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茨城大学
理工学研究科（工学野）
機械システム工学領域

顔写真
教授

周　立波

シユウ　リツパ
ZHOU Libo

経歴

  1. 東北大学・工学部・助手 1991/04-1995/03
  2. シンガポール国立生産技術研究所・上級研究員 1995/04-1998/11
  3. 茨城大学・工学部・助教授 1998/12-2007/06
  4. 茨城大学・工学部・教授 2007/07-現在

学歴

  1. 東北大学 工学研究科 精密工学専攻 博士前期 1988/03 修了
  2. 東北大学 工学研究科 精密工学 博士後期 1991/03 修了

学位

  1. 工学修士 東北大学 1988/03
  2. 工学博士 東北大学 1991/04

教育・研究活動状況

当研究室（nLab）は，ものづくり・生産技術(Manufacturing and Production Engineering)関連の実学とその応用技術を開拓しています．特に微細･精密加工(Micro and Precision Engineering)に関する研究成果が国内外から高く評価されています．
　　現在は，(a)半導体･光学材料の完全表面創成， (b)バイオ･メカトロニクス，(c)ナノ微細加工，(d)プロセスのモデリング＆シミュレーションの四分野における基礎および応用研究を精力的に取り組んでいます． また，地域活性化事業，産・学・官連携および学・学連携にも力を入れています．
　　人材と知財の創出を通して，社会発展に貢献することをnLabの活動方針としています．

研究分野

  1. 生産工学・加工学
  2. マイクロ・ナノ加工技術
  3. 知能機械学・機械システム

研究キーワード

  1. 精密工学，微細加工，研削加工，Deep Learning，ニューラルネットワーク

研究テーマ

  1. 固定砥粒による無歪み研削加工(CMG) シリコンウエハの完全表面創成 2001-現在
  2. 大口径シリコンウエハの薄片化加工 10um以下の大口径シリコンウエハの薄片化加工技術 2002-現在
  3. デジタルフィルタの開発 2008-現在
  4. 大口径SiウエハのOne-stop加工機械及び加工技術の開発 2000-現在
  5. Meso-Micro Mechanical Manufacturing (M4) 2001-現在
  6. 画像処理，制御 2004-現在
  7. 画像援用加工と制御 CCDカメラからの２D画像情報に基づき，3D形状認識，計測及びそれに基づく制御など 2002/04-現在
  8. バイオ操作用自動マイクロマニピュレーションシステムの開発 バイオエンジニアリングに必要な自動マニピュレーションシステムを開発する。 2001-2004
  9. 超高速材料除去に関する研究 1999-2001
  10. 超磁歪材料とその応用に関する研究 1998-2001

共同・受託研究希望テーマ

  1. マイクロ超精密加工技術の開発 産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望 受託研究,共同研究
  2. 固定砥粒による無歪み超精密加工 産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望 受託研究,共同研究
  3. 各種ウエハ加工技術 (キーワード) ウエハ，研削加工 産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望 技術相談,受託研究,共同研究
  4. 特殊加工（Laser machining, Micro EDM） 産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望 受託研究,共同研究
  5. 画像認識と自動制御 産学連携等、民間を含む他機関等との共同研究を希望 受託研究,共同研究

競争的資金等の研究課題

  1. 単結晶サファイアの「機械＋化学」ハイブリッド先進加工および評価技術の開発 科研費 基盤研究(A)一般 日本学術振興会 科研費 2015/04/01-2019/03/31 近年LEDの需要の急増に伴い，基板材である単結晶サファイアウエハの高能率，高精度加工に加えて高品位な加工技術が求められている．申請者らは基盤研究(B)の成果をさらに発展させ，研削プロセスに化学反応を融合したCMG(Chemo-Mechanical Grinding)技術を基盤に，ハイブリッド送り機構を具備した先端加工機械を開発し，単結晶サファイアウエハの形状精度，加工能率と表面品位を並立したOne-stop超精密・無欠陥加工技術及びその評価技術を開発，確立する．
  2. トライボ圧縮静水圧による局所的材料硬化を活用した高品位切削法の新開発 科研費 基盤研究(C)一般 日本学術振興会 科研費 2015/04/01-2017/03/31
  3. 物理特性を能動的に利用した機能材料高品位加工技術の探索 科研費 萌芽研究 日本学術振興会 萌芽研究 2015/04/01-2017/03/31 携帯電話など無線通信用SAWフィルタに用いるイルメナイト型結晶のLiTaO3やLiNbO3は自発分極を有する強誘電体であり，極めて脆い機械特性に加えて，圧電効果や焦電効果を併せ持つ．加工時の応力状態や熱変動により強い内部電界が発現し，クラックや割れ等を誘発する恐れが加工プロセスの大きな問題になっている．本研究は，加工中の割れの一因である圧電効果と焦電効果の抑制，除去，さらに能動的に利用する方法を探索し，強誘電体の高品位加工の基盤技術を開発する．
  4. ピコ秒レーザによる単結晶ダイヤモンド工具刃先成形とテクスチャリングによる長寿命化 科研費 基盤研究(C)一般 学術研究助成基金助成金 2013/04/01-2016/03/31 精密切削用単結晶ダイヤモンドバイトの先端は，現在でも職人の手によるダイヤモンド砥粒を用いた研磨（研削）により製作ないし再研磨されている．本研究では，それ対する超短パルスレーザによる液中アブレーション加工の実用性を明らかにする．そこでは，得られたダイヤモンドバイトにより合金材料を実切削し，工具形状転写 性や耐摩耗性などの性能評価も試み，本手法の有効性を明らかにする． さらに，潤滑性向上のために超硬工具などでは試みられている工具表面へのマイクロテクスチャリングを，超短パルスレーザを用いて単結晶ダイヤモンドバイト表面にも導入し，まだ検討も解明もされていないダイヤモンド切削工具表面におけるマイクロテクスチャリングの効果も明らかにする．
  5. 複雑形状管内の非接触駆動研磨除染方式の考案と装置の開発に関する研究 科研費 萌芽研究 日本学術振興会 学術研究助成基金助成金 2012/04/01-2014/03/31 本研究は，音響浮揚(Acoustic Levitation)の原理に基づいて，音波により非接触で粒状除染剤を駆動し，制御可能な運動を与えて複雑形状の管内の研磨・除染を行なう方法の考案及び装置の開発を目指す． 　福島第一原発の事故以来，配管内の放射線物質の除染が急務になっている．従来の方式は，除染剤の相対運動を与えるため機械式の回転運動や直線運動機構が不可欠で，複雑の配管には対応できない．本研究では，音波を使った粒状の除染剤の浮遊と運動の制御方法を考案し，機械運動機構を必要としない全く新しい研磨除染方式を実現する．

著書

  1. 迫りくるAI時代に向けた半導体製造プロセスの今 周立波 第3章第4節第2項 情報機構 2019/05 978-4-86502-169-1
  2. Advances in Abrasive Technology XII Han Huang, Liangchi Zhang, Jun Wang, Zhengyi Jiang, Libo Zhou, Xipeng Xu and Tsunemoto Kuriyagawa Trans Tech Publications 2009/09 0-87849-314
  3. Advances in Abrasive Technology XI Tsunemoto Kuriyagawa, Libo Zhou, Jiwang Yan and Nobuhito Yoshihara Trans Tech Publications 2008/10 0-87849-364-3
  4. [1.5 大口径シリコンウェーハの超精密研削], ”超精密加工と非球面加工”（分担） 周立波（分担） NTS 2004/07
  5. マイクロマシン技術総覧（共著） 周立波 産業技術サービスセンター 2003/01

論文

  1. 研究論文（学術雑誌） 共著 Development of binder-free CMG abrasive pellet and finishing performance on mono-crystal sapphire Jianbin Wang, Ke Wu, Tomohiro Maezaki, Libo Zhou, Teppei Onuki , Jun Shimizu, Yongwei Zhu Precision Engineering ELSEVIER 62, 40-46 2020/01 10.1016/j.precisioneng.2019.11.004 Chemo-mechanical-grinding (CMG) is a fixed abrasive process by integrating chemical reaction and mechanical grinding for sapphire wafer finishing, and shows advantages in surface integrity, geometric controllability and waste disposal. However, the material removal rate (MRR) obtained by traditional CMG wheel is not high enough to meet the requirement from mass production of sapphire wafers. As a potential solution, a new CMG wheel with extremely high abrasive concentration has been proposed. This paper targets on developing of binder-free abrasive pellets (BAP) with 100 wt% abrasive as well as investigating the performance of BAP in sapphire wafer finishing. The results of CMG experiment reveal that the MRR and surface roughness (Ra) of sapphire wafer finished by BAP constructed CMG wheel are able to reach 1.311 μm/h and 0.993 nm respectively. The characterization by Raman microscope indicates that the finished sapphire wafer also owns an excellent subsurface integrity.
  2. 研究論文（学術雑誌） 共著 ロータリー型インフィード平面研削メカニズムに関する研究 ― 無線式動力計の開発と研削抵抗の評価 ― 石橋憲，月井裕太，蛯名雄太郎，周立波，清水淳，小貫哲平，山本武幸, 尾嶌裕隆 砥粒加工学会誌 砥粒加工学会 63/ 1, 31-35 2019/01
  3. 研究論文（国際会議プロシーディングス） Development of Localized Compressive Hydrostatic Pressure-assisted Cutting using Rolling Element Jun Shimizu, Hiroto Ashino, Takeyuki Yamamoto, Hirotaka Ojima, Teppei Onuki, Libo Zhou, Kazuki Komatsuzaki The 17th International Conference on Precision Engineering (ICPE2018) PaperNo.F-2-9 2018/11/12
  4. 研究論文（国際会議プロシーディングス） 共著 Running-in Behavior of Mechanically Microtextured Metal Surfacesin Dry Sliding Tomotaka Nakayama, Jun Shimizu, Libo Zhou, Teppei Onuki, Hirotaka Ojima, Takeyuki Yamamoto, Kouta Watanabe The 17th International Conference on Precision Engineering (ICPE2018) PaperNo. F-2-3, 1-2 2018/11/12
  5. 共著 Cross-sectional measurement of laser damage in sapphire using confocal micro Raman spectrometer Teppei Onuki, Kazuki Kamoshida, Takeyuki Yamamoto, Hirotaka Ojima, Jun Shimizu, Libo Zhou The 17th International Conference on Precision Engineering (ICPE2018) PaperNo. F-2-1, 1-2 2018/11/12

研究発表

  1. 口頭発表（一般） Study on micro/nano-indentation of typical soft-brittle materials ICPE2012 2012/11/10
  2. 口頭発表（一般） Molecular Dynamics Simulation of Metal Cutting with Local Hydrostatic Pressure Field Formation ICPE2012 2012/11/10
  3. 口頭発表（一般） Study on grinding processing of sapphire wafer ISAAT2012 2012/09/26
  4. 口頭発表（一般） 静水圧場生成型切削工具の開発（第２報）－分子動力学シミュレーションによる平板治具設計－ 2012年度精密工学会秋季大会 2012/09/13
  5. 口頭発表（一般） ナノインデンテーションにおけるデータ解析手法 ABTEC2012 2012/08/29

知的財産権

  1. 特許 精密加工装置および精密加工方法(特願2005-226419) 特願2005-226419 2005
  2. 特許 精密加工方法(特願2005-107821) 特願2005-107821 2005/04/04
  3. 特許 セメンタイトを用いたマイクロマシン用微小機械部品及びその製造方法 特願2004-119961 2004 特開2005-297159
  4. 特許 精密加工装置および精密加工方法(特願2004-380782) 特願2004-380782 2004/12/28
  5. 特許 姿勢制御装置および精密加工装置(特願2004-379810) 特願2004-379810 2004/12/28

受賞

  1. 精密工学会論文賞 2018年度　論文賞 2019/03/14
  2. 120周年記念功労者賞 2017/11
  3. Docotr's Professor of the Year 2013/07/17
  4. Master's Professor of the Year 2013/07/17
  5. Master's Professor of the Year 2012/07/19

担当授業科目

  1. マイクロナノシステム（Aコース）
  2. マイクロナノシステム（Bコース）
  3. 超精密工学
  4. 生産加工学（Aコース）
  5. 生産加工学（Bコース）

社会貢献活動

  1. 生産技術者が30分でわかる 深層学習の基礎と応用 2019/08/20-2019/08/20

所属学協会

  1. China Society of Mechanical Engineering 2007-現在
  2. International Committee for Abrasive Technology 2003-現在
  3. American Society of Precision Engineering 1996-現在
  4. 日本機械学会 1993-現在
  5. 砥粒加工学会 1991-現在

委員歴

  1. （公社）精密工学会 理事，事業部会長 2018/04/01-2020/03/31
  2. 日本機械学会 英文ジャーナルEditor 2018/04/01-2020/03/31
  3. （公社）砥粒加工学会 理事，国際交流委員長 2017/04/01-2021/03/31
  4. 日本機械学会 生産加工・工作機械部門　第95期部門運営委員 2017/04/01-2018/03/31
  5. 日本機械学会 英文ジャーナルEditor 2016/04/01-2018/03/31

共同・受託研究実績

  1. 細粒度砥石による難削材料の加工と砥石の最適化 2016/05-2017/03 国内共同研究
  2. サファイアの加工 2015/04-2017/03 国内共同研究
  3. 砥石の高品質化に関する研究 2013/04-2015/03 国内共同研究
  4. LiTaO3 ウェハの薄化研削技術の開発 2012/04-2013/03 国内共同研究
  5. ＮＣ旋盤による微細長尺加工技術のためのリアルタイム補正制御技術の開発 2012/04-2013/03 国内共同研究

学外教育

  1. 出前授業 最新モバイル機器から見える精密加工技術 2013
  2. 公開講座 マイクロナノシステム 2012
  3. 公開講座 マイクロナノシステム 2011

報道出演・資料（DB等）提供

  1. 日刊工業新聞 新聞 2006/11/01
  2. 日刊工業新聞 新聞 2005/05/20
  3. 研磨剤新報 新聞 2002/10/15
  4. 日本経済新聞 新聞 2002/10/04
  5. 茨城新聞 新聞 2002/09/07