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微細構造造形方法

シーズコード S130011019
掲載日 2013年6月7日
研究者
  • 丸尾 昭二
  • 長谷川 拓也
技術名称 微細構造造形方法
技術概要 パルスレーザー光を光硬化性樹脂に集光させて樹脂を硬化させ、任意の3次元微細構造を形成する。ここで、2光子マイクロ光造形法の造形対象は、CADソフトウェアにより設計する。造形物を取り出す際に、レーザー光が集光されなかった未硬化の樹脂を洗い流して、残留した硬化樹脂を乾燥させる。この際、表面張力の影響を受けない、超臨界流体を利用する超臨界洗浄乾燥法を、洗浄乾燥プロセスに導入し、洗浄乾燥プロセスにおける樹脂の収縮による造形物の歪みを低減させる。超臨界流体には、例えば、二酸化炭素を採用する。洗浄乾燥プロセスは、具体的には、2光子マイクロ光造形法で基板上に造形した造形物を、例えば、グリコールエーテルアセテート洗浄液に浸し、未硬化樹脂を除去する。次に、洗浄液に浸した造形物をヘキサンに浸し、洗浄液とヘキサンを置換する。次に、ヘキサンに浸した造形物を超臨界洗浄乾燥用チャンバーに入れ、超臨界二酸化炭素を注入し、ヘキサンを除去する。このとき、チャンバー内は温度40℃、圧力12MPaに保つ。次に、超臨界二酸化炭素で満たされたチャンバー内圧力を8MPaまで減圧した後、超臨界二酸化炭素を止め、大気圧に戻す。
研究分野
  • 特殊加工
  • 粉砕,混合,造粒,乾燥
展開可能なシーズ マイクロ光造形法は、100nm以下の加工線幅で任意の3次元マイクロ構造体を形成できるため、フォトニック結晶や光導波路、マイクロマシンなどさまざまな分野に応用されている。2光子マイクロ光造形法を用いて実用的なデバイスを作成するには、光硬化性樹脂からなる微小な造形物を高精度に作製することが不可欠である。造形物が微小化、複雑化しても、造形する際に、未硬化樹脂を洗浄し、残留した硬化樹脂を乾燥させて造形する過程において造形物が歪まず、また破損することの無い方法を提供する。
造形物が微小化、複雑化しても、2光子マイクロ光造形法により造形する際に、超臨界洗浄乾燥法を用いて未硬化樹脂を洗浄し、残留した硬化樹脂を乾燥させて造形する過程で起こる造形物の歪みを低減することができる。超臨界流体は、臨界温度および臨界圧力を超えているので、液体に近い溶解力と、気体に近い低粘性および高拡散性を有しているため、超臨界流体で洗浄および乾燥することにより、所望の構造物の周辺溶媒を取り除き、表面張力の影響なく洗浄および乾燥させることができる。
用途利用分野 フォトニック結晶、光導波路、マイクロマシン、マイクロポンプ
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立大学法人横浜国立大学, . 丸尾 昭二, 長谷川 拓也, . 微細構造造形方法. 特開2009-056781. 2009-03-19
  • B29C  67/00     

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