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マイクロ接合を用いたメディカル電子デバイスの作製

研究課題

研究課題/領域番号 16560638
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

福本 信次  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60275310)

研究分担者 椿野 晴繁  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00109894)
山本 厚之  兵庫県立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70220449)
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードマイクロ接合 / ニッケル / ステンレス鋼 / 抵抗溶接 / クロスワイヤ溶接 / 金メッキ / ニッケルワイヤ / マイクロ溶接 / ブレージング / メディカルデバイス / フィレット / ステンレス鋼ワイヤ
研究概要

各マスメディアで頻繁に取り上げられる少子高齢化社会問題.総務庁統計局国勢調査によると21世紀初頭には我が国における65歳以上の高齢者人口は総人口の25%以上になると予想されている.この高齢化社会の到来にともない,機能低下あるいは喪失した生体組織を人口材料で補完する機会が益々増加すると予測される.加えて,近年の電子デバイス関連のマーケット成長は目覚しく,その規模はわが国の基幹産業である自動車,鉄鋼産業をも凌駕すると予測されている.この両分野およびその境界領域が本研究のターゲットである.
本研究の目的は心臓ペースメーカー,カテーテル,ステントを代表とする医療用デバイスにおける安全で信頼性の高いマイクロ接合技術の確立である.溶接プロセスにはマイクロ抵抗スポット溶接を適用した.被接合材としては,電子デバイスに使われるニッケル細線および金メッキニッケル細線,加えて医療用インプラント材によく使用されるSUS304ステンレス鋼細線を用いた.
各種材料のマイクロ抵抗クロスワイヤ溶接において電流,通電時間,電極荷重の3大溶接パラメータが微細組織および機械的性質におよぼす影響について調べた.その結果,クロスワイヤ溶接メカニズムは以下の4つのステージで構成されていることが明らかになった.(1)通電前のワイヤの冷間変形,(2)通電開始直後のワイヤ表面層の溶融,(3)ワイヤの変形にともなう初期液相の排出(酸化皮膜の除去,(4)ワイヤ変形をともなう固相接合.これを元に通電開始時の電極荷重を制御することで接合部の組織を最適化することに成功した.また電気配線でよく使用される金メッキの影響についても調べた.金メッキがフィレットを形成することにより,継手性能が向上することを明らかにした.ステンレス鋼ワイヤについても同様のメカニズムであることを明らかにし,溶接後のδフェライトの生成が抑制されることを示した.以上より,マイクロ抵抗クロスワイヤ溶接が医療用(電子)デバイス作製の基礎技術のひとつとして十分適用可能であることを示した.

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (9件)

  • [雑誌論文] Interfacial phenomena and joint strength in resistance microwelding of crossed Au-plated Ni wires2005

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Zheng Chen, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall.Mater.Trans. A 36A

      ページ: 2717-2724

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ニッケル細線のマイクロ抵抗溶接における入熱および変形制御2005

    • 著者名/発表者名
      福本信次, 椿野晴繁, Y.Zhou
    • 雑誌名

      溶接学会誌 23

      ページ: 571-576

    • NAID

      110003496134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of heat input and deformation on resistance micro-welding of fine nickel wires2005

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, H.Tsubakino, A.Yamamoto
    • 雑誌名

      Quarterly Journal of Japan Institute of Welding Society 23(4)

      ページ: 571-576

    • NAID

      110003496134

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Interfacial phenomena and Joint strength in resistance microwelding of crossed Au-plated Ni wires2005

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Zheng Chen, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall Mater. Trans. A 36A(10)

      ページ: 2717-2724

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ニッケル綿綿のマイクロ抵抗溶接における入熱および変形制御2005

    • 著者名/発表者名
      福本信次, 椿野晴繁, Y.Zhou
    • 雑誌名

      溶接学会論文集 23(4)

      ページ: 571-576

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Mechanism of Resistance Microwelding of Fine Nickel Wires2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall.Mater.Trans. A 35A

      ページ: 3165-3176

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanism of Resistance Microwelding of Fine Nickel Wires2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall.Mater.Trans.A. 35A(10)

      ページ: 3165-3176

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 「研究成果報告書概要(欧文)」より2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Zheng Chen, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall.Mater.Trans.A. 35A(10)

      ページ: 3165-3176

    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mechanism of Resistance Microwelding of Crossed Fine Nickel Wires2004

    • 著者名/発表者名
      S.Fukumoto, Y.Zhou
    • 雑誌名

      Metall.Mater.Trans.A 35A(10)

      ページ: 3165-3176

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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