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ナノポーラス構造を用いた焼結型高耐熱接合技術の深堀

研究課題

研究課題/領域番号 16H04508
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 複合材料・表界面工学
研究機関大阪大学

研究代表者

西川 宏  大阪大学, 接合科学研究所, 教授 (90346180)

研究分担者 水野 潤  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (60386737)
齋藤 美紀子  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 上級研究員(研究院教授) (80386739)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
キーワードナノポーラス構造 / 焼結型接合 / 高耐熱 / 界面反応 / エレクトロニクス実装 / 高温はんだ代替接合 / ナノポーラス材料 / 接合
研究成果の概要

ナノポーラス構造を利用し、350℃程度の接合プロセスで高い耐熱性と接合信頼性を備えた接合部を確立できれば、各種モジュール内の接合技術が格段に進歩する。したがって、本研究ではナノポーラス材料とバルク金属(被接合材)との界面反応や接合メカニズム、更には新たなナノポーラス構造の作製方法などの基礎現象論の深掘りを進めると同時にナノポーラス材料を利用した接合体の信頼性試験を実施し、基礎と実用の両面で研究を推進した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ナノポーラス構造を利用し、350℃程度の接合プロセスで高い耐熱性と接合信頼性を備えた接合部を確立することを最終目的として、本研究ではナノポーラス材料とバルク金属(被接合材)との界面反応や接合メカニズム、また新たなナノポーラス構造の作製方法について研究を行った。基礎現象論の深掘りに多くの時間を費やしたが、接合部評価方法の構築や「低温焼結現象を利用した接合科学」という新たな学問領域の構築に向けた大きな一歩を踏み出した。それら成果の社会的意義も非常に大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Low Temperature Flip Chip Bonding Using Squeegee-Embedded Au Nanoporous Bump Activated by VUV/O3 Treatment2018

    • 著者名/発表者名
      Fu Weixin、Kaneda Tatsushi、Okada Akiko、Matsunaga Kaori、Shoji Shuichi、Saito Mikiko、Nishikawa Hiroshi、Mizuno Jun
    • 雑誌名

      Journal of Electronic Materials

      巻: 47 号: 10 ページ: 5952-5958

    • DOI

      10.1007/s11664-018-6462-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Poly (N-vinyl-pyrrolidone) on Electrochemical Production of Cu Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, T. Ishii, H. Fujiwara, and T. Homma
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc.

      巻: 165(2) 号: 2 ページ: E50-E57

    • DOI

      10.1149/2.0921802jes

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low temperature direct bonding between PEEK and Pt via vapor-assisted vacuum ultraviolet surface modificatrion2017

    • 著者名/発表者名
      Weixin Fu, Akitsu Shigetou, Shuichi Shoji, Jun Mizuno
    • 雑誌名

      MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS

      巻: 7 号: 2 ページ: 49-62

    • DOI

      10.17265/2161-6221/2017.3-4.001

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of ENIG defects on shear strength of pressureless Ag nanoparticle sintered joint under isothermal aging2017

    • 著者名/発表者名
      M-S. Kim、H. Nishikawa
    • 雑誌名

      Microelectronics Reliability

      巻: 76-77 ページ: 420-425

    • DOI

      10.1016/j.microrel.2017.06.083

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of hybrid bonding technology of single-micron pitch with planar structure for 3D interconnection2016

    • 著者名/発表者名
      M. Ohyama、M. Nimura、J. Mizuno、S. Shoji、T. Nonaka、Y. Shinba、A. Shigetou
    • 雑誌名

      Microelectronics Reliability

      巻: 59 ページ: 134-139

    • DOI

      10.1016/j.microrel.2015.12.033

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of bottom-emitting organic light-emitting diode panels interconnected with encapsulation substrate by AuAu flip-chip bonding and capillary-driven filling process2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yamada、C-H. Shim、T. Edura、A. Okada、C. Adachi、S. Shoji、J. Mizuno
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 161 ページ: 94-97

    • DOI

      10.1016/j.mee.2016.04.012

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of I-Structure Though-Glass Interconnect Filled with Submicron Gold Particles to a Hermetic Sealing Device2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nomura, A. Okada, S. Shoji, T. Ogashiwa, J. Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 26 号: 10 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1088/0960-1317/26/10/105018

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cuナノポーラスシートを用いた接合部の劣化挙動の解明2019

    • 著者名/発表者名
      古賀俊一,齋藤美紀子,水野潤,西川 宏
    • 学会等名
      第25回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Bonding Process Using a Nanoporous Sheet for High Temperature Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      H. Nishikawa
    • 学会等名
      1st JWRI-IMS Collaboration Seminar on Joining and Materials Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 異種金属を用いたナノポーラス構造による界面形成現象の比較2018

    • 著者名/発表者名
      古賀俊一,齋藤美紀子,水野潤,西川 宏
    • 学会等名
      第28回マイクロエレクトロニクスシンポジウム論文集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Long-term Reliability of Joint Using Ag Nanoporous Sheet without Solvent2018

    • 著者名/発表者名
      H. Nishikawa and M.-S. Kim
    • 学会等名
      The 71st IIW ANNUAL ASSEMBLY & INTERNATIONAL CONFERENCE
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu-Mg合金から作製したCuナノポーラスシートを用いた接合部の高温放置試験2018

    • 著者名/発表者名
      古賀俊一、キムミンス、齋藤美紀子、水野潤、西川宏
    • 学会等名
      第24回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 電析とデアロイを用いたナノポーラス電極形成検討2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子,古賀俊一, 水野 潤,西川 宏, 楠 美智子
    • 学会等名
      国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクト公開討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 三次元ナノ構造を利用した高耐熱・高放熱新奇接合技術2018

    • 著者名/発表者名
      西川 宏,Omid Mokhtari,水野潤,齋藤美紀子,乗松航,楠 美智子
    • 学会等名
      国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクト公開討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 電析と選択溶解を用いたAu-Agナノポーラス構造制御2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子,古賀俊一, 水野 潤,西川 宏
    • 学会等名
      2017年 電気化学 秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nanoporous Electrode Formed by Electrodeposition and Dealloying on Aligned CNT Films2017

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, J. Mizuno, H. Nishikawa, M. Kusunoki
    • 学会等名
      ICMaSS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cu-Mg合金のデアロングによるCuナノポーラス構造の作製と接合への応用2017

    • 著者名/発表者名
      古賀俊一、キムミンス、齋藤美紀子、水野潤、西川宏
    • 学会等名
      第27回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ナノポーラス金接合に向けた真空紫外光による表面前処理2017

    • 著者名/発表者名
      金田達志,岡田愛姫子,付偉欣,庄子習一,齋藤美紀子,西川宏,水野潤
    • 学会等名
      第23回エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Low temperature heterogeneous bonding of PEEK and Pt2017

    • 著者名/発表者名
      W. Fu, S. Shuichi, J. Mizuno
    • 学会等名
      Research and Education Consortium for Innovation of Advanced Integrated Science (CIAiS) 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高密度・高配向 CNTへのAu-Ag電析膜形成2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤美紀子,水野 潤,西川 宏,楠 美智子
    • 学会等名
      学際・国際的高度人材育成ライフイノベーションマテリアル創製共同研究プロジェクトキックオフ公開討論会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of isothermal aging at 250 C on shear strength of joints using Au nanoporous bonding for die attach2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nishikawa, K. Matsunaga, M-S. Kim, M. Saito, J. Mizuno
    • 学会等名
      International Conference on High Temperature Electronics (HiTEC 2016)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bonding process using Au nanoporous metal sheet for die attach2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nishikawa, K. Matsunaga, M-S. Kim, M. Saito, J. Mizuno
    • 学会等名
      69th IIW Annual Assembly & International Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bonding process using a nanoporous gold sheet for high temperature electronics2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nishikawa, K. Matsunaga, M-S. Kim, M. Saito, J. Mizuno
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low temperature direct bonding of PEEK and Pt through VUV/FAB surface treatments2016

    • 著者名/発表者名
      W. Fu, A. Shigetou, S. Shoji, J. Mizuno
    • 学会等名
      2016 International Conference on Electronic Packaging (ICEP)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] tudy of LiTaO3/ST-quartz Bonding with Amorphous Interlayer Assisted by VUV/O3 Treatment for SAW Device2016

    • 著者名/発表者名
      H. Suzaki, H. Kuwae, A. Okada, B. Ma, S. Shoji, J. Mizuno
    • 学会等名
      2016 International Microsystems, Packaging, Assembly and Circuits Technology Conference (iMPACT)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Nanoporous Electrode on Aligned CNT Films using Dealloying2016

    • 著者名/発表者名
      M. Saito, J. Mizuno, M. Kusunoki, H. Nishikawa
    • 学会等名
      230th Meeting of the Electrochem. Soc.
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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