2014 Fiscal Year Annual Research Report
３次元ナノポーラス構造を利用した低温焼結型微細接合技術の確立
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25289241
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西川 宏 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (90346180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 美紀子 早稲田大学, 付置研究所, 教授 (80386739)
水野 潤 早稲田大学, 付置研究所, 教授 (60386737)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 接合 / エレクトロニクス実装 / ナノポーラス構造 / 電析 / 表面活性化技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、主に「高強度接合の創出に向けた接合プロセスの構築」を目指し、主に次の４点の取り組みを行った。
１．接合パラメータが接合層の構造に与える影響を明確にする。２．従来のはんだ接合部を上回る接合強度を得るため、接合層構造と接合強度の関係を明確にする。３．めっき法を用い、２元系合金膜の作製手法を検討する。４．材料表面の還元技術や活性化技術の有効性を検討する。
その結果、得られた主な結果は次のようである。
１．接合温度が接合層の構造に与える影響は大きく、接合温度が高いほど、接合後のポーラス部分は大きく、粗な構造となり易い。２．選択溶解処理時間が短く、ポーラス層部分が微細であり、層厚さも薄い場合に高い接合強度が得られる。接合層構造と接合強度との間には密接な関係がある。３．めっき法を用いてAu-Ag合金膜を作製し、選択溶解から得られるAuナノポーラス構造の作製検討や粒子の形態制御の検討を進めた。チオ尿素を錯化剤として用いたAu-Agを含む溶液の最適電解析出条件の検討を進め、約20 nmの粒サイズのAuナノポーラス構造を確認した。熱処理により形態や接合強度に差がでることを確認した。４．めっき膜のゼーター電位測定結果から接合強度は電荷ではなく、形態に大きく影響を受けていると推定された。めっき法を用いた膜は他の同組成のバルク材やスパッタ膜に比較し、選択溶解時間を大きく低減できることをアノード分極測定から明らかにした。５．より低温で接合するためには、表面を清浄にすることが必須であると考えられ、材料表面の還元技術や活性化技術の適用可能性を検討した。新規エキシマUV の表面処理プロセスを使い、還元型の表面処理技術の効果について評価した結果、200℃以下で十分な接合強度が得られる低温接合技術が見えてきた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
接合パラメータが接合層の構造に与える影響の評価や接合層構造と接合強度の関係の明確化については、当初計画通りに達成することができた。
更に、めっき法を用いた２元系合金膜の作製に関しては、２元系合金膜の作製のみに止まらず、めっき法によりAu-Ag合金膜を作製後、選択溶解を行い、Auナノポーラス膜が作製できることを明らかにするとともに、200℃以下の接合評価実験やゼータ電位測定を進めることができた。またエキシマUV装置を使った表面処理を行い、表面処理技術の効果まで検討を進めることができ、一定の成果が得られているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
接合層構造が接合強度に与える影響が大きいことが分かったことから、よりナノポーラス構造を精度良く制御するために、定電位溶解によるナノポーラス構造の作製を試みる。さらにめっき膜によるナノポーラス構造と合わせて、それらを利用した接合体の評価を行っていく。
さらにはAu-Ag合金以外の材料も検討対象とし、選択溶解－ナノポーラス構造の形成メカニズムについても解明していく。表面処理技術については、Auナノポーラス材料の表面状態を明確にし、200℃以下でも十分な接合強度が得られるメカニズムを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
・Au-Ag合金の作製サイズ・厚さを変更したため価格が下がったため
・成果を発表するに適した国際会議が次年度開催となっていたため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
主に国際会議出席のための海外旅費として使用する
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[Journal Article] Multi-color microfluidic organic light-emitting diodes based on on-demand emitting layers of pyrene-based liquid organic semiconductors with fluorescent guest dopants2014
Author(s)
T. Kasahara, S. Matsunami, T. Edura, R. Ishimatsu, J. Oshima, M. Tsuwaki, T. Imato, S. Shoji, C. Adachi, J. Mizuno,
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Journal Title
Sensors and Actuators B
Volume: 207
Pages: 481-489
Peer Reviewed
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