遊離砥粒を用いたマルチワイヤソー方式では,砥粒と加工液の懸濁液であるスラリーを加工用工具であるワイヤ上へ供給しスライシング加工が行われる.しかし,スラリーのワイヤへの付着状態が不安定になりやすく,切断性能の低下を招く問題がある.そこで本研究では,加工部付近のスラリー挙動を高速度ビデオカメラによって観察し,遊離砥粒方式のマルチワイヤソーにおける加工メカニズムについて検討した結果を述べる.

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電子素子材料のスライシング加工法の1つとして,加工用工具であるワイヤにダイヤモンド砥粒を固着させた工具を用いた固定砥粒方式マルチワイヤソーがある.そこで本研究では,ニッケルによってコーティングされた砥粒を電着したダイヤモンド工具によって加工実験を行い,遊離砥粒方式のマルチワイヤソーと切断性能を比較し,コート砥粒を用いたダイヤモンドワイヤ工具の実用化への可能性について検討した結果を報告する.

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硬脆材料の切断加工用工具の1つにダイヤモンドワイヤ工具がある.本研究ではこのダイヤモンドワイヤ工具を高速作製するために流水メッキ液中で作製することを検討している.本報告では,電着用パイプ中を流れるメッキ液中のダイヤモンド砥粒の挙動を高速度カメラを用いて観察し,そのダイヤモンド砥粒の芯線付近での挙動がワイヤ工具表面に固着される砥粒の分散性等に与える影響について実験的に検討した結果を述べる.

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固定砥粒ワイヤーソーの砥粒間隔を評価し,炭化珪素切断における砥粒間隔の加工能率と加工精度に及ぼす影響を調査した.

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レーザービームと二分割フォトダイオードを用いてソーワイヤの走行精度を測定する装置を開発した.基礎実験として,直径160μmのワイヤーを用い,レーザーの焦点位置に対して二分割フォトダイオードとソーワイヤをどのように配置すれば高精度にワイヤの振れを測定できるかについて調べた.

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本研究は,工具側に切削熱を除去する工夫を施し,これに空気噴流による除熱法を併用して,切削熱を除去する弱冷風加工の確立を目的とする.第1報では工具側からの除熱法,第2報では空気噴流による除熱法に注目し,切削熱除去により工具摩耗が減少し,表面粗さが良好になることを示した.本報では工具側と空気噴流による除熱経路を併用して切削熱除去を試み,工具摩耗量,表面粗さを調べ,その有用性について報告する.

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本研究では,精密切断が困難とされる光学フィルムを切断し,各種条件が切断特性に及ぼす影響について調べた.まず,刃先の形状が切断力,切断面に及ぼす影響を検討した.つぎに,刃先にコーティングを施しNonコーティングの刃物と比較し,その効果を確認した.コーティングの耐久性についても検討を行い,耐久性の面でも優れていることが確認された.

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炭素鋼S45Cを切断したときの切断性能と振動特性における台金(親板)材質の効果について述べる.工具は,3種類の工具鋼SK5,SKS5およびSiの含有量が多く,焼入れ性の優れるNBSP1を使用する.実験条件は,切断速度130m/min,送り0.07mm/toothとして工具損傷と工作物表面粗さを観察する.NBSP1は他の工具鋼に比べ,切れ刃に欠けは発生せず,切断性能はろう付け時の親板の硬さ分布による影響をうける.

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シリコンウェハのMCP砥粒として有効性が確認されているマイカ砥粒について、バインダを用いずに常温でのプレス成形のみで研磨能力を有する固定砥粒ペレットが作成可能であることを見出した。ペレット成形条件と研磨特性の関係について検討した結果を示す。

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スロット付き樹脂ブレードは従来のオールラウンドブレードと比べ加工能率は高いが,スロット形状部分の破壊と振動による高い消費電流値および加工表面のチッピング発生の多いことが問題点となってきた.この溝部を樹脂で充填およびブレード円周部の砥粒径·砥粒率の変化させた構造制御形のブレードを製作した.構造制御形のブレードを用いた切断実験の結果,切断特性の向上が確認できたことについて報告する.

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本研究では,固定砥粒研磨法の中でも砥粒を含んだピラミッド形状の突起が敷き詰められた表面パターンを持つピラミッド構造研磨パッドによる研磨加工法に着目した.本報では,S45Cを対象にピラミッド構造研磨パッドによる研磨試験を行うことによってその研磨特性を明らかにすると共に,研磨圧力,ドレッシング条件による砥粒切れ刃摩耗の相違及びその相違が研磨特性に与える影響を明らかにした.

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Ni-W電着マイクロダイヤモンド工具の製作において、電着液の攪拌方法が砥粒の分布に及ぼす影響について解明した。そして、電着工具による単結晶シリコン加工時の工具寿命について調べた。

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機械加工工具の機上再生技術の確立を目指し, 高速加熱炉を使用し,研削工具の再生を行った.熱硬化樹脂を結合材としたレジンボンド砥石を作成し,加工性能の評価を行った.

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ポリマ微粒子を用いた複合粒子研磨法はダレのない縁形状が得られるなど優れる加工特性を示す。本研究は,この研磨法の最適化のために,加工面の形成メカニズムを検討し,粗さ,うねりだけでなく,周波数解析などによって,工具プレートやポリマ微粒子などによる加工面幾何学的特性への影響の解明を試みたので,報告する。

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ラッピング加工は、加工工程が複雑なため解明されていないことも多く、最適な加工条件が設定されていない。また、従来の実験方法では、加工装置、工具、研磨液、砥粒、工作物、環境など、加工工程に影響する要因が多いため、膨大な時間がかかる。そこで、本研究は、研究時間が短縮できる品質工学を使って、最適な加工条件を見つけることを目的とした。この結果、効率良く最適な加工条件を見つけることができた。

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研削加工では母性原理により工具形状が工作物に転写される.つまり工具形状は工作物表面形状に大きな影響を及ぼすことがわかっている.よって工具形状を正確に把握することが重要である.従来接触式や画像処理により工具形状の把握を行ったが,本研究では,非接触式により工具表面形状の測定および任意の切込量での工作物に転写される工具形状の予測が可能となったため報告する.

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砥石目直し時におけるドレッサと砥石の干渉状態の監視用として接触検知機器が開発され実用に至っている.しかし,いずれの機器も高価であることから,小さな加工工場のレベルでは普及していないのが実状である.そこで,本研究では容易に入手できる圧電素子を利用して接触検出器を安価に製作する方法を考案し,当該機器の開発を行った.本報告ではこの装置の詳細と研削作業への適用例を紹介する.

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3次元微小部品を作成するために、金型製作方式の一つである順送り型を応用したマイクロ成形装置を開発した。この装置は、一列に配置した複数のキャビティに光硬化性樹脂を充填し、順次紫外線を照射することにより、キャビティ形状を積層し、3次元形状を作成するものである。この装置を用いて成形を行った結果、数100μmレベルの3次元微小部品を作成することに成功した。

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本研究では、光成形法により短時間でマイクロピラーを作成した。この方法はマイクロメートルレベルの形状を持つマスクに紫外線を照射することにより、高アスペクトのピラーを作成する。厚さ数十μmの金属板にレーザで穴あけ加工を施し、必要箇所以外の紫外線を遮るためのマスクを作成した。これにより二次元的なマスクから積層を行わずに三次元的な形状を作成した。

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本研究は,より複雑な三次元微小構造の創成を目的として,近接場光(エバネッセント光)を露光エネルギとして利用し,新しい微小構造創製法の確立を目指している.前報までにおいて,エバネッセント露光による樹脂硬化確認及び分解能の理論的,実験的検討を行った.本報では定在エバネッセント波を利用したナノメートルオーダの分解能制御,及びその積層法の検討を行ったので報告する.

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本研究では液晶ディスプレイを露光マスクとして用いた液晶マイクロ光造形法を提案しており、3D-CADから高速·簡単·自動的に高精度なマイクロ3次元構造物の作製が可能なマイクロマシニング技術である。本稿ではオーバハング形状を持つマイクロ3次元構造物の作製時に問題となっている余剰成長の特性を調べ、余剰成長を抑制するため液晶マスクに用いるグレースケールの適用条件についての検討を行なった.

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本研究では平均直径130nmを持つシリカ粒子を光硬化性樹脂に均一混合し,シリカ粒子混合樹脂を作製し,作製した粒子混合樹脂を用いてシリカ粒子の混合に対する基礎的な光硬化特性および機械的強度特性を評価した.　粒子混合による機械的強度特性を評価するため,作製した粒子混合樹脂に対するマイクロビッカース硬度計とマイクロ引張試験機をそれぞれ用いることによって硬度実験と引張実験を行い,その強度特性を評価した.

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液体の紫外線硬化樹脂と強磁性体短繊維の混合物に磁界を印加し、短繊維の長手軸方向を磁界の方向に方位制御した状態で樹脂を硬化し、繊維強化したマイクロ部品を造形する装置の開発について述べる。この装置では、電磁石を水平面内に4つと底面に1つ用いており、磁界を方向と強さを変化させることができる。この装置で方位制御された短繊維で強化されたマイクロ部品の光造形を行う。

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光造形法は,従来は試作品の製造に用いられてきたが,造形精度の向上に伴いその応用分野が広がっている.そこで本研究では,光造形法を用いた多自由度駆動するPM型ステッピングモータの試作を想定し,ロータ·ステータ間の磁場解析を行うことで,モータが駆動する条件の導出を目的としている.本報では,ロータ,ステータの磁極の配置に関して検討を行う.

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Integrating an electrical element into a prototyped part would add an entirely new dimension to the usefulness of Solid Freeform Fabrication Technology and could lead to new materials, construction methods and geometries into the world or electrical circuit design. The advancement in the high precision fluid control technologies nowadays makes it possible to deposit 0.1mm diameter of viscous fluid avoiding fluctuations in dispensing volume and fluid buildup. This study explore the possibility of directly dispense layers of high aspect ratio conductive patterns in-between stereolithography resin layers to fabricate parts with electrical functionality embedded in them.

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金属光造形複合加工法は,レーザー焼結と輪郭高速切削を交互に行う加工法である.通常の切削加工では不可能な深溝加工が可能であり,金型製作に有利な特徴を有しているが,深溝形状の射出成形では,圧縮された金型内残留空気による樹脂焼けや樹脂未充填が発生する.本研究では通気性を有する構造に造形し,これを金型に適用することで金型内残留空気の型外排出を行い,上記の成形不良の問題を低減するエアベント技術の研究を行う.

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金属粉末積層造形法は,金属粉末をレーザー焼結し積層することで造形物を得る手法であり,切削加工では困難な複雑形状も比較的容易に造形できることから,新しい金型製作法として注目されている.しかしながら,造形物に変形が生じるという問題があり,高精度を要求する金型には適用できていない.本研究では,レーザー焼結時に生じる温度が造形物の変形に影響を与えていると考え,レーザー焼結時の造形物の温度を測定した.

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近年,新製品の開発期間の短縮·コスト低減が重要となってきており,それを実現する手法の一つにラピッド·プロトタイピングの技術がある.その中で粉末焼結積層造形法(SLS法)は,金型·金属部品にも適用でき,注目を集めている.その工程は粉末材料をレーザー光により融着させ,逐次積層造形するものである.本研究では,造形条件の違いによる造形物の物性値を測定し,考察する.

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現在,新しい金型製作方法として,金属粉末積層造形法が注目されている.金属積層造形法は,深リブなどの複雑な形状も造形可能,迅速な造形可能という利点が挙げられ,多品種少量生産に適している手法である.一方,造形過程においてそりが発生するという問題があり,金型製作の障害となっている.そこで,そりの低減が大きな課題となっている.本報では,内部構造の異なる造形物を造形し,変形量に及ぼす影響について報告する.

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光造形法は透明部品を作成できる唯一のRP手法であるが,材料が光硬化性樹脂に限られるため強度が弱い.一方SLS法はPAなど高強度な熱可塑性樹脂で造形できるため実部品に近い強度が得られる.筆者らは既に光硬化性樹脂含浸によるPS造形品の透明化を確認したが,光硬化性樹脂の硬化不良などで高い透明性は得られなかった.本報ではSMMA造形品に熱硬化性樹脂を含浸し光線透過率84%,曇度28%のより透明な部品を得た.

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本研究では,CADシステムに基づいた塑性変形型ラピッドプロトタイピングの開発を目的としている.本報では,塑性加工中に生じた誤差を補正するために,レンジファインダを用いて三次元測定を行い,CADで定義された形状との誤差をフィードバックし,再加工を行うことを検討した.その結果,種々の形状において精度が改善され,その有用性が確認できたので報告する.

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As the physical dimensions of semiconductor device shrinks, 2-Dimensional carrier profiling techniques are expected to become indispensable for the process technology development, device design, and failure analysis in nano-scale. Nowadays, there are several candidates in the scanning probe microscopy (SPM) related techniques for that purpose. As a new approach to improve spatial resolution and sensitivity, we have developed self-sensing probe, and applied to the scanning capacitance microscopy. This self-sensing probe consists of bulk metal tip, and quartz oscillator as a force sensor. The bulk metal tip of this probe enables higher sensitivity and stability than conventional metal-coated ones, and self-sensing capability keeps from undesirable photocarrier effect. With the use of this probe, 2-dimensional p-n junction locus was observed with a spatial resolution better than 5 nm in the dC/dV imaging.

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本研究では、光散乱法を用いてSiウエハ表面上のパーティクルをナノメートルオーダの感度で計測できるナノパーティクルカウンタの開発を行っている。これまでに、直径37nmの標準ナノ粒子を検出した報告はあるが、30nm以下の報告はまだない。そこで今回、直径28nmの標準ナノ粒子を用いてナノパーティクルカウンタの検出精度を評価したことについて報告する。

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SOGに電子ビーム露光を行い、現像液を用いず、電気炉にて加熱処理を施すことで現像されたことが確認できた。現像液と熱脱離による加工状況を比べ報告する。熱脱離を用いることで、露光装置内での現像が可能になり、加工工程を減らすことができることや、現像液を用いない点でも、環境対策に有効であると考える。

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Chemical reaction at surface is one of typical heterogeneous reactions and is often affected by steps, vacancies, impurities, and the distribution of adsorbates. It is crucial to unveil the catalytic activity of surface local structure. The advent of scanning tunneling microscopy (STM) has opened our eyes to real events going on a surface. The atom-resolved imaging of surface structure variation over the course of chemical reactions allows us to identify active sites where reactions occur preferentially and investigate how the reactions progress. These promote our understanding of the correlation between the surface local structure, electronic structure and chemical reactivity and then stimulate the development of new catalysts. Using variable temperature STM, we have studied time evolution of chemical reactions on added-row reconstructed Ag(110)(n×1)-O surfaces where one-dimensional -Ag-O-Ag-O- chains arrange periodically. Two topics will be presented: (1) clean-off reaction of O adatoms by CO on Ag(110)(2×1)-O and (2) the reaction of H2O with O adatoms on Ag(110)(6×1)-O. The time evolution of surface structures provides microscopic models for these reactions.

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近年、Si(110)はラジカル酸化を用いることによりSi(001)より優れたホールのモビリティ特性を持つことがわかっている。そこで、Si(110)湿式洗浄表面の原子分解能を持つSTM像を得ることができた。そこで、第一原理を用いたシミュレーションを用いて表面構造のSTM像を作成し実験で得られたSTM像と比較してSi(110)表面の構造を決定した。

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本研究の目的は、絶縁体表面の原子構造および電子状態を走査型トンネル顕微鏡で観察する、高周波パルスSTMを開発することである。本装置では、交流でバイアス電圧を印加することで生じる浮遊容量の問題を探針―試料間のバイアス電圧を高周波の矩形パルスで与え、外部検出回路に工夫を加えることで解決した。ここでは、新しく導入した高い動剛性のスキャナーを持つ高周波パルスSTM装置を紹介するとともに本装置の性能について報告する。

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微細加工技術を用い、電極間距離40um、電極面積12mm²の静電容量型小型傾斜センサを開発した。本センサは、傾斜角に応じたシリコーンオイルの移動により生じる静電容量の差を検出するが、電極間ギャップが狭いためその表面張力が問題であった。そこで、微小流路内へのオイル注入構造とオイル水平面保持構造に工夫を凝らすことにより表面張力の問題を解決し、小型化を達成した。

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次世代の高密度·多ピン·高速デバイスの試験時のプロービングに不可欠な低接触力の電気的コンタクト手法として、我々は絶縁破壊の一種であるフリッティングに着目して研究を進めている。フリッティングコンタクトでは、従来の機械的コンタクトに比べてデバイス上電極及びプローブへのダメージが小さいことが利点の一つであるが、多数回のコンタクトでは、プローブへ電極材料が付着することが問題になる。本研究では、多数回のコンタクトにおけるフリッティングの持続性および電極材料の付着を、異なる材料のプローブについて評価し、コンタクトプローブに適した材料について調べた結果を報告する。

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LSIデバイスの高密度化に伴う電極の小型化、狭ピッチ化によって、デバイス試験時のプロービングが困難になってきている。従来のプロービングでは、Alの電極を機械的な力で破壊する方法で電気的コンタクトを確保してきたが、プロービングに必要な100 mN程度の大きな力は、デバイスやプローブにダメージを与え、プローブのマイクロ化を制限するなどの問題を起こしている。本研究では、デバイス電極上に除去可能な導電性の材料で作製したバンプを用いてコンタクトする新しい方法を提案する。本報では、既存の導電性樹脂材料を用いてコンタクト性の基本的な特性測定を行った結果を報告する。

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2.5次元で展開されてきたLIGAプロセスに、3D X線リソグラフィー、ネジ抜き離型機構付きのウォーム射出成形、平滑鍍金と等方性化学エッチングによるメタライズの技術を導入することで、スパイラル型マイクロコイルの試作に成功した。コイルの直径は0.5mm、長さが1mmであり、コイルラインの線幅は10um、ピッチは20umであった。コイルの特性評価も行い、1GHz時のインダクタンスは91nHであった。

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高融点ガラスモールドプレス用金型材料であるガラス状カーボン(GC)を,気相成長型カーボンナノチューブ(VG-CNT)またはカップスタック型カーボンナノチューブ(CS-CNT)で強化した複合材料を開発し,それらの諸特性を調査した.VG-CNTは熱伝導率の改善効果が高く,一方,CS-CNTは機械的特性の改善効果が高いことを確認した.また,FIBにより,複合材表面を加工すると表面粗さが悪化してしまうが,表面をGC単層とし,内部をカーボンナノチューブで強化した傾斜機能GC/CNTナノコンポジットを開発し,この問題を解決したことについてもあわせて報告する.

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これまで、ガラスの微細成形用型の加工法としてFIB加工を取り上げた。FIB加工は高精度の加工が出来る反面、大面積加工に難がある。そこで、大面積加工について幾つかの型加工法を試みた。そのひとつとして、フェムト秒レーザーを用いて型加工を行った。加工した型を用いて耐熱性ガラスのホットエンボス成形を行い、成形条件(加熱温度、加圧力、加圧保持時間等)とガラス製品精度との関係を求めた。

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FIB加工に代わり大面積加工の改善をするため、幾つかの型加工法を試みた。そのひとつとして、研削加工法を用いて型加工を行った。加工した型を用いて耐熱性ガラスのホットエンボス成形を行い、成形条件(加熱温度、加圧力、加圧保持時間等)とガラスの成形精度との関係を求めた。

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FIB加工以外の型加工法として幾つかの加工法を試みた。そのひとつとして、エキシマレーザーを用いて、複雑形状(マイクロギア)の型加工を行った。加工した型を用いて耐熱性ガラスのほぅとエンボス成形を行い、成形条件(加熱温度、加圧力および加圧保持時間等)とガラス製品精度との関係を求めた。また、型内部の空気抜き用溝の有無による成形性についても調べた。

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現在、X線の位相情報を用いた撮像手法が注目されてきている。本手法では振幅回折格子と位相回折格子で構成されるX線タルボ干渉計を用いて、位相情報を強度情報に変換して撮像情報を得る。この手法については原理実験を終えており、今後は生体の観察を視野に入れた観察範囲の高精度化、大面積化が求められる。今回、線幅4μm、アスペクト比が3以上、パターンサイズ20mm角の回折格子を作製した。

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This is the overview of the organized session “Production and valuation of surface function”. Although functional surfaces can bring beneficial design for high quality or mulch-functional products, a designer hasn′t enough knowledge and/or enough experience of design for functional surfaces. Especially for new products, frequent iteration from design department to QC department through manufacturing department leads to take much longer time to put them on the market. It is essential that designers for designing surface functions and manufacturing engineers for producing functional surfaces interact and discuss profoundly each other.

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サブミクロンからミクロンレベルの微細溝を,ラビング加工およびローラ加工で形成し,両加工方式の差異を定量的に評価した.各種被加工材料への溝形成時の加工力を測定し,溝形状とFEM解析を対比することで,両加工方式の溝生成メカニズムについても考察している.

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固体表面に濡れ性の異なる材料を用いた親水/疎水パターンを形成し,これらのパターンが転落角に及ぼす影響を実験的に明らかにした.縞状の親水/疎水パターンで縞と平行な方向へ液滴を転落させたとき,疎水の面積比および線幅が大きいほど転落角は大きくなる.さらに,液滴体積が小さいほど転落角が大きくなることが明らかとなった.また,パターン上での液滴形状が転落角に影響を及ぼす事が示唆された.

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カーボンオニオンへの金の複合により,低摩擦特性を維持し,長寿命の潤滑層の形成を目的とした.Si基板上に金薄膜を作製し,その上にカーボンオニオンを分散させ荷重をかけ,金とカーボンオニオンの複合層を作り,摩擦試験を行った.その結果,カーボンオニオン自体の摩擦係数0.03を維持したまま,金のみより低摩擦で長寿命な潤滑層を実現し,Si基板と金の合金化や金薄膜上に単分子膜の作製により,寿命改善を試みた.

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