レーザビーム描画による紫外線感光性樹脂を利用したマイクロストラクチュアの製造

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06452159
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山口 勝美 名古屋大学, 工学部, 教授 (40023056)
• 研究分担者: 中本 剛 名古屋大学, 工学部, 講師 (30198262)
• キーワード: マイクロ部品 / 紫外線感光性樹脂 / 集束レーザビーム / 高アスペクト比 / 3次元形状 / ビーム描画 / 光の吸収

研究概要

最近ミクロンオーダーの寸法をもつマイクロ機械部品の製作に関する研究が数多く行われている.本研究者らは従来より紫外線が照射されると液体から固体へと硬化する紫外線感光性樹脂を使用してマイクロ部品の製作を行ってきた.本研究では,紫外線感光性樹脂樹脂表面上をレンズで集光した紫外線レーザビームで所望の形状の輪郭にそって描画することによって高いアスペクト比(高さ/幅)をもつマイクロ部品や3次元構造をもつマイクロ部品を製作することを目的とした.
高アスペクト比のマイクロ部品の製作は昨年度に行ったので,本年度は,高さ方向に断面形状が異なる3次元形状のマイクロ部品を製作した.その手法は,樹脂の塗布と描画を高さ方向に積み重ねて行うことによって行った.この方法で3次元構造を製作するために,レーザビーム描画による樹脂の硬化形状を理論・実験の両面から検討し,さらにこの硬化形状を高さ方向に積み上げたときの形状についても調べた.そして,レーザビームの照射条件が変動しても所望の形状の製品が得られる最適な製作条件を,樹脂中での光の吸収を中心にして検討した.最後に,その条件に基づいて数百ミクロン程度の寸法の曲がり部分をもつマイクロパイプや交差しているマイクロリング等を製作した.
そして,本研究課題の最終年度のまとめとして,従来,本研究者らが用いたマスクパターン転写によるマイクロ部品製作の手法との比較を行い,それぞれの手法によるマイクロ部品製作の精度や特長を検討した.

研究成果

• [文献書誌] K.Yamaguchi: "The Accuracy of Micro-molds Produced by a UV Laser Induced Polymerization" Trans.of ASME,J.of Engineering for Industry. 116. 370-376 (1994)
• [文献書誌] 中本 剛: "紫外線感光性樹脂を使ったマイクロストラクチュアの構造(第2報)" 日本機械学会論文集 C編. 60. 2407-2414 (1994)
• [文献書誌] P.Abraha: "The Effect of Physical Parameters on the Fabrication of Microstructures by Photo Polymerization" Advancement of Intelligent Production. 564-569 (1994)
• [文献書誌] K.Yamaguchi: "Consideration on the Accuracy of Fabricating Microstructures Using UV Laser Induced Polymerization" 5th International Symposium on Micro Machine and Human Science Proceedings. 171-176 (1994)
• [文献書誌] T.Nakamoto: "The Solidified Shape Produced by UV Laser Induced Polymerization in a Direct Writing Method" Proc.of 1994 Winter Annual Meeting of the ASME. PED.68. 433-441 (1994)
• [文献書誌] 山口 勝美: "紫外線感光性樹脂を使ったマイクロストラクチュアの製造(第3報)" 日本機械学会論文集 C編. 61. 304-310 (1995)
• [文献書誌] K.Yamaguchi: "Micromachining Using UV Laser Induced Polymerization" Proc.of 2nd Int.Symposium on Microstructures and Mechanical Properties of New Engineering Material. 535-542 (1995)
• [文献書誌] K.Yamaguchi: "Consideration on the Optimum Conditions to Produce Micromechanical Parts by Photo Polymerization Using Direct Focused Beam Writing" Proc.of 6th International Symposium on Micro Machineand Human Science. 71-76 (1995)
• [文献書誌] 山口 勝美: "光造形による形状創成" 精密工学会誌. 61. 1385-1388 (1995)
• [文献書誌] K.Yamaguchi: "Manufacturing of Micromechanical Structures Produced by UV Laser Induced Polymerization Using Direct Focused Beam Writing" Proc.of 1995 Winter Annual Meeting of the ASME. MED-2. 55-67 (1995)
• [文献書誌] 中本 剛: "紫外線感光性樹脂を使ったマイクロストラクチュアの製造(第4報)" 日本機械学会論文集 C編. 62. 677-682 (1996)
• [文献書誌] 中本 剛: "紫外線感光性樹脂を使ったマスクパターン転写法とビーム描画法によるマイクロ部品の製作" 高分子論文集. 53. (1996)