電気化学的手法による樹脂/金属ナノ接合界面の構築と微細回路形成

• 研究課題/領域番号: 26289277
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 甲南大学
• 研究代表者: 赤松 謙祐 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (60322202)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: ダイレクトめっき / ポリイミド / 電気化学リソグラフィー / ダイレクトメタリゼーション / 電気めっき / ダイレクトメタライズ / 無粗化接合 / 固相電気めっき / 銅ナノ粒子

研究成果の概要

本研究では、金属イオンをドープした樹脂に対し、電気化学的手法を適用する新規な発想に基づき、樹脂上へナノスケールの配線形成をも可能にする全く新しい金属/樹脂間の接合原理および微細配線形成手法を確立した。具体的には、（１）固相電気化学反応における金属薄膜形成機構の解明、（２）界面ナノ構造と密着性の相関の明確化、（３）微細回路パターン作製を可能にする実験系の構築、の３つ目標を達成した。これにより、次世代の「超微細回路フィルム」の実現に向けた化学的アプローチを提案することができ、液晶ディスプレイや電子ペーパー等の実装基板への応用可能性の開拓に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Site-selective growth of metal-organic frameworks using an interfacial growth approach combined with VUV photolithography (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, T. Matsuyama, A. Miyanaga, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 81 ページ: 77297-77300
  • DOI: 10.1039/c6ra18340a
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Morphology Control of Metal－Organic Frameworks Based on Paddle-Wheel Units on Ion-Doped Polymer Substrate Using an Interfacial Growth Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, K. Mantani, A. Miyanaga, T. Matsuyama, T. Ohhashi, T. Takashima, K. Akamatsu
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 32 号: 24 ページ: 6068-6073
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b01687
  • 査読あり
• [雑誌論文] In situ synthesis of Cu/Ni alloy nanoparticles embedded in thin polymer layers (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Shimizu,T. Kawakami, Y. Takashima, T. Tsuruoka, K. Akamatsu
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 6 号: 23 ページ: 18895-18898
  • DOI: 10.1039/c6ra00240d
  • 査読あり
• [雑誌論文] 趣旨の環境調和型ダイレクトめっき技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 雑誌名: プラスチックス 巻: 5 ページ: 25-28
• [雑誌論文] Direct Fabrication of Metal Patterns on Resin Substrate by Combining Imprint and Electrochemical Lithography (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, R. Fujiwara, T. Tsuruoka, Y. Takashima, H. Nawafune, H. Yanagimoto, K. Akamatsu
  • 雑誌名: J. Surf. Finish. Soc. Jpn. 巻: 66 ページ: 18-19
  • NAID: 130005115784
  • 査読あり
• [学会発表] ポリイミド樹脂の表面改質を利用した複合材料創製：金属ナノ複合体および電子回路基板への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤松謙祐
  • 学会等名: 第24回 ポリイミド・芳香族系高分子会議
  • 発表場所: 石川ハイテク交流センター、石川県能美市
  • 年月日: 2016-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 高分子樹脂中の金属イオン輸送挙動の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原良輔、平木秀典、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 第18回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] Interfacial Synthetic Approach for Constructing Metal-Organic Framework Crystals Using Metal Ion-Doped Polymer Substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuruoka, M. Kumano, K. Mantani, T. Ohhashi, Y. Takashima, K. Akamatsu
  • 学会等名: 錯体化学会第66回討論会
  • 発表場所: 福岡大学、福岡県福岡市
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] Fundamental aspects for design of metal nanoparticle-based composite nanostructures (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: The future direction of Nanomaterials and Bionanoscience in Japan-EU Cooperation
  • 発表場所: Thessaloniki,Greece
  • 年月日: 2016-07-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 川上貴也、畠茉奈美、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐 (2016)
  • 著者名/発表者名: 低融点金属ナノ粒子分散高分子薄膜の作製および特性評価
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス 京都府京田辺市
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] 樹脂の新しいダイレクトめっき技術：樹脂・金属界面のナノ構造制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 赤松謙祐
  • 学会等名: 豊田中央研究所材料技術研究会
  • 発表場所: 豊田中央研究所 愛知県豊田市
  • 年月日: 2016-01-19
  • 招待講演
• [学会発表] Hybrid polymer nanocomposites with embedded metal nanoparticles: in situ synthesis and structural control (2016)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: EMN MEETING on POLYMER
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2016-01-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ポリイミド樹脂上への金属皮膜析出過程 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原良輔、中上まどか、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐、佐藤祐規、平岡基記、柳本博
  • 学会等名: 第17回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学 ポートアイランドキャンパス 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] ビスマスナノ粒子分散高分子薄膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川上貴也、畠茉奈美、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐
  • 学会等名: 第17回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学 ポートアイランドキャンパス 兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子フィルム上での多孔性有機金属構造体薄膜成長 (2015)
  • 著者名/発表者名: 鶴岡孝章、熊野未里、松山哲大、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス 宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] 金属イオンドープ高分子フィルム上での部位選択的MOF薄膜の作製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松山哲大、熊野未里、鶴岡孝章、髙嶋洋平、赤松謙祐
  • 学会等名: 第64回高分子討論会
  • 発表場所: 東北大学 川内キャンパス 宮城県仙台市
  • 年月日: 2015-09-15
• [学会発表] ポリイミド樹脂中における金属イオン輸送挙動の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原良輔、中上まどか、髙嶋洋平、鶴岡孝章、赤松謙祐、佐藤祐規、平岡基記、柳本博
  • 学会等名: 表面技術協会第132回講演大会
  • 発表場所: 信州大学 長野キャンパス 長野県長野市
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Controlled synthesis of hybrid polymer nanocomposites containing metal nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: EMN MEETING on POLYMER
  • 発表場所: Orland,FL USA
  • 年月日: 2015-01-07 – 2015-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] ナノ粒子分散複合材料の設計と精密合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤松謙祐
  • 学会等名: 第19回関西支部コロイド・界面実践講座
  • 発表場所: 甲南大学 ポートアイランドキャンパス
  • 年月日: 2014-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] 電気化学的手法による樹脂のメタライズおよび回路形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村祐介、藤原良輔、髙嶋洋平、鶴岡孝章、縄舟秀美、赤松謙祐
  • 学会等名: 第16回関西表面技術フォーラム
  • 発表場所: 甲南大学 ポートアイランドキャンパス
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [学会発表] Metal/polymer nanocomposites:chemical synthesis, microstructural control and properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: International Conference on Small Science
  • 発表場所: Hong Kong, China
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] In Situ Formation and Growth of Copper and Nickel Nanoparticles in Polymer Films (2014)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Akamatsu
  • 学会等名: 10th IUPAC International Conference on Novel Materials and Synthesis(NMS-X)
  • 発表場所: Zhengzhou, China
  • 年月日: 2014-10-10 – 2014-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] 電気化学リソグラフィー法を用いたポリイミド系樹脂上への金属薄膜形成プロセス (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村祐介、藤原良輔、髙嶋洋平、鶴岡孝章、縄舟秀美、柳本 博、赤松謙祐
  • 学会等名: 表面技術協会 第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学 吉田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] 樹脂の表面改質を利用したダイレクトメタライズプロセス (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤松謙祐
  • 学会等名: 表面技術協会 第130回講演大会
  • 発表場所: 京都大学 吉田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] 電気化学的手法によるポリイミド系樹脂上でへの金属薄膜形成プロセス (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村祐介、藤原良輔、髙嶋洋平、鶴岡孝章、縄舟秀美、柳本 博、赤松謙祐
  • 学会等名: 第24回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学 吹田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] 樹脂内イオン輸送を利用した金属薄膜形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 赤松謙祐
  • 学会等名: 電気鍍金研究会9月例会
  • 発表場所: 鍍金会館、大阪
  • 年月日: 2014-09-03
  • 招待講演
• [学会発表] Fabrication of Silver Patterns on Polyimide Films Bassed on Electrochemical Constructive Lithography Using Ion-Exchengeable Precursor Layers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, R. Fujiwara, Y. Takashima, T. Tsuruoka, H. Nawafune, H. Yanagimoto, K. Akamatsu
  • 学会等名: IUMRS-ICA 2014
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [図書] ポリマーナノコンポジットの開発と分析技術 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙嶋洋平、鶴岡孝章、冨田知志、赤松謙祐
  • 総ページ数: 210
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 樹脂-金属接着・接合部の応力解析と密着性・耐久性評価（第2章 第10節） (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村祐介、鶴岡孝章、赤松謙祐、縄舟秀美
  • 総ページ数: 550
  • 出版者: 技術情報協会
• [備考] ナノ材料科学研究室
  • URL: http://www.konan-u.ac.jp/hp/FIRST_nanomaterials/
• [備考] ナノ材料科学研究室
  • URL: http://www.pi.konan-u.ac.jp/nanomaterials/index.html
• [備考] ナノ材料化学研究室
  • URL: http://www.pi.konan-u.ac.jp/nanomaterials/index.html
• [産業財産権] 成膜用金属溶液およびこれを用いた成膜方法 (2014)
  • 発明者名: 平岡基記、柳本博、佐藤祐規、赤松謙祐
  • 権利者名: 平岡基記、柳本博、佐藤祐規、赤松謙祐
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-148867
  • 出願年月日: 2014-07-22
• [産業財産権] 成膜用ニッケル溶液およびこれを用いた成膜方法 (2014)
  • 発明者名: 平岡基記、柳本博、佐藤祐規、新明良崇、赤松謙祐
  • 権利者名: 平岡基記、柳本博、佐藤祐規、新明良崇、赤松謙祐
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-148882
  • 出願年月日: 2014-07-22