マイクロダイヤモンド工具の高精度化と実用化に関する研究

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19560110
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 高野 登 富山大学, 理工学研究部, 助手 (60251881)
• 研究分担者: 森田 昇 富山大学, 理工学研究部, 教授 (30239660) ; 山田 茂 富山大学, 理工学研究部, 准教授 (00174714)
• キーワード: ダイヤモンド工具 / 極微細加工 / 集束イオンビーム

研究概要

本研究では、極微細加工に有用なダイヤモンド工具の高精度化と生産性の向上とマイクロ・ナノスケール加工への応用化を目的としている。
まず、シリコンモールドにCVDダイヤモンドを合成する方法で作製したダイヤモンド切れ刃をシャンクに精度よく簡便に接合するマイクロダイヤモンド工具作製装置を試作した。この装置を用い、ダイヤモンドツールを作製したところ、数μmの精度で、シャンク端面にダイヤモンド切れ刃を位置決めでき、また、接合強度も十分なものが得られた。
つぎに、集束イオンビームを用いて、シャンク先端に装着したダイヤモンド切れ刃の加工を行い、マイクロ加工に適した切れ刃形状の検討を行った。作製したダイヤモンド工具は、逃げ角0°の四角柱形状の切れ刃を有するツールA、逃げ角5°の四角柱形状の切れ刃を有するツールB、逃げ角5°の三角柱形状の切れ刃を有するツールCの3種類である。これらの工具を用いてマイクロミリング加工実験を行い、加工面性状や切削抵抗の観点から、作製したツールの有用性について検討した。加工実験には立形マシニングセンタに高速スピンドルを装着し、主軸回転数20000rpm、送り1mm/min、切込み5μmで、被削材は単結晶シリコンである。その結果、加工面は、ツールA、ツールB、ツールCの順に滑らかな加工面になった。また切削抵抗は、逃げ角5°(ツールB、C)の切削抵抗は逃げ角0°(ツールA)のそれよりも小さくなった。