メトロサーク™

メトロサーク™とは、回路基板内を3次元に自由に配線できる樹脂多層基板、およびその基板を用いた製品です。
優れた高周波特性を持ち、薄型かつ自由な形状での回路設計が可能であり、新しい市場、新しい暮らしの創出に貢献することが期待されています。

メトロサーク™

メトロサーク™とは

メトロサーク™は、多くの配線が衝突することなく基板内を走り回っている様子を地下鉄に例えた“メトロ”と回路という意味の“サーキット”を組み合わせ、名付けられました。
メトロサーク™は2つの根幹技術で成り立っています。ひとつはMLCCなどで培ったムラタのコア技術である多層積層技術、もうひとつは独自の高機能樹脂材料です。

メトロサーク™の根幹技術

2つの技術の深いコラボレーションによってメトロサーク™が生まれました。

メトロサーク™の多層積層技術

樹脂と銅箔を貼り合わせたシートを必要な層数準備し、一括でプレスして一体化します。その際、シートとシートの接着に従来の樹脂基板で使用される接着剤を必要としません。このプロセスにより、従来の樹脂基板では困難であった多くの課題を達成できます。

メトロサーク™の高機能樹脂

比誘電率(εr)、誘電正接(tanδ)と吸水率が従来の樹脂基板(ガラスエポキシ基板・FPCなど)用樹脂材料に比べて小さいという特徴を持ちます。

メトロサーク™と他社シート

これら2つの技術により、基板だけでなく、スマートフォンやタブレット端末向けの伝送線路などの部品、アンテナやマッチング回路を組み合わせた複合部品もメトロサーク™で製作することができます。

メトロサーク™のソリューション
  • 伝送線路ソリューション
    高周波信号を伝送するための線路の部品として。
  • アンテナソリューション
    メトロサークでアンテナを形成し、コネクタ接続することで簡易的に接続できるアンテナを形成する。
  • 基板ソリューション
    各種用途に対応する高密度で薄型の基板としての活用。
  • モジュールソリューション
    部品用の基板としての活用。

メトロサーク™(樹脂多層基板)の特徴

高周波で低ロス

メトロサーク™で使用している高機能樹脂(液晶ポリマー)は、従来の樹脂材料に比べて比誘電率と誘電正接が小さいものを用いています。また、メトロサーク™で使用している多層積層技術は、通常の樹脂多層基板とは異なり、層と層の間で接着剤を必要としない一括積層技術を用いています。
これら2つの特徴および技術を用いることで、メトロサーク™は高周波領域での損失が小さい基板、部品を実現しています。高周波領域で損失が小さいことは、昨今の高速化が進むデジタル伝送において求められる特性のひとつです。

伝送線路損失のシミュレーション結果比較

こちらのグラフは、メトロサーク™の伝送線路とFPCの伝送線路の損失を比較しています。
このように、メトロサーク™は低損失な製品を実現できるため、お客様の製品の低消費電力化、通信性能向上に寄与します。さらに、従来の樹脂基板と比較して細密に電極パターンを形成することが可能です。また、層間に接着剤を使用しないことによる厚みバラツキ低減に加えて、細密な電極パターンの形成により、高周波領域や高速デジタル伝送で重要となるインピーダンスコントロールを精度よく行うことができます。

2次元・3次元での複雑な形状を保持

メトロサーク™は、レーザーカットによる切り出し、3次元の曲げ加工とその形状保持が可能であり、複雑な2次元、3次元の形状を持つ製品を生み出すことができます。

  • 複雑な2次元形状に対応可能
    メトロサーク™のプロセスでは、ひとつひとつの製品を切り出すためにレーザーカットを採用しています。
    そのため、お客様のご要望された形状が複雑な2次元形状であっても容易に対応することができます。
    また、金型を使用せずにレーザーカットで外形形成を行うため、短納期、低コストで設計変更することが可能です。

    2次元複雑形状への対応
  • 3次元の形状保持が可能
    メトロサーク™の材料である高機能樹脂が持つ柔軟で高強度な特性を用いることで、3次元形状に曲げ加工を施すことが可能です。
    曲げ加工を施す前のメトロサーク™は平らな状態ですが、そこからお客様のご要望に応じて、製品の必要部位を折り紙の様に曲げ加工を行い、3次元形状の製品を形成します。

    メトロシート™の折り鶴

    従来のFPCはスプリングバックにより3次元での形状保持が困難ですが、メトロサーク™はスプリングバックを発生させないため、3次元形状で製品の形を保持できます。この特性を用いることで、従来のFPCと比べて容易にお客様の製品組み立て工程内で製品内に組込むことが可能となり、これによってお客様内の工数削減に寄与します。

    メトロサーク™とPI/MPI

高密度で薄い多層基板

メトロサーク™は、多層積層技術に一括プレス(積層)を採用しており、これによって高密度で薄い多層基板の製作を実現しています。

メトロサーク™の断面構造例と特長

高密度化に寄与する特徴は以下の3点です。

  • エッチングにより、従来の樹脂基板と比較して細密なパターン形成ができる
  • blindビアホール/buriedビアホールなど、自由にビアホールを形成できる
  • キャビティを容易に形成できる

薄型化に寄与する特徴は以下の4点です。

  • 厚み寸法精度が高い薄いシートを使用できる
  • 異なる厚さのシートを組み合わせて多層化できる
  • 従来のビルドアップ基板の工法とは異なり、ワンショットで一括積層するため奇数層の多層化を容易にできる
  • 層と層の間に接着剤を必要としない

これらの特徴を融合させることで高密度で薄い多層基板を実現し、お客様の製品内部の設計自由度向上/省スペース化に貢献します。

温度変化や水に強い

メトロサーク™は従来の樹脂基板(ガラエポ基板、FR-4基板、FPCなど)と比較して吸水/吸湿率の低い樹脂材料を使用しています。さらに、層と層の接着に接着剤を必要としないため、耐水性/耐汗性能が高く、高信頼性の製品を実現しています。

従来のFPC品
メトロサーク™品

こちらのグラフは、メトロサーク™を用いたアンテナと従来のFPCを用いたアンテナのそれぞれで実施した高温高湿試験前後の共振周波数の変化を示しています。この結果から、メトロサーク™の方が従来のFPCよりも特性が非常に安定していることが確認できます。このような特性は、アンテナのような共振する機構を持つ製品では重要なパラメータのひとつです。

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