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曲げ疲労検出用試験体並びに曲げ疲労試験方法 コモンズ

国内特許コード P08P006040
整理番号 NU-0183
掲載日 2008年7月25日
出願番号 特願2007-000903
公開番号 特開2008-170160
登録番号 特許第4501008号
出願日 平成19年1月9日(2007.1.9)
公開日 平成20年7月24日(2008.7.24)
登録日 平成22年4月30日(2010.4.30)
発明者
  • 佐藤 一雄
  • 安藤 妙子
出願人
  • 国立大学法人名古屋大学
発明の名称 曲げ疲労検出用試験体並びに曲げ疲労試験方法 コモンズ
発明の概要

【課題】マイクロ材料の曲げ疲労試験において、微小な試験片を直接取り扱うことがなく、試験片の一定位置に正確に荷重を負荷させる曲げ疲労検出用試験体を提供すること。
【解決手段】曲げ疲労検出用試験体6は、マイクロ材料の曲げに対する疲労を試験するものである。曲げ疲労検出用試験体6は、片持ち梁形状の試験片1と、試験片1の先端部に当接可能な当接部5と、試験片1に対し変位を付与するための中央部材2と、試験片1および中央部材2以外のマイクロ材料を固定するための枠部材4とを備えている。試験片1の基端部7が当接部5に対し上下方向に相対的に変位することにより、試験片1は曲げ状態となる。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


現在、半導体の微細加工技術を応用発展させたマイクロマシニングにより、マイクロマシンあるいはMEMSの開発・生産が進んでいる。マイクロマシンでは、マイクロ・ナノメートル寸法の片持ち梁、ブリッジ、メンブレン等の構造体が形成され、これら構造体の変形を積極的に利用するセンサやアクチュエータと、この変形を制御あるいは検出するための電気回路素子が同一デバイス上に集積されるマイクロマシンデバイスが多い。



これにより、シリコンやシリコン化合物、あるいは基板上に成膜された金属や有機膜など、これまで機械的要素として用いられた実績のない材料がマイクロマシンデバイスの構造部材として用いられ、その構造部材の変形や運動がデバイスの機能を決定づける。また、変形による破壊や繰り返し荷重による疲労などはデバイスの信頼性に影響を及ぼす。特にデバイスの商業化に当たっては高い信頼性が要求され、前記構造体の劣化に伴うデバイス機能の低下を回避するためにも、この構造体の疲労現象を明らかにする必要がある。



従来、機械的な疲労試験には、三点曲げや四点曲げなどの曲げ試験を利用したものが用いられてきた。これを応用したマイクロ材料の疲労試験方法として、片持ち梁形状の微小試験片を作製し、この試験片の自由端に繰り返し荷重を印加して疲労寿命を測定する方法がある。例えば、特許文献1では、マイクロスケールの片持ち梁が重力の影響で変形することを回避する目的で、縦置きにして固定する疲労試験装置が開示されている。また特許文献2の発明は、作製した片持ち梁に圧縮-引張の応力を交互に作用させることができる試験装置である。

【特許文献1】特開2005―249590号公報

【特許文献2】特開2005―37361号公報

産業上の利用分野


本発明は、マイクロ材料の曲げ疲労検出用試験体、および、その曲げ疲労検出用試験体を用いた曲げ疲労試験方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
マイクロ材料の曲げに対する疲労を試験する曲げ疲労検出用試験体において、
前記マイクロ材料からなる膜を備える基板と、
前記マイクロ材料からなる膜が加工されることで、先端側が自由端となる片持ち梁形状の試験片と、
前記マイクロ材料及び前記基板が加工されることで形成される、前記試験片の先端部に当接可能な当接部と、
前記曲げに対する疲労を試験する際に、前記曲げ疲労検出用試験体を固定するための固定部と、
前記疲労の試験を行うため、前記試験片の先端部及び前記当接部の間で相対的変位を付与するための変位付与部とを有することを特徴とする曲げ疲労検出用試験体。

【請求項2】
請求項1に記載の曲げ疲労検出用試験体において、
前記試験片は、シリコン基板上に成膜された膜から形成されていることを特徴とする曲げ疲労検出用試験体。

【請求項3】
請求項1または2に記載の曲げ疲労検出用試験体において、
前記試験片に生じる状態の変化を電気的に検出する測定部を備えることを特徴とする曲げ疲労検出用試験体。

【請求項4】
請求項1または2に記載の曲げ疲労検出用試験体を用いて試験する曲げ疲労試験方法において、
固定部で固定した状態で、変位付与部に変位を付与させることで、片持ち梁形状の試験片の先端部を当接部に対し当接させ、片持ち梁形状の試験片に曲げ変形を誘起することを特徴とする曲げ疲労試験方法。
産業区分
  • 試験、検査
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2007000903thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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