FPCの5G対応と主要なメーカーは?村田製作所?新材料も登場!

FPC

FPC(Flexible Printed Circuits)とは、「フレキシブルプリント回路基板」など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。FPCにおいても5Gへの対応が要求されています。以下に紹介します。

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FPCの5G対応は村田製作所がリード!

FPCはスマホの内部配線としても複数使用されています。大容量の通信情報や高解像度のカメラなどで撮影した画像情報を伝送するため、高速化が図られています。電気信号は、高速・高周波数になるほど伝送損失が増大する傾向があり、5G対応を進めていった場合にFPCの低損失化が求められます。

これはFPC基板という観点では、まずベースフィルムの低誘電率化と低誘電正接化ということになります。スマホ内で電子部品から電子部品へ信号伝送する時には、必ず伝送損失が発生し、電気エネルギーが熱になって失われます。この損失を低減することで、バッテリーの持続可能時間が延びますし、熱の発生も減らせますので、極めて重要です。

5G対応のFPCでは、村田製作所がリードしています。材料として低伝送損失のLCP(液晶ポリマー)を選択し、フィルムから内製化しています。商品名は「メトロサーク」。同社の積層技術を使って、層を積み上げた多層基板です。接着層が不要なことから薄型化が可能です。

2017年発売の「iPhone X」に4~5点搭載されたようです。すでに数百億円規模の売上がとなっており、2021年には1,000億円まで拡大させようとしています。

(*アップルとクアルコムは訴訟をしていたため、クアルコムからアップルへの5G対応モデムチップが供給されず、5G対応iPhoneの開発が遅れていました。その後、2019年4月16日(現地時間)に、アップルとクアルコムは、特許ライセンスをめぐる一連の訴訟を取り下げることに合意したことを明らかにしました。詳しくはこちらの記事「アップルとクアルコムの和解はなぜ?テクノロジーの重要性を再認識!」で紹介しています)

FPCの5G対応で東レが低誘電損失ポリイミド

5G時代の到来に向けて、材料メーカーも活発に開発を進めています。2019年5月30日の同社サイトでの発表では、5G対応の低誘電損失のポリイミド材料の開発を発表しました。

電気エネルギーの損失を0.001(20GHz)に抑える低誘電損失ポリイミドの開発に成功しています。従来はFPC材料としてはポリイミドが主流でしたが、高速伝送化が進んで、LCPに切り替わりつつあります。新しく開発されたポリイミドがどこまで食い込めるのか注目です。

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FPCの5G対応でデクセリアルズがボンディングシート

デクセリアルズは、2019年6月5日に同社サイトで、以下のように発表しています。

「液晶ポリマー(LCP)と誘電率を下げた変性ポリイミド(Modified PI, M-PI)のいずれの基材にも使用可能なフレキシブルプリント基板(FPC)用層間接着材料、低誘電ボンディングシート「D5300Pシリーズ」を開発しました。」

FCPはポリイミドベースフィルムのものからLCPベースフィルムのものに切り替わりつつありますが、LCPフィルムは加工が難しく、価格が高いこともあり、LCPフィルムの使用をできるだけ抑え、高速伝送の中でも6GHz以下の比較的低伝送速度部分には変性ポリイミドを使うような「使い分け」も行われています。

したがって、異なる材料のFPC層を接着する必要もあり、そのような用途に対応できるように開発された相関接着剤です。誘電率(Dk)を2.3、誘電正接(Df)を0.0028に抑えており、高速伝送に対応できます。

まとめ

開発が積極的に進められている5G対応のFPCおよびそのベースフィルムと接着剤について紹介しました。新しい技術の普及は、新しい部品・材料の開発を促しますね。

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