JIS C 5630-18:2014 マイクロマシン及びＭＥＭＳ―第１８部：薄膜曲げ試験方法 | ページ 2

4
C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
かつ,ナイフエッジの真直度は試験片の長さの±1 %の精度とする。
  ナイフエッジの刃の幅方向と試験片の表面との角度は,2°以下とし,かつ,ナイフエッジの刃の長さ方
向と試験片の縦方向との角度は,4°以下とする。試験では,これらのデータを記録しなければならない。
                                 a) 片持ちばり試験片及び負荷点
                                 b) 片持ちばり試験片及び負荷部
                                         図2−試験方法

――――― [JIS C 5630-18 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                              C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
                                      c) 力と変位との関係
                       1  負荷点A,B及びC
                       2  試験基板
                       3  試験片
                       4  球形負荷部
                       5  球面又はナイフエッジの先端
                                     図2−試験方法(続き)

5.2 試験片の固定方法

  試験片を含む試験基板は,負荷軸と試験片表面とが直角になるように試験装置に固定する。試験片は,
試験基板及び試験装置に,次によって固定する。
a) 試験片は,試験基板に確実に固定し,試験中に動いてはならない。試験基板は,剛性がより高い試験
    装置上に堅固に固定することが望ましい。
b) 試験中は,試験片の試験基板は,固定していることが望ましく,試験装置の負荷軸の方向と試験基板
    表面との垂線は5°以下とすることが望ましい。

5.3 負荷方法

  試験片に接触して負荷を与える球面部は,図2 b) に示すような球面又はナイフエッジのような形状であ
ることが望ましい。球面の直径が試験片の厚さ(S)及び幅(W)に比べて極端に小さい場合は,接触点に
おける試験片の極端な局部変形及び破壊を避けるため,徐々に負荷を与えることが望ましい(附属書B参
照)。試験片の変形は,純粋な弾性変形の範囲内で最小とすることが望ましい。負荷装置の動きは直線性を
保つことが望ましい。
  試験片がたわむことによって負荷点の位置がずれるため,片持ちばりの変位(δ)は,小さいものとする。
  ロードセルは加えた力の5 %の精度を保証するものを用いる。ロードセルのドリフトは,試験時間内に
おいてフルスケールの1 %未満であることが望ましい[JIS C 5630-6の5.4(負荷方法)参照]。
    注記 ロードセルは,JIS B 7612-1を用いることが望ましい。

5.4 試験の速度

  負荷速度は,一定であることが望ましく,測定装置の能力の範囲内とする。

5.5 変位の測定

  変位センサの分解能は,最大変位測定範囲の0.5 %より高い精度とする。容量が小さいロードセルの場
合は剛性が低下するため,可能な場合は,試験片の曲げによる変位(δ)を直接測定することが望ましい。

5.6 試験環境

  試験中の温度及び相対湿度は,試験結果のばらつきを避けるために制御することが望ましい。特に試験

――――― [JIS C 5630-18 pdf 7] ―――――

6
C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
中の温度には留意する。

5.7 データ解析

  弾性領域において,片持ちばりに力を加えたときの力(P)と変位(δ)との関係は,式(1)によって表す
ことができる。別の形状の試験片を用いた場合は,形状を精密に測定して記録する。
                               2
                            PLp

(pdf 一覧ページ番号 )

                            3EIz
                      ここに,          E :  試験片の弾性係数
                                       Iz :  試験片の断面2次モーメント
                                        δ :  変位
                                        P :  力
                                       Lp :  試験片固定端部から負荷点までの長さ
  片持ちばりに負荷として与えられる力(P)と変位(δ)との関係は,試験片の断面形状,すなわち,断
面2次モーメント(Iz)及び試験片の荷重長さに依存する。試験片の形状並びに形状を求めた測定方法及
びその測定精度を記録することが望ましい。得られた力と変位との関係は,図2 c) に示すように直線的だ
が,負荷初期部分は,しばしば直線的ではない。この現象は試験片形状のねじれ及び/又は曲がり,試験
片固定端と試験基板との部分的な離,又は負荷点の微小破壊による。この場合,得られたデータの直線
領域だけを用いることが望ましい。塑性変形,試験基板の支持部の破壊及び/又は負荷点でのすべりが生
じた場合,力と変位との関係は直線的にはならない(附属書B参照)。

5.8 試験片の材料

  試験片は,同じ条件で作製した5個以上の試験片を選択することが望ましい。材料の弾性定数はデータ
解析の基準として既知でなければならない。また,片持ちばり曲げ試験片の固定端部への応力集中を避け
るため,試験片の弾性係数は,試験基板材料の弾性係数以下とする。さらに,試験片は,根元及び試験基
板との接触点における塑性変形を避けるため,降伏応力の高い材料が望ましい。

6 試験報告

  試験報告には,次の事項を記載しなければならない。
a) 必須事項
  1) この規格の規格番号 JIS C 5630-18
  2) 試験片の材料,並びに試験片及び試験基板の弾性係数(単結晶材料の場合は結晶方位)
  3) 試験片の作製方法及びその詳細
      − 成膜方法
      − 加工条件
      − 熱処理(焼なまし)条件
  4) 試験片の形状及び寸法
      − 断面2次モーメント(Iz)
  5) 薄膜曲げ試験条件 次の曲げ試験条件を記載する。
      − 試験装置の様式,並びに力センサ及び変位センサの容量及び分解能
      − 試験環境(温度及び相対湿度)
      − 負荷率又は変位率

――――― [JIS C 5630-18 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                              C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
  6) 薄膜曲げ試験結果 次の曲げ試験結果を記載する。
      − 試験に用いた試験片の番号
      − 試験結果及び計算値
      − 特記事項(試験片の欠陥,離層又はねじれ)
b) 任意事項
  1) 微細構造
  2) 内部応力
  3) 試験片の表面粗さ
  4) 変形特性

――――― [JIS C 5630-18 pdf 9] ―――――

8
C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
                                          附属書A
                                          (参考)
                            試験片固定端部における注意点
  試験片と試験基板との接触点は,試験片と基板とが接する試験片保持部の塑性変形及び/又は破壊を起
こす応力集中を避けるために重要である。この現象を避けるため試験片及び試験基板が接触して応力が集
中する部分(図A.1の矢印3)の角度は45°90°の範囲とし,90°を超えないことが望ましい。また,
深刻なエッチング損傷が生じないよう注意を払う。
              1   試験片
              2   試験基板
              3   応力集中部
                        図A.1−試験片及び試験基板間の接触の仕上がり角度

――――― [JIS C 5630-18 pdf 10] ―――――

次のページ PDF 11