触媒フリー・無電解銅めっきプロセスの開発とPTFE基板の素子化

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前年度までの成果をベースに、大気圧プラズマ化学液相堆積法による触媒フリー無電解銅めっきプロセスの高性能化について検討した。被塗布材であるテフロンシート上面に設置したブレードの先端から錯化高分子や銅イオンを含む溶液を供給し、シートを一軸掃引することにより塗布していた。高精度に再現よく塗布可能である半面、溶液の蒸発速度が塗布速度を律則するため、成膜速度を25μm/sよりも高速化することが困難であった。塗布プロセスの高効率を図るため、塗布溶液の供給と吸引を同軸上に含むノズルを開発し、塗布領域を局在化させるとともに局在化領域を被塗布材上で走査することに着想した。これにより、従来の塗布精度を維持したまま、従来の成膜速度を200倍以上高速化することに成功した。(特許申請準備中)大気圧ヘリウムプラズマを用いた、錯化高分子グラフト鎖を介してテフロンシート上に担持した銅イオンの還元ならびに自己組織的銅ナノ粒子の形成過程を明らかにした。プラズマ処理経過にともない、オストワルド熟成機構により銅ナノ粒子の成長が支配されていることを明らかにした。プラズマ還元によるナノ粒子形成機構に関する世界で初めて知見を得た。(Thin Solid Films 2010, Trans.Mater.Res.Soc.Jpn.2010)プロセス効率を向上させるために、試料を導入する電極間のみを誘電体で囲ったマイクロチャンバーを利用する微小マイクロ空間大気圧プラズマプロセス装置を作製した。プロセス部のみのガス置換で済むため、チャンバー型の特徴である高い信頼性を維持したままプロセス効率の大幅な向上を達成できる見込みが得られた。作製したフッ素ポリマー銅張積層板の引き剥がし強度は実用レベルの密着強度が得られ、申請時の研究目標を達成することができた。