2023 Fiscal Year Annual Research Report
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21K04713
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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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| 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 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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