マイクロ金型製造技術

１．はじめに

マイクロ部品を量産する手段として，LIGAプロセスという生産技術が既に開発されています． 半導体超精密加工技術の延長線上にあって，フォトリソグラフィと薄膜製造技術，あるいは電気めっき技術を駆使した精密微細形状の創成技術です． 現時点で最もマイクロと呼ぶにふさわしい部品を製造できますが，設備が高価なだけでなく，製造できる部品の形状は２次元に限られています． 我が研究室では，フォトリソグラフィに相当するプロセスを，マイクロ研削加工に置き換えた，メカニカルマイクロファブリケーションシステムの開発を行っています． 従来は製造できなかった３次元マイクロ部品を量産できる，可能性がある，マイクロ生産技術です．

２．マイクロ研削工具

マイクロ研削に使う，ペンシル形の微小径研削工具を図１に示しています． 砥粒には平均粒径が２０μmのcBN砥粒やダイヤモンド砥粒を使っています．ちなみに工具の先端直径は２０μmです． 人によって違うと思いますが，髪の毛の直径はだいたい５０μmといわれていますから，髪の毛よりも細い工具であるといえます． もしも予想が正しければ，『砥粒径と同じサイズにまで工具先端直径を細くできるのでは？』と思っています．

３．マイクロ金型

なにせ工具の直径が髪の毛よりも細いものですから，残念ながら鉄をバリバリ削るというわけにはいきません． 工具先端直径が100μmのマイクロ研削工具を使って，注意深く，慎重に硬質グラファイトに成形した50μm□，深さ200μmのマイクロコラムの原型と， 電気めっきによって形状を転写させた反転金型のSEM写真を図２に示していますす． コラム形状だけでなく，コラムの表面粗さも精密に転写できます．

(a) 工具外観 (b)工具先端 図1　ペンシル形微小径電鋳工具	(a) 原型(硬質グラファイト) (b)反転金型(ニッケル) 図2　マイクロコラムと反転金型