エレファンテック、銅で銅を分散させる、自己組織化銅ナノ粒子を開発
– 半導体実装接合材の新たな設計を可能に –

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近年、パワー半導体分野を中心に金属焼結材の期待が急速に高まっており、かつAg焼結材に代替する低コストかつ高信頼性のCuペーストが強く求められています。
しかし、従来のCuペーストでは、有機分散剤によって微粒子を安定化する必要があり、有機分散剤を増やすことによる金属含有量の低下・焼結阻害・導電率低下などが実用上の課題となっていました。

そこでエレファンテックは、有機剤に頼らず「銅で銅を分散させる」革新的な分散技術を開発しました。
これまでも、メカノケミカル反応などを用いて金属粒子表面に別の金属粒子を接合する技術は存在しましたが、本技術では、単に銅微粒子に指定の銅ナノ粒子を混合して撹拌するだけで、銅ナノ粒子が微粒子表面に自己組織化して粒子層を形成します。
また、このナノ粒子は特定の含有比率濃度を超えると急激に自己組織化が誘起される挙動を示し、当社ではこの閾値を限界ミセル濃度（CMC）と似た概念として「臨界自己組織化濃度（Critical Self-Assembly Concentration, CSAC）」と定義しています。CSACを超えると、分散安定性が飛躍的に向上することを確認しています。

本技術のメリット

本技術により、従来よりもはるかに低分子量・低添加量の有機分散剤でのペースト設計が可能となり、焼結挙動や粘度設計などの材料設計自由度が大きく向上します。
例えば、有機量を最小限に抑えられるため、金属含有量の向上や、焼結性・導電性・熱伝導性の改善、硬化時のガス発生・残渣の低減などが期待できます。

本技術を用いた事業について

本技術は、主に銅ペーストメーカー・材料メーカー様に向けて、 など、幅広い形で事業展開を進めてまいります。

なお、既にSA-CuNPの製造プロセスは安定化しており、量産規模での供給体制についても順次強化を進めております。

応用先

本技術により、パワー半導体の接合材・放熱材、受動素子の電極材、配線（太陽電池など）への応用が期待されます。

今後の技術の広がり

本技術は銅ナノ粒子に留まらず、「任意の無機微粒子表面に自己組織化する」汎用ナノ粒子分散技術としての発展が期待されます。
実際に、SA-CuNPがビスマス粒子、アルミナ粒子表面にも同様の自己組織化挙動を示すことを確認しており、樹脂複合材料の分散制御や、高フィラー充填材料の流動性改善など、多方面への応用が見込まれます。

エレファンテックは、今後も新たなナノ材料の可能性を切り拓いてまいります。