【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.21】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1232

利用課題名 / Title

MEMSメンブレン構造を用いた環境センサの開発

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）計測・分析/Advanced Characterization

【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

MEMS,メンブレン,切削,弾性変形,ダイシング,MEMSデバイス/ MEMS device,MEMSデバイス/ MEMS device,3D積層技術/ 3D lamination technology

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)

樋口 徹

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

山城宏介,竹村拓樹

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-322：超微小材料機械変形評価装置

報告書データ / Report

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

スマートフォンなど小型機器への環境センサ搭載が期待されている。MEMSメンブレン構造は薄膜構造体であり、変位しやすい構造に設計するほどセンサ感度は向上するものの、トレードオフの関係で耐久性が低下してしまう。耐久性が低いとブレードダイシングで個片化する際の水流など、外力が加わる工程で破損してしまう可能性がある。 今回、メンブレン厚さの異なるサンプルを用意し、耐久性を評価した。手法としてはメンブレンにプローブを押し込み、変位量と荷重を検知した。評価するには個片化が必要であるが、切削水によるメンブレン破損の影響を除外して個片化するためにレーザダイシングを用いた。

実験 / Experimental

様々な厚さのメンブレンを含むwaferを自社工場で作製した。ナノハブ拠点のレーザダイシング装置で加工し、エキスパンド装置およびに紫外線照射装置でチップ個片化を行った。個片化したチップを超微小材料機械変形評価装置にセットし、メンブレンにプローブを押し込み荷重-変位曲線を得た。 得られた曲線の傾きを弾性硬さの指標として、別途自社で実施した耐久試験結果と比較した。

結果と考察 / Results and Discussion

荷重に対してメンブレン変位は線形に変化しており、弾性変形のモードであることが分かる。(Fig. 1)弾性硬さの指標として傾きを各水準で比較すると、メンブレンが薄い程傾きは大きい。(Fig. 2)この傾きを別途自社で実施した耐久試験結果と比較すると相関が見られた。(Fig. 3) 今後、これらのセンサ特性を評価するとともに、メンブレン構造の最適化を行う。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Load-deflection curve

Fig. 2 Thickness vs the angle of curve

Fig. 3 The result of endurance test vs the angle of curve

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