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ホーム > 富士電機について > 研究開発 > 富士電機技報のご紹介 > 富士時報2002年 > 2002年 第9号


富士時報のご紹介

■富士時報 2002年 第9号 本文:PDF:2.3MB

表紙 解析・評価技術特集

富士電機の解析・評価技術への取組み
本文:PDF  
長野 恵・松山 秀昭・坂田 昌良

半導体デバイス,磁気記録媒体などの微小領域化・薄膜化に対応できる,透過電子顕微鏡法,高輝度放射光法(SPring‐8),電界放射型走査オージエ電子分光法,二次イオン質量分析法,走査プローブ顕微鏡法などの分析技術について述べる。また,パワー半導体デバイスの接合界面の評価技術とデバイス内部の温度分布や温度分布に対する熱応力,熱変形を定量的に予測し,熱・応力・ひずみなどを同時に連成させた解析・シミュレーション技術についても述べる。
さらに,よりミクロな分析と,材料物性,接合界面などのミクロな現象の解析を展望する。

シリコントレンチ構造微視変形の解析
本文:PDF  
栗林 均・蛭田 玲子

近年,シリコン基板への三次元的な素子形成が注目されている。
トレンチ側壁にゲートを形成するトレンチゲート素子は,その代表で,オン抵抗が小さいという特徴を持つ。トレンチゲート素子の特性・信頼性改善のため,高温水素アニールによる,トレンチ構造改善の検討を行った。トレンチのマクロな変形および側壁のミクロな凹凸の解析・評価を行い,表面拡散によって変形が起こること,また,拡散定数の値が明らかになった。さらに,側壁が原子レベルで平たんになることが分かった。

放射光(SPring-8)利用による磁気記録媒体などの解析
本文:PDF  
大沢 通夫・田沼 良平

放射光施設「SPring-8」に13社で設置した産業用専用ビームラインを利用して,磁気記録媒体の解析などに取り組んでいる。高輝度放射光を利用したX線面内回折法により,Ru中間層を持ち,非加熱で成膜できる新たなHDD用磁気記録媒体について,各層の結晶性および結晶配向性を解析し,Ru中間層が,磁性層の結晶配向性を制御するうえで重要な役割を果たしていることを明らかにした。その他,燃料電池の触媒解析,強誘電体膜の添加元素の状態解析,Siのひずみ解析法の検討などにも取り組んでいる。

二次イオン質量分析技術の向上
本文:PDF  
植木 裕子・前田 賢彦

二次イオン質量分析法は,ppm からppb までの高い検出感度と深さ方向分析が可能であることから,半導体デバイス中の微量不純物分析をはじめ金属,有機物などの広い分野で活用されている。しかし近年,半導体デバイスの微細化,高集積化に伴い,さらなる分析技術の向上が求められている。本稿では,サンプルホルダの改善による測定精度の向上,試料を研磨して裏面から測定することによる深さ分解能の向上,産学共同で行った基礎データ取得を目的としたラウンドロビン分析について紹介する。

半導体製品の樹脂技術と解析
本文:PDF  
市村 裕司・伊藤 秀昭・石渡 統

半導体パッケージ製品は,エポキシ樹脂を中心に樹脂封止が主流になっている。この樹脂封止では,構成材料の物性の違いから,残留ひずみや,反り変形が発生する。このことが,クラック,はく離などを誘引させる要因になっている。エポキシ樹脂のガラス転移温度は,硬化条件の最適化に適用されている。また,放熱基板の反り変形をコントロールするうえで,重要な物性値になっている。本稿では,ガラス転移温度の高精度な解析手法の開発と,封止樹脂組成のフィラー,触媒に着目したアルミ放熱基板の反り低減技術の事例を紹介する。

マイクロ加工・直接接合における無機材料の表面界面評価
本文:PDF  
後藤 友彰・片倉 英明・塩川 国夫

マイクロ加工や直接接合の技術開発に不可欠な無機材料の評価技術の適用事例を紹介する。シリコンの薄板化技術に関しては,研削加工表面の結晶状態の評価を行い,加工力が加工ひずみに影響するなどの発生メカニズムを解明し,砥石および研削条件を最適化することで低応力加工を実現した。シリコンとセラミックスの陽極接合に関しては,接合界面の評価と元素分析により,Na イオンの移動制御が重要であるなどの接合メカニズムを解明し,接合条件を最適化することで異種材料の陽極接合を実現した。

はんだ付けのメカニズムと解析技術
渡邉 裕彦・下田 将義・金子 公寿
本文:PDF  

電子機器の実装はんだ付けは,フラックスとすず鉛合金を加熱する安価で単純な接合方法である。この非常に単純な方法であるはんだ付けの不良がいまだ製品信頼性を低下させる大きな要因となっている。本稿では,はんだ付け不良撲滅へ向けた取組みの一例として,従来から行っている統計手法に加え,はんだの物性取得や,はんだ付けの現象に立ち入った,はんだ付けメカニズム解明への取組みとその解析事例について紹介する。

自動販売機における臭気・味覚の分析評価技術
本文:PDF  
内田 勝啓・永田 睦美・西脇 正剛

飲料用自動販売機は,飲料が持つ本来の香りや味をそのまま利用者に提供することが求められており,利用者の嗜好(しこう)を妨げる臭いや味を付与してはならない。嗜好を妨げる要因としては,自動販売機の構成材料から揮発または溶出する微量成分が考えられる。衛生的で,おいしい飲料を販売する自動販売機を供給していくためには,高感度で高信頼性の臭気・味覚の分析評価技術が重要である。本稿では,官能評価と機器分析を用いた,臭気・味覚に関する分析評価技術を紹介する。

固体高分子形燃料電池における面内分布の解析
本文:PDF  
榎並 義晶

固体高分子形燃料電池のセル内部における電流密度や湿度などの面内分布を,実測データをもとに計算する技術を開発した。複雑な溝形状を持ったセルの内部状態を高い精度で推定することができる面内分布解析の概念と計算例,さらに最近のトピックスである拡散層の透過を考慮したガス流速分布計算について紹介する。

非接触ICカードリーダライタのシミュレーション技術
本文:PDF  
四蔵 達之・村上 益雄・近藤 史郎

非接触ICカードは,金属端子などの電気的接続を伴わずにデータのやり取りを行うことができるカードであり,富士電機では,ソニー(株)製のFeliCaのカードを利用した各種リーダライタ(RW)を開発してきた。昨今のICカード応用の広がりに伴うメディアの多様化やRW組込み環境の広がりに迅速に対応していくため,現在,RW特性解析ツール高度化研究を推進している。本稿では任意形状アンテナの解析技術と回路解析シミュレータとの組合せによるRW主要部全体を解析する技術について紹介する。

パワーエレクトロニクス機器の電気系・機械系動作解析技術
本文:PDF  
松本 康・真下 明秀・佐藤 以久也

パワーエレクトロニクス機器は,電源分野や電動機駆動分野など多方面で用いられている。用途・容量ともに多岐にわたる機種の開発を進めるうえで,シミュレーション技術を駆使することが,小型・低コスト・高性能化の観点から不可欠となっている。本稿では,システム開発の段階で用いている電気回路を主眼としたコンピュータシミュレーションによる電気系の動作解析技術,電動機駆動を主眼とした機械系リアルタイムシミュレータによる機械系の動作解析技術について紹介する。

交流電磁接触器の動的挙動の解析
本文:PDF  
和田 正義・吉本 博・北出 雄二郎

交流電磁接触器の動作を解析するシミュレータについて報告する。
これは従来の有限要素法を用いたシミュレータなどと比較して,高速に解析ができるものである。高速計算のために,電気−磁気回路および衝突を伴う機構運動を含む電磁接触器全体を微分方程式によりモデル化し,ルンゲ・クッタ法により高速に解く。このシミュレータを用いた高速な解析により,電磁石の大きさ,電源電圧,周波数,機構部品の質量や慣性などのさまざまなパラメータ変化の電磁接触器の動作,性能への影響を調べることが可能となった。

有接点機器の長寿命化とその寿命予測
本文:PDF  
潮崎 克郎・河原木 豊・宮沢 秀和

有接点機器の長寿命化は,国際性および環境性を追求した新商品を実現させるうえで重要な意味を持っている。この長寿命化に関する研究は,電流遮断時の現象解析を中心としたものが主流であった。
今回,小型電磁接触器を中心に閉路と遮断の両現象面から評価・解析を行って実績を上げることができた。本稿では,長寿命化を支える要素技術確立の取組み事例として,接点バウンス低減技術,接点材料の高性能化,電気的寿命予測技術について説明するとともに,最近の電気的寿命評価設備の概要について紹介する。

大容量空気冷却タービン発電機における解析・評価技術
本文:PDF  
木村 誠・星 昌博

126MVA試作実験機による研究開発を機に,富士電機の電磁界,通風冷却および構造強度の解析・評価技術は飛躍的に前進した。これらの解析・評価技術を適用し,300MVAまでの空気冷却タービン発電機の系列化を行ってきた。大容量空気冷却タービン発電機では,通風冷却の改善や長大回転子の構造強度の確保が課題となる。
本稿では,大容量空気冷却タービン発電機の設計段階における通風冷却および構造強度に関する解析・評価技術を紹介する。


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