技術專欄

Technical Column

針對5G所需材料開發挑戰以及新產品開發

智慧手機性能的進化帶來一連串的驚訝!作為舊時代的我,從未想過在有生之年可以在手掌大小的設備上編輯和發布遠超過電視畫質的影片,這是一個令人驚訝的進步。

智慧手機的小小鏡頭,也能夠拍出明亮智清晰的影片。高解析度和長時間攝影,只要記憶體容量充足,就可以實現。除了編輯所需的時間,現在的智慧手機已經不再是那麼困難達成了。

但是,總覺還有些不滿。

首先,是電池的持久時間。相信應該是每天都在改良,雖然有聽過車用鈉離子電池和固體鋰電子電池的話題,但是我尚未理解它能夠大幅度地提升智慧手機的容量。

其次,就是智慧手機的過度使用所導致的通訊速度限制。我使用樂天Mobile網路,但合作夥伴網絡每月限制為5GB。前幾天,發送少許影片就受到了限制。

通訊額度的不足也是目前4G LTE通訊設計的極限,在5G通訊的規格上,對於通訊速度、延遲、同時連線數的方面獲得大幅度的改善,因此我認為通訊速度將不需再設限制。

次世代=5G通訊的課題

雖然在電池的持久時間也希望做出貢獻,但本專欄將繼續探討已經開始提供且相容的終端裝置也逐漸增加的5G通信話題。

5G的通訊速度將透過使用被稱為微波波段的頻段來獲得改善,而該頻段比當前頻段高5到10倍。但是,光憑這尚無法達到5G規格的速度。目標是透過結合多種技術來實現此一目標,例如捆綁多個無線電波。此外,必須把天線接收到的電波經過處理後的數據高速地傳送給智慧手機,因此需要實現各種電子電路板的高速傳輸。必須將電子電路板實現高頻率化。

高頻率化之後,訊號波的波峰變小,間隔變窄。因此,隨著傳送訊號的銅線表面粗糙度和絕緣體介電特性(dielectric characteristic)的不同,訊號波變弱而無法完整的傳送訊號。因此,要求傳送損耗低,需要低介電的絕緣體。智慧手機,小型、輕量是必然的,大量使用到能夠捲曲型的FPC電子電路板。絕緣體也必須更能夠捲曲,並且能夠和表面光滑的銅箔確實地密合。

已投入實用化的技術,有使用低介電率的液晶聚合物(LCP)薄膜製成的FPC。可是,據說LCP在加工過程中會因為受熱而變得太軟。因此,進一步微細化配線變得困難,只能在可用的配線寬度範圍內使用。因此,需要更精細且能夠高頻傳輸的基板材料。

次世代產品製造的挑戰

首先,需要使表面粗糙度小不容易緊貼在銅箔上,且比過去更低介電係數的絕緣材料。於是,本公司設計出將低粗糙化銅箔塗抹(coating)在低介電係數的絕緣材料上,然後在絕緣材料表面再淋上一層高耐熱的絕緣膜。目前,本公司正在試做這種架構的卷裝品(roll)。

絕緣體的部分,是由一層塗抹所形成的塗層和一層高耐熱絕緣膜的積層體 (layered product)。必須在這此積層狀態下,保證穩定的介電特性。這點就讓精密塗抹工程來處理!

此外,絕緣膜的淋膜需要高溫高壓,本公司應用到已長期培養的淋膜技術。

塗抹技術和淋膜技術,再加上材料技術,向次世代的產品製造挑戰

透過本公司的品質保證制度,應該能夠製造出符合次世代所需特性的產品為社會做出貢獻。本公司正在嘗試結合塗抹技術和淋膜技術,開發能夠發揮該特性的材料技術,挑戰創造對客戶更易於使用的產品。

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