12/11 薄膜の剥離メカニズムと密着性の評価、改善手法

 ペルノックス(株) 開発・事業戦略・品質環境保証管掌 取締役 工学博士　岩村 栄治 氏

 　本セミナーでは、薄膜の密着性の問題に実践的に対処する際に知っておくべき基本的な内容について、具体的な問題点とその解決のキーポイントの例示→その技術内容に関わる最低限知っておきたい基礎事項の紹介→具体例などを使ってより詳しい解説、という順で平易に解説します。特に、なぜ剥離が発生するのか、密着力が弱いことが原因なのか、という点に焦点を絞って、界面や表面、応力影響、剥離・破壊の基本知識、密着性改善の考え方、密着性や機械的特性の評価方法の原理や測定上のポイントについて詳しく解説します。具体例として、主に金属や無機のスパッタリング薄膜を取り上げますが、樹脂コーティング膜等についてもいくつかの実例を示しながら解説します。さらに、様々な剥離形態をどのように観察して剥離発生の要因を考えるか、実際に剥離が発生した場合に具体的にどのように対処するかについてクローズアップします。

　初学者、中堅技術者で薄膜の密着性に関して基本知識から習得したい方、新製品開発やトラブルシューティングで密着性に関する技術課題を解決したい方、さらには品質管理等で密着性の評価技術の本質を理解したい方に適した内容です。本講座を通じて、密着性の概略を把握していただき、現象の本質を理解して、個々の技術課題に対応される第一歩となれば幸いです。

１．なぜ剥離が発生し、どのように改善するのか
　Introduction 薄膜の剥離トラブルの解決に苦労する理由
　1.1 膜剥離を理解・対策するための３つのポイントとは
　　　・剥離形態を観察することで何がわかるか
　　　・剥離原因を簡単に絞り込む方法
　1.2 異種材料間の界面を観察してみよう：
　　　・剥離トラブルを避けて、密着性を向上させるためには界面のどこの何をみるべきか？
　1.3 異種材料界面がくっついている根本的な要因は何か？
　1.4 密着と粘着・接着との違い
　1.5 薄膜が剥離するとは？：
　　　・負荷条件と、膜の剥離・破壊原因および歪みｴﾈﾙｷﾞｰの影響と剥離･破壊のモード
　　　 （引張/圧縮力の負荷、ヒートサイクル、高温保持によっておこる剥離･破壊形態の違い）
　1.6 薄膜の剥離･破壊に影響を与える応力を理解するポイント
　　　・膜応力とは？
　　　・薄膜形成時に生じる応力と、密着性測定時に生じる応力をそれぞれ詳しく知ろう
　1.7 密着性向上の対策につなげる効果的な考え方と密着性改善の手法
 
２．密着性をどのように評価し活用するのか
　Introduction 剥離対策に密着力測定はどこまであてになるのか？
　2.1 密着力の測定方法、条件の選び方：測定条件の影響と測定値の持つ意味
　2.2 スクラッチ試験で現れる剥離･破壊の見た目から密着性を読み解く：材料設計への活かし方
　　　・半定量的評価としてどこまで信用して良いか、どう評価結果を使うか？
　　　・壊れ方が示してくれる剥離･破壊の要因の解釈の仕方
　　　・スクラッチマップを活用する
　2.3 スクラッチ法から得られる密着力に関わる情報と材料設計への活かし方
　2.4 スクラッチ法の樹脂コーティング膜の密着力評価への展開
 
３．剥離のトラブルにどのように対処するのか
　Introduction　よくある剥離トラブル時の対応における失敗例
　3.1 剥離が起こった時の対処の手順と解析の方法
　3.2 ケーススタディ１：思い込みで剥離対策をしてないか？(剥離の状況を丁寧に観察しよう)
　3.3 ケーススタディ２：一般的な剥離対策の常識を信じて良いか？(対策のアプローチを再考しよう)

４．まとめ

□ 質疑応答 □

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