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高速・高精度アクチュエータの開発
研究課題中間評価調書 平成 20 年度 □ 当初予算 □ 補正予算 機 関 名 産業技術総合研究センター 課題コード 課 題 名 ( 月) H180906 記入日 平成 20 事業年度 H18 年度 ～ H22 年 8 月 21 日 年度 高速・高精度アクチュエータの開発 機関長名 中西 大和 担当(班)名 高度技術研究所 ナノメカニカル技術開発Gr 連 絡 先 018-866-5800 担当者名 森 英季 政策コード H 政 策 名 産業の技術力･競争力の源となる科学技術基盤の形成 施策コード 1 施 策 名 科学技術を支える産･学･官それぞれの機能強化 施策目標名(評価指標) 年間特許出願件数 目標コード 1 重点（事項名） 精密加工・ナノテクノロジー 基盤 種 別 研究 ○ 開発 ○ 試験 調査 その他 県単 ○ 国補 ○ 共同 ○ 受託 その他 評 価 対 象 課 題 の 内 容 １．研究の概要 磁気記録や光記録の高密度化、半導体の微細線化等に伴い、0.1ナノメートルの超精密位置決め技術が求められている。圧電素子を応 用したナノモーションアクチュエータは、県内企業が磁気記録検査装置用に実用化しているが、今後更に厳しくなる性能要求に対し、市場 ニーズを先取りした研究開発を継続する。また、この技術をベースに半導体及び液晶関連の製造・検査装置に向けて、500μm角のX-Y平 面内の位置決めを行うナノモーションステージを新たに研究開発する。将来的には1000μm以上という大きな変位量も半導体や液晶関連 の製造検査分野で要求されており、高速で高精度な電磁力を応用したリニアアクチュエータの研究開発も平行して継続する。 ２．課題設定の背景（問題の所在、市場・ニーズの状況等） ハードディスク装置（ＨＤＤ）用磁気ヘッドの検査装置は、現在9万台以上が工場内で稼働していると推定され、ＨＤＤの需要拡大に伴って 更に増加することが必要になるものと予想されている。現在、県内企業により商品化されたナノモーションアクチュエータの価格は約6万円 で、この検査装置への占有率を50%と仮定してもアクチュエータ単体で30億円近い市場が現存している。また更に高記録密度化に伴ったア クチュエータの新規需要と市場規模の拡大が予想されている。一方、半導体や液晶産業を支える製造検査装置分野では、パターンの微細 化に伴ったアクチュエータが要求されており、HDD向け以上の市場規模が期待される。本研究では、”高速と高精度”を位置決め技術の課 題とした県内産業の育成を図る。 ３．課題設定時の最終到達目標 ①研究の最終到達目標 ① Nano-motion Actuator の開発 共振周波数: 5kHzを維持しながら、30μm，50μm，100μm，300μm，500μmと動作範囲を広げ、3σにて0.1nm以下の位 置決め精度をコントローラを含めたシステムとしての実現。半導体や液晶関連分野の検査や製造時の微動調整用アクチュ エータとして2D型の高速・高精度ステージの研究開発。 ② Linear Actuator の開発 100μmストロークステージの開発を継続し、最大速度: 100μm/s で位置決め精度0.1nm以下の静圧空気軸受けとVCMを 基本とするリニアモータの研究開発を行う。またこの技術を2D型に発展させた平面駆動型モータを開発し、10μm角以上のＸ －Ｙ平面内を高速に走査し、高精度な位置決め技術の確立を目指す。 ②研究成果の受益対象（対象者数を含む）及び受益者への貢献度 アクチュエータのシステム化で不可欠な駆動アンプや制御回路は、県内企業が連携して実用化を進めており、今後、統一ブラ ンドでシステム受注できる環境を育成するため、幹事会社を中核とする県内企業間の連携を強化し、事業化を図ることが県 内産業への貢献となるものと考える。 ４．全体計画及び財源 実施内容 Nano-motion Actuator Linear Actuator 計画予算額(千円) 当初予算額(千円) 一般財源 財源 国 費 内訳 そ の 他 （全体計画において 到達目標 計画 実績） 18 19 20 21 22 年度 年度 年度 年度 年度 ① 最大変位30,50m仕様の開発 ② 最大変位60m仕様の開発 ③ 最大変位300m仕様の開発 ④ 最大変位 500m仕様の開発 ⑤ X-Y平面駆動型の開発 ⑥ NMAの耐久性及び信頼性試験 ① 100μmストロークステージの開 発(継続)と応用化 ② 弾性支持機構を組み合わせた 円筒型VCMの開発 ③ VCM型X-Y平面モータの開発 ④ 高速・高分解能型荷重セン サーの開発 (最終年度) 年度 合計 16,920 18,050 18,050 19,750 21,600 94,370 4,530 6,374 5,679 16,583 4,530 6,374 5,679 16,583 (標準様式～裏) 観点 １． A ー ニ ズ の 状 況 変 化 ２． 効 果 B C D ＜内部評価委員＞ 500μm角のX-Y平面内の位置決めを行うナノモーションステージという新たなニーズが発生しており、ニーズに対応し た研究開発が必要である。 ＜外部評価委員＞ ・記録メディア、半導体超精密位置決め技術へのニーズは多くの分野で拡大している。 Ａ．ニーズの増大とともに研究目的の意義も高まっている Ｃ．ニーズの低下とともに研究目的の意義も低くなってきている Ｂ．ニーズに大きな変動はない Ｄ．ニーズがほとんどなく、研究目的の意義がほとんどなくっている A B C D ＜内部評価委員＞ 県内企業へ技術移転がはかられ、県内企業が製造販売を行っており、研究開発の効果は大きいといえる。 今後、半導体関連業種への適用など、新たな展開を目指すべきである。 ＜外部評価委員＞ ・県内企業への技術移転の成果が拡大していることは好ましい。システムとしての開発を進展させ付加価値を上げるこ とが期待される。 ・競争が激しい分野なので開発のスピードアップが必要。 Ａ．大きな効果が期待される Ｂ．効果が期待される ３． A B Ｃ．小さいな効果が期待される Ｄ．効果はほとんど見込めない C D ＜内部評価委員＞ 問題は無いといえる。 進 ＜外部評価委員＞ 捗 ・計画通りではあるが、もっと開発ペースをあげるべき。 状 況 Ａ．計画以上に進んでいる Ｂ．計画通りに進んでいる ４． 目標 達成 阻害 要因 の状 況 A B Ｃ．計画より遅れている Ｄ．計画より大幅に遅れている C D ＜内部評価委員＞ 無し ＜外部評価委員＞ ・開発加速のために、産学官連携の枠を広げることが望ましい。 ・各種メモリーの価格、容量がテーマ設定時と変わっている可能性があり、達成ハードルの適正度合に注意が必要。 Ａ．目標達成を阻害する要因がほとんどない Ｂ．目標達成を阻害する要因が少しある Ｃ．目標達成を阻害する要因がある Ｄ．目標達成を阻害する要因が大いにある Ａ 当初計画以上の成果が期待できる Ｂ 当初計画どおりの成果が期待できる Ｃ さらなる努力が必要である Ｄ 継続する意義は低い 評価を踏まえた研究計画等への対応 産学官連携を維持発展させながら、半導体や液晶関連の製造検査装置に要求される新たなニーズに対応して いる。生産性に直結する高速化を踏まえたサブナノメートルレベルの位置決め技術は未踏領域であり、この領域 の技術開発を先行することで、新たな事業展開を図ることが可能となる。 総合 評価 （参考） 過去の評価結果 事前 Ｂ 中間（19年度） B 中間（年度） 中間（年度） 中間（年度） 中間（年度）