植田 敏嗣 (ウエダ トシツグ)

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所属

理工学術院

職名

名誉教授

ホームページ

http://www.waseda.jp/sem-uedaweb/

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1969年

    信州大学   工学部   電気工学科  

  •  
    -
    1969年

    信州大学   Faculty of Engineering   Electrical Engineering  

学位 【 表示 / 非表示

  • 東京工業大学   工学博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1971年
    -
    2003年

    General Manager, R&D Department, Tokogawa

  • 2003年
    -
     

    - Professor, Graduate School of IPS, Waseda

  • 1994年
    -
    2002年

    チューナブルレーザーによる1ppb不純物ガスの高感度計測、

  • 2002年
    -
     

    - GHz帯域用イーサネットを目指した600MHz帯水晶VCXOの

  • 1991年
    -
    1993年

    次期支援戦闘機FS-X(F-16の国産化)コックピットの

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    計測自動制御学会

  •  
     
     

    電気学会

  •  
     
     

    The Society of Insrument and Control

  •  
     
     

    The Institute of Electrical Engineers of Japan

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 電子デバイス、電子機器

  • ナノマイクロシステム

  • ナノ材料科学

  • 生体材料学

  • 生体医工学

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 変位

  • 圧力

  • 温度

  • LIBS レーザーブレイクダウン

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • Detection of Cesium from Pollucite using Laser-Induced Breakdown Spectroscopy

    Proceedings of 8th International Conference Mechatronic Systems and Materials, pp.198, Bialystok, Poland  2012年

  • Development of The Quartz Resonators with Quasi-Convex Structure

    The Sixth Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (IEEE APCOT 2012), ac12000087  2012年

  • A New Solution of Anisotropic 3D Vertex Etching Simulation for Quartz Crystal

    The Sixth Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (IEEE APCOT 2012), ac12000091  2012年

  • Size Optimization for Miniature High Frequency Quartz Resonator using Finite Element Method

    The Sixth Asia-Pacific Conference on Transducers and Micro/Nano Technologies (IEEE APCOT 2012), ac12000081  2012年

  • Ringing reduction for radially restored images

    Proceedings of Applied Industrial Optics: Spectroscopy, Imaging and Metrology (AIO) Monterey, JTu5A.24.pdf, California  2012年

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Misc 【 表示 / 非表示

  • Analysis of edge and corner bonded PSvfBGA reliability under thermal cycling conditions by experimental and finite element methods

    Hongbin Shi, F. X. Che, Cuihua Tian, Rui Zhang, Jong Tae Park, Toshitsugu Ueda

    MICROELECTRONICS RELIABILITY   52 ( 9-10 ) 1870 - 1875  2012年09月

     概要を見る

    In this paper, we present the thermal cycling test results for edge and corner bonded lead-free PSvfBGAs on a high-T-g test board. The test results show that the characteristic lives of PSvfBGAs with edge bond acrylic, edge bond epoxy and corner bond epoxy are respectively about 0.6, 0.9 and 1.3 times of the PSvfBGAs without bonding. The epoxy with lowest CTE, highest storage modulus and smallest adhesive volume yielded best performance. The 3D quarter finite element model was also built to further study the failure mechanism. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

  • Thermo-mechanical reliability optimization of MEMS-based quartz resonator using validated finite element model

    Rui Zhang, Hongbin Shi, Yuehong Dai, Jong Tae Park, Toshitsugu Ueda

    MICROELECTRONICS RELIABILITY   52 ( 9-10 ) 2331 - 2335  2012年09月

     概要を見る

    This paper presents the investigation of the thermal mechanical reliability of a hydrogen gas sensor using MEMS-based quartz resonator by finite element analysis (FEA). The hydrogen gas senor has an internal heat source when in operating, the quartz resonator may subjected to thermal stress due to the thermal expansion coefficients (CTE) mismatch between the resonator and the LTCC package. This could cause cracks on the resonator and finally lead to failure of the sensor. Both thermal and thermo-mechanical simulations of a 3D model of the sensor were built using ANSYS software. Higher thermal mechanical stress level was found in the resonator based on the FEA, which is consistent with the results of verified experiments. Some optimal design was also carried out to improve the thermal reliability of the resonator based on validated finite element model. Crown Copyright (C) 2012 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

  • Analysis of edge and corner bonded PSvfBGA reliability under thermal cycling conditions by experimental and finite element methods

    Hongbin Shi, F. X. Che, Cuihua Tian, Rui Zhang, Jong Tae Park, Toshitsugu Ueda

    MICROELECTRONICS RELIABILITY   52 ( 9-10 ) 1870 - 1875  2012年09月

     概要を見る

    In this paper, we present the thermal cycling test results for edge and corner bonded lead-free PSvfBGAs on a high-T-g test board. The test results show that the characteristic lives of PSvfBGAs with edge bond acrylic, edge bond epoxy and corner bond epoxy are respectively about 0.6, 0.9 and 1.3 times of the PSvfBGAs without bonding. The epoxy with lowest CTE, highest storage modulus and smallest adhesive volume yielded best performance. The 3D quarter finite element model was also built to further study the failure mechanism. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

  • Thermo-mechanical reliability optimization of MEMS-based quartz resonator using validated finite element model

    Rui Zhang, Hongbin Shi, Yuehong Dai, Jong Tae Park, Toshitsugu Ueda

    MICROELECTRONICS RELIABILITY   52 ( 9-10 ) 2331 - 2335  2012年09月

     概要を見る

    This paper presents the investigation of the thermal mechanical reliability of a hydrogen gas sensor using MEMS-based quartz resonator by finite element analysis (FEA). The hydrogen gas senor has an internal heat source when in operating, the quartz resonator may subjected to thermal stress due to the thermal expansion coefficients (CTE) mismatch between the resonator and the LTCC package. This could cause cracks on the resonator and finally lead to failure of the sensor. Both thermal and thermo-mechanical simulations of a 3D model of the sensor were built using ANSYS software. Higher thermal mechanical stress level was found in the resonator based on the FEA, which is consistent with the results of verified experiments. Some optimal design was also carried out to improve the thermal reliability of the resonator based on validated finite element model. Crown Copyright (C) 2012 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

  • Analysis of edge and corner bonded PSvfBGA reliability under thermal cycling conditions by experimental and finite element methods

    Hongbin Shi, F. X. Che, Cuihua Tian, Rui Zhang, Jong Tae Park, Toshitsugu Ueda

    MICROELECTRONICS RELIABILITY   52 ( 9-10 ) 1870 - 1875  2012年09月

     概要を見る

    In this paper, we present the thermal cycling test results for edge and corner bonded lead-free PSvfBGAs on a high-T-g test board. The test results show that the characteristic lives of PSvfBGAs with edge bond acrylic, edge bond epoxy and corner bond epoxy are respectively about 0.6, 0.9 and 1.3 times of the PSvfBGAs without bonding. The epoxy with lowest CTE, highest storage modulus and smallest adhesive volume yielded best performance. The 3D quarter finite element model was also built to further study the failure mechanism. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 計測自動制御学会論文賞

    1994年  

  • Award from Society of Instrument and Control Engineer of Japan

    1994年  

  • 計測自動制御学会論文賞

    1987年  

  • 発明協会

    1987年  

  • Award from Society of Instrument and Control Engineer of Japan

    1987年  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • MEMSデバイスシステム化のための研究開発

    研究期間:

    2007年
    -
    2009年
     

  • 水晶傾斜センサの製造技術に関する研究

    研究期間:

    2006年
    -
    2009年
     

  • 水晶傾斜センサの開発

    研究期間:

    2004年
    -
    2009年
     

  • Development Quartz Tilte Sensor

    研究期間:

    2004年
    -
    2009年
     

  • 水晶傾斜センサの加工技術に関する研究

    研究期間:

    2006年
    -
    2008年
     

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 自己診断機能を有した水晶振動子式水素センサ

    2014年   大井川 寛

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    本研究は、2025年の水素ステーションの本格普及期に不可欠な技術要素である次世代水素ガスセンサの開発を目的とする。現状の水素センサではガスの選択性・検出感度・応答性・環境補償性・低消費電力等の要求を満たし、更にセンサ素子自身の劣化状況監視機能を組み込むことはセンサの動作原理上不可能である。これに対し、本水素センサでは、白金触媒と水晶振動子を組み合わせ、水素ステーションで使用されている水素センサの性能目標を達成し、その上でMEM技術を応用することで白金の使用量を低減することにより価格低下を実現する。更に、水晶振動子のQ値などの特性変化を検出することでセンサの故障や性能劣化の監視できる自己故障診断機能を開発する。

  • フォトニック・バンドギャップ・ファイバを用いた分光セルの性能向上のための基礎研究

    2012年  

     概要を見る

    研究背景近年、フォトニック・バンドギャプ・ファイバ(PBGF)を用いて微量サンプルを高感度に測定できる実用的な技術開発研究が各所で実施されるようになってきた。ファイバの中空部分に被測定ガスを導入し、同時にレーザー光もこの中空コア部分を伝搬させることで分光測定を行うことができる。しかし、現在製造されている中空コア PBGFのほとんどはマルチモード・ファイバ(MMF)であり、実用中の機械振動や温度変化、圧力変化などの外部環境の影響が異なる伝搬モードの干渉として現れてしまい、高感度測定を制限する一つの要因になっている。本研究では、これらの難題を克服しながら、独自のPBGFガスセルを設計・開発し、微量なガスサンプルを、高感度かつ実時間で分析することを検証していた。研究目的本研究の目標は、理論展開と実証実験の両方面から計測システムの基本的な動作を確認し、極めて低い濃度のガス成分でも正確な計測できる測定システムの開発を目的としている。レーザー光源を変調、被測定ガスの減圧分光法を用いた分析技術により、既存技術のおよそ100倍にS/N比を改善し、サブppbレベルのガス成分を実時間で測定できる実用的な技術を目指す。研究結果本研究では、開発内容を二つに分割して遂行した。まず、光源の変調と減圧分光法を用いた分析技術により、振動や熱などの外部環境の影響による伝搬モード干渉の変化が起因するノイズを改善した。この問題を解決する為、光振の幅変調器を適当な矩形波で変調した。連続のレーザー光を振幅変調してPBGFガスセルに入射することでモード干渉を抑える方式とした。これは,伝搬するパルスの各モードの群速度差により、受光側で全伝搬モードからLP00モードを分離し、不要なモード干渉を抑制しながらLP00モードの出力光強度だけを計測できる新たな測定技術である。連続光を入射ることと比べて、出力の安定性が30倍改善されていることができ、出力変動を0.05%以下に抑えることを目標を達成した[1]。次は、1本のPBGFに複数のガス流路のチャンネルを設けること、或いは複数のPBGFガスセルを直列に接続することで全光路長100 m程度までのガスセルを設計・開発するため、基礎研究としてPBGFのマイクロ加工技術を確立した。周期的なガス流路と実現するための技術としてFocused ion beam (FIB) ミリングを検討していた。PBGFの途中に設けたガス流路の出入り口として様々な試作を行い、FIBミリング技術は長尺なPBGFガスセルの製作に適当な技術であることを検証した[2]。次期の研究計画として、変調減圧分光法と長尺のPBGFガスセルを統合し、サブ ppbレベルの極めて低い濃度のガス成分でも正確に測定できる計測技術を確立する予定。

  • 次世代イーサネットを想定した薄膜水晶振動子の基盤技術開発

    2004年  

     概要を見る

    高速のコンピュータネットワークの通信手段としての10Gbpsの高速イーサネットは通信・放送の垣根を越えて今後幅広く需要が高まってくる事が予想されている。同時に、電子部品の小型化への要求に答えるには、振動子のより精密な加工が必要である。本研究では、高精度水晶加工技術を基に、10Gbpsで要求される基準クロックの622MHz以上を狙った電圧制御型水晶発振器(VCXO)に使われる水晶振動子・発振回路・実装・測定などの基礎技術を開発することにより、今後の高速ネットワークで要求されるハード面の主要部品の技術を研究開発することを目的としている。本研究では、以下の研究開発を実施した。①電極構造の検討 従来のVCXOでは密着電極構造をもち、電極質量の影響は比較的に小さい。例えば、16.7MHzの振動子において、電極(50nmCr+50nmAu)の共振周波数への影響は0.5%であるが、高周波の622MHzの振動子では、同一の電極の影響は18.65%にもなる。このような場合、電極質量効果の影響を小さくするために、新しい電極構造、例えば、フローティング電極などが必要になっている。②スプリアスの影響の除去 これまでのATカット振動子は、機械加工によるため、寸法形状は数mm程度の大きさが必要であった。この場合に、スプリアス振動の影響は大きく、振動子の形状寸法精度を精密(μm程度)に管理する必要があった。しかし、今回提案しているエッチング加工による振動子の場合、小形の振動子を加工することが容易であるため、スプリアスを避けるための形状寸法精度を厳格に管理する必要のない振動子設計が可能である。③エッチング加工を行うための振動子形状の設計 振動子の形状は水晶のエッチング異方性を考え、設計した。結晶軸との回転角度によって、振動子のエッチングされた断面形状が異なる。これまでの研究成果よりウェットエッチングされた振動子の断面形状を予測し、最適な角度(ウエハ内での最適な振動配置と形状)を見付けた。すなわち、光軸に対して60°、120°の角度を持つ面で囲まれた振動子は加工精度が最適であった。

 

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2000年
    -
    2004年

    The Institute of Electrical Engineers of Japan  Society Officer