| 研究課題/領域番号 |
17360068
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械機能要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
土屋 健介 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80345173)
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| 研究分担者 |
中尾 政之 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授 (90242007)
濱口 哲也 東京大学, 大学院工学系研究科, 助教授 (90345083)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| キーワード | 冷却 / チャネル / 積層チップ / シール / 溶接 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、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・実装することである。
平成17年度は、まず金属製の積層チップにターゲットを絞って、(1)材質・加工法・接合条件の検討、(2)小形機能要素の開発・実装、という手順を踏んで積層インテグレーションチップのプロトタイプを試作した。まず、材質を選定し、当該材質に対する流路加工・レーザ溶接の条件出しなどの検討を行った。耐熱性、耐腐食性という使う側の評価基準と、加工性、接合性という作る側の基準との両面から総合的に検討した結果、材質はステンレス鋼(SUS316L)を想定し、加工法は流路形状、幅、深さなどに応じて、機械加工、ウェットエッチング、ビーム加工を使い分けるのが最適であることが分かった。また、溶接条件としては、各層の厚みによって最適なレーザ出力が決定され。たとえば300μm厚のとき50J/mm2程度の出力が最適である。
平成18年度には、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。
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