(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設することからなる高周波用配線基板の製造方法において、下記：
【化１】
0004056176.tif 000009
ただし、Ｘは、フッ素原子、塩素原子またはメチル基を表し；Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立して、臭素原子、塩素原子またはヨウ素原子を表し；ｋは、０〜４の整数である、
で示される含フッ素芳香族化合物の熱ＣＶＤによって誘電体膜を形成することを特徴とする製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法によって製造される高周波用配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波用配線基板およびその製造方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、トリプレート線路、コプレーナ線路、誘電体導波管線路などから構成された配線層を有する高周波用配線基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波、ミリ波等の高周波で用いられている高周波回路の基板においては比誘電率が低く誘電損失が小さい材料を使用する必要がある。したがって、従来の材料としては、主として比誘電率が約１０のアルミナ磁器が採用されていた（特開昭６２−１０３，９０４号公報）。また、比誘電率が低い材料としてはコージェライトやマグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）からなる複合酸化膜が知られており、これらの材料の比誘電率は４〜６である（特開昭６１−２３４，１２８号公報及び特開平１１−４９，５６３号公報）。
【０００３】
しかしながら、上記材料は、比誘電率が４〜６と比較的高いために、近年における高周波帯の誘電体共振器の普及に伴い、例えば、高インピーダンスのマイクロストリップ線路を形成しようとすると、ライン幅が小さくなりすぎて断線したり、クロストークが発生するという問題があった。
【０００４】
また、これらの磁器基板におけるマイクロストリップ線路のインピーダンスは、基板の厚さが一定であれば、その比誘電率及びマイクロストリップ線路の幅にそれぞれ反比例するので、ライン幅を小さくする代わりに比誘電率の低い基板材料を使用することによってインピーダンスを高めることができる。このために、より低い低誘電率材料が求められてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、絶縁基板上に、必要に応じて絶縁基板材料からなる基板上に形成される接地電極上に低誘電率の誘電体膜を製膜することにより、高周波電送特性を向上できる高周波用配線基板およびその製造方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記諸目的を達成するために鋭意検討した結果、誘電体膜に着目し、この誘電体膜を化学的蒸着により、好ましくは誘電率の低い含フッ素芳香族化合物を化学的蒸着することにより、形成することによって、マイクロストリップ線路のライン幅を大きくしても、従来のインピーダンス値を得ることができるので、このような方法によって製造される高周波用配線基板では、断線やクロストークなどが有効に抑制でき、また高周波電送効率の向上をはかれることを発見した。これらの知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、上記諸目的は、以下の（ア）〜（エ）によって達成される。
【０００８】
（ア）周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設することからなる高周波用配線基板の製造方法において、下記：
【０００９】
【化１】
0004056176.tif 000002
【００１０】
ただし、Ｘは、フッ素原子、塩素原子またはメチル基を表し；Ｚ１及びＺ２は、それぞれ独立して、臭素原子、塩素原子またはヨウ素原子を表し；ｋは、０〜４の整数である、
で示される含フッ素芳香族化合物の熱ＣＶＤによって誘電体膜を形成することを特徴とする製造方法。
【００１３】
（イ）前記（ア）に記載の方法によって製造される高周波用配線基板。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
第一の概念によると、本発明は、周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設することからなる高周波用配線基板の製造方法において、化学的蒸着によって誘電体膜を形成することを特徴とする製造方法を提供する。
【００１６】
上記概念の方法の実施態様としては、絶縁基板上に化学的蒸着によって誘電体膜を形成し、この誘電体膜の表面または内部に周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設する段階を含む、および、必要に応じて（１）絶縁基板上に接地電極を形成し、；（２）このようにして絶縁基板上に形成された接地電極上にさらに化学的蒸着によって誘電体膜を形成し；（３）この誘電体膜の表面または内部に周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設する段階を含むものがある。
【００１７】
本発明において使用される絶縁基板としては、従来公知のものが使用できその製造方法も特に制限されるものではないが、例えば、ガラスクロスにエポキシ樹脂粉末を散布塗工し、次いでこの散布塗工を施したガラスクロス同士を積層した絶縁基板；ガラスクロスにフッ素樹脂分散液を浸漬塗工して乾燥し、この浸漬塗工を施したガラスクロス同士を積層した絶縁基板；セラミック製の絶縁基板；テフロン、ポリエチレン等の有機樹脂、セラミックスまたはこれらの複合体で作製された絶縁基板；ポリプロピレン製の絶縁基板；および半導体基板としてのケイ素（Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などが挙げられる。また、本発明において使用される絶縁基板の大きさ（即ち、幅、長さ及び厚さ）は、特に制限されるものではなく公知のものと同様の大きさが使用できる。
【００１８】
本発明において、誘電体膜は、絶縁基板上に直接形成されてもあるいは必要に応じて予め絶縁基板上に形成された接地電極上に形成した後、この接地電極上に誘電体膜を化学的蒸着によって形成する。
【００１９】
本発明において、接地電極を絶縁基板上に形成する際の、接地電極は、絶縁基板の一部または全面、好ましくは全面に形成され、この形成方法としては、既知の方法を用いて、例えば、銀（Ａｇ）電極の焼き付けや銅（Ｃｕ）のメッキ等によって絶縁基板上に形成することができる。また、接地電極の厚さは、特に制限されるものではなく公知のものと同様の厚みが使用できる。
【００２０】
本発明において、誘電体膜は化学的蒸着（ＣＶＤ）によって形成されることを必須とする。本発明において誘電体膜に使用される材料は、ＣＶＤ処理が可能である材料であれば特に制限されないが、好ましくは低誘電率を有するものが使用される。具体的には、含フッ素芳香族化合物、ポリイミド、ポリアミドイミド類、ポリ尿素、ポリウレタン、及びポリアゾメチンなどが挙げられる。これらのうち、誘電率の低さなどを考慮すると、含フッ素芳香族化合物が好ましく使用される。
【００２１】
本発明において好ましく使用される含フッ素芳香族化合物としては、特に制限されないが、具体的には、環状骨格部に２個のＣＦ2Ｚ（Ｚ＝Ｂｒ、ＩまたはＣｌ）基を有するベンゼン、ビフェニル、フェニルエーテル、インデン、インダン、ナフタレン、１，４−ジヒドロナフタレン、テトラリン、ビフェニレン、アセナフチレン、アセナフテン、フルオレン、フェナントレン、アントラセン、フルオランテン、アセアントレン、ピレン、１−フェニルナフタリン及び２−フェニルナフタリン；ならびに下記式（１）〜（３）で示される化合物が挙げられる。
【００２２】
【化２】
0004056176.tif 000003
【００２３】
【化３】
0004056176.tif 000004
【００２４】
【化４】
0004056176.tif 000005
【００２５】
上記式（１）及び（２）において、Ｘ1及びＸ2は、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子またはメチル基、好ましくはフッ素原子を表し；ならびにｋ及びｋ’は、それぞれ独立して、０〜４、好ましくは０、３、４の整数、より好ましくは０、４の整数である。また、上記式（３）において、Ｙ1及びＹ2は、それぞれ独立して、フッ素原子またはメチル基、好ましくはフッ素原子を表し；ｐ及びｐ’は、それぞれ独立して、０〜４、好ましくは０、３、４の整数、より好ましくは０、４の整数であり；かつＹ1及びＹ2の少なくとも一はフッ素原子を表す。
【００２６】
上記した含フッ素芳香族化合物のうち、環状骨格部において２個のＣＦ2Ｚ（Ｚ＝Ｂｒ、ＩまたはＣｌ；以下、同様）基を有するベンゼン、ナフタレン及びアントラセン；ならびに式（１）〜（３）で示される化合物、より好ましくは環状骨格部において２個のＣＦ2Ｚ基を有するベンゼン、ナフタレン及びアントラセンが好ましく使用される。さらに、本発明において好ましく使用される環状骨格部に２個のＣＦ2Ｚ基を有するベンゼン、ナフタレン及びアントラセンにおいて、置換基であるＣＦ2Ｚ基の結合位置は、重合する際の含フッ素芳香族樹脂の２次構造の点を考慮すると、環状骨格部において対称の位置となることが望ましく、即ち、下記含フッ素芳香族化合物が本発明において特に好ましく使用される。
【００２７】
【化５】
0004056176.tif 000006
【００２８】
上記式において、Ｘ、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、それぞれ独立して、フッ素原子、塩素原子またはメチル基、好ましくはフッ素原子を表し；Ｚ1及びＺ2は、それぞれ独立して、臭素原子、塩素原子またはヨウ素原子、好ましくは臭素原子を表し；ｋ及びｋ’は、それぞれ独立して、０〜４、好ましくは０、３、４の整数、より好ましくは０、４の整数であり；ｍ及びｍ’は、それぞれ独立して、０〜３、好ましくは０、３の整数であり；ならびにｎは０〜２、好ましくは０、２の整数である。
【００２９】
また、本発明において、ＣＶＤは、上記材料に加えて、必要であれば重合開始剤等の他の添加剤を添加して、行ってもよい。この際使用できる他の添加剤としては、ベンゾフェノン、イルガキュアー１８４（チバガイギー社製）、イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）、イルガキャアー６５１（チバガイギー社製）、およびダロキュアー（メルク社製）等の重合開始剤などが挙げられる。
【００３０】
したがって、上記含フッ素芳香族化合物を必要であれば重合開始剤等の他の添加剤と共にＣＶＤ処理することによって得られる含フッ素芳香族樹脂（以下、単に「含フッ素芳香族樹脂」と称する）の好ましい例としては、以下の６種が挙げられる。なお、本発明において、含フッ素芳香族樹脂は、一種の含フッ素芳香族化合物のみから構成される（即ち、一種の含フッ素芳香族化合物がＣＶＤ処理に使用される）ことが好ましいが、あるいは、所望の特性によっては、二種以上の含フッ素芳香族化合物からなって（即ち、二種以上の含フッ素芳香族化合物が同時にＣＶＤ処理されて）もよい。
【００３１】
【化６】
0004056176.tif 000007
【００３２】
上記式において、Ｘ、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、ｋ、ｋ’、ｍ、ｍ’、及びｎは、上記含フッ素芳香族化合物の好ましい例で記載された定義と同様であり、ならびにｑは、保護膜の所定の膜厚によって異なるが、平均として、通常、１，０００〜１，０００，０００、好ましくは１０，０００〜１００，０００である。
【００３３】
本発明において、誘電体膜の厚さは、特に制限されず、使用する材料や用途によっても異なるが、通常、１〜５００μｍである。
【００３４】
以下、本発明によるＣＶＤ法を詳細に説明する。
【００３５】
本発明において使用される化学的蒸着（ＣＶＤ）としては、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ及び光ＣＶＤ等公知の化学的蒸着法が使用されるが、これらのうち、熱によって活性種を容易に生成することができるから、熱ＣＶＤが好ましく使用され、特に、特開平６−３３，２２４号に記載される方法が好ましく使用される。
【００３６】
また、ＣＶＤ工程において、上記含フッ素芳香族化合物を使用することが好ましいが、必要であれば、アルゴン、窒素、ヘリウムガス等のキャリアガスを同時に使用してもよい。
【００３７】
さらに、ＣＶＤ法において、反応条件は使用するＣＶＤの種類および目的とする薄膜の均一性や厚さなどによって異なるが、例えば、熱ＣＶＤ法を用いる際には、温度は、蒸発室では、０〜３００℃、好ましくは１００〜２００℃であり、分解室では、４００〜１０００℃、好ましくは６００〜８００℃であり、さらに蒸着室では、−５０〜３００℃、好ましくは室温である。この際、抵抗線加熱、高周波誘導加熱、赤外線ランプ加熱やレーザビーム加熱等の公知の手段によって上記温度範囲に設定できる。また、圧力は、７６０〜１０ｍｍＴｏｒｒである。
【００３８】
さらにまた、ＣＶＤ法に使用される反応装置としては、特に制限されず、例えば、特開平６−３３，２２４号に記載される装置、常圧ＣＶＤの際には、縦型常圧ＣＶＤ装置、インライン型常圧ＣＶＤ装置やベルトコンベア型常圧ＣＶＤ装置などが；減圧ＣＶＤの際には、ホットウォール型減圧ＣＶＤ装置やコールドウォール型減圧ＣＶＤ装置などが；プラズマＣＶＤの際には、丸型平行平板電極型プラズマＣＶＤ装置、誘導コイル型プラズマＣＶＤ装置、ホットウォール型プラズマＣＶＤ装置やマイクロ波電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）型プラズマＣＶＤ装置などが；ならびに光ＣＶＤの際には、低圧水銀ランプ、エキシマレーザ、アルゴンレーザ、超高圧水銀ランプ、重水素ランプ、希ガス共鳴線、ハロゲンランプやＦｅ／Ｈｇ金属・ハロゲンランプを光源として用いたＣＶＤ装置およびこれらの２種以上のフォトンを同時に吸収させて所定のエネルギー準位まで電子を励起させる多光子吸収法などが挙げられる。これらのうち、特開平６−３３，２２４号に記載される装置が特に好ましく使用される。
【００３９】
上記態様では、誘電体膜の形成に、本発明による含フッ素芳香族化合物、及び必要であればキャリアガスを使用したが、さらに必要であれば、重合開始剤を使用してもよい。重合開始剤を使用する際の重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン、イルガキュアー１８４（チバガイギー社製）、イルガキュアー９０７（チバガイギー社製）、イルガキャアー６５１（チバガイギー社製）、およびダロキュアー（メルク社製）などが挙げられる。
【００４０】
このようにして接地電極面上に誘電体膜が形成された後は、周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層（以下、単に「配線層」ともいう）がこの誘電体膜上にさらに形成されるが、この配線層としては、周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号を電送可能であれば特に制限されることなく、公知のものが同様にして使用できる。具体的には、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、トリプレート線路、コプレーナ線路、誘電体導波管線路などから構成された配線層が挙げられる。
【００４１】
また、本発明による配線層の形成方法は特に制限されず、公知の方法が用いられるが、例えば、上記したようにして絶縁基板上に接地電極及び誘電体膜を形成した後、既知の方法を用いて、例えば、銀（Ａｇ）電極の焼き付けや銅（Ｃｕ）のメッキ等によって、マイクロストリップ線路として誘電体膜上に形成され、この際には図１に示されるような高周波用配線基板が製造される。
【００４２】
または、配線層は、図２に示されるように、上記したようにして絶縁基板上に接地電極及び誘電体膜を形成した後、既知の方法を用いて、例えば、銀（Ａｇ）電極の焼き付けや銅（Ｃｕ）のメッキ等によって、マイクロストリップ線路として誘電体膜上に形成された後、さらにその上に配線層を被覆するように上部誘電体膜を形成してもよい。この際、上部誘電体膜の形成は、上記誘電体膜の形成について記載したのと同様の方法によってなされるが、この以外にも、既知の方法が使用でき、例えば、配線層を含む誘導体膜上に誘電体セラミック、ポリイミドやポリプロピレン等の有機樹脂を製膜することによってなされてもよい。
【００４３】
なお、上記２実施態様では、配線層としてマイクロストリップ線路を形成した例について説明したが、例えば、ストリップ線路、コプレーナ線路、誘電体導波管線路、及びトリプレート線路、も同様にして形成される。
【００４４】
本発明において、配線層の大きさ（即ち、幅、長さ及び厚さ）は、特に制限されるものではなく公知のものと同様の大きさが使用できる。
【００４５】
第二の概念によると、本発明は、上記方法によって製造される高周波用配線基板を提供する。
【００４６】
本発明の方法によって製造される高周波用配線基板の構造は、特に制限されず、従来一般的に製造されるすべての高周波用配線基板と同様の構造が使用される。
【００４７】
本発明に係る誘電体膜は、誘電率が約２．８〜２．３であり、また、誘電損失は０．００１以下と低い。このため、本発明に係る誘電体膜は、ライン幅を小さくすることなしにインピーダンスを高めることができるので、特性劣化を抑制できかつ低損失化がはかれるという利点を有する。
【００４８】
本発明の高周波用配線基板は、マイクロ波、ミリ波等の高周波で用いられるパッケージ、誘電体共振器、ＬＣフィルター、コンデンサ、誘電体導波路、誘電体アンテナ等に好ましく用いることができる。
【００４９】
【実施例】
以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
【００５０】
実施例１
絶縁基板としてのセラミック基板の片面上に、銅（Ｃｕ）からなる全面電極を接地電極として形成した後、下記式の含フッ素芳香族化合物をアルゴンガス中に０．５（ｖ／ｖ）％で、蒸発室において１７５℃の温度かつ１Ｔｏｒｒの圧力で、分解室において６８０℃の温度でかつ０．５Ｔｏｒｒの圧力で、さらに蒸着室において３０℃の温度でかつ０．１Ｔｏｒｒの圧力で熱ＣＶＤ処理することによって、絶縁基板の片面上に５０ｎｍの厚さの誘電体膜を成膜した。
【００５１】
【化７】
0004056176.tif 000008
【００５２】
次に、上記誘電体膜を介して、幅０．３ｍｍの銅（Ｃｕ）からなるマイクロストリップ線路を形成し、比誘電率、誘電正接をネットワークアナライザーで１０ＧＨｚで測定した。その結果、比誘電率及び誘電正接は、それぞれ、２．３及び０．００１以下であった。
【００５３】
【発明の効果】
上述したように、本願発明の高周波用配線基板の製造方法は、周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号が伝送可能な配線層を配設することからなる方法において、誘電体膜が化学的蒸着によって形成されることを特徴とするものである。したがって、本願発明の製造方法によって製造される高周波用配線基板は、誘電体膜が化学的蒸着によって形成されるので、膜厚の制御が容易である、平坦性がよい、及び高集積化が可能であるという利点がある。
【００５４】
また、誘電体膜が誘電率の低い含フッ素芳香族化合物を用いて形成される場合には、高周波用配線基板は、上記利点に加えて、特性劣化を抑制でき、さらに低損失化がはかれるという利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第一の実施態様としての高周波用配線基板の斜視図を示すものである。
【図２】は、本発明の第二の実施態様としての高周波用配線基板の斜視図を示すものである。
【付号の説明】
１  絶縁基板
２  接地電極
３  誘電体膜
４  マイクロストリップ線路
５  上記誘電体膜
【図１】
0004056176.tif 000010
【図２】
0004056176.tif 000011