2016 Fiscal Year Annual Research Report
しなやかさ・タフさ・機能性を有する機能性メタルベースMEMSのスマート生産技術
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16H03840
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
安部 隆 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロファブリケーション / 金属加工 / MEMS / 射出成型 / 反応性イオンエッチング / タフMEMS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、タフなセンサ・デバイス（タフMEMS）のための基盤的技術を発展させるために申請者らが有する「熱アシスト型反応性イオンエッチング法」を用いて、まず、初年度は、機能性メタルの加工と形状制御技術を確立し、次年度以降は、加工技術の改善をしつつ、それらの加工片を用いた表面処理（アニール、それによる合金化等の改質による機能強化を含む）および機械、電気的な特性と耐久性を評価し、進捗状況に応じて応用の探索を行うことである。
初年度は、具体的な研究成果として、まず、熱アシスト型反応性イオンエッチング装置の試験装置を完成させた。さらに、シミュレーションのアシストによる自己加熱ステージの設計と実際の温度との比較評価を実施しシミュレーションを実機作製の設計支援として利用できることを示した。最後に、新しく設計したステージによる各種機能性メタルの加工特性も明らかにすることができた。以上の成果を、国際会議で2件発表し、論文2報が学術雑誌にアクセプトされた。
本研究では、上記の基盤技術の研究推進だけでなく、タフMEMSへ向けたスピンアウトとしての応用研究も加速させた。例えば、確立したシミュレーションによる設計支援により、大面積への対応を想定した３次元の自己加熱型ステージを設計した。実際に、チタン合金の加工への適用を行い、プラスチック成型用金型として対応できる形状制御にも成功した。まだ、完全な形状制御には至っていないが、開発した技術の改良で十分に対応できる見通しである。
以上に述べたように、当初計画を大幅に超える成果を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までに、当初の計画に記したシミュレーションによる設計支援技術や製造装置の試験機の開発に成功した。また、機能性メタルの加工特性を明らかにすることができた。さらに、実用課題として大きな壁である大面積化への対応を解決可能な新しい自己加熱ステージの考案と実機上での性能証明にも成功し、本研究の完了後に実施予定であった応用研究であるプラスチック成型用のタフな金型の開発へと研究を進展させることができた。以上の理由から、当初計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までに、科学研究費補助金として研究すべき基礎的な研究事項、伝熱工学、材料力学、工業材料学を基にした加工装置の設計を実施し、代表的な機能性メタルについての加工特性も明らかにすることができた。今後は、計画に従い、これらのメタルからなるメゾサイズのマイクロ部品の耐久性試験を実施するとともに、並列的に、開発した基盤技術が使用される出口として、タフセンサ・デバイスの開発を別プロジェクトとして推進する計画である。
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