【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22KT1061
利用課題名 / Title
高分子材料の表面形状観察
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
光活性化接合,光学顕微鏡/Optical microscopy,異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
宇都宮 徹
所属名 / Affiliation
京都大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松浦竜也
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
当研究室ではこれまで，真空紫外(VUV)光を用いた光活性化接合について報告してきた[1][2]．しかしポリオキシメチレン(POM)の接合においては，ガラス転移温度以下ではあるものの，接合時に加熱が必要である．これまでの実験より，POMについては，VUV光を照射することで，表面に深さ1 µm程度のクラックが形成されることがわかっている．そこで本課題では，十分にクラックの形成されたPOMを様々な温度，時間で加熱圧着することで生じるクラックの形状変化の測定を，京都大学ナノテクノロジーハブ拠点にて，３Dレーザー顕微鏡により行った．
実験 / Experimental
POM成形板(SHT-POM Nat)に対し，VUV光（中心波長＝172 nm）を，窒素パージした照射チャンバー内で照射距離5 mmで30分間照射した．これにより表面に十分にクラックが形成されたPOMを，FAS-SAM製膜したシリコンウエハーに加熱圧着し，そのクラックの形状変化を調べた．加熱圧着の条件は，接合圧力4,8 MPaで，接合温度を120℃とし，接合時間を10分とした．
結果と考察 / Results and Discussion
Fig. 1に，窒素パージした照射チャンバー内で照射距離5 mmで30分間VUV光に照射後のPOM及びVUV照射後に各温度で加熱圧着したPOMの3Dレーザー顕微鏡による表面観察結果を示す． VUV光の照射によりPOM表面には深さ1 µm程度のクラックが形成されている．4 MPa加熱圧着すると，クラックは深さ0.4 µm程度まで潰れ，8 MPaでは，３Dレーザー顕微鏡ではクラックが確認出来ないほど小さくなった．接合時の圧力が高いほど，クラックがよく潰れることが示唆される．クラックの生じたPOM同士の接合において，本実験でクラックが小さくなる接合条件では，クラックが互いに組み込み合い，接合強度が増すことが期待される．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig. 1 Laser
microscope topography of the POM after VUV irradiation for 30 min in N2
(a) and POM heated and pressed for 10 min at 120℃ with 4 MPa (b) and 8 MPa (c).
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[1]M. Gonda, T. Utsunomiya, T. Ichii, H. Sugimura, Int. J. Adhes. Adhes. 2020, 100, 102604.
[2]権田光宏他，関西表面技術フォーラム (2020)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件