材料開発技術
エレファンテックは独自の製法を実現するために、先進的な材料開発技術を研究しています。
なかでも、ナノマテリアル、インク、プライマー、そしてこれらを可能にする材料解析技術が相互に連携し、高精度な電子回路製造だけでなく、幅広い分野への応用が期待されています。
ナノマテリアル開発技術
エレファンテックは、独自のナノ粒子設計および自己組織化機能により、先端電子材料の性能を根本から革新しています。
ナノ粒子設計
平均粒径約15nm(D50=13.4nm)の銅ナノ粒子を高精度に設計し、粒径分布の均一化を実現しています。これにより分級工程を不要とし、製造効率の向上と安定した材料特性の実現に貢献します。
銅ナノフィラーの走査型電子顕微鏡(SEM)像
銅ナノフィラーの粒度分布
自己組織化銅ナノ粒子技術
独自のHDSM(High Density Small Molecule)表面処理により、ナノ粒子表面に高密度(約6分子/nm²)のリガンド層を形成します。この表面設計は粒子間相互作用の精密な制御を可能にし、優れた分散安定性を確保するとともに、制御された自己組織化を実現します。
この表面設計に基づき、粒子間の反発力と引力のバランスを最適化することで、ナノ粒子をターゲット表面へ選択的かつ均一に集積させることが可能となります。
自己組織化銅ナノ粒子(SA-CuNP)機能により、特に焼結特性および粘度制御において、材料設計の自由度が大幅に向上します:
・高い金属含有率
・焼結性および電気・熱伝導性の向上
・硬化時のガス発生および残渣の低減
・低温焼結が可能となり、接合性および熱安定性を向上
これらの技術により、本材料はインクやペーストを含む多様な形態に対応し、エレクトロニクスにおける設計および製造の可能性を広げます。
インク開発技術
当社のナノインクは、SustainaCircuitsプロセスに欠かせない、金属ナノ粒子を分散させたキーマテリアルです。
ナノインクがインクジェットヘッドから吐出され、印刷描画が開始されます。 印刷されたナノインク層に光を照射したり、還元液につけることで、ナノ粒子同士が融解・結合。この焼結プロセスによって、導電性と密着性が実現されます。
ナノインクには、以下の物性が求められます:
・液体としての安定性
・インクジェットの吐出性と印刷描画性
・ナノインク組成中の溶剤乾燥性
・ナノ粒子の焼結性
・基材との密着性
焼結後研磨断面のSEM画像
プライマー開発技術
着弾サイズを限りなく小さくそれでいて、液滴挙動を制御できる
隣の液滴との偏った合流やインク形状の歪みにより 微細描画が困難
隣の液滴との偏った合流やインク形状の歪みがなく 微細描画が可能
材料解析技術
材料開発を可能にするのは、研究段階から実施される徹底的な現象分析技術です。ナノインクと基材との高密着性を実現するには、ナノ粒子一つひとつの挙動を観察し、密着力低下の根本的な原因を解き明かすことが不可欠です。私たちはナノレベルでの現象を徹底的に分析し、密着不良の原因を明確にします。
私たちが重視しているのは「ナノレベルの材料技術や、それらによって引き起こされる物理現象を確実に制御すること」です。この徹底した解析技術があるからこそ、より本質的かつ迅速な改善策を開発できるのです。
基板と導体の接着面の断面SEM画像
AFM-IR測定結果:特定分子結合スペクトルを抽出してマッピング。基材と導体間近傍の原子状態を見極めている。