有機/金属・無機界面のメカニズム
−密着性・機能発現の要因−
[コードNo.06STA007]

■体裁/ B5判上製本 353頁
■発刊/ 2006年 10月31日 サイエンス&テクノロジー(株)
■定価/ 63,000円(税込価格)

薄膜、フィルム、金属、無機物・・・界面に起こる現象理解!
トラブル対策に終始しないために:結合の支配因子、温度、電子状態、界面制御の方法が分かる!

執筆者
三刀基郷大阪市立大学
市村博司神奈川工科大学
田坂茂静岡大学
長尾敏光奥野製薬工業(株)
前田重義(株)日鉄技術情報センター
奥村治樹(株)東レリサーチセンター
上野信雄千葉大学
榎学東京大学
岩森暁金沢大学
山西敬亮日鉱金属(株)
縄舟秀美甲南大学
赤松謙祐甲南大学
池田慎吾甲南大学
大坪英二三井化学(株)
平石克文新日鐵化学(株)
岸本喜久雄東京工業大学
大宮正毅東京工業大学
中東孝浩日本アイ・ティ・エフ(株)
宮前孝行(独)産業技術総合研究所
岩下寛之東洋鋼鈑(株)
小川俊夫金沢工業大学
田部井雅利(株)アルバック
飯田隆文ナガセケムテックス(株)
中谷直人日本アビオニクス(株)
光石一太岡山県工業技術センター
原賀康介三菱電機(株)

目次
第1章有機/金属・無機物の接着接合機構
1界面の結合理論
 1.1機械的結合説
 1.2化学結合説
 1.3分子間力説
 1.4静電気説
 1.5拡散説
2界面の相互作用力を阻害するもの
 2.1Weak Boundary Layer(WBL)
 2.2WBLの除去
第2章密着力と複合硬度
1スクラッチ密着力
2硬度
 2.1複合硬度から薄膜硬度の分離
3密着力と硬度の関係
第3章金属・極性高分子界面の熱的性質
1アルミニウム金属と高分子界面の状態
2熱分析による高分子金属界面の分析
 2.1表面DSC
 2.2金属・高分子界面のDSC
3誘電率の温度依存性
4TSCと焦電率
5金属・高分子界面の構造
第4章樹脂/めっきの結合状態および応力と密着性の要因
1樹脂/めっきの密着機構
 1.1アンカー効果による密着機構
 1.2化学的結合による密着機構
 1.3併用効果による密着機構
2樹脂上のめっき皮膜の応力
第5章樹脂/金属・金属酸化膜の化学結合と酸塩基反応
1ポリシロキサンと鋼板の接着界面
2金属蒸着高分子膜(樹脂)の界面反応
 2.1極性高分子における電荷移動
 2.2金属蒸着ポリイミド゙樹脂における界面反応
3樹脂ワニス塗布による金属接着界面
 3.1ポリイミド゙膜形成/Al板における非破壊分析
 3.2エポキシ樹脂と金属表面の接着機構
  3.2.1エポキシモデル物質によるIn-situ解析
  3.2.2市販エポキシ接着剤による剥離界面解析
4接着における酸塩基理論
第6章有機/金属・無機界面の目的別分析法
1接着因子と主な評価技術
 1.1密着力評価
 1.2接着前表面、剥離面の評価
 1.3接着状態での界面の評価
 1.4従来の深さ方向分析法とその問題点
第7章有機薄膜表面・界面の電子状態の基礎
1有機固体・薄膜の電子状態の一般的特徴と基本的事項
 1.1有機固体・薄膜の電子状態の一般的特徴
 1.2仕事関数、フェルミ準位、真空準位、最小イオン化エネルギー
 1.3物質間界面での電子エネルギー準位、波動関数の重要性
2表面・界面の電子状態の測定
 2.1有機薄膜の紫外光電子分光法(UPS)
 2.2有機薄膜のメタステーブル原子電子分光(MAES)
3測定例
 3.1有機分子線蒸着膜
  3.1.1単分子膜の形成
  3.1.2有機薄膜の価電子状態とその膜厚依存性
  3.1.3ダイポールナノテクノロジー:界面双極子の真の影響
 3.2ウェットプロセスで作製された有機薄膜表面:高分子薄膜の最表面
  3.2.1これまでの問題点
  3.2.2ポリスチレンスピンキャスト薄膜表面の洗浄性と最表面構造
第8章Si/有機薄膜界面の密着性評価
1試料
 1.1Si/有機薄膜界面試験片
 1.2Si/SiO2/有機薄膜界面試験片
2界面破壊靱性値の測定
 2.1四点曲げ試験
 2.2二重片持ちばり試験
3はく離経路の観察
 3.1SEM観察
 3.2ESCA分析
4結果および考察
 4.1荷重−変位曲線
 4.2はく離経路の同定
 4.3界面破壊靱性値の評価
  4.3.1界面破壊靱性値
  4.3.2き裂閉口応力の導出
  4.3.3楕円近似による破壊のクライテリオンの導出
第9章金属/有機薄膜の表面・界面状態と密着強度評価
1スピンコート法により作製したPTFE薄膜4)
2真空蒸着法により作製したPTFE真空蒸着膜5)
3高周波スパッタリングにより作製したPTFE薄膜7)
第10章圧延・電解銅箔と樹脂の密着性要因とその評価
1プリント配線板用材料
 1.1銅箔
  1.1.1電解銅箔
  1.1.2圧延銅箔
 1.2絶縁材料
  1.2.1リジッド基板用絶縁材料
  1.2.2フレキシブル基板用絶縁材料
2プリント配線板における導体の密着性
 2.1測定方法(引き剥がし強さ)
 2.2引き剥がし強さのメカニズム(弾性理論)
 2.3測定条件の影響
 2.4銅箔の影響
  2.4.1厚み
  2.4.2表面粗さ
 2.5樹脂の影響
  2.5.1温度による影響
  2.5.2樹脂の材質による影響
 2.6破壊モード
3プリント基板製造プロセスが密着性に与える影響
 3.1耐熱性
 3.2耐薬品性
4密着性向上の手段
 4.1粗さの影響
 4.2金属種の影響
 4.3カップリング剤
第11章銅/ポリイミドの密着機構
1ポリイミド樹脂の表面改質および銅イオンの吸着
2グラニュラ層の形成
 2.1水素化ホウ素ナトリウム水溶液による銅イオンの還元
 2.2ジメチルアミンボラン水溶液による銅イオンの還元
3銅薄膜の密着機構
第12章キャスト法、ラミネート法による銅/ポリイミド界面の状態と密着性
1キャスト法、ラミネート法2層CCLの接着性能
 1.1接着性能の考え方
 1.2接着力発現の要素
  1.2.1ポリイミドの流動性
  1.2.2銅箔種、銅箔厚さ、および銅箔表面処理の依存性
  1.2.3ポリイミドと金属の化学的相互作用
第13章スパッタリングによる銅/ポリイミド界面の状態と密着性
1スパッタリングによりPIフィルム上に形成した銅薄膜
2PIをターゲットとしてスパッタリングにより銅基板上に形成した薄膜
第14章LCP−CCLの開発動向
1概要
2高周波電気特性
 2.1誘電特性
 2.2伝送特性評価
3回路基板一般特性
 3.1低吸湿性
 3.2低粗度銅箔との高い接着力
 3.3耐屈曲性
 3.4鉛フリーはんだ耐熱性
 3.5放熱特性
4ビアホール・スルーホール加工性
5多層基板への適用例
第15章PET/セラミックス薄膜(ITO)の界面付着強度
1マルチステージピール試験法
 1.1供試材
 1.2実験装置
2はく離試験による界面付着強度評価法
 2.1エネルギバランスによる界面付着強度評価
 2.2PET/ITOフィルムの界面付着強度
3引張応力下におけるぜい性薄膜層の破損・破壊過程観察
 3.1PET/ITO複合フィルムの引張試験
 3.2ぜい性薄膜層の破損・破壊過程の観察結果
第16章PET/DLC界面の状態と密着性
1有害化学物質に関連する主な規制
2DLCの特徴
3プラスチック等高分子材料へのフレキシブルDLCの適応と問題解決手法
4成膜装置および処理方法
5実験結果
 5.1摩擦係数
 5.2摩耗特性
 5.3膜硬度
 5.4電気抵抗
 5.5ガスバリア性
 5.6密着性
6PET/DLC界面の状態と密着性を得る手法
 6.1樹脂とDLC界面の状態基材の前処理
 6.2中間層
 6.3摺動仕様の膜形態
 6.4ガスバリア仕様の膜形態
第17章和周波発生法を用いた酸化物/高分子界面状態の評価
―酸化物/PMMA、PET界面の構造と密着性―
1SFG発生の原理と特徴
2測定装置の概要
3SiO2/PMMA樹脂界面
4SiO2、TiO2/二軸延伸PET
5AlOx/PET界面構造
第18章PETラミネート鋼板におけるフィルム密着性
1ラミネートフィルムの密着性
2ラミネートフィルムの特性制御
3ラミネートプロセスの高効率化
第19章ポレオレフィン/金属界面の状態と密着性
1表面処理による官能基付与
2ポリエチレン(LDPE)とアルミニウム(Al)
3シランカップリング剤を使用したポリマー/Al界面
4その他の接着改善例
第20章プラスチック/光学薄膜界面の状態と密着性-プラスチック基板への光学薄膜コーティング技術-
1ディスプレイ用フイルム基板
2光学用プラスチック基板の特性
3光学薄膜の形成
4メタモードスパッタリングプロセス
5光学薄膜コーティングの実例
6界面の状態と密着性
第21章エポキシ樹脂/無機・金属の結合機構と密着性
1シランカップリング剤の配合による接着性向上
 1.1評価方法
 1.2評価結果
  1.2.1シランカップリング剤の配合によるTg及び剥離接着強度への影響
  1.2.2シランカップリング剤の配合による耐久接着性への影響
2VUVオゾン表面処理による接着性向上
 2.1評価方法
 2.2評価結果
  2.2.1エキシマVUV照射時間による影響
  2.2.2各温度でのSUSと無アルカリガラスの接着性への影響
  2.2.3各温度でのITO膜と無アルカリガラスの接着性への影響
  2.2.4XPSによる被着材表面の解析
第22章電子部品実装分野における接着剤併用超音波接合技術
1多ピン超音波フリップチップ実装技術の現状
2超音波接合の基礎
 2.1凝着
 2.2塑性変形
 2.3摩擦
3接着剤併用超音波接合技術
 3.1超音波接合装置(フリップチップボンダ)
 3.2樹脂硬化技術
4多ピン超音波フリップチップ実装への応用
第23章フィラー充填複合材料における樹脂/フィラー界面の結合機構
1カップリング剤の作用機構
 1.1無機物との作用機構
 1.2樹脂との作用機構
 1.3カップリング処理フィラーの特性評価
2フィラー表面の水の影響
3フィラーへのカップリング剤の固着性
4樹脂中へのフィラーの高充填化
5物理吸着シラン剤の弊害
6プライマーとしてのシラン剤の応用技術
7金属不純物の影響
8フィラー充填複合材料の耐熱水性
第24章接着接合の信頼性と耐久性
1理想的な接着状態とは
2接着接合における劣化の要因
 2.1
 2.2ヒートサイクル、ヒートショック
 2.3水分
 2.4継続荷重(クリープ)
 2.5繰り返し荷重(疲労)
  2.5.1疲労耐久性の評価方法
  2.5.2接着の疲労特性に影響を及ぼす因子
3長期劣化の予測法
 3.1長期熱劣化の予測法
 3.2長期耐湿劣化、屋外暴露劣化の推定法
  3.2.1アレニウス法による推定
  3.2.2吸水率分布からの推定
 3.3長期クリープ耐久性の予測方法
  3.3.1温度-時間換算による方法
  3.3.2Larson-Millerのマスターカーブ法
 3.4疲労寿命の求め方
4製品の耐用年数経過後の安全率の定量化法
 4.1耐用年数経過後の安全率の算出法
 4.2耐用年数経過後の安全率の裕度の評価事例
 4.3安全率の裕度の再配分

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