電子デバイス実装技術におけるセルロースナノファイバー補強導電性接着剤の開発

金属フィラーとポリマーを混合した導電性接着剤は、はんだに代わる鉛フリー化・高温実装・低温実装技術のキーマテリアルとして期待されている。ここ最近、金属フィラー・ポリマー複合材料は、導電性接着剤以外の用途でも注目を集めている。それは、シリコーンなどの高い伸縮性エラストマーと金属粉末やカーボンナノチューブなどの導電性材料を複合化した伸縮性導体である。この材料は、センサーやディスプレイなどのフレキシブルデバイスの配線材料や電極として期待されている。そこで初年度は、銀フレークを用いた伸縮性導体の開発を行った。従来の伸縮性導体はベースポリマーとしてシリコーンを用いているため、「基板との密着性が低い」、「2倍以上伸張させると導電性が失われる」といった課題が挙げられていた。本研究において、クロロプレンゴムやポリウレタンなどの各種エラストマー材料を用いて検討した結果、ポリウレタンは伸張性と密着性に優れるため、ポリウレタンベース伸縮性導体は、最大8倍程度まで伸ばしても導電性が保たれることが明らかとなった。また、PETなどのプラスチックフィルムを基板として用いると、折りたたんだ際にポリウレタンベース伸縮性導体の導電性が著しく悪化したが、セルロース系素材であるコットン布や紙を基板材料として用いると、折り畳んでも高い導電性を保持することが明らかとなった。次年度以降は、セルロースナノブァイバーを用いた評価・検討を予定している。なお本成果は、国際会議においてポスター賞の受賞、ならびに各種マスメディアで紹介されるなど、本研究分野において非常に高い評価を得ている。

金属フィラーとポリマーを混合した導電性接着剤は、はんだに代わる鉛フリー化・高温実装・低温実装技術のキーマテリアルとして期待されている。ここ最近、金属フィラー・ポリマー複合材料は、導電性接着剤以外の用途でも注目を集めている。それは、シリコーンなどの高い伸縮性エラストマーと金属粉末やカーボンナノチューブなどの導電性材料を複合化した伸縮性導体である。この材料は、センサーやディスプレイなどのフレキシブルデバイスの配線材料や電極として期待されている。そこで初年度は、銀フレークを用いた伸縮性導体の開発を行った。従来の伸縮性導体はベースポリマーとしてシリコーンを用いているため、「基板との密着性が低い」、「2倍以上伸張させると導電性が失われる」といった課題が挙げられていた。本研究において、クロロプレンゴムやポリウレタンなどの各種エラストマー材料を用いて検討した結果、ポリウレタンは伸張性と密着性に優れるため、ポリウレタンベース伸縮性導体は、最大8倍程度まで伸ばしても導電性が保たれることが明らかとなった。また、PETなどのプラスチックフィルムを基板として用いると、折りたたんだ際にポリウレタンベース伸縮性導体の導電性が著しく悪化したが、セルロース系素材であるコットン布や紙を基板材料として用いると、折り畳んでも高い導電性を保持することが明らかとなった。次年度以降は、セルロースナノブァイバーを用いた評価・検討を予定している。なお本成果は、国際会議においてポスター賞の受賞、ならびに各種マスメディアで紹介されるなど、本研究分野において非常に高い評価を得ている。