【公開日：2025.06.26】【最終更新日：2025.06.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23NM0172

利用課題名 / Title

シリコーンゴムの表面汚染評価

利用した実施機関 / Support Institute

物質・材料研究機構 / NIMS

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

質量分析/ Mass spectrometry,ナノ粒子/ Nanoparticles

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

日下 靖之

所属名 / Affiliation

産業技術総合研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

宮内直弥

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術補助/Technical Assistance（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NM-205：飛行時間型二次イオン質量分析装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

環境負荷の小さい電子デバイス製造技術として印刷エレクトロニクスの開発が進められている。特にグラビアオフセット印刷、反転オフセット印刷、マイクロコンタクト印刷などシリコーンゴムを用いることで微細性を向上させる印刷法が注目を浴びている。これらの工法では、印刷毎にシリコーンゴム表面がインクや基板と接触するため、表面劣化・汚染状態を評価することは量産化に進む上で重要である。

実験 / Experimental

シリコーンゴムを用いる印刷法の一種である、付着力コントラスト印刷を用いた実験を行った。まずCuナノ粒子インクをシリコーンゴムシートに塗布し、乾燥待機後、刷版で不要インク部を転写除去し、その結果シリコーンゴムシート上に形成されたCuパターンをPET基板に転写した。この一連の工程を2000回連続して実施し、その前後の表面をToF-SIMSで評価した。ULVAC PHI製ToF-SIMS(PHI TRIFT V nanoTOF)を利用し、Bi³⁺⁺クラスターイオン源を用いて、Dose量は2×10¹¹ [ions/cm²]としてE-Gun 中和を入れた状態で100μm角エリアを測定した。

結果と考察 / Results and Discussion

印刷前後のシリコーンゴム表面の両方とも、PDMSに特徴的なピークとして、Si⁺(m/z = 28)、CH₃Si⁺ (m/z = 43)、SiOH⁺ (m/z = 45)、CH₃OSi⁺ (m/z = 59)、C₂H₅OSi⁺ (m/z = 73)、C₅H₁₅OSi₂⁺ (m/z = 147)が観測された。また印刷前後の結果を比較すると、おおよそ73以下の低質量イオン成分は一致するものの、高質量イオン側では、印刷前と比べて印刷後のフラグメントが多数検出された。ただしトータルイオンカウントは印刷前サンプル21,604、印刷後サンプル68,540で印刷後サンプルの方が3倍強多かった。また、全体を通じて、測定箇所を少しずらしただけでシグナルが弱くなったり、積算中にシグナルが微弱になったり、チャンバー導入後、同一箇所を繰り返し測定しても再現が得られないケースがあるなど、測定が安定しなかった。特に、導体メッシュ治具が変形しており、サンプル表面に良好にコンタクトしておらず、チャージアップが懸念された。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

シリコーンゴムのToF-SIMS測定時のジグ接触不要（上）と印刷前後ToF-SIMSスペクトル（下）

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究成果の一部は，JST研究成果展開事業研究成果最適展開支援プログラムASTEP産学共同JPMJTR222Dの支援を受けたものです。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件