先端材料:ナノ粒子から高性能エレクトロニクスへ
エレファンテックの技術は、銅ナノ粒子の設計から始まります。継続的な研究開発を通じて、ナノペースト、導電性インク、プライマーなど、幅広いナノ材料の開発基盤を構築してきました。これらの材料技術は、エレファンテック独自のエレクトロニクス製造プロセスを支えています。
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と高度な自己組織化制御を組み合わせ、先端電子材料の性能を高めています。
ナノ粒子設計
平均粒径約15 nm(D50 = 13.4 nm)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。この表面設計によって粒子間相互作用を制御し、安定した分散性を支えるとともに、自己組織化の制御を可能にします。
この表面設計に基づき、粒子間の反発力と引力を精密にバランスさせることで、ナノ粒子を対象表面に選択的かつ均一に集積させます。
SA-CuNPと従来銅ナノペーストの材料設計コンセプト比較
自己組織化銅ナノ粒子(SA-CuNP)の機能により、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、インクやペーストなど多様な形態への展開が可能となり、エレクトロニクスの設計・製造の可能性を広げます。
銅ナノインク:Nano Copper Depositionを支えるコア材料
銅ナノフィラーを応用したエレファンテックの自己濡れ性銅ナノインクは、インクジェット印刷によって導電性シード層を形成する独自の銅シード形成技術「Nano Copper Deposition」の中核をなす材料です。
銅ナノインクの特性は、保管、印刷、焼結、パターン形成に至るまで、製造プロセス全体に影響します。インクの安定性、粒径、溶剤の揮発性、焼結性、基材との密着性などが、導電性、信頼性、歩留まりを左右します。
エレファンテックの銅ナノインクは、高い安定性とプロセス適性を備え、製造工程の簡素化と高性能なインターコネクトの安定した形成を可能にします。
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。