ナノサイズ銅微粒子を利用した銅とポリイミド樹脂界面のナノスケール接合

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350463
• Research Institution: Konan University
• Principal Investigator: 縄舟 秀美 甲南大学, 理工学部, 教授 (60156007)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 赤松 謙祐 甲南大学, 理工学部, 講師 (60322202)
• Keywords: ポリイミド樹脂 / 銅ナノ粒子 / 実装 / 表面改質 / 密着強度 / パターニング

Research Abstract

本年度は、前年度において得られた銅イオンドープポリイミド樹脂の微細構造変化に関する知見をもとに、金属薄膜とポリイミド樹脂界面のナノ構造制御に関する詳細な検討を行った。
まず、銅、銀、ニッケルなど種々の金属イオンをドープしたポリイミド樹脂を作製し、気相および液層にて還元処理を施すことにより、ポリイミド樹脂表面に金属薄膜を析出させることに成功した。また、いずれの金属種においても、界面には金属ナノ粒子が多数分散し、ナノスケールのアンカーとして作用していることが明らかとなったことから、ナノ粒子を微少アンカーとして用いる本研究のコンセプトの一般性が見いだされた。さらに、銀イオンをドープした樹脂に紫外線照射を施すと表面に銀薄膜が析出し、無電解銅メッキによる増膜が可能であることがわかった。また、光マスクを用いてサブミクロンスケールの微細配線パターンを形成させることに成功した。さらに予備的実験としてインクジェット法によりポリイミド樹脂上にアルカリ溶液を部位選択的に吐出し、部分的に表面改質を行うことに成功している。
上述のように研究計画の2年目である本年度は、前年度に得られた微細構造制御法を利用し、金属とポリイミド樹脂の界面ナノ構造の最適化を試み、次世代電子部品の微細化、高機能化に対応した新しい密着力確保手段を構築することができた。
以上の成果は国内および国際学会にて発表を行い、微細構造制御およびパターニングに関してまとめた論文をChem.Mater, LangmuirおよびTrans-MRS-J誌に公表し、成果の一部は著書としてまとめ、新聞発表も行った。

Research Products

• [Publications] K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune, S.Deki: "Surface Modification-Based Synthesis and Microstructural Tuning of Nanocomposite Layers : Monodispersed Copper Nanoparticles in Polyimide Resins"Chemistry of Materials. 15(13). 2488-2491 (2003)
• [Publications] K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune: "Site-Selective Direct Silver Metallization on Surface-Modified Polyimide Layers"Langmuir. 19(24). 10366-10371 (2003)
• [Publications] S.Ikeda, K.Akamatsu, H.Nawafune: "Synthesis of Metallized Polyimide Films by Surface Chemical Modification"Transactions of the Materials Research Society of Japan. 28(4). 1267-1270 (2003)
• [Publications] 縄舟秀美, 赤松謙祐, 池田伸吾: "次世代のエレクトロニクス・電子材料に向けた新しいポリイミドの開発と高機能付与技術(分担)"技術情報協会. 317 (2003)