研磨を必要としない表面平滑化技術を開発 次世代電子デバイス実装に必要な原子レベルの平滑な接合面を実現

研磨を必要としない表面平滑化技術を開発次世代電子デバイス実装に必要な原子レベルの平滑な接合面を実現

2025年1月28日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇大学院工学研究科　电子工学専攻
教授　日暮栄治

【発表のポイント】

次世代电子デバイスの実现には、素子にダメージを与えない低温接合が重要で、中でも材料を溶融させずに固体のまま接合する固相低温接合にはナノレベルで平滑な接合面が必须です。
従来技术である除去加工による平滑化（研磨）ではなく、小さな素子や复雑な形状に适用可能な、付加加工による平滑化技术を开発しました。
电子デバイス実装に広く用いられる金（Au）めっき膜の接合面を、Au薄膜の転写による平滑化技术を开発し、常温接合を达成しました。

【概要】

电子実装技术^（注¹^）は、昨今注目される半导体を含む电子デバイスの製造において要となる技术です。特に接合技术は、电気的?机械的接続や封止など、多くの工程で必要とされる重要な基盘技术です。

东北大学大学院工学研究科电子工学専攻の日暮栄治教授らは、产业技术総合研究所デバイス技术研究部门集积化MEMS研究グループの仓岛优一研究グループ长らの研究グループならびに関东化学株式会社の清水寿和副主席研究员らのグループと共同で、表面が粗いAuめっき膜を平滑なAu薄膜に重ねる付加的な平滑化手法を新たに开発しました。具体的には、表面活性化接合^（注²^）技术とテンプレートストッピング^（注³^）技术を组み合わせることで、研磨工程を用いずにAuめっき膜を平滑化し、常温接合を実现しました。

本研究は2025年1月18日の学术誌Sensors and Actuators A: Physical のオンライン版に掲载されました。

図1. 本研究で開発した、表面活性化接合とテンプレートストリッピングを組み合わせた技術に基づく平滑化プロセス

【用语解説】

注1. 电子実装技术: 半導体や電子部品を基板に取り付け、電気的接続や機械的固定を行い、電子機器として動作可能な形態にする技術。特に、Auめっき膜を用いた低温接合や平滑化技術のように、接合温度や素子への負荷を低減しつつ高い信頼性を確保するプロセスは、次世代の小型?高性能電子機器の実現において重要な役割を果たす。

注2. 表面活性化接合: アルゴンイオン等のイオン衝撃により接合面の吸着層や酸化膜を除去し、固体表面が本来持っている凝着エネルギーを利用して、固体同士を常温ないし低温で接合する技術。

注3. テンプレートストリッピング: 平滑なテンプレート上に堆積させた金属膜をテンプレートから剥離することで、テンプレート表面と同等に平滑な面を得る手法。

【论文情报】

タイトル：Room temperature bonding of Au plating through surface smoothing using polyimide template stripping
著者：Kai Takeuchi, Shogo Koseki, Le Hac Huong Thu, Takashi Matsumae, Hideki Takagi, Yuichi Kurashima, Takahiro Tsuda, Tomoaki Tokuhisa, Toshikazu Shimizu, Eiji Higurashi*
*责任着者：东北大学大学院工学研究科电子工学専攻　教授　日暮栄治
掲載誌：Sensors and Actuators A: Physical
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