低消費電力化への挑戦/ガスセンサのリーディングカンパニーフィガロ技研

gフィガロ技研の挑戦

小型化・省電力化がカギを握る
プロダクト・イノベーションへの挑戦

フィガロ技研の
小型化・低消費電力化への取り組み

ガスセンサが生まれてからの大きな課題の1つが「小型化・省電力化」。
私たちはMEMS技術を応用し、世界最小クラスの小型化・省電力化した半導体式ガスセンサの開発に成功したことにより、新たな応用分野が拡がりました。

小型化・省電力化=センサプラットフォームの開発

MEMSタイプ半導体式
ガスセンサの開発に成功

発明以来、半導体式ガスセンサは小型化・低消費電力化を常に求められてきました。フィガロ技研は、マイクロビーズタイプなど様々なセンサプラットフォームを考案することにより、それらを実現してきました。2014年、フィガロ技研は新たなセンサプラットフォームとなる、MEMSタイプのガスセンサの開発に成功しました。このMEMSタイプの半導体式ガスセンサは、モバイル機器や電池駆動製品への搭載ニーズに対応し、更なる小型化・低消費電力化への弾みとなります。

MEMSタイプガスセンサ
エレクトロニクス製品の小型化を
大きく推進させる新技術

エレクトロニクス製品の小型化を大きく推進させた、MEMS技術。
フィガロ技研は、小型化・低消費電力化への取り組みの中で、このMEMS技術をガスセンサに応用することで、世界トップクラス(※1)の小型・低消費電力の半導体式ガスセンサの開発に成功しました。

フィガロ技研のMEMSタイプセンサは、優れたMEMS技術と感ガス体形成技術によって感ガス部の面積を印刷タイプセンサの100分の1以下に低減し、さらに感ガス部からの熱の逃げを最大限に抑えることが出来る熱絶縁性に優れた宙吊り構造を採用しております。
また、適切な熱応力設計を施しているため、微細な宙吊り構造にも関わらず500万回以上の室温と作動温度の間の昇降温に 余裕を持って耐えることができ、すぐれた耐久性を実現しています。
※1 2014年9月現在:半導体式ガスセンサに関する当社独自調査に基づく。

MEMSとは

マイクロマシニング技術(主に半導体製造分野で培われた微細加工技術や高度な製造装置を応用して薄膜成膜などの付着加工やエッチング等の除去加工を施し、高精度な三次元構造体を加工する技術)を応用して作製された微小かつ高機能な電気機械システム/デバイスをMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)と呼ばれる。

驚異的な小型化
3.2mm×2.5mm×0.99mm

MEMS技術によって生まれた新しいガスセンサは、3.2mm×2.5mm×0.99mmという極めて小さいサイズを実現しています。さらに、従来の半導体式ガスセンサでは、発熱量が大きいためにパッケージ表面が熱を帯びるのに対して当社のMEMSタイプセンサはこの発熱がありません。
この驚異的なサイズと取り扱いやすさは携帯電話やスマートフォンなどへの取り付けも考えられ、空気質や呼気ガス(口臭など)を簡単にチェックできるような次世代のモバイル機器が生まれる可能性があります。また、健康や医療といった分野などでも、新しい用途が考え出されるかも知れません。
センサ自体の小型化を実現させることも難しい課題ではあるのですが、小型化したセンサに耐久性や堅牢性を維持させることはさらに難しく、フィガロ技研だからこそ実現できる究極の製品であると自負しています。

消費電力は従来の約 1/14

ガスセンサの機能を充分に発揮させるためには、素子に数百度以上の加熱が必要で、その熱源を確保するために従来の製品では多くの電力(210mW)を消費していました。MEMS技術で生まれた新製品では、この消費電力を約13分の1に抑えており、15mWという小さい電力で正確なセンシング機能を発揮させることができます。これにより電池を電源としたポータビリティー化はもちろん、さまざまな機器にガス検知機能を付加できることになり、新しい用途や利便性といった可能性が大きく広がることになります。
さらに、室温から作動温度到達までの熱応答速度が数10m秒と非常に高速なため、ヒータのオン時間を短くした間欠駆動を行うことで低消費電力化が促進され、フィガロ技研のMEMSタイプセンサの可能性に更なる広がりが期待されます。

小型化・省電力で
広がるモバイル用途

ガスセンサを微細化して省電力でも使えることができると、その用途は無限大に広がると言っても過言ではありません。まず携帯電話やスマートフォンといったモバイル製品やウエアラブル機器への応用が考えられ、口臭やアルコール臭のチェックも日常の習慣になるかも知れません。また新築住宅のVOCや周辺の空気環境を手軽に計測できれば、シックハウスやぜんそくなどの症状も事前に回避できる可能性もあります。また、COや硫化水素といった危険なガスを小さな機器で検出できれば、多くの人命を危険から救うことも可能になります。

小型化・省電力化が
もたらすエコな製品開発

ガスセンサを微細化・省電力化することは、そのセンサを使う製品そのものも小型化されて、少ない電力で充分な機能を発揮することになります。それは小さな積み重ねですが、数多くのセンサすべてが省電力化されることは、地球環境の保全にも微力ですが役立っていると私たちは考えます。またセンサのモバイル化が進行することによって、多くの人々が空気や環境に関心を持つことも大切で、自分のまわりの環境が数値で表されることにより、エコロジーという意識がさらに向上することを私たちは願っています。

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