Development of a New Micro-Nano Solid Processing Technology Based on a LIGA Process and a Next-Generation Micro Actuators

本研究は,リソグラフィ,金型作製,成形を一連とするLIGAプロセスを基盤としたマイクロ・ナノ立体加工技術の開発と,次世代マイクロアクチュエータへの展開を行うものである.従来のリソグラフィ技術では加工深さ方向に垂直となる2.5次元的な構造体しか得られていなかった.しかし,このトータルLIGAプロセスによる加工技術は,機械加工等では達成できない微細領域の加工を可能とする手法であり,超微細立体加工技術のブレイクスルーを生み出す要素技術である.これまでに,3次元X線リソグラフィ技術,平坦性が良く応力の小さなマイクロ金型,ロールホットエンボス技術による微細パターンの量産化技術の開発を進め,精密で高精度な成形品を量産できる技術開発を進めてきた.さらに,X線リソグラフィにおける露光ステージを多軸化することで円筒形状表面に3次元構造を加工する技術を開発し,微細細線となるマイクロコイルの作製へ展開してきた.構造の複雑さ故に小型化に伴い得られる出力が低下する問題を有するマイクロコイルであるが,微細高アスペクト比の細線構造としたマイクロコイルを利用することを提案し,電磁型マイクロアクチュエータのブレイクスルーを目指して研究に取り組んだ.その結果,X線リソグラフィ技術により微細細線の深溝加工を行い,銅めっきにてコイルラインを形成して,コイルを完成させることが出来た.作製したコイルラインのアスペクト比を向上させるとマイクロコイルの性能は飛躍的に向上することも実証した.今後は更なるプロセス技術開発を進めることでマイクロアクチュエータの新たな展開を行う.

本研究は,リソグラフィ,金型作製,成形を一連とするLIGAプロセスを基盤としたマイクロ・ナノ立体加工技術の開発と,次世代マイクロアクチュエータへの展開を行うものである.従来のリソグラフィ技術では加工深さ方向に垂直となる2.5次元的な構造体しか得られていなかった.しかし,このトータルLIGAプロセスによる加工技術は,機械加工等では達成できない微細領域の加工を可能とする手法であり,超微細立体加工技術のブレイクスルーを生み出す要素技術である.これまでに,3次元X線リソグラフィ技術,平坦性が良く応力の小さなマイクロ金型,ロールホットエンボス技術による微細パターンの量産化技術の開発を進め,精密で高精度な成形品を量産できる技術開発を進めてきた.さらに,X線リソグラフィにおける露光ステージを多軸化することで円筒形状表面に3次元構造を加工する技術を開発し,微細細線となるマイクロコイルの作製へ展開してきた.構造の複雑さ故に小型化に伴い得られる出力が低下する問題を有するマイクロコイルであるが,微細高アスペクト比の細線構造としたマイクロコイルを利用することを提案し,電磁型マイクロアクチュエータのブレイクスルーを目指して研究に取り組んだ.その結果,X線リソグラフィ技術により微細細線の深溝加工を行い,銅めっきにてコイルラインを形成して,コイルを完成させることが出来た.作製したコイルラインのアスペクト比を向上させるとマイクロコイルの性能は飛躍的に向上することも実証した.今後は更なるプロセス技術開発を進めることでマイクロアクチュエータの新たな展開を行う.