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

2002 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): 鬼鞍 宏猷 九州大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90108655) ; 仙波 卓弥 福岡工業大学, 工学部, 教授 (30154678) ; 田中 秀司 福岡工業大学, 工学部, 助教授 (30236591)
• Keywords: マイクロ研削 / 高速電鋳 / マイクロツルーイング / マイクロドレッシング / アモルファスめっき / ダイヤモンド砥粒 / マイクロ金型

Research Abstract

平成13年度から,LIGAプロセスの露光プロセスをマイクロ研削で置換した,メカニカルマイクロファブリケーションの構築を行っている.平成14年には,(1)高能率なマイクロ研削加工を行うために,アモルファス高速・電鋳技術を新たに開発することにより,工具素材の耐欠損性を向上させるための研究,(2)鏡面マイクロ研削加工を実現するために,電鋳皮膜に共析する極微粒ダイヤモンド砥粒の密度を制御できる,高集中度・極微粒ダイヤモンド電鋳技術の開発,(3)□3mm,長さが20mmの極微粒ダイヤモンド電鋳皮膜を,直径が0.1mm以下のマイクロ研削用工具に成形できる,ツルーイングトドレッシング技術の開発、(4)(3)で試作したマイクロ研削用工具を使用し,マイクロ金型を試作すると同時に,その反転金型を試作するといった,マイクロ金型の製造に関する技術開発,を行った.
平成14年度に得られた研究の成果は,以下のようにまとめられる.
(1)'既存のNi/P合金めっき浴に多量の亜隣酸を添加すると同時に液のpHを増すことにより,電析するニッケルの結晶サイズが10Å以下のアモルファス電鋳皮膜を製造できた.
(2)'電鋳皮膜に共析する極微粒ダイヤモンド砥粒の体積砥粒密度を,5〜45Vol%の範囲で可変できる高速・電鋳技術を新たに開発できた.
(3)'ツルーアに対するインプロセス電解ドレッシング,ならびに遊離砥粒を併用したツルーイングを行うことにより,電鋳皮膜を直経が50μm以下のマイクロ研削用工具に成形できた.
(4)'直径が50μmのマイクロ研削用工具を使用し,マイクロホール,マイクログループといった二次元マイクロ金型,ならびにマイクロディンプル,マイクロプリズムといった三次元マイクロ金型を試作した.また金型に対して電気めっきを行い,その反転金型を試作した.

Research Products

• [Publications] H.Fujiyama, T.Sumomogi, K.Uchijo: "Influence of O_2 gas partial pressure and substrate temperature on wear resistance of Al_2O_3 films deposited by radio-frequency magnetron sputtering"JSME/ASME International Conference on Materials and Processing 2002. 2. 464-467 (2002)
• [Publications] H.Fujiyama, T.Sumomogi, T.Endo: "Effect of O_2 gas partia pressure on mechanical properties of SiO_2 films deposited by radion frequency magnetron sputtering"J.Vac.Sci.Technol.A. 20・2. 356-361 (2002)
• [Publications] 仙波卓弥, 冨田直樹, 藤井晋一: "高速・電鋳工具製造技術の開発"日本機械学会論文集C編. 69・679. 217-223 (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 吉嶺裕: "マイクロ研削用工具に対する高精度・半球状ツルーイングおよびドレッシング技術の開発"2003年度精密工学会春季大会学術講演会. 125(CD-ROM). (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 森藤智亮: "マイクロ研削を用いたメカニカルマイクロファブリケーションシステムの開発"2003年度精密工学会春季大会学術講演会. 123(CD-ROM). (2003)
• [Publications] 仙波卓弥, 冨田直樹, 藤井晋一: "高速・電鋳技術の開発とマイクロ研削用工具への応用"2002年度砥粒加工学会学術講演会講演論文集. B19. 141-142 (2002)