研究開発された技術紹介

医療機器向けの金属製マイクロポンプの潜在的な需要は高い。一方、加工や製造は難しく、現在は、エッチング品を接合したサンプルの出荷が始まった段階である。本提案は、これをプレス加工に転換し、ナノスケール精度の金型部品と位置合わせ技術開発から、ナノ精度プレス部品の量産技術を開発する。周辺技術の拡散接合や、専用材の加工技術も高度化し、川下企業ニーズに呼応した開発から、医療分野等の発展に寄与していく

プレス加工への工法転換により、ポンプの寸法精度を高精度化し、超塑性を発現するSUS304材を用いた低温拡散接合技術を確立させ、競業他社に対して高性能なポンプを実現
(新技術)
・板厚0.01mmからのプレス加工複数異形穴一括せん断加工
・低温短時間拡散接合(約700℃、1時間)
(新技術の特徴)
・マイクロメートル精度の寸法保証、高生産性
・高生産性、省エネ拡散接合工法高耐力、結晶微細化三次元構造部品の実現

・金属箔のせん断加工技術の確立(1)、および三次元構造体の拡散接合技術最適化(2)、(3)、(4)を目指した
・この結果、
(1)-1 ナノメートル精度ステージを金型内に組み込んだデジタルクリアランス調整技術
(1)-2 金属箔のゼロクリアランス打抜き技術
(2) 低温短時間接合用材料の圧延技術
(3) 超塑性効果を利用した低温短時間接合技術
(4) 有機酸塩被膜による拡散接合強度向上技術
の4項目の技術を新たに開発した
・ナノメートル精度のマイクロ部品開発に成功し、現行品ポンプを上回る性能を確保した
・エッチング加工によるシート材加工からプレス化への切り替えを可能とし、接合条件はこれまでの1,000℃-10時間を約700℃-0.7時間にまで短縮を図った

吐出圧力が現状の90kPaから120kPaと、従来比33%向上した高性能メタルマイクロポンプ

当初開発を進めたマイクロポンプについては、川下企業の状況や戦略性から事業化には至っていません。
しかしながら、ナノメートル精度マイクロ部品の社会需要が高まり、
せん断加工の評価受託で事業化に成功しました。

・材料から加工を一貫した金属MEMS部品の量産技術
・寸法精度を高精度化し、材料の組織を微細化して強化し、従来技術のポンプ性能のばらつきを解決

・次年度への課題
‐メタルマイクロポンプ高性能化に向けた、吐出圧力目標の再設定の検討と、高性能ポンプの継続開発
‐事業化に向けた試作開発の推進と量産安定加工条件の抽出
‐開発した技術の展開先はメタルマイクロポンプに留まらず、マイクロ精度が要求される三次元構造部品全般となる。関係開発機関との連携を深め、事業化に向けた安定加工技術の開発を継続していく
‐安定した量産加工技術の開発や、詳細条件の開発、事業化準備等、精力的に進める