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共連続構造を有するセラミック複合基板の誘電特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K04167
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

嶋村 彰紘  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (40750104)

研究分担者 今井 祐介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究グループ長 (30356513)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードセラミックス / セラミックス多孔体 / 高周波用基板 / 誘電特性
研究開始時の研究の概要

本研究では、高周波用複合基板ではほとんど未開拓であったセラミックスと樹脂材料が共に連続構造を形成した共連続構造型複合体に着目し、この連続構造が複合体の誘電損失に及ぼす影響を明らかにし、誘電損失メカニズムを究明することで、今後の高周波用基板の設計において新たな指針の創出を目指す。

研究実績の概要

2022年度は、2021年度に引き続き、基材となるセラミックス多孔体の構造最適化を行い、軽量かつ高強度を実現するセラミックス基材の開発を行った。
作製したセラミックス基材については基材の気孔率を変化させ気孔率の低い基材と気孔率の高い基材を作り分けることに成功した。気孔率の異なる基材を作り分けることで、樹脂と複合化を行った際に、セラミックス原料と樹脂との配合割合を変化させ共連続構造を有する複合体を作製することができ、セラミックスの配合比の違いによる誘電特性の違いについて調査することができた。作製した複合体の誘電特性を調査することで、配合割合によって誘電特性に違いがみられ、共連続構造の形成の有無による誘電特性の違いに明確な差異がみられた。また、誘電特性の違いは配合に大きく影響を与えることが分かった。今後は、配合比のみならず、原料の種類の違いによる誘電特性への影響についても調査を行っていく。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初予定していた、基材となるセラミックス多孔体の構造最適化に成功し、軽量かつ高強度を実現するセラミックス基材の開発を進めることができた。また、複合体の作製においては、マトリックスとセラミックスの配合比の違いによる誘電特性の違いを観測することができ、複合体の誘電特性の違いは配合に大きく影響を与えることが分かった。さらに、共連続構造の有無による誘電特性の違いについて配合比を変化させることで最適な値を見つけることができた。

今後の研究の推進方策

来年度は、セラミックス原料の種類、特に誘電特性に優れた材料を用いて複合材料を形成した際に、共連続構造を形成した複合体の誘電特性に与える影響について調査を行う。

報告書

(2件)
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Improvement in fracture strength of porous reaction-bonded silicon carbide with unique surface layer by incorporating α-silicon carbide powder as a secondary phase2022

    • 著者名/発表者名
      Shimamura Akihiro、Katsui Hirokazu、Zhou You、Hotta Mikinori、Kondo Naoki、Fukushima Manabu
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 42 号: 13 ページ: 5458-5463

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2022.05.072

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] α型炭化けい素添加による 反応焼結炭化けい素多孔体の機械強度への影響2022

    • 著者名/発表者名
      嶋村 彰紘・且井 宏和・福島 学・近藤 直樹・周 游・堀田 幹則
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 第35回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 粉末原料の粒子径が直接発泡法により形成された多孔質構造に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      嶋村 彰紘
    • 学会等名
      第34回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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