高周波基板材料の動向と低損失化

第1部 5G時代に要求される高周波基板材料の動向

(2021年1月14日 10:30〜14:30) (途中、お昼休憩含む)

　5G時代に向けて、通信デバイスの高速化対応が注目されている。通信の高速化には高周波対策、ノイズ対策 (電磁波・誤信号) および高速化対策 (誘電特性、回路距離) が重要となる。通信デバイスの心臓部=半導体では、回路距離の短縮が最も効果的である。今や半導体はCSP化が進み、回路短縮の対象は接続回路 (例;子基板、再配線) の薄層化に移っている。今回、通信デバイスの高周波対策に関する技術動向を解説する。特に、高速化の鍵である半導体の高速化=接続回路の薄層化について、開発状況および課題を詳しく説明する。

1. 高速通信
   1. 回線
   2. 通信規約
   3. 無線通信
   4. 課題
      • ノイズ
      • 高速化
2. ノイズ対策
   1. 電磁波対策 (空間)
      1. 遮蔽 (EMS)
      2. 吸収 (EMA)
   2. 誤信号対策 (導体)
      1. 誤信号
      2. ノイズフィルタ
3. 高速化対策
   1. 誘電対策
      1. 誘電特性
      2. 低誘電化
   2. 距離対策
      1. 受送信部
      2. 情報処理部
4. 情報処理部の高速化対策と課題
   1. 回路
      • 母基板
      • 接続基板
        • 再配線
        • 子基板
      • 配線
   2. 薄層PKG
      • FOPKGと課題 (接続回路薄層強靭化)
   3. 薄層接続回路
      • 再配線強靭化・子基板薄層化
   4. 薄層封止
      • 封止方法
      • 封止材料
5. 半導体パッケージングの開発経緯
• 質疑応答

第2部 LTCC材料の設計と高周波基板材料への応用

(2021年1月14日 14:45〜16:15)

　この数十年、スマートフォンをはじめとする高速無線通信技術の発展は目覚しく、この分野でLTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) 材料は、高周波回路の小型化、低損失化において重要な材料の1つとなってきた。低電気抵抗率のAgやCu電極と共焼結可能であるため、LTCCで形成されたデバイスは高周波特性に優れており、携帯機器のRFモジュール等に用いられる電気回路配線基板、またはLCフィルタ等のチップタイプの機能デバイスとして用いられている。これらは、低電気抵抗率導体をセラミック内部に形成可能なことから、導体、コンデンサ、コイル、共振器等の機能を基板に内蔵できる。さらに異種誘電率材料や抵抗材料等との共焼結技術や高寸法精度を実現する焼成技術が開発され、機能を集約化して、さらなるデバイスの小型化、高機能化、低損失化の進展に貢献している。本講座を通して、これら技術の概要を理解していただく。

1. LTCC材料に関して
   1. 背景、製品
   2. 用途
   3. LTCCの構造、電極
   4. 材料設計
   5. LTCCのプロセス
2. 異種誘電率材料共焼結技術
   1. 高周波用積層セラミックフィルタについて
   2. 異種誘電特性をもつLTCC材料の設計
   3. 各材料の誘電特性
   4. 異種LTCC材料の共焼結技術
3. 高Q-LTCC材料
   1. 低損失化のための材料設計
   2. 高周波における誘電特性
   3. 高周波におけるフィルタ特性
4. 無収縮焼成での異種材料共焼結技術
   1. 無収縮焼成について
   2. LTCC材料の材料設計
   3. 無収縮共焼結技術
   4. その他の焼成技術
5. 今後の技術動向
• 質疑応答