成果報告書詳細
管理番号20110000000936
タイトル*平成22年度中間年報 新エネルギーベンチャー技術革新事業/新エネルギーベンチャー技術革新事業(燃料電池・蓄電池)/マイクロフローセンサーパッケージの技術開発
公開日2011/6/23
報告書年度2010 - 2010
委託先名株式会社菊池製作所
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等
株式会社菊池製作所は、家庭用燃料電池普及の為に、燃料電池システム内に複数存在する流量計の性能向上・小型化・低価格化が普及期には必要であると考えた。Phase1 の取り組みにおいてはフィジビリティースタディーとして、差圧式MEMS フローセンサーの可能性を検証し、一定の成果を得た。
Phase2 の1 年目では、補正回路を伴った流量計ワーキングサンプルを複数(50 台程度)製作し、燃料電池システムメーカーや流量計メーカーへの貸与を行うことを目的とした。目的達成のために推進した技術開発内容と成果を以下に示す。
【5】.実装技術開発
【5】a.センサーチップ製造
本テーマ推進の基礎となるMEMS 圧力センサーチップとオリフィス加工について、複数のMEMS 製作メーカーを調査し、M 電機株式会社(以下、M 社)が妥当と判断した。M 社が保有しているMEMS 圧力センサーの仕様がマイクロフローセンサー仕様に合致したので、いくつかのフォトリソグラフィー用マスクを変更製作し、マイクロフローセンサーとして製作した。
7 月~9 月で、5inch ウェハ15 枚を投入し、10 ウェハの良品製作(図1)を完了した。ウェハ上のオリエンテーションフラット側に、今回の仕様に合せた試作チップを168chip/ウェハ 製作、トータル1680chip となったフローセンサーチップの
表面観察結果(図2)を示す。チップ寸法・オリフィス径寸法・抵抗値など主要な項目に関する大きな不具合は発生していない。今回製作したフローセンサーの諸元(表1)に示す。また無作為に抽出した複数サンプルに対する計測結果を(表2)に示す。
英文要約1. Descriptions and Achievements of Research and Development: If stationary fuel cell would be popular among people, improvement of the flow meter which is advance of performance, package minimization and low cost are necessary. We had done Feasibility study in Phase 1. We have a purpose for the fuel cell system maker and flow meter manufacturer to lend flow meter samples with an electric circuit in first year of Phase 2. (5)Development of packaging technology: a)Sensor chip manufacturing: We manufactured micro flow sensor changing mask which use MEMS pressure sensor chip and orifice etching manufacturing. We obtained new total 1,680 chips. b)Sealant injection method: We achieved “6 seconds takt time” continuously sealant injection delivery to take an automatic dispenser. c)Compact driving circuit: We made a control circuit with one-chip microcomputer which had offset voltage compensation, viscosity adjustment and linearity adjustment function. d)Sample for evaluation: We produced initial sample for the flow meter type P7 and P10 according to the dimensions list of NEDO. We manufactured ca. 50 set of flow meter units for P7 type molding by March 2011. (6)Development of performance evaluation technology: a)Establishment of flow rate criteria: We did proofreading mass flow controllers for Air which are basic devices for calibration. Make sure that full-scale error values of the mass flow controllers and calibration standards unit is less than 1%. b)Evaluation of output voltage: We made the conducted measurement for H2O which create adjustment tables based on data. c)Particle tolerance evaluation: We started to evaluate particle tolerance in flow sensor which conducting stipulated in the quality of turbidity class “2 degree” household water. (7)Formulation of business plan: a)Survey of Sensor foundry: Hearing investigation regarding rapid prototyping and mass production in flow sensor. We judged 3 foundry companies could produce micro flow sensor chips. They said mass production would be necessary 1 million pieces per year. Therefore we have to find out other business areas except non-stationary fuel cell. b)Customer demand/ market research/ detailed business plan: We found that stationary fuel cell did not satisfy sensor chip production quantity in 2015. We should have another business plan because there is not matching of micro flow sensor chips production quantities only in stationary fuel cell. 2. Achievements in the reference year: (1) Presentations and lectures: including verbal presentation Date of release Media announcement: a)2010/09/30,Innovation Japan 2010, b)At the end of January, 2011,"Fuel cell Vol.10, Winter 2011", (2) Patents: 2010/03/30,PAT No.2010-077699,2010/08/16,PAT No.PTC/JP2010/005658,PAT
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