ペンシル形・微小径電鋳工具の開発とメカニカルマイクロファブリケーションへの応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450061
• Research Institution: Fukuoka Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤山 博一 福岡工業大学, 工学部, 講師 (50148912)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 秀司 福岡工業大学, 工学部, 助教授 (30236591) ; 鬼鞍 宏猷 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108655)
• Keywords: マイクロ研削工具 / 高速電鋳 / ツルーイング / ドレッシング / アモルファスめっき / ダイヤモンド砥粒 / cBN砥粒 / 研削加工

Research Abstract

LIGAプロセスの,フォトリソグラフィに相当するプロセスをマイクロ研削に置換できれば,LIGAプロセスでは製造できない,3次元マイクロ金型を製造できることになる.平成13年度には,このマイクロ研削に使用する,ペンシル形・微小径電鋳工具の開発を行った.具体的には,(1)直径が2mm,長さが15mmのペレット状ダイヤモンド電鋳工具あるいはcBN電鋳工具を短時間で多量生産できる,高速電鋳工具製造技術の開発,(2)ペレット状電鋳工具を工具先端直径が0.1mm以下のペンシル形に成形できる,ツルーイングとドレッシング技術の開発,(3)工具先端直径が0.1mm以下のマイクロ研削工具を使って高能率研削を行うための,耐欠損性に優れたマイクロ研削工具の開発,等の項目に関する,開発研究を行った.
得られた研究の成果は,以下のように整理される.
(1)'既存の電鋳技術を用いると最低でも360時間を要する,直径が2mm,長さが15mmのペレット状ダイヤモンド電鋳工具を7.5時間で製造できる,高速電鋳技術を開発できた.
(2)'高速回転仕様の横形ロータリドレッサを使用し,工具先端直径を20μm以下にツルーイングすることに成功した.また定圧研磨方式のドレッシング装置を試作し,その有効性を確認した.
(3)'高速アモルファス電鋳を行うことにより,マイクロ研削工具の耐欠損性を最低でも2倍程度,向上させることに成功した.

Research Products

• [Publications] H.Onikura, B.K.Shil, O.Ohnishi, T.Semba, K.Yoshitomi: "Fabrication of Micro Cylindrical Diamond Grinding Tools by Ultrasonic Vibration Grinding for Drilling of Brittle Materials"Proc.of the 2^<nd> EUSPEN International Conference, Italy. 672-675 (2001)
• [Publications] 藤山博一, 内城憲治, 李木経孝: "高周波マグネトロンスパッタ法によるAl_2O_3の膜の機械的特性に及ぼす酸素分圧の影響"福岡工業大学エレクトロニクス研究所所報. 18・1. 63-71 (2001)
• [Publications] H.Fujiyama, T.Sumomogi, T.Endo: "Effect OF O_2 Gas Partial Pressure on Mechanical Properties of SiO_2 Films Deposited by RF Magnetron Sputtering"J.Vac.Sci.Technol.. A20・2 (in printing). (2002)
• [Publications] 石田暢之, 原隆之, 本田強志, 藤井晋一, 藤山博一: "極微粒cBN砥粒に対する表面改質とマイクロ研削用工具への応用"九州学生会第33回学生員卒業研究発表講演会講演概要集. (in printing). (2002)