電界共役流体を用いた極薄液体レートジャイロの研究

电场共轭流体超薄液体速率陀螺研究

基本信息

批准号：
21656044
负责人：
横田眞一
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

長寿命で耐振動性などの特長を備えた小形で低コストな極薄ジャイロを実現することを目的として,本年度では,小形化,薄形化,集積化,大量生産が可能なMEMS技術を用いた極薄ECFマイクロレートジャイロを開発した.ECFジャイロは,1)ECFジェット発生部,2)噴流発生部と流路,3)速度方向検出部の主要要素で構成されている.まず,MEMS技術によるECFジェット発生部として,高アスペクト比を有する金属構造体である三角柱-スリット形電極対を提案し,フォトリソグラフィによりガラス基板上に形成した金属の薄膜に高さ500μmのレジストによる鋳型を形成し,Ni電鋳により電極を形成する製作プロセスを提案した.鋳型に用いるレジストとして,高アスペクト比のマイクロ構造体の形成と,電鋳後の鋳型を選択的に除去可能な厚膜レジストKMPRを選定し,電鋳におけるプロセス条件を検討することでマイクロ電極対の試作に成功した.次に,電極対を形成したガラス基板にエポキシレジストSU-8により噴流発生部と流路を試作し,従来の機械加工によるジャイロに用いられていた速度方向検出部と組み合わせることで,部分的にMEMS化したECFマイクロレートジャイロを構成し,特性実験を行った.厚さを5mm,流路体積を10×8×t0.5mm^3とし,従来よりも1/5程度に小形化したジャイロの動作を確認したほか,流路高さを1mmとしたジャイロで印加電圧0.38kVとした際に比較的良好な特性が得られた.また,支柱の上の薄膜にホットワイヤとなる回路を形成した形の速度方向検出部を提案し,MEMS技術に応用可能なプロセスを用いてその試作を行ない,有効性を確認した.

为了实现具有长寿和耐振动性的小型低成本超薄陀螺仪，今年我们使用MEMS技术开发了一种超薄的ECF微率陀螺仪，可以使得可以使较小，较薄，集成和批量生产。 ECF陀螺仪由1）ECF射流发生器，2）射流发生器和流动路径，以及3）速度方向检测部分。首先，我们提出了一种使用MEMS技术的ECF喷射机，它是具有高纵横比的金属结构，它是具有高纵横比的金属结构。我们提出了一个制造过程，其中模具是在通过光刻在玻璃基板上形成的薄金属膜上形成500μm高抗的，并通过Ni电型形成电极。作为模具中使用的抗性，我们使用模具形成具有较高纵横比的微观结构和厚的膜抗性，该微观结构允许在电动型后选择性去除模具。通过选择TOKMPR并检查电动型中的过程条件，我们成功构建了一个微电极对。接下来，我们在玻璃基板上使用环氧基抗Su-8创建了一个喷气机生成部分和流动路径，并通过将其与传统加工陀螺仪中的速度方向检测部分相结合，我们构建了一个部分MEMS形成的ECF Microtare Gyro，并进行了一个特征性的实验。我们确认了厚度为5 mm的陀螺仪的操作，流动路径体积为10 x 8 x t0.5 mm^3，并且比以前小1/5的陀螺仪的操作，当涂压电压为0.38 kV时，具有相对良好特征的流动路径高度为1 mm时，具有相对良好的特征。我们还提出了一个速度方向检测部分，其中将变成热线的电路在支撑杆上的薄膜上形成，并使用了可以应用于MEMS技术的过程来确认其有效性。