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

                                                              C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[1]
•  3 記号及び定義・・・・[2]
•  4 試験片・・・・[2]
•  4.1 試験片の作製・・・・[2]
•  4.2 試験片の準備・・・・[3]
•  4.3 試験片の幅及び厚さ・・・・[3]
•  4.4 試験前の試験片の保管・・・・[3]
•  5 試験方法・・・・[3]
•  5.1 一般・・・・[3]
•  5.2 試験片の固定方法・・・・[5]
•  5.3 負荷方法・・・・[5]
•  5.4 試験の速度・・・・[5]
•  5.5 変位の測定・・・・[5]
•  5.6 試験環境・・・・[5]
•  5.7 データ解析・・・・[6]
•  5.8 試験片の材料・・・・[6]
•  6 試験報告・・・・[6]
•  附属書A(参考)試験片固定端部における注意点・・・・[8]
•  附属書B(参考)力と変位とに関する注意点・・・・[9]

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――――― [JIS C 5630-18 pdf 1] ―――――

C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,一般財団法人マイクロマシンセンター(MMC)
及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出
があり,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS C 5630の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS C 5630-1 マイクロマシン及びMEMSに関する用語
    JIS C 5630-2 第2部 : 薄膜材料の引張強さ試験方法
    JIS C 5630-3 第3部 : 薄膜材料の標準試験片
    JIS C 5630-6 第6部 : 薄膜材料の軸荷重疲労試験方法
    JIS C 5630-12 第12部 : MEMS構造体の共振振動を用いた薄膜材料の曲げ荷重疲労試験方法
    JIS C 5630-13 第13部 : MEMS構造体のための曲げ及びせん断試験による接合強度試験方法
    JIS C 5630-18 第18部 : 薄膜曲げ試験方法
    JIS C 5630-19 第19部 : 電子コンパス

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――――― [JIS C 5630-18 pdf 2] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                         C 5630-18 : 2014
                                                                        (IEC 62047-18 : 2013)

マイクロマシン及びMEMS−第18部 : 薄膜曲げ試験方法

Semiconductor devices-Micro-electromechanical devices- Part 18: Bend testing methods of thin film materials

序文

  この規格は,2013年に第1版として発行されたIEC 62047-18を基に,技術的内容及び構成を変更する
ことなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。

1 適用範囲

  この規格は,長さ及び幅が1 mm以下で,かつ,厚さが0.1                      鱧健         げ試験方法につ
いて規定する。薄膜は,MEMS(Micro Electro-Mechanical Systems)及びマイクロマシンの主たる構造材料
として用いる。
  MEMS,マイクロマシンなどを構成する主な構造材料の特徴は,数          湛      のものを蒸着,めっき,
フォトリソグラフ,エッチングなどの非機械加工方法を用いて,基板上に積層させることによって作製す
ることである。この規格は,微小寸法の平滑片持ちばり(梁)形状の試験片の曲げ試験方法を規定し,薄
膜曲げ試験片の特徴に対応する精度を保証できるようにすることを目的とする。
    注記 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
          IEC 62047-18:2013,Semiconductor devices−Micro-electromechanical devices−Part 18: Bend testing
              methods of thin film materials(IDT)
            なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”こ
          とを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用
規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 5630-6 マイクロマシン及びMEMS−第6部 : 薄膜材料の軸荷重疲労試験方法
      注記 対応国際規格 : IEC 62047-6:2009,Semiconductor devices−Micro-electromechanical devices−Part
             6: Axial fatigue testing methods of thin film materials(IDT)

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C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)

3 記号及び定義

  この規格で用いる記号及び定義は,表1による。
                                       表1−記号及び定義
                  記号          単位                       定義
              W             μm          試験片の幅
              L             μm          試験片の長さ
              S             μm          試験片の厚さ
              LPA           μm          試験片固定端部から負荷点までの長さ
              LPB,LPC
              P             μN          力
              δ            μm          変位
              IZ            (μm)4       試験片の断面2次モーメント
              E             MPa          試験片の弾性係数

4 試験片

4.1 試験片の作製

  試験片は,図1に示す片持ちばり状の形状で,断面形状は断面2次モーメントが容易に計算できる単純
な形状とする。試験片の断面形状は,長方形又は台形が望ましい。試験片の平行部の長さと幅との比(L/W)
は510の範囲とし,長さと厚さとの比(L/S)は10100の範囲とする。
  試験片の固定端は,図1に示す試験基板内に置く。試験片が基盤と接する部分は応力集中によって試験
片の固定端及び/又は試験基板が,塑性変形又は破壊するのを防ぐことは重要である(附属書A参照)。
異なる形状の試験片を用い,力(P)と変位(δ)との関係が式(1)に従わない場合,その形状及びデータの
解析に用いた式を記録する。
  寸法による影響を最小にするため,試験片の寸法は目的とするデバイスと同程度の大きさであることが
望ましい。

――――― [JIS C 5630-18 pdf 4] ―――――

                                                                                              3
                                                              C 5630-18 : 2014 (IEC 62047-18 : 2013)
                   1    平面図                 L      試験片の長さ
                   2    側面図                 W      試験片の幅
                   3    試験基板               S      試験片の厚さ
                   4    試験片
                                    図1−試験片及び試験基板

4.2 試験片の準備

  薄膜の機械的性質はその製造プロセスによって変化するため,試験片は,その薄膜を用いるデバイスと
可能な限り同じプロセスで作製する。試験片の作製は,JIS C 5630-6の4.2(試験片の作製)による。試験
基板を除去する場合は,試験基板の試験片支持部及び試験片の支持部が損傷を受けないように十分注意す
る(附属書A参照)。
  試験基板を除去した後に反りを生じるような内部応力分布がある薄膜は,試験に用いることはできない。

4.3 試験片の幅及び厚さ

  ウェハ上に作製した試験片の厚さは,通常,均一ではないので,個々の試験片の幅及び厚さを測定する。
試験片の厚さの測定は,JIS C 5630-6の4.3(試験片の厚さ)による。試験片平行部の幅及び厚さの寸法精
度は,それぞれ±1 %,及び±5 %とする。各試験片の寸法は,直接測ることが望ましい。

4.4 試験前の試験片の保管

  試験前の試験片の保管は,JIS C 5630-6の4.4(試験前の試験片の保管)によって行う。
  なお,薄膜試験片の場合,保管環境が機械的性質に影響を与えるおそれがある。

5 試験方法

5.1 一般

  試験機は,負荷を与える機構及び位置決めの機能をもち,力及び変位を測定する装置が組み込まれてい
ることが望ましい。
  試験は,図2のa) 及びb) に示すように,力は片持ちばり試験片上の1点に,球面又はナイフエッジ形
状の突起部を用いて与える。図2 a) に示す試験片の負荷点(A,B又はC)の位置は,図2 c) に示す片持
ちばりの力(P)と変位(δ)との関係とともに記録することが望ましい。試験片の平行部の負荷点の位置
は,平行部の長さ方向に試験片の長さの±1 %の精度とする。球面又はナイフエッジ先端の半径は5 μmで,

――――― [JIS C 5630-18 pdf 5] ―――――

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