研究課題
本研究は、積層形のマイクロチップに共通する抜熱とシールの問題に注目して、冷却配管の集積化技術と層間接合技術を開発し、冷却チャネルやセンサをインテグレーションした積層チップを設計・実装することを目的とする。近年、微細な流路の中で物質を化学反応させるデバイスが注目されているが、さらなる高集積化のために積層すると放熱距離が長くなり、内部に熱がこもる。局所的には伝熱の効率が上がっているが、全体のとしては伝熱効率はマクロな構造と変わらず、温度に関しては小さくしたメリットが失われている。また、反応の並列化のために、積層形の微細流体システムが数多く提案されているが、層間のシールが難しいため、実際にはほとんど実現されていないのが現状である。これらの問題を解決するために、抜熱とシール技術を開発した。具体的には、まず金属製の積層チップにターゲットを絞って、化学反応用の流路の他に温度や圧力等のセンサを集積化したプロトタイプを試作した。また、外部とのジョイントや、熱電対アレイなどの機能要素の小形化を図り、それらを集積化したときのレイアウト・流路設計を行い、試験的に3層のチップを試作した。試作したチップの評価のために、熱水・冷水の熱交換実験、およびベンゼンのニトロ化反応を行った。その結果、微細流路を用いていること、反応流路の他に冷却流路を統合していることの2点についてその効果を実証できた。また、抜熱性能を高めるにはチップの全面を接合する必要があること、また、1プロセスで多層を接合するには拡散接合のような一括プロセスがより有効であることを示した。
すべて 2006
すべて 雑誌論文 (4件)
Progress of machining technology (Proceeding sof the eighth international conference on progress on machining technology)
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