【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1087

利用課題名 / Title

圧電デバイスの作製と評価

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学 / Kyoto Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

PZT,MEMS,機械計測,ダイシングソー,MEMSデバイス/ MEMS device,3D積層技術/ 3D lamination technology,アクチュエーター/ Actuator

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

下地 規之

所属名 / Affiliation

ローム株式会社

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

松島理,平岡賢介,天本百合奈,内貴崇,木村俊

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-218：レーザダイシング装置
KT-221：紫外線照射装置
KT-222：エキスパンド装置
KT-316：マイクロシステムアナライザ

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

現在、我々はアクチュエータ用途向けに圧電薄膜材料を用いた圧電MEMSデバイスを開発中である。
今回、アクチュエータ性能を決定する振動板の動作状態を確認すること目的に、マイクロシステムアナライザによる振動挙動の測定を実施した。
振動板の薄い円形ダイアフラム構造のデバイスにおいて、振動駆動用圧電膜を振動板の外周部にリング状に配置した方が、中央部に配置するよりもきれいに振動することが確認できた。

実験 / Experimental

測定する評価デバイスとして、SOI基板に圧電膜を積層パターニングした後、裏面エッチングによりキャビティを形成した円形ダイアフラム構造(Φ1mm)の振動デバイスにおいて、振動板の中心部に圧電膜を形成したもの（Fig.1. Left）および振動板の周囲部にリング状に圧電膜を形成したもの（Fig.1. Right）の２種の圧電MEMSデバイスを用いて、振動板の動作状態を観察した。測定はFFTモードで行い１次共振時の変位を観察した。（Fig.2にdisplacement mapを示す。）

結果と考察 / Results and Discussion

中心部に圧電膜を配置したデバイスでは、１次共振周波数は96.5kHzで、その時の中心部は複雑な振動挙動を示した。（Fig.2 上）
一方、外周リング状に圧電膜を配置したデバイスでは、１次共振周波数は99.1kHzで、比較的単純な振動挙動を示した。（Fig.2 下）
この両デバイスの振動板厚は10㎛程度で薄く、後者は外周リング部への電界印加による振動駆動により発生した応力により、振動板の張力が増すことで、不要振動がなくなって安定した振動が得られたものと考えられる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig1. Center driven type (left), Ring driven type (right)

Fig2. Images of displacement mapping

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件