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拡散層を有する接合界面の機械的特性評価と界面強度に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15760053
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大宮 正毅  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30302938)

Project Period (FY) 2003 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords界面 / はく離 / 破壊じん性 / 薄膜 / 界面結合力モデル / はく離強度 / 劣化
Research Abstract

近年,高機能化・軽量化・高強度化などの目的から,種々の材料を組み合わせた接着・接合構造や複合材料の利用が活発に進められている.2つの異なる材料を接合する場合,その接合形態により接合部に2つの材料が合わさった中間層(拡散層)が存在することがある.拡散層の機械的挙動は非接合材とは異るため,その機械的特性を十分把握した上でマイクロ接合部の強度を議論する必要がある.そこで本研究では,拡散層の成長とそれが及ぼす界面強度への影響について明らかにすることを目的としている.
本年度は,界面強度を定量的に測定する実験方法の確立と,微小圧子押込試験による拡散層の機械的特性の測定を行った.
1.界面強度を定量的に評価する方法として,マルチステージピール試験法を提案した.PETフィルム上に形成したITO薄膜の界面付着強度を評価した.環境雰囲気による界面強度の変化を調べるために,120日間紫外線を暴露した試験片についても界面付着強度を調べた.その結果,紫外線を暴露すると,界面付着強度が大幅に低下することが示された.
2.2枚の銅板をはんだ材で接合した試験片を恒温槽中で一定期間時効させた後,除荷・冷却し,ナノインデンテーション法により拡散層周辺の押込試験を行い,硬さ・弾性係数などの機械的特性を調べた.その結果,厚さ1ミクロン程度の金属間化合物層の機械的特性を評価することができた.
3.界面の力学的挙動を表す構成式を損傷力学をもとに構築した.そして,速度依存損傷モデルと粘塑性型構成式を提案した.

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2004 Other

All Journal Article (5 results) Publications (6 results)

  • [Journal Article] 高分子フィルム上に形成したぜい性薄膜の界面付着強度評価2004

    • Author(s)
      大宮正毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 谷中雅顕, 伊橋紀孝
    • Journal Title

      材料 52

      Pages: 856-861

    • NAID

      110006266335

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Cohesive Zone Model and Interfacial Crack Problems2004

    • Author(s)
      A.Karmakra, K.Kishimoto
    • Journal Title

      IUTAM Symposium on Mesoscopic Dynamics of Fracture Process and Materials Strength

      Pages: 301-310

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Interfacial Strength Evaluation by Finite Element Method with Cohesive Zone Model2004

    • Author(s)
      Kikuo Kishimoto, Hirotugu Inoue, Masaki Omiya
    • Journal Title

      Proceedings of WCCM VI in conjunction with APCOM'04 (CD-ROM)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 経年変化を受けたはんだ接合部の疲労強度評価2004

    • Author(s)
      宮崎剛史, 大宮正毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 雨海正純
    • Journal Title

      日本機械学会M&M2004材料力学カンファレンス講演論文集

      Pages: 253-254

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of Interfacial Strength by Multi-Stages Peel Test2004

    • Author(s)
      M.Omiya, H.Inoue, K.Kishimoto
    • Journal Title

      Key Engineering Materials 261-263

      Pages: 483-488

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] M.Omiya, H.Inoue, K.Kishimoto: "Evaluation of Interfacial Strength bu Multi-stages Peel Test"Key Engineering Materials. 261-263. 483-488 (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 大宮正毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄: "界面結合力モデルを用いたマルチステージピール試験の有限要素解析"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. 03-26. 781-782 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 大宮正毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 谷中雅顕, 伊橋紀孝: "高分子フィルム上に形成した脆性薄膜の界面付着強度評価"日本材料学会第11回破壊力学シンポジウム講演論文集. 144-149 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 大宮正毅, 潘剛毅, 井上裕嗣, 岸本喜久雄, 谷中雅顕, 伊橋紀孝: "高分子基材上に形成した脆性薄膜の界面強度評価"日本機械学会M&M2003材料力学部門講演会講演論文集. 03-11. 461-462 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Omiya, K.Kishimoto, H.Inoue, W.Yang, M.Amagai: "Measurement of Interfacial Strength by Multi-Stages Peel Test"Proceedings of the 9th International conference on the Mechanical Behaviour of Materials. (CD-ROM). (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 大宮正毅, 篠原良和, 井上裕嗣, 岸本喜久雄: "微小圧子押込法によるコーティング薄膜の界面強度評価"日本材料学会第52期学術講演会講演論文集. 326-327 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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