広告企画 半導体ビジネス特集

デンカ

世紀を超えて社会課題解決に挑む、デンカのDNA
電気特性に優れた素材で
5Gの利用拡大を支える

5Gの可能性を最大限に生かすためには、電気エネルギー損失の抑制が欠かせない。日本を代表する総合化学メーカーのデンカは、課題解決に向けた革新的な素材を開発・製造。あらゆる電子機器に搭載する電子回路基板のエネルギー効率を高め、5G普及とともに持続可能な社会の実現に貢献していく。

左から、デンカ 執行役員電子・先端プロダクツ部門長の堀内博人氏、電子・先端プロダクツ部門副部門長兼事業推進部長の山田雅英氏、同部門先端機能材料部長の小和田智也氏

化学は物質の特性を解明し、新たな価値を生み出す。創業100年を超えるデンカの歩みは、化学の力で社会課題の解決に挑む挑戦の歴史だ。同社はカーバイド(炭化カルシウム)から肥料(石灰窒素)を作ることで、戦中・戦後の食糧安定供給に貢献し、その後もカーバイドをもとに様々な製品を開発。特に合成ゴムの一種であるクロロプレンゴムの事業化には、国内メーカーで初めて成功した。

時代の変化と市場ニーズをいち早く捉えた同社の素材は技術革新の可能性を開く。リチウムイオン2次電池や風力発電の高圧ケーブルなどに使われるアセチレンブラック、半導体検査装置などに搭載されるエミッター、風力発電や電気自動車(EV)のベアリングボールとして使用される機能性セラミックスの窒化ケイ素など、世界トップシェアクラスの製品を多数保有している。同社における製品開発は、社会の動向と連動しているとデンカ 執行役員電子・先端プロダクツ部門長の堀内博人氏は強調する。

5G時代の到来に伴い、低誘電率・低誘電正接の樹脂材料への需要が高まる

「当社の経営計画『Mission 2030』(2023~30年度)においては、事業機会を生み出すメガトレンドの一つに、モビリティー大改革など半導体の需要拡大を見込む『ICT & Energy』を掲げています。なかでも力を入れている領域の一つが、5G時代に応える新素材です」

5G時代には暮らしや産業に関わる様々なシステムがつながり、膨大な情報を即時に行き交わせることが求められる。その解決策として5Gでは高周波数帯(ミリ波)を利用するが、ここで重大な課題が生じる。高周波数帯を使用する電子機器においては、「伝送損失」と呼ばれるエネルギーロスが発生しやすくなってしまう。

電気特性に優れた新素材で
5G普及を阻む課題を解決

この伝送損失をいかに抑制するか。「ポイントは電子回路基板に用いられる絶縁素材の電気特性(低誘電率・低誘電正接)です」(堀内氏)。

デンカは5Gにおける「伝送損失問題」を解決すべく、革新的な3つの素材を開発した。

■電子回路基板に向けたデンカの革新的な素材ラインアップ市場のニーズと時代の変化を敏感に捉え、新たな製品を幅広く世に送り出している

1つ目が、LDM*(低誘電有機絶縁材料)。電子回路基板には、樹脂と銅箔を積層させた銅張積層板が使用される。従来、エポキシ樹脂をベースとしたFR4と呼ばれる銅張積層板においては、伝送損失の課題があり、5G向けに利用するには性能が不足していた。LDMは電気特性に優れ、かつ軟質でありながら架橋性を有する、これまでになかった素材だ。電子・先端プロダクツ部門先端機能材料部長の小和田智也氏は、LDMの優位性を説明する。

*デンカにおける製品名は「SNECTON(スネクトン)」

「伝送損失に大きく影響を及ぼす誘電正接(低い値ほど損失が少ない)が、LDMは0.0007。これはフッ素素材と同等の値です。5G時代の次世代素材として、LDMはグローバルスタンダードになるポテンシャルを秘めています。また、LDMは完全硬化後も軟質性を有することから、電子回路基板のコア材だけでなく、各種層間絶縁材料や、フレキシブル基板のRCC(片面樹脂付き銅箔)用途など、幅広い分野からの引き合いを頂戴しています」

LDMは2024年4月から本格販売がスタート。サンプルを試した顧客からの評価も高い。既にLDMを採用した製品開発を進めている基板メーカーもあるという。LDMの開発は10年以上前に遡ると小和田氏は明かす。「開発以来、研究所で眠っていたLDMを揺り起こし、5G市場での需要拡大を見据えてモディファイしました。先進的研究テーマに常に挑戦してきたからこそ、誕生した新素材といえます」。

2つ目が、低誘電正接シリカ。デンカの「球状シリカ」を、5G時代の電子回路基板向けに改良し展開を図る。「球状シリカは各種樹脂に充塡することで、熱膨張率低減などの機能を付加します。また半導体のICチップや配線を、外部から守る封止材として使用されます。低誘電正接シリカは、球状シリカの物性や樹脂との混ざりやすさを保ちながら、特殊処理を加えることにより従来比で誘電正接を半減(0.0016→0.0007)。これを2023年から販売開始、2025年には設備増強を予定しています」(小和田氏)。

デンカの強みは、LDMといった有機材料と、低誘電正接シリカなどの無機材料の両方を有する点だ。「LDMと低誘電正接シリカを最適な配合で混ぜ合わせることで、伝送損失の抑制効果を最大化できます。今後は最適配合のレシピ提案にも力を入れていきます」(堀内氏)。

化学のスペシャリストとして
5G時代の可能性を広げる

デンカは素材開発とともに、加工技術でも付加価値の高い製品を創り出している。革新的製品3つ目のLCP(液晶ポリマー)フィルムは代表例の一つだ。「薄くて柔軟性があり、電気特性に優れ、吸湿性もほとんどないのがLCPフィルムの特徴です。スマートフォン用アンテナなどに使われる、電子回路基板の素材として注目を集めています。しかしLCPは分子構造が剛直な素材であるため、フィルム化が極めて難しい。これまで加工できるメーカーが限られ、需要に対し供給能力が不足していました」と電子・先端プロダクツ部門副部門長兼事業推進部長の山田雅英氏は話し、技術的ポイントに言及した。

「デンカ独自の高分子加工技術により、LCPのフィルム化に成功。既にサンプルワークを開始しています」

他にも半導体製造工程向けにUV(紫外線)による接合・剝離が可能な「高耐熱仮固定材(TBM)」を開発。EVなどで導入拡大が予想される、パワー半導体に用いられるSiCウエハーの研削・研磨工程の効率化を図るサポート材としてニーズは大きい。

2023年4月、デンカは「化学の力で世界をよりよくするスペシャリストになる」というパーパスのもと、新たなスタートを切った。1世紀にわたり、受け継がれた挑戦のDNAは今も息づく。5G時代の本格化、持続可能な社会の実現に向け、デンカが活躍するシーンはますます大きく広がる。

デンカ株式会社

URL:https://www.denka.co.jp/

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