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フルヤ金属のスパッタ技術、粉末スパッタ取組について© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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コーティングにおけるスパッタ法のメリット■ コーティング（成膜）とは目的物となる物質の表面に薄膜を付着させる技術

膜

膜

膜

■ 一般的に広く使われているコーティング技術
めっき法
（湿式）

湿式コーティング技術のメリット、デメリット

電気分解で付着膜の品質

×

量産性

ゾルゲル法
（湿式）
膜の原材料を濃縮原材料の選択肢

◎◎
×

製造コスト

乾燥

塗布乾燥

■ より良い品質のコーティングを行うためにスパッタ装置

スパッタ法
（乾式）

スパッタ法のメリット
膜

原材料の選択肢：幅広い（ターゲットを製造できれば何でもOK）

真空

イオン

膜の品質：
膜の原材料
（ターゲット）© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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膜の厚さをコントロールできる膜の性質が変化しにくい2

Confidential各種コーティング法の比較
特にナノ分野に重要なポイント

プロセス

薄膜
対応

膜質

基材
ダメージ

適用
材料

被覆率

成膜速度

コスト

ゾルゲル

○△△△

◎◎◎

主に酸化物。

めっき△△△○◎◎○

合金は困難。

CVD◎◎

◎

△

○○△

特殊なガスを用いるため、原料・設備ともに高コスト。

◎△～〇

○

△～〇

材料は比較的低コスト。
装置コスト＋プロセスコストはまだ高い。

備考

湿式

乾式
スパッタ

◎◎

◎

最先端の高機能粉末には、多種多様な材料を扱うことが出来るスパッタが最適© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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粉末スパッタ技術のメカニズム
電源（RF/DC）
アルゴン

スパッタ前

スパッタ中

スパッタ後

回転バレル
ターゲット
真空ポンプ

粉末の被覆の様子

モーター

粉末

粉末スパッタリング装置の構造

ターゲット上にプラズマを発生させてスパッタリング⇒粉末表面にターゲット材料を被覆可能回転バレルを回転させて粉末を攪拌させる⇒粉末1つ1つに、均一に被覆可能© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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合金成膜、多層成膜
複合粉末：化学的、電気化学的方法によって他種金属でその周囲を被覆した粒子からなる粉末
粉末冶金、触媒、塗料、電子材料、食品、化粧品など様々な業界で使われている。

多元スパッタ

合金化
材料A 材料B

BAC
核粒子同時スパッタ※ 任意の組成で成膜することが可能で、材料探索等に有効。

多層化
材料A

材料B

スパッタ

スパッタ

核粒子

複数のターゲットを個別にスパッタ制御することが可能※ 真空を保ったまま、大気に触れる事無く成膜する材料を変更可。

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粉末スパッタ技術の各種用途
粉末スパッタの持つ特徴により、各種産業から多様な粉末へコーティングの引き合い・問い合わせが増加中
耐熱ゴム二次電池
 正極材等への成膜ニーズ
 湿式では、不純物・乾燥工程による膜質悪化が課題

粉末スパッタ 導電性金属の成膜ニーズ
 めっきでは耐熱ゴムへのダメージが懸念

樹脂・セラミック母材（ジルコニア）

焼結助剤

 樹脂やジルコニアに、酸化物等を成膜して、各種特性を引き出すニーズ

 助剤使用による焼結密度向上© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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弊社の粉末スパッタへの強み、お客様サポート
弊社の技術陣は50年超、様々な産業へのスパッタ材料含む新規材料開発及びそれら量産化の実績を蓄積⇒ お客様がお求めの組成・構造、パフォーマンスの追求に最大限貢献
複数の技術者がPGMのみならず広範な材料工学に精通

Material
Engineering

大手メーカー様含め、様々な分野のお客様にこれまで400以上の粉末スパッタ試作品・製品を提供（複数継続中）⇒ 多くの経験、ノウハウ、データ
自社での経験蓄積に加え、薄膜関係デバイス大手の元部長等、スパッタの専門家

現在は複数のプロトタイプ機から量産フェーズに向けて立ち上げ中⇒ 様々な改良や最適化、スケールアップを実施

Sputtering
TechnologyMachineDevelopment© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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薄膜関係装置メーカー大手の元部長等、装置技術・開発の専門家

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試作例①：全固体電池の電極材料
固定用カーボン

断面TEM像
元素マッピング••

LiNbO3膜
Li3PO4粒子

Li3PO4粒子•
LiNbO3膜

Li3PO4粉にLiNbO3を約8nmスパッタ
断面TEMより、Li3PO4粒子が一層の均一な薄い膜で覆われていることを確認
元素マッピングより、膜中からはNbとOが検出されており、膜はLiNbO3と確認

固定用カーボンLiNbO3膜
Li3PO4粒子© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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試作例②：触媒材料
TEM写真（Pt-Pd/SiO2）
試作構成：SiO2ナノ粉末上にPt-Pd合金を被覆

被覆量：約2wt.%

Pt-Pd

組成分析値（wt.%）

PtPd

ターゲット組成52%

48%

スパッタ粒子組成

51.8%

48.2%

Pt-Pdが数nmの粒径でSiO2上に均一に被覆されている。

SiO2

ターゲットと同様の組成で成膜されている。

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試作例③：積層セラミックコンデンサダミーチップ（0.4mm×0.2mm×0.2mm）をガラスで作製し、Cuを成膜
断面SEM像光学顕微鏡による観察

チップ

元素マッピング結果

SEM像100個成膜した中から20個サンプリングを行い、光学顕微鏡で成膜状態を観察し、それぞれにCuが成膜されていることを確認

Si

チップ表面へCuが均一に成膜
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粉末スパッタで実績ある利用可能ターゲット一覧
材質
AlCCoCuFeMoMn
NbNiSiSn
TaTiVWZn

大型/中型/L機〇〇大型/中型機用〇
中型機専用××〇
大型/中型機用〇〇〇〇×〇×三元機〇××××〇〇×〇〇〇×〇〇×〇

材質
Au
Pt
Ir
Ru
Pd
Rh
Ag
Al2O3
BaTiO3
CeO2
Nb2O5
SiO2
Ta2O5
ZrO2(YSZ)
Li3PO4
LiNbO3
Li3BO3Fe-Al(3:1at.比)Ni-4wt.%P© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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大型/中型/L機〇〇〇〇〇〇〇〇
中型機専用×〇〇大型/中型機用〇〇大型/中型機用
中型機専用
中型機専用
×三元機
〇〇〇〇〇〇〇××〇××××××××〇

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各種測定器・解析機器

薄膜抵抗測定器

表面段差計

SEM EDS

三菱化学（株） Laresta-GP（株）東京精密 SURFCOM 480A

日本電子（株） JSM-5500

四端子法により薄膜抵抗値を測定します200Å～10μmまでの膜厚を測定します

EDSによる微少範囲組成分析も可能です

その他測定機器
XRD

膜の配向性測定が可能です

粒度測定

粉末スパッタ品の粒度測定が可能です

BET

粉末スパッタ品の比表面積測定が可能です
粉末スパッタ品の組成分析と不純物分析が可能です
膜の表面状態確認が可能です

分光光度計

AFM

ICP

（株）島津製作所 UV-3100PC

セイコーインスツル（株） SPI-3800N

反射率・透過率・吸光率を測定します

膜表面の微細荒さを測定します光学顕微鏡© 2020 FURUYA METAL CO., LTD.
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