1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07555125
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
江刺 正喜 東北大学, 工学部, 教授 (20108468)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 理作 フォード自動車(日本)(株), 研究所, 研究員
倉林 徹 東北大学, 工学部, 講師 (90195537)
南 和幸 東北大学, 工学部, 講師 (00229759)
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| Keywords | 慣性計測 / マイクロマシン / マイクロマシ-ニング / 加速度センサ / ジャイロ / 振動型センサ / 運動制御 / 立体的微細加工 |
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| Research Abstract |
運動を正しく制御するには、加速度センサや角速度センサなどが不可欠である。本研究は、それぞれの方向成分のセンサを持つ集積化慣性計測システムを開発することを目標としており、初年度は以下の研究成果を得た。
1.要素技術の開発
重りの動きを静電容量の変化で検出する容量型センサを製作している。これには狭い間隔で電極を対向させる必要があり、このためガラスとシリコンを陽極接合してこの対向電極構造を形成する際の構造的な歪みを最小限にする技術を開発した。この技術を用いて容量検出用ダイオードを集積化した加速度センサを製作した。
XeF_2ガスを用いるとシリコンを選択的に等方エッチングすることができる。この技術を静電サーボ型多軸加速度センサへ応用する予定である。
2.多軸加速度、加速度・角速度の同時検出センサの開発。
静電浮上した重りを用いて加速度の各方向成分を検出するセンサを開発しており、上記のXeF_2ガスを用いシリコンの細線で重りがつながった構造を製作できる見通しを得た。
3.シリコン振動ジャイロの開発
シリコンの音叉振動子による振動ジャイロを製作した。加工には研究室で開発した高アスペクト比のシリコン反応性イオンエッチング技術を用いた。電磁駆動容量検出型は動作を確認しており、この他静電駆動容量検出型および圧電薄膜を形成した圧電駆動・検出型を開発している。駆動側と検出側の共振周波数を電気的に一致させることで高感度化する研究も行った。
静電浮揚型回転ジャイロの基礎研究
シリコンの円板を静電引力で浮揚させ、高速で回転させる方式のジャイロについて研究しており、今年はシミュレーションによる動作確認と製作工程の基礎実験を行った。
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[Publications] 庄司康則: "歪の少ない陽極接合" 電気学会論文誌A. 115-A. 1208-1213 (1995)
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[Publications] J.Choi: "Silicon Angular Rate Sensor by Deep Reactive Ion Etching" Intern. Symp. on Microsystems, Intelligent Materials. 29-32 (1995)
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[Publications] 江刺正喜: "マイクロマシニングによるセンシングシステム" オーム. 83. 91-96 (1996)
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[Publications] M. Esashi: "Micro Electro Mechanical Systems by Bulk Silicon Micromachining" 188th Meeting of the Electrochemical Soc., Microstructures and Microfabricated Systems II. 1473-1475 (1995)
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[Publications] 水野潤: "並進加速度と角速度を検出できるシリコン容量型センサ" 自動車技術会学術講演会前刷集. 77-80 (1995)
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[Publications] 庄司康則: "ひずみの少ない陽極接合による集積化加速度センサ" 平成7年度電気学会東京支部茨城支所研究発表会. 181-182 (1995)
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[Publications] J. Mizuno: "Fabrication and Charactrezation of a Silicon Capacitive Structure for Simultaneous Detection of Acceleration and Angular Rate" Sensors and Actuators. (1996)
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[Publications] M. Yamashita: "A Silicon Micromachined Resonant Angular Rate Sensor Using Electrostatic Exitation and Capacitive Detection21GC08:Technical Digest of the 14th Sensor Symposium" (1996)
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[Publications] T.Murakoshi: "Preliminary Study on Electrostatically Levitating Inertia Measurement System" Technical Digest of the 14th Sensor Symposium. (1996)
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[Publications] R. Toda: "Study of Xenon Diflunoride Silicon Etch for Thin Beam Bulk Micromachining" Technical Digest of the 14th Sensor Symposium. (1996)
