レーザー顕微鏡 | 株式会社アイテス

不具合の原因を化学の視点で解決します。

fujiko3_staff — Mon, 04 Oct 2021 04:30:07 +0000

クラック、変色、剥離、変形、物性強度低下など、製品、部材などに発生する不具合は様々です。
その多くは、製品を構成する材料に原因がある場合が多く、その材料を分析調査することで解決することがあります。何が起きているのかを化学、および反応機構でアプローチする方法をご紹介します。

クラック（割れ）、剥離

打痕、応力、溶剤の接触、汚染などで材料に割れ、剥離が生じることがあります。プラスチックは特にこういった負荷には弱いものが多く、同じ製造プロセスであっても、少しの条件の違いで特性が低下します。また経年劣化でも特性低下を招きます。

分子量の低下
伸び特性の限界（降伏点）
膨潤
汚染
極性基皆無（水酸基など）

変色、変形

応力、紫外線、熱、薬品との接触などで変色、変形することがあります。

樹脂ネッキング
結合開裂
熱/光劣化
錆
変質
構成元素の欠損

化学反応機構（エポキシ樹脂硬化例）

化学反応機構とは、化学反応を電子の動きで把握することで、より深くその変化を理解することが可能となります。以下にエポキシ樹脂の硬化機構を示します。

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似て非なる物の解析基本手法

fujiko3_staff — Thu, 15 Apr 2021 07:13:57 +0000

解析手法で最も基本的で応用範囲が広い光学顕微鏡観察からSEM観察、EDX元素分析までの流れをご紹介いたします。

光学顕微鏡による観察

光学顕微鏡による観察は最も基本的な観察手法の一つであり、大まかな形状観察等を素早く行えます。また、最大の特徴は色情報が得られることで、腐食等の変色を伴う異常の観察に活躍します。

サンプルA（光学像）

サンプルB（光学像）

光学顕微鏡観察では白色で半透明に見えるサンプルAとサンプルBの外観は似ていますが、同じものなのか詳しくSEMで観察します。（サンプルAとBが何かは最後にご紹介いたしますが予想してみて下さい。）

SEMによる観察

SEMによる観察は光学顕微鏡に比べはるかに高い倍率（数万倍）まで対応可能な為、微細な形状観察に用います。また光学顕微鏡のような色情報は得られませんが、材質（軽元素、重元素）によりコントラストが変わる特徴を生かし、樹脂と金属など材質の異なりを観察することができます。

サンプルA（SEM像）

サンプルB（SEM像）

サンプルAは光学観察では不明であった空隙が見られますが、サンプルBは比較的平坦で滑らかな形状です。次はこれらの成分が何かEDXによる元素分析を行います。

EDXによる元素分析

EDXによる元素分析では、対象物から得られるスペクトルにより含まれる元素を特定します。また、含まれる元素濃度を算出することや元素分布を確認することも可能です。

サンプルA（EDX像）

サンプルB（EDX像）

元素分析の結果、サンプルAから主に、C(炭素)、N(窒素)、O(酸素)、Ca(カルシウム)、P(リン)が検出されました。一方、サンプルBではC、Oのみの検出でした。

これまでの結果より、サンプルAは白色半透明で微細な空隙があり、C、N、O、Ca、Pが主体の物質であることから、何らかの生体物の骨が推察されます。

サンプルBは白色半透明で表面は滑らかな形状であり、C、Oが主体の物質であることから、何らかの有機系物と推測されます。（ちなみに正解はAが魚の骨、Bがエポキシの樹脂片でした。）サンプルAの空隙は骨の海綿骨と呼ばれる組織構造でCaが主体なのも骨の特徴ですね。

外観は似ていても複数の手法を用いることで違いを見つけ正解に近づくことができる事例でした。

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分析と化学反応機構で研究開発をアシストします！

fujiko3_staff — Mon, 22 Mar 2021 07:43:05 +0000

研究開発において、分析や評価はチェックポイントとして欠かせないプロセスであり、その注目すべき対象には製品の構成材料が候補となることが多々あります。
アイテスは、保有する多種多様な機器分析装置、観察装置、信頼性試験装置、そして蓄積された知見と化学反応機構でメーカー様の研究開発をアシストいたします！

化学反応機構について

マクロで見える現象、および目には見えないがミクロの世界で起きている現象を化学の視点で捉えると、その現象メカニズムを反応機構で説明がつくケースが少なくありません。
観察、分析データ、負荷試験結果を踏まえて、反応機構を描くことで、それらの現象を把握し、開発の方向性の決定とスピードアップに繋がります。

分析機器例

装置の画像をクリックすると、関連記事をご覧いただけます。

顕微FT-IR

顕微ラマン

（EGA/TD/Pyr）GC-MS

TOF-SIMS

観察装置例

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ﾚｰｻﾞｰﾏｲｸﾛｽｺｰﾌﾟ

X線CT

特殊SEM（ULTRA55）

FIB-SEM

信頼性試験装置例

装置の画像をクリックすると、関連記事をご覧いただけます。

液槽冷熱試験装置

気槽冷熱試験装置

恒温恒湿試験装置

プレッシャークッカー

豊富な技術、知見、装置でご対応いたします。お気軽にお問い合わせください。

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形状測定レーザマイクロスコープ（VK-X200)

fujiko3_staff — Thu, 30 Jul 2020 04:00:27 +0000

形状測定レーザマイクロスコープ（VK-X200)を用いた受託分析です。
408nmレーザーを用いて観察、計測を行います。測定結果は国家基準につながるトレーザビリティ体系に基づいており、測定機器として非破壊測定に活用できます。

高精度3D測定＆カラー観察例

装置：KEYENCE　VK-X200

レーザー顕微鏡では、試料表面の凹凸形状の3D測定が可能です。
また、透明体の膜厚形状や透明体越しの表面形状測定が可能です。

(上) 透明レジスト表面の形状観察
(下) 断面形状表示

(上) 成型樹脂とその上のクリアコート層の同時観察
(下)断面形状表示

応用例

機能

詳細説明

観察対象

評価パラメータ

外観・光沢

W 600 ⅹ H 850 x D 750 mm

メッキ面、鏡面、鋼板

Rq、Ra、Rku

肌ざわり

W 600 ⅹ H 850 x D 750 mm

シート、梨地面、シボ面評価

Rz、Rq、R⊿q、Rpc

密着性・接着性

W 600 ⅹ H 850 x D 750 mm

プリント基板、接着面、メッキ下地

Rzjis、Rz、R⊿q、Rir

印刷品位

W 600 ⅹ H 850 x D 750 mm

印刷用紙

Ra、Rv、Rvk、Rpc

レーザー顕微鏡観察＆測定

レーザー顕微鏡は、平面計測、幅測定、高さ測定、膜厚測定等の各種測定が可能です。
対象のサイズや求める精度により、適した対物レンズを選択し、観察や測定を行います。
範囲はレンズに応じて異なりますが、連結機能を有しているため、広範囲での観察、計測も可能です。

金パッド部の観察、計測

　線粗さ計測

　　高さ像

　　３Ｄ像

　面粗さ計測

　レーザー像

対物レンズ倍率	10 x	20 x	50 x	150 x
観察測定範囲(横)：μm	1350	675	270	90
観察測定範囲(縦)：μm	1012	506	202	67

高さ測定	測定範囲	7 mm
高さ測定	表示分解能	0.0005 μｍ
幅測定	表示分解能	0.001 μｍ

通常

W 600 ⅹ H 850 x D 750 mm

-20 ,-40 ～ 100 ℃

20 ～ 98 %RH

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信頼性試験に伴う経時変化観察

fujiko3_staff — Mon, 06 Jul 2020 08:00:22 +0000

信頼性試験の間、試料は刻々と変化します。
どの時点でクラックが入ったのか、劣化の進行はどのように進んでいくのか、初期状態と
どれくらい変化したか…
信頼性試験と組み合わせることで、対象物の変化を時系列かつ非破壊で評価いたします。

信頼性試験による試料変化の観察

成長するマイグレーション

実験的に露出したCu配線間に水滴を垂らし、電圧を加え、マイグレーションが発生、成長する様子を観察しました。

ウィスカ観察、マイグレーション観察、耐圧観察、はんだ評価、薬品侵蝕試験、市場での経年劣化品などの変化観察に応用できます。
環境試験、観察頻度はお客様のご要望の条件にて実施いたします。
電気特性、SEM観察、元素分析、断面観察などの追加解析もご相談ください。

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