フォトファブリケ-ションによるマイクロアクチュエ-タ

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03102001
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 江刺 正喜 東北大学, 工学部, 教授 (20108468)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 南 和幸 東北大学, 工学部, 助手 (00229759) ; 庄子 習一 東北大学, 工学部, 助手 (00171017) ; 内山 勝 東北大学, 工学部, 助教授 (30125504)
• Keywords: アクチュエ-タ / マイクロマシニング / フォトファブリケ-ション / 微小電子機械システム / 微小機械 / 静電駆動 / 3次元加工 / レ-ザ-加工

Research Abstract

器用で優しい機械システムのための生物の筋肉に匹敵するような高性能なアクチュエ-タの開発を目指し、今年度は主に基礎研究を行なった。
1.マイクロアクチュエ-タの方式設計
静電形のアクチュエ-タとして多層型とスラスト型の2種類について、マクロモデルによる性能評価、計算機による構造解析を行い、その設計方針を確立した。
2.計算機援用設計システムの確立
静電アクチュエ-タの設計に不可欠な電荷分布やそれによる静電気力、およびその結果生じる変形などを連成させて解けるシュミレ-ション技術を確立した。
3.多層型マイクロアクチュエ-タの設計
計算機シュミレ-ションの結果を基に円筒型と波型の2種類のアクチュエ-タの基本構造設計を行なった。
4.マイクロアクチュエ-タの制御方法の確立
スラスト型アクチュエ-タでは、電圧印加電極を切り換えるため、静電容量で変位を検出する。この変位検出およびアクチュエ-タの制御に関し、シュミレ-タを作成し動作解析を行い制御方法を確立した。
5.スラスト型マイクロアクチュエ-タの試作
マクロモデルの動作結果を基に、構造設計を行なって、ほぼ基本的な製作方法を確立した。
6.立体的一括微細加工技術の開発
高アスペクト比で深いエッチングを行える低温反応性イオンエッチング技術について研究し、ほぼサイドエッチングが無いエッチング方法を確立した。多層構造を実現するプロジェクション液層光CVD技術とエキシマレ-ザを用いる高速非平面パタ-ニング技術の基礎研究を行なった。

Research Products

• [Publications] 川村 秀司,南 和幸,江刺 正喜: "分布型静電マイクロアクチュエ-タの基礎研究" 第11回センサの基礎と応用シンポジウム発表.
• [Publications] 滝浪 雅夫,南 和幸,江刺 正喜: "マイクロマシニングのための高速方向性低温Siドライエッチング" 第11回センサの基礎と応用シンポジウム発表.