機械刺激自己伝播発熱素材の応力反応誘起メカニズムの解明と加圧瞬間接合技術の創出

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04510
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 生津 資大 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90347526)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 自己伝播発熱材料 / 接合 / デバイス

研究実績の概要

本研究では，自己伝播発熱反応を機械刺激で誘起できるTi/Si多層膜の機械刺激反応誘起メカニズムをマイクロ～ナノ実験力学独自技術で解明し，この新奇な瞬間発熱素材の特長を活かしたハンダ接合体の0.1秒瞬間製造技術を実現することを目的としてきた．スパッタ製膜したTi/Si多層膜に対して衝撃試験により機械刺激を付与し，応力印加に伴う原子拡散現象の可視化とそれ基づく化合物生成発熱反応の開始条件の特定を試みた．そして，Ti/Si多層膜を用いた機械刺激による瞬間ハンダ接合技術の確立に挑戦した．
衝撃試験の結果，機械刺激で発熱反応を開始するTi/Si多層膜の反応誘起エネルギーを衝撃試験で求めることに成功した．バイレイヤーが薄くなるほど反応誘起に必要なエネルギーは少ないことがわかった．示差走査熱量計で発熱反応を分析した結果，バイレイヤーが薄いほど最初の発熱ピークの温度が低いことがわかった．これらの知見を用い，加圧力のみで発熱反応を誘起させて2枚のSiチップを瞬間はんだ接合することに成功した．

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Free-standing Al/Ni Exothermic Film on Thermal Resistance of Reactively Bonded Solder Joint (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanetsuki Shunsuke、Miyake Shugo、Namazu Takahiro
  • 雑誌名: Sensors and Materials 巻: 31 ページ: 729～729
  • DOI: 10.18494/SAM.2019.2076
  • 査読あり
• [雑誌論文] New local joining technique for metal materials using exothermic heat of Al/Ni multilayer powder (2018)
  • 著者名/発表者名: Izumi Taisei、Kametani Nagamasa、Miyake Shugo、Kanetsuki Shunsuke、Namazu Takahiro
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 ページ: 06HJ10～06HJ10
  • DOI: 10.7567/JJAP.57.06HJ10
  • 査読あり
• [学会発表] Time-resolved X-ray diffraction study of formation of intermetallic compounds in Al/Ni multilayer materials (2018)
  • 著者名/発表者名: Rino Yamamoto, Taisei Izumi, Sho Nagata, Ryota Wakatsuki, Kai Uozaki, Shugo Miyake, Takahiro Namazu, Shunsuke Kanetsuki, Daiki Goto, Yasuhiro Kuntani, Takumi Nomura, Tomoyuki Koganezawa
  • 学会等名: International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics, ISEM’18
  • 国際学会
• [学会発表] Time-Resolved X-ray Diffraction Measurement during Exothermic Reaction of Al/Ni Multilayer Powder by synchrotron radiation with high-speed two-dimensional detector (2018)
  • 著者名/発表者名: Shugo Miyake, Rino Yamamoto, Shunsuke Kanetsuki, Takahiro Namazu and Tomoyuki Koganezawa
  • 学会等名: International Microprocesses and Nanotechnology Conference, MNC2018
  • 国際学会
• [学会発表] 自己伝播発熱多層膜の瞬間接合応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 生津資大, 金築俊介, 神谷亮太, 松尾彰大
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第67期総会・講演会
• [学会発表] Al/Ni多層粉末材料における圧延率が化合物形成と発熱特性に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本梨乃, 三宅修吾, 金築俊介, 生津資大
  • 学会等名: 日本金属学会2018年春期講演大会
• [学会発表] 機械刺激で発熱反応誘起できるTi/Si多層膜 (2018)
  • 著者名/発表者名: 訓谷保広, 金築俊介, 三宅修吾, 生津資大
  • 学会等名: 2018年度日本機械学会年次大会
• [備考] 生津研究室ホームページ
  • URL: https://aitech.ac.jp/~namazu/home.html