红桃视频

【発表のポイント】

• 開発した銅ナノ粒子は、140 °C程度から銅ナノ粒子の焼結が開始され、これまでにない低温焼結特性を示すことが確認できた。
• あらたに开発した合成プロセス（水溶性铜错体室温还元法）は、水中、大気下、室温という极めて低环境负荷の条件において、低温焼结性を有する铜ナノ粒子の调製が可能である。
• 开発した铜ナノ粒子から调製した铜ナノペースト^※1は、プリンテッドエレクトロニクス^※2による回路形成や次世代パワーデバイス^※3の接合材料として用いられている银ペーストに置き换わる材料となることが期待できる。

【概要】

东北大学 多元物質科学研究所（所長 村松淳司）の 蟹江澄志 准教授らと三井金属鉱業株式会社（東京都 代表取締役社長 西田計治）の上郡山洋一博士らの共同研究により、低温焼結性を有する銅ナノ粒子を水中、大気下、室温という、極めて低環境負荷の条件において合成するプロセスをあらたに開発しました。

得られた銅ナノ粒子表面には、耐酸化性を持つ有機物が吸着しており、この有機物成分が低温（140 °C程度）で分解することで、銅ナノ粒子の焼結が開始されることを解明しました。

今回開発した銅ナノ粒子をペースト化することで、180 °C程度の低温焼成（N₂雰囲気下の無加圧焼成）でPEN（ポリエチレンナフタレート）フィルムやPI（ポリイミド）フィルム上に銅粒子間が焼結した良好な厚膜銅配線形成（膜厚：14 μm）が可能です。これにより、プリンテッドエレクトロニクスによるIoTセンサーの回路形成材料などとして銀ペーストやハンダ代替が期待できます。

また、模拟接合构造（铜基板间を铜ペーストで接合する）を用いた金属间接合材料^※４としての評価では、200 °C程度の低温焼成（N₂雰囲気下の無加圧焼成）で高いシェア強度（＞30 MPa）を示すことを確認しており、次世代パワーデバイス（SiCやGaN）の接合材料として実用化が期待できます。

なお、本成果は、１月２９日（火）付で、nature.comが管理するオープンアクセス電子ジャーナル誌の「Scientific Reports」誌に掲載されました (DOI: 10.1038/s41598-018-38422-5)。

详细（プレスリリース本文）

【用语説明】

※1．铜ナノペースト：
有機溶媒中にナノサイズ（100 nm以下）の銅粒子を主成分に、他に接着成分や無機物を分散させた粘性の高い流動体です。食パンに塗るジャムやクリームの様な粘性を有します。

※2．プリンテッドエレクトロニクス：
电子デバイスの回路配线や絶縁膜等を印刷技术によって作製する技术です。必要な箇所に必要な量だけ金属粒子又は金属酸化物粒子を含むペースト（インク）を印刷し、加热や紫外线等で硬化させ导体?絶縁体等を形成するため、环境に优しい製造技术と认识されています。

※3．次世代パワーデバイス（パワー半导体）：
パワー半导体は、交流を直流に変换したり电圧を昇圧?降圧したりし电力を制御するデバイスです。现在は半导体のシリコン（厂颈）が使われていますが、次世代パワーデバイスではシリコンカーバイト（厂颈颁）や窒化ガリウム（骋补狈）を使用することで、电力损失を大幅に削减することができると期待されています。

※4．金属间接合材料：
电子部品を基板上の配线や电极に接合する材料です。接合材料としてハンダが一般的に使用されています。

问い合わせ先

（研究に関すること）
东北大学 多元物質科学研究所
准教授 蟹江 澄志（かにえ きよし）
电话：022-217-5165
E-mail：kanie*tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）

（报道に関すること）
东北大学多元物质科学研究所
広报情报室
电话：022-217-5198
E-mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp （*を@に置き換えてください）