(57)【要約】マイクロ波誘電部材（１００）は、マイクロ波誘電基材（１０１）と金属層とを含み、金属層は、マイクロ波誘電基材（１０１）の表面上に結合される。金属層は導電種晶層と金属増厚層（１０５）とを含み、導電種晶層は、マイクロ波誘電基材（１０１）の表面内に注入されたイオン注入層（１０３）とイオン注入層（１０３）上に付着しているプラズマ堆積層（１０４）とを含み、且つ金属増厚層（１０５）はプラズマ堆積層（１０４）上に付着している。また、マイクロ波誘電部材（１００）の製造方法も開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波誘電基材と、
前記マイクロ波誘電基材の表面上に結合された金属層と、
を含むマイクロ波誘電部材であって、
前記金属層は、導電種晶層と金属増厚層とを含み、前記導電種晶層は、前記マイクロ波誘電基材の表面内に注入されたイオン注入層と、前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含み、且つ前記金属増厚層は前記プラズマ堆積層上に付着している、
ことを特徴とする、マイクロ波誘電部材。
【請求項２】
前記マイクロ波誘電基材には更に穴が形成されており、前記穴は止まり穴又は貫通穴を含み、
前記穴の穴壁には、導電種晶層と金属増厚層とが結合されており、前記導電種晶層は、前記穴壁内に注入されたイオン注入層と、前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含み、且つ前記金属増厚層は前記プラズマ堆積層上に付着している、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項３】
前記金属層は、前記マイクロ波誘電基材を完全に覆うか、又は前記金属層は前記マイクロ波誘電基材を部分的に覆って、金属回路パターンを形成する、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項４】
前記マイクロ波誘電基材の形状は板状であるか、又は、前記マイクロ波誘電基材の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項５】
前記マイクロ波誘電基材は有機高分子マイクロ波誘電基材であり、前記有機高分子マイクロ波誘電基材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、又は合成ゴムを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項６】
前記マイクロ波誘電基材は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、又はガラス材料を含み、
前記ガラス繊維布フィラー強化材料、前記セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料を基礎材料とすると共に、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項７】
前記有機高分子材料は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、又はＢＴを含む、
ことを特徴とする、請求項６に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項８】
前記マイクロ波誘電基材は、石英結晶材料、又は圧電セラミック材料を含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項９】
前記マイクロ波誘電部材は、石英結晶共振器部材、セラミック共振器部材、ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材、又はマイクロ波コネクタジョイントを含む、
ことを特徴とする、請求項１に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１０】
前記イオン注入層は、前記表面又は前記穴壁の下方の１〜５０ナノメートルの深さに位置し、
前記イオン注入層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１１】
前記プラズマ堆積層は１〜５００ナノメートルの厚さを有し、
前記プラズマ堆積層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１２】
前記金属増厚層は、０．１〜５０ミクロンの厚さを有し、
前記金属増厚層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１３】
前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有する、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１４】
前記金属増厚層は、直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、
直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は、１平方メートルあたり５００個以下であり、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は、１平方メートルあたり１００個以下である、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１５】
前記金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上である、
ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１６】
前記マイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数が０．００５よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材。
【請求項１７】
マイクロ波誘電基材を提供するステップＳ１と、
前記マイクロ波誘電基材の表面に対してイオン注入及びプラズマ堆積を行い、導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップであって、前記導電種晶層は、前記マイクロ波誘電基材の表面内に注入されたイオン注入層と前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含む、前記導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップＳ２と、
導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材に対して金属めっき増厚を行い、金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップであって、前記金属増厚層は、前記プラズマ堆積層上に付着し、前記導電種晶層と共に金属層を構成する、前記金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップＳ３と、
マイクロ波誘電部材を形成するステップＳ４と、
を含むことを特徴とする、マイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項１８】
前記ステップＳ１はさらに、
前記マイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成すること、及び／又は
前記マイクロ波誘電基材に対して切削を行い、所望の形状を有するマイクロ波誘電基材を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項１９】
穴付きのマイクロ波誘電基材を形成するとき、前記ステップＳ２はさらに、
前記穴付きのマイクロ波誘電基材の表面及び穴の穴壁に対して同時にイオン注入とプラズマ堆積とを行い、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２０】
前記ステップＳ３はさらに、
導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材に対して金属めっき増厚を行い、金属化穴付きのマイクロ波誘電基材を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２１】
前記ステップＳ３の後には、さらに、
ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスを用いて金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材に対して処理を行い、金属化パターン付きのマイクロ波誘電基材を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２２】
前記ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスは、フォトレジストフィルムの形成、露光、現像、及びエッチング処理を含む、
ことを特徴とする、請求項２１に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２３】
前記ステップＳ４はさらに、
金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材に対して機械加工を行い、マイクロ波誘電部材を形成すること、
を含むことを特徴とする請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２４】
機械加工を経た後のマイクロ波誘電部材は板状であり、又は、機械加工を経た後のマイクロ波誘電部材の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状である、
ことを特徴とする、請求項２３に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２５】
穴付きのマイクロ波誘電基材を形成するとき、前記ステップＳ１と前記ステップＳ２との間にはさらに、
前記穴付きのマイクロ波誘電基材上に電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２６】
前記ステップＳ２はさらに、
穴の穴壁、フォトレジスト層が形成された表面、及び前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面に対して、同時にイオン注入とプラズマ堆積処理とを行うこと、
を含むことを特徴とする、請求項２５に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２７】
前記ステップＳ３はさらに、
イオン注入とプラズマ堆積処理とを経た後の、フォトレジスト層が形成された表面と、前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して、金属増厚層をめっきすることと
電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層及びフォトレジスト層上方の非電気回路エリアに対応する金属層を取り除き、表面金属パターンを得ることと、
を含むことを特徴とする、請求項２６に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２８】
前記ステップＳ２の後にはさらに、
導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材上に電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成すること、
を含むことを特徴とする、請求項１９に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項２９】
前記ステップＳ３はさらに、
フォトレジスト層付きのマイクロ波誘電基材の表面と、前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して、金属増厚層をめっきすることと、
電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を取り除き、エッチングによりフォトレジスト層に遮られた導電種晶層を取り除き、表面金属パターンを得ることと、
を含むことを特徴とする、請求項２８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３０】
前記マイクロ波誘電基材に開けられた穴は、止まり穴又は貫通穴を含む、
ことを特徴とする、請求項１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３１】
前記マイクロ波誘電基材は有機高分子マイクロ波誘電基材であり、前記有機高分子マイクロ波誘電基材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、又は合成ゴムを含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３２】
前記マイクロ波誘電基材は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、又はガラス材料を含み、
前記ガラス繊維布フィラー強化材料、前記セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料を基礎材料とすると共に、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料である、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３３】
前記有機高分子材料は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、又はＢＴを含む、
ことを特徴とする、請求項３２に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３４】
前記マイクロ波誘電基材は、石英結晶材料又は圧電セラミック材料を含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３５】
前記マイクロ波誘電部材は、石英結晶共振器部材、セラミック共振器部材、ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材、又はマイクロ波コネクタジョイントを含む、
ことを特徴とする、請求項１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３６】
前記イオン注入層は、前記表面又は前記穴壁の下方の１〜５０ナノメートルの深さに位置し、
前記イオン注入層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３７】
前記プラズマ堆積層は１〜５００ナノメートルの厚さを有し、
前記プラズマ堆積層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３８】
前記金属増厚層は、０．１〜５０ミクロンの厚さを有し、
前記金属増厚層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項３９】
前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有する、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項４０】
前記金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上である、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項４１】
前記金属増厚層は、直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、
直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は、１平方メートルあたり５００個以下であり、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は、１平方メートルあたり１００個以下である、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【請求項４２】
前記マイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数が０．００５よりも小さい、
ことを特徴とする、請求項１７から２０のいずれか１項に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波誘電部材及びその製造方法に関し、特に金属化表面と金属化穴とを有する板状又は非板状のマイクロ波誘電部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波デバイスとは、マイクロ波周波数帯（周波数は３００〜３０００００メガヘルツ）で作動するデバイスのことを指す。
【０００３】
石英結晶共振器は、一種のマイクロ波デバイスであって、マイクロ波誘電部材としての石英ウェハが石英結晶共振器の本体である。石英結晶共振器の製造において、石英ウェハの電極（即ち通常の銀めっき電極）を形成するためには、石英ウェハの一部の表面に金属層（例えば、銀層）をめっきする必要がある。
【０００４】
一種のマイクロ波誘電部材について、中国発明特許出願第２０１２１０５３２２６６．１号により開示された石英ウェハを参照できる。図１に示すように、当該石英ウェハ１の表面中間エリアは銀めっき電極２であり、この銀めっき電極２の一側には移行帯３と電極引出端４が設けられている。この電極引出端４は、導電ゲル又は導電端子に導電接続することができる。また、この石英ウェハ１の両側表面の何れにも電極が設置されている場合、前記石英ウェハ１には更に金属化穴を設置し、前記金属化穴によりこれらの電極の導電接続を可能にすることができる。
【０００５】
通常、マイクロ波デバイスは、後続工程の加工過程において、マイクロ波デバイスの表面が溶接可能であることが要求されている。溶接時、半田プロセスを採用できる。このような溶接は、温度が２００度以上になるので、マイクロ波デバイスは、耐高温性が必要とされている。従来技術で製造されたマイクロ波デバイスは、インタフェース、コーナー、及び溶接ワイヤと接続される部位において、金属層の厚さのむら、バリ、窪み、ひび等が生じる場合が多い。これらの現象はマイクロ波信号の伝送に大きく影響を与え、信号干渉を引き起こし、非線形相互変調等の現象が発生する。
【０００６】
マイクロ波デバイスの導電率はマイクロ波の伝送を大きく影響し、高い導電率はマイクロ波信号の伝送に有利である。また、マイクロ波デバイスのマイクロ波誘電部材は、長期間の動作のため、高信頼性が要求され、即ち、その金属層は、比較的高い剥離強度を有することが求められる。
【０００７】
従来技術では、マイクロ波デバイスの表面及び／又は穴壁の金属化について、通常、以下の方法が採用される。
【０００８】
《方法一：ラミネート法》
このラミネート法は、以下のステップを含む。
ステップ１では、圧延法又は電解法により銅箔を製造する。
ステップ２では、高温ラミネート法により銅箔をマイクロ波誘電部材上に張り合わせ、銅クラッド板を形成する。
ステップ３では、銅クラッド板に対して穴開けを行い、穴開けによる汚れを取り除く。
ステップ４では、無電解銅めっき（ＰＴＨ）又はブラックホール（ブラックホールとは、細かい石墨とカーボンブラック粉とを穴壁上にディップコーティングして導電層を形成し、そして直接に電気めっきを行うこと）、ブラックシャドー（ブラックシャドーとは、石墨を導電物質として穴壁上に導電層を形成し、そして直接に電気めっきを行うこと）などのプロセスにより、穴壁に導電種晶層を形成する。
ステップ５では、電気めっき増厚を行い、穴壁に金属導体層を形成させ、金属化穴付きの銅クラッド板を作製する。
ステップ６では、ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスにより回路パターンを作製する。
【０００９】
上記のステップ１について、現在では銅箔の粗さは最低０．４ミクロン（μｍ）であり、銅箔とマイクロ波誘電部材との結合面の粗さが大きいほど、表皮効果が著しく、マイクロ波信号の伝送には不利である。また、銅箔表面の粗さが比較的大きいため、表面溶接のとき、金属と金属との間の接触面の粗さが大きく、電場の非線形性が生じやすく、パッシブ相互変調（ＰＩＭ）生成物が生じ、マイクロ波信号の受信に影響を与える。
【００１０】
上記のステップ２について、ラミネート法に用いられるマイクロ波誘電部材は板材であるが、多くのマイクロ波デバイスの形状は非板状であり、この方法によっては、非板状のマイクロ波デバイスの表面を金属化できない。また、ラミネート法は銅箔と半固体化のマイクロ波誘電部材とを高温でラミネートして固体化させるので、この技術は既に固体化した誘電部材の金属化には適用されない。
【００１１】
上記のステップ６について、前記ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスは、フォトレジストフィルムの形成、露光、現像、及びエッチング処理を含んでもよい。
【００１２】
マイクロ波誘電部材は通常、ＰＴＦＥ、ＰＰＥ、ＬＣＰ等の疎水性が強い材料であり、無電解銅めっき、ブラックホール、ブラックシャドープロセスにより、このような材料の穴壁に結合力の優れた導電種晶層を形成するのは非常に難しく、従って、形成された穴金属化層の信頼性は低く、層割れ、ひびが起こりやすい。
【００１３】
《方法二：真空スパッタリング法》
前記真空スパッタリング法は、以下のステップを含む。
ステップ１では、誘電部材を切削し、金属化が必要な穴を形成する。
ステップ２では、真空スパッタリングの方法で誘電部材の表面と穴内の金属化を実現し、導電種晶層構造を形成する。
ステップ３では、フォトリソグラフィプロセスを採用して導体パターンを形成する。
ステップ４では、導体パターンを電気めっき増厚させる。
【００１４】
上記のステップ２について、真空スパッタとは、真空環境において、金属ターゲット材を陰極として、真空内にアルゴンガスを入れ、電場と磁場の作用でアルゴンガスがイオン化され、Ａｒ＋とｅ-とが生成される。Ａｒ＋はスパイラル運動を介してターゲット材に衝突し、ターゲット材原子（原子エネルギー＜１０ｅＶ）が励起され、誘電体の表面及び穴壁に堆積して、導電種晶層を形成する。当該導電種晶層と誘電部材との間の結合力は低い（＜０．５Ｎ／ｍｍ）。
【００１５】
上記のステップ４について、真空スパッタにより形成された導電種晶層と誘電部材の結合力が低いので、電気めっきのとき、めっき液の衝突で、金属層は剥離しやすく、めっき液に溶けてしまう。未溶解の電気めっき増厚導体の結合力も低く、マイクロ波デバイス金属層の信頼性の低下に繋がる。
【００１６】
《方法三：スクリーン印刷法》
前記スクリーン印刷法は、以下のステップを含む。
ステップ１では、誘電部材を切削し、金属化が必要な穴を形成する。
ステップ２では、スクリーン印刷法で誘電部材の表面にパターンを形成し、穴内において金属化を行う。
ステップ３では、乾燥又は高温焼結によって、金属コーティングを固体化させ、誘電部材に粘着させ、金属化したマイクロ波デバイスを形成する。
【００１７】
上記のステップ２について、スクリーン印刷に用いられる金属ペーストは変性後のペーストである。導電性銀ペーストを例に取ると、導電性銀ペーストは二種類に分かれる。すなわち、重合体型導電性銀ペースト（乾燥あるいは固体化されて膜となり、有機重合体を粘着材とする）と、焼結型導電性銀ペースト（焼結されて膜となり、焼結温度＞５００℃、ガラス粉又は酸化物を粘着材とする）。このようなペーストは、導電性が低く、高周波数信号の伝送には不利である。
【００１８】
上記のステップ３について、ペーストを耐えられる温度が比較的低い誘電部材（例えば、プラスチック）に使用する場合、重合体型金属導電ペーストを使用すべきであり、乾燥によりペーストを誘電部材に粘着させ、乾燥温度は約１００℃である。当該金属層は、有機重合体を粘着材として誘電部材と粘着するものであるため、結合力が低い。また、前記有機物は、耐熱性が低いため、溶接の温度（＞２００℃）に耐えられない。
【００１９】
従来技術では、マイクロ波デバイスの金属化を実現するラミネート法、真空スパッタ法、及びスクリーン印刷法などの方法は、以下のような欠点が存在している。
【００２０】
第一に、ラミネート法に用いられる圧延又は電解銅箔は、銅箔の表面粗さが大きく、表皮作用が発生しやすく、マイクロ波信号の伝送には不利である。溶接のとき、金属と金属との間の接触粗さが大きく、電場の非線形性を起こしやすく、ＰＩＭ生成物が生成され、マイクロ波信号の受信に影響を与える。
【００２１】
第二に、ラミネート法は、無電解銅めっき、ブラックホール、又はブラックシャドープロセスを利用して穴壁の金属化を実現し、穴の銅と穴壁の結合力が低く、信頼性が低い。ラミネート法に使用される誘電部材は板材に限られて、不規則な形状の誘電部材の金属化を実現できない。
【００２２】
第三に、真空スパッタ法の最大の欠点は、金属層と誘電部材との結合力が低く、マイクロ波デバイスの信頼性が影響される。真空スパッタ法により誘電部材を製造するとき、部材のコーナー、ジョイントにおける金属層にはバリ、金属層厚さのむら、穴、破損などの欠陥が生じやすく、マイクロ波伝送時に電場の非線形性、ＰＩＭ生成物の生成に繋がり、マイクロ波信号の受信に影響を与える。
【００２３】
第四に、スクリーン印刷法に用いられる金属層は、変性後のペーストが固体化されて形成したものであり、導電性が低く、マイクロ波信号の伝送に影響を与える。重合体金属ペーストを固体化した後、金属層と誘電部材との結合力が低く、マイクロ波デバイスの信頼性に影響を及ぼす。また、前記金属層に含まれる重合体は溶接の温度に耐えられず、従って、マイクロ波デバイスは溶接できない。スクリーン印刷法でも、不規則なマイクロ波誘電部材に対して金属化を行うことができない。
【００２４】
よって、現在では、従来のマイクロ波誘電部材及びその製造方法における課題を解決するため、新しいマイクロ波誘電部材及びその製造方法が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
従来技術におけるマイクロ波誘電部材の欠点を解決するために、本発明はマイクロ波誘電部材及びその製造方法を提供する。
【００２６】
本発明が技術問題を解決するために採用する技術案１は、
マイクロ波誘電基材と、
前記マイクロ波誘電基材の表面上に結合された金属層と、
を含むマイクロ波誘電部材であって、
前記金属層は、導電種晶層と金属増厚層とを含み、前記導電種晶層は、前記マイクロ波誘電基材の表面内に注入されたイオン注入層と、前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含み、且つ前記金属増厚層は前記プラズマ堆積層上に付着している、
マイクロ波誘電部材である。
【００２７】
技術案２は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電基材には更に穴が形成されており、前記穴は止まり穴又は貫通穴を含み、前記穴の穴壁には、導電種晶層と金属増厚層とが結合されており、前記導電種晶層は、前記穴壁内に注入されたイオン注入層と、前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含み、且つ前記金属増厚層は前記プラズマ堆積層上に付着していることを特徴とする。
【００２８】
技術案３は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記金属層は、前記マイクロ波誘電基材を完全に覆うか、又は前記金属層は前記マイクロ波誘電基材を部分的に覆って、金属回路パターンを形成することを特徴とする。
【００２９】
技術案４は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電基材の形状は板状であるか、又は、前記マイクロ波誘電基材の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状であることを特徴とする。
【００３０】
技術案５は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電基材は有機高分子マイクロ波誘電基材であり、前記有機高分子マイクロ波誘電基材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、又は合成ゴムを含むことを特徴とする。
【００３１】
技術案６は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電基材は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、又はガラス材料を含み、前記ガラス繊維布フィラー強化材料、前記セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料を基礎材料とすると共に、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料であることを特徴とする。
【００３２】
技術案７は、技術案６に記載のマイクロ波誘電部材において、前記有機高分子材料はエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、又はＢＴを含むことを特徴とする。
【００３３】
技術案８は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電基材は石英結晶材料、又は圧電セラミック材料を含むことを特徴とする。
【００３４】
技術案９は、技術案１に記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電部材は、石英結晶共振器部材、セラミック共振器部材、ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材、又はマイクロ波コネクタジョイントを含むことを特徴とする。
【００３５】
技術案１０は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記イオン注入層は、前記表面又は前記穴壁の下方の１〜５０ナノメートルの深さに位置し、前記イオン注入層はＴｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００３６】
技術案１１は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記プラズマ堆積層は１〜５００ナノメートルの厚さを有し、前記プラズマ堆積層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００３７】
技術案１２は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記金属増厚層は０．１〜５０ミクロンの厚さを有し、前記金属増厚層はＣｕ、Ａｇ、Ａｌの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００３８】
技術案１３は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有することを特徴とする。
【００３９】
技術案１４は、技術案１から９の何れ一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記金属増厚層は直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は１平方メートルあたり５００個以下であり、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は１平方メートルあたり１００個以下であることを特徴とする。
【００４０】
技術案１５は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００４１】
技術案１６は、技術案１から９の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材において、前記マイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数が０．００５よりも小さいことを特徴とする。
【００４２】
本発明が技術問題を解決するために採用する技術案１７は、
マイクロ波誘電基材を提供するステップＳ１と、
前記マイクロ波誘電基材の表面に対してイオン注入及びプラズマ堆積を行い、導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップであって、前記導電種晶層は、前記マイクロ波誘電基材の表面内に注入されたイオン注入層と前記イオン注入層上に付着しているプラズマ堆積層とを含む、前記導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップＳ２と、
導電種晶層付きのマイクロ波誘電基材に対して金属めっき増厚を行い、金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップであって、前記金属増厚層は、前記プラズマ堆積層上に付着し、前記導電種晶層と共に金属層を構成する、こと；及び金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材を形成するステップＳ３と、
マイクロ波誘電部材を形成するステップＳ４と、
を含むことを特徴とする、マイクロ波誘電部材の製造方法である。
【００４３】
技術案１８は、技術案１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ１はさらに、前記マイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成すること、及び／又は、前記マイクロ波誘電基材に対して切削を行い、所望の形状を有するマイクロ波誘電基材を形成することを含むことを特徴とする。
【００４４】
技術案１９は、技術案１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成するとき、前記ステップＳ２はさらに、前記穴付きのマイクロ波誘電基材の表面及び穴の穴壁に対して同時にイオン注入とプラズマ堆積とを行い、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材を形成することを含むことを特徴とする。
【００４５】
技術案２０は、技術案１９に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ３はさらに、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材に対して金属めっき増厚を行い、金属化穴付きのマイクロ波誘電基材を形成することを含むことを特徴とする。
【００４６】
技術案２１は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ３の後には、さらに、ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスを用いて金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材に対して処理を行い、金属化パターン付きのマイクロ波誘電基材を形成することを含むことを特徴とする。
【００４７】
技術案２２は、技術案２１に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ＰＣＢ業界汎用のパターン転写プロセスは、フォトレジストフィルムの形成、露光、現像、及びエッチング処理を含むことを特徴とする。
【００４８】
技術案２３は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ４はさらに、金属増厚層付きのマイクロ波誘電基材に対して機械加工を行い、マイクロ波誘電部材を形成することを含むことを特徴とする。
【００４９】
技術案２４は、技術案２３に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、機械加工を経た後のマイクロ波誘電部材は板状であり、又は、機械加工を経た後のマイクロ波誘電部材の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状であることを特徴とする。
【００５０】
技術案２５は、技術案１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成するとき、前記ステップＳ１と前記ステップＳ２との間にはさらに、前記穴付きのマイクロ波誘電基材上に電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成することを含むことを特徴とする。
【００５１】
技術案２６は、技術案２５に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ２はさらに、穴の穴壁、フォトレジスト層が形成された表面、及び前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面に対して、同時にイオン注入とプラズマ堆積処理とを行うことを含むことを特徴とする。
【００５２】
技術案２７は、技術案２６に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ３はさらに、イオン注入とプラズマ堆積処理とを経た後の、フォトレジスト層が形成された表面と、前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して、金属増厚層をめっきすることと、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層及びフォトレジスト層上方の非電気回路エリアに対応する金属層を取り除き、表面金属パターンを得ることとを含むことを特徴とする。
【００５３】
技術案２８は、技術案１９に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ２の後にはさらに、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材上に電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成することを含むことを特徴とする。
【００５４】
技術案２９は、技術案２８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記ステップＳ３はさらに、フォトレジスト層付きのマイクロ波誘電基材の表面と、前記フォトレジスト層によって覆われていない前記マイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して、金属増厚層をめっきすることと、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を取り除き、エッチングによりフォトレジスト層に遮られた導電種晶層を取り除き、表面金属パターンを得ることとを含むことを特徴とする。
【００５５】
技術案３０は、技術案１８に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記マイクロ波誘電基材に開けられた穴は、止まり穴又は貫通穴を含むことを特徴とする。
【００５６】
技術案３１は、技術案１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記マイクロ波誘電基材は有機高分子マイクロ波誘電基材であり、前記有機高分子マイクロ波誘電基材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、又は合成ゴムを含むことを特徴とする。
【００５７】
技術案３２は、技術案１７に記載のマイクロ波誘電基材において、前記マイクロ波誘電基材は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、又はガラス材料を含み、前記ガラス繊維布フィラー強化材料、前記セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料を基礎材料とすると共に、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料であることを特徴とする。
【００５８】
技術案３３は、技術案３２に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記有機高分子材料は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、又はＢＴを含むことを特徴とする。
【００５９】
技術案３４は、技術案１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記マイクロ波誘電基材は、石英結晶材料又は圧電セラミック材料を含むことを特徴とする。
【００６０】
技術案３５は、技術案１７に記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記マイクロ波誘電部材は、石英結晶共振器部材、セラミック共振器部材、ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材、又はマイクロ波コネクタジョイントを含むことを特徴とする。
【００６１】
技術案３６は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記イオン注入層は、前記表面又は前記穴壁の下方の１〜５０ナノメートルの深さに位置し、前記イオン注入層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００６２】
技術案３７は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記プラズマ堆積層は１〜５００ナノメートルの厚さを有し、前記プラズマ堆積層は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００６３】
技術案３８は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記金属増厚層は０．１〜５０ミクロンの厚さを有し、前記金属増厚層は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含むことを特徴とする。
【００６４】
技術案３９は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有することを特徴とする。
【００６５】
技術案４０は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００６６】
技術案４１は、技術案１７から２０の何れ一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記金属増厚層は、直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は、１平方メートルあたり５００個以下であり、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は、１平方メートルあたり１００個以下であることを特徴とする。
【００６７】
技術案４２は、技術案１７から２０の何れか一つに記載のマイクロ波誘電部材の製造方法において、前記マイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数が０．００５よりも小さいことを特徴とする。
【００６８】
従来技術に比べて、本発明のマイクロ波誘電部材及びその製造方法は以下の有益な効果を有する。本発明の方法は、マイクロ波誘電基材の穴及び／又は表面に対して同時に金属化を行うことができ、その工程を大きく短縮する。金属層は、厚さが１００ナノメートル〜７０ミクロンに制御でき、且つ厚さの均一性がよく、剥離強度が高く、表面粗さが低い（Ｒｚ＜０．１ミクロン）。金属層は純度が比較的高い銅箔でもよいので、導電性に優れている。特に、イオン注入及びプラズマ堆積の過程において、注入・堆積される粒子のエネルギーが高く、且つ粒子の分布が均一であり、且つ注入・堆積される金属粒子は全てナノメートルほどであるため、最終的に作製された金属層は、不規則な形状のコーナー、ジョイントにおける銅層の厚さが均一で、表面が滑らかであり、穴がなく、ピンホール、ひび、バリ等の現象がない。従来技術のマグネトロンスパッタ法によりマイクロ波デバイスを製造する場合、穴、ひび、バリ等の現象が極めて起こりやすく、且つ金属層表面のピンホール現象を避けるのは非常に難しい。よって、本発明により製造されるマイクロ波デバイスは、マイクロ波の伝送時に、電場の非線形性が生じず、ＰＩＭ生成物がなく、マイクロ波信号の伝送には非常に有利である。
【００６９】
図面を参照して以下の詳細な説明を読んだ後、当業者は、本発明のこれら及び他の特徴、詳細及び利点をより容易に理解できるようになる。理解を容易にするため、図面は必ずしも縮尺されておらず、その中のある部分について、具体的な詳細を示すように、誇張して示す場合がある。全ての図面において、同じ参照符号で同じ又は類似の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】一種の従来技術のマイクロ波誘電部材の構造模式図である。
【図２】本発明の一実施例によるマイクロ波誘電部材の断面模式図である。
【図３】イオン注入技術の操作原理を示す模式図である。
【図４】本発明の第一の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。
【図５】本発明の第二の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。
【図６】本発明の第三の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の第四の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の第五の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
以下では、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。これらの説明は本発明の例示的実施例を列挙したもののみに過ぎず、決して本発明の保護範囲を限定することを意図するわけではないことを、当業者は理解すべきである。例えば、本発明の一つの図面又は実施例において説明された元素又は特徴は、他の一つ又は一つ以上の図面又は実施例において示された他の元素又は特徴と組み合わせることができる。
【００７２】
図２を参照して、本発明による一実施例のマイクロ波誘電部材の断面模式図を示す。このマイクロ波誘電部材１００は、主にマイクロ波誘電基材１０１と、穴１０２と、金属層とを含む。このマイクロ波誘電基材１０１は、第一表面（例えば、外に曝されている表面）を有してもよく、前記金属層はこのマイクロ波誘電基材１０１の第一表面上に結合されている。当該金属層は、金属増厚層１０５と導電種晶層とを含んでもよい。この導電種晶層は、前記マイクロ波誘電基材１０１の第一表面内に注入されたイオン注入層１０３と、このイオン注入層１０３上に付着しているプラズマ堆積層１０４とを含み、且つ前記金属増厚層１０５は前記プラズマ堆積層１０４上に付着している。
【００７３】
前記穴１０２は貫通穴（勿論、止まり穴でもよい）を含み、当該穴１０２上の金属層は第一表面上の金属層に類似してもよい。具体的には、前記穴１０２の穴壁上には同様に、金属増厚層１０５と導電種晶層とが結合されており、この導電種晶層は、前記穴壁内に注入されたイオン注入層１０３とこのイオン注入層１０３上に付着しているプラズマ堆積層１０４とを含み、且つ前記金属増厚層１０５は前記プラズマ堆積層１０４上に付着している。
【００７４】
前記第一表面上の金属層は連続した金属層又はパターン化した金属層であってもよい。前記金属増厚層１０５上には更に金属酸化防止層を有してもよい。前記マイクロ波誘電基材１０１は、均一又は不均一な厚さを有する、例えば板状の板材でもよく、又は、前記マイクロ波誘電基材１０１の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状でもよい。前記マイクロ波誘電部材１００は、更に非金属化の穴（即ち、金属を完全に含まない穴）又は非完全金属化の穴（例えば、金属層が形成されているマイクロ波誘電部材に対して穴あけをして直接に得られた穴、このような穴は金属層における金属だけを含み、マイクロ波誘電基材において金属を含まない）を含んでもよい。これらの穴は、穴あけプロセスにより得ることができる。
【００７５】
前記マイクロ波誘電基材１０１は、有機高分子マイクロ波誘電基材であり、当該有機高分子マイクロ波誘電基材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、又は合成ゴムを含んでもよい。前記マイクロ波誘電基材１０１は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、又はガラス材料を含んでもよい。その中で、前記ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料を基礎材料とすると共に、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料である。前記有機高分子材料は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、又はＢＴを含む。前記マイクロ波誘電基材１０１は更に、石英結晶材料又は圧電セラミック材料を含んでもよい。前記マイクロ波誘電部材１００は、石英結晶共振器部材、セラミック共振器部材、ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材、又はマイクロ波コネクタジョイントであってもよい。
【００７６】
前記導電種晶層のシート抵抗は２００Ω／□よりも小さくてもよい。前記プラズマ堆積層１０４のシート抵抗は６０Ω／□よりも小さくてもよく、好ましくは５０Ω／□よりも小さい。前記イオン注入層１０３は、前記第一表面又は前記穴壁の下方の１〜５０ナノメートル（ｎｍ）の深さ（例えば、１、１０、５０ナノメートル）に位置してもよく、また、当該イオン注入層１０３は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む。前記プラズマ注入層１０４は、１〜５００ナノメートルの厚さ（例えば、１、５、２０、１００、５００ナノメートル）を有し、また、当該プラズマ注入層１０４は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む。前記金属増厚層１０５は、０.１〜５０ミクロンの厚さ（例えば、０.１、５、１０、５０ミクロン）を有し、また、当該金属増厚層１０５は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌの中の一種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む。前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有する。当該金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上である。
【００７７】
前記金属増厚層１０５は、直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、また、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は、１平方メートルあたり５００個以下であり、直径１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は、１平方メートルあたり１００個以下である。前記マイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数（Ｄｆ）が０．００５よりも小さい。
【００７８】
前記マイクロ波誘電基材１０１は、更に前記第一表面に向かい合う第二表面を有し、当該第二表面は、前記第一表面上の構造と同じ構造を有してもよい。説明すべきなのは、当該第二表面上の構造における各層の厚さは、前記第一表面上の構造における各層の厚さと同じでもよく、異なってもよい。前記金属層は前記マイクロ波誘電基材１０１を完全に覆うか、又は前記金属層は前記マイクロ波誘電基材１０１を部分的に覆って、金属回路パターンを形成することができる。
【００７９】
前記イオン注入層１０３の形成は、イオン注入技術に関わる。図３はイオン注入技術の操作原理を模式的に示している。図３に示すように、イオン注入を実行ための設備は主に、プラズマ形成エリア（トリガーシステム）とイオンビーム形成エリア（引出システム）との二つの部分からなる。プラズマ形成エリアは、陰極、陽極、及びトリガー電極を含み、イオンビーム形成エリアは通常、一組の多孔性三電極により構成される。トリガー電圧の作用により、陰極と陽極との間で密度の高いプラズマが形成され、引出エリアへ拡散する。引出電場の加速作用により、プラズマ中の荷電イオンは、引き出され、加速されてイオンビームを形成する。このイオンビームの種類と純度とは、陰極ターゲット材により決まる。典型的に、陰極トリガー電極と陽極とは同軸構造になっている。陰極は円柱形であって、所望のイオンの導電材料で作製されている。陽極は円柱筒形であって陰極の外に被せられて、中心開孔はプラズマの通路となる。パルス高圧トリガー方法を採用し、例えば、トリガー電極を陰極の外に被せ、それらの間に窒化ホウ素で絶縁させ、トリガー電圧を１０ｋＶ前後、トリガーパルス幅を１０ｍｓ前後とする。トリガー電圧が陰極とトリガー電極とに印加されたとき、スパーク放電により生成されたプラズマは、陰極と陽極との電気回路を導通させて真空アーク放電を形成し、陰極の表面において、大きさが僅かミクロン程度であるが電流密度が１０６Ａ／ｃｍ２に達する陰極点を形成し、これにより陰極ターゲット材を蒸発させ、高電離させることによってプラズマを生成する。プラズマは約１０４ｍ／ｓの速度で噴射され、一部は陽極中心孔を通して引出電極に拡散する。そして、プラズマは引出電場の作用で引き出されて、高速イオンビームを形成する。陰極と陽極との間に印加されるアーク電圧が大きいほど、アーク電流が大きく、生成されるプラズマの密度も高く、よって、より大きいビーム電流を引き出すことができる。引出ビーム電流の大きさは更に、イオン源の操作パラメータ、引出電圧、引出構造、及び陰極材料等に関連する。例えば、イオンビーム形成エリア（引出システム）の引出電圧が高いほど、荷電粒子のイオンビームはより高いスピードに加速され、これにより基材内部のより深い部位まで注入できる。また、真空アーク放電は、プラズマを生成すると同時に、多数の大きさが０．１〜１０ミクロンの非荷電粒子も生成する。これらの微粒子の存在は、堆積した膜の性能に大きく影響し、膜の表面が粗い、緻密性が低い、光沢度及び基材との結合力が低下することになる。陰極真空アークにより生成された大きな粒子を除去するか又は低減するために、磁気フィルタを利用することができる。即ち、湾曲した磁場を構築し、電荷を有しない大きな粒子をフィルタで除去し、所望の荷電プラズマのみを、湾曲した磁場に沿って基材の表面に導く。
【００８０】
前記プラズマ堆積層１０４の形成はプラズマ堆積技術に関わる。プラズマ堆積は、イオン注入と類似する方法により行われ、ただし、操作過程の中で比較的低い加速電圧を印加する。即ち、同様に導電材料をターゲット材として用いて、真空環境において、アークの作用でターゲット材の導電材料を電離させてイオンを生成し、そして電場の作用でこのイオンを加速するように駆り、一定のエネルギーを獲得させ、基材と回路との表面上に堆積させてプラズマ堆積層を構成する。プラズマ堆積の期間、電場の加速電圧を調節することで、導電材料のイオンに１〜１０００ｅＶ（例えば、１、５、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００ｅＶ等）のエネルギーを獲得させ、イオン堆積の時間、通過電流等を制御することで、１〜１００００ナノメートル（例えば、１、１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、５０００、１００００ナノメートル等）のプラズマ堆積層を得ることができる。
【００８１】
以下では、本発明によるマイクロ波誘電部材製造方法のいくつかの実施例について説明する。
【００８２】
図４は、本発明の第一の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。当該マイクロ波誘電部材製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ１１では、マイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ１２では、穴付きのマイクロ波誘電基材の表面と穴の穴壁に対して、同時にイオン注入とプラズマ堆積を行い、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ１３では、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材に対して電気銅めっき増厚を行い、金属化穴付きのマイクロ波誘電銅クラッド板を形成する。
ステップＳ１４では、金属化穴付きのマイクロ波誘電銅クラッド板に対してドライフィルム貼り、露光、現像、エッチング、金属酸化防止層化学めっき処理を行い、金属化パターン付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ１５では、機械加工を行い、マイクロ波誘電部材を形成する。
【００８３】
その中で、ステップＳ１１における穴開けは任意である。ステップＳ１５において、機械加工は切削及び／又は別途の穴開けを含む。機械加工を経た後のマイクロ波誘電部材は板状でもよく、又は、前記マイクロ波誘電基材の形状は、ホーン状口、円柱状、円台状、凹溝状、球状、又は他の非板状の幾何形状を含む他の幾何形状であってもよい。
【００８４】
図５は、本発明の第二の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。当該マイクロ波誘電部材製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ２１では、マイクロ波誘電基材に対して切削を行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ２２では、マイクロ波誘電基材の表面と穴の穴壁に対して同時にイオン注入とプラズマ堆積処理を行い、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ２３では、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基材に対して電気銅めっき増厚を行い、金属化穴付きの銅クラッドマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ２４では、金属化穴付きの銅クラッドマイクロ波誘電基材に対してドライフィルム貼り、露光、現像、エッチング、金属酸化防止層めっき処理を行い、金属導電パターンを形成する。
ステップＳ２５では、金属化パターン付きのマイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、非金属化穴を形成し、最終的にマイクロ波誘電基材を形成する。
【００８５】
その中で、ステップＳ２１において、マイクロ波誘電基材は、板状のマイクロ波誘電基材、又は不規則的な形状を有するマイクロ波誘電基材を含む。ステップＳ２３において、金属増厚層は、電気めっき又は化学めっき方法を利用できる。
【００８６】
図６は、本発明の第三の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。当該マイクロ波誘電部材製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ３１では、マイクロ波誘電基板に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基板を形成する。
ステップＳ３２では、穴付きのマイクロ波誘電基板に対してイオン注入とプラズマ堆積を行い、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基板を形成する。
ステップＳ３３では、導電種晶層を有する穴付きのマイクロ波誘電基板に対して電気銅めっき増厚を行い、金属酸化防止層を電気めっきし、金属化穴付きのマイクロ波誘電銅クラッド板を形成する。
ステップＳ３４では、金属化穴付きのマイクロ波誘電銅クラッド板に対して機械加工を行い、マイクロ波誘電部材を形成する。
【００８７】
前記第三の実施例のマイクロ波誘電部材製造方法によって形成されたマイクロ波誘電部材の電気銅めっき増厚は、連続した銅層であってもよい。
【００８８】
図７は、本発明の第四の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。当該マイクロ波誘電部材製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ４１では、マイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ４２では、穴付きのマイクロ波誘電基材上に、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成する。
ステップＳ４３では、フォトレジスト層が形成された表面と、フォトレジスト層によって覆われていないマイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して、同時にイオン注入とプラズマ堆積処理を行う。
ステップＳ４４では、イオン注入とプラズマ堆積処理を経た後のフォトレジスト層表面と、フォトレジスト層によって覆われていないマイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して後処理を行い、金属増厚層をめっきする。
ステップＳ４５では、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層及びフォトレジスト層上方の非電気回路エリアに対応する金属層を取り除き、表面金属パターンを得る。
ステップＳ４６では、表面金属パターン付きのマイクロ波誘電基材に対して機械加工を行い、金属パターン付きのマイクロ波誘電部材を形成する。
【００８９】
その中で、ステップＳ４２において、通常では、露光機を利用してフォトレジスト層に電気回路ネガ像のフォトレジスト層を形成し、現像により露出された基材エリアは、金属化されて回路パターンを形成するためのエリアである。より具体的に、フォトリソグラフィ機では、フォトレジスト層についてネガ像パターンを形成するポジティブ陰画又はＬＤＩの直接露光を行い、そしてＮａ２ＣＯ３溶液によって現像し、回路パターンエリア内の材料を洗浄して、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を得る。また、ステップＳ４５は、具体的に以下のことを含む。適当な剥離液を選択し、パターン化フォトレジスト層及び金属層が結合されている絶縁基材を前記剥離液の中に置き、補助として攪拌又は振動を加えて、パターン化されたフォトレジスト層の溶解を加速させる。完全に溶解した後、洗浄剤を使って徹底的に洗浄し、そして乾燥させ、表面回路を得る。前記剥離液体はフォトレジスト層を溶解する有機溶媒又はアルカリ液である。フォトレジスト層の溶解過程において、フォトレジスト層上方の非電気回路エリアに対応する金属層もそれと共に抜かれる。一方、回路エリアにおける金属は残され、最終のパターンを形成する。
【００９０】
図８は、本発明の第五の実施例によるマイクロ波誘電部材製造方法のフローチャートを示す図である。当該マイクロ波誘電部材製造方法は以下のステップを含む。
ステップＳ５１では、マイクロ波誘電基材に対して穴開けを行い、穴付きのマイクロ波誘電基材を形成する。
ステップＳ５２では、穴付きのマイクロ波誘電基材の表面と穴壁に対して、同時にイオン注入とプラズマ堆積を行う。
ステップＳ５３では、部材上に、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を形成する。
ステップＳ５４では、フォトレジスト層付きのマイクロ波誘電基材の表面と、フォトレジスト層によって覆われていないマイクロ波誘電基材の表面及び穴壁とに対して後処理を行い、金属増厚層をめっきする。
ステップＳ５５では、電気回路ネガ像を有するフォトレジスト層を取り除き、快速にエッチングし、フォトレジスト層に遮られた導電種晶層を取り除き、表面金属パターンを得る。
ステップＳ５６では、表面金属パターン付きのマイクロ波誘電基材に対して機械加工を行い、金属パターン付きのマイクロ波誘電部材を形成する。
【００９１】
前記方法において、イオン注入に使用される第一の導電材料は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種又は複数種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む。プラズマ堆積に使用される第二導電材料は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｎｂの中の一種又は複数種、又はそれらの間の合金の中の一種又は複数種を含む。堆積する導電種晶層の厚さについて制限はないが、後続のプラセスの要求に基づいて設定される。例えば、後続の電気めっき工程の進行に有利になるように、シート抵抗が２００Ω／□よりも小さくする必要がある。
【００９２】
前記イオン注入期間において、前記第一導電材料の粒子は１〜１０００ｋｅＶのエネルギーを得て、前記マイクロ波誘電基材の表面の下方の１〜５０ナノメートル（例えば、１、１０、５０ナノメートル）の深さに注入される。上記のプラズマ堆積期間において、前記第二導電材料の粒子は１〜１０００ｅＶのエネルギーを得て、形成された前記プラズマ堆積層の厚さは１〜５００ナノメートル（例えば、１、５、２０、１００、５００ナノメートル）である。前記導電種晶層上に形成された前記金属増厚層の厚さは０．１〜５０ミクロン（例えば、０．１、５、１０、５０ミクロン）である。前記金属増厚層と導電種晶層は金属層を構成する。前記金属層の内表面及び外表面は、何れも０．１ミクロンよりも小さい表面粗さを有する。前記金属層と前記マイクロ波誘電基材との間の結合力は０．５Ｎ／ｍｍ以上である。
【００９３】
前記マイクロ波誘電部材は、板材及び／又は不規則な形状の基材でもよく、有機高分子マイクロ波誘電部材を含む。前記有機高分子マイクロ波誘電部材を構成する材料は、ＬＣＰ、ＰＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＰＥ、ＰＥＥＫ、ＰＥ、合成ゴムを含む。前記マイクロ波誘電部材は、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料、セラミック材料、ガラス材料を含み、その中で、ガラス繊維布フィラー強化材料、セラミックフィラー強化材料は、有機高分子材料、例えばエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＰＯ、ＣＥ、ＢＴ等を基礎材料として、ガラス繊維布フィラー、セラミックフィラーを強化材料とする材料である。
【００９４】
穴開けに関わる場合、注入及び堆積される金属粒子は全てナノメートルほどであるため、穴壁の内部に表面が均一な導電種晶層が形成される。そのため、後続の電気めっきのときに、穴壁の金属層のむら、及び穴又はひびが生じる等の問題がなく、穴壁の銅の厚さと基材表面の銅の厚さの比は基本的に１：１に達し、穴壁の金属層と基材との結合力が高く、剥離しにくい。製造されたマイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数が０．００５よりも小さい。
【００９５】
上記では、本発明によるマイクロ波誘電部材の組成及び構造、並びに本発明によるマイクロ波誘電部材の製造方法を総括的に説明した。以下では、本発明に対する理解を深めるため、例を挙げて本発明を実施するいくつかの実施例を示す。
【００９６】
実施例１：石英結晶共振器又はセラミック共振器部材。
【００９７】
本実施例では石英結晶体又は圧電セラミック材料を基材として用いて、イオン注入法によって石英結晶共振器又はセラミック共振器誘電部材を製造する。
【００９８】
先ず、機械穴開けを利用して、石英基材に金属化が必要な穴を形成し、レーザー穴開けを利用して、セラミック基材に必要な穴を形成する。中性脱脂剤、無水エタノールを用いた超音波洗浄により基材上に付着した汚れを洗浄する。乾燥により水分を取り除く。その後、任意に、必要に応じて基材に対して切削を行う。例えば、好ましい実施例として、大きいな石英結晶体の塊を共振器の要求に応じて適当なサイズと厚さの複数の石英結晶体に切削できる。
【００９９】
続いて、供給機構により乾燥後の基材をイオン注入設備の中に置き、２×１０−３Ｐａまで真空引きをし、Ｎｉをターゲット材として、注入されるＮｉイオンのエネルギーが６０ｋｅＶになるように適当な注入電圧、注入電流を選択し、Ｎｉイオンを基材の上表面の下方に注入する。そして、Ｃｕをターゲット材として用いて、基材の上表面にプラズマ堆積を行い、プラズマ堆積層の測定シート抵抗が６０Ω／□未満であるように、堆積する粒子のエネルギーを１２０ｅＶに調整する。
【０１００】
その後、電気銅めっきの生産ラインで基材上表面の銅膜を９ミクロンに増厚させる。
【０１０１】
最後に、銅クラッドマイクロ波誘電部材は、マイクロエッチングによって表面のパッシベーションを取り除き、ドライフィルムを圧着し、フィルムを貼り、露光、現像し、金属パターンをエッチングし、そして化学ニッケルめっきと化学金めっきとにより金属酸化防止層を形成し、金属化パターン付きの共振器誘電部材を形成する。
【０１０２】
このプロセスは、イオン注入、プラズマ堆積、電気めっき及び化学めっきによって石英結晶体又は圧電セラミック材料の表面に金属化を行い、表面金属の純度は９９．９％まで達する。また、主要金属はＣｕであり、抵抗率は約１．６７８×１０−８Ω・ｍであり、スクリーン印刷プロセスで使用される銀ペースト（約５×１０−２Ω・ｍ）よりも遥かに小さい。導電性の向上により、当該共振器誘電部材は、マイクロ波信号を受信する能力が強く、テストにより、製造された共振器誘電部材は、１０ＧＨｚにおける減衰定数（Ｄｆ）が０．０００８まで達している。また、前記銅クラッドマイクロ波誘電部材の銅クラッド層は、直径が１０ミクロンを超えるピンホール又は突出したバリを有しておらず、更に、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のピンホールの数は１平方メートルあたり５００個以下（例えば、０、１、１０、５０、２００、３００、５００個）であり、直径が１ミクロン以上且つ１０ミクロン以下のバリの数は１平方メートルあたり１００個以下（例えば、０、１、１０、５０、１００個）である。
【０１０３】
実施例２：ホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材。
【０１０４】
本実施例はホーン状口の基材、例えばＰＴＦＥ基材又は射出成形のＰＰＥ基材を使い、イオン注入法によりホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材を製造する。
【０１０５】
先ず、機械穴開けを利用して、ＰＰＥ基材に金属化が必要な穴を形成し、レーザー穴開けを利用して、セラミック基材に必要な穴を形成する。中性脱脂剤、無水エタノールを用いた超音波洗浄により基材上に付着した汚れを洗浄する。乾燥により水分を取り除く。
【０１０６】
続いて、供給機構により乾燥後の基材をイオン注入設備の中に置き、２×１０−３Ｐａまで真空引きをし、Ｎｉをターゲット材として、注入されるＮｉイオンのエネルギーが３０ｋｅＶになるように適当な注入電圧、注入電流を選択し、Ｎｉイオンを基材の上表面（例えば、外表面）の下方に注入する。そして、Ｃｕをターゲット材として用いて、基材の上表面にプラズマ堆積を行い、プラズマ堆積層の測定シート抵抗が５０Ω／□未満であるように、堆積する粒子のエネルギーを８０ｅＶに調整する。
【０１０７】
その後、電気銅めっきの生産ラインで基材上表面の銅膜を９ミクロンに増厚させる。電気めっきの過程において、電気めっき液の組成は、硫酸銅１００ｇ／Ｌ、硫酸５０ｇ／Ｌ、塩化物イオン濃度３０ｍｇ／Ｌ及び少量の添加剤であり、電気めっきの電流密度は１Ａ／ｄｍ２、温度は２５℃に設定されている。銅が空気中で酸化されて変色することを防止するために、電気めっき銅に対して表面不動態化処理を行う。具体的な過程としては、電気めっき銅付きのマイクロ波誘電部材を不動態化液の中に約１分間浸してからブローして乾かす。このとき、不動態化液は、濃度が２ｇ／Ｌのベンゾトリアゾール及びその誘導体の水溶液である。
【０１０８】
最後に、銅クラッドマイクロ波誘電部材は、マイクロエッチングによって表面のパッシベーションを取り除き、ドライフィルムを圧着し、フィルムを貼り、露光、現像し、金属パターンをエッチングし、そして化学ニッケルめっきと化学金めっきとにより金属酸化防止層を形成して、金属化パターン付きのホーン状口のマイクロ波アンテナを形成する。
【０１０９】
最終的に製造されたマイクロ波アンテナのホーン状口の面における金属層は、極めて滑らかであり（Ｒｚが約０．０８ミクロン）、且つホーン状口の表面とベースとの間のジョイントにおける銅の厚さと、ホーン状口の面における銅の厚さとは、概ね差異がなく、バリ、穴等の欠陥はない。
【０１１０】
従って、製造されたマイクロ波アンテナは、伝送ロスが小さく、マイクロ波伝送精度に対して要求が極めて高い分野、例えば、高精度レーダー液面計、治療用ミリ波ホーンアンテナトランスミッター等に利用できる。
【０１１１】
ＰＰＥの耐熱性が低い（＜１８０℃）ので、通常スクリーン印刷銀ペースト又はマグネトロンスパッタ銅金属化を採用する。銀ペーストは、低温重合体型銀ペーストであり、耐熱性、結合力、及び導電性が低い、後続のマイクロ波誘電部材の溶接（溶接温度＞２００℃）及び信号の送受信には不利である。一方、マグネトロンスパッタ銅金属化を採用する場合、結合力が低く、ホーン状口のエッジ及びコーナーにおける金属化の課題を解決できない。本実施例では、イオン注入、プラズマ堆積、及びその後の電気めっきプロセスを通して、得られた金属層は、優れた表面粗さ（Ｒｚが約０．０５ミクロン）を有するだけでなく、金属層と基材との結合力が高く、特にエッジ及びコーナーにおける結合力が高く、導電性と耐熱性が良く、ホーン状口のアンテナ部材の信頼性を強め、送受信の信号の品質を高める。マイクロ波の伝送時に、電場の非線形性が生じず、ＰＩＭ生成物が極めて少なく、マイクロ波信号の伝送には非常に有利である。テストによれば、製造されたホーン状口のアンテナマイクロ波誘電部材は、１０ＧＨｚにおける実績減衰定数（Ｄｆ）が０．０００５に達している。
【０１１２】
実施例３：マイクロ波コネクタジョイント。
【０１１３】
この実施例はポリエチレン（ＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンエチレン（ＰＰＥ）の中の一種により構成され、基材をマイクロ波コネクタジョイントに要求される各種の形状、例えば、管状、ネジ付きの管状等に製造し、イオン注入法によりマイクロ波コネクタジョイント部材を製造する。
【０１１４】
先ず、機械穴開けを利用し、管状又はネジ付きの管状基材上に金属化が必要な穴を形成する。中性脱脂剤、無水エタノールを用いた超音波により基材上に付着した汚れを洗浄する。乾燥により水分を取り除く。
【０１１５】
続いて、供給機構により乾燥後の基材をイオン注入設備の中に置き、２×１０−３Ｐａまで真空引きをし、Ｎｉをターゲット材として、注入されるＮｉイオンのエネルギーが５０ｋｅＶになるように適当な注入電圧、注入電流を選択し、Ｎｉイオンを基材の上表面（例えば、外表面）の下方に注入する。そして、Ｃｕをターゲット材として用いて、基材の上表面にプラズマ堆積を行い、プラズマ堆積層の測定シート抵抗が５０Ω／□未満であるように、堆積する粒子のエネルギーを１００ｅＶに調整する。
【０１１６】
そして、電気銅めっきの生産ラインで基材の上表面の銅膜を１５ミクロンに増厚させ、マイクロ波コネクタを形成する。
【０１１７】
最終的に製造されたマイクロ波コネクタジョイントの表面金属層は、極めて滑らかであり（Ｒｚが約０．０５ミクロン）、且つ表面とベースとの間のジョイント又はネジの凹面ジョイントにおける銅の厚さは均一であり、バリ、穴等の欠陥はない。
【０１１８】
従来のプロセスによって製造されたマイクロ波コネクタジョイントの金属層の表面粗さが比較的大きい（Ｒｚ≧０．４ミクロン）ので、金属と金属との間の接続が理想的な完全接触ではなく、一部の微細凸体上にのみ実際の接触が形成され、電流は、このように相互接触する微細凸体を通して一つの金属導体から他の一つの金属導体に流れ、非線形接触が発生し、ＰＩＭ生成物が増え、マイクロ波信号の受信に影響を与える。ＰＩＭ生成物を減少させるために、金属と金属とはなるべく完全接触にすべきであり、従って金属層の表面粗さを下げるべきである。本発明のプロセスにより製造された金属層は、表面粗さが約０．０５ミクロンであり、金属と金属との接触時に生成されるＰＩＭ生成物を有効に減少できる。テストによれば、製造されたマイクロ波コネクタジョイントは、１０ＧＨｚにおける実績減衰定数（Ｄｆ）が０．０００６に達している。
【０１１９】
まとめると、従来技術に比べて、本発明のマイクロ波誘電部材及びその製造方法は以下の有益な効果を奏することができる。前述した方法により、マイクロ波誘電基板又は不規則な形状のマイクロ波誘電部材における穴及び／又は表面に対して同時に金属化を行うことができ、従来のプロセスに比べ、工程が大きく短縮される。金属層の厚さは１００ナノメートル〜７０ミクロンに制御でき、且つ厚さの均一性が良く、剥離強度が高く、表面粗さが低く（Ｒｚ＜０．１ミクロン）、金属層は純度の比較的高い銅箔であってもよいので、導電性に優れている。特別に、イオン注入及びプラズマ堆積の過程において、注入及び堆積される粒子のエネルギーが高く、粒子の分布が均一であり、更に注入及び堆積される金属粒子が全てナノメートルほどであるため、最終的に作製された金属層は、不規則な形状のコーナー、ジョイントにおける銅層は、厚さが均一で、表面が滑らかであり、穴がなく、ひび、バリ等の現象が生じないことによって、マイクロ波の伝送時に電場の非線形性が生じることなく、ＰＩＭ生成物がなく、マイクロ波信号の伝送には非常に有利である。
【０１２０】
上記で説明された内容は、本発明の比較的よい実施例を言及したのみであり、本発明は上記記載された特定の実施例に限定されない。当業者は、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、特定の状況に適合するように、これらの実施例に対して各種の明らかな修正、調整、及び置換を行うことができる。実際、本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって規定されるものであり、当業者が予想できる他の例示を含む。このような他の例示は、特許請求の範囲の書面文言とは差異がない構造要素を有するか、又は特許請求の範囲の書面文言とは差異を持つが同等の構造要素を有する場合、それらは特許請求の範囲内に含まれる。
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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