日立金属、新型3軸角速度センサーの開発に成功…鉛フリー圧電薄膜使用で環境考慮

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日立金属とワコーは、鉛フリー圧電薄膜を用いた3軸角速度センサーの開発に成功した。自動車の姿勢検知などに用いられる角速度センサーの鉛フリー化に貢献する。

今回開発した3軸角速度センサーは、鉛フリーの圧電材料として環境親和性に優れたニオブ酸カリウムナトリウム(KNN)を選定、PZT薄膜センサーと同等レベルの角速度検知特性を実現する。日立金属が圧電薄膜製膜からセンサー素子作製までの工程を担い、ワコーが素子設計およびセンサー特性評価を実施した。

日立金属は、2010年に実用可能レベルの圧電特性100pm/V以上を持った鉛フリーKNN圧電薄膜の開発に成功。今回、6インチサイズでの製膜技術と薄膜微細加工技術、電極形成技術など、角速度センサー素子作製に必要となる各種要素技術の開発を進め、それらの成果を用いて3軸角速度センサーの開発を実現した。

既存のPZT薄膜センサーでは素子作製工程で260度以上の温度が加わると脱分極が起こり、素子特性が劣化するという問題があった。今回開発した鉛フリーKNN圧電薄膜センサーは、温度耐性も高く、400度の温度を加えても特性が劣化しないことを確認した。これにより、半田リフロー工程でも環境親和性の高い半田材料の選定が可能になる。

日立金属は、10月28日から29日まで神戸大学ポートアイランドキャンパスで開催される国際学会「PiezoMEMS 2014」で、今回開発した技術を発表する。
《レスポンス編集部》

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