レーザーAEシスシステムを用いた微細試料の信頼性評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360364
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 榎 学 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (70201960)
• Keywords: アコースティック・エミッション / レーザー干渉計 / 微視破壊 / 微細試料 / 非破壊評価

Research Abstract

レーザーを用いた材料表面の変位の測定は、その原理が古くから知られており、それを応用した製品も数多く開発されている。また近年非接触の非破壊評価手法として注目されており、この手法は微小領域でのin-situかつ動的な唯一の非破壊評価手法であると考えられる。しかし、AEにおいてはMHzオーダーの周波数帯域のより微小な信号を対象にしており、このような信号を高感度・高精度で計測することは必ずしも容易ではない。本研究においては、まず微細デバイス用レーザーAE装置の開発を行った。さらにその後、微細デバイスの種々の特性試験において発生するAE信号の計測を行った。また、この手法をS/N比が多い微細デバイス環境へ適用するためには、そのため装置改良が不可欠である。十分な信号が得られるように装置の開発・改良を進め、試験の際のAE信号をできるだけ感度良く検出することを目的とした。焦点領域をできるだけ小さくし、種々の試験片に適用可能なシステムを目指した。
AE記録解析装置に関しては現有の装置を用いた。干渉計部について新たに干渉計を購入し光学系に改良を加え微細デバイス用に適した、新たな干渉計を用いたレーザーAE計測システムを開発した。微細デバイスに適したSEM内での試験可能な装置を作製するとともに、レーザーAEの計測が容易な構成とした。本装置により、微細試料に曲げおよび引張負荷を加え、そのとき発生する微視破壊を観察すると同時に、微視破壊により解放される弾性波によるAE信号の検出が可能となった。

Research Products

• [Publications] M.Watanabe, T.Okabe, M.Enoki, T.Kishi: "Evaluation of In-situ Fracture Toughness of Ceramic Coating at Elevated Temperature by AE Inverse Analysis"Science and Technology of Advanced Materials. 4(2). 205-212 (2003)
• [Publications] M.Watanabe, M.Enoki, T.Kishi: "Fracture behavior of ceramic coating during thermal cycling evaluate by acoustic emission method using laser interferometers"Materials and Science Engineering. A359. 368-374 (2003)
• [Publications] M.Watanabe, M.Enoki, T.Kishi: "Evaluation of microfracture location at elevated temperature by four-channel AE measurements using laser interferometer"Journal of Materials Science Letters. 22(15). 1091-1093 (2003)
• [Publications] 西ノ入 聡, 榎 学, 望月 健史, 浅沼 博: "非接触AE計測によるアクティブコンポジットの損傷プロセス評価"Proc.Symp.Ultrason.Electron. 24. 343-344 (2003)