【Live配信・WEBセミナー】低温焼成を実現するCu導電性ペースト・インクの開発と応用展開

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★銅Cuナノインクの印刷、焼成、利用上の問題点や課題も含めて、実用化に向けた取り組みについて、具体例を挙げて解説!

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プログラム

第1講　電子部品材への応用に向けた低温焼成型銅ペーストの粒子界面設計
【12:30-13:45】

 

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

 

【著作・受賞・経歴】
著作（題目、、出版元、出版年等）
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）

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

 

【講演キーワード】
　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ナノインク/ペーストの設計指針を紹介する．

 

【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
　1-4. 低温焼成型銅ペースト/インクの最新事例
2．低温焼成型銅シングルナノ銅からなる銅ナノインク（窒素焼成，150℃焼成）
　2-1　シングルナノ銅粒子（粒径～3nm）の合成法
　2-2　シングルナノ銅インクの調製
　2-3. シングルナノ銅インクの低温焼結挙動
3．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（窒素焼成80℃，大気焼成150℃）
　3-1　シングルナノ銅/銅微粒子混合ペーストの調製
　3-2　シングルナノ銅/銅微粒子混合ペーストの低温焼結挙動
　3-3　大気焼成型のシングルナノ銅/銅微粒子混合ペースト
　3-4. 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
　3-5. 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
4．低温焼成型銅錯体/銅微粒子からなる混合ペースト（大気焼成100℃）
　4-1. 銅錯体インク
　4-2. 銅錯体/銅微粒子混合ペーストの低温焼結挙動
　4-3. 銅錯体/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

【質疑応答】

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第2講　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～

【13:55-15:10】

 

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

 

【著作・受賞・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。

受賞歴：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。

 

【講演キーワード】
ナノ粒子，ダイアタッチ，銅ナノペースト

 

【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．

 

【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】

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第3講　銅ナノインクの印刷と焼成についての解説と用途展開

【15:20-16:35】

 

講師：石原ケミカル(株)　第三研究部　部長　博士(理学)　有村　英俊　氏

 

【講演キーワード】
銅ナノインク、RFID、スクリーン印刷、Cu接合材

 

【講演要旨】
　導電性インクを用いて印刷と焼成により回路形成可能なプリンテッドエレクトロニクス分野が注目されている。取り扱いの容易なAgナノインクは既に一部で実用化されており、今後、低コスト化、マイグレーション耐性などの観点から導電性Cuナノインクの実用化が求められている。本講演では、PE分野を中心にCuナノインクの印刷、焼成、利用上の問題点や課題も含めて、実用化に向けた取り組みについて、具体例を挙げて解説する。

 

【プログラム】
1.プリンテッドエレクトロニクス (PE) について
　1-1.従来法と印刷法
　1-2.適用分野
2.導電性インクについて
　2-1.導電性インクの種類と特長
　2-2.導電性インクに要求されること
　2-3.銅ナノインクの特長
3.銅ナノインクの導体化
　3-1.粒子の焼結について
　3-2.導電性インクの導体化法
　3-3.銅ナノインクの導体化
　3-4.光焼結 (フォトシンタリングプロセス) について
　3-5.フォトシンタリングのメカニズム
4.各種印刷法と用途
　4-1.印刷法と特長
　4-2.インクジェットおよびフレキソ印刷を用いたRFIDアンテナ形成
　4-4.グラビアオフセット印刷とメタルメッシュタッチパネルの作製
5.厚膜印刷
　5-1.スクリーン印刷 (厚膜印刷)
　5-2.スクリーン印刷用ペーストの特長
　5-3.ギ酸雰囲気焼成による導体化と皮膜物性
6.Cuナノインクとめっきを併用した回路形成
　6-1.めっきシード層としての銅ナノインクの利用
　6-2.高温負荷試験時の剥離強度
　6-3.イオンマイグレーション試験
7.Cuナノ粉を用いた接合材
　7-1.パワーデバイス向け加圧型Cu接合材
　7-2.Cu接合材の特長と接合試験

【質疑応答】

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