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特殊金属/合金マイクロマシンの創成

研究課題

研究課題/領域番号 21K18870
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
研究機関新潟大学

研究代表者

安部 隆  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00333857)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードMEMS / 特殊金属 / マイクロマシン / チタン / 微細加工技術 / 電解エッチング / 耐久性向上 / タフMEMS / マイクロファブリケーション / チタンマイクロマシニング / フレキシブルセンサ / 絶縁プロセス / 接合 / 特殊金属加工 / マイクロメス / チタンMEMS / 合金
研究開始時の研究の概要

申請研究では、特殊金属の個性である、フレキシブル性、鋼球落下や爆風等の衝撃および高温に耐える機械的耐久性、腐食環境における長期間の化学的耐久性など、格段の機能性を備えた「特殊金属/合金マイクロマシンの創成」の実現に向けて挑戦します。現在のセンサ・デバイス技術の基盤となっているSi-MEMSの利用環境の制限の克服や用途拡大を目指すと同時に、特殊金属/合金だから可能な未踏センサ・デバイスの提案・実証にも挑戦します。

研究成果の概要

本研究では、特殊金属製マイクロマシンの創成に向けた、総合的な微細加工プロセスの開発を進めた。例えば、チタンに対応した箔のような薄板でも反らない絶縁膜プロセス、用途に合わせた電解エッチングプロセス、微小構造体を作製する二重層プロセスなどの基本技術を開発した。また、フッ素樹脂との接合技術など、耐食性を活かした特種用途を想定した技術開発にも成功した。さらに、開発した技術を用いて、対象に貼って使用するチタン製フレキシブルフォースセンサ、カンチレバーやダイヤフラムの作製、マイクロサージェリー用メスやニードル、マイクロ電解電極などの新しいセンサ・デバイスの創成にも挑戦した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マイクロマシン技術はセンサ・デバイス小型化の基盤技術として広く使用されている。今後、さらに、新しい需要や用途に対してもその可能性を拡大していく鍵となるのは多様な材料を取り入れることである。チタンやモリブデンなどの特殊金属には、耐久性などの観点で、特色があり、これらの材料に対応したマイクロマシン技術の実現により、新たな特色を取り込んだマイクロマシンの登場が期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Titanium Blade with Jagged Micro-scale Structure Fabricated via Electrolytic Etching2024

    • 著者名/発表者名
      Masamune Kurita, Yuki Takizawa, Masayuki Sohgawa, Takashi Abe
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 144 号: 1 ページ: 2-5

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.144.2

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 年月日
      2024-01-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] チタンマイクロマシニング技術とその可能性2023

    • 著者名/発表者名
      安部 隆
    • 雑誌名

      チタン

      巻: 71 ページ: 310-315

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of dry‐nano‐polishing technique using reactive ion etching for ultra thin titanium wafer2021

    • 著者名/発表者名
      Chino Teruya, Watanabe YutaYosuke Tsukiyama, Masayoshi Sohgawa, Takashi Abe
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 104 号: 2

    • DOI

      10.1002/ecj.12317

    • NAID

      210000167015

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 二重マスクを用いた弾性的異方性を有するチタン箔の作製2024

    • 著者名/発表者名
      秦 夷之, 海野一真, 大石恭徳, 寒川雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      令和6年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電解エッチング法を用いたチタン製マイクロメスの刃先形状の制御2023

    • 著者名/発表者名
      滝澤 勇貴, 栗田 政宗, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第40回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 鏡面加工が可能なチタン製マイクロ構造形成プロセスの開発2023

    • 著者名/発表者名
      大石 恭徳, 西村 哲登, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 電解エッチング法によるモリブデンマイクロマシニング技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      橋爪 紀人, 大石 恭徳, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      日本機械学会2023年度年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 表面微細構造を利用したフッ素樹脂接合チタンウェハの開発2022

    • 著者名/発表者名
      新保 元哉, 佐々木 朋裕, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解エッチング法によるTi 系材料の微細構造形成と強度評価2022

    • 著者名/発表者名
      大石 恭徳, 佐々木 朋祐, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] チタン箔ベースMEMS のための生産プロセスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      海野 一真, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 有限要素法によるTi 製MEMS 圧力センサの感度解析2022

    • 著者名/発表者名
      中井 遥介, 安部 隆, 寒川 雅之
    • 学会等名
      第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 反応性イオンエッチングと電解加工による チタンウェハの微細加工プロセスの開発2022

    • 著者名/発表者名
      西村 哲登, 渡邉 悠太, 千野 輝弥, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム(日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門大会)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ 鉗子・メス 用チタン箔ベース力センサの開発2022

    • 著者名/発表者名
      海野 一真, 野澤慎児,寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      日本機械学会2022年度年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 反応性イオンエッチング技術を用いたAl2O3絶縁層を有するTiウェハの鏡面加工プロセス2021

    • 著者名/発表者名
      渡邉 悠太, 月山 陽介, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 電解エッチング法を用いた微細構造を有するチタン製マイクロメスの開発2021

    • 著者名/発表者名
      栗田 政宗, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第38回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] TOIウェハの層間膜の膜厚調整技術の開発2021

    • 著者名/発表者名
      土田 和弥, 長谷川 穂高, 寒川 雅之, 安部 隆
    • 学会等名
      第12回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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