X 線CT 装置計測を用いたMEMS リバースエンジニアリング

出典: BeansCM

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機能・製作用要素 機能要素 機械要素 ばね


目次

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X 線CT 装置計測を用いた MEMS リバースエンジニアリングの試行について述べる。これまでに、機械部品におけるリバースエンジニアリングについての研究は、いくつかなされている。しかし、MEMS デバイスの分野への応用は、まだされていない。MEMS デバイスの製造は、半導体プロセスや超微細加工により製造される。そのため、その大きさは機械部品に比べはるかに小さい。MEMS リバースエンジニアリングは、 MEMS デバイスの欠損やばらつきを調べ、設計へそれらの情報をフィードバックすることを目的としている。これにより、設計データや製造条件などを更新し、MEMS デバイス製造時の歩留まりの向上や、エネルギー消費量の削減などが期待される。

対象材料

シリコン

装置

X 線CT 装置計測

条件

MEMS デバイスの欠陥やばらつきを調べるために計測データを用いて構造解析を行い、設計モデルによるシミュレーシ ョン結果との比較を行う。このX 線CT 装置の撮像原理は、ソースから照射されたX 線がサンプルを通過し、サンプルを通過したX 線がシンチレーターで可視光に変換される。そして、その可視光を高分解能レンズで集光し、CCDカメラで検出する。これにより、高コントラストを保ちながら像を拡大して撮像することができる。また、レンズを変更 することにより解像度と視野を変更することができる。最大分解能は1.0 μm である。X 線CT 装置の内部構造は図の ようになっており、X 線源、サンプルのステージ、検出器の位置をそれぞれ調節し、撮像を行う。計測データを使って解析を行う手順として、得られた3D 画像データから四面体メッシュのCAE モデルを生成して解析を行う。まず、3D 画像データをMarching Cubes により、三角形メッシュデータに変換する。次に、その三角形メッシュデータから、ソフトウェアTSV_PRE(Technostar)を使って四面体メッシュのCAE モデルを作成する。そして、そのCAE モデルを使って構造解析ソフトにより解析を行う。

図 X線CT 装置の内部構造

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