フォトファブリケーションによるマイクロアクチュエータ

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03102001
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 江刺 正喜 東北大学, 工学部, 教授 (20108468)
• 研究分担者: 南 和幸 東北大学, 工学部, 助手 (00229759) ; 庄子 習一 東北大学, 工学部, 助教授 (00171017) ; 内山 勝 東北大学, 工学部, 教授 (30125504)
• キーワード: マイクロアクチュエータ / フォトファブリケーション / マイクロマシーニング / 静電アクチュエータ / 3次元立体加工 / ビーム加工技術 / 協調制御

研究概要

器用で優しい機械システムのため生物の筋肉に匹敵するような高性能マイクロアクチュエータの開発を目指し研究を行っている.本年度は以下の項目について研究を進めた.
1.立体微細加工技術のマイクロアクチュエータへの応用
多目的露光装置やECR装置、低温RIEなどサブミクロン加工装置を用いた立体加工技術を系統的に研究し,細くて深い高アスペクト比構造を実現する技術の理論的裏付けを得た.また,エキシマレーザを用いた非平面フォトファブリケーション技術を研究し,マイクロアクチュエータの製作に必要な基礎技術を確立した.
2.分布型マイクロアクチュエータの高性能化
前年度に開発したメッキ技術を応用した製作方法を発展させてECR装置や低温RIE装置による高アスペクト比のポリイミドパターンを基にして大きな力の得られる厚さの厚い分布型マイクロアクチュエータの製作方法を確立した.
3.分布型マイクロアクチュエータの応用
分布型マイクロアクチュエータを多数組み合わせて,X-Yと回転を制御できるマイクロ微動ステージの試作を行い問題点を明かにした.
4.形状記憶合金(SMA)マイクロアクチュエータ
静電型に比べ大きな変位が得られるSMAアクチュエータのマイクロ化を研究し,フォトファブリケーションの応用を検討した.これを用いた多数のアクチュエータが協調動作する超小形能動カテーテルの試作を進めている.
5.多数のマイクロアクチュエータの協調制御
マイクロロボットで必要とされる多数のマイクロアクチュエータの協調制御の基礎技術を通常サイズのアクチュエータで構成されるロボットを用いて研究した.

研究成果

• [文献書誌] K.Minami: "YAG Laser-Assisted Etching of Silicon for Fabricating Sensors and Actuators" Journal of Micromechanics and Microengineering. 3. 81-86 (1993)
• [文献書誌] M.Yamaguchi: "Control of Distributed Electrostatic Microstructures" Journal of Micromechanics and Microengineering. 3. 90-95 (1993)
• [文献書誌] K.Minami: "Fabrication of Distributed Electrostatic Micro Actuator" IEEE Journal of Micromechanical Systems. 2. 121-127 (1993)
• [文献書誌] Y.Matsumoto: "Integrated Silicon Capacitive Accelerometer with PLL Servo Technique" Sensors and Actuators A. 39. 209-217 (1993)
• [文献書誌] T.Matsubara: "Stepping Electrostatic Microactuator" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 50-53 (1993)
• [文献書誌] H.Henmi: "Vacuum Packaging for Microsensors by Glass-Silicon Anodic Bonding" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 584-587 (1993)
• [文献書誌] C.Cabuz: "Highly Sensitive Resonant Infrared Sensor" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 694-697 (1993)
• [文献書誌] T.Nishimoto: "Buried Piezoresistive Sensors by means of MeV Ion Implantation" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 796-799 (1993)
• [文献書誌] M.Yoshida: "Capacitive Accelerometers without Fracture Risk during Fabrication Processes" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 814-817 (1993)
• [文献書誌] Y.Matsumoto: "Low Drift Integrated Capacitive Accelerometer with PLL Servo Technique" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 826-829 (1993)
• [文献書誌] K.Minami: "Distributed Electrostatic Micro Actuator(DEMA)" Abstracts of Late News Papers Transducers'93,Yokohama. 2-3 (1993)
• [文献書誌] S.Maeda: "Three-Dimentional Microfabrication for Small Catheter" Abstracts of Late News Papers Transducers'93,Yokohama. 16-17 (1993)
• [文献書誌] M.Esashi: "Micromachining for Packaged Sensors" Digest of Technical Papers Transducers'93,Yokohama. 260-265 (1993)
• [文献書誌] K.Takashima: "Laser Projection CVD Using Low Temperature Condensation Method" Abstracts of 1st International Conf.on Photo-Excited Processes and Applications,Sendai. 70 (1993)
• [文献書誌] M.Esashi: "Laser Processes for Micro Electromechanical Systems" Abstracts of Workshop on Photo-Excited Processes in Engineering,Sendai. 114 (1993)
• [文献書誌] 江刺正喜: "マイクロマシンのための三次元微細加工技術" 応用物理. 63. 45-48 (1994)
• [文献書誌] S.Maeda: "KrF Excimer Laser Induced Selective Non-Planer Metallization" Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'94,Oiso. 75-80 (1994)
• [文献書誌] M.Esashi: "Silicon micromachining and micromachines" Wear. 168. 181-187 (1993)
• [文献書誌] K.Minami: "Optical in-situ Monitoring of Silicon Diaphragm Thickness During Wet Etching" Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'94,Oiso. 217-222 (1994)
• [文献書誌] C.Cabuz: "Fine Frequency Tuning in Resonant Sensors" Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'94,Oiso. 245-250 (1994)
• [文献書誌] K.Jono: "Electrostatic Servo System for Multi-axis Accelerometers" Proc. of the Micro Electro Mechanical Systems'94,Oiso. 251-256 (1994)
• [文献書誌] 内山勝: "接触状態のシミュレーション" 日本ロボット学会誌. 第11巻第2号. 201-205 (1993)
• [文献書誌] M.Uchiyama: "Symmetric kinematic formulation and non-master/slave coordinated control of two-arm robots,ADVANCED ROBOTICS" The International Journal of the Robotics Society of Japan. 第7巻第4号. 361-383 (1993)
• [文献書誌] A.Konno: "Configuration-Dependent Controllability of Flexible Manipulators" Preprints of the Third International Symposium on Experimental Robotics,Kyoto,Japan. 276-282 (1993)
• [文献書誌] Simeon P.Patarinski: "Position/Orientation Decoupled Parallel Manipulators" Proceedings of '93 International Conference on Advanced Robotics,Tokyo,Japan. 153-158 (1993)
• [文献書誌] L.Cellier: "Reflex Actions: Application to the Collision Avoidance Problem for a Two-Arm Robot" Proceedings of '93 International Conference on Advanced Robotics,Tokyo,Japan. 611-616 (1993)
• [文献書誌] 内山勝: "力覚に基づいたロボットの行動" 日本ロボット学会誌. 第11巻第8号. 1164-1170 (1993)