(57)【要約】【課題】安定で、かつ電波の損失が少ない高周波用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は、誘電体で構成される基板１と、基板１上に形成された所定のパターン（３，４）と、所定のパターン（３，４）以外の基板１の表面を被覆する導体膜２とを備える平面アンテナ１００であって、導体膜２は、少なくとも第一導体膜と第二導体膜とを含み、第一導体膜は、基板１上にスパッタリング法により形成されており、第二導体膜は、第一導体膜上にめっき法により形成されており、上記第一導体膜の膜厚ｄ1が下記式（１）の要件を満たしている。  ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2  （１）  ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。【選択図】図１
2012023661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体で構成される基板と、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であって、
前記導体膜は、少なくとも第一導体膜と第二導体膜とを含み、
前記第一導体膜は、前記基板上にスパッタリング法により形成されており、
前記第二導体膜は、前記第一導体膜上にめっき法により形成されており、
前記第一導体膜の膜厚ｄ1が下記式（１）の要件を満たしていることを特徴とする平面アンテナ。
ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2  （１）
ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。
【請求項２】
前記第一導体膜の導電率σ1が、前記第二導体膜の導電率σ2より高い請求項１に記載の平面アンテナ。
【請求項３】
前記所定のパターンが、複数の凸部からなるパターンである請求項１又は２に記載の平面アンテナ。
【請求項４】
前記第一導体膜が、銅で構成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の平面アンテナ。
【請求項５】
前記第一導体膜は、厚さが２μｍ以下である請求項４に記載の平面アンテナ。
【請求項６】
誘電体で構成される基板と、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、
前記導体膜は、少なくとも第一導体膜と第二導体膜とを含み、前記第一導体膜の膜厚ｄ1が下記式（１）の要件を満たしており、
前記基板上にスパッタリング法により第一導体膜を形成する工程と、
前記第一導体膜上にめっき法により第二導体膜を形成する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。
ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2  （１）
ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。
【請求項７】
前記第一導体膜を、銅で構成する請求項６に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項８】
前記第二導体膜を、電解めっき法で形成する請求項６又は７に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項９】
前記所定のパターンが、複数の凸部からなるパターンである請求項６〜８のいずれか１項に記載の平面アンテナの製造方法。
【請求項１０】
前記所定のパターンを、熱ナノインプリント法により形成する請求項６〜９のいずれか１項に記載の平面アンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面アンテナ及びその製造方法に係り、特に、基板の表面に接する導体膜をスパッタリング法により形成する平面アンテナ及びその製造方法に関する。
【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について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アンテナを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精度は少なくとも波長の１％以下が必要とされ、例えば、周波数が５０ＧＨｚの場合においては数十μｍの寸法精度が必要とされる。このような要求に対してＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）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。射出成形法で所定のパターンを有する基板を作製することは、一度所定のパターンを有する基板の金型を形成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】
一方、平面アンテナにおいて、導体膜の膜厚は動作周波数における電磁気的な表皮効果を考慮して決定される。表皮効果は、導体膜を流れる電流密度が、周波数が高くなるほど導体の表面部分に集中して流れる現象をいい、導体膜のトータル膜厚が厚いからといって高周波における抵抗値が小さくなるわけではない。導体膜の膜厚が、電流密度が導体表面における電流密度の値の１／ｅ（０．３７倍）になる厚さである表皮深さの１０倍程度であれば、表皮効果の影響を排除できる。なお、表皮深さの値は周波数の平方根に反比例して小さくなり、５０ＧＨｚでは、導体膜の膜厚を、例えば約３μｍにすることで表皮抵抗を小さくしている。そして、導体膜としては、導電率が高い方が導体損は少なくなるため好ましい。そこで、導体膜をスパッタリング法により形成することにより、導電率を高くしている。
【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】
しかしながら、スパッタリング法で、厚い導体膜、例えば厚みが約３μｍの導体膜を形成すると、スパッタリング時に発生する応力（ストレス）の影響で基板の変形や導体膜にクラックが生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、安定で、かつ電波の損失が少ない高周波用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】
本発明の平面アンテナは、誘電体で構成される基板と、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であって、上記導体膜は、少なくとも第一導体膜と第二導体膜とを含み、上記第一導体膜は、上記基板上にスパッタリング法により形成されており、上記第二導体膜は、上記第一導体膜上にめっき法により形成されており、上記第一導体膜の膜厚ｄ1が下記式（１）の要件を満たしていることを特徴とする。
ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2  （１）
ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。上記において、ｆは、３０〜３００ＧＨｚであることが好ましい。
【００１０】
本発明の平面アンテナの製造方法は、誘電体で構成される基板と、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、上記導体膜は、少なくとも第一導体膜と第二導体膜とを含み、上記第一導体膜の膜厚ｄ1が下記式（１）の要件を満たしており、上記基板上にスパッタリング法により第一導体膜を形成する工程と、上記第一導体膜上にめっき法により第二導体膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2  （１）
ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の平面アンテナによれば、少なくとも基板上にスパッタリング法により形成した、表皮深さ以上の膜厚を有する第一導体膜と、上記第一導体膜上にめっき法により形成した第二導体膜とを有することにより、基板の変形や導体膜のクラックの発生を抑えた安定で、かつ電波の損失が少ないすなわち良好な電波特性を有する高周波用平面アンテナを提供できる。また、本発明の平面アンテナの製造方法によれば、基板のそりや導体膜のクラックの発生を抑えた安定で、かつ電波の損失が少ない、すなわち良好な電波特性を有する高周波用平面アンテナを安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例における平面アンテナの構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例における平面アンテナにおける、導体膜の構成を概略的に示す基板上の導体膜の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例における平面アンテナの製造方法を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の平面アンテナにおいて、第一導体膜の膜厚ｄ1は、式（１）：ｄ1≧（２／σ1ωμ1）1/2（ただし、式（１）において、ω＝２πｆであり、σ1は第一導体膜の導電率であり、ｆは使用する高周波信号の周波数であり、μ1は第一導体膜の透磁率である。）の要件を満たしている。上記式（１）において、（２／σ1ωμ1）1/2は表皮深さを意味しており（以下において、単に表皮深さとも記す。）、基板上に、表皮深さ以上の膜厚を有する第一導体膜がスパッタリング法により形成されていることにより、電波特性が良好な平面アンテナが得られる。
【００１４】
以下、図面などに基づいて、本発明の平面アンテナ及びその製造方法について説明する。
【００１５】
（平面アンテナ）
本発明の平面アンテナは、特に限定されないが、例えば、直径６０ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのディスク形状を有することができ、小型のラジアルスロットアンテナとして用いられる。また、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で構成されるいかなるアンテナとしても適用することができる。また、本発明の平面アンテナにおいて、形状及び大きさなどは特に限定されず、用途に応じて適宜決めればよい。
【００１６】
本発明の平面アンテナ１００は、図１に示しているように、誘電体で構成される基板１と、基板１上に形成された所定のパターンと、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とを備えている。また、上記所定のパターンは、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を含んでいる。
【００１７】
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、基板１の上面（放射面）にスロットパターン３が凸部からなるパターンとして、基板１の下面（給電面）に給電用スロットパターン４が凸部からなるパターンとして、それぞれ基板１に一体成形されている。上記凸部からなるパターンの高さは、導体膜２の厚さと同じでもよく、導体膜２の厚さより高くてもよい。本明細書において、「凸部からなるパターンの高さ」は、基板１の平坦部からの高さ、つまり導体被覆面５からの高さで示される。また、上記凸部からなるパターンの高さは、凸部の高さ方向に共振回路を構成しないという観点から、基板１内を伝搬する波長の１／１０以下であることが好ましい。
【００１８】
スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を構成する、凸部からなるパターンにおいて、凸部は柱型状の形状を有することが好ましい。断面積がほぼ一定の柱型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が保たれ、長期間に亘って安定した特性を維持することができる。
【００１９】
スロットパターン３は、例えば凸部が、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、例えばプラス形状の凸部が、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、場合によっては円柱状でも良い。また、給電用スロットパターン４が平面アンテナ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。
【００２０】
また、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）の１／５０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、それらの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。
【００２１】
基板１の上面（放射面）側のスロットパターン３と基板１の下面（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。
【００２２】
基板１を構成する誘電体としては、特に限定されないが、耐水性、耐腐食性を高めるという観点から、例えば、シクロオレフィンポリマー樹脂などの低誘電率や低吸水性のある樹脂を用いることができる。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。具体的な低誘電率の樹脂としては、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、炭化水素系樹脂、ジメタノナフタレン系樹脂などが挙げられる。なお、これらの樹脂には、熱膨張率を低減させるなどのため、必要に応じて、二酸化ケイ素などのフィラーやファイバを混入することも可能である。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。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。
【００２３】
また、基板１を構成する誘電体として、耐水性及び耐腐食性をより高めるという観点から、吸水率が０．０１％以下である樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂には、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。
【００２４】
また、基板１を構成する誘電体として、耐水性及び耐腐食性をより高めるという観点から、熱膨張率が７×１０-5以下である樹脂を用いることが好ましい。このような樹脂には、例えば、ジメタノナフタレン系樹脂が含まれる。
【００２５】
導体膜２は、図２に示しているように、基板１上に形成された第一導体膜２１と、第一導体膜２１上に形成された第二導体膜２２を含む。なお、図２では、基板１の片面に形成された導体膜２の断面構造しか表示していないが、実際には基板１の両面を被覆するように形成されている。
【００２６】
導体膜２は、導体材料で構成されていればよく、特に限定されない。導体材料としては、例えば、銅、銀、ニッケルなどを用いることができ、高周波に用いるという観点から、銅が好ましい。また、第一導体膜２１と第二導体膜２２は、同一の導体材料で構成されてもよく、異なる導体材料で構成されてもよい。
【００２７】
第一導体膜２１は、スパッタリング法により形成されている。これにより、導電率が高い導体膜が得られる。また、第一導体膜２１の膜厚ｄ1は、表皮深さ以上である。これにより、表皮効果の影響を排除できる。また、第一導体膜２１の膜厚ｄ1は、第一導体膜がスパッタリング法により形成される場合の基板の変形や導体膜にクラックが生じることを防ぐ観点から、２μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
例えば、第一導体膜２１を銅で構成する場合は、表皮深さは以下のようになる。銅は非磁性体なので、透磁率は空気中の透磁率とほぼ等しくなり、μ≒４π×１０-7（Ｈ／ｍ）である。また、銅の導電率σは、σ＝５８．１×１０6（ｓ／ｍ）であるので、周波数ｆをＧＨｚで定義する、と第一導体膜の表皮深さｄは、ｄ≒２．０９（１／ｆ）1/2  （μｍ）となる。そして、高周波信号の周波数が６０ＧＨｚの場合には、ｄ≒０．２７（μｍ）となる。即ち、第一導体膜２１を銅で構成する場合は、膜厚を０．２７μｍ以上にすればよい。
【００２９】
第二導体膜２２は、めっき法により形成されている。第二導体膜２２の膜厚は、第一導体膜２１の膜厚より、大きい。第一導体膜２１がスパッタリング法で形成され、第一導体膜２１上に、第一導体膜２１の膜厚より大きい膜厚を有する第二導体膜２２がめっき法で形成されていることにより、導体膜２を膜厚が２μｍを超えても、基板の変形や導体膜のクラックの発生を抑えた安定な導体膜にすることができ、電波特性的にも強度的にも良好な平面アンテナが得られる。なお、上記めっき法としては、特に限定されないが、例えば電解めっき法が挙げられる。
【００３０】
そして、第一導体膜２１がスパッタリング法に形成され、第二導体膜２２がめっき法で形成されていることにより、第一導体膜２１の導電率σ1が第二導体膜２２の導電率σ2より高くなっている。
【００３１】
また、平面アンテナ１００は、第二導体膜２２（図２）上に形成された保護層（図示せず）を含んでもよい。上記保護層としては、ＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの薄膜が挙げられる。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。
【００３２】
本発明のアンテナは、ミリ波帯（周波数３０〜３００ＧＨｚ、波長１〜１０ｍｍ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。具体的には、本発明のアンテナは、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。
【００３３】
次に、本発明の平面アンテナの製造方法について説明する。
【００３４】
まず、図３Ａに示すように、誘電体で構成される平板基板８と、スロットパターン３（図１）に対応する凹部９を有する金型１０と、給電用スロットパターン４（図１）に対応する凹部１１を有する金型１２とを用意する。
【００３５】
次に、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、図３Ｂに示すように、例えば専用の中心位置あわせジグ１３を用いて、金型１０及び金型１２の位置を調整しながら、金型１０及び金型１２で平板基板８を挟み込んで密着させる。そして、熱ナノインプリント装置（図示せず）により、金型１０の上面側及び金型１２の下面側から平板基板８に対して所定の熱と圧力１５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１０の凹部９及び金型１２の凹部１１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８の上面及び下面に転写させることができる。
【００３６】
上記の転写終了後、金型１０及び金型１２を取り除くと、図３Ｃ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。
【００３７】
金型１０の凹部９及び金型１２の凹部１１に対応するスロットパターン３及び給電用スロットパターン４は、凸部からなるパターンになる。上記の凸部からなるパターンの高さは、後述の研磨を考慮して２０μｍぐらいにすることが好ましい。
【００３８】
このように、所定のパターンに対応する凹部を有する金型と誘電体で構成される平板基板とを、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を有する金型を用いることで、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。
【００３９】
また、転写を熱ナノインプリント法で行うことにより、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４の大きさや配置を忠実に再現することが可能であり、精度が高く、アンテナの指向性に優れるスロットパターン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。なお、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ても良い。
【００４０】
次いで、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（以下において、単に所定のパターンを有する基板１とも記す。）の表面を被覆するように導体膜２を形成する。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が一体に形成された基板１本体一様に導体膜２が形成される。実際にはスロットパターン３及び給電用スロットパターン４である凸部の側面にも導体膜が形成されるが、図面では省いている。
【００４１】
導体膜２は、具体的には、以下のように形成する。まず、所定のパターンを有する基板１上に、スパッタリング法により、表皮深さ以上の膜厚を有する第一導体膜２１（図２）を形成する。例えば、導体材料として、高周波信号の周波数が６０ＧＨｚである場合の表皮深さが０．２７μｍである銅を用いる場合は、第一導体膜２１の膜厚を、０．２７μｍ以上、例えば０．５μｍにしてもよい。スパッタリングは、例えば、銅のターゲットを用い、真空度０．１５Ｐａ（アルゴン雰囲気中）で、スパッタリングパワー１ｋＷの条件で行うことができる。なお、第一導体膜を形成する前に、所定のパターンを有する基板１に対し、基板１と導体膜との密着力を向上させるための表面処理を行ってもよい。上記表面処理としては、例えば逆スパッタリング法、プラズマ処理法、紫外線照射による界面改質法などが挙げられる。また、基板上に下地膜をスパッタリング法により形成してもよい。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。逆スパッタリングは、具体的には、マグネトロンスパッタリング装置を用い、真空度０．１５Ｐａ（アルゴン雰囲気中）で、パワー５００Ｗの条件で行うことができる。なお、第一導体膜は、基板１の両面から同時にスパッタリング法により形成した方がストレスや熱の影響が少なくて好ましい。次に、第一導体膜２１上に、めっき法により、第一導体膜より膜厚が大きい膜厚を有する第二導体膜２２（図２）を形成する。例えば、導体材料として、銅を用いる場合は、第二導体膜２１の膜厚を、約４μｍにしてもよい。上記めっき法としては、特に限定されないが、導体膜の応力を調整でき、形成速度が速いという観点から、電解めっき法が好ましい。電解めっきは、例えば、硫酸銅浴を用い、電解液を攪拌しながら、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で行うことができる。なお、第一導体膜２１をスパッタリング法により基板１上に形成しているため、基板１の縁部１４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が形成されている基板１表面に比べて、導体膜２の膜厚が薄くなっている。
【００４２】
上記のように、表皮深さ以上の膜厚を有する第一導体膜２１をスパッタリング法で形成し、第一導体膜２１上に第一導体膜２１より膜厚が大きい第二導体膜をめっき法で形成することにより、基板の変形や導体膜のクラックの発生を抑えた安定な導体膜にすることができ、電波特性的にも強度的にも良好な平面アンテナが得られる。
【００４３】
しかし、図３Ｄ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は導体を被覆した凸部からなるパターンであって、電気的なアンテナパターンとして機能しない。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、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を被覆した導体膜２を剥離する。スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を被覆した導体膜２の剥離は、機械的な手段、例えば、研削や研磨作業により行うことができる。この際、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を形成する凸部を被覆する導体膜２と凸部の先端部を同時に除去することにより、凸部の高さと基板１の導体被覆面５を被覆した導体膜２の高さをほぼ同じにすることができる。もちろん、本発明は、導体膜のみを剥離することを排除するものではないが、製造の容易性の観点から、凸部の先端部と導体膜を同時に除去することが好ましい。この際、スロット径が変化しないように凸部は柱状であることが好ましい。なお、放射面の平坦性が充分でないと研磨は偏ってしまい、うまく剥離できないため、上記の表面アンテナ１００の製造工程で、基板が変形しないようにすることが好ましい。
【００４４】
以上の工程を経て、図３Ｅに示すように、基板１と、基板１上の所定の領域に形成された、導体膜２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と、基板１の導体被覆面５を被覆する導体膜２を備えた平面アンテナ１００が得られる。なお、図３Ｅに示す平面アンテナ１００を得た後、さらに第二導体膜２２（図２）上に保護層としてＳｉＯ2膜やＳｉＮ膜などの薄膜（図示なし）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。
【００４５】
本発明の平面アンテナの製造方法によれば、基板のそりや導体膜のクラックの発生を抑えた安定で、かつ電波の損失が少ないすなわち良好な電波特性を有する高周波用平面アンテナを安価に製造できる。また、金型成形によりすべてのスロットの寸法及び位置関係を高い精度で均一化することができるので、指向性の鋭い、特性の良好なアンテナを得ることができる。また、量産性にも優れる為、製造コストの削減をもたらすことができる。
【００４６】
以上において、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、その他においてはスロットアンテナと同様の構成を示しており、製造方法にも変わりは無い。
【００４７】
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。
【００４８】
以上、本発明の一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。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
【００５１】
まず、図３Ａに示すように、非晶質ポリオレフィン系樹脂で構成される平板基板８と、スロットパターン３（図１）に対応する凹部９を有する金型１０と、給電用スロットパターン４（図１）に対応する凹部１１を有する金型１２とを用意した。
【００５２】
次に、図３Ｂに示すように、専用の中心位置あわせジグ１３を用いて、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１０及び金型１２の位置を調整しながら、金型１０及び金型１２で平板基板８を挟み込んで密着させた。そして、熱ナノインプリント装置（図示せず）により、金型１０の上面側及び金型１２の下面側から平板基板８に対して、１７０℃で３０ｋＮの圧力１５を同時に加えた。これにより、金型１０の凹部９及び金型１２の凹部１１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８の上面及び下面に転写させた。
【００５３】
上記転写終了後、金型１０及び金型１２を取り除き、図３Ｃに示すような、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を得た。
【００５４】
金型１０の凹部９及び金型１２の凹部１１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は、凸部からなるパターンになる。上記の凸部からなるパターンの高さは、２０μｍぐらいにした。
【００５５】
次いで、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（以下において、単に所定のパターンを有する基板１とも記す。）の表面を被覆するように導体膜２を形成した。
【００５６】
導体膜２は、具体的には、以下のように形成した。まず、上記で得られた所定のパターンを有する基板１に対して、マグネトロンスパッタリング装置を用い、真空度０．１５Ｐａ（アルゴン雰囲気中）で、パワー５００Ｗの条件で、逆スパッタリングを行った。これにより、基板表面の粗さ（例えばＲａ）を大きくし、後で形成する第一導体膜との密着力を向上させた。次いで、銅のターゲットを用い、所定のパターンを有する基板１の両面から同時に、スパッタリング法により、０．５μｍの膜厚を有する第一導体膜２１（図２）を形成した。スパッタリングは、真空度０．１５Ｐａ（アルゴン雰囲気中）で、スパッタリングパワー１ｋＷの条件で行った。なお、上記において、第一導体膜２１の膜厚は、高周波信号の周波数が６０ＧＨｚの場合の表皮深さ０．２７μｍより大きい。次いで、第一導体膜２１上に、電解めっき法により、第一導体膜２１の膜厚より膜厚が大きい、４μｍの膜厚を有する第二導体膜２２（図２）を形成した。電解めっきは、具体的には、硫酸銅浴を用い、電解液を攪拌しながら、電流密度１．５Ａ／ｄｍ2の条件で行った。
【００５７】
上記のように導体膜２を形成した状態（図３Ｄ）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は導体を被覆した凸部からなるパターンであって、電気的なアンテナパターンとして機能しない。そこで、研磨により、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４を形成する凸部を被覆する導体膜２と凸部の先端部を同時に除去することにより、凸部の高さとスロットパターン３及び給電用スロットパターン４以外の基板１の表面を被覆した導体膜２の高さをほぼ同じにした。
【００５８】
以上の工程を経て、図３Ｅに示すように、基板１と、基板１上の所定の領域に形成された、導体膜２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と、スロットパターン３及び給電用スロットパターン４以外の基板１の表面すなわち基板１の導体被覆面５を被覆する導体膜２を備えた平面アンテナ１００が得られた。
【００５９】
実施例１で得られた平面アンテナ１００の電波特性を、アジレント社製マイクロウェーブネットワークアナライザーなどを用いて測定した結果、中心周波数６２．５ＧＨｚにおいて以下のような結果が得られた。放射利得は３０ｄＢｉであり、アンテナ指向性（半値幅）は水平６°、垂直６°であり、サイドローブは２０ｄＢであった。上記において、放射利得とは、「同一電力を供試アンテナと基準アンテナに加えた時、最大電界方向で受け取る電力比」をいい、アイソトロピックアンテナを基準アンテナとした場合の値で示した。上記の結果から、実施例１の平面アンテナは、電波特性に優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
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。具体的には、本発明の平面アンテナは、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】
【００６１】
１  基板
２  導体膜
３  凸部からなるスロットパターン
４  凸部からなる給電用スロットパターン
５  導体被覆面
８  誘電体の平板基板
９  スロットパターンに対応する凹部
１０  スロットパターン用金型
１１  給電用スロットパターンに対応する凹部
１２  給電用スロットパターン用金型
１３  中心位置あわせジグ１３
１４  基板の縁部
１５  熱ナノインプリント時の加圧方向
２１  第一導体膜
２２  第二導体膜
１００  平面アンテナ
【図１】
2012023661.tif 000003
【図２】
2012023661.tif 000004
【図３】
2012023661.tif 000005