逆解析手法による多層積層薄膜の弾性定数と接着強度測定システムの開発

利用逆分析法开发多层层压薄膜的弹性常数和粘合强度测量系统

• 批准号: 07555620
• 负责人: 古口 日出男
• 金额: --
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07555620/
• 关键词: 薄膜; 剥離; 逆解析; 数値解析; ファンデルワールス力; レーザ変位計; 接着力; ハマッカー係数

現在、薄膜の接着力の測定法として、引掻き法、摩擦法、超音波法、レーザ破砕法、熱膨張法、折曲法、圧痕法、基板引張り法、他に電磁力を利用する方法、遠心力を利用する方法等がある。本研究では、接着力を基板と膜の間に作用する単位面積当たりの力と定義する。これまでの測定法により得られる値は、膜厚などの接着力とは関係のないパラメータの影響も受けている。当研究者らは、はじめに接着力を正確に測定する方法を考察し、その後簡易的な測定方法を考えるかまたは既存の方法で得られた値との関係を明らかにすることで、実用的な接着力測定法を構築できると考える。そこで、剥離方法として薄膜を圧子により押し上げて薄膜と下地を剥離させ方法を用いる。そして、膜の上面の変位および圧子押し上げに必要な力を測定する。この方法で得られた測定値を逆解析の補助データとして用いることにより、膜と下地の剥離強度を推定することができると考える。現在の研究の進捗状況は、基板と膜の間に接着力としてファンデルワールス力を想定し、逆解析で必要となる順解析用のプログラムを作成しているところである。このプログラムは、境界要素法を用いて膜の剥離過程を剥離初期からシミュレートするものである。この解析により実際の薄膜の接着力は、剥離縁10nm幅位のところに集中して作用し、これはハマッカー係数により決まる量であった。また、接着力が作用しなくなる範囲が剥離した領域であるとすると、これもハマッカー係数により決まるものであった。したがって、ファンデルワールス力(分子間力)で接着するような場合には、本研究のような考え方で接着力を推定することが可能である。現在、剥離途中における膜変位とわずかに圧子を押し上げたときの力と膜変位の変化から、ファンデルワールス力を逆解析できるかどうか調べている。また、本年度計上した経費により圧子の押し込み量および薄膜の表面変位を計測するためのレーザ変位計および変位をスキャンするためパルスモータ制御で微動可能なガイドローラを購入した。さらに、測定データの取得とシステムの動作電圧を制御するためのシステムを自作する予定である。

At present, the film adhesion measurement method, friction method, ultrasonic method, fracture method, thermal expansion method, bending method, pressure mark method, substrate tension method, other electromagnetic force utilization method, remote force utilization method and so on. In this study, the definition of unit area and force between substrate and film is presented. The measurement method of the film thickness and the adhesion force have been studied. When the researcher investigates the method of determining the adhesion force correctly, the simple method of determining the adhesion force is established. The method of peeling off the film is used in the method of peeling off the film. The upper surface of the membrane is positioned to measure the necessary force for the pressure drop. This method was used to estimate the peel strength of the film. The present research progress, substrate and film adhesion force between the two sides, reverse analysis is necessary to create a smooth solution. The separation process of the film is carried out in the initial stage of separation. The adhesion force of the film in the process of analysis, the concentration effect of the peeling amplitude of 10nm, the coefficient of the film in the process of analysis, the concentration effect of the film in the process of separation, and the concentration effect of the film in the process of separation. The force of adhesion acts on the surface of the body. The adhesion force (intermolecular force) is estimated in this study. Now, in the process of peeling, the film position is changed, the pressure is changed, the force is changed, and the film position is changed. This year's budget includes the cost of measuring the surface of the film and the cost of measuring the surface of the film The measurement of the operating voltage of the system is performed automatically

项目成果

古口 日出男、鴻巣 泰: "境界要素法を用いた薄膜剥離に関する研究" 日本機械学会第8回計算力学講演会講演論文集. 95-4. 211-212 (1995)

Hideo Furuguchi、Yasushi Konosu：“使用边界元法研究薄膜剥离”日本机械工程师学会第八届计算力学会议记录 95-4（1995）。