| 研究課題/領域番号 |
13650281
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
知能機械学・機械システム
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| 研究機関 | 香川大学 |
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研究代表者 |
三原 豊 香川大学, 工学部, 教授 (50314901)
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| 研究分担者 |
橋口 原 香川大学, 工学部, 助教授 (70314903)
平田 英之 香川大学, 工学部, 助教授 (90304576)
大平 文和 香川大学, 工学部, 教授 (80325315)
吉村 英徳 香川大学, 工学部, 助手 (30314412)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | マイクロ部材疲労強度試験 / ナノ部材疲労強度試験 / フォトリソプロセス / SOI基板接合 / 櫛歯形アクチュエーター |
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| 研究概要 |
これまでマイクロナノ分野の研究において、機能を作りこむ研究は多いが、部品の信頼性の基礎となる材料強度に関する研究は少ない。そこで、この研究においては、(1)マイクロマシン技術を用い、マイクロ材料・部品の強度を測定する機器を製作すること。また、将来的には世界的な標準化を目指し、試験方法と試験設備を作り上げることである。(2)マイクロ材料の強度データを積み上げ、種々の材料が信頼性を確保し使用出来る環境を整備すること、など撮終目標とした。この研究の第1歩として、曲げ強度測定機器を試作し、試験を実施した。試作にあたっては、Si単結晶のフォトリソグラフィー技術を用い、種々の試験方法を検討・試作したが、最終的に試験片-アクチュエーター部を分離する曲げ試験方法を採用した。
試作した曲げ試験機の特徴は、(1)材料への負荷方法として櫛歯状静電アクチュエーターを用いることにより、微小な荷重の測定、コントロールが電圧制御で出来るようになったこと、(2)負荷治具はピンセット状にも製作可能であり、両ぶり疲労試験が可能なこと、(3)試験片と負荷部が分離型であるため、任意の材料の試験が可能であること、(4)走査型電子顕微鏡内での試験が可能となり、ナノ材料の試験が可能になったことなどが挙げられる。
試作した試験機の性能として、アクチュエーターで印加できる(1)荷重は0.5ミリN〜5ミリN、(2)たわみは14ミクロン、(3)周波数は10KHである。そこで、Si単結晶の50ミクロン幅5ミクロン厚さ矩形材を用い8本の疲労試験を実施した。荷重条件は片振り曲げ疲労試験で、荷重を約2.5ミリN〜5ミリN、周波数50H〜3KHである。その結果、繰り返し数5×10^5〜9×10^5で試験片が破断するか、試験片先端に欠けが発生したが、試験機には問題のないことが確認でき、疲労試験機として使用可能なことが判った。
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