マイクロロボットの試作研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01850051
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 三浦 宏文 東京大学, 工学部, 教授 (50010682)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下山 勲 東京大学, 工学部, 助教授 (60154332)
• Keywords: マイクロロボット / マイクロファブリケ-ション / マイクロマシン / ICプロセス

Research Abstract

本研究の目的は半導体プロセスを利用してシリコンウェハ上にμmオ-ダの機構やアクチュエ-タを作成し、同時に制御回路も作成して、全体として自律的に可動なロボットシステムを試作することである。
従来の機械加工法でなく、半導体プロセスを利用する理由は
(1)集積回路の分野で十分に成熟した技術であること。
(2)機械的な構造と制御用の電子回路を基板上に一体化できる可能性があること。などである。微小な機構では、個々の部品からの組み立て作業は困難であるため、(2)の特徴は大切である。
本年度は、加工プロセスの基本操作を経験し、今後のためのノウハウを蓄積することを第1と考えた。そのために以下に述べるような機械要素を作成した。
〔リンクの製作〕製作したリンクは長さ150μm、厚さ約1μmである。ピンは基板に固定されているが、リンクは基盤から完全に分離され、ピンを軸として自由に回転できる。リンクとピンはポリシリコンで構成され、SiO_2を犠牲層として利用した。
〔カンチレバ-の製作〕異方性のエッチングを利用してカンチレバ-(片持ちはり)を作った。異方性エッチングは結晶方位によるエッチング速度の違いを利用して特定の方向に深くエッチングを行う技術である。カンチレバ-の長さは20μmであり、エッチング時間は2時間であった。
〔ばねの製作〕犠牲層を利用する方法で、いろいろな形状のばねを作った。マイクロプロ-ブを用いて針によって弾性変形を与えたり、破壊してみたりして、ばねとしての働きを確かめた。

Research Products

• [Publications] 安田隆,下山勲,三浦宏文: "マイクロメカニズムの試作" 日本ロボット学会・第7回学術講演会・予稿集. 807-808 (1989)
• [Publications] 鈴木健司,下山勲,三浦宏文: "マイクロ機械部品の試作" 日本ロボット学会・第7回学術講演会・予稿集. 809-810 (1989)
• [Publications] 平野敏樹,下山勲,三浦宏文: "マイクロロボット加工工程の自動生成" 日本ロボット学会・第7回学術講演会・予稿集. 811-812 (1989)