| 研究課題/領域番号 |
19K04132
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| 研究機関 | 豊田工業大学 |
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研究代表者 |
佐々木 実 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70282100)
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| 研究分担者 |
厨川 常元 東北大学, 工学研究科, 教授 (90170092)
Nguyen HaiMinh 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), ポストドクトラル研究員 (90815862) [辞退]
HAN Gang 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), ポストドクトラル研究員 (50880184)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 三次元フォトリソグラフィ / サメ肌リブレット / 微細加工 / 金型曲面 / 硬質めっき堆積 / 高アスペクト比 |
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| 研究実績の概要 |
これまで工具鋼のエッチング加工を主に取り組んできた。部分窒化と組み合わせる選択的ウェットエッチングを検討したが、細くて深い窒素固溶が実験で確認できなかったため、技術課題であった。平面に近い金型形状であれば、シリコン結晶から得る丈夫なマスク材をドライエッチングに利用する検討も行った。更に、得られた微細構造表面にプラズマ成膜で得る薄い潤滑剤がプレスに効果的であることも分かった。
別方法を模索し、めっき堆積が良いことが分かった。金型には硬質材が必要であるが、光沢ニッケルめっき（硬さHV400～500）は、ジュラルミン（HV155程度）や、ステンレス（HV180程度）よりも十分硬い。翼形状は当初計画通りNACA0020とした。反転形状を持つ金型を、焼き入れ済みSKD11から精密切削加工して得た。凹み量は2mmある。試作は、利用可能なプレス機の性能を踏まえて、大きさを4分の1とした。幅3.8μmの波線を、ピッチ42.5μmで配列した。10μm以上の厚い膜で、微細溝パターン潜像付きレジストを貼る方法を可能にした。
金型の急峻な凹み部分にも、パターニングとめっき堆積ができた。レジスト除去すると、波線溝が得られた。細かすぎて目視では波線アレイは認識できない。幅6.0μmに対して深さ12.8μm、アスペクト比2.1の溝が得られた。目標深さ21.3μm、アスペクト比5.6に対して半分以下ではあるが、レジストをより厚くすることは、十分改善できる。得られた金型を用いて、室温で荷重約555MPaにてプレスすると、ジュラルミン試験片にリブレット構造が転写された。転写された凸部高さは1μmであった。むしれや、金型への凝着は無かった。また、プレス前後でめっき膜厚は変わらず、めっき材の耐性を確認した。
以上、空気抵抗低減サメ肌模倣造形の応用にて、精密機械加工とリソグラフィを組み合わせた技術融合を示すことができた。
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| 備考 |
公益財団法人 科学技術交流財団 R2年度採択共同研究推進事業「三次元フォトリソグラフィ加工技術の開発」の成果ホームページが近日公開予定。
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