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接合・実装

各種通信機器の小型化・高性能化を実現する温度特性ゼロのセラミックス製基板

愛知県

株式会社ヤスフクセラミックス

2020年3月22日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 低熱膨張率・高熱伝導性基板等の研究開発
基盤技術分野 接合・実装
対象となる産業分野 自動車、情報通信、スマート家電
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(信頼性・安全性向上)、高性能化(精度向上)
キーワード ミリ波レーダー
事業化状況 研究中止または停滞中
事業実施年度 平成21年度~平成22年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車メーカーにおいては、自動車の安全性能向上・快適性向上の課題に対し、車内外通信技術及び高信頼性高速データ処理技術の高度化目標が掲げられ、搭載する電子実装技術を用いた機器モジュール(ミリ波レーダや無線LAN/PAN)の小型化、高性能化が求められる。超高密度電子実装を可能とする、セラミックス製の温特ゼロ、低熱膨張率・高熱伝導性基板を開発し、車載搭載機器等に提供する

開発した技術のポイント

低熱膨張率・高熱伝導性セラミックス基板の開発と量産化
・熱膨張率の低減化→樹脂製:20ppm/K→セラミックス製:10ppm/K
・熱伝導性の向上→樹脂製:0.8W/mK→セラミックス製:3.3W/mK
・量産化技術の開発等→合成粉末の量産化(200kg/ロット)、基板の量産化(2インチ角、厚さ0.2mm以下)、基板回路の高密度実装化(従来の基板回路の4倍)
(新技術)
・誘電率の温度変化に変曲点なし
・金属との接着が良い
(新技術の特徴)
・熱伝導率が高い
・温度特性ゼロ
・無極性(等方性)
・耐熱性が高い

具体的な成果

・セラミックスが持つ基板材料としての好適性を証明
‐開発したセラミックス基板は樹脂基板より高強度で、2~3ppm/Kという低熱膨張性を示し、高周波回路基板として優れている
・セラミックス基板の量産化技術を開発
‐工業用量産器を用いてウイルマイト量産化を試み、調合量200kg/ロット単位でウイルマイトの合成品を作製することが可能に
‐セラミックス基板の誘電率のばらつきをロット間で5%以下、同一基板面内で2%以下に抑えることに成功
・基板回路の高密度実装化に加え、ゼロ温度係数化による高付加価値化に目途
‐高密度実装については、樹脂基板の4倍以上という当初目標を上回る5.5倍という結果が得られた
‐基板の共振周波数が温度によって変化しない(ゼロ温度係数化)ための材料制御技術を開発
・試作されたミリ波共振素子
~セラミックス基板(厚さ0.2mm)の上に形成されたミリ波共振素子の電極パターン(金/パラジウム/チタン、厚さ3μm)で、スケール単位は1mm~
・試作されたミリ波共振素子の周波数の温度変化
~共振周波数の温度変化は僅か0.009GHz(0.02%)以下で、車載用ミリ波レーダで許容される1GHzより遙かに小さい。さらに厳しい安定度が要求されるミリ波画像伝送設備に関する規格も十分満たしている~

知財出願や広報活動等の状況

・論文:菅章紀他「フォルステライト系及びウイルマイト系低熱膨張率・高熱伝導性基板等の研究開発(Ⅱ)」(H23.9)、中澤博和他「フォルステライト系及びウイルマイト系低熱膨張率・高熱伝導性基板等の研究開発(Ⅳ)」(H23.9)
・出展:国際セラミックス総合展(H23.10)、マイクロウェーブ展2011(H23.12)

研究開発成果の利用シーン

自動車に搭載されるミリ波衝突防止レーダの高周波回路基板等に用いられ、従来の樹脂基板に比べ、低熱膨張率化、高熱伝導性を実現

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

・情報・家電分野を中心にユーザ開拓を実施中
・サンプルあり(無償、高周波回路用基板と基板焼成用粉末)

提携可能な製品・サービス内容

技術ライセンス

製品・サービスのPRポイント

・高耐熱性:熱伝導率は樹脂基板の10倍以上
・高強度:熱膨張率は樹脂基板の数分の1
・省エネ:誘電損失が樹脂基板の10分の1以下

今後の実用化・事業化の見通し

コスト低減を図りつつターゲット市場で顧客開拓を推進
・研究開発はほぼ完了しており、コスト低減のための粉末の検討を進めている
・開発した基板の優位性をPRしながら、無線LAN等へのアプリケーションが期待される分野に市場のターゲットを置く
・川下企業に試作基板、粉末等を提供して性能評価を実施しつつ、情報・家電分野等でのユーザを開拓中

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 株式会社ヤスフクセラミックス
事業管理機関 一般財団法人ファインセラミックスセンター
研究等実施機関 丸ス釉薬合資会社
太陽誘電株式会社
国立大学法人名古屋工業大学
学校法人名城大学
あいち産業科学技術総合センター
一般財団法人ファインセラミックスセンター

サポイン事業者 企業情報

企業名 株式会社ヤスフクセラミックス(法人番号:9180301002025)
事業内容 粉末成形による各種工業用セラミックスの製造
社員数 44 名
生産拠点 愛知県岡崎市
本社所在地 〒444-0838 愛知県岡崎市羽根西2-1-11
ホームページ Https://yasufuku.com
連絡先窓口 常務取締役(営業セクション) 安福千博
メールアドレス chihiro@yasufuku.com
電話番号 0564-51-4648