静岡大学新技術説明会 レーザー照射によってAg膜を超微細パターニング

11月10日、科学技術振興機構(JST)で「静岡大学新技術説明会」が開催された。ここでは、同大学学術院工学領域電子物質科学系列の小野篤史准教授の講演「レーザー照射による直接的な超微細金属パターニング技術」をピックアップする。

　同氏が報告したのは、レーザーを用いた微細パターニングプロセス。といっても、コンベンショナルなダイレクトレーザードライエッチングとはメカニズムが異なる。

　図1のように、ポリイミド前駆体＋AgNO3に代表されるAgイオン含有ポリマーを基材に使用。チタン：サファイヤレーザーからレーザービームを照射すると、光還元メカニズムによって照射領域のみにAgが析出し、グレインが連続的になった状態でパターニングされる仕組み。最大の特徴は2光子還元メカニズムによってレーザー波長以下の超微細パターンが形成できることで、実験では波長800nmでミニマム200nmという超微細ラインが描画できた。

　また、図2のようにAgナノ粒子が凝集して連続的なグレイン構造が形成されるため、Agナノ粒子を覆う界面活性剤の影響が少なく、コンベンショナルなAgナノインク・ペーストを用いるよりも低抵抗になると期待される。

　図3は照射パワーおよび照射スピードと描画線幅の関係で、照射パワーを高くすると線幅が太くなり、低くすると細くなる。一方、照射スピードを高くすると線幅が細くなる。つまり、これらの二つのパラメータで描画線幅を自在に設定することができる。

　容易に想像できるようにポリイミドフィルムベースのFPCが最有力用途になるが、ITO透明導電膜付きポリイミドフィルムに、このプロセス技術を用いてAgメッシュ配線を施せばメッシュ型超低抵抗透明電極も容易に実現するとしている。

参考文献
1)小野：レーザー照射による直接的な超微細金属パターニング技術、静岡大学新技術説明会試料、pp.19-22(2016.11)