銅インク・ペーストの最新の技術開発動向と応用展開

セミナープログラム

第1部　耐酸化性向上を目指した低温焼成型銅ペースト開発
【11:00-12:15】

講師：関西大学　化学生命工学部　化学・物質工学科　教授　川﨑　英也　氏

【講演主旨】
　銀ナノインク/ペーストは基板に塗布印刷後，低温焼成により導電性膜を形成することができることから導電材として多く利用されている．しかし，銀を使用する場合、マイグレーション（配線の欠落）の懸念やコストの課題がある．このような課題から銀の代替材料として，銅が期待されている．しかし，導電材である銅ナノ粒子は容易に酸化され，電気抵抗値や焼成温度の上昇をもたたらす．本講演では，銅固有の問題を解決するための耐酸化性を有しかつ低温焼成可能な銅系ナノインク/ペーストの設計指針を紹介する.

【キーワード】
導電性インク,銅インク,銅ペースト,銅ナノ粒子,低温焼結性,低温焼成,低温接合材,フレキシブルデバイス,プリテッドエレクトロニクス,パワーエレクトロニクス,フレキシブル基板

【講演ポイント】
銅固有の問題を解決するための耐酸化性を有しかつ低温焼成可能な銅系ナノインク/ペーストの設計指針として、3つのアプローチ、1)還元性保護剤、2)ギ酸銅アミン錯体、3)合金化、について紹介します。

【習得できる知識】
銅ナノ粒子の合成法、低温焼成型銅ペーストの調製法、低温焼成型銅ペーストの最新事情、低温焼成のための銅粒子界面設計指針、銅系ペーストの耐酸化性を向上させる方法、Hansen Solubility Parameter (HSP)に基づく導電ペーストの設計

【プログラム】
1.低温焼成型銅ペースト/インクの概論
　1-1　銅ナノ粒子の合成法
　1-2　銅ナノ粒子の酸化挙動
　1-3　低温焼成型銅ペースト/インクの分類

2.低温焼成型シングルナノ銅/銅微粒子からなる混合ペースト～還元性保護剤による耐酸化性アプローチ～
　2-1　シングルナノ銅/銅微粒子混合ペーストの調製
　2-2　シングルナノ銅/銅微粒子混合ペーストの低温焼結挙動
　2-3　大気焼成型のシングルナノ銅/銅微粒子混合ペースト
　2-4　100℃以下の低温焼成可能なシングルナノ銅/銅微粒子混合ペースト
　2-5　シングルナノ銅/銅微粒子混合ペーストから得られる焼結銅膜の耐酸化性付与

3.低温焼成型銅錯体/銅微粒子からなる混合ペースト～ギ酸銅アミン錯体による耐酸化性アプローチ～
　3-1　ギ酸銅uアミン錯体インクの調製
　3-2　ギ酸銅アミン錯体/銅微粒子混合ペーストの調製
　3-3　ギ酸銅アミン錯体/銅微粒子混合ペーストの低温焼結挙動
　3-4　ギ酸銅アミン錯体/銅微粒子混合ペーストのから得られる焼結銅膜の耐酸化性付与

4.ハンセン溶解度パラメータ(HSP)を用い金属ペースト設計
　4-1　Hildebrandの溶解度パラメータSP(δ)　~正則溶液理論~
　4-2　Hansen Solubility Parameter (HSP)と粒子分散系への適用
　4-3　HSPに基づく導電ペーストの設計　～銀ナノ粒子を例にして～

【質疑応答】

第2部　銅粒子や銅シートを利用した高耐熱接合技術とその接合性評価
【13:00-14:15】

講師：大阪大学　接合科学研究所　教授　博士(工学)　西川　宏　氏

【講演主旨】
　近年、エレクトロニクス分野において製品の小型化・高機能化が進んでおり、製品内部の放熱性や接合部の耐熱性向上が求められています。特に、パワーモジュール内の半導体チップ下ダイアタッチ向け接合材料としては依然としてPb含有率85%以上の高鉛含有はんだ (高温はんだ) や鉛フリーはんだの一種であるSn-Sb系はんだなどが使用されていますが、鉛フリー化や一層の高耐熱化、高放熱化が望まれています。
　本講座では、高鉛含有はんだ代替技術として国内外でこれまでに報告されている研究成果の紹介や、焼結現象を用いた焼結型接合技術や液相拡散接合 (TLP) 技術に注目し、従来からのはんだ付との違いを基礎から解説するとともに、これまでに私達がおこなってきたCu粒子や特殊な表面構造を有するCuシートを用いた高耐熱接合技術について、最新情報から特徴、留意点などを紹介します。

【キーワード】
高耐熱接合、ナノ粒子接合、液相拡散接合、高鉛含有はんだ代替

【講演ポイント】
高鉛含有はんだ代替技術として焼結現象を用いた焼結型接合技術や液相拡散接合 (TLP) 技術に注目し、従来からのはんだ付との違いを基礎から解説する。

【プログラム】
1.エレクトロニクス実装の現状
　1.1 環境を配慮したエレクトロニクス実装へ
　1.2 国内外での接合材料研究動向

2.高鉛含有はんだ代替接合技術の概要
　2.1 はんだ付
　2.2 液相拡散接合
　2.3 焼結型接合

3.Cuナノ粒子を用いた焼結型接合プロセスの基礎
　3.1 各種因子の影響
　3.2 接合雰囲気の影響

4.Cuを利用した新たな接合プロセスの紹介
　4.1 マイクロサイズ粒子を用いた接合
　4.2 ナノポーラスシート用いた接合

【質疑応答】

第3部　銅ナノペーストの開発と低温焼結～ナノ粒子の液相精密合成法に基づく電子デバイス向けナノ材料開発～
【14:30-15:45】

講師：東北大学　多元物質科学研究所(兼)国際放射光イノベーション・スマート研究センター　教授　蟹江　澄志　氏

【講演主旨】
　本講座では，まず，如何にすれば機能性無機ナノ粒子をサイズ・形態制御しつつ精密に合成できるか，その方法やコツを理解していただきます。ついで，その具体的な手法について紹介することで，無機ナノ粒子の液相合成法や解析法を学んでいただきます。さらに無機ナノ粒子の液相合成法を，低温焼結性を有する銅ナノ粒子の合成法へ適用した例につき紹介します。得られた銅ナノインクは，配線材料およびダイアタッチ材料として優れた性質を示します。一方で，無機ナノインクの現在までの進展を紹介することで，常圧でのデバイス製造に向けたナノインクの実力および可能性について学んでいただきます。

【キーワード】
ナノ粒子,ダイアタッチ,銅ナノペースト

【プログラム】
1.粒子の合成・設計法と特性の制御
　1-1．粒子の合成法
　1-2．粒子・ナノ粒子のサイズ・形態制御のコツ
　1-3．水系による粒子の合成及びサイズ・形態制御
　1-4．非水系における粒子の合成及びサイズ・形態制御

2.低温焼結性を有する銅ナノ粒子の液相合成と特性評価
　2-1．水系における銅ナノ粒子の合成
　2-2．水溶性錯体を用いた銅ナノ粒子の液相合成
　2-3．水溶性錯体から得られた低温焼結性を有する銅ナノ粒子の特性評価
　2-4．銅ナノ粒子への耐酸化性の付与
　2-5．低温焼結性を有する銅ナノ粒子から調製した銅ナノインクの配線材料としての特性
　2-5．低温焼結性を有する銅ナノ粒子から調製した銅ナノインクのダイアタッチ材料としての特性

3.機能性無機ナノ粒子インクの将来展望

【質疑応答】

セミナー講師

第1部　関西大学　化学生命工学部　化学・物質工学科　教授　川﨑　英也　氏
【経歴】
平成10年3月　九州大学大学院理学研究科博士後期課程修了　学位:博士(理学)
平成10年3月　日本学術振興会特別研究員(PD)
平成11年11月　九州大学理学部　助手
平成18年4月　関西大学工学部　助教授
平成19年4月　関西大学化学生命工学部　准教授
平成25年4月　関西大学化学生命工学部　教授
現在に至る
【著作】
1.金属ナノ粒子の合成/構造制御とペースト化および最新応用展開,5章1節,2020年(株)R&Dセンター
2.Nanocellulose Based Composites for Electronics, Pages 215-236(2021) Elsevier社.
3.機器分析ハンドブック１(有機・分光分析編),3章,2020年,化学同人
4.プリンテッドエレクトロニクスに向けた材料，プロセス技術の最新事例,1章2節,2017年,技術情報協会
5.導電性ペースト・インクの新規開発に向けた金属ナノ粒子の表面処理・合成・評価とCu・Ag系素材の課題克服アプローチ,1章4節,2012年,(株)AndTech
6.金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術,4章2節,2009年(株)シーエムシー出版 等
【受賞】
日本化学会 コロイドおよび界面化学部会:奨励賞(平成15年),松浦賞(平成11年)
日本質量分析学会:論文賞(平成26年,平成27年),奨励賞(平成22年),優秀論文賞(平成19年)

第2部　大阪大学　接合科学研究所　教授　博士(工学)　西川　宏　氏　

第3部　東北大学　多元物質科学研究所(兼)国際放射光イノベーション・スマート研究センター　教授　蟹江　澄志　氏
【経歴】
　1998年5月　東京工業大学博士課程中退、6月より東京大学大学院工学系研究科助手、2000年7月　京都大学博士（工学）取得。2002年東北大学多元物質科学研究所助手、2007年 同助教、2008年 同准教授、2019年 同教授。
【受賞】
2008年 平成19年度トーキン科学技術振興財団奨励賞、2010年 第9回コロイドおよび界面化学部会科学奨励賞、2014年 第72回日本金属学会功績賞など。

セミナー受講料

【1名の場合】44,000円(税込、テキスト費用を含む)
2名以上は一人につき、11,000円が加算されます。