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2012 年度 実績報告書

多重解像度メッシュモデルを用いた高精度なMEMSデバイス工程設計支援の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23656112
研究機関北海道大学

研究代表者

金井 理  北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (90194878)

研究分担者 伊達 宏昭  北海道大学, 情報科学研究科, 准教授 (20374605)
キーワードMEMS / 工程設計 / 形状モデリング
研究概要

(1) 製造がより容易な実デバイスモデル形状の推定機能の開発
前年度に開発されたMEMSデバイスモデルからのFabrication Featur抽出機能と工程探索機能により導出された全工程の中から設計者が選択した1工程の順序で製造されるデバイスの最終形状や工程途中の3次元形状を推定する機能を,メッシュモデルに対するオフセット・スイープ・集合演算を活用し開発した.堆積層形状はFabrication Featureの面オフセット和演算,エッチング後の形状はマスクジオメトリのスイープ領域との差演算で推定した.また,ある工程の前形状のメッシュモデルと,次工程で堆積すべきFabrication Featureの投影形状同志の集合演算から,エッチング工程用のフォトレジストマスクのパターンを自動生成する機能を開発した.以上の機能を用い,複雑な層構造をもつMEMSマイクロ酸素センサに関し,製造工程と実デバイスモデルを導出できることを確認した.さらに,これらの妥当性を,市販のMemsONEプロセスエミュレータによる工程の確認,ならびに研究協力者であるMEMS製造の専門家による判断により検証できた.
(2) デバイス・工程連動設計変更機能の開発
導出された実デバイスモデルは設計したデバイスモデルと形状が異なる可能性が高いため,必ずしも設計仕様を満たした形状である保証はない.そのため,製造工程の構成パラメータと実デバイスモデルの寸法パラメータを関連付けることで,実デバイスモデルの設計変更を行うだけで,関連する製造工程が自動的に修正されるデバイスとプロセスの連動再設計機能を開発した.ただし製造工程の構成パラメータのうち,本研究では,堆積厚さおよびマスクジオメトリの2パラメータのみを連動修正可能なパラメータとし,MEMSマイクロヒンジモデルの工程設計を対象に,本機能が有効に働くことを確認できた.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Decomposing Scanned Assembly Meshes based on Periodicity Recognition and Its Application to Kinematic Simulation Modeling2013

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Mizoguchi and Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      Computer-Aided Design

      巻: Vol.45,No.4 ページ: 829-842

    • DOI

      DOI:10.1016/j.cad.2011.02.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Appearance preserving simplification of 3D CAD model with large-scale assembly structures2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 雑誌名

      International Journal on Interactive Design and Manufacturing

      巻: 6 ページ: 139-154

    • DOI

      10.1007/s12008-012-0145-0

    • 査読あり
  • [学会発表] X線CT計測メッシュからのボイドを含む製品の四面体メッシュ生成 -適応的メッシュ細分化によるボイドの位相・幾何の高精度再現-2013

    • 著者名/発表者名
      東翔也
    • 学会等名
      2013年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] 段階的ODTスムージングを用いた寸法駆動変形四面体メッシュの品質改善 ―局所的位相変更による要素ひずみと裏返りの修正―2013

    • 著者名/発表者名
      前濱宏樹
    • 学会等名
      2013年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      20130313-20130313
  • [学会発表] Feature-based 3D Process Planning for MEMS Fabrication2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanai
    • 学会等名
      2012 Asian Conference on Design and Digital Engineering
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジホテル(北海道)
    • 年月日
      20121207-20121207
  • [学会発表] Quality Improvement of Finite Element Mesh Models Modified by Mesh Deformation2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Maehama
    • 学会等名
      2012 Asian Conference on Design and Digital Engineering
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジホテル(北海道)
    • 年月日
      20121207-20121207
  • [学会発表] 段階的ODTスムージングによる寸法駆動変形メッシュの品質改善2012

    • 著者名/発表者名
      前濱宏樹
    • 学会等名
      2012年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡県)
    • 年月日
      20120915-20120915
  • [学会発表] X線CT計測データからのボイドを含む製品の四面体メッシュ生成 ~局所メッシュ細分化を用いたボイド形状の再現精度向上~2012

    • 著者名/発表者名
      東翔也
    • 学会等名
      2012年度精密工学会北海道支部学術講演会
    • 発表場所
      室蘭工業大学(北海道)
    • 年月日
      20120901-20120913

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公開日: 2014-07-24  

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