Vol. 11, No. 5b（通巻No. 68） 2020年1⽉8⽇

化学⼯学会エレクトロニクス部会ニュース増刊号をお届けします。内容は，12 ⽉ 10 ⽇に開催された 2019年エレクトロニクス部会シンポジウムの概要です。

5G 及び次世代⾼周波無線通信で使⽤される材料・プロセス技術シンポジウム
2019 年度エレクトロニクス部会シンポジウムを，12 ⽉ 10 ⽇に東⼯⼤にて開催いたしました。今回のシンポジウム
では，普及の始まった第 5 世代移動通信システム(5G)に関し，その概要や展開により拡がる未来，5G を実現するのに必要な材料・プロセス技術について，最新トピックを盛り込んだ 5 件の講演が⾏われました。
ご来場いただいた皆様⽅と講師の先⽣⽅，ならびに協賛いただいた電⼦ SI 連絡協議会 ESIC，表⾯技術協会，JIEP，JPCA，MSTE，YJC，C-NET の各機関関係者にこの場を借りて御礼申し上げます。

世界の 5G 市場最新動向
株式会社情報通信総合研究所 岸⽥ 重⾏様
5G の概要と国内・海外動向，5G 時代の通信網の 負荷をクラウド側で担うような運⽤がなされる。このため，特徴が紹介された。5G は，普及当初は sub-6 と呼ば 特に AR・VR 型の端末は⼩型軽量化がすすむと考えられる LTE 同等の 3.8-4.5GHz 帯の周波数帯が使⽤さ れることから，現在のスマホを中⼼とした⽣活様式が変れ，ミリ波を含むフルスペックの 5G は 2023-24 年頃か わる可能性を秘める。
らの普及が⾒込まれる。⽇本では，10km□のメッシュ
国内でも楽天などでクラウドベースの通信網整備がすで全国を 4,500 あまりのメッシュに区切り，5G ⾼度特 すめられており，仮想化によるソフトウェア中⼼のネットワ定基地局（5G 展開の基盤となる基地局）を整備した ークが構築される。また新興国や途上国などでは，先進上で，通信事業者によりエリア内に⼦局が配置される。 国並みの通信品質を普及するのは時間がかかることから海外における 5G の整備は，中国，韓国，⽶国ですす 汎⽤機器を使⽤した廉価なネットワーク網が普及するとんでおり，⽇本は 4 番⼿に位置する。⽶国で 2019 年 みられている。に 28GHz 帯を使⽤したサービスが開始されるなど，先従来 WiFi が⽤いられてきたローカルなネットワーク網に⾏ 3 国では既に商⽤サービスが展開されているが，今の も，ローカル LTE やローカル 5G の広がりがすすめられてところサービスエリアは限定的であり，また通信品質など おり，WiFi に⽐べて安定性の⾼いローカルなネットワークは⼗分ではない。欧州では，5G バックホール向けにファ 網を⾃治体や企業レベルで運営されるなど，サービス網イバの整備が進んでいる段階であり，サービスエリアの拡 が⼀変すること充はこれからである。
が指摘されて
5G ではその低遅延性を活かした遠隔操作や映像を おり，これを⾒組み合わせた臨場感の⾼いコンテンツの発展がすすむ。 据えて⽇本でこれに関し，現在の 2D 的なスマホの画⾯は AR・VR に もローカル 5G
向けて 3D 的な表⽰となり，またグラス型など新たな形態 の た め の制 度の端末普及もすすむとみられている。さらに MEC (Multi 整備がすす め
Access Edge) と呼ばれるクラウドベースの処理により， られている。
5G の⼤容量・低遅延の特徴を活かし，端末での処理
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富⼠通株式会社 ⼤橋 洋⼆ 様
ミリ波を使⽤した無線通信では，帯域の広さと狭ビームによるビーム多重技術を組み合わせて通信容量の⼤容量化が可能となるが，現状ではサービスエリアが限られる上に，端末の向きなど使⽤状況により通信速度が⼤きく影響されるなどの課題がある。このような問題に対処するために，⼤量・⾼密度に基地局を配置する必要がある
ほか，端末にもビーム多重に対応したフェイズドアレイアンテナが採⽤されるなど，アンテナや基板などのコンポーネントにも⾼周波対応が求められる。このようなミリ波帯で使⽤される基板には，⾼周波ロスが⼩さな誘電体材料を使⽤することが求められ，また基板内の伝送ロスを最⼩とするために，アンテナと⾼周波 IC を同⼀基板に実装するなど両者を最短距離で接続する技術が求められる。⾼周波を扱う基板には，余計な放射を抑制するためにビアパッドを⼩さくし，また⾮貫通ビアによる層間接続や，⾼周波基板と FR4 基板のハイブリッド積層など，従来のビルドアップ法では⾼コストとなる点が課題となる。また⾼周波基板材料には低損失であるこ とが求められるほか，搭載するデバイス動作の不安定化につながる
温度安定性や低吸湿性も必須である。さらに，熱による基板の伸縮ははんだクラックや基板反りやスルーホールビアの信頼性劣化の原因となることから，線膨張率が周辺の材料と同程度に⼩さいことが求められる。この他，⾼周波回路やアンテナ周辺からの不要な放射を抑制するために，電波吸収体が重要なコンポーネントであるが，⼤⾯積に設置するとコストが⾼くなるなどの課題が⽰された。

5G 及び次世代⾼周波無線通信に向けた低粗度・⾼密着が可能な銅箔表⾯処理技術
ナミックス株式会社 佐藤 牧⼦ 様
⾼速通信⽤基板の低伝送損失化のためには，基板材料⾃体の誘電損失を下げるだけでなく，導体部分の損失を低減することが重要である。表⽪効果により25GHz の信号は表層から 500 nm，60GHz になると 300 nm と浅い範囲を伝搬するため，⾼周波になるほど基板材料と導体の界⾯は滑らかである必要がある。
しかしながら，基板材料と導体の密着性は，⼀般に界⾯が滑らかであるほど低下するトレードオフの関係にある。ナミックスで開発した CU-TAP 法は，銅箔の⿊化処理液に添加剤を加えることにより，処理による CuOの発⽣を制御して，表⾯を緻密に⾼表⾯積化する技術である。この処理を⾏った銅箔は，PPE や LCP，PTFE などの⾼周波樹脂に対して，VLP 箔と同等以上の密着強度を⽰すが，⾼い⾼周波特性を⽰す点が特徴である。CU-TAP 法で処理した銅箔表⾯の Rz 値
は約 300 nm であり，この値は光沢銅表⾯の Rz 値
200 nm より粗く，⾼密着性の起源となっていると考えられるが，⼀⽅で表⽪効果を考えると伝送ロス S21 には応分の差が⽣じることが予想される。ところが CUTAP 箔と VLP 箔で形成した伝送線路の S21 特性を⽐較すると，両者に差は⾒られなかった。この理由を調査したところ，CU-TAP 処理した銅箔表⾯の微細な凹凸は銅の酸化層であるが，凹凸部の直下は⾦属銅であることがわかった。このことから，CU-TAP 処理した銅箔の凹凸部は絶縁体であり，このため凹凸部分には⾼周波信号は流れず，⾼周波信号は元箔の⾦属銅部分に流れていると考えられる。この他，講演では凹凸層の表層は CU-TAP 処理によりある種の「保護層」が形成されており，表⾯の化学的な安定性に寄与していることが⽰された。現在同社の PPE 系低損失接着シー
ト Adflema と組み合わせた両⾯ CCL を開発中であり，近⽇中の上市を計画している。

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⾼速伝送及び⾼周波通信⽤回路基板材料の開発動向
パナソニック株式会社 ⻄野 充修 様
⾼速伝送⽤回路基板では⼀般に低誘電・低損失が求められる，と⾔われる。誘電損失 Df は低い⽅が良いが，誘電率 Dk に関してはアンテナで 3.0 程度，伝送基板で 3.3 程度が⼀つの⽬安となる。インピーダンス整合を採るためには誘電率の低い基板では回路幅を太くする必要があることから，⾯積効率を考慮するとこの程度の値が好ましい。また Dk, Df の温度，湿度に対する安定性，周波数依存性が実⽤上重要である。
このような観点から，同社の⾼周波対応基板
Megtron シ リ ー ズ に は ， PPE (Polyphenyleneether)樹脂を採⽤している。PPE 樹脂は熱可塑性樹脂であるが，PPE の末端の官能基を硬化剤と反応させてクロスリンクさせることにより⾼密度なネットワークを形成しており，安定な特性を持つ樹脂材料としている。
⼀般に，樹脂単体で⾼周波特性が良くても，⾼周波基板としての特性は，ガラスクロスや銅箔の粗さにも⼤きく影響される。銅箔の表⾯処理は，従来の機械的なアンカー効果を狙ったものから，近年⾼周波対応のものでは化学的な密着を狙う⽅式が主流となっている。
Megtron シリーズでは，このような観点から開発・ラインナップされており，コアネットワーク通信や５G 基地局，多層アンテナ基板⽤途等に多数採⽤されている実績がある。また⾞載レーダ⽤のアンテナ基板材料として，低伝送損失でかつ温度・湿度に よ る電 気 特性の変動が少な い 材 料 R5515 をラインナップしている。

5G 時代の⾼速・⾼周波基板の製造及び設計について
沖プリンテッドサーキット株式会社 飯⻑ 裕 様
5G で無線部分のネットワークが⾼速化される場合，同時にこれを⽀えるバックボーンネットワークの⾼速化が重要となる。5G ではバ ックボーンの光ネット ワ ークに400Gbit/s の速度が要求されるなど，ネットワーク網全る LC 共振回路化を防ぐために重要な技術であるが，スタブ残りのばらつきによる影響が⼤きいことから，ドリル加⼯の精度が求められる。⾼周波基板の設計には，このような現実のプロセスや材料を考慮したシミュレーションが体を⾼速化対応する必要がある。これを扱う基板技術
では，材料や銅箔材料だけではなく，ガラスクロスやソル必須で有り，要求特性を満⾜する基板を得るために，シミュレーション結果と実測結果の相関を踏まえ，設計ダレジスト，導体の表⾯処理など，材料・プロセス両⾯から考えていく必要がある 。ガラスクロスに関して，にフィードバックする技術が求められる。
沖リンテッドサーキット社では，このようなシミュレーショ

Megtron 等で採⽤されている低誘電ガラスクロスの特性はまだ不⼗分で有り，またガラスクロスの網⽬の⽅向とン・設計と，材料技術，製造技術を相互にフィードバックして最適化することにより，電気伝送により56Gbps の⾼速伝送の可能な基板を実現している。また今後さらなる⾼速伝送対応を⽬指す。

配線の形成⽅向の違いが特性ばらつきの要因となることから，ガラスクロスレスの⾼周波基板が求められる。また⼀般的なソルダレジストは⾼周波特性（伝送ロス）を20%以上劣化させ，特に差動配線では顕著に影響する。同様に銅配線表層の Ni-Au めっきも，抵抗値の⾼い Ni が表⽪効果領域の⼤半を占めてしまうことから，⾼周波特性に与える影響は⼤きい。これらの周辺材料や構造の⾼周波対応が重要となる。この他にも，スルーホールの不要な配線を除去するバックドリルは，スタブによ

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あとがき
12/10 のシンポジウムへの参加，ありがとうございました。想定以上に多くの⽅に興味をお持ちいただき，⼤盛況のうちに終えることが出来ました。参加いただいた皆様，講師の先⽣⽅にも，あらためて御礼申し上げます。
今回のシンポジウムでは，⽇本のエレクトロニクスは材料やプロセス技術で未だ世界トップクラスの⼒を維持できていることがあらためて理解できました。⼀⽅でせっかくのこれらの技術を活かしたビジネス展開が今後の課題であり，⽇本の苦⼿とする領域と思います。新しい年にこの観点でも前進できるかどうかは我々にかかっているという認識で今年も良い年にしていきましょう。

化学⼯学会 エレクトロニクス部会
⼊会のお誘いエレクトロニクス部会シンポジウムへのご参加，ありがとうございました。エレクトロニクス部会では，エレクトロニクスに係る材料や加⼯プロセス，電気化学現象，環境等の専⾨家の集まりです。また，新たな分野にも調査研究を広げています。この機会に，是⾮部会への⼊会をご検討ください。

■部会⼊会のメリット
エレクトロニクスに関する学術的なイベント（シンポジウム）に加え，業界内外のホットトピックを扱う講演会を開催しています。これらイベントに無料，もしくは優待価格でご参加いただけます。またオプションで講師の⽅との懇親会も企画します。専⾨知識の理解が広まり，また範囲が拡がると共に，⼈脈が拡がります︕◇エレクトロニクスに関する各種イベントへの優待参加
ü 化学⼯学会秋季⼤会でのシンポジウムの他，ホットな話題や重要課題について独⾃のシンポジウムを企画開催しています。
ü 他学協会との共催や協賛⾏事を多数⾏っています。これらの⾏事に優待価格で参加いただけます。
◇定期講演会
ü 隔⽉で各界の著名な先⽣や第⼀線でご活躍の企業の⽅等を講師に招き，講演をお願いして技術討論を⾏います。部会員は無料で聴講いただけます︕
ü 講演のポイントは幹事会後に配信する部会ニュースでもお伝えします。
ü 講演資料は部会員限定で閲覧が可能です。

■⼊会⽅法
⼊会お申し込み・ご質問は electro_div@chemeng.osakafu-u.ac.jp まで︕
化学⼯学会本体会員の⽅は，本体の⼿続きに従ってご⼊会いただけます。部会のみの⼊会も可能です。
是⾮，化学⼯学会エレクトロニクス部会への⼊会をご検討下さい。
年会費︓個⼈賛助会員 5,000 円 団体賛助会員 50,000 円
お問い合わせ・お申し込み
部会ウェブページ

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