| 研究課題/領域番号 |
20K04592
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
小山 真司 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (70414109)
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| 研究分担者 |
荘司 郁夫 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (00323329)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 低温接合 / 金属塩生成接合 / アルミニウム / 銅 / ステンレス鋼 / はんだ / 固相接合 / 金属塩生成接合法 / 環境調和 / アルミニウム合金 / ガラス繊維強化PA66 / 液相拡散接合 / インサート金属 / 電子風 / 精密部品加工 / 電子・電気材料 / 電子デバイス・機器 / 鋼美緒都度実装 / 省エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
電子実装分野においては，研究の主体が実装技術の開発やはんだ材料自身(高温強度や疲労特性)にあり，はんだと基板配線間の接合界面についての報告例は，その重要性に対してあまりにも少ない．本研究では，接合界面の微細構造と接合強度の関係を明らかにすることで，これからの接続部に対して有益な知見を得ることを目的としている．またフラックスは，被接合金属面の酸化物を化学的に除去し，はんだと被接合面の親和性を高めると一般的に考えられているが，その改善機構は明解ではなく，所望の効果が得られない実例が多数報告されている．本研究では，有機酸による表面改質効果を化学的に検証・証明することで，その改善機構を解明する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，接合阻害因子として知られる自然酸化皮膜を有機酸に曝露することで金属塩被膜に置換し，熱分解させることで金属面を露出させる金属塩生成接合法を検討した。
筐体や熱伝導部品に金属塩生成接合法の適用を試みた。その結果，酸化皮膜の置換・還元除去に加えて，金属塩被膜が接合前の酸化皮膜の成長を抑制することで，より低温・低荷重で高い接続特性が得られることが明らかとなった。
樹脂と金属の直接接合に関する検討を実施し，金属側に金属塩被膜処理を施すと水素結合を阻害するために接合強度が低下するものの，樹脂側に有機酸を作用させることで物理化学的性状が変化することで，接合強度が大幅に向上することを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子実装分野においては，研究の主体が実装技術の開発やはんだ材料自身（高温強度や疲労特性）にあり，はんだと基板配線間の接合界面についての報告例は，その重要性に対して未だ少ない。本研究では，接合界面の微細構造と接合強度の関係を明らかにすることで，これからの接続部に対して有益な知見を得ることができた。また，はんだ付用フラックスは，被接合金属面の酸化皮膜を化学的に除去し，はんだと被接合面の親和性を高めると一般的に考えられているが，その改善機構は未だ未解明であったが，有機酸による表面改質効果を化学的に検証したことで，その改善機構の一部が明らかとなった。
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