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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

研究課題

研究課題/領域番号 14350463
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機工業化学
研究機関甲南大学

研究代表者

縄舟 秀美  甲南大学, 理工学部, 教授 (60156007)

研究分担者 赤松 謙祐  甲南大学, 理工学部, 講師 (60322202)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
2004年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2003年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
2002年度: 7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
キーワードポリイミド樹脂 / 銅ナノ粒子 / エレクトロニクス実装 / 表面改質 / 密着強度 / パターニング / 実装
研究概要

界面ナノスケールインターロッキング構造に基づく銅配線形成プロセスの実現に向けて、銅ナノ粒子分散ポリイミド樹脂薄膜の微細構造制御および銅ナノ粒子形成、成長メカニズムについて検討を行った。その結果、熱処理に伴い表面改質層の再イミド化が進行し、改質層中で形成した銅原子やクラスターの拡散が重要な因子であることが示された。これらの結果は、本系を利用するにあたり、改質層の再イミド化および試料の微細構造制御におけるイオン、原子、クラスターの拡散挙動について重要な情報を与えるものであった。
以上の結果から、部位選択的表面改質法というコンセプトが浮かび上がった。これは、本プロセスを実用レベルで動作させることを指向した場合、必然的に導入されることが予測される技術であると同時に、究極的な表面改質方法であるといえる。部位選択的表面改質法により樹脂上に銅回路パターンの形成が可能であることが確認され、新たな知見を得ることができた。還元剤としてアルカリ金属イオンを含有していない点に着目し、ジメチルアミンボランを採用したところ、本系における湿式法でははじめて、銅ナノ粒子を介したナノスケールインターロッキング構造が構築されていることが確認された。これは、還元条件あるいは還元剤そのものの選定により、樹脂表面における銅薄膜の形成状態、すなわち、改質層内から樹脂表面への銅(II)イオンの拡散挙動が異なることに起因している結果であると考えられる。この結果は非常に興味深く、ナノ粒子を介した界面密着構造制御に向けての新たな可能性を示すものである。微細加工性については、インクジェットプリント技術の発達が著しく、将来的に本手法に導入すれば微細加工性、量産性が飛躍的に向上することが予想される。
以上の成果は国内外において発表を行い、J.Am.Chem.Soc.およびJ.Phys.Chem.B誌などに論文発表した。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Direct Patterning of Copper on Polyimide Using Ion Exchangeable Surface Templates Generated by Site-Selective Surface Modification2004

    • 著者名/発表者名
      K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune, H.Yanagimoto
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society 126(35)

      ページ: 10822-10823

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation and Growth of Copper Nanoparticles from Ion-Doped Precursor Polyimide Layers2004

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda, K.Akamatsu, H.Nawafune, T.Nishino, S.Deki
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry B 108(40)

      ページ: 15599-15607

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Site-Selective Direct Silver Metallization on Surface-Modified Polyimide Layers2003

    • 著者名/発表者名
      K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune
    • 雑誌名

      Langmuir 19(24)

      ページ: 10366-10371

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface Modification-Based Synthesis and Microstructural Tuning of Nanocomposite Layers : Monodispersed Copper Nanoparticles in Polyimide Resins2003

    • 著者名/発表者名
      K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune, S.Deki
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 15(13)

      ページ: 2488-2491

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Synthesis of Metallized Polyimide Films by Surface Chemical Modification2003

    • 著者名/発表者名
      S.Ikeda, K.Akamatsu, H.Nawafune
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 28(4)

      ページ: 1267-1270

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fabrication and Structural Characterization of Nanocomposites Consisting of Ni Nanoparticles Dispersed in Polyimide Films2003

    • 著者名/発表者名
      K.Akamatsu, K.Nakahashi, S.Ikeda, H.Nawafune
    • 雑誌名

      The European Physical Journal D 24

      ページ: 377-380

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 次世代めっき技術-表面技術におけるプロセス・イノベーション-(分担)2004

    • 著者名/発表者名
      縄舟秀美, 赤松謙祐
    • 総ページ数
      261
    • 出版者
      日刊工業新聞社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Akamatsu, S.Ikeda, H.Nawafune: "Site-Selective Direct Silver Metallization on Surface-Modified Polyimide Layers"Langmuir. 19(24). 10366-10371 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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