2024年度公募 seeds-5301 - 【北陸】 機能性材料の真空フリー低温レーザ印刷技術の開発とデバイス試作
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VISION

ビジョン

レーザ印刷技術による簡易なデバイス試作

真空フリー低温プロセスによるレーザ印刷技術の開発

レーザパルスを用いた局所加熱を利用することによって、真空フリーでも大気中酸素による酸化の影響を抑制したレーザ印刷技術を開発します。局所加熱により、金属化プロセスにおいてデバイス全体を加熱する必要ががなくなるため、低耐熱性のフレキシブル基板へも印刷可能です。金属や金属酸化物など各種機能性材料を印刷を実現し、各種デバイスの簡易試作の実現へ貢献します。

USE CASE

最終用途例

真空フリー低温プロセスによるレーザ印刷技術を開発し、デバイス試作へ貢献

USE CASE 01金属配線のレーザ印刷

APPLICATION

APPLICATION

金属パターンの直接描画

金属錯体、金属ナノ粒子、金属酸化物ナノ粒子を原料インクとし、レーザ照射による熱反応を利用して、高導電性のAu、 Ag、 Cu、高耐熱性のNi、その合金など、用途に適した金属配線が可能となります。

USE CASE 02ポーラスパターンのレーザ印刷

APPLICATION

APPLICATION

電極への応用に向けたポーラス電極の直接印刷

レーザ照射条件を制御することにより、金属パターンの密度を制御できます。ポーラス描画により、表面積の大きな、センサ感度の高い電極の描画が可能となります。

USE CASE 03低耐熱性フレキシブル基板へのプリント

APPLICATION

APPLICATION

フレキシブルデバイスの試作応用

レーザの急加熱急冷を利用し、基板へのダメージなく高融点材料をプリントできます。従来では困難であった、高温プロセスが必要な機能性材料パターンのプリントも可能になります。

STRENGTHS

強み

低耐熱性基板へのレーザ印刷

STRENGTHS 01

低耐熱性基板への機能性材料の印刷を実現

機能性材料の印刷プロセスにおいて、レーザパルスによる局所急加熱急冷プロセスを利用することで、基板全体を加熱する必要がなくなります。その結果、低耐熱性のフレキシブル基板に対しても高温処理の必要な高機能材料をレーザ印刷することが可能です。

TECHNOLOGY

テクノロジー

基板を選択しない金属・金属酸化物の真空フリー低温レーザ印刷技術の新規開発

TECHNOLOGY 01

機能性材料のレーザ印刷技術の実現

パルスレーザの誘起する光熱還元を利用して、真空フリーテインプロセスで金属・金属酸化物の選択的印刷を目指します。これまでに、インクの開発から、レーザ焼結・溶融プロセスまで一貫した研究により、大気中でも酸化を抑制した印刷技術を実現しています。また、レーザパルス照射による局所急加熱急冷により、低耐熱性基板へのダメージを抑制した印刷も可能です。

PRESENTATION

共同研究仮説

真空フリー低温プロセスによるレーザ印刷技術の開発

共同研究仮説01

合金のプリント

Au、 Ag、 Cu、 Ni、Co元素を含む合金印刷の実用化

Au、 Ag、 Cu、 Ni、Co元素を含む合金をレーザ印刷し、実用化に資する機能性材料のレーザ印刷技術の開発を目指します。インクの開発から、レーザ焼結・溶融プロセスまで一貫した研究により、大気中でも酸化を抑制した印刷技術を開発します。

共同研究仮説02

低耐熱性基板へのレーザ印刷

フレキシブルデバイスの試作応用基板への配線印刷

配線の金属化には焼結や溶融など加熱プロセスが必要です。基板全体を加熱すると、低耐熱性基板には応用できません。本シーズでは、レーザパルス照射による局所急加熱急冷により、低耐熱性基板へのダメージを抑制した印刷を目指します。

RESEARCHER

研究者

溝尻 瑞枝 長岡技術科学大学 工学研究科 准教授
経歴

経歴:2010年大阪大学 大学院工学研究科 マテリアル生産科学専攻 博士後期課程修了、博士(工学)。2010年4月産業技術総合研究所研究員、2013年7月名古屋大学 大学院工学研究科 マイクロ・ナノシステム工学専攻 助教、2018年3月長岡技術科学大学 産学融合トップランナー養成センター 産学融合特任准教授、2020年4月より長岡技術科学大学 大学院工学研究科 機械創造工学専攻 准教授。
専門分野:レーザ微細加工
https://mcweb.nagaokaut.ac.jp/~mizoshiri/index.html
https://researchmap.jp/read0152278

研究者からのメッセージ

インク調製からレーザ印刷まで、広く研究しています。

このテーマを取り組み始めて10年、基礎的なデータを積み上げてきました。それを基に、様々な機能性材料をレーザプリントし、デバイス試作技術へと成長させたいと思っています。