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SPECIMEN FOR BENDING FATIGUE DETECTION, AND BENDING FATIGUE TEST METHOD commons

Patent code P08P006040
File No. NU-0183
Posted date Jul 25, 2008
Application number P2007-000903
Publication number P2008-170160A
Patent number P4501008
Date of filing Jan 9, 2007
Date of publication of application Jul 24, 2008
Date of registration Apr 30, 2010
Inventor
  • (In Japanese)佐藤 一雄
  • (In Japanese)安藤 妙子
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋大学
Title SPECIMEN FOR BENDING FATIGUE DETECTION, AND BENDING FATIGUE TEST METHOD commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a specimen for bending fatigue detection that does not directly handle a minute test piece and accurately applies a load to a certain position of the test piece, in a bending fatigue test of a micro material.
SOLUTION: The specimen 6 for bending fatigue detection is used for testing a fatigue to the bending of the micro material. The specimen 6 for bending fatigue detection comprises the test piece 1 of a cantilever shape, an abutting section 5 that can abut on the tip of the test piece 1, a central member 2 for applying displacement to the test piece 1, and a frame member 4 for fixing test piece 1 and the micro material except the central member 2. A base end 7 of the test piece 1 displaces relatively in the vertical direction with respect to the abutting section 5, thereby putting the test piece 1 into the bent state.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007000903thum.jpg
State of application right Registered
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