2016 Fiscal Year Research-status Report
深い溶込みを目指した低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムの開発
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16K06033
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
玉木 隆幸 奈良工業高等専門学校, 電子制御工学科, 准教授 (80455154)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マイクロ接合法 / フェムト秒レーザー / 炭酸ガスレーザー / ガラス / マイクロプロセッシング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、超短光パルスマイクロ接合法に材料が線形吸収する波長の連続発振光を組み込み、高速かつ高品位に大面積を接合可能な低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムを開発する。平成２８年度には、低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムの構築を行った。超短光パルス光源としては、フェムト秒レーザーシステム（波長：1.064 μm、パルス幅：250 fs、繰返し周波数：1 MHz、最大出力：2 W）を用いた。さらに、連続発振光用の光源としては、炭酸ガスレーザーシステム（波長：10.6 μm、連続発振）を使用した。
フェムト秒レーザーシステムから出射された超短光パルスは、減光フィルター、および、半波長板と偏光板を通過し、また、炭酸ガスレーザーシステムから出射された連続発振光は、Siウェハを通過することにより、それぞれの光強度を調整することができる。その後、波長1.064 μmの超短光パルスを反射させ、10.6 μmの連続発振光を透過できる光学特性を有するSiウェハにより、各光ビームを時間的、空間的に重ね合わせた。さらに、両波長を透過帯域とするブラックダイヤモンド製のレンズにより、共軸にて、被接合材料境界面に集光照射した。
被接合試料としてはガラス試料を用い、真空ポンプにて任意の雰囲気圧力を印加できる真空チャンバー内にガラスを設置した。真空チャンバーの窓材には、ZnSe製の平板を用いた。また、真空チャンバーが固定されている自動三次元ステージを走査することにより、被接合材料境界において集光点（溶融部）を移動させ、三次元的な溶融領域を形成させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２８年度に目的としていた、低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムの構築を行うことができ、また、各種加工パラメーターにおける各加工特性の評価についても進めることができているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、平成２８年度に構築した低真空下における２波長レーザーマイクロ接合システムを利用し、各種加工パラメーターにおける各加工特性の評価をさらに進展させる。さらに、高速度カメラを導入し、加工時におけるプラズマの時間発展の捕捉、および、熱伝導に関する過渡現象の解明を進める。
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| Causes of Carryover |
平成２８年度に購入予定であった圧力制御用機器等の選定における検討に時間を要しているため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２９年度中に製品の選定を終え、購入する。
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Research Products
(1 results)
