6G通信デバイス向け先進低誘電エポキシモールドコンパウンドの開発

概要

本論文は、次世代6G通信デバイス向けに開発された新規低誘電エポキシモールドコンパウンド（EMC）について報告している。極めて高い周波数での信号完全性を確保するため、誘電率（Dk）と誘電正接（Df）が非常に低い先進的な樹脂システムとフィラーが組み込まれている。100GHzでDk2.8未満、Df0.001未満を達成し、高周波パッケージでの信号損失とクロストークを大幅に削減できる。

詳細

背景

5Gに続く次世代通信技術である6Gは、テラヘルツ帯域を含む超高周波を利用することで、さらなる高速・大容量通信と低遅延を実現しようとしています。しかし、このような極めて高い周波数帯域では、電子部品を保護するパッケージ材料の電気的特性が信号品質に直接影響を及ぼします。特に、誘電率（Dk）と誘電正接（Df）が高い材料を使用すると、信号損失やクロストークが増大し、デバイスの性能が著しく低下する課題がありました。このため、6G通信デバイス向けには、これまで以上に優れた電気特性を持つ封止材料の開発が喫緊の課題となっています。

主要内容

本研究論文では、この課題を解決するために開発された、新規の低誘電エポキシモールドコンパウンド（EMC）が紹介されています。研究者たちは、高周波領域での信号完全性を確保するため、特に誘電率（Dk）と誘電正接（Df）を極限まで低減した先進的な樹脂システムと特殊なフィラーを組み込むことに注力しました。開発手法としては、特定の分子構造を持つカスタムエポキシ樹脂の合成と、フィラーの均一な分散技術の最適化によって、界面分極を最小限に抑えることに成功しています。その結果、この新しいEMCは、100GHzという超高周波帯域において、Dkが2.8未満、Dfが0.001未満という非常に優れた電気特性を達成しました。プロトタイプミリ波モジュールを用いた評価では、従来のEMCと比較して、信号損失とクロストークが大幅に低減されることが実証されており、優れた高周波性能が確認されています。

影響と展望

この革新的な低誘電EMCの開発は、小型で高性能な6Gモジュールの実現に向けた重要な一歩となります。信号損失の低減は、より高速なデータ伝送を可能にし、デバイスの小型化にも貢献します。これにより、6Gが目指すユビキタスな超高速通信環境の実現が加速されることが期待されます。この技術は、先進半導体パッケージングにおける高周波対応封止材の需要増大に応えるものであり、将来的には、自動運転車載レーダー、衛星通信、医療イメージングなど、テラヘルツ帯域を利用する多様なアプリケーションへの展開も視野に入れられています。日本の材料科学の強みが、次世代通信インフラを支える基盤技術として、国際的な競争力向上に貢献するでしょう。