| 研究課題/領域番号 |
19KK0101
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
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| 研究分担者 |
マリアッパン ムルゲサン 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 学術研究員 (10509699)
木野 久志 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (10633406)
清山 浩司 長崎総合科学大学, 工学研究科, 准教授 (60412722)
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| 研究期間 (年度) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| キーワード | フレキシブルデバイス / 無線給電 / 埋め込みデバイス / 応力解析 |
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| 研究実績の概要 |
大きなチップの機能ブロックを分割した小型のチップを柔軟な樹脂に埋めこんで平坦化した新しい高集積フレキシブルシステムの作製技術の確立を目指し、分子レベル、材料レベル、システムレベルの視点から見たマルチスケールの応力解析を計画してきた。初年度の応力緩衝層（SBL: Stress Buffer Layer）の構造設計では、薄膜の厚さと弾性率が支配する応力中立軸の制御により、曲げ耐性に優れたフレキシブルシステムの設計の有効性を示した。また、昨年度には、大型放射光施設SPring-8のμXRD(微小部X線回折)により、曲げ試験下のファンアウトAu配線にかかる応力を解析し、微小曲げ試験時にかかる応力を格子状数の変化から算出した。また、有限要素法でシミュレーションした結果で得られたフォン・ミーゼス応力の値とよく一致する結果を得た。今年度は主に表面保護膜を使った応力中立軸の制御に取り組んだ。厚さ7umのパリレン薄膜を最上層のファンアウト配線上に形成することによって、テンションフリーの曲げ試験機を用いた繰り返し曲げ耐性を高められることを実験的に証明し、システムレベルの高い信頼性を得ることができた。曲げ半径5mm、繰り返し曲げ回数1000回に耐えることができたため、例えば、機械的強度の観点から、提案するマルチチップ人工網膜システムでの応用が潜在的には可能であることを示すことができた。一方、UCLAとの連携に関しては、現地で議論しながら進めることがCOVID-19の影響でできなかったが、毎週の定例オンライン会議を設け、システム設計は机上レベルでは進んでいる。体内埋込コイルのサイズは、コイル部の直径Dと厚さTで決まるため、体内モジュールに電力監視機能を設けて受電と消費電力の情報を眼球外モジュールにフィードバックして最適な需給エネルギに保つ無線給電の電力制御機能を設計中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
COVID-19の影響で渡米することができず、現地でのシステム設計と試作ができていないため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度にはなんとか渡米して、応力耐性の高いフレキシブルブルシステムの試作を共同で進めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
COVID-19のため、渡航する計画が後ろ倒しになっているため。主に渡航費に利用する。
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