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2013 Fiscal Year Annual Research Report

Vapor‐Assisted低温大気圧接合による有機・半導体薄型基板の一括混載

Research Project

Project/Area Number 23686057
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

重藤 暁津  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (70469758)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords接合 / 大気圧 / 低温 / 実装 / MEMS / ハイブリッド
Research Abstract

本年度は,Cu, Ti, SiO2, 石英,ポリジメチルシロキサン(以下PDMS)薄膜もしくは基板に対し,同種・異種を問わない混載接合が150℃以下・大気圧雰囲気で実行可能であることを実証し,応用可能性を示した.まず,上記の材料表面について,前年度から継続して検討している大気圧窒素雰囲気での真空紫外光照射(波長172 nm)の影響を調査し,その影響を明らかにした.その結果,初期表面の汚染物質分子の除去と,金属酸化物の一部還元(接合装置内に残留する水分子解離による微量の水素発生が起因すると考えられる)がおよそ300 sで実行されることが確認された.これらの表面は親水性の官能基を有しており,霧化した水蒸気へ露出することで,金属水酸化物水和物やシラノール基などの架橋層を獲得した.層厚成長は一定の露出量で飽和することから,反応律速的挙動を示したと考えられる.これらの架橋層を介して,ナノメートルスケールで視認可能な空隙の無い,強固な接合界面がこれらの材料の種々の組合せで得られた.透明基板のPDMSどうしの接合界面では,同厚のバルク材砥比較した光透過損失が,波長380 - 1000 nmの範囲で5%以下に止まり,良好な透過性を保持していることが示された.さらに,今後他種の有機基板への本手法の展開を視野に入れ,透明炭素材料極薄膜(グラファイト)の架橋皮膜への適用も試みた.その結果,常温大気圧でグラファイト薄膜を形成したSiO2基板どうしの接合が達成された.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 5 results) Book (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Hybrid Au-Adhesive Bonding by Using Planar Adhesive Structure for 3D LSI2014

    • Author(s)
      M. Nimura, J. Mizuno, A. Shigetou et. al.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Hybrid Au-Underfill resin Bonding Method with Lock-and-key Structure for 3D Integration2013

    • Author(s)
      M. Nimura, J. Mizuno, A. Shigetou et. al.
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology

      Volume: 3 Pages: 558 - 565

    • DOI

      10.1109/TCPMT.2013.2240566

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vacuum Ultraviolet Irradiation Treatment for Reducing Gold - Gold Bonding Temperature2013

    • Author(s)
      A. Okada, S. Shoji, M. Nimura, A. Shigetou et. al.
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 54 Pages: 2139 - 2143

    • DOI

      10.2320/matertrans.MF201313

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Graphene-graphene room temperature direct bonding by using VUV/vapor-assisted at atmospheric pressure2013

    • Author(s)
      A. Mano, A. Shigetou, J. Mizuno, and S. Shoji
    • Organizer
      IEEE WaferBond 2013
    • Place of Presentation
      ストックホルム国立大学,Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20131205-20131206
  • [Presentation] VUV-Assisted Low Temperature Bonding For Organic/Inorganic Hybrid Integration at Atmospheric Pressure2013

    • Author(s)
      A. Shigetou, A Mano, J. Mizuno
    • Organizer
      IEEE CPMT Symposium Japan
    • Place of Presentation
      京都大学,京都,日本
    • Year and Date
      20131111-20131113
  • [Presentation] 真空紫外光照射を用いた有機/無機基板材料の大気圧低温混載接合2013

    • Author(s)
      重藤 暁津
    • Organizer
      社)エレクトロニクス実装学会2013ワークショップ
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺,静岡,日本
    • Year and Date
      20131017-20131018
    • Invited
  • [Presentation] 有機・無機材料ハイブリッド化のための大気圧低温接合手法2013

    • Author(s)
      重藤 暁津
    • Organizer
      日立研究所 有機材料研究会
    • Place of Presentation
      日立,茨城,日本
    • Year and Date
      20130927-20130927
    • Invited
  • [Presentation] 大気圧低温接合技術による異種材料ハイブリッド化の展望2013

    • Author(s)
      重藤 暁津
    • Organizer
      独)日本学術振興会 システムデザイン・インテグレーション第177委員会 第28回研究会
    • Place of Presentation
      学術振興会館,東京,日本
    • Year and Date
      20130618-20130618
    • Invited
  • [Presentation] Bonding method in low temperature, atmospheric pressure, and low toxicity conditions for hybrid materials2013

    • Author(s)
      A. Shigetou
    • Organizer
      IZM Workshop on Nanotechnology and Environmental Engineering
    • Place of Presentation
      IZM Berlin, Germany
    • Year and Date
      20130523-20130527
    • Invited
  • [Presentation] VUV-assisted hybrid bonding of organic/inorganic substrate at atmospheric pressure2013

    • Author(s)
      A. Shigetou, A. Mano, and J. Mizuno
    • Organizer
      IEEE CPMT International Conference on Electronics Packaging
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場,大阪,日本
    • Year and Date
      20130410-20130412
    • Invited
  • [Presentation] Room Temperature Bonding of Polymer/Polymer and Polymer/Glass using modified Surface Activation Bonding Method2013

    • Author(s)
      T. Matsumae, M. Fujino, A. Shigetou et. al.
    • Organizer
      IEEE CPMT ICEP 2013
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場,大阪,日本
    • Year and Date
      20130410-20130412
  • [Presentation] Hybrid Au-Au Bonding Technology using Planar Adhesive Structure for 3D Integration2013

    • Author(s)
      M. Nimura, J. Mizuno, A. Shigetou et. al.
    • Organizer
      IEEE CPMT ICEP 2013
    • Place of Presentation
      大阪国際会議場,大阪,日本
    • Year and Date
      20130410-20130412
  • [Book] ハイブリッド材料創製のツールとしての接合技術2013

    • Author(s)
      重藤 暁津
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      PEN NEWS LETTER(ISSN 2185 - 3231)
  • [Book] 日経BP電子版2013

    • Author(s)
      低温.大気圧下の異種材料接合技術に熱い注目,課題は信頼性評価手法の確立 - IEEE CPMT ICEP速報記事
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      日経BP
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属材の拡散接合方法および金属材の拡散接合装置2013

    • Inventor(s)
      重藤暁津,水野潤,庄子習一
    • Industrial Property Rights Holder
      独立行政法人物質材料研究機構,早稲田大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-184450
    • Filing Date
      2013-09-05

URL: 

Published: 2015-05-28  

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