【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

22KT1058

利用課題名 / Title

流路デバイスを使った高分子添加剤含有潤滑油の流動特性の評価

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

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

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）-

キーワード / Keywords

マイクロ流路,トライポロジー,リソグラフィ/Lithography,膜加工・エッチング/Film processing and Etching,スパッタリング/Sputtering,蒸着・成膜/Evaporation and Deposition,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)

平山 朋子

所属名 / Affiliation

京都大学　大学院工学研究科

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

山本和佳

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

岸村眞治

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

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

KT-102：露光装置（ステッパー）
KT-217：基板接合装置
KT-235：深堀りドライエッチング装置（２）

報告書データ / Report

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

流体潤滑下で高分子添加剤が摩擦に与える影響を解明することを目的とし、マイクロ流路群デバイスに高分子添加剤を含む潤滑油を送液し、圧力－流量特性を評価する。そのための方法として、流体潤滑状態を模擬した理想すきまを作製するため、MEMS創成技術を用いてマイクロ流路群デバイスを試作した。

実験 / Experimental

4インチシリコンウエハに対して、ステッパーによる露光と深堀ドライエッチングを施すことによって幅100 µm、深さ100 nmの溝を形成した。その後、基板接合装置にて陽極接合を行い、マイクロ流路群デバイスを完成させた。完成後、自研究室にて基油のモデルであるヘキサデカンを送液した。

結果と考察 / Results and Discussion

完成したデバイスに基油を送液した結果、流路の仕様から予想される送液量より著しく大きくなった。この原因として、マイクロ流路群における流路間が接合されておらず、見かけ上流路幅が広くなったことに加えて、流体の圧力によってガラスウエハがたわみ、流路深さも広がったためと考えられた。実際、顕微鏡で流路部分を観察すると、マイクロ流路間のガラスとシリコンの接合部分がうまく接合されず、シリコンウエハとガラスウエハの間にできた隙間の大きさが位置によって異なるために、それぞれの位置で光の干渉が起こっていることが確認された（Fig. 1）。今後、デバイスの仕様や各工程での処理条件を見直すことによって改善を目指す。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig. 1 Microfluidic channels with a depth of 100 nm, (a) well formed, (b) (c) poorly bonded.

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