電磁波透過膜の成膜技術を開発ミリ波レーダーに対応する自動車エンブレムの電磁波透過膜の成膜に向けて展開【島津製作所】

2017年7月24日

㈱島津製作所の高速スパッタリング装置

㈱JCU（本社：東京都台東区、代表取締役会長兼CEO：小澤惠二）と㈱島津製作所（本社：京都市中京区、代表取締役社長：上田輝久）、㈱きもと（本社：さいたま市中央区、代表取締役社長：木本和伸）の3社は、関東学院大学材料・表面工学研究所と共同で、電磁波を透過するクロム膜を成膜する新技術を開発しました。この成膜技術の応用により、ミリ波レーダーを搭載する自動車のエンブレムの電磁波透過膜を低コストかつ効率的にコーティングすることが期待できます。

【開発の背景】
近年、自動車や歩行者を検知するための車載用センサとして、ミリ波と呼ばれる高周波を使用するミリ波レーダーに注目が集まっています。このレーダーは、車体正面のエンブレムの内側に設置されるケースが多いことから、ミリ波レーダーに対応するエンブレムは電磁波を透過する必要があります。また、自動車エンブレムは、光沢や色彩などの意匠性も必要とします。このような条件を満たすため、現在、ミリ波レーダーに対応するエンブレムは、インジウムを蒸着させる手法で電磁波透過膜を成膜しています。しかし、希少金属であるインジウムは特性上成膜が難しく、コストや歩留まりが課題となっていました。

【新技術の概要】
この新しい電磁波透過膜の成膜技術は、素材の表面に特殊な塗料を使用して有機膜の下地層を形成し、スパッタリングと呼ばれる方法で下地層の上からクロムで被膜します。これを加熱すると、有機膜とクロム被膜の熱膨張率の違いから応力差が生じ、クロム被膜に極めて微細なクラック（ひび割れ）が発生します。このクラックによって、ミリ波を含む電磁波の透過が可能になります。

特殊な塗料を用いた有機膜の下地層の形成については㈱きもとと関東学院大学材料・表面工学研究所が共同で技術を開発しました。この特殊な塗料の塗布やクロムスパッタリングは、㈱島津製作所の装置や技術を利用して実現しました。㈱JCUは、この成膜プロセスを自動車エンブレムの分野に応用することを提案しました。

この電磁波透過膜の性能評価においては、電磁波減衰率を低く抑えられることが確認されています。既存のミリ波レーダーが使用する周波数76ギガヘルツ帯もしくは将来実用化が期待される周波数79ギガヘルツ帯、いずれにおいても、従来のインジウムを用いる方法と比較して最大50％のコスト削減を実現しながら同程度の電磁波減衰率を実現しました。

【今後の展開】
ミリ波レーダー搭載用のエンブレムへの電磁波透過膜の成膜は、海外企業が開発したインジウム蒸着手法が主流となっています。㈱JCUと㈱島津製作所、㈱きもとは、関東学院大学とともに国産技術で自動車の自動運転技術や安全性の向上に貢献すべく、この新しい電磁波透過膜の成膜プロセスを「ELTRA（エルトラ）コート」と名付け、㈱島津製作所が技術や装置を提供する事業を開始しました。

ミリ波レーダーを搭載する自動車は、2030年に4,700万台を超えるという予測もなされており、市場の拡大が期待されています。㈱島津製作所は、「ELTRAコート」の技術を応用し、自動車のエンブレムを始めとする様々な分野に電磁波透過膜を展開し、この事業で2020年度に売上高50億円を目指します。

電磁波透過膜成膜プロセス「ELTRAコート」のイメージ