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2010 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ秒/連続発振レーザによる透過性硬脆材料の精密微細加工とその知能化

Research Project

Project/Area Number 19360065
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

大村 悦二  大阪大学, 工学研究科, 教授 (90144435)

Keywordsレーザ加工 / 硬脆材料 / レーザスクライブ / 自己集束 / 吸収係数 / 亀裂 / 熱伝導解析 / 熱応力解析
Research Abstract

本研究では,透過性のパルス発振または連続発振のレーザビームを照射することによって,誘電体や半導体などの精密微細加工を試み,加工メカニズムの解明とパラメータ制御について学術的立場から検討して産業界の要望に応えることを目的としている.本年度の主な成果は以下のとおりである.(1) ガラスのレーザスクライブにおける加工可能条件の繰り返し周波数を考慮した推定 亀裂深さを予測し,最適なスクライブ条件を簡易に推定するため,繰り返し周波数の影響を考慮した有限要素法による二次元熱弾性解析を行った.その結果,引張応力の最大値を調査することで,スクライブ可能な最高速度を推定でき,最大せん断応力の最大値を調査することで,スクライブ可能な最低速度を推定できることを明らかにした.(2)ステルスダイシングの内部改質層近傍における動径方向の亀裂進展解析 透過性パルスレーザをシリコン内部に集光照射した場合,吸収係数の温度依存性に起因して生成する熱衝撃波が伝播する領域は高転位密度層になると推測してきたが,熱応力解析の結果,最大せん断応力は結晶のすべりにおける臨界せん断応力より十分大きく,高転位密度化することが裏付けられた.また,高転位密度層では,レーザ照射プロセスにおいて生成したランダムな方向の亀裂群が,テープエクスパンションによる分断プロセスにおいて相互連結すること,その結果,分断後の高転位密度層表面に凹凸が生じることが示された.(3)光吸収性媒質中における超短パルスレーザの自己集束現象と温度場の解析 光吸収性力-媒質中の近軸波動方程式を導出し,数値計算によって,超短パルスレーザ照射による溶融石英中の光吸収エネルギー分布を求めた.吸収エネルギー分布を初期条件として,溶融石英中の伝熱解析を行った.Kudriasovらの実験結果と比較して,解析方法および解析結果の妥当性を確認した

  • Research Products

    (16 results)

All 2011 2010

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (9 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of Internal Crack Propagation in Silicon Due to Permeable Laser Irradiation-Study on Processing Mechanism of Stealth Dicing2011

    • Author(s)
      E.Ohmura, Y.Kawahito, K.Fukumitsu, J.Okuma, H.Morita
    • Journal Title

      Journal of Material Science and Engineering

      Volume: 5(掲載予定)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ステルスダイシングにおける応力拡大係数を用いた亀裂進展解析2010

    • Author(s)
      大村悦二、小川健輔、熊谷正芳、中野誠、福満憲志、森田英毅
    • Journal Title

      日本機械学会論文集, A編

      Volume: 76 Pages: 446-448

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal Stress Analysis on Laser Cross Scribe of Glass2010

    • Author(s)
      K.Yamamoto, N.Hasaka, H.Morita, E.Ohmura
    • Journal Title

      Journal of Laser Applications

      Volume: 22 Pages: 29-36

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crack Propagation Analysis in Laser Scribing of Glass2010

    • Author(s)
      K.Yahata, K.Yamamoto, E.Ohmura
    • Journal Title

      Journal of Laser Micro/Nanoengineering

      Volume: 5 Pages: 109-114

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of Laser Processing Mechanism of Single Crystal Diamond2010

    • Author(s)
      E.Ohmura, K.Harano, K.Watatani, K.Ebata
    • Journal Title

      Proceedings of the 14th International Conference on Mechatronics Technology (ICMT 2010)

      Volume: (CD-ROM) Pages: 82-87

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Laser Processing Mechanism of Monocrystalline Diamond2010

    • Author(s)
      E.Ohmura, K.Harano, K.Watatani, K.Ebata
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Inovative Technology (IN-TECH 2010)

      Pages: 203-208

  • [Presentation] 超短パルスレーザ照射による光吸収性媒質中の自己集束と温度場の理論的解析2010

    • Author(s)
      大村悦二
    • Organizer
      第74回レーザ加工学会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-12-06
  • [Presentation] ガラスのレーザスクライブにおけるレーザの繰り返し周波数の影響2010

    • Author(s)
      八幡恵輔, 大村悦二, 清水政二, 村上政直
    • Organizer
      第74回レーザ加工学会講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2010-12-06
  • [Presentation] Laser Processing Mechanism of Monocrystalline Diamond2010

    • Author(s)
      Etsuji Ohmura, Katsuko Harano, Kenichi Watatani, Keiji Ebata
    • Organizer
      14th International Conference on Mechatronics Technology, ICMT 2010
    • Place of Presentation
      吹田
    • Year and Date
      2010-11-24
  • [Presentation] 光吸収性媒質中における超短パルスレーザの自己集束現象と温度場の解析2010

    • Author(s)
      大村悦二
    • Organizer
      日本機械学会第8回生産加工・工作機械部門講演会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-11-20
  • [Presentation] ガラスのレーザスクライブにおけるレーザの繰り返し周波数の影響2010

    • Author(s)
      八幡恵輔, 大村悦二, 清水政二, 村上政直
    • Organizer
      日本機械学会第8回生産加工・工作機械部門講演会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2010-11-20
  • [Presentation] Analyses of Self-Focusing Phenomenon and Temperature Field in Light Absorption Medium with Ultrashort Pulse Laser Irradiation2010

    • Author(s)
      Etsuji Ohmura
    • Organizer
      The 29th International Congress on Application of Laser and Electro-Optics 2010, ICALEO2010
    • Place of Presentation
      アナハイム(米国)
    • Year and Date
      2010-09-26
  • [Presentation] Study of Laser Processing Mechanism of Single Crystal Diamond2010

    • Author(s)
      Etsuji Ohmura, Katsuko Harano, Kenichi Watatani, Keiji Ebata
    • Organizer
      International Conference on Innovative Technologies in Design, Manufacturing and Production, IN-TECH 2010
    • Place of Presentation
      プラハ(チェコ)
    • Year and Date
      2010-09-14
  • [Presentation] Crack Propagation Analysis in Underwater Laser Drilling2010

    • Author(s)
      Etsuji Ohmura, Takashi Okazaki, Keiichi Kishi, Toshio Kobayashi, Masahiro Nakamura, Satoshi Kubo, Komei Okatsu
    • Organizer
      4rd International Conference on Advanced Computational Engineering and Experimenting, ACE-X 2010
    • Place of Presentation
      パリ(フランス)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-07-08
  • [Presentation] Analysis of Internal Crack Propagation in Silicon Due to Permeable Pulse Laser Irradiation-Study on Processing Mechanism of Stealth Dicing-2010

    • Author(s)
      Etsuji Ohmura, Yuta Kawahito, Kenshi Fukumitsu, Junji Okuma, Hideki Morita
    • Organizer
      International Conference on Fundamentals of Laser Assisted Micro- & Nanotechnologies, FLAMN-10
    • Place of Presentation
      サンクトペテルブルグ(ロシア)
    • Year and Date
      2010-07-06
  • [Book] Materials with Complex Behaviour-Modelling, Simulation, Testing, and Applications (ed.by A.Ochsner, L.F.Martins da Silva and H.Altenbach)2010

    • Author(s)
      E.Ohmura, S.Noguchi(分担執筆)
    • Total Pages
      372
    • Publisher
      Springel

URL: 

Published: 2012-07-19  

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