| Project/Area Number |
21K04713
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
見山 克己 北海道科学大学, 工学部, 教授 (70540186)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 隆之 地方独立行政法人北海道立総合研究機構, 産業技術環境研究本部 工業試験場, 研究主幹 (20469703)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | ナノインプリント / プリント配線板 / 半導体 / 微細配線 / 銅めっき / 熱可塑性樹脂 |
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| Outline of Research at the Start |
ICT（情報通信技術）に用いられる半導体や部品実装は高密度化が一層進んでいる。電子機器の基幹部品であるプリント配線板に関して言えば，配線導体幅は現状で5μm程度が限界と言われており，その先には技術的解が存在しない。本研究は，フォトリソグラフィを利用した現在の製造方法に代えて，ナノインプリント法を用いた微細配線によりサブミクロンオーダーの配線幅実現を目指すものである。ナノインプリントにより樹脂基板に形成した溝（トレンチ）にめっき法で銅を充填することにより，配線導体とする。この際のインプリント条件・型モールドの材質・表面性状・銅めっき条件について実験的検討を行い，適正条件を見出す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ナノインプリント法を用いて1μmクラスの微細配線を形成することを最終目的として，電子基板材料へ熱ナノインプリントでパターンを転写する際の成形性と樹脂の動的粘弾性挙動の相関を明らかにして最適条件を確立するとともに，銅めっきにより導体形成を行うことを目的とした。
2021年度は高周波用途電子基板材料の中から，熱可塑性を有して熱ナノインプリントに適した材料の探索を行った。数種類の材料について基礎的実験を行い，最適材料としてPPS（ポリフェニレンサルファイド）を抽出した。PPS板材の射出成形条件によって加熱した際の粘弾性挙動が異なり，インプリント時には非結晶性であることが望ましいことを見いだした。
2022年度は前年度の研究成果をもとに，PPS材料の粘弾性挙動を詳細に測定してインプリント成形性との関連を考察した。非結晶性のPPS材は100℃近傍の領域で貯蔵弾性率E’と損失弾性率E”が低下する領域が認められたため，この温度領域でインプリントを行うことにより，良好な転写を行えると考えた。成形温度・圧力・成形時間を最適化する実験を行い，108℃ / 4.0MPa / 300secでインプリントを行うことにより最も形状が良好な転写が得られた。ただし非結晶材は耐熱性に乏しく高温で著しい変形を起こすため，インプリント成形後に連続して結晶化熱処理を行うプロセスを考案し，低温成形と耐熱性付与を両立させた。
2023年度は良好な転写が得られた基材に対し，銅めっきによりトレンチ（溝）を充填して導体を形成することを試みた。トレンチを形成した試料に対し，電子基板用銅めっきプロセスを応用して無電解銅めっきと電解銅めっきによりトレンチを充填した。その後余剰の銅めっき層をウェットエッチングにより除去して独立細線を得た。これにより，幅1μm / 深さ5μm の微細配線導体の形成を達成した。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
