東北大ら,MEMSとLSIの集積プラットフォームを開発

東北大学は,「先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム」の協働企業と共同で,MEMS技術による3軸力センサーと,多数のセンサーを制御できる専用LSI「センサプラットフォームLSI」とをワンチップ化した集積化触覚センサーの開発に成功した(ニュースリリース)。

人と協調して作業をする人間型ロボットの力加減を迅速かつ適切に調節するためには,ロボットの手や腕に多数の触覚センサーを配置する必要がある。しかし,これまでは性能と小型化を両立することができず,触覚センサーの利用は限定されていた。

そこで,生物の触覚器官の機能を参考にして,圧力とせん断力の高精度検知,閾値動作(イベントドリブン),順応などの機能を有する集積化触覚センサーを開発し,問題の大部分を解決した。小型化と高密度実装はMEMS技術をベースとしたヘテロ集積化技術によって実現した。この技術は,日常生活を支えるライフサポートロボットへの実装のほか,工場の生産・物流ラインの省人化・効率化にも応用できるとしている。

「センサプラットフォームLSI」は,最大8チャネルの容量センサーもしくは抵抗センサーに接続できる。また,通信速度,センシングの種類,センシングの感度,バス輻輳回避のための仕組みなどを自由に設定できる。この仕組みによって,多種原理のセンサーを多数個,同じバス上に接続できるプラットフォーム「マルチセンサ実装プラットフォーム」を提供している。

さらに,超小型集積化触覚センサーの実現にあたっては,MEMSとLSIとのウエハレベル一体化のためのプラットフォーム「MEMS-LSI集積化プラットフォーム」を開発した。また,このプラットフォームに基づく集積化MEMSを低コストで開発する方法も開発した。

Siファウンダリ(半導体受託開発企業)が提供するウエハ試作サービスには,フルマスク(全買い取り)とマルチプロジェクトウエハ(MPW,相乗り)の2種類があり,研究開発段階ではMPWがコストの面で有利となる。しかし,別の顧客のチップが相乗りされているので,その回路の部分は,秘密保護のためにレーザーによって破壊する処理が行なわれる。

破壊箇所の凹凸は数十µmあり,その後の半導体プロセスを追加で行なうのに適していない。そこで,破壊された箇所の修正処理を行なうことで,TSV(Though Silicon Via:シリコン基板貫通配線)や気密封止構造の作製のための追加のプロセスを可能とした。これによって,MPWを用いても「MEMS-LSI集積化プラットフォーム」を利用できる。

「マルチセンサ実装プラットフォーム」と「MEMS-LSI 集積化プラットフォーム」は,ロボット用触覚センサーに限らず幅広い応用が期待されるため,他の企業や研究機関などにも提供する用意があるとしている。

 

キーワード:

関連記事

  • 浜松ホトニクス、内部加工型レーザダイシング技術で文科大臣表彰を受賞

    浜松ホトニクス、内部加工型レーザダイシング技術で文科大臣表彰を受賞

    浜松ホトニクスは、令和8年度「科学技術分野の文部科学大臣表彰(科学技術賞・開発部門)」において、「内部加工型レーザダイシング技術の開発」で受賞したと発表した(ニュースリリース)。 同表彰は、社会経済や国民生活の発展に寄与…

    2026.04.17
  • LSTC、光電融合を加速する半導体パッケージ技術開発に着手

    技術研究組合 最先端半導体技術センター(LSTC)は、NEDOの「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」において、「光電融合を加速する半導体パッケージング技術開発と先端後工程拠点形成」が採択されたと発表した(ニ…

    2026.04.14
  • OFC2026、AI需要が牽引する光電融合技術の最前線、過熱の中で見える次の課題

    OFC26(会期:2026年3月15日~19日/ロサンゼルス・コンベンションセンター)は会期2日目(現地時間3月18日)を迎え、展示会場とカンファレンスは引き続き強い熱気に包まれていた。初日のレポートでも触れた通り、生成…

    2026.03.19
  • 日本学士院賞に伊賀健一氏、小山二三夫氏、江刺正喜氏など―VCSELとMEMSの先駆的研究を評価

    日本学士院は2026年3月12日、第1197回総会において、学術上の功績が顕著な科学者を顕彰する「日本学士院賞」を決定した。今回の受賞者には、光技術およびマイクロシステム分野において革新的な業績を挙げた、東京科学大学(旧…

    2026.03.19
  • AIインフラを支える光技術が集結、OFC 2026開幕―光電融合と巨大投資が示す新局面

    光通信分野で世界最大級の国際イベント「OFC 2026」が米国ロサンゼルス・コンベンションセンターで開幕した。会期は2026年3月19日(米国時間)までで、カンファレンスは15日から行なわれているが、展示会は17日にスタ…

    2026.03.18

新着ニュース

人気記事

編集部おすすめ

  • オプトキャリア