銅ナノ粒子インクの合成、耐酸化性向上と低温焼結技術

第1部 耐酸化性に優れる銅ナノ粒子の合成とその応用可能性

(2016年6月8日 10:30〜12:10)

銅ナノ粒子は、周期表上では金と同じ11族に属する金属元素でありながら非常に安価でありまた反応性に富んでいることから、高価な貴金属ナノ粒子の代替として注目を集めている。しかし、実際には貴金属ナノ粒子の合成に比べると、より強力で危険な還元剤を用いる必要がありがちであり、また合成されても酸化の影響を受けやすい難点があった。本講演では、こうした難点を解決する環境にやさしい方法の紹介と、その反応性、特に耐酸化性に関する紹介を行う。また今後の課題についても触れる。

1. 緒言
   1. 貴金属ナノ粒子を取り巻く状況
   2. 銅ナノ粒子を取り巻く状況
2. 高分子材料による方法
   1. 構造と酸化特性
   2. 可逆的特性とその応用
   3. 他材料への応用
   4. 表面置換反応とその応用
3. カーボンナノチューブによる方法
   1. 構造と酸化特性
   2. 開発課題
4. 光触媒による方法
   1. 構造と酸化特性
   2. 電気的特性と導電機構
5. 吸着媒による方法
   1. 幾何学的特徴
   2. 酸化特性
   3. 生成機構
• 質疑応答

第2部 低温焼成銅ナノペーストの新規開発に向けた銅ナノ粒子合成と課題克服アプローチ

(2016年6月8日 13:00〜14:40)

低温焼結に向けた銅ナノ粒子の合成法について概説する。ナノ粒子の基礎として、金属ナノ粒子の合成法、特徴、及び応用例について概説する。そして、低温焼結に向けた銅ナノ粒子の課題とその課題克服アプローチについて説明する。最後に、低温焼結型銅ナノペーストの事例紹介を行う。

1. 金属ナノ粒子概論
   1. ナノ粒子の定義とナノサイズ化による物性発現
   2. ナノ粒子の応用
      • 触媒
      • バイオ・医療
      • 電子材料
2. 金属ナノ粒子合成法の基礎
   1. アトマイズ法、ガス中蒸発法、スパッタリング法
   2. 化学還元法、熱分解法
   3. 異方性金属ナノ粒子の合成 (ナノロッド・ナノワイヤー)
3. 低温焼結に向けた銅ナノ粒子の課題克服アプローチ
   1. 課題I : 銅ナノ粒子の低温焼結
   2. 課題II : 銅ナノ粒子分散液の分散安定性
   3. 課題III : 銅ナノ粒子の耐酸化性
4. 低温焼結性銅ナノ粒子の事例紹介
   1. 100℃以下の低温焼結性銅ナノ粒子
   2. 還元雰囲気 (水素、ギ酸) フリーで耐酸化性を有する低温焼結性銅ナノ粒子
   3. 高分子バイダーフリーで基材密着性を有する低温焼結性銅ナノ粒子
5. まとめ
• 質疑応答

第3部 プリンテッド銅配線へ向けた銅ナノ粒子インクの低温プラズマ焼結 (CPS) 技術

(2016年6月8日 14:50〜16:30)

CPSは、従来の常識を覆すような低温で金属ナノ粒子の粒成長と焼結体の緻密化を可能にする、生まれたばかりの新技術です。その技術的背景と現時点で分かっていることを最大限お話しするとともに、今後どのようなことが可能になると考えられるのか、未来予測的な観点からのお話しもできればと思っています。

1. はじめに
   1. 産総研フレキシブルエレクトロニクス研究センターの紹介
   2. IoTとプリンテッド・エレクトロニクス (PE)
   3. PEにおける銅配線実用化の必要性
   4. 印刷で銅配線を作ることの難しさ
2. 本研究の技術的背景
   1. 酸素ポンプについて
   2. Cu-O系の相図
   3. 極低酸素分圧の意味
   4. 酸素ポンプを使う意義
   5. 大気圧プラズマ
3. 低温プラズマ焼結 (CPS) について
   1. CPSの概要
   2. CPSの効果
   3. 放電電極形状・高電圧電源の種類に対する依存性
   4. インク依存性
4. まとめ
   1. CPSの現状
   2. 今後のアプリケーション展開
• 質疑応答