地方独立行政法人大阪産業技術研究所 森之宮センター

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表面工学研究室

エレクトロニクス実装関連や電子デバイス関連の分野を中心に、リチウムイオン二次電池材料、新規触媒による無電解めっきプロセス、電子部品用鉛フリー合金めっき、化成処理によるめっき皮膜の機能向上など、広く表面処理関連技術の開発を行っています。

担当者 お問い合わせなどについては「*」印の連絡担当者へお願い致します。

  1. 千金正也 *
  2. 小林靖之
  3. 池田慎吾
  4. 藤原裕
対応する業界、素材や技術

プリント基板業界、電子部品業界、電池業界、めっき業界、電気化学、表面分析、表面改質

研究内容

リチウムイオン二次電池用の合金系負極の開発

リチウムイオン二次電池は高いエネルギー密度を有し、繰り返し使用できることから、モバイル機器をはじめとする様々な機器のポータブル電源として使用されています。現在、情報通信機器のさらなる高機能、多機能化を見据え、また、電気自動車や航空機などの大型機器向けの需要拡大を受け、より高容量で高速充放電が可能な電池の開発が必要とされています。現在、リチウムイオン電池の負極として実用化されている黒鉛(理論容量:372 mAh/g)よりも高い容量をもつスズ(理論容量:994 mAh/g)やシリコン(理論容量:4200 mAh/g)が新規な負極材料として注目されています。しかし、これらの金属は充放電時にリチウムと合金化・脱合金化することで体積が数倍に膨張・収縮を繰り返し、しだいに微粉化し集電体から剥離することによって容量が低下していきます。
本研究室では、めっき法で3次元構造をもつスズ系合金電極構造体の開発をおこなっています。高分子マイクロ・ナノファイバーをテンプレートとして、銅-スズ系合金めっきを施して比表面積の大きな負極シートを作製し、サイクル特性の向上を図っています。

環境負荷物質を使用しない高分子基板の表面改質とめっきへの応用

本研究室では、フレキシブルプリント配線板をはじめとする電子部品への応用を目的とし、種々のポリマー材料に対するめっき技術について検討をおこなっています。エレクトロニクス実装分野では、従来法に比べて、低環境負荷、低コスト化、プロセスの簡略化を実現しつつ、めっき密着性をはじめとする様々な物性の確保を可能にする技術の開発が待望されています。このような背景から、

  1. シリカナノ粒子-アクリルハイブリッド層を利用するめっきプロセス
  2. オゾン水を利用するポリマー材料の表面改質
  3. ダイレクトメタラリゼーション法を利用するポリイミド樹脂表面のめっきプロセス

に取り組んでいます。

パラジウムに代わる無電解めっき触媒の開発

高分子素材への無電解めっきは、プラスチック製品の装飾めっき、電子機器筐体の電磁波シールド、電子回路基板製造などの広い分野で利用されています。なかでも、電子回路基板の微細高密度配線形成では、無電解銅めっきが不可欠な工程です。高分子基板に無電解めっきを施すため、いくつかの基板前処理工程が必要であり、なかでも触媒付与はめっき開始のための必須の工程です。めっき開始触媒としてはパラジウム/スズ混合コロイド触媒が広く用いられます。しかし、配線形成後の基板表面への触媒残留による絶縁特性低下が危惧され、また材料コストが高く不安定であることから、代替触媒の開発が要望されています。
本研究室では、 2価のスズ錯イオンによって銀イオンを還元することによって安定な銀ナノ粒子コロイド溶液が容易に大量合成できる技術を開発しました。このナノ粒子コロイドは5nm程度の大きさで、水中で長期間安定に保存することができます。さらに、このナノ粒子コロイドは無電解めっきのための開始触媒として利用できることを見出し、パラジウムに代わる次世代の触媒として研究開発をおこなっています。

表面工学研究室に関するお問合せ

依頼試験、技術的相談、相談内容で担当部署がわからない場合などの際は、
技術相談窓口へお尋ねください。

06-6963-8087

メールでお問合せ

9:00~12:15/13:00~17:30(土日祝・年末年始を除く)

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