銅ナノインク・ペーストの開発と配線・接合材料への応用

１．銅ナノインクの印刷、焼成、用途展開についての解説

石原ケミカル(株)　有村 英俊 氏

【本講座で学べること】
・プリンテッド・エレクトロニクスについての概論と課題
・導電性インクと実用化例
・銅ナノインクの特長と取り扱い
・銅ナノインクの用途
・銅接合材の特長と検討結果

【講座概要】
プリンテッド・エレクトロニクス分野では、既にAg系材料で実用化が進んでいる。近年の貴金属価格の高騰もあり、工業化の際に、コストダウンが期待できるCu系材料の実用化に向けた研究開発が盛んにおこなわれている。しかし、特にCuナノ粒子は、低温焼成が可能である一方で、非常に活性であり、その取扱いが難しく、実用化に向けた大きな課題となっている。本講座では、Cuナノ粒子を含む導電性インクの印刷から焼成までを具体例を挙げて説明し、その具体的用途についても、検討例を解説する。また、近年、注目されているパワーデバイス向け銅接合材の加圧ならびに無加圧接合についての検討例を紹介する。

１．プリンテッド・エレクトロニクスの概要
　1.1 プリンテッド・エレクトロニクス(PE)と市場
　1.2 従来プロセスとPEとの比較と課題
　1.3 PE市場の材料と実用例
　1.4 導電性インク
　1.5 銅ナノインクの需要の背景

２．銅ナノインク概要
　2.1 銅ナノ粒子の特長
　2.2 金属粒子の焼結
　2.3 銅ナノ粒子の焼成方法
　2.4 光焼結(フォトシンタリング)の解説
　2.5 還元雰囲気での焼成

３．銅ナノインクを用いた印刷
　3.1 各種印刷法
　3.2 薄膜印刷
　・インクジェット
　・フレキソ
　・グラビアオフセットなど
　3.3 厚膜印刷
　・スクリーン印刷

４．銅ナノインクの用途展開
　4.1 紙基材RF-タグ
　4.2 銅メタルメッシュ
　4.3 厚膜印刷による回路形成
　4.4 立体物への直接回路形成
　4.5 めっきのシード層

５．銅接合材
　5.1 パワーデバイス向け銅接合材
　5.2 加圧タイプ銅接合材
　5.3 無加圧タイプ銅接合材
　5.4 無加圧接合への取り組み
　5.5 そのほか接合材

【質疑応答】

２．自己組織化銅ナノ粒子の開発とダイアタッチ・ビア応用

エレファンテック(株)　清水 信哉 氏

【本講座で学べること】
・最新の銅ナノ材料の基礎
・ダイアタッチ材料の最新動向
・AI需要におけるビア導電化要求の最新動向

【講座概要】
銅ナノ粒子の研究は長く行われてきたが、実用的に利用されている例は少ない。一方で、急速なAI需要、電力需要、材料高騰（特に銀）などにより、銅ソリューションのニーズはかつてないほど高まるとともに、技術的にもいくつかのブレイクスルーにより、実用に近づいている。
エレファンテックはその中でも独自のアプローチとして自己組織化銅ナノ粒子を用いたソリューションを展開している。本講座では、当該ソリューションによらない課題の全体像、その中での当該ソリューションの独自性を合わせて説明する。

１．自己組織化銅ナノ粒子の基礎

２．ダイアタッチ応用
　2.1 ダイアタッチ材料のニーズと全体像
　2.2 ダイアタッチ材料の課題
　2.3 自己組織化銅ナノ粒子を用いたダイアタッチ
　2.4 さらなる課題

３．ビア応用
　3.1 AI需要におけるビア要求の変化
　3.2 既存のビア導電化ソリューション
　3.3 自己組織化銅ナノ粒子を用いたビア導電化
　3.4 さらなる課題

【質疑応答】

３．耐酸化性を向上したプリンテッドエレクトロニクス向け銅インクの開発と配線形成

(国研)物質・材料研究機構　三成 剛生 氏

【本講座で学べること】
・プリンテッドエレクトロニクスの材料・プロセス・アプリケーション
・プリンテッドエレクトロニクスに用いる導電材料（金属ナノインク、金属錯体インク）
・プリンテッドエレクトロニクスの微細印刷技術
・印刷技術を用いたデバイス作製

【講座概要】
エレクトロニクス製品に対して、低コスト化、軽量化、フレキシブル化、環境負荷低減が求められる中、印刷技術を活用したデバイス製造は有力なアプローチとして注目されている。本講演では、金属ナノインク、金属錯体インクの特徴と課題を整理するとともに、特に低コストで資源的優位性を有しながら酸化しやすい銅に着目し、耐酸化性を向上した銅インクの設計思想と実用化に向けた技術的要点を紹介する。さらに、インクジェット印刷やスクリーン印刷を用いた配線、センサー、フレキシブルデバイスなどの応用事例を通じて、導電性インク材料と印刷プロセスの関係を考察し、材料開発から応用展開までを一体的に解説する。

１．導電性金属ナノインクの開発

２．導電性金属ナノインクの微細印刷プロセス

３．PE向け絶縁材料の開発

４．金属錯体インクの開発

５．銅・ニッケル合金インク

６．まとめ

【質疑応答】