送管１２を通じてエアロゾル発生器１３の導入部１３３から導入し、セラミック超微粒子粉体１３２を容器１３１内に巻き上げ、エアロゾル１３６を発生させる。このとき振動器１３５の機械的振動作用によりセラミック超微粒子粉体１３２は、次々と導入部１３３の開口近傍に供給されるため、安定的にエアロゾル１３６が発生可能である。エアロゾル１３６中のセラミック超微粒子のうち、凝集して二次粒子を形成しているものは、その重量が比較的大きいため高く舞い上がることができない。これに対して、重量の小さい一次粒子あるいはそれに準じた比較的小さい粒子は、容器内の上方まで舞い上がることができる。そのため導出部１３４は高さ方向の位置をスライドさせて適当に設定すれば分級器として働き、所望の粒径のセラミック超微粒子を選抜して導出させることができる。本発明では、１個当りの径が５０〜１００ｎｍの結晶子が凝縮され径が０．６μｍ以下となったセラミック超微粒子をガス中に分散させて導出したエアロゾル１３６が、搬送管１２を通じてノズル１５より基板２ｃに向けて２００〜３００ｍ／ｓの音速、亜音速で噴射される。エアロゾル１３６の噴射速度は、ノズル１５の形状、搬送管１２の長さ、内径、ガスボンベ１１のガス圧、排気ポンプ１８の排気量などにより制御される。これらの制御によりたとえばエアロゾル発生器１３の内圧を数万Ｐａ、構造物形成室１４の内圧を数百Ｐａにしてこれらの間に差圧をつけることにより、噴射速度は亜音速から超音速の領域まで加速できる。十分に加速されて運動エネルギーを得たエアロゾル１３６中のセラミック超微粒子は、セラミック基材２表面に衝突し、図６に示すようなセラミック基材２表面に凹凸部の高低差が５０〜３００ｎｍ程度のアンカー層２１を形成するとともに、その衝撃のエネルギーで細かく破砕され平均結晶子径が１０ｎｍ以下となった微細断片粒子が基材２の表面に物理的に接着したり、また互いが接着接合して緻密質な平滑層６を形成し、その緻密度は９９％以上となり空孔は殆ど存在しない。
【００３１】
このように、粒子径が０．６μｍ以下のＡｌ２Ｏ３微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを、基材２に向けて噴射して衝突させ、この衝撃によってＡｌ２Ｏ３微粒子からなる平滑層６を基材２の表面に物理的に形成するため、成膜時間が短く、生産性に優れる。
また、基材２表面を予め鏡面研磨することで基材２表面の凸凹差が小さくなり平滑層として成膜する厚みが少なくて済むため、さらに成膜時間の短縮化が図れる。
【００３２】
上記方法を用いてＡｌ２Ｏ３が９９．９％含有された平板状の高純度Ａｌ２Ｏ３基板の表面に平滑層を形成した画像を、図７および図８に示す。
図７は平滑層を形成する前の高純度Ａｌ２Ｏ３基板表面の状態を、図８は同基板に平滑層を形成した後の平滑層表面の状態を電子顕微鏡により観察した画像である。
図７では鏡面研磨した高純度Ａｌ２Ｏ３基板表面に３〜５μｍ程度の凹部が多数点在しているが、平滑層を形成した後は凹部が１μｍ以下の大きさに縮小していることが確認できる。
この平滑層の表面にアンテナを形成することにより、平滑層の表面に形成された薄膜状のアンテナ表皮を伝播する高周波信号の伝送損失の増加を抑制することができる。
さらに、アンテナ表面全体を絶縁層で被覆する場合、絶縁層の厚みを薄くしても各アンテナと外部との絶縁が確実に図れるとともに、アンテナら放射される電波の放射強度や効率の低下を抑制することができ、その結果、放射損失を少なくすることができる。
【００３３】
また、平滑層６はその後の加熱操作などによる焼き締めの必要がなく、Ａｌ２Ｏ３を主成分とし焼結して形成された基材２と比べて緻密であり、Ａｌ２Ｏ３微粒子同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在せず、平滑層６の内部には空孔が殆ど存在しない。
従って、基材２表面に本発明の製造方法による平滑層を介しアンテナを形成した時、アンテナを伝播する高周波信号の伝送損失の増加は殆ど無く、アンテナ装置の小型化を図れる。
さらに、基材２と平滑層６の界面には５０〜３００ｎｍ以下の凹凸を有したアンカー層２１が形成され、凹凸部に平滑層６を形成するセラミック材料が食い込むため、基材２と平滑層６の密着強度は強く、平滑層６の表面を研磨する際も基材２から平滑層６が剥離することを防止できる。
【００３４】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
本実施例においては、アンテナ形状を四角形として説明しているが、その形状は菱形でも円形でも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施例にかかるアンテナ装置示す、正面図である。
【図２】同、図１でのＡ−Ａ’断面図である。
【図３】同、図１での要部のみを拡大したアンテナ装置の拡大図である。
【図４】本発明のアンテナ装置製造方法に使用する平滑層作製装置を示す、装置図である。
【図５】同、エアロゾル発生器の断面模式図である。
【図６】要部のみを拡大したアンテナ装置の拡大図である。
【図７】本発明のアンテナ装置製造方法により、平滑層を形成する前の基板表面の画像である。
【図８】同、平滑層を形成した後の基板表面の画像である。
【符号の説明】
【００３６】
１…アンテナ装置
２…基材
３…送信アンテナ
４…受信アンテナ
５…絶縁層
６…平滑層
７…グランド
８…ビアホール
９…伝送線路
１０…送受信アンテナ
１１…ガスボンベ
１２…搬送管
１３…エアロゾル発生器
１４…容器
１５…ノズル
１７…基板ホルダ
１８…排気ポンプ
２１…アンカー層
【図１】
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【図２】
2005286891.tif 000004
【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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