研究開発された技術紹介

昨今、日本では5G高周波デバイスの開発が進んでいるがそれに必要な量産用プローブカードの開発が遅れており、既存の海外製に頼っている状況
である。しかし海外製は高品質ではあるが、価格が高く、高周波デバイスの高コストの原因となっている。そこで本事業では、高信頼性・高耐久性の国産初の５G用プローブカードを開発することとし、５G以上の高周波デバイスの国際競争力向上に寄与するものである。

・高周波対応プローブカードの開発
-従来のプローブカードは10GHz超で規格外となり5Gデバイスに対応できなかったが、同軸構造の改良によりシグナル線の剥き出し部を極限まで短縮し、28GHz帯でも低減衰を実現した。さらに、電磁解析シミュレーションと試作評価を繰り返すことで、挿入損失・反射損失を抑制し、耐久性100万回コンタクトを達成した。
・接合構造の改善
-従来は半田付けのばらつきによりインピーダンス不安定が課題であったが、新たな接合構造を開発し、規格50Ω±10%を満たす安定性を確保した。
・実用性と量産化への展望
-試作品を10枚製造し再現性を確認、量産化の目処をつけた。顧客評価でも高周波デバイスで使用可能なレベルと認められた。

・目標値
-電気的特性
*挿入損失特性: 2.0dB以内/28GHz
*反射損失特性: 20.0dB以上/28GHz
-機械的特性
*耐久性: 100万コンタクトで折れや曲がりがないこと
上記すべての特性値を満足する新構造のプローブカードを開発。
・実用性の実証試験
-再現性評価
・目標値
-量産試作品10枚で以下を達成
*挿入損失: 2.0dB以内/28GHz
*反射損失: 20.0dB以上/28GHz
*インピーダンスばらつき: 50Ω±5%以内
*耐久性: 100万コンタクトで折れや曲がりがないこと
上記の目標をほぼ満足する製造方法を確立

・知財出願の状況
-開発した同軸プローブ構造については、2021年に先行特許調査を行い新規性を確認したうえで、2024年1月19日に「プローブカード」として国内特許出願(特願2024-006708)を行った。現在、特許庁で審査中であり、将来的な海外展開を見据えて2025年にはPCT出願を行っている。さらに、知財専門家からは意匠権など他の知的財産の活用可能性についても助言を受けている。
・広報活動の状況
-2024年11月にはマイクロウェーブ展に出展し、来場者からコストバランスの改善や耐久性向上への期待、プローブ交換機能の利点、海外ユーザー対応への関心など多様な意見を得た。これらは今後の事業化に向けた開発の指針として活かされている。また、展示会視察者や顧客からも一定の性能評価を受け、上市への期待が高まっている。

開発した新構造プローブカードは、5G高周波デバイスに対応できる28GHz帯域での測定に有効である。挿入損失・反射損失を低減し、耐久性100万回コンタクトを達成しているため、半導体製造ラインでの検査や品質保証に活用できる。顧客評価でも使用可能と認められ、今後はスマートフォンや基地局など高周波通信機器の検査工程での利用が期待される。

開発した新構造プローブカードは、挿入損失や反射損失を大幅に低減し、耐久性100万回コンタクトを達成した。試作品10枚の再現性評価で量産化の目処を得ており、顧客評価でも使用可能水準との評価を受けたが、使用感改善が課題として残っている。知財面では2024年1月に国内出願(特願2024-006708)を行い、現在審査中であり、2025年にはPCT出願を実施した。広報面では2024年11月のマイクロウェーブ展に出展し、コストバランスや交換性、海外対応への期待の声が寄せられており、事業化に向けた準備が進んでいる。

・高周波対応性能
-新構造プローブカードは、従来課題であった高周波領域での信号減衰を大幅に改善し、5Gの28GHz帯域でも安定した特性を発揮できる。挿入損失・反射損失を極限まで抑えることで、次世代高周波デバイスの測定に対応可能である。
・高耐久性
-プローブカードは100万回のコンタクト耐久試験を達成しており、長期使用においても信頼性が確保されている。これによりメンテナンス頻度を削減し、運用コストの低減に寄与する。
・量産化への見通し
-試作品10枚の再現性評価で安定した特性を確認し、量産化に向けた製造方法の確立に成功している。さらにシミュレーションにより特性改善の知見を得ており、今後の性能向上も期待できる。
・知財と市場アピール
-本技術は特許出願済(特願2024-006708)であり、国際出願も進行中である。2024年のマイクロウェーブ展に出展し、コストバランスやプローブ交換性などに高い評価を得ており、国内外の市場展開に向けたPRポイントとなっている。

・実用化の進展
-開発した新構造プローブカードは、高周波領域での特性改善と100万回コンタクトの耐久性を達成し、試作段階で量産化の目処を得ている。顧客評価でも使用可能水準と認められており、今後は使用感改善を進めることで実用化が近づいている。
・事業化の見通し
-知財面では2024年に国内特許出願を行い、2025年にPCT出願を実施しており、海外展開も視野に入れている。展示会出展ではコストバランスや交換性に高評価を得ており、ユーザーニーズを反映した改良を重ねることで、上市に向けた事業化の加速が期待される。

・電気特性の安定化
-反射損失特性のばらつき要因を解明し、再現性を高めることが課題である。さらに、シミュレーションで提案されたプローブ先端の誘電体形状を検討し、特性改善を図る必要がある。
・使用感の改善
-顧客評価では「使用感に改善の余地あり」との指摘があり、プローブ先端形状や操作性を改良することが求められている。実用化には性能だけでなく、現場での扱いやすさを確立することが不可欠である。
・知財と権利化の推進
-既に国内出願とPCT出願を行っているが、特許登録化や意匠権も視野に入れた知財戦略の強化が必要である。知財保護を確実にし、国内外での事業展開を支える体制構築が課題である。