高集積化ＭＥＭＳ用３次元複合パッケージング技術の確立と原子磁気センサへの応用

高集成MEMS三维复合封装技术建立及其在原子磁传感器中的应用

• 批准号: 12J02407
• 负责人: 辻本 和也
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J02407/
• 关键词: アルカリ金属蒸気セル; アルカリ金属発生源; リークテスト; 原子磁気センサ; MEMS3次元パッケージング技術; MEMS; セル; 多孔質アルミナ

スピン偏極を利用して微弱磁場を測定する原子磁気センサ用のアルカリ金属蒸気セル(セル)を微細加工技術で実現するために, 高効率なアルカリ金属生成およびアルカリ金属を酸化させるアウトガスの低減に取り組んだ. 高効率なアルカリ金属生成に対して, 表面積の大きな微細構造を付与したタブレット状のアルミナまたはシリコン基材表面に, 300度程度でアルカリ金属を生成するアジ化バリウムと塩化カリウムの混合試薬を析出させた試料であるAMST (Alkali Metal Source Tablet)を提案した. さらに, AMSTの微細構造の表面積をパラメータとしたカリウム(K)の生成効率比較実験により, 表面積には最適値があること, 最適値は溶解度の異なる2種類の試薬の析出過程に起因する接触面積に依存することを明らかにした. アウトガスの低減に対して, セル構成部材の接合界面に形成したマイクロ流路を用いて雰囲気制御(アウトガス排気及びバッファガス導入)を行った後, ガラスフリットの加熱軟化によりマイクロ流路の気密封止を行う犠牲マイクロ流路気密封止技術を提案した. 雰囲気制御の観点から最適なマイクロ流路断面寸法を解析的に求め, 封止の観点から最適なマイクロ流路断面形状を数値解析により議論し, 犠牲マイクロ流路の設計指針を明らかにした. また, 高分解能ヘリウムリークテストを用いて, 犠牲マイクロ流路気密封止技術がセルに要求される気密性を実現出来ることを実証した. AMSTと犠牲マイクロ流路気密封止技術を用いてKセルを作製し, 吸光度測定によるKの蒸気密度評価から提案手法により高いアルカリ金属蒸気密度の長時間の維持が実現されることを実証した. 磁気ノイズは100Hzにおいて約50pT/Hz^<1/2>であり高感度磁気計測への応用可能性を示した.

In this paper, we use the weak magnetic field to determine the accuracy of the atomic magnetic field and the micro-processing technology of the atomic magnetic field. The high rate of metal generation is high. The metal is acidified and the temperature is low. High-speed metal forming process, high-speed metal formation, micro-fabrication, micro-fabrication, substrate surface, substrate surface, metal, metal, metal In this paper, the results show that the formation rate of the surface temperature is higher than that of the surface temperature (K), the surface temperature is the highest, the solubility is the highest, and the solubility is the highest. AMST micrographs show that the formation rate of the surface is higher than that of the surface, and the solubility is the most effective. In order to improve the quality of the system, the joint interface of the material is formed, and the flow path is formed. After the system is used to control the flow path, it is necessary to make sure that the system is used in the production line, and that after the operation is completed, the application of the sealing technology proposal is required. To determine the size of the cross section of the flow path, and to close the analysis of the shape of the cross section of the flow path, and to determine the size of the section of the flow path. In order to improve the performance of the system, the high resolution system can be used, and the sealing technology is required to improve the tightness. The sealing technology of AMST equipment is used to determine the density of temperature and temperature steam. the proposed method is to maintain the temperature and temperature of metal vapor density over a long period of time. The magnetic field is very sensitive to 100Hz. The 50pT/ Hz ^ & lt;1/2> high sensitivity magnetic meter shows the possibility of using it.

项目成果

On-chip fabrication of alkali-metal vapor cells utilizing an alkali-metal source tablet

利用碱金属源片片上制造碱金属蒸气电池

• DOI: 10.1088/0960-1317/23/11/115003
• 发表时间: 2013
• 期刊: Journal of Micromechanics and Ailicroengineering
• 作者: K. Tsujimoto;K. Ban;Y. Hirai;K. Sugano;T. Tsuchiya;N. Mizutani;O. Tabata
• 通讯作者: O. Tabata