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BEYOND5Gや低誘電のPTFEについてのQ&A

2022.03.28
お知らせ

BEYOND5Gや低誘電のPTFE(フッ素基板)について、営業でよくいただくQ&Aをまとめてみました。
一問一答形式でできるだけ詳しくお伝えしておりますので、ご参考にしていただければ幸いです。

Q 「BEYOND5G」とは何ですか?関西電子工業ではその技術に関わっているのですか?

BEYOND5G」は、現在主流となりつつある5Gの更に先を行く5Gの技術であるとお考えください。
5Gを超えた通信規格や機能があると考えて問題ありません。

今の世の中、5G、5Gと色々なところで聞かれることが多いですよね。
その一つの背景となっているものが、5Gに対する世の中の関心の高さです。

日本でも携帯電話を中心に耳にすることも多く、5Gがもてはやされているのですが、世界的に見ると、5Gにおいて技術的な主導権を持っているのはHuaweiなど中国勢なのです。

実は5Gだけを取り上げると、日本は世界的に見れば主導権は取れていないんですね。
世の中5Gに関わる製品が色々出ていますが、5Gに搭載されるチップ、基地局、その他もろもろ、ほぼ海外製の製品頼みとなっております。

弊社、関西電子工業は、そんな5Gに関する最先端の技術開発が、メイン業務でもある基板製造メーカーですが、既に5年先、10年先を見据えて、「BEYOND5G」(ビヨンド・ファイブジー)に向けての開発を中心に動いています。

Q  日本国内にある5G関連の製品のほとんどが海外製ということですか?

はい、その通りです。
5G関連技術で日本が強いのは部品くらいでしょうか。
実は、村田製作所さんを筆頭に、5Gのプリント基板の材料分野では、昔は日本も少し強かったのです。

しかし現在では、日本が主導権を取れていないので、なんとか主導権を取って世界のビジネスをリードしていくために、「BEYOND5G」、つまり「5G」の分野で多くの企業で研究開発が進められているのです。

特に前政権の菅首相の時に(総務省との関係も非常に強い方でしたので)、かなり「BEYOND5G」つまり5Gに向けての研究資金が動き始めたというのが実態です。

 

Q  通信規格などの内容はどういうものですか?容量が大きいかどうか、スピードが速いかどうかで決まるものなのですか?

はい、おっしゃる通りです。
これを説明するための前提としまして、「高周波」という概念の説明が必要になります。

一般的に、大容量の高速通信というものは高い周波数が必要になるのですが、今5Gと言われているものは、周波数帯が28ギガ、この周波数帯が使われようとしています。

一方、「BEYOND5G」の分野の周波数帯は未定です。
ただ、60ギガ、90ギガ、場合によっては300ギガ、この周波数帯の研究開発が非常に盛んで、この周波数帯を中心に実用化に動いています。

しかし、これだけ高い周波数帯になってくると、この周波数帯で使われるプリント基板の材料も、より低誘電化しなければならないことになります。

Q  低誘電とは何ですか?

誘電率という材料の数値があって、その数値が低いものです。
低誘電とは誘電率の数値が低いもの、つまり、どれだけ電気を溜められるか?という数値になります。

電子機器は電波を飛ばさないといけないので、そこにはアンテナを使います。
電波がアンテナから出ると、すぐに空気があります。
その空気の誘電率は1です。

例えば、誘電率5のものが、プリント基板の外に出る、つまり空気中に出る時にその差が損失となります。
つまり、誘電率が2から1になる場合は損失は1ですが、誘電率が5から1になる場合は損失は4となり、損失の部分が大きくなってしまいます。

損失というのはロスであり、電力が消えてしまう部分になります。

つまり、空気に近い誘電率の製品を使った方が、より多く電波を無駄なく遠くまで飛ばせるイメージになります。

誘電率が低い材料を使うためのポイントになってくるのは、どのメーカーの材料を基盤に使うかというところで、それは製造メーカーの課題でもあります。

「低誘電」というキーワードで、メーカーを始め、色々な業界・事業者が動いているのが現状です。

Q  関西電子工業が仕入れてくる材料ベースで低誘電のものが必要になれば、仕入が高くなりますよね?

もちろん低誘電になればなるほど材料費がかかります。
現状は、低誘電の材料は「PTFE(フッ素基板)」が主流となっています。

「PTFE(フッ素基板)」は加工しづらいのですが、関西電子工業はこの材料を30年以上扱ってきているので、この材料の加工では一日の長があり、それを知ってくださっている大企業や関連メーカー、大学等の研究室からのご相談は非常に多いです。

 

Q  この低誘電のPTFE(フッ素基板)の質が、BEYOND5Gに影響を及ぼすと思うのですが、国内勢の動きはどのようなものでしょうか?

この「PTFE(フッ素基板)」の業界は、目まぐるしく再編成が行われています。
今までのガリバー企業は、アメリカのロジャースというメーカーです。世界的にも圧倒的なシェアを誇っています。ただ、ロジャースは2021年デュポンに買収されました。

世界第2位の韓国のタコニックもAGC(旭硝子)に買収されておりまして、業界の再編が進んでいます。

もちろん低誘電の性能の高い材料は製品価値も高く仕入れ値も高くなっていますが、軽薄短小という面でもそれ以上の価値をお客様にご提供できる自信がございます。

こういったメーカーのPTFE(フッ素基板)材料を利用し、

・高多層化
・微細配線プロセス(2種類)
・高精度パターンエッチング

上記3分野において、関西電子工業は国内のプリント基板の製造・加工メーカーとしての優位性を持っています。

Q  「BEYOND5G」ではプリント基板の作り方も大きく変わるのですか?

時代の進化とともに材料はますます新しく高性能なものに変わっていくのですが、プリント基板の作り方は、初期の頃から全く変わっていません。

基本的な作り方は、銅をエッチングして加工(不要な銅を溶かして、必要なところだけを残す工法)することです。しかしこの方法では、細いパターンが作りにくいのです。

「BEYOND5G」でメリットを出せるのが「軽薄短小」の基板で、これで一番普及しているのが、皆様もご承知のように携帯電話(スマートフォン)です。

世の中の部品がどんどん軽薄短小になっていく中、基板も微細なパターンを作らなければならなくなっています。

従来の工法が「LS100ミクロン」(LSとは、ラインアンドスペースの略。ラインがあるところとパターンとパターンの幅のこと)ですが、関西電子工業の微細配線プロセスにおいては、現在開発中ですが、「LS25ミクロン」までの製造に対応できるよう進化を遂げてきています。

軽薄短小の部品の流れに欠かせない製造工程がこれからの主流になってきますので、常に対応できるよう設備の増強と技術力のアップを図っております。

多層化は、基板の一つの面において、ものすごく細いパターンが加工できるということです。
基板レベルで部品が小さくなってくるということは、一つの基盤に、より多くの配線を乗せることができ、より小さく、より高機能な製品開発を可能とするものになります。

関西電子工業は先端開発に特化しており、10年以上前(2012年以前)から5Gの開発を行っています。
世の中に出ると量が出るので、そこは追いかけず、新しい技術情報の獲得に経営資源を投入しており、現在追いかけるのは、世界で統一されたBEYOND5G(5G)だと考えております。

 

Q  関西電子工業ではどのようなお客様とどのような形で取引されていますか?

BEYOND5Gの分野では、

「低誘電材料の高多層化」
「低誘電材料での微細配線プロセス」

上記が必要となります。

これらの加工技術を高めることで、お客様の製品作りに欠かせない、先端技術の搭載されたプリント基板作りに特化しております。

この分野はニッチであり、大企業が参入するのはなかなか難しいため、大企業と中小企業が棲み分けできている業界です。

大きいメーカーにとって小ロットは難しい(小ロットを早く正確に作る)ですし、小ロットの研究のための基盤納品となるため、厳しい納期にも対応できる必要もあります。

お客様のご要望にあった材料提案や、情報がないお客様の代わりに様々な我々の情報を提供することでお客様に安心感を持っていただいております。

お客様のご要望に応じてロット数も、場合によっては1枚からの製造納品に対応しております。

研究 → ものづくり → 評価 → フィードバック

これらのサイクルを何回も繰り返すお客様にも、関西電子工業はこまめな対応が可能で、主に大学や企業の研究機関などからのご要望に対して、一定の評価をいただいております。

お客様と一緒に開発を進めていく案件が多く、弊社では、お客様のご希望に即したプリント基板の製作・開発の強力なパートナーとしてご提案や情報提供を行っております。

一つ一つのプリント基板は完全な受注生産により制作を行っております。

一つのプリント基板を製作していくためには様々な試行錯誤が必要になり、何度も繰り返し制作対応を行います。

そのようなニーズに応えるべく、企画や試作を繰り返し、パートナーという立ち位置で意見交換をしながら、完成形を目指していく基板製作を行います。

多くの場合で試作から完成まで3回から4回程度で終わるのですが、その都度試作を繰り返し、21回目にようやく目指すべき製品が完成したというお客様事例もあります。

有名大学や誰もが知っている大企業の研究開発部門からのお問い合わせが多いのが弊社の特徴でもあります。

最近多いお客様からのお問い合わせとしましては、「4Gまでの技術での基板利用は行なっていたけれども、5Gになると周波数やその他機能の面でどのようにすれば良いか分からない」といった内容です。

日常的にこのようなお問合せをいただいておりますので、関西電子工業では、この問題に対して解決できる技術やご提供できる情報ノウハウで、お客様に役立てていただけると確信しております。

Q  本日は貴重なお時間を割いて教えていただき、ありがとうございました。

こちらこそありがとうございました。

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