5Gの商用サービス開始、自動運転レベル3認可、WEBを活用したリモートワークの推進など、社会全体のデジタル化が加速してきました。Society5.0の実現に向け、その基盤となるミリ波、サブミリ波等のより高周波領域(Beyond 5G)での高速大容量通信技術の研究開発が世界的に進められています。
高周波領域に使用する材料には、絶縁材料の伝送損失を小さくするために、誘電率や誘電正接が極力小さな材料であること、また、高周波部品では発熱も増えるため、難燃性、高熱伝導性、高強度といった物性も求められます。
材料選定をする上で、これらの物性値を正しく評価することが重要となりますが、その特性から従来の材料と比較して分析難易度が高い材料が多いです。
東レリサーチセンターでは多くの樹脂やセラミックス材料分析の実績を活かし、様々な開発課題の解決をお手伝いします。
分析メニュー
有機系材料に関する分析（フッ素樹脂、LCP、ポリイミド 等）
| 物性評価 | 誘電率、誘電損失測定 | 容量法（～MHz）、プローブ法（MHz～40GHz）、共振器法（10GHz-95GHz) |
|---|---|---|
| 機械特性 | 力学試験、動的粘弾性試験、ナノインデンテーション | |
| 熱膨張、熱収縮 | TMA(XY方向）、レーザ干渉法（Z方向） | |
| 耐湿性 | 湿度制御TMA（XY方向）、湿度制御インデンテーション（Z方向） | |
| 放熱性（熱伝導率） | 光交流法（XY方向）、定常法（Z方向） | |
| 熱特性（Tg,比熱容量） | DSC | |
| 構造設計 | 高次構造解析 | 溶液NMR、固体NMR |
| 分子配向 | ラマン、XRD | |
| 分子量 | GPC | |
| 加工プロセス | 結晶性（分布） | IR、ラマン、XRD |
| 硬化度（分布） | 熱走査IR、O-PTIR（分布） | |
| 加熱時反応解析 | In-situ IR, In-situ ESR | |
| 加熱発生ガス | TPD-MS(TOFMS), 熱脱離・熱分解GC-MS | |
| 接着性 | 接触角、XPS, IR, TOF-SIMS | |
| 微量無機不純物 | (LA) ICP-MS | |
| 異物 | 顕微IR、ラマン、TOF-SIMS、SEM/STEM-EDX, Nano-SIMS |
不純物の分析手法
| 形態観察 | 対象部（不良部）の特定 | OM, 2D/3D-SEM ,X線-CT ,超音波顕微鏡, イメージングPL（欠陥）、IR-OBERCH（熱）, SCM/SSRM, SMIM（電気） |
|---|---|---|
| 元素解析 | 主成分、微量不純物量解析 | 蛍光X線、ICP-AES、GDMS、ICP-MS、RBS |
| 偏析、面内分布 | EPMA、SEM/STEM-EDX、TOF-SIMS,Nano-SIMS | |
| 異物分析 | 顕微IR、ラマン、TOF-SIMS、SEM/STEM-EDX, Nano-SIMS | |
| 不純物深さ方向分布 | SIMS、GDMS、TOF-SIMS,Nano-SIMS | |
| 添加元素価数評価 | ESR | |
| 構造解析 | 結晶性（構造・方位・サイズ）、粒界状態 | XRD、ラマン、STEM、SEM-EBSD、ACOM-TEM |
| 残留応力、格子歪み | XRD、ラマン、TEM | |
| 欠陥、転位 | STEM/SEM-CL, PL |
分析事例
- 5G、ミリ波帯域用電気材料向けの誘電特性測定
- https://www.toray-research.co.jp/analysis-evaluation/ana_058.html