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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2007年 > 2007年5月 第3号


富士時報のご紹介

■富士時報 2007年5月 第3号 本文:PDF  :3.25MB

表紙 特集 解析・評価技術


富士電機の解析・評価技術への取組み
本文:PDF  
瀬谷 彰利・斎藤  明・坂田 昌良

幅広い製品群を有する富士電機グループがグローバルな競争を勝ち抜くために,研究開発段階,生産段階,市場投入段階の流れの中で,解析・評価技術はますます重要性が増してきている。分析技術では,空間分解能や微量分析の極限への挑戦のみならず,開発担当者が知りたい内容にこだわった分析も実施している。また,解析・シミュレーション技術を開発段階での事前検討,最適化,実験で確認できないことの検討などに有効に活用している。本稿では,それぞれについて背景と概要を述べる。

見えない微小欠陥の分析・解析技術
本文:PDF  
立町 寛児・瀧川 亜樹

微小欠陥の分析・解析には,欠陥部の断面薄膜試料を作製し透過型電子顕微鏡(TEM)で観察・分析する手法が有効である。断面 薄膜試料の作製には集束イオンビーム(FIB)加工装置が用いられる。FIB 加工装置で位置の検出ができない欠陥は,試料の作製が困難である。この場合,各種観察・分析装置でマーキングを繰り返して,FIB 加工装置で欠陥位置が観察できるようにするなどの工夫が重要である。

半導体断面の解析技術
本文:PDF  
塩原 政彦・市村 裕司・石渡  統

微細化・複雑化する半導体デバイスには,より高度な接合技術が要求されている。その接合状態を,詳細に分析・解析することが必要不可欠である。このため,精密な断面試料作製技術の果たす役割は,ますます重要になってきている。機械研磨法,ミクロトーム法,CP 法,FIB 法を活用し,断面解析が困難とされる軟質材料や薄膜の金属間化合物解析に取り組み,そのための精密断面試料作製技術を確立した。

電子線およびX 線による結晶性材料の構造解析技術
本文:PDF  
巻渕 陽一・久保木孔之・田森  妙

電子線,X 線は多くの分析機器に利用されており,特に透過型電子顕微鏡(TEM)を用いた微細構造観察,X 線回折を用いた結 晶構造解析は製品開発に必要不可欠な解析手法である。製品の高性能化・高品質化が進む中で,より微小な領域,より薄い膜を対象とした解析が求められており,そのような難度の高い課題に対しては,幾つかの分析手法を組み合わせることが有効である。本稿では,TEM と放射光X 線を相補的に用いた,磁気記録媒体およびSiC エピタキシャル成長層の結晶構造解析例を紹介する。

薄膜の結晶構造解析技術(In-Plane X 線回折法および電子線後方散乱回折像)
本文:PDF  
鈴木 克紀・大山 浩永・佐々木弘次

富士電機では,半導体,磁気記録媒体,有機感光体(OPC)などの多様な電子デバイスの製造を行っている。それらすべてに対応する結晶構造解析技術を構築し,さらにその高度化を進めている。本稿では,非常に薄い最表面層(10 nm 程度)の構造解析に強い力を発揮するIn-Plane X 線回折測定とサブμm オーダーの結晶構造の可視化に有効な電子線後方散乱回折像(EBSP)の適用事例について述べる。

SPring-8 によるハードディスク用磁性薄膜の結晶構造解析技術
本文:PDF  
田沼 良平・久保木孔之・久保登士和

垂直磁気記録媒体において,磁気異方性低下の一要因と考えられている積層欠陥(SF)をX 線回折により定量化する新手法を開発した。SF はX 線回折ピークの広がりとして検出できるが,ピーク形状は結晶の配向性などの影響も受けるため,これまでSF を定量的に評価することが困難であった。新手法では逆格子空間マッピングによりSF 起因のピーク広がりのみを分離して解析することができる。この手法によりCoPtCr-SiO2 媒体ではSF 濃度増加を防ぐためにPt 濃度を15 at% 以下とすべきであることが分かった。

低圧遮断器モールド筐体の強度解析技術
本文:PDF  
中野 雅祥・ディシルワーヘーマンタ・外山健太郎

低圧遮断器の筐体(きょうたい)は,モールド品であり,短絡電流遮断時の数ms 〜10 ms 程度のごく短時間で大気圧から最大で数MPa に上昇する圧力を考慮した設計が重要である。富士電機では,モールド品の強度解析技術の構築を進めている。今回,モデル器による事前検証試験にて得た筐体内部の圧力分布を入力条件とし,分割構成された筐体同士を締結しているねじもモデル化することで筐体全体の強度を一括で解析する技術を確立した。

低圧遮断器のガス流解析技術
本文:PDF  
中村  修・恩地 俊行

短絡事故の発生時に配電系統をダメージから保護する低圧遮断器は,大電流遮断時に発生するアークのエネルギーにより内部圧力が1 MPa 以上にも達するため,筐体(きょうたい)の強度確保が要求される。また,遮断部はきわめて高温状態になるため,生成したすすや金属粒子が内壁や部品へ付着することにより生じる耐電圧性能の低下への対策が必要となる。そこで今回,アークの発熱や構造物の消耗を考慮した流体解析により,遮断器の内部圧力や生成物の挙動の評価を行ったので,その概要を報告する。

高効率熱交換器の流動・伝熱解析技術
本文:PDF  
岩崎 正道

冷凍・冷蔵機器の省エネルギー化の主なアイテムとして,冷却システムの高効率化がある。高効率化の課題は熱交換器の高性能化,特に熱交換器フィンの熱伝達率の向上である。また,冷凍・冷蔵用熱交換器では結露や着霜による圧力損失の増大が問題となる。そこで,低圧力損失,高熱伝達を実現可能な渦発生体を用いた熱交換器を考案し,渦発生体の形状,配置の最適化を図るうえで,フィン上の空気流動および伝熱現象を明らかにする流れの可視化や熱流体シミュレーション技術を確立した。

CO2 冷媒を用いた自動販売機用冷凍サイクル解析技術
本文:PDF  
高野 幸裕・土屋 敏章

地球温暖化防止のため,環境に優しい自動販売機として自然冷媒である二酸化炭素(CO2)を用いたノンフロン自動販売機を開発している。機種数の拡大と開発効率化のためには,CO2 冷媒に対応した自動販売機用の冷凍機性能シミュレータが必要である。本稿では,冷媒特性やCO2 冷凍サイクルにて追加された各冷凍機器に対応するため,評価装置による特性の定式化と新たな計算アルゴリズムの構築を行って,冷凍機性能を計算できる冷凍サイクルシミュレータを開発したので紹介する。

汎用インバータの熱冷却解析技術
本文:PDF  
山本  勉・鳩崎 芳久

汎用インバータ内部のパワーモジュールの冷却は,冷却体と冷却ファンから成る非常に単純かつ安価な構造により実現されるが,その性能は装置の体格や信頼性に強い影響を及ぼす。本稿では,パワーモジュール冷却性能向上に向けた取組みとして,熱流体シミュレーション技術の適用により,冷却風流れと部品配置の最適化に取り組んだ事例について紹介する。

化学反応を伴う流れ解析技術
本文:PDF  
榎並 義晶・金子 公寿・松本 悟史

シリコンウェーハのウエットエッチングおよびポリシリコンCVD 炉の二つの事例について化学反応を伴う流れ解析の事例を記載した。ウエットエッチングの解析では重要な化学種であるHNO3の濃度を自由表面流れの中で解き,エッチング速度が実験と解析とで同様の傾向になることを確認した。ポリシリコンCVD 炉の解析では九つの化学種と18 の素反応を解いて実験と定量的に一致する成膜速度が得られ,化学反応・熱・流れの連成解析がCVD 炉内の条件を再現する有力な手法であることが分かった。

鋳造シミュレーション技術
本文:PDF  
岩倉 忠弘・鳩崎 芳久

鋳物の中で,特にダイカスト製品は,鋳巣や変形などの品質の問題,短期間での量産立上げ,さらなるコストダウン要求に応えるといった課題がある。これらを解決するためには,開発段階で製造性を考慮した製品設計と科学的な根拠に基づいた鋳造方案の策定が不可欠となる。本稿では,汎用インバータのアルミダイカスト製ヒートシンクの製品開発,量産化において,近年,その機能が大幅に向上した鋳造シミュレーション技術を適用し,効果のあった事例を紹介する。

発電機ロータコイルろう付け部の非破壊診断技術
本文:PDF  
岡本 浩一

発電機ロータコイルのろう付け部には運転中に熱応力や遠心力が作用するため,高い接合信頼性が要求される。現在,ろう付け部の品質確認は予備コイルによる破壊検査と熟練者による目視外観検査に依存している。富士電機ではろう付け品質の向上と安定化を目的として,超音波によるろう付け部非破壊診断システムの開発を進めてきた。本稿では,診断システムの概要について紹介する。

環境調和型材料技術の開発
本文:PDF  
渡邉 裕彦・日高  昇・柳瀬 博雅

地球環境保護の観点から電子機器に使用されている有害物質を使用しない取組みが積極的に検討されている。また欧州連合のRoHS指令をはじめ,中国,韓国ほか世界中に法規制が拡大している。富士電機では積極的に環境調和型材料の開発に取り組んでおり,この規制に対応した材料開発のうち,成形樹脂用反応型ノンハロゲン難燃化技術の開発と,鉛フリーはんだ材料の2 テーマについて紹介する。


*本誌に記載されている会社名および製品名は、それぞれの会社が所有する商標または登録商標である場合があります。著者に社外の人が含まれる場合、ウェブ掲載の許諾がとれたもののみ掲載しています。



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