イオンビームミキシングプロセスによる高耐久性マイクロパ-ツの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555362
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 松室 昭仁 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80173889)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中本 剛 名古屋大学, 工学部, 助教授 (30198262) ; 森 敏彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (90023340) ; 佐藤 一雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (30262851)
• Keywords: イオンビームミキシングプロセス / TiN膜 / 窒化炭素膜 / 傾斜機能膜 / 機械的性質 / マイクロパ-ツ / 紫外線硬化樹脂 / 高圧力合成

Research Abstract

高耐久性マイクロパ-ツ開発の有力な手法は,表面改質技術および加工技術の確立、新材料開発である.本研究では、マイクロパ-ツへの表面改質技術として近年開発されたイオンビームミキシング法を適用した.表面改質材料としてトライボロジー特性、強度特性に優れるTi-N系およびC-N系膜にねらいを絞った.C-N系膜は理論計算ではダイヤモンド以上の硬度を有することが期待される極めて魅力的な材料である.また新材料開発の観点からは、薄膜と同様な非平衡状態を再現でき、しかも正確な物性評価が可能なバルク材料を創成できる超高圧力合成法をフラーレン、準結晶、Al-Li合金に適用して形成条件とその物性を明らかにした.さらに、これらの研究と同時にシリコンを用いたマイクロパ-ツの加工技術の確立およびその特性を明らかにするとともに、紫外線硬化樹脂を用いた新たな加工手法についても検討を加えたものである.
得られた成果は以下の通りである.
1.イオンビームミキシング法によりシリコン基板へのTi-N系薄膜の形成条件とその機械的性質を明らかにした.
2.イオンビームミキシング法によりC-N系薄膜の形成条件とその機械的性質を明らかにした.
3.傾斜機能コーティング膜の形成条件とその機械的性質を明らかにした.
4.超高圧力合成によるフラーレン高分子材料、準結晶材料、Al-Li合金の形成条件およびその機械的性質を明らかにした.
5.シリコンプロセスを用いたS字アクチュエータおよびオンチップ引っ張り試験装置を開発し、その特性を明らかにした.
6.紫外線硬化樹脂による新たなマイクロパ-ツ作製技術を確立した.

Research Products

• [Publications] A.Matsumuro: "Mechanical Propeties of Quasicrystalline Materials of Mg-Al-Zn Alloys Consolidated Using a High-Pressure Technique" Proc.of IMMM'95. 219-226 (1995)
• [Publications] M.Shikida: "Fabrication of an electrostatic film actuator with an S-shaped film" Tech.Dig.of Transducers'95. 426-429 (1995)
• [Publications] K.Sato: "Recent Advances in MEMS Technologies" Proc.of the First International Micromachine Symposium. 73-83 (1995)
• [Publications] M.Shikida: "Micromachined S-shaped Actuator" Proc.of IEEE 6th Int.Symp.on Micromachine and Human Science. 167-172 (1995)
• [Publications] 佐藤一雄: "エッチングによる微細な3次元構造体の加工" 精密工学会誌. 61・10. 1373-1376 (1995)
• [Publications] T.Mori: "Mechanism of Gradient Coating by Means of RF Magnetron Sputtering" Proceedings of IMMM'95. 501-506 (1995)
• [Publications] 森敏彦: "硬質膜の傾斜機能コーティング機構の解明" 機械学会論文集A編. 61・591. 2413-2420 (1995)
• [Publications] K.Yamaguchi: "Micromachining Using UV Laser Induced Polymerization" Proc.of IMMM'95. 535-542 (1995)
• [Publications] K.Sakai: "Improvements in Mechanical Properties of Al-Li Alloy Using High Pressure" High Pressure Research on Solids. 85-98 (1995)
• [Publications] 高橋裕: "超高圧による面心立方C60の重合と常圧熱処理における回復過程" 日本金属学会誌. 60・8. 700-707 (1996)
• [Publications] K.Sakai: "Variations of Elastic Moduli during Ageing Process of Al-Li Solid Solutions Treated at High Pressure" J.Mater.Sci.31・11. 3009-3013 (1996)
• [Publications] K.Sakai: "Elastic Moduli of Al-Li Alloys Treated at a High Pressure of 5.4 GPa" J.Mater.Sci.31・12. 3309-3313 (1996)
• [Publications] M.Shikida: "Response Time Measurement of Electrostatic S-shaped Film Actuator Related to Environmental Gas Pressure Conditions" Proc.of IEEE MEMS Workshop. 210-215 (1996)
• [Publications] K.Sato: "Micro tensile-test system fabricated on a single crystal silicon ship" Proc.of IEEE MEMS Workshop. 360-364 (1996)
• [Publications] 中本剛: "紫外線感光性樹脂を使ったマイクロストラクチュアの製造(第4報、集束ビーム描画法による三次元部品の製作)" 日本機械学会論文集(C編). 62・594. 677-682 (1996)
• [Publications] 中本剛: "紫外線感光樹脂を使ったマスクパターン転写法とビーム描画法によるマイクロ部品の作製" 高分子論文集. 53・4. 209-217 (1996)
• [Publications] T.Nakamoto: "Manufacturing of Three-dimensional Micro-parts by UV Laser Induced Polymerization" J.Micromech.Microeng.6. 240-253 (1996)
• [Publications] K.Yamaguchi: "Manufacturing of High Aspect Ratio Micro Structures Using UV Sensitive Photopolymer" JSME Int.J.39・2. 387-396 (1996)
• [Publications] 松室昭仁: "C60バルク体の高圧力成形とその機械的性質" 日本機械学会論文集(A編). (掲載予定). (1997)