薄膜状電子デバイスの複曲面上実装を実現する微細毛柔軟静電吸着ハンドリングシステム

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本研究の目的は、薄膜状対象物を自在に吸着・離脱可能にする『微細毛柔軟静電吸着ハンドリングシステム』を創製し、従来、取り扱いが困難だった薄膜状対象 物の自在ハンドリングを可能にすることにある。具体的には、『微細毛柔軟静電吸着モジュール積層デバイス』および『各デバイスを連結し曲面に対応させる劣駆動閉リンク機構』を実現し、システムを統合・制御することで、フィルム状/シート状の対象物に対して「確実な吸着」と「容易な離脱」の両立を可能にする 技術体系を確立することである。2021年度は、「双極型『ヤモリ型静電チャック』モジュール積層化によるデバイスの大面積化」のための「微細毛柔軟静電吸着デバイス(改良型)の設計・製作・評価」、「劣駆動閉リンク機構による大面積フィルムハンドリングシステムの開発」を行った。デバイスとして針先端に自由度を与えた機構を3Dプリンターによって試作をした。針先端の回転自由度を、なし・１・２・３と変化させたデバイスの静電吸着力を実験的に計測し、比較した。これにより針先端に自由度を有することで、自由度のないデバイスと比較し有意に静電吸着力が向上することが明らかになった。また、導電と絶縁を繰り返す5層のポリマーによる複合材料を試作し、デバイスを切り出すことでデバイスを作成した。既存の３Dプリンターでは試作できないほど薄いデバイスを作成することに成功した。その性能は静電吸着力によって評価した。また、「劣駆動リンク」の試作品と静電吸着モジュールを統合した試作を行った。実験によって、劣駆動リンク機構の設計上の課題や静電吸着モジュールの設計上の課題が明らかになった。他にも、静電吸着モジュールの針と薄膜を離散的にモデル化することで、薄膜の貼り付けの際の薄膜や針の挙動をモデル化し針の変形も考慮した貼り付け軌道を提案した。これらの研究により、研究プロジェクト遂行のための指針を得た。