圧力スイッチアレイを用いたマイクロ圧力センサの試作とマイクロマシンへの応用

使用压力开关阵列的微型压力传感器的原型制作及其在微型机械中的应用

• 批准号: 14750096
• 负责人: 朴 重濠
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750096/
• 关键词: 圧力センサ; マイクロ; 接触抵抗; 流体制御システム; マイクロマシン; 微細加工; 圧力スイッチアレイ; ダイアフラム

本研究課題では,流体駆動形マイクロマシンなどのマイクロ液圧制御システムを実現する際に必要となる,小形で高信頼性を持ち,かつ信号増幅用アンプが要らない高感度のマイクロ圧力センサの実現を目的としている.そのために本年度は,受圧により変形するダイアフラムと同心円状に形成した固定金属膜の接触の違いによる電気抵抗の変化を用いた平面構造形の圧力センサを提案し,金属皮膜抵抗などを用いた実験によりその妥当性を確認した.さらに,得られた知見を基に,半導体プロセス技術を用いた圧力スイッチアレイのラージモデル(10mm×10mm×1.2mmサイズ)を試作している.実施結果の具体的内容は以下のとおりである.提案した圧力スイッチアレイの金属抵抗は,制作の容易さのために本年度は直列に繋げている.はじめに,厚さ1mmのパイレックスガラス上に,それぞれ幅0.1mm厚さ5μmの18層の金箔をスパッタにより形成し,抵抗材となるニッケルを蒸着により接続する.つぎに,厚さ0.2mmシリコンに上下両面から異方性エッチングにより厚さ8μmのアルミニウム材のダイアフラムを形成し,パイレックスガラスとの陽極接合をおこなう.シリコンの上面から0.1mm離れた8mm×8mmサイズのダイアフラムは,まだ実験的検討は十分ではないが簡単な計算によると,100kPaの受圧で0.3mm無負荷時)変位するため,ダイアフラムの変形により接触抵抗の違いが十分に生じる.来年度の課題としては,試作圧力センサの特性評価による最適な構造設計の確立と直径10mmサイズの流体駆動マイクロマシンへの応用を図ったマイクロ圧力センサ(4mm×4mm×0.5mmサイズ)の試作が挙げられる.

The subject of this research is that the fluid pressure control system is necessary to control fluid pressure.となる, small form で high reliability and high reliability を holder ち, か つ signal amplitude use アンプが ら な い high sensitivity のマイ ク ロ 嫧力 セ ン サ の実The purpose of the current year is to create a concentric ring shape for the current year. The contact resistance of the fixed metal film is the resistance of the electric resistance, and the metal skin is made of a planar structure. Membrane resistance などを Use いた験によりそのappropriateness をConfirmation した.さらに, 得られた知见をbasedに, Semiconductor プロセス TECHNOLOGY スイッチアレイのラージモデル(10mm×10mm×1.2mmサイズ)をThe specific content of the trial production is as follows. The following is the detailed content of the trial production. Resistance, easy to make, this year's in-line series, thickness 1mm, thicknessラス上に, それぞれ width 0.1mm thick さ5μm の18-layer gold foil をスパッタにより formed し, resistant material となSteamed により涚する.つぎに, thick 0.2mm シリコンに upper and lower surface からheterotropic エッチンThe thickness of グによりさ8μmのアルミニウムのダイアフラムをformationし,パイレックスガラスとのanode bondingをおこなう.シリコンの上から0.1mm away from れた8mm×8mmサイズのダイアフラムは,まだ実験的検検は十多ではないが简単なcalculationによると, 100kPa の 0.3mm no load (no load) 変 positionするため, ダイアフラムの変shaped により Contact resistance のviolation いが十に生じる. Next year’s project としては, trial production Evaluation of the characteristics of the pressure gauge and the establishment of the optimal structural design of the pressure gauge and the 10mm diameter hydraulic pump dynamic pressure gaugeへの応用を図ったマイクロ姧力センサ(4mm×4mm×0.5mmサイズ)の trial production がげられる.