原子サイズから構造物サイズへのシームレス解析技術の開発

我が国の産業基盤構築に向けて,有機フィルムをベースとした薄膜多層回路技術は,次世代の情報通信機器成立の最重要課題である。構造解析に有限要素法が一般的に適用されているが,実装デバイスの全体寸法(μm～mスケール)と評価すべき部位の寸法(μmスケール以下)の差が著しく,有限要素解析を行うには,要素の大きさはスケールの最も小さな部分に依存するため,領域全体の要素数も膨大な数となり,解析精度を加味すれば適用は困難となる。その解決を図ることが電子部品の高度化に向けて重要である。そこで本研究では,従来まで個々に扱っていた巨視的(マクロ)な機械的性質と微視的(ミクロ)構造の影響を連成させ,シームレスに解析可能とするハイブリッド・マルチスケール解析手法の開発を目的とし,有限要素多段解析手法の定式化ならびにプログラム開発を実施した。前年度までに開発した損傷力学に基づく有限要素多段解析手法の精度等を検証するため,電子デバイス回路基板に使用される繊維強化複合材料積層板を例に,マルチスケール損傷進展解析を実施した.前年度の研究成果(要素分割の影響や損傷判定基準の考察)を元に,ミクロ構造(強化繊維の縫合形態)がマクロな機械的特性(剛性値や損傷発生・進展挙動)を解析し,ミクロ構造の設計因子がマクロ特性に及ぼす影響を明確にした。さらに,本手法を準連続体力学手法と連結し,シームレス解析を実施すると共に,その有効性を確認した。さらに,先進複合材料に適用し豊富な実績を有するベルギー・カトリックルーベン大学とマルチスケール解析手法に関する技術交流も実施した。その研究成果について国内外の学会において広く成果発表を実施した.

我が国の産業基盤構築に向けて,有機フィルムをベースとした薄膜多層回路技術は,次世代の情報通信機器成立の最重要課題である。構造解析に有限要素法が一般的に適用されているが,実装デバイスの全体寸法(μm～mスケール)と評価すべき部位の寸法(μmスケール以下)の差が著しく,有限要素解析を行うには,要素の大きさはスケールの最も小さな部分に依存するため,領域全体の要素数も膨大な数となり,解析精度を加味すれば適用は困難となる。その解決を図ることが電子部品の高度化に向けて重要である。そこで本研究では,従来まで個々に扱っていた巨視的(マクロ)な機械的性質と微視的(ミクロ)構造の影響を連成させ,シームレスに解析可能とするハイブリッド・マルチスケール解析手法の開発を目的とし,有限要素多段解析手法の定式化ならびにプログラム開発を実施した。前年度までに開発した損傷力学に基づく有限要素多段解析手法の精度等を検証するため,電子デバイス回路基板に使用される繊維強化複合材料積層板を例に,マルチスケール損傷進展解析を実施した.前年度の研究成果(要素分割の影響や損傷判定基準の考察)を元に,ミクロ構造(強化繊維の縫合形態)がマクロな機械的特性(剛性値や損傷発生・進展挙動)を解析し,ミクロ構造の設計因子がマクロ特性に及ぼす影響を明確にした。さらに,本手法を準連続体力学手法と連結し,シームレス解析を実施すると共に,その有効性を確認した。さらに,先進複合材料に適用し豊富な実績を有するベルギー・カトリックルーベン大学とマルチスケール解析手法に関する技術交流も実施した。その研究成果について国内外の学会において広く成果発表を実施した.