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マイクロデバイスの評価・設計

マイクロデバイスのミクロ構造とマクロ強さの関係)

 LSIや医療用マイクロカメラ等に代表されるマイクロデバイス(微小素子)を考えてみよう.マイクロデバイスでは,部品そのものの大きさが小さいだけでなく,微小部品を構成する結晶粒子の数も限られてくる.すると,大きな部品の挙動を説明できる力学が通用しない場合がある.また,微小部品から試験片を切出して直接引張ることは不可能である(図1).そこで,結晶粒子などの微構造をモデル化し,直接コンピュータに取込むことによってコンピュータ上で引張試験などの強度試験をバーチャルに行う技術を開発している(図2).これにより,マイクロデバイスのミクロ構造からデバイス全体の弾性率や破壊強さなどのマクロな強さを評価したり,予測することができる(図3).

(図1)マイクロデバイスは素子寸法が小さい
(図2)切出した微小試験片を現実に引張ることは難しい.組織構造をモデル化し,コンピュータ上でバーチャルに引張る)
 

         

(図3) 微小部品に含まれる結晶粒の数が変わると,部品の弾性率などのマクロ挙動は変化する)

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更新: 2018-01-05