FPCの5G向け高速伝送化!材料への要求と期待について解説!

FPC

FPC(Flexible Printed Circuits)とは、「フレキシブルプリント回路基板」あるいは「フレキシブルプリント配線板」と呼ばれている電子部品です。これは絶縁性を有する柔らかいフィルム上に電気回路を形成したもので、最先端の電子機器に欠かせない部品となっています。技術の進歩により、FPCの高速伝送化が進んでいます。5Gへの対応も要求される状況です。以下に紹介します。

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FPCの高速伝送化が進む!

ITの進歩とともに、電子機器が取り扱う信号量はますます増えています。その象徴的な電子機器としてスマホを見てみると、高画質なカメラで撮影した写真や動画を画像加工し、高精細なディスプレイで表示するなどしています。最新のiPhone 11 Proでは、「トリプル12MPカメラ(超広角、広角、望遠)」を搭載しており、それにより撮影した画像データの伝送だけでも膨大な情報量となることがわかります。

スマホ内の高速伝送に多数FPCが使われています。メインの基板と多数の部品間をFPCが接続しており、それらの部品はメインカメラ、インカメラ、ディスプレイ、タッチセンサー、アンテナ、バッテリー、マイクロホン・スピーカー、IOコネクター、バイブレーターなどです。スマホのような薄型軽量を重視する機器ほどFPCの価値が発揮されます。

この中でも高速無線通信のためのアンテナ、大容量の画像データを伝送するカメラやディスプレイを結ぶFPCにおいて、特に高速伝送が求められています。これまではポリイミドフィルムが主に使用されていますが、最近は低誘電絶縁材料であるLCP(液晶ポリマー)フィルムが用いられています。

FPCの5G対応は?

スマホ分野の大きな技術的な動向として、5Gの導入が進んでいます。5Gでは、4Gとは桁違いの高速通信が可能となるため、FPCにもそれに対応できる高速伝送が求められます。

Qualcommが開発した5G対応のアンテナモジュールが、Motorolaの世界初28GHz対応スマホに搭載されました。そこには高速伝送用のLCP-多層FPCが採用されています。

このように5Gに対応すべく、FPCの構造と材料面から新たな開発が進められています。

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FPCの高速伝送化と材料への要求

FPCの高速伝送化のためのベースフィルムとしては、まず低誘電性、特に低誘電正接が求められます。ポリイミドフィルムは優れた特性を有していますが、誘電率が3.2、誘電正接が0.007(@1MHz)付近が限界であり、また吸湿性が高いことなどから5G対応は難しい可能性があります。日東電工から低誘電多孔ポリイミドフィルムなども開発されており、今後の展開に注目です。

現時点では、低誘電のLCPフィルムが5G向けに選ばれることが多く、切り替えが始まっている。また改良ポリイミドの実用化も始まっています。

ベースフィルムとしては、低誘電性、低誘電正接、低吸湿という特性の他に、寸法安定性、導体接着性、耐熱性などの特性も重要で、他の材料の検討も進められています。

まとめ

FPCの高速伝送化と5G対応、さらにはベースフィルム材料への要求について解説しました。新しい技術が導入されれれば、それを利用するための周辺の技術も新たに開発され、進歩していきます。今後の展開が楽しみです。

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