多自由度集積化マイクロステージ

多自由度集成微型平台

• 批准号: 19016002
• 负责人: 小野 崇人
• 金额: $ 5.63万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19016002/
• 关键词: マイクロステージ; ピエゾアクチュエータ; 圧電; 変位拡大機構; 高密度記録装置; 積層セラミックアクチュエータ; 精密位置決め; マイクロシステム; マイクロXYZステージ; PZTアクチュエータ; マイクロマシニング; MEMS; 変位センサ; アセンブリ; 高密度記録; プローブ記録

半導体微細加工技術および圧電基板との接合技術、圧電薄膜堆積技術などを駆使し、プローブ高密度記録メモリに利用する1.5cm角サイズの他自由度マイクロXYZステージを作製・評価した。このステージでは、多数のマイクロアクチュエータを集積化し、精密で多自由度の動きを実現した。最終年度である本年度は、ムーニー型の変位拡大機構を集積化したシリコン・PZTのハイブリット構造をもつマイクロステージの作製技術をより発展させ、より大きな変位を得ることができるステージを試作した。積層型アクチュエータ素子の作製技術を改良して、より大きな力と変位が得られた。また、変位拡大機構の最適化を図った。具体的には、反応性イオンエッチングを用いたシリコンの微細加工技術により柔らかいばねをもつステージ構造を作製し、精密な位置決め技術により別に作製した積層PZTアクチュエータを組み込んだ。精密な位置決めはPZTアクチュエータを位置決めするテンプレートを用い、XYZステージ構造に転写した。また、アクチュエータとPZTアクチュエータを部分的に金属の電界メッキにより接合する技術を開発した。この部分メッキを行うため、XYZステージに直接レジストを塗布して、フォトリソグラフィーにより金属パターンをパターニングして、接合部分にのみ電界メッキができるプロセスとした。作製したマイクロステージは70Vの印加電圧でおよそ80μmの変位が得られた。フィードバック制御によりナノメートルの位置精度を達成できるように容量型の変位センサを集積化した。作製したマイクロステージのダイナミクスを評価および解析した。その結果、約500Hz程度までの高速駆動が可能であることがわかった。

Semiconductor microfabrication technology お よ び 圧 electrical substrate と の joint technology, 圧 electric membrane accumulation な ど を 駆 し, プ ロ ー ブ high-density recording メ モ リ に using す る 1.5 cm Angle サ イ ズ の his freedom マ イ ク ロ XYZ ス テ ー ジ を cropping, review 価 し た. <s:1> ステ ステ ジで ジで た, majority <s:1> <s:1> <s:1> ロア ロア ロア ロア チュエ タを タを integration を, precision で multi-degree-of-freedom <s:1> motion を を actuation た. Final year で あ る は this year, ム ー ニ ー type の を set product - a company, big institutions change し た シ リ コ ン, PZT の ハ イ ブ リ ッ ト tectonic を も つ マ イ ク ロ ス テ ー ジ の cropping technology を よ り 発 exhibition さ せ, よ り big き な - who を る こ と が で き る ス テ ー ジ を attempt し た. Horizon type ア ク チ ュ エ ー タ element system improved し を の son て, よ り big き と な force - who が ら れ た. Youdaoplaceholder0, variable 拡, large structure <s:1> optimization を figure った. Specific に は, anti 応 イ オ ン エ ッ チ ン グ を with い た シ リ コ ン に の microfabrication techniques よ り soft ら か い ば ね を も つ ス テ ー ジ し, precision な position of the tectonic を cropping め technology に よ り don't に cropping し た laminated PZT ア ク チ ュ エ ー タ を group み 込 ん だ. Precision な position definitely め は PZT ア ク チ ュ エ ー タ を position definitely め す る テ ン プ レ ー ト を い, XYZ ス テ ー に ジ structure planning write し た. ま た, ア ク チ ュ エ ー タ と PZT ア ク チ ュ エ ー タ を part of に metal の world メ ッ キ に よ り joint す る technology を open 発 し た. Line こ の part メ ッ キ を う た め, XYZ ス テ ー ジ に directly レ ジ ス ト を coated し て, フ ォ ト リ ソ グ ラ フ ィ ー に よ り metal パ タ ー ン を パ タ ー ニ ン グ し て, joint part に の み electricity industry メ ッ キ が で き る プ ロ セ ス と し た. To produce た た ロステ ロステ ロステ ロステ ジ ジ 70V <s:1> Inca voltage でおよそ80μm <s:1> with a derivative が to られた. フ ィ ー ド バ ッ ク suppression に よ り ナ ノ メ ー ト ル の を location precision reached で き る よ う に capacity type の - a セ ン サ を set product change し た. Production: た た ロステ ロステ ロステ ジ ジ ダ ナ ナ スを スを スを commentary: 価および analysis: た. The そ そ result, the approximately 500Hz degree まで <s:1> high-speed 駆 movement が may である とがわ とがわ とがわ った った.

项目成果

Fabrication and integration of a Si-PZT hybrid XY-microstage

Si-PZT 混合 XY 微型平台的制造和集成

• 发表时间: 2008
• 作者: Shinya Yoshida;Takahito Ono;Masayoshi Esashi;Shinya Yoshida;Yusuke Kawai;M. Faizul;M. Faizul
• 通讯作者: M. Faizul

A New Approach for Terahertz Local Spectroscopy using Microfabricated Scanning Near-field Probe

使用微加工扫描近场探头进行太赫兹局域光谱学的新方法

• 发表时间: 2008
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 47
• 作者: Kentaro Iwami;Takahito Ono;Masayoshi Esashi
• 通讯作者: Masayoshi Esashi

Resonator combined with a piezoelectric actuator for chemical analysis by force microscopy.

• DOI: 10.1063/1.2748394
• 发表时间: 2007-06
• 期刊: The Review of scientific instruments
• 作者: Y. Kawai;T. Ono;M. Esashi;E. Meyer;C. Gerber

A Si-PZT Hybrid XY-Microstage Utilizing an Actuator Amplification Mechanism

采用执行器放大机制的 Si-PZT 混合 XY 微型平台

• 发表时间: 2008
• 作者: Shinya Yoshida;Takahito Ono;Masayoshi Esashi;Shinya Yoshida;Yusuke Kawai;M. Faizul
• 通讯作者: M. Faizul

CONDUCTIVE POLYMER PATTERND MEDIA FOR SCANNING MULTIPROBE DATA STORAGE

用于扫描多探头数据存储的导电聚合物图案介质

• 发表时间: 2007
• 作者: Shinya Yoshida;Takahito Ono;Masayoshi Esashi;Shinya Yoshida;Yusuke Kawai;M. Faizul;M. Faizul;Shinya Yoshida
• 通讯作者: Shinya Yoshida