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ユビキタスネットワークとエレクトロニクス材料

(2003年『ユビキタス時代へのエレクトロニクス材料』普及版)

商品コード: B0869

  • 監修: 宮代文夫・若林信一
  • 発行日: 2009年3月
  • 価格(税込): 4,752 円
  • 体裁: A5判、315ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-0062-7

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刊行にあたって

 「ユビキタス」という言葉はあまり言い易いことばではないし,もともとの意味も宗教的なものであり,これをITの次に来る最も先進的な未来社会のことを指すといわれてもあまりピンとはこない。しかし,この概念を想像しにくい,どこかエキゾチックな響きのある言葉は日本人には意外にウケて,今年のお正月の新聞でも「ユビキタス社会がやってきた!」というちょっと先走り的な見出しまででた程である。インターネットで引いてみると「ユビキタス」という名がつく本はもう80冊も出ている。そのうち本屋に「ユビキタス・コーナー」ができるであろう。
 そこで,今年11月にボストンで行われたIMAPS 2003という国際実装学会に「ユビキタス時代へ向けたテクノロジードライバーの技術動向」というセッションを私が担当して本書にも執筆頂いている方も含めて意気揚々と,7人で乗り込んだ。ところが,発表の前日に米国の知人に聞くと,発信源である米国では「ユビキタス」は全然知れ渡ってなく,「冒頭にユビキタス社会はどういうものかをチェアマンから簡潔に説明してくれ」といわれたのには驚いた。
 私の40年弱にわたる電機メーカでのR&Dの経験からいうと,基礎ができている場合,仕様がでて製品化するまでの時間は誤解を恐れずにいうと,システムは3年,デバイスは5年,材料は7年位かかる。材料は基礎(シーズの確立)の完成に7年位かかるから,材料研究のスタートから製品で陽の目を浴びるまで「岩窟王」なみの14年がかかってしまうことになる。名だたる有名な材料について調べてみるとだいたい当たっている。このことは「材料屋は鼻を利かせて,ユーザの先回りをして見繕い開発をしなくてはならない」ということを示している。
 システム屋は評価の安定したデバイスしか使わず,デバイス屋は評価の定まった材料しか使わない。従って,材料屋が直面するユーザに「どんな材料が欲しいか?」などとマーケティングするのはほとんどムダで,コストか供給かで困っている当面の打開策を示すに過ぎなく,これをまともに受けるととてもそのスピードにはついて行けず,結果も思わしくないことになる。
 では,どうすればよいか。それはユーザに未来のあるべき姿を語ってもらい,材料屋も思い切って未来の仕様を果敢に取り込んでいく,しかない。本書はややムリを承知でテクノロジー・ドライバー担当の方と材料屋の皆様にこの視点から執筆をお願いしたが,意図を説明すると尻込みされる方も多く,一緒に編集を担当していただいた新光電気(株)の若林取締役,また,特にシーエムシー出版の松井健将さんには大変苦労していただいた。記して謝意を示したい。

2003年12月  宮代文夫

<普及版の刊行にあたって>
 本書は2003年に『ユビキタス時代へのエレクトロニクス材料』として刊行されました。普及版の刊行にあたり,内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので,ご了承ください。

2009年3月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

宮代文夫   (社)エレクトロニクス実装学会 顧問
         (現)よこはま高度実装技術コンソーシアム(YJC) 理事
福岡義孝   (有)ウェイスティー 取締役社長
八甫谷明彦   (株)東芝 デジタルメディアネットワーク社 青梅デジタルメディア工場 実装開発センター 第一担当 主務
         (現)(株)東芝 生産技術センター 実装技術研究センター 主任研究員
朝桐 智   (株)東芝 モバイルコミュニケーション社 モバイルコミュニケーションデベロップメントセンター モバイルハードウェア設計第二部 要素・システム設計担当
         (現)(株)東芝 生産技術センター 実装技術研究センター 研究主務
佐々木健   (現)東京大学大学院 新領域創成科学研究科 人間環境学専攻 教授
面谷 信   (現)東海大学 工学部 光・画像工学科 教授
宇佐美光雄   (現)(株)日立製作所 中央研究所 主管研究長
松為 彰   (現)パーソナルメディア(株)
三林浩二   東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授
神谷信行   横浜国立大学大学院 工学研究院 機能の創生部門 教授
         (現)(株)KMラボ 代表取締役
若林信一   (現)新光電気工業(株) フェロー
小山利徳   (現)新光電気工業(株) 開発統括部 プロセス開発部 主幹研究員
小椋一郎   (現)DIC(株) 機能性ポリマ技術本部 エポキシ樹脂技術グループ 部長
下川裕人   (現)宇部興産(株) 機能品・ファインカンパニー 機能品技術開発部 主席部員
小林紀史   宇部興産(株) 機能品ファインディビジョン ポリイミドビジネスユニット
板谷 博   元 (株)ピーアイ技術研究所 取締役会長
河野正彦   (現)ダウ・ケミカル日本(株) 新規事業開発部 事業開発部長
David Brennan   The Dow Chemical Company Senior R&amp;D Specialist
Mitch Dibbs   The Dow Chemical Company Technical Leader
Paul Townsend   The Dow Chemical Company Program Manager
吉川淳夫   (現)(株)クラレ 電材生産開発部 部長
市川 結   信州大学 繊維学部 機能高分子学科 助手
         (現)信州大学 繊維学部 准教授
岩永伸一郎   (現)JSR(株) 筑波研究所 所長
魚津吉弘   三菱レイヨン(株) 中央技術研究所 主任技師
須藤俊夫   (現)芝浦工業大学 工学部 電子工学科 教授
宇都宮久修   インターコネクション・テクノロジーズ(株) 代表取締役

 執筆者の所属表記は、注記以外は2003年当時のものを使用しております。

目次

【第1編 総論―現状と将来動向―】
第1章 ユビキタス時代の到来
1. 「ユビキタス」とは何か?また、ユビキタス時代は本当に来るか?
2. ユビキタス時代実現への3段階

第2章 ユビキタスネットワークの将来のイメージと電子材料のテクノロジードライバー
1. 超小型携帯機器関連
2. コンピュータ関連
3. RFID関連
4. センシング関連
5. ディスプレイ関連
6. 光関連
7. ロボット関連
8. 電池・電源関連

第3章 ユビキタス・ネットワークおよび主要テクノロジードライバーのロードマップ

第4章 ユビキタス時代への実装技術
1. はじめに
2. フリップチップ実装技術の最新動向
2.1 BossB2itTM技術(東芝/DTCT/DNP)
2.2 配線板上にダイヤモンド粒子を介在させNi/Auめっきを施しバンプ形成するフリップチップ実装技術(NanoPierce Inc.)
2.3 Cuめっきにて半導体のAl電極とリードフレームを直接電気接続するバンプレスフリップチップ実装技術(BridgeSemiconductor Corporation)
3. 受動素子/能動素子内蔵配線板技術の最新動向
3.1 EPD(受動素子内蔵)/EAD(能動素子内蔵)技術開発の必要性
3.2 受動素子内蔵(EPD:Embedded Passive Devices)技術
3.3 能動素子内蔵(3次元実装)(EAD:Embedded Active Devices)技術
3.4 EPD/EAD技術の今後の課題
4. おわりに

【第2編 ユビキタス時代へのテクノロジードライバ】
第5章 パーソナル・コンピュータ
1. はじめに
2. 特徴
2.1 常に一緒に行動、離さず持ち歩きたい
2.2 いつでも軽快に、ストレスなく使いたい
2.3 ケーブルにとらわれずに、好きな場所で使いたい
3. 操作性
3.1 薄型低温ポリシリコンTFT液晶の採用
3.2 薄型キーボードの採用
3.3 スクロール機能を備えた優れた操作性のタッチパッド
3.4 ワイヤレスLAN内蔵&amp;ブロードバンド対応LANと世界61地域対応モデム
3.5 ダイレクト・インで使えるSDカードスロット標準装備
3.6 細部にもデザインのこだわり
4. 薄型化・軽量化実現のためのキーポイント
4.1 プリント配線板技術
4.2 1.8型ハードディスク(HDD)の採用
4.3 リチウムイオンポリマーバッテリの採用
4.4 薄型マグネシウム筐体と強度の高い筐体設計技術
4.5 超低電圧版CPUの採用と冷却技術
5. 環境対応技術
5.1 ハロゲンフリー化
5.2 鉛フリー化
5.3 グリーン購入
5.4 パソコンのリサイクル
6. おわりに

第6章 携帯電話
1. 概要
2. 携帯電話の変遷
3. 携帯電話の電子部品
3.1 受動素子(チップ部品)
3.2 半導体パッケージ部品
3.3 モジュール
4. プリント配線板
4.1 ビルドアッププリント配線板
4.2 多層フレキシブルプリント配線板
5. 接合材料・補強材料
5.1 はんだ代替接合材料
5.2 補強材料(アンダーフィル)
6. 将来の展望

第7章 ウェアラブル機器
1. ウェアラブル機器とは
2. 腕時計
3. 健康福祉・トレーニング機器
4. 健康福祉機器・医療用具
5. マンマシンインタフェース
6. 衣服とファッション分野

第8章 表示ディスプレイとしての電子ペーパー
1. はじめに
2. 目標の整理
2.1 フレキシブル化
2.2 ペーパーライク化
2.3 表示技術の守備範囲
3. 電子ペーパーの狙いと動向
3.1 電子ペーパーの位置付け
3.2 電子ペーパーの狙い
3.3 電子ペーパーの達成目標
3.4 電子ペーパーの実現形態
4. 電子ペーパーの果たす役割
5. おわりに

第9章 RFIDタグチップ
1. はじめに
2. 小型化が進むRFIDタグチップ
3. RFIDタグチップの機械的強度特性
4. RFIDタグチップの回路技術
5. RFIDタグチップの整流回路と通信特性
6. RFIDタグチップのアンテナ技術
7. RFIDタグチップの信頼性
8. さらに進歩したRFIDタグチップ技術
8.1 両面電極ICチップ向き整流回路
8.2 両面電極ICチップ向きアンテナと組み立て
9. おわりに

第10章 マイクロコンピュータ
1. ユビキタスとマイクロコンピュータ
2. ユビキタス・コンピューティングとは
2.1 ユビキタス・コンピューティングの歴史と基本概念
2.2 ユビキタス・コンピューティングの応用イメージ
2.3 ユビキタス・コンピューティングに必要な技術
3. ユビキタスを支えるT-Engine
3.1 T-Engineとは
3.2 標準リアルタイムOS:T-Kernel
3.3 T-Engine用のミドルウェアと開発キット
4. 今後の展望

第11章 センサ及びセンシング・システム
1. ユビキタス社会におけるセンサ
2. ウエアラブルセンサと経皮酸素モニタリング
2.1 ウエアラブル酸素センサ
2.2 ウエアラブルセンサによる経皮酸素モニタリング
3. 匂い成分連続計測用バイオ・スニファ
3.1 アルコール用バイオ・スニファ
3.2 アルデヒド用バイオ・スニファ
4. スティック型バイオ・スニファと呼気計測応用
4.1 アルコール用&アルデヒド用スティック型バイオ・スニファ
4.2 呼気中アルコール&アルデヒドの簡易計測
5. 移動体通信を用いたモバイル生体モニタリング
6. おわりに

第12章 電源としての燃料電池
1. はじめに
2. マイクロ燃料電池の位置づけ
3. DMFCの開発状況
4. 燃料の多様化
4.1 イソプロピルアルコール
4.2 エチレングリコール
4.3 ギ酸を燃料とした燃料電池
4.4 ジメチルエーテル
4.5 水素化ホウ素燃料の電池特性
4.6 その他の水素含有有機化合物、無機化合物
5. 燃料電池周辺の新しい技術

【第3編 高分子エレクトロニクス材料】
第13章 ユビキタス時代に求められる機能性高分子材料
1. はじめに
2. 高密度化
2.1 ビルドアップ基板
2.2 一括積層基板
2.3 フレキシブル基板
3. 大容量・高速化
3.1 インピーダンスマッチング
3.2 配線の伝送特性
4. 部品内蔵
5. 要求される特性と信頼性
5.1 要求特性
5.2 信頼性評価
6. さらなる高機能化に当たって
6.1 Low Kチップ対応
6.2 光配線
7. おわりに

第14章 エポキシ樹脂の高性能化
1. はじめに
2. 高性能エポキシ樹脂
2.1 ナフタレン型液状エポキシ樹脂 EPICLON HP-4032D
2.2 ナフタレン4官能型エポキシ樹脂 EPICLON EXA-4700
2.3 ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂 EPICLON HP-7200
2.4 柔軟強靱性エポキシ樹脂 EPICLON EXA-4850

第15章 ポリイミドフィルム
1. はじめに
2. ポリイミドの化学構造と特質
3. ポリイミドフィルムの製法
4. ポリイミドフィルムの特性
4.1 耐熱性
4.1.1 物理的耐熱性
4.1.2 化学的耐熱性
4.1.3 他のプラスチックとの比較
4.2 機械的特性
4.3 耐薬品性
4.4 吸水率
4.5 その他の物性
5. ポリイミドフィルムの用途
5.1 電子材料分野での用途
5.1.1 TABテープ基材
5.1.2 FPC基材
5.2 電子実装材料以外の用途
6. 需要動向
7. 製品規格
7.1 タイプ
7.1.1 ユーピレックス(BPDA系)
7.1.2 カプトン(PMDA系)
7.1.3 アピカル(PMDA系)
8. 最近のトピックス
8.1 熱可塑性ポリイミドフィルム
8.1.1 ユーピレックス-VT
8.2 2層CCL基材
8.2.1 2層CCLの製造法
8.2.2 ラミネート方式2層CCL「ユピセルN」
8.2.3 めっき方式2層CCL「ユピセルD」
9. おわりに

第16章 溶剤可溶ポリイミド
1. 序
2. 従来のポリイミド
3. 溶剤可溶ポリイミド
4. 溶剤可溶-ブロック共重合ポリイミド
4.1 ブロック共重合ポリイミドの合成例
5. 21世紀におけるポリイミドの産業について

第17章 有機高分子系半導体材料
1. 要約
2. 緒言
3. 背景
4. 化学構造
5. 膜中の分子の物理構造
6. 固体の化学
7. 移動度の測定
8. デバイスの用途
9. まとめ

第18章 LCP
1. はじめに
2. 液晶ポリマーとベクスター
3. 熱持性と寸法安定性
4. 力学特性と粘弾性
5. 吸湿性と寸法安定性
6. 電気特性と吸湿性
7. リサイクル性
8. ガスバリア性
9. 用途
9.1 銅張積層板
9.2 多層フレキシブル配線板
10. おわりに

第19章 有機発光デバイス用材料
1. はじめに
2. デバイスデザイン
2.1 単層構造
2.2 シングルヘテロ構造
2.3 ダブルヘテロ構造
3. 低分子LED材料
3.1 ホール輸送材料・ホール注入層材料
3.2 電子輸送材料・電子注入層材料
3.3 発光層
3.4 ドーパント
4. 高分子LED材料
4.1 フェニレンビニレン系
4.2 ポリフルオレン系
4.3 ポリビニルカルバゾール系
5. 電極材料
5.1 透明電極(陽極)
5.2 金属電極(陰極)
6. おわりに

第20章 フォトイメージャブル材料
1. はじめに
2. 感光性材料の反応機構
2.1 NQDポジ型レジスト
2.2 化学増幅ポジ型レジスト
2.3 化学増幅ネガ型レジスト
2.4 アクリルネガ型レジスト
2.5 光カチオン重合ネガ型レジスト
3. 半導体微細加工用レジスト
4. 実装材料
4.1 ドライフィルムレジスト
4.2 メッキ用レジスト
4.3 感光性絶縁膜
5. おわりに

第21章 ポリマーオプティカル材料
1. ユビキタス時代のポリマーオプティカル材料
2. プラスチック製光ファイバ(POF)開発の経緯とその特長
3. プラスチック光ファイバの基本材料
4. プラスチック光ファイバの基本的な特徴
4.1 ファイバ形状 大きなコア径
4.2 ポリマー材料
4.3 伝送損失 伝送波長が可視光域
4.4 まとめ
5. POFの帯域と広帯域化
6. 車載用POF使用環境における特性の確保
7. POFのアプリケーション
8. オールフッ素GI型プラスチック光ファイバ
9. おわりに

【第4編 ユビキタス時代への新技術・新材料】
第22章 超高速ディジタル信号伝送とその材料
1. 超高速データ伝送の要求
2. 差動線路の伝送方程式
3. 差動インターフェース回路
4. プリント基板材料の表皮効果と誘電損失
5. GHz帯のアイパターン特性
6. むすび

第23章 バイオメトリクス、バイオモニタリング関連及びセンサ材料
1. はじめに
2. 涙液による非侵襲バイオモニタリング
2.1 涙液導電率のよるドライ評価
2.2 涙液グルコース計測を目的とする薄膜透明バイオセンサの開発
3. ガス計測素子としての生体材料
3.1 肝臓の薬物代謝酵素を用いたバイオ・スニファ
3.2 酵素活性阻害型バイオ・スニファ
4. 匂いの情報化&amp;通信化と無臭ガス認証
4.1 人工嗅覚:光バイオ・ノーズと匂い情報伝達
4.2 無臭ガス用バイオ・スニファと無臭「透かし」&amp;「情報コード」
5. おわりに

第24章 MEMS技術について
1. MEMSとは
2. MEMSの応用分野
2.1 バイオ技術分野
2.2 通信分野
2.3 加速時計
2.4 インクジェット・プリンターヘッド
2.5 光通信への応用
3. 製造
3.1 MEMS製造の利点
3.1.1 制限されたオプション
3.1.2 パッケージング
3.1.3 必要とされる製造知識
4. 結論

第25章 ポータブル燃料電池とその材料
1. はじめに
2. DMFCの歴史
3. PEFC、DMFCの動作原理とその特徴
3.1 PEFC、DMFCの熱力学計算
3.2 PEFC、DMFCの特徴
4. DMFCの現状と技術課題
4.1 発電性能
4.2 発電効率
5. PEFC、DMFC開発上での技術的課題
5.1 メタノールの反応、反応中間体、被毒機構
5.2 アノード触媒の働き
5.3 酸素カソードの反応性
5.4 電解質膜の伝導性とメタノールのクロスオーバ
5.5 MEAの構造
5.6 耐メタノールクロスオーバMEAの開発
5.7 高出力密度型MEA技術

第26章 電子ペーパーとその材料
1. まえがき
2. 電子ペーパーの候補技術
2.1 候補技術の整理
2.2 代表的な表示方式
3. 各種方式の比較
4. あとがき
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