2013 Fiscal Year Annual Research Report
還元反応を利用したナノ粒子その場生成による低温接合法の開発とマイクロ接合への適用
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23360322
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
廣瀬 明夫 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70144433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 智一 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30314371)
小椋 智 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90505984)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | ナノ材料 / 接合 / 界面制御 / 材料加工・処理 / 実装 / 焼結 / 有機溶剤 / 還元反応 |
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| Research Abstract |
酸化銀ペーストを用いた接合プロセスの最適化に関して、金めっき銅試験片に対して、接合温度の低温化、接合加圧力の低加圧化を検討した。その結果、前者については、エチレングリコール系溶剤の中で最も主鎖の短いエチレングリコール（EG）を用い酸化銀の粒度を制御することで、接合温度150℃（加圧力5MPa、接合時間5分）で接合を達成できた。また、後者については、溶剤添加量、昇温速度が接合性に影響することが明らかになり、エチレングリコール（DG）を溶剤として用いた場合、溶剤添加量を最適化し、昇温速度180℃/min、保持時間30minの条件で、0.5MPaの加圧下においても最大23MPaのせん断強度が得られることが分かった。さらに、めっき無し銅試験片の接合では、酸化銀に酸化銅を一定の割合まで添加した混合ペーストを用いることで、酸化銀のみを用いた場合より接合性が向上することが分かった。酸化銀に酸化銅を15%まで添加し、ポリエチレングリコール（PEG）400とPEG1000の混合溶剤を用いたペーストによる接合（接合温度300℃、加圧力5MPa）で、20MPa以上の接合強度達成し、かつイオンマイグレーション耐性が酸化銀ペーストを用いた場合より5.1倍向上することが分かった。
次に各種被接合材料における接合機構を検討した結果、銅、ニッケルのように熱力学的にその酸化物が溶剤の分解により生成する炭素で還元可能な金属については、表面の自然酸化膜が接合過程で還元されて銀と被接合材金属との直接接合が達成された。一方、アルミニウムのように酸化物が還元できない金属は、残留したアルミニウムの自然酸化膜を介して接合が達成されることが分かった。また、このことから酸化銀ペーストによるアルミナ酸化物の接合が可能であることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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