| 研究課題/領域番号 |
19K14863
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
淺見 拓哉 日本大学, 理工学部, 助教 (60706571)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 超音波接合 / 異種金属 / 縦振動 / ねじり振動 / 複合振動 / 振動軌跡 / 面状軌跡 / 超音波 / 振動 / 接合 / 溶接 / 金属 / 軌跡 / 振動状態 / 共振 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
超音波接合法は，リチウムイオン電池，ICチップ等の製造で利用されている技術である。しかし，現在の超音波接合法は，使用する振動に方向性があるため，接合対象が共振状態となり接合できない場合がある。そこで，申請者は，振動の方向性が低くなる複数の方向を組み合わせた振動による超音波接合法を提案している。申請者は，提案方法を用いることで，現在利用されている方法では接合できない条件で，接合できることを明らかにしている。しかし，その理由は詳細に検討されておらず，実用化の妨げになっている。そこで，本研究は，複数の方向を組み合わせた振動を用いた超音波接合法の接合機構の解明を目的としている。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，面状軌跡の振動を用いた超音波接合法の実用化を目的とし，面状軌跡を発生させる振動源の開発，及び接合機構を解明するためのAl板とCu板の接合特性の検討を行った。まず，接合過程の観察を容易とするための面状軌跡を発生させる振動源の開発は，中空部を併用したステップホーンを用い，片側支持とする構造にすることで達成できた。次に，面状軌跡による接合特性は，引張せん断試験及び十字引張試験の方法にて評価を行った。それより，面状軌跡による接合強度は，いずれの試験方法においても線状軌跡を上回ることがわかった。また，面状軌跡による接合強度は，表面粗さによらず高い強度を得られることがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，異種金属の接合方法として用いられる超音波接合法の改良について行った。具体的には用いる振動を複雑な軌跡を描くようにした。その結果，複雑な軌跡を用いた超音波接合法は，従来の超音波接合法よりも高い接合強度を得られることを明らかにした。本研究の成果は，論文，および学会発表を通して広く周知を行った。そのため，複雑な軌跡を用いた超音波接合法の先導的な役目を全うし，また同時に知的財産の共有を行えたと考える。
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