2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development o fusion measurement method of acoustic-emission by scanning probe microscope
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16K14123
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
藤澤 悟 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (20357908)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
間野 大樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (40344212)
三宅 晃司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 研究グループ長 (30302392) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アコースティックエミッション（AE） / 摩擦力顕微鏡（FFM） / スキャナ圧電体 / 重畳信号 / Cu（銅）配線 / 電気的・機械的破壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
検出感度が市販センサの1/800程度しかないことが判明したので、昨年度予定していたように、感度を向上のために２つのことを試みた。一つは、プリアンプを電圧/電圧変換から電流/電圧変換に変更した。結果として同じ利得に対しての周波数帯域は広がったが、ノイズレベルとしてはほとんど向上が見られなかった。現時点での最高レベルと思われるプリアンプ技術を投入しており、これ以上の向上は難しいと考えている。二つ目に、同時に検出できる複数のAE信号を用いて確率共鳴によるノイズ低減の研究を行った。結果として、問題点が３つ分かった。その１として、検出限界のしきい値が存在するセンシングである必要があるが、AE信号検出がしきい値を持っているかを判別できない。その２として、確率共鳴は発展途上の技法であり、確実なノイズ低減効果がAE信号で得られるという確証が無い。その３としてAE信号は1GHz以上のサンプリング周波数が必要であり、市販の汎用計算ソフトでは、数秒程度の信号でも１週間弱の計算時間がかかり、実用的では無い。高速化するために専用のソフトウエアを開発しようとしたが、予算的に無理だったので諦めた。また、高速の計算機を購入することは予算的に無理であった。
また、応用手法として、スキャナ圧電体で受信するのではなく、FFMセンサ信号に重畳するAE信号の検出を試みた。FFMセンサは力信号を読み取るために板バネを使用しており、その板バネにAE波が伝わるため、FFM信号にAE信号が重畳することを利用する。結果として、Cu（銅）配線の電気的・機械的劣化破壊の瞬間のAE波を捉えることに成功した。この結果を論文に投稿中である。Cuは工業的に広く使われるだけでなく近年の半導体デバイス内部の配線にも使われており、それに対する機械的・電気的強度設計へ指針の一つになり得る可能性がある。
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