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シリコーンゴムの動的歪み制御による微細積層印刷エレクトロニクスの創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K18410
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 化工物性・移動操作・単位操作
電子デバイス・電子機器
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

日下 靖之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00738057)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード接触力学 / 層間接続 / 寸法忠実性 / 配線 / パターニング / 印刷エレクトロニクス / 反転オフセット印刷 / 印刷 / ゴム / ガス透過 / ずり / 寸法インテグリティ / 接触変形 / 微細パターニング
研究成果の概要

本研究では一桁ミクロン精細度のパターニングが可能な反転オフセット印刷についてプロセス高度化を行った。本印刷技術はシリコーンゴムを利用したオフセット印刷の一種であることから、ゴムの変形挙動に着目し、シリコーンゴムの垂直変形を積極的に利用することによる層間接続技術の開発した。また、シリコーンゴムの水平変形が関与する現象としてパターン寸法忠実性への影響を調べ、隣接するパターンで生じるパターン歪みの発生メカニズムを明らかにした(歪近接効果)。最後にシリコーンゴムと基板の接触面形成過程における泡噛み現象と高速印刷時の欠陥発生メカニズムの関係を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

印刷技術はこれまでもエレクトロニクス分野で広く応用されてきた。また真空プロセスに比べて簡便で省資源であること、IoT等で安価なデバイスが求められる状況、ナノ材料の発展を背景として、印刷プロセスの応用範囲はさらに広がりつつある。それに伴い印刷パターン解像度だけでなく、配線積層化技術や生産性の向上などプロセス高度化が求められる局面も多くなっている。本研究は、高度印刷プロセスを構築を目指して接触力学の観点から解析を行ったものであり、しばしば経験に頼りがちな印刷エレクトロニクスを産業応用する上で有用な指針を提示するものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件) 図書 (2件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] VTT Finland(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Patterning defects in high-speed reverse offset printing: lessons from contact dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Yasuyuki、Mizukami Makoto、Yamaguchi Tetsuo、Fukuda Nobuko、Ushijima Hirobumi
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 29 号: 4 ページ: 045001-045001

    • DOI

      10.1088/1361-6439/ab024b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 印刷技術で拓く新しいエレクトロニクスの製造2018

    • 著者名/発表者名
      Ushijima Hirobumi、Nomura Ken-ichi、Kusaka Yasuyuki、Kanazawa Shusuke、Horii Yoshinori、Fujita Mariko、Yamamoto Noritaka
    • 雑誌名

      エレクトロニクス実装学会誌

      巻: 21 号: 6 ページ: 567-572

    • DOI

      10.5104/jiep.21.567

    • NAID

      130007479925

    • ISSN
      1343-9677, 1884-121X
    • 年月日
      2018-09-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Reverse Offset Printing of Semidried Metal Acetylacetonate Layers and Its Application to a Solution-Processed IGZO TFT Fabrication2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kusaka; Naoki Shirakawa; Shintaro Ogura; Jaakko Leppaniemi; Asko Sneck; Ari Alastalo; Hirobumi Ushijima; and Nobuko Fukuda
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 10(29) 号: 29 ページ: 24339-24343

    • DOI

      10.1021/acsami.8b07465

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct adhesion contrast patterning on PDMS substrate by ArF excimer laser scanning for on-demand printing of functional layers2018

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Yasuyuki、Hirata Atsushi、Ushijima Hirobumi
    • 雑誌名

      The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

      巻: 99 号: 1-4 ページ: 859-865

    • DOI

      10.1007/s00170-018-2384-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design rules for vertical interconnections by reverse offset printing2018

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Yasuyuki、Kanazawa Shusuke、Ushijima Hirobumi
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 28 号: 3 ページ: 035003-035003

    • DOI

      10.1088/1361-6439/aaa1d6

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fully-printed vertical interconnections with tapered contact holes formed by vapor-annealing technique2018

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Yasuyuki、Kanazawa Shusuke、Ushijima Hirobumi
    • 雑誌名

      2018 International Conference on Electronics Packaging (ICEP)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Pattern size tolerance of reverse offset printing: a proximity deformation effect related to local PDMS slipping2017

    • 著者名/発表者名
      Kusaka Yasuyuki、Kanazawa Shusuke、Koutake Masayoshi、Ushijima Hirobumi
    • 雑誌名

      Journal of Micromechanics and Microengineering

      巻: 27 号: 10 ページ: 105018-105018

    • DOI

      10.1088/1361-6439/aa8924

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] インク膜の凝集力を制御した印刷エレクトロニクス向け微細構造形成プロセス2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、金澤周介、牛島洋史
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 62 ページ: 40-46

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] High-resolution printing techniques2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kusaka
    • 学会等名
      LOPEC 2019
    • 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] 付着力差による一桁ミクロン微細印刷2019

    • 著者名/発表者名
      日下靖之
    • 学会等名
      JFlex 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 反転オフセット印刷における歪近接効果2019

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、牛島 洋史
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Reverse offset printing of metal acetylacetonate inks and its applications to a solu-tion-processed IGZO-TFT2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kusaka, Jaakko Leppaniemi, Asko Sneck, Ari Alastalo, Naoki Shirakawa, Hirobumi Ushi-jima, Nobuko Fukuda
    • 学会等名
      SSDM 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属錯体の微細印刷パターニングと酸化物デバイス応用2018

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、Sneck Asko、Leppaniemi Jaakko、Alastalo Ari、牛島 洋史、福田 伸子
    • 学会等名
      第69回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Fully-printed vertical interconnections with tapered contact holes formed by vapor-annealing technique2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kusaka, Shusuke Kanazawa, Hirobumi Ushijima
    • 学会等名
      2018 International Conference on Electronics Packaging (ICEP)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 印刷技術を用いた酸化物デバイスの形成に向けた材料・プロセス開発2018

    • 著者名/発表者名
      福田 伸子、日下 靖之、白川 直樹
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細印刷エレクトロニクスにおける半乾燥膜と付着力制御の重要性2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、牛島洋史
    • 学会等名
      化学工学会 第49回秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Interfacial phenomena in printed electronics2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Kusaka
    • 学会等名
      TGSW2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] エレクトロニクス製造のための、印刷を越えた印刷技術2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之
    • 学会等名
      プリンテッド・ エレクトロニクスが拓く社会と産業の将来
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 印刷と凝集:次世代エレクロトニクスのための微細パターニングの肝と応用2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之
    • 学会等名
      第7回CSJ化学フェスタ2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半乾燥インク膜の再湿潤化とゴム変形予測による全印刷層間接続技術2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、牛島洋史
    • 学会等名
      第68回コロイドおよび界面化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 一桁ミクロン配線を可能にする新規平版印刷プロセス2017

    • 著者名/発表者名
      日下靖之
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会 2017ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] プリンテッドエレクトロニクス実用化最前線2018

    • 著者名/発表者名
      日下靖之
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 第 4 版 現代界面コロイド化学の基礎 - 原理・応用・測定ソリューション2018

    • 著者名/発表者名
      日下靖之、牛島洋史
    • 総ページ数
      544
    • 出版者
      丸善出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Research Home, Yasuyuki Kusaka

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/flec/asp/member/Kusaka/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 機能性パターン薄膜の形成方法2022

    • 発明者名
      日下 靖之, 福田 伸子, 藤田 真理子, 白川 直樹, 牛島 洋史
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-084274
    • 取得年月日
      2022
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 機能性パターン薄膜の形成方法2018

    • 発明者名
      日下靖之、福田伸子、藤田真理子、白川直樹、牛島洋史
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-084274
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 電子デバイスの製造方法2017

    • 発明者名
      日下靖之、牛島洋史、藤田真理子
    • 権利者名
      日下靖之、牛島洋史、藤田真理子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-167501
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-03-30  

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