電界共役流体を用いた極薄液体レートジャイロの研究

电场共轭流体超薄液体速率陀螺研究

基本信息

批准号：
21656044
负责人：
横田眞一
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

長寿命で耐振動性などの特長を備えた小形で低コストな極薄ジャイロを実現することを目的として,本年度では,小形化,薄形化,集積化,大量生産が可能なMEMS技術を用いた極薄ECFマイクロレートジャイロを開発した.ECFジャイロは,1)ECFジェット発生部,2)噴流発生部と流路,3)速度方向検出部の主要要素で構成されている.まず,MEMS技術によるECFジェット発生部として,高アスペクト比を有する金属構造体である三角柱-スリット形電極対を提案し,フォトリソグラフィによりガラス基板上に形成した金属の薄膜に高さ500μmのレジストによる鋳型を形成し,Ni電鋳により電極を形成する製作プロセスを提案した.鋳型に用いるレジストとして,高アスペクト比のマイクロ構造体の形成と,電鋳後の鋳型を選択的に除去可能な厚膜レジストKMPRを選定し,電鋳におけるプロセス条件を検討することでマイクロ電極対の試作に成功した.次に,電極対を形成したガラス基板にエポキシレジストSU-8により噴流発生部と流路を試作し,従来の機械加工によるジャイロに用いられていた速度方向検出部と組み合わせることで,部分的にMEMS化したECFマイクロレートジャイロを構成し,特性実験を行った.厚さを5mm,流路体積を10×8×t0.5mm^3とし,従来よりも1/5程度に小形化したジャイロの動作を確認したほか,流路高さを1mmとしたジャイロで印加電圧0.38kVとした際に比較的良好な特性が得られた.また,支柱の上の薄膜にホットワイヤとなる回路を形成した形の速度方向検出部を提案し,MEMS技術に応用可能なプロセスを用いてその試作を行ない,有効性を確認した.

为了打造一个紧凑、低成本、具有长寿命和抗振动等特点的超薄陀螺仪，今年我们将采用可以做得更小、更薄、更集成、可量产的MEMS技术。 -薄ECF麦我们开发了氯酸盐陀螺。ECF陀螺由以下主要元件组成：1）ECF射流生成部分，2）射流生成部分和流路，3）速度方向检测部分。我们提出了作为切割生成部分的三棱柱狭缝形电极对，这是一种具有高纵横比的金属结构，并在玻璃基板上形成的金属薄膜上形成了高度为500μm的抗蚀剂模具我们提出了一种通过镍电铸形成电极的制造工艺。作为模具的抗蚀剂，我们使用了厚膜抗蚀剂，它可以形成高深宽比的微结构，并在电铸后选择性地去除模具。通过选择 KMPR 并研究电铸的工艺条件，我们成功生产了原型微电极对。接下来，我们在形成电极对的玻璃基板上使用环氧抗蚀剂 SU-8 制作了原型喷射产生部件和流路。通过将其与传统机械陀螺仪中使用的速度方向检测部分相结合，我们构建了部分制成MEMS的ECF微速率陀螺仪，并进行了特性实验。 ,我们确认了流道体积为 10 x 8 x t0.5 mm^3 的陀螺仪的操作,该体积比传统的陀螺仪小约 1/5,并且还确认了流道高度为 10 x 8 x t0.5 mm^3 的陀螺仪的操作1 mm 和施加电压 0.38 kV 时相对较好。我们还提出了一种在支柱上的薄膜上形成热线电路的速度方向检测装置，并使用适用于MEMS技术的工艺制作了原型，并发现它是有效的，并确认了性别。