(57)【要約】【課題】  高周波の伝送損失を低減させる配線を提供する。【解決手段】本発明による配線（１００）は、導線（１０）と、導線（１０）の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜（２０）とを備え、被覆金属膜（２０）の表面粗さは導線（１０）の表面粗さよりも小さい。例えば、被覆金属膜（２０）の表面粗さは２μｍ以下であることが好ましく、また、被覆金属膜（２０）は導線（１０）の上部を被覆することが好ましい。さらに、被覆金属膜（２０）の厚さは導線（１０）の厚さよりも大きいことが好ましい。【選択図】図１
2013232467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線と、
前記導線の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜と
を備え、
前記被覆金属膜の表面粗さは前記導線の表面粗さよりも小さい、配線。
【請求項２】
前記被覆金属膜の表面粗さは２μｍ以下である、請求項１に記載の配線。
【請求項３】
前記被覆金属膜は前記導線の上部を被覆する、請求項１または２に記載の配線。
【請求項４】
前記被覆金属膜の厚さは前記導線の厚さよりも大きい、請求項１から３のいずれかに記載の配線。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の配線を少なくとも１つ備える、高周波回路。
【請求項６】
前記高周波回路は、ペアコプレーナ線路、ガードコプレーナ線路、スタックトペア線路、ガードスタックトペア線路およびマイクロストリップ線路のうちの少なくとも１つの線路を有しており、
前記少なくとも１つの線路は、前記配線を含む第１導電部材と、前記第１導電部材から離れて位置する第２導電部材とを有している、請求項５に記載の高周波回路。
【請求項７】
前記配線の前記被覆金属膜は、前記第２導電部材と対向している、請求項６に記載の高周波回路。
【請求項８】
前記高周波回路は、前記配線を複数備え、
前記第２導電部材は前記複数の配線のうちの少なくとも１つを含む、請求項６または７に記載の高周波回路。
【請求項９】
導線を形成する工程と、
前記導線の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜であって、前記被覆された導線よりも小さい表面粗さを有する被覆金属膜を形成する工程と
を包含する、配線作製方法。
【請求項１０】
前記被覆金属膜を形成する工程は、前記導線に、前記有機金属錯体を含むインクを印刷する工程を含む、請求項９に記載の配線作製方法。
【請求項１１】
前記被覆金属膜を形成する工程において、前記インクは、式（Ｉ）で表わされるβ−ケトカルボン酸銀と、孤立電子対を有する化合物とを含み、
前記孤立電子対を有する化合物が、アミン化合物、チオール化合物およびリン化合物からなる群から選択される１以上であり、
【化１】
2013232467.tif 000005
式（Ｉ）において、Ｒは、直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ1−ＣＹ2−、ＣＹ3−、Ｒ1−ＣＨＹ−、Ｒ2Ｏ−、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基、Ｒ5Ｒ4Ｎ−、水酸基、アミノ基、または、（Ｒ3Ｏ）2ＣＹ−であり、
Ｙは、同一であるかまたは異なり、それぞれフッ素原子、塩素原子、臭素原子または水素原子であり、Ｒ1は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ19脂肪族炭化水素基、または、フェニル基であり、Ｒ2は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基であり、Ｒ3は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ16脂肪族炭化水素基であり、Ｒ4およびＲ5は、同一であるかまたは異なり、それぞれ直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ18脂肪族炭化水素基であり、
式（Ｉ）において、Ｘは、同一であるかまたは異なり、それぞれ水素原子、直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ6Ｏ−、Ｒ6Ｓ−、Ｒ6−ＣＯ−、Ｒ6−ＣＯ−Ｏ−、ハロゲン、ベンジル基、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはベンジル基、シアノ基、Ｎ−フタロイル−３−アミノプロピル基、２−エトキシビニル基であり、
Ｒ6は直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ10脂肪族炭化水素基、チオフェニル基、フェニル基、ジフェニル基、または、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはジフェニル基である、請求項１０に記載の配線作製方法。
【請求項１２】
前記被覆金属膜を形成する工程は、前記インクを印刷した後に前記インクを加熱する工程を含む、請求項１０または１１に記載の配線作製方法。
【請求項１３】
前記加熱は２００℃以下で行われる、請求項１２に記載の配線作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線、高周波回路および配線作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、携帯電話、液晶ディスプレイ等の電子機器の絶縁基板上には、種々の電子部品が実装されており、電子部品間は絶縁基板上に設けられた配線によって電気的に接続されている。
【０００３】
このような電子部品の配線は、多くの場合、エッチング法で形成される（例えば、特許文献１参照）。また、配線を、金属フレークを印刷した後でエッチングすることによって形成することも知られている（特許文献２）。さらには、配線を、金属ナノマテリアルを印刷することによって形成することも知られている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５３８５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−  ４３２２８号公報
【特許文献３】特開２０１１−  ６８３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電子機器（特に、通信機器）において使用される電波は、メガヘルツ帯からギガヘルツ帯へと高周波域にシフトしつつあり、高周波域の電波の送受信に適した配線が求められている。しかしながら、特許文献１〜３に記載の配線で高周波を伝送させる場合、伝送時に高周波が損失してしまうことがあり、このような配線を介して高周波の伝送を確実に行うとすると、消費電力が増大してしまう。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、高周波の伝送損失を低減させる配線、高周波回路および配線作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による配線は、導線と、前記導線の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜とを備え、前記被覆金属膜の表面粗さは前記導線の表面粗さよりも小さい。
【０００８】
ある実施形態において、前記被覆金属膜の表面粗さは２μｍ以下である。
【０００９】
ある実施形態において、前記被覆金属膜は前記導線の上部を被覆する。
【００１０】
ある実施形態において、前記被覆金属膜の厚さは前記導線の厚さよりも大きい。
【００１１】
本発明による高周波回路は、上記に記載の配線を少なくとも１つ備える。
【００１２】
ある実施形態において、前記高周波回路は、ペアコプレーナ線路、ガードコプレーナ線路、スタックトペア線路、ガードスタックトペア線路およびマイクロストリップ線路のうちの少なくとも１つの線路を有しており、前記少なくとも１つの線路は、前記配線を含む第１導電部材と、前記第１導電部材から離れて位置する第２導電部材とを有している。
【００１３】
ある実施形態において、前記配線の前記被覆金属膜は、前記第２導電部材と対向している。
【００１４】
ある実施形態において、前記高周波回路は、前記配線を複数備え、前記第２導電部材は前記複数の配線のうちの少なくとも１つを含む。
【００１５】
本発明による配線作製方法は、導線を形成する工程と、前記導線の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜であって、前記被覆された導線よりも小さい表面粗さを有する被覆金属膜を形成する工程とを包含する。
【００１６】
ある実施形態において、前記被覆金属膜を形成する工程は、前記導線に、前記有機金属錯体を含むインクを印刷する工程を含む。
【００１７】
ある実施形態では、前記被覆金属膜を形成する工程において、前記インクは、式（Ｉ）で表わされるβ−ケトカルボン酸銀と、孤立電子対を有する化合物とを含み、
前記孤立電子対を有する化合物が、アミン化合物、チオール化合物およびリン化合物からなる群から選択される１以上であり、
【化１】
2013232467.tif 000003
式（Ｉ）において、Ｒは、直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ1−ＣＹ2−、ＣＹ3−、Ｒ1−ＣＨＹ−、Ｒ2Ｏ−、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基、Ｒ5Ｒ4Ｎ−、水酸基、アミノ基、または、（Ｒ3Ｏ）2ＣＹ−であり、Ｙは、同一であるかまたは異なり、それぞれフッ素原子、塩素原子、臭素原子または水素原子であり、Ｒ1は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ19脂肪族炭化水素基、または、フェニル基であり、Ｒ2は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基であり、Ｒ3は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ16脂肪族炭化水素基であり、Ｒ4およびＲ5は、同一であるかまたは異なり、それぞれ直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ18脂肪族炭化水素基であり、式（Ｉ）において、Ｘは、同一であるかまたは異なり、それぞれ水素原子、直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ6Ｏ−、Ｒ6Ｓ−、Ｒ6−ＣＯ−、Ｒ6−ＣＯ−Ｏ−、ハロゲン、ベンジル基、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはベンジル基、シアノ基、Ｎ−フタロイル−３−アミノプロピル基、２−エトキシビニル基であり、Ｒ6は直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ10脂肪族炭化水素基、チオフェニル基、フェニル基、ジフェニル基、または、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはジフェニル基である。
【００１８】
ある実施形態において、前記被覆金属膜を形成する工程は、前記インクを印刷した後に前記インクを加熱する工程を含む。
【００１９】
ある実施形態において、前記加熱は２００℃以下で行われる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、配線における高周波の伝送損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による配線の実施形態を示す模式図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明による配線作製方法の実施形態を示す模式図である。
【図３】伝送される周波数と表皮深さとの関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明による高周波回路の実施形態における伝送線路を示す模式図である。
【図５】本発明による高周波回路の実施形態における伝送線路を示す模式図である。
【図６】（ａ）は比較例１、２の配線および本実施例の配線の抵抗率を示すグラフであり、（ｂ）は比較例１、２の配線および本実施例の配線の表面粗さを示すグラフであり、（ｃ）は比較例１、２の配線および本実施例の配線の反射損失を示すグラフである。
【図７】（ａ）は本実施例の配線を示す模式図であり、（ｂ）および（ｃ）は本実施例の配線における反射損失の測定を示した模式図である。
【図８】（ａ）は比較例３の配線および本実施例の配線の抵抗率を示すグラフであり、（ｂ）は比較例３の配線および本実施例の配線の表面粗さを示すグラフであり、（ｃ）は比較例２、３の配線および本実施例の配線の反射損失を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明による配線および配線作製方法の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２３】
図１に、本実施形態の配線１００の模式図を示す。配線１００は、導線１０と、導線１０の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜２０とを備える。ここでは、導線１０および被覆金属膜２０は、基板Ｓの上に設けられており、また、基板Ｓの主面は導線１０と接触している。典型的には、基板Ｓは絶縁性基板である。例えば、基板Ｓはプラスチック基板である。基板Ｓは、加工の容易なエポキシフッ素樹脂から構成されていることが好ましい。あるいは、基板Ｓは、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＥＴ）基板であってもよい。基板Ｓは、ポリイミド、ガラスまたはセラミックから形成されてもよい。
【００２４】
導線１０は、例えば、金属から構成されている。一例として、導線１０は、銅から構成されている。あるいは、導線１０は、銀から構成されてもよい。または、導線１０は金属以外の導電性材料から構成されてもよい。
【００２５】
ここでは、被覆金属膜２０は、導線１０の一部を被覆しており、一例として、被覆金属膜２０は、導線１０の上方を被覆している。例えば、被覆金属膜２０は銀から構成されている。典型的には、導線１０の幅は数十μｍである。被覆金属膜２０の厚さは導線１０と比べて小さくてもよい。例えば、被覆金属膜２０の厚さは導線１０の厚さに対してほぼ１０分の１以下である。一例として、導線１０の厚さは約２０μｍであり、被覆金属膜２０の厚さは約１μｍ以下である。なお、被覆金属膜２０の厚さは約１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
本実施形態の配線１００において被覆金属膜２０の表面粗さは導線１０の表面粗さよりも小さい。ここで、表面粗さは導線１０の表面基準線に対する算術平均粗さを意味している。例えば、導線１０の表面粗さは約２μｍよりも大きく、被覆金属膜２０の表面粗さは２μｍ以下である。被覆金属膜２０の表面粗さは、１μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
本実施形態の配線１００では、配線１００の少なくとも一部の表面における表面粗さが比較的低くなっている。一般に、配線を伝送する電流の周波数が高いほど、電流は配線の表面近傍を伝送する。例えば、高周波の電流が配線を流れるときの電流密度は、配線の表面において比較的高く、表面から離れるほど低下する。詳細は後述するが、本実施形態の配線１００では、電流の周波数が比較的低い場合、電流の比較的多くの成分が導線１０を伝送する一方で、電流の周波数が比較的高い場合、電流の比較的多くの成分が被覆金属膜２０を伝送する。このような配線１００は高周波の伝送損失を低減させることができ、配線１００を用いたデバイスの消費電力を抑制することができる。本実施形態の配線１００は、高周波回路（例えば、アンテナ用回路）の配線として好適に用いられる。
【００２８】
ここで、図２を参照して、本実施形態の配線作製方法を説明する。まず、図２（ａ）に示すように、導線１０を形成する。ここでは、導線１０は基板Ｓの上に設けられており、所定の方向に延びている。例えば、導線１０として銅箔線が用いられる。銅箔線は、基板Ｓの主面に銅箔を熱圧着によって貼り付けた後、フォトリソグラフィのエッチングによって所定のパターンに形成されてもよい。あるいは、導線１０は金属ナノマテリアル材料を印刷することによって形成されてもよい。さらには、導線１０は他の導電材料を用いて形成されてもよい。
【００２９】
次に、図２（ｂ）に示すように、導線１０の少なくとも一部を被覆する被覆金属膜２０を形成する。例えば、被覆金属膜２０は、有機金属錯体を含むインクを導線１０に塗布して形成される。一例として、有機金属錯体を含むインクを導線１０に印刷することによって被覆金属膜２０を形成することが好ましい。これにより、所定の形状の被覆金属膜２０を形成するためにエッチングを行わなくてもよく、廃棄物を抑制できる。
【００３０】
また、印刷されたインクを加熱して還元し、これにより、被覆金属膜２０として金属薄膜を形成してもよい。この場合、還元剤を使用せず、熱によって還元を行うことができる。なお、加熱は２００℃以下で行われることが好ましく、１５０℃以下で行われることがさらに好ましく、１００℃以下で行われることがさらに好ましい。
【００３１】
例えば、１回のインクジェット印刷によって形成される被覆金属膜２０の厚さは約１００ｎｍ〜数百ｎｍである。必要に応じて、インクジェット印刷を複数回行って、比較的厚い被覆金属膜２０を形成してもよい。このように、インクジェット印刷で印刷を行う場合、エッチングを行わなくてもよいため、環境への負荷を低減させることができる。
【００３２】
被覆金属膜２０として、例えば、酸化しにくい銀薄膜を形成することが好ましく、この場合、インクとして有機銀錯体の溶解した銀塩インクを用いることが好ましい。銀塩インクをインクジェット印刷で導線１０と重なるように位置合わせした状態で印刷することにより、被覆金属膜２０が形成される。例えば、有機銀錯体として、β−ケトカルボン酸銀が用いられ、好ましくは、印刷された銀塩インクは加熱される。加熱によって有機銀錯体から還元された銀原子は周囲の銀原子と結合する。顕微鏡で観察すると、銀薄膜には複数の銀粒子が隣接して存在している。銀塩が溶媒中に溶解しており、インク中に銀粒子が存在しないことにより、銀粒子を分散させる保護剤を使わなくても、滑らかな表面の金属薄膜を形成することできる。
【００３３】
例えば、銀塩インクとして以下に示すインクが好適に用いられる。インクは、式（Ｉ）で表わされるβ−ケトカルボン酸銀と、孤立電子対を有する化合物とを含む。孤立電子対を有する化合物が、アミン化合物、チオール化合物およびリン化合物からなる群から選択される１以上である。
【化２】
2013232467.tif 000004
【００３４】
式（Ｉ）において、Ｒは、直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ1−ＣＹ2−、ＣＹ3−、Ｒ1−ＣＨＹ−、Ｒ2Ｏ−、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基、Ｒ5Ｒ4Ｎ−、水酸基、アミノ基、または、（Ｒ3Ｏ）2ＣＹ−である。ただし、Ｙは、同一であるかまたは異なり、それぞれフッ素原子、塩素原子、臭素原子または水素原子であり、Ｒ1は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ19脂肪族炭化水素基、または、フェニル基であり、Ｒ2は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基であり、Ｒ3は直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ16脂肪族炭化水素基であり、Ｒ4およびＲ5は、同一であるかまたは異なり、それぞれ直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ18脂肪族炭化水素基である。
【００３５】
また、式（Ｉ）において、Ｘは、同一であるかまたは異なり、それぞれ水素原子、直鎖、分枝または環状の飽和または不飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基、Ｒ6Ｏ−、Ｒ6Ｓ−、Ｒ6−ＣＯ−、Ｒ6−ＣＯ−Ｏ−、ハロゲン、ベンジル基、フェニル基、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはベンジル基、シアノ基、Ｎ−フタロイル−３−アミノプロピル基、２−エトキシビニル基である。ただし、Ｒ6は直鎖、分枝もしくは環状の飽和もしくは不飽和Ｃ1〜Ｃ10脂肪族炭化水素基、チオフェニル基、フェニル基、ジフェニル基、または、１個もしくは複数の置換基で置換されたフェニル基もしくはジフェニル基である。
【００３６】
また、Ｒが直鎖の飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基であり、Ｘは互いに異なり、それぞれが水素原子と、直鎖の飽和Ｃ1〜Ｃ20脂肪族炭化水素基であることが好ましい。
【００３７】
なお、孤立電子対を有する化合物の炭素数が２〜２４であることが好ましい。また、孤立電子対を有する化合物は、２−フェニルエチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ヘキシルアミン、プロピルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、エチレンジアミン、Ｎ−メチルヘキシルアミン、トリオクチルホスフィン、トリブチルホスフィン、亜リン酸トリブチル、１−ステアリルアミン、ジメチルオクタデシルアミン、メチルベンジルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ドデカンチオール、ジエチルホスホノ酢酸エチル、ドデシルトリメチルアンモニウムブロミドおよびテトラデシルアンモニウムブロミドからなる群から選択される１以上であることが好ましい。
【００３８】
このようなインクを用いることにより、１００℃以下の温度で３０分程度加熱することより、銀薄膜を形成できる。なお、インクは、アセチレンアルコールをさらに含んでもよい。
【００３９】
なお、図２では、基板Ｓの上に導線１０を形成した後に、被覆金属膜２０を形成したが、本発明はこれに限定されない。被覆金属膜２０を形成した後に、被覆金属膜２０によって少なくとも一部を被覆される導線１０を形成してもよい。また、図１および図２に示した配線１００において、被覆金属膜２０の幅は導線１０の幅とほぼ等しかったが、本発明はこれに限定されない。被覆金属膜２０の幅は導線１０の幅よりも小さくてもよい。
【００４０】
また、図１および図２に示した配線１００において、被覆金属膜２０は導線１０の上部を被覆しており、導線１０の側部は露出されているが、本発明はこれに限定されない。被覆金属膜２０は導線１０の側部を被覆してもよい。また、被覆金属膜２０は導線１０の上部を被覆することなく導線１０の側部を被覆してもよい。あるいは、被覆金属膜２０は導線１０全体を被覆してもよい。なお、配線の伝送損失を効率的に低減させるためには、被覆金属膜２０は導線１０の側部よりも上部に位置していることが好ましい。
【００４１】
また、図１および図２に示した配線１００では、導線１０は基板Ｓの端部にまで延びており、また、基板Ｓの端部まで延びた導線１０の上に被覆金属膜２０が形成されたが、本発明はこれに限定されない。被覆金属膜２０は、基板Ｓの中央付近の導線１０の上に形成されてもよく、また、導線１０は、基板Ｓの中央付近に形成されてもよい。
【００４２】
なお、導線１０は金属ナノワイヤから構成されてもよい。金属ナノワイヤの導線１０は金属塩の還元によって形成できる。例えば、導線１０は銀ナノワイヤから構成されており、銀ナノワイヤ線１０の上に、被覆金属膜２０として銀薄膜を設けてもよい。
【００４３】
また、導線１０および被覆金属膜２０は異なる元素から構成されてもよく、あるいは、導線１０および被覆金属膜２０は同じ元素から構成されていてもよい。典型的には、導線１０および被覆金属膜２０は異なる手法で、または、異なる材料から形成される。
【００４４】
なお、図２を参照した本実施形態の配線作製方法において、基板Ｓの上に設けられた導線１０として、すでに使用している高周波回路の配線に対して、被覆金属膜２０を形成してもよい。例えば、所定の電子機器のアンテナ回路として用いられた高周波回路に設けられた配線に対して被覆金属膜２０を形成してもよい。
【００４５】
上述したように、配線を伝送する電流の周波数が高いほど、電流は配線の表面近傍を伝送する。例えば、高周波電流が配線を流れるときの電流密度は、配線の表面において比較的高く、表面から離れるほど低下する。また、周波数が高くなるほど、配線の表面近傍の電流密度が上昇する。
【００４６】
一般に、表面電流が１／ｅとなる深さは表皮深さとも呼ばれ、表皮深さｄは、
ｄ  ＝  （２ρ／Ωμ）1/2
と表される。ここで、ρは配線の抵抗（Ω）を示し、Ωは電流の角周波数を示し、μは配線材料の絶対透磁率を示す。
【００４７】
図３に、銅箔配線を伝送する電流の周波数に対する表皮深さの変化を示す。図３から理解されるように、高周波の周波数が増大するほど、表皮深さが減少する。図３から、本実施形態の配線１００において、導線１０が厚さ１８μｍの銅箔であり、被覆金属膜２０が厚さ１μｍの銀から構成される場合、被覆金属膜２０の厚さは表皮深さよりも小さいため、高周波の多くの成分は被覆金属膜２０および導線１０の表面を伝送すると考えられる。
【００４８】
本実施形態の配線１００は高周波の伝送に好適に用いられる。例えば、配線１００は高周波回路の伝送線路の少なくとも一部として好適に利用される。高周波は、互いに離れて位置する少なくとも２つの導電部材を有する伝送線路を介して伝送される。
【００４９】
以下、図４および図５を参照して配線１００を用いた伝送線路３０の構造を説明する。参考のために、図４および図５には水平方向に配列された２対の伝送線路３０を示している。なお、図４に示した伝送線路３０は少なくとも２つの配線１００から形成されている。
【００５０】
図４（ａ）に、伝送線路３０の一例としてペアコプレーナ線路を示す。ペアコプレーナ線路において、伝送線路３０は互い平行に延びた２つの配線１００を有しており、この２つの配線１００は水平方向に配列されている。図４（ａ）に示した伝送線路３０において配線１００は絶縁層Ｚに囲まれている。伝送線路３０を囲む絶縁層Ｚのうち配線１００に対して下方部分、側方部分および上方部分は異なる工程で形成されてもよい。ただし、絶縁層Ｚはほぼ均質な絶縁材料から形成されていることが好ましい。
【００５１】
ここでは、配線１００のそれぞれにおいて、導線１０および被覆金属膜２０は水平方向に位置している。また、図４（ａ）に示した伝送線路３０において隣接する配線１００の互いに対向する部分には被覆金属膜２０が設けられている。
【００５２】
図４（ｂ）に、伝送線路３０の別の一例としてガードコプレーナ線路を示す。図４（ｂ）に示したガードコプレーナ線路において、伝送線路３０は互い平行に延びた３つの配線１００を有しており、配線１００は絶縁層Ｚに囲まれている。伝送線路３０の３つの配線１００は水平方向に配列されており、両端の配線１００は互いに電気的に接続されている。
【００５３】
ここでは、配線１００のそれぞれにおいて、導線１０および被覆金属膜２０は水平方向に位置している。図４（ｂ）に示した伝送線路３０において隣接する２つの配線１００の互いに対向する部分に被覆金属膜２０が設けられており、残りの１つの配線１００の被覆金属膜２０は中央の配線１００の導線１０と対向している。
【００５４】
なお、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した構成には、配線１００を囲む絶縁層Ｚが設けられており、伝送線路３０内の隣接する配線１００の間、および、隣接する伝送線路３０の間に絶縁層Ｚが存在しているが、本発明はこれに限定されない。配線１００の間、および／または、伝送線路３０の間は空気層であってもよい。また、例えば、伝送線路３０は絶縁性の基板（図４（ａ）および図４（ｂ）に図示せず）の主面の上に設けられてもよい。
【００５５】
図４（ｃ）に、伝送線路３０の別の一例としてスタックトペア線路を示す。図４（ｃ）に示したスタックトペア線路において、伝送線路３０は互い平行に延びた２つの配線１００を有しており、２つの配線１００は鉛直方向に配列されている。配線１００は絶縁層Ｚに囲まれている。配線１００のそれぞれにおいて、導線１０および被覆金属膜２０は鉛直方向に位置している。図４（ｃ）に示した伝送線路３０において隣接する配線１００の互いに対向する部分に被覆金属膜２０が設けられている。
【００５６】
図４（ｄ）に、伝送線路３０の別の一例としてガードスタックトペア線路を示す。図４（ｄ）に示したガードスタックトペア線路において、伝送線路３０は互い平行に延びた３つの配線１００を有しており、配線１００は絶縁層Ｚに囲まれている。伝送線路３０の３つの配線１００は鉛直方向に配列されており、両端の配線１００は互いに電気的に接続されている。配線１００のそれぞれにおいて、導線１０および被覆金属膜２０は鉛直方向に位置している。図４（ｄ）に示した伝送線路３０において隣接する２つの配線１００の互いに対向する部分に被覆金属膜２０が設けられており、残りの１つの配線１００の被覆金属膜２０は中央の配線１００の導線１０と対向している。
【００５７】
なお、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示した構成には、配線１００を囲む絶縁層Ｚが設けられており、伝送線路３０内の隣接する配線１００の間、および、隣接する伝送線路３０の間に絶縁層Ｚが存在しているが、本発明はこれに限定されない。配線１００の間、および／または、伝送線路３０の間は空気層であってもよい。図４（ｃ）および図４（ｄ）には図示していないが、伝送線路３０は絶縁性の基板の主面の上に絶縁部材を介して形成されてもよい。
【００５８】
なお、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した伝送線路３０では、伝送線路３０のうちの隣接する少なくとも２つの配線１００の被覆金属膜２０は互いに対向していたが、本発明はこれに限定されない。伝送線路３０のうちの隣接する配線１００において、被覆金属膜２０は対向しなくてもよい。
【００５９】
また、図４（ａ）〜図４（ｄ）に示した伝送線路３０は配線１００で構成されていたが、本発明はこれに限定されない。伝送線路３０の１つの導電部材が配線１０を用いて形成され、他の導電部材は被覆金属膜２０を有することなく形成されてもよい。
【００６０】
図５に、伝送線路３０のさらに別の一例としてマイクロストリップ線路を示す。マイクロストリップ線路は、基板Ｓの表面に設けられた所定のパターンの配線１００と、基板Ｓの裏面の設けられた導電膜１２とから形成される。図５に示した伝送線路３０において、配線１００および導電膜１２は絶縁層Ｚでそれぞれ覆われている。絶縁層Ｚはほぼ均質な絶縁材料から形成されていることが好ましい。
【００６１】
配線１００において、基板Ｓの表面に、導線１０および被覆金属膜２０が設けられており、ここでは、基板Ｓの表面側に被覆金属膜２０が位置し、導電膜１２は基板Ｓを介して被覆金属膜２０と対向している。例えば、基板Ｓは、ガラスエポキシ樹脂から構成される。
【００６２】
これらの伝送線路３０は、プリプレグで加熱圧縮することによって配線１００を隣接させるように形成されてもよい。例えば、図１に示した配線１００を有する基板Ｓを２つ用意し、配線１００が互いに隣接するように基板Ｓを対向させて基板Ｓを固定してもよい。また、隣接する配線１００の間に、配線１００よりも厚い絶縁層を印刷し、２つの基板Ｓの間の絶縁層を硬化させて、２つの基板Ｓを接着してもよい。
【実施例】
【００６３】
（実施例１）
本実施例の配線１００における導線１０は厚さ約１８μｍの銅箔線であり、被覆金属膜２０は、銀塩インクとしてインクテック社（Ｉｎｋ−ＴＥＣ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）製のＴＥＣ−ＩＪ−０１０を用いてインクジェット印刷で印刷した後、１００℃で３０分加熱し、厚さ約１μｍの銀薄膜を形成した。インクジェット印刷は、Ｄｉｍａｔｉｘ社製のピエゾ方式のプリンタＤＭＰ２８３１で行った。銀薄膜２０の長さは１０ｍｍであり、幅は３ｍｍであった。
【００６４】
本実施例の配線１００を比較例１の配線および比較例２の配線と比較した。比較例１の配線として銅箔配線を用い、比較例２の配線として銀配線を用いた。比較例１の銅箔配線は導線１０と同様に形成し、銅箔配線の厚さは約１８μｍであった。比較例２の銀配線は上述の銀薄膜と同様にインクジェット印刷で形成し、銀配線の厚さは約１μｍであった。
【００６５】
図６（ａ）に、比較例１の銅箔配線、比較例２の銀配線および本実施例の配線１００の（体積）抵抗率を示す。銀配線は銀塩インクの印刷によって形成したのに対して、銅箔配線は銅箔から形成しており、銅箔配線の抵抗率は銀配線よりも低かった。これに対して、配線１００では、銅箔から形成された導線１０の上に、銀塩インクから形成された被覆金属膜２０を形成しており、配線１００の抵抗率は銅箔配線とほぼ同程度であった。
【００６６】
図６（ｂ）に、比較例１の銅箔配線、比較例２の銀配線および本実施例の配線１００の表面粗さＲａを示す。銅箔配線はエッチング処理されたのに対して、銀配線は銀塩インクの印刷によって形成しており、配線１００の表面粗さＲａは、銅箔配線よりも低く、銀配線とほぼ同程度であった。
【００６７】
図６（ｃ）に、配線を伝送する電流の周波数に対する反射損失の測定結果を示す。
【００６８】
反射損失の測定は以下のように行った。図７（ａ）は、本実施例の配線１００の設けられた基板Ｓの模式図である。基板Ｓの表面には、銅箔から形成された所定のパターンの導線１０、および、銀塩インクから形成された被覆金属膜２０が設けられており、導線１０の幅は約３ｍｍであり、基板Ｓの裏面全体に銅箔１２を設けた。
【００６９】
図７（ｂ）に、配線１００を所定の位置に配置した基板Ｓの模式図を示し、図７（ｃ）に、基板Ｓにおける配線１００の一部を拡大した模式図を示す。配線１００の導線１０は導線Ｒと連続しており、配線１００の両端のそれぞれと連結された銅線Ｒをネットワークアナライザー（ここでは図示せず）の端子Ｔ１、Ｔ２に接続した。このネットワークアナライザーにより、周波数０．５ＧＨｚ〜４ＧＨｚにおける配線１００のＳパラメータ（Ｓ11）を測定した。反射損失の測定は、アジレントテクノロジー社（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ）製のネットワークアナライザー  Ｅ５０７１Ｃを用いて行った。
【００７０】
図６（ｃ）において、線Ｃ１、Ｃ２は、比較例１の銅箔配線、比較例２の銀配線の測定結果をそれぞれ示し、線Ｐは本実施例の配線１００の測定結果を示す。銅箔配線、銀配線および配線１００のそれぞれにおいて、電流の周波数が増加するほど、反射損失が増大した（図６（ｃ）のグラフにおいて上方に変化した）。これは、電流の周波数が増大すると、配線を流れる電流のうち表面近傍を流れる割合が増大し、電流が配線表面の影響を受けやすくなるためと考えられる。
【００７１】
比較例１の銅箔配線および比較例２の銀配線の反射損失を比較すると、周波数が比較的低い場合、銅箔配線の反射損失は銀配線よりも低く、周波数が比較的高い場合、銀配線の反射損失は銅箔配線よりも低かった。具体的には、周波数が１．５ＧＨｚ以下の場合、銅箔配線の反射損失は銀配線よりも低く、周波数が１．５ＧＨｚを超える場合、銀配線の反射損失は銅箔配線よりも低かった。
【００７２】
次に、本実施例の配線１００の反射損失を、比較例１の銅箔配線および比較例２の銀配線の反射損失と比較すると、周波数が比較的低い場合、配線１００の反射損失は銅箔配線とほぼ同程度であった。これは、電流の比較的多くの成分が配線１００の導線１０を流れるからと考えられる。一方、周波数が比較的高い場合、配線１００の反射損失は銀配線とほぼ同程度であった。これは、電流の比較的多くの成分が配線１００の表面近傍にある被覆金属膜２０を流れるからと考えられる。具体的には、周波数が０．６ＧＨｚ以下の場合、配線１００の反射損失は銅箔配線とほぼ等しく、周波数が２．５ＧＨｚを超える場合、配線１００の反射損失は銀配線とほぼ等しかった。
【００７３】
以上のように、本実施例の配線１００において導線１０として用いられる銅箔の上に被覆金属膜２０として用いられる銀薄膜を設けることにより、銅箔配線とほぼ同じ抵抗率を維持するとともに、銅箔配線と比べて表面粗さＲａを低減させることができた。このため、配線１００は高周波の周波数がそれほど高くない場合でも反射損失を低減できた。
【００７４】
（実施例２）
本実施例の配線１００における導線１０は銀ナノワイヤ線であり、銀ナノワイヤ線は印刷によって形成した。被覆金属膜２０は、銀塩インクとしてインクテック社（Ｉｎｋ−ＴＥＣ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）製のＴＥＣ−ＩＪ−０１０を用いてインクジェット印刷で印刷した後、１００℃で３０分加熱することによって形成された厚さ約１μｍの銀薄膜である。インクジェット印刷は、Ｄｉｍａｔｉｘ社製のピエゾ方式のプリンタＤＭＰ２８３１で行った。銀薄膜２０の長さは１０ｍｍであり、幅は３ｍｍであった。
【００７５】
ここでは、本実施例の配線１００を比較例３の配線と比較した。比較例３の配線は、導線１０と本実施例と同様に形成された銀ナノワイヤ配線であった。
【００７６】
図８（ａ）に、比較例３の銀ナノワイヤ配線および本実施例の配線１００の（体積）抵抗率を示す。比較例３の銀ナノワイヤ配線では、配線自体が銀ナノワイヤから構成されたのに対して、配線１００では、銀ナノワイヤから形成された導線１０の上に、被覆金属膜２０として銀薄膜を設けており、配線１００の抵抗率は銀ナノワイヤ配線よりも低かった。
【００７７】
図８（ｂ）に、比較例３の銀ナノワイヤ配線および本実施例の配線１００の表面粗さＲａを示す。比較例３の銀ナノワイヤ配線では、配線自体が銀ナノワイヤから構成されたのに対して、配線１００では、銀ナノワイヤから形成された導線１０の上に、被覆金属膜２０として銀薄膜を設けており、配線１００の表面粗さＲａは比較例３の銀ナノワイヤ配線よりも低かった。
【００７８】
図８（ｃ）に、配線を伝送する電流の周波数に対する反射損失の変化を示す。図８（ｃ）において、線Ｃ３は銀ナノワイヤ配線の測定結果を示し、線Ｐは本実施例の配線１００の測定結果を示す。なお、図８（ｃ）には、図６（ｃ）を参照して説明した比較例２の銀配線の測定結果を示す線Ｃ２を併せて示している。
【００７９】
銀配線および銀ナノワイヤ配線のそれぞれにおいて、電流の周波数が増加するほど、反射損失が増大した（図８（ｃ）のグラフにおいて上方に変化した）。これは、電流の周波数が増大すると、配線を流れる電流のうち表面近傍を流れる割合が増大し、電流が配線表面の影響を受けやすくなるためと考えられる。
【００８０】
周波数が比較的低い場合、配線１００の反射損失は比較例３の銀ナノワイヤ配線とほぼ同程度であった。これは、電流の比較的多くの成分が配線１００の導線１０を流れるためと考えられる。一方、周波数が比較的高い場合、配線１００の反射損失は比較例３の銀ナノワイヤ配線よりも低かった。これは、電流の比較的多くの成分が配線１００の表面近傍にある被覆金属膜２０を流れるためと考えられる。具体的には、周波数が０．８ＧＨｚ以下の場合、配線１００の反射損失は銀ナノワイヤ配線とほぼ等しかった。なお、配線１００の反射損失は比較例２の銀配線よりも低かった。
【００８１】
以上のように、本実施例の配線１００によれば、導線１０として用いられる銀ナノワイヤ線の上に、被覆金属膜２０として用いられる銀薄膜を設けることにより、銀ナノワイヤ配線よりも低い抵抗率で、銀ナノワイヤ配線よりも低い表面粗さＲａを実現することができた。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の配線は、高周波回路に好適に用いられる。例えば、このような配線は、ＩＣカード、ＲＦＩＤ，携帯電話、無線ＬＡＮ、カーナビケーションシステムなどの高周波アンテナまたは高周波モジュールに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００８３】
１０  導線
２０  被覆金属膜
１００  配線
【図１】
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【図２】
2013232467.tif 000007
【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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