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薄膜ガラス材料を用いたOpt-MEMS

研究課題

研究課題/領域番号 14655101
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京工業大学

研究代表者

下河辺 明  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (40016796)

研究分担者 秦 誠一  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (50293056)
進士 忠彦  東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (60272720)
研究期間 (年度) 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2002年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワードMEMS / 光学 / マイクロ成型 / マイクロブロー成型 / 薄膜金属ガラス / マイクロミラー / プロセス
研究概要

本研究では,組立工程を必要としないOpt-MEMSプロセスの実現性を検討することを目的に,新しい加工法の提案とその製作を行った.まず,以下に示すマイクロブロー成型法を提案した.
1 MEMSプロセスにより,中空部を有する微細構造を薄膜金属ガラス材料で製作し,その中空部内にガスを封入する.
2 上記微細中空構造を,赤外線真空加熱炉を用いて加熱することで,封入したガス膨張と薄膜金属ガラスの軟化によりマイクロブロー成型を行い,冷却することで,マイクロミラー形状の成形を行う.
上記マイクロブロー成型法を用い,基礎的な検討として半球状の微細中空構造を製作し,以下のような結果を得た.
1 マイクロブロー成型法のプロセスを考案し,改良することで,薄膜金属ガラス部の直径100μm,変形前の膜厚0.5μm,密閉圧力1Pa,加熱温度652Kの条件で,変形量48.7μm(変形率97.3%)の半球状の微細中空構造の製作に成功した.
2 微細中空構造の製作を行うことで,直径と変形量の関係,厚さと変形量,温度と変形量の関係を明らかにした.また,理論的な検討を行い,実験結果と比較した結果,半球状の微細中空構造を得るためには,金属ガラス部の直径,厚さ,封入ガス容積,密封圧力,温度の最適な条件があることが明らかとなった.
3 温度と変形量の関係より,温度を高めて行った場合,変形量が652K以上において変形量の増加が止まることについて検討した.その結果,結晶化による変形の停止が原因であることを明らかにした.
本成型法により製作した半球状の微細中空構造は,マイクロミラーアレイ等のOpt-MEMSへの適用が期待される.今後は,この半球状の微細中空構造に酸化物ガラスを成膜や,高分子材料を充填することで,マイクロレンズを製作するプロセスを検討する.

報告書

(1件)
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (2件)

  • [文献書誌] 秦誠一, 下河辺明: "薄膜金属ガラスアクチュエータ"精密工学会誌. Vol.68,No.5. 657-661 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 山中崇, 秦誠一, 桜井淳平, 下河辺明: "薄膜金属ガラスを用いた微細中空構造の製作"精密工学会秋季大会 講演論文集. 326 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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