【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.29】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
22AT0408
利用課題名 / Title
銅インク塗膜の断面観察による焼結性評価
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）その他/Others（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
銅インク, スクリーン印刷, 塗膜, 焼結性
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)
須賀 正太郎
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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）技術補助/Technical Assistance（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)
市販銅粒子を使った銅インクをスクリーン印刷して作製した銅塗膜を一般的な熱焼成プロセスにて施した試料に対して、集束イオンビーム(Focused Ion Beam, FIB)加工を行って断面を観察し、塗膜内部の焼結性を評価した。
実験 / Experimental
[利用した主な装置]
・イオンコーター
・集束イオンビーム加工観察装置(FIB)
[実験方法]
スクリーン印刷を用いてフィルム基板上に市販銅粒子を使った銅インクを印刷する。その塗膜に対して一般的な熱焼成を施す。使用する銅インクは銅粒子と有機物から成り立っており、銅インクの混合には撹拌羽根を有する撹拌機を用いた。
銅インクのフィルムへの印刷は市販のスクリーン印刷装置を使ったスクリーン印刷を実施する。
銅インクの焼成には一般的なバッチ式の卓上型管状炉を用いた焼成プロセスで実施した。
焼成後得られた塗膜に対して、イオンコーターにて白金(Pt)によるコーティングを施したのちにFIBによる彫り込みを行って、塗膜断面を露出させて観察を行う。
結果と考察 / Results and Discussion
今回、銅インクに含まれる銅粒子の含有量が焼成後の塗膜の焼結性及び緻密性に与える影響を調査する目的で銅粒子と有機物の重量比率を変えたインク3種類(A,B,C)を作製した。それぞれの銅インクの重量比を銅粒子:有機物でA (90:10), B(80:20), C(70:30)になるように調整した。
焼成塗膜のFIB加工による断面観察を実施したところ、インクA,B,Cともに粒子のネッキング及び粒子成長が確認された。塗膜の緻密度はインクの銅粒子含有量が多いA,BがインクCに比べて増していた。しかし、どのインクも焼結性は確認されたが完全に一体化したバルク状の塗膜を形成するまでには至っていなかった。
今後は、完全に緻密化した塗膜を目指すべく、銅インクの作製、印刷、焼成プロセスの各条件の最適化検討が必要であると考え、今後もNPFの装置を使用しながら研究を進めていく予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
Fig.1 インクAの断面SIM画像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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