接着・接合のメカニズムと寿命・剥離の指標

エレクトロニクスやメカトロニクスなどの分野では、デバイスの進化に伴い、異種材料の接着・接合技術の重要性は益々高まりつつあります。接着・接合技術には、有機系接着剤やはんだ等の金属系接合材料を用いるものだけでなく、表面活性化接合や分子接着技術など様々な手法が研究されています。しかし、これらの接着・接合技術の全体を見通せるような教科書は存在しておらず、それぞれの技術について個別に考えていくしかないのが実情です。 　本セミナーでは、接着・接合技術を理解する上での学術的基礎から始まり、様々な研究者によって研究が進められている先端接合技術についてわかりやすく解説します。最低限の数式は用いますが概念的な理解につながるように説明するとともに、質疑応答にできる限り時間を取りますので、奮ってご参加ください。

1. 最新の異種材料の接着・接合技術を理解するために
   1. 微細接合技術の研究動向をわかりやすく整理する
   2. 界面相互作用の3つのレベル
   3. 接着強度を決める諸因子
   4. 今後の微細接合技術における界面ナノ構造制御の重要性
2. 接着・接合を考える前提としての化学結合論
   1. 化学結合は実態ではなく概念である
   2. 分子軌道法から考える化学結合の概念 ～共有結合性とイオン結合性～
   3. 金属結合とは何か
   4. van der Waals力とは何か
      ～一般化van der Waals理論とLifshitz理論～
   5. 水素結合とは何か
      ～拡張Fowks式と酸・塩基説の意味を理解するために～
   6. 界面での化学結合形成を考える
3. 高分子系接着剤を用いた接着
   1. 濡れ性の評価 ～静的評価と動的評価～
   2. 平衡接触角を用いた表面自由エネルギー解析
   3. van der Waals力や水素結合形成に基づく接着理論
   4. 界面相互作用を考えるための基礎 ～正則溶液近似～
   5. 拡張Fowks式と酸・塩基説
      ～実は同じ現象を別の視点からモデル化したもの～
   6. 溶解度パラメータの考え方と推算法
   7. 量子化学計算から導かれるFukui関数による反応性解析
   8. カップリング剤 ～相溶性と化学反応性の2つの考え方～
   9. 分子接着技術への展開
   10. 界面化学反応挙動解析に基づく接着性評価技術
4. 金属系接合材料を用いた接合
   1. 溶融金属の固体表面への濡れ ～物質移動・化学反応を伴う濡れ～
   2. 原子の拡散 ～相互拡散,カーケンドール効果を理解するために～
   3. 界面反応層形成を考えるための基礎 ～正則溶体近似～
   4. 相互作用パラメータの導入
   5. 状態図から得られる界面反応に関する情報
   6. 界面反応層成長の速度論
5. 樹脂/樹脂間の接着・溶着
   1. 有機高分子/有機高分子界面での拡散現象
   2. ポリマーアロイの熱力学
   3. 金属の合金とポリマーアロイの熱力学理論の比較
   4. 溶解度パラメータの適用限界
6. ナノテク関連技術を用いた接合
   1. バルクの熱力学とナノ粒子の熱力学
   2. 金属ナノ粒子の融点降下現象と低温焼結現象の違い
   3. 焼結の理論モデル～古典モデルから自由エネルギー理論まで～
   4. 樹脂バインダ中での金属ミクロ粒子の低温焼結現象
   5. 金属ナノ・ミクロ粒子ペーストにおける界面化学現象の重要性
   6. 外部要因によって引き起こされる拡散現象がもたらす不具合
7. その他の金属/有機界面形成技術
   1. 表面活性化による常温接合
   2. 必要な表面の活性化の度合い
   3. 吸着種により促進される表面拡散のモデル
   4. 化学的表面改質を利用した接合技術
   5. ナノスケールインターロッキング
8. 複数の加速因子を考慮した寿命予測法の構築に向けて
   1. 強度の確率的性質をあらわすワイブル統計
   2. 反応速度論モデルの基本的な考え方
   3. アレニウスモデルの考え方 (温度加速)
   4. アイリングモデルの考え方 (複数の加速因子が同時に加わる場合)
9. おわりに
   • 界面構造に対する新しい視点 (interface/interphase) と今後の展望
• 質疑応答