JP5473772B2 - SAMPLE INSTALLATION METHOD AND SAMPLE INSTALLATION DEVICE FOR SAMPLE SURFACE CUTTING DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、試料表層切削装置における試料設置方法および試料設置装置に関し、さらに詳しくは、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても試料の表面から一定の深さを切削することが出来る試料表層切削装置における試料設置方法および試料設置装置に関する。 The present invention relates to a sample setting method and a sample setting device in a sample surface layer cutting apparatus, and more specifically, a sample capable of cutting a certain depth from the surface of a sample even when there is a gradient of μm level in the thickness of the sample. The present invention relates to a sample setting method and a sample setting device in a surface layer cutting device.
従来、試料ホルダに固定された試料の表層を切刃で切削することにより表層材料の機械的特性を評価する塗膜付着強度・せん断強度測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a coating film adhesion strength / shear strength measuring apparatus that evaluates mechanical characteristics of a surface layer material by cutting the surface layer of a sample fixed to a sample holder with a cutting blade is known (see, for example, Patent Document 1). ).
上記従来の塗膜付着強度・せん断強度測定装置において、試料の表面から一定の深さを切削したい場合、試料ホルダの表面を水平に調整し、その試料ホルダの表面に一定厚さの試料を固定し、切刃による切込み深さ(=切刃の先端が切込み開始点で試料表面に接触した垂直位置を基準とした切削中の切刃の先端の垂直位置)を一定に維持しながら、試料の表層を切削していた。この場合、試料の表面が真に水平であるなら、試料の表面から一定の深さを切削することが出来た。
しかしながら、μmレベルでは試料の表面が水平でないことが多い。例えば表層が塗膜である場合、塗膜の厚さにμmレベルの勾配があることが多いため、試料の裏面が試料ホルダにより水平に保持されていても、試料の表面には勾配が生じている。従って、試料の表面から一定の深さを切削しているつもりでも、実際には切込み深さが変動している。そして、その切込み深さの変動が、切込み深さもμmレベルの場合には、測定に無視できない影響を与える問題点があった。
そこで、本発明の目的は、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても試料の表面から一定の深さを切削することが出来る試料表層切削装置における試料設置方法および試料設置装置を提供することにある。
If you want to cut a certain depth from the surface of the sample in the conventional coating strength / shear strength measuring device, adjust the surface of the sample holder horizontally and fix the sample of a certain thickness on the surface of the sample holder. The cutting depth of the cutting edge (= the vertical position of the cutting edge tip during cutting relative to the vertical position where the cutting edge tip contacts the sample surface at the cutting start point) is kept constant. The surface layer was cut. In this case, if the surface of the sample was truly horizontal, a certain depth could be cut from the surface of the sample.
However, at the μm level, the surface of the sample is often not horizontal. For example, when the surface layer is a coating film, the thickness of the coating film often has a gradient of μm level, so even if the back surface of the sample is held horizontally by the sample holder, the surface of the sample has a gradient. Yes. Therefore, even if it is intended to cut a certain depth from the surface of the sample, the depth of cut actually varies. Then, when the depth of cut is in the μm level, there is a problem that the measurement cannot be ignored.
Therefore, an object of the present invention is to provide a sample placement method and a sample placement device in a sample surface layer cutting device capable of cutting a certain depth from the surface of the sample even if the sample thickness has a gradient of μm level. There is.
第1の観点では、本発明は、試料表面の傾きを調整可能に試料を保持する試料保持手段と、切刃を保持する切刃保持手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表層を前記切刃保持手段に保持された切刃で切削するために前記試料保持手段に対して前記切刃保持手段を相対移動する相対移動手段と、前記切刃の垂直位置および垂直荷重を測定する測定手段とを具備した試料切削装置において、前記切刃に換えて圧子を前記切刃保持手段に保持し、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子の先端を押しつけたときの垂直位置を維持しながら前記相対移動手段により前記圧子を往復移動または旋回移動し、前記垂直荷重の変化振幅が最小になるように前記試料保持手段の傾きを調整することを特徴とする試料表層切削装置における試料設置方法を提供する。
試料に圧子が浅く沈むと試料からの反発力が小さいため垂直荷重は小さくなり、試料に圧子が深く沈むと試料からの反発力が大きいため垂直荷重は大きくなる。従って、上記第1の観点による試料表層切削装置における試料設置方法において、垂直位置を維持しながら圧子を移動させたとき、試料表面の垂直位置に勾配があれば、圧子は浅く沈む部分と深く沈む部分とを繰り返し通ることになり、大きな振幅で垂直荷重が変化する。そこで、垂直荷重の変化振幅が小さくなるように試料保持手段の傾きを調整すれば、結果的に圧子が試料の表面から一定の深さを移動していることになる。そして、試料表面のμmレベルの傾斜を直接に検出することよりも、安価に検出できる。かくして、試料保手段の傾きを調整した後、圧子を切刃に戻して切削すれば、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても試料の表面から一定の深さを切削することが出来る。
なお、圧子で擦った部分の試料表面の物性に影響が無いなら同一部分を切削してもよいが、影響する可能性があるなら同一部分でなく近傍部分を切削するのが好ましい。
In a first aspect, the present invention provides a sample holding means for holding a sample so that the inclination of the sample surface can be adjusted, a cutting blade holding means for holding a cutting edge, and a surface layer of the sample held by the sample holding means. Relative moving means for moving the cutting blade holding means relative to the sample holding means for cutting with the cutting blade held by the cutting blade holding means, and measurement for measuring the vertical position and vertical load of the cutting blade And a vertical position when the tip of the indenter is pressed against the surface of the sample held by the sample holding means instead of the cutting edge. In the sample surface layer cutting apparatus, the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical load is minimized by reciprocating or turning the indenter by the relative moving means while maintaining To provide a fee installation method.
When the indenter sinks shallowly in the sample, the repulsive force from the sample is small, so the vertical load is small. Therefore, in the sample setting method in the sample surface layer cutting apparatus according to the first aspect, when the indenter is moved while maintaining the vertical position, if the vertical position of the sample surface has a gradient, the indenter sinks deeply and deeply. The vertical load changes with a large amplitude. Therefore, if the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical load becomes small, as a result, the indenter has moved a certain depth from the surface of the sample. And it can detect cheaply rather than detecting the inclination of the sample surface of the micrometer level directly. Thus, after adjusting the inclination of the sample holding means, if the indenter is cut back to the cutting edge and cut, a certain depth can be cut from the surface of the sample even if there is a gradient of μm level in the thickness of the sample. .
If there is no effect on the physical properties of the sample surface at the portion rubbed with the indenter, the same portion may be cut. However, if there is a possibility of influence, it is preferable to cut not the same portion but the neighboring portion.
第2の観点では、本発明は、試料表面の傾きを調整可能に試料を保持する試料保持手段と、圧子を保持する圧子保持手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子保持手段に保持された圧子を押しつけて前記試料保持手段に対して前記圧子保持手段を相対移動する相対移動手段と、前記圧子の垂直位置および垂直荷重を測定する測定手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子の先端を押しつけたときの垂直位置を維持しながら前記相対移動手段により前記圧子を往復移動または旋回移動し前記垂直荷重の変化振幅が最小になるように前記試料保持手段の傾きを調整する調整手段とを具備したことを特徴とする試料設置装置を提供する。
試料に圧子が浅く沈むと試料からの反発力が小さいため垂直荷重は小さくなり、試料に圧子が深く沈むと試料からの反発力が大きいため垂直荷重は大きくなる。従って、上記第2の観点による試料設置装置において、垂直位置を維持しながら圧子を移動させたとき、試料表面の垂直位置に勾配があれば、圧子は浅く沈む部分と深く沈む部分とを繰り返し通ることになり、大きな振幅で垂直荷重が変化する。そこで、垂直荷重の変化振幅が小さくなるように試料保持手段の傾きを調整すれば、結果的に圧子が試料の表面から一定の深さを移動していることになる。そして、試料表面のμmレベルの傾斜を直接に検出することよりも、安価に検出できる。かくして、試料保持手段の傾きを調整した後は、試料表面の垂直位置を一定にすることが出来る。
In a second aspect, the present invention provides a sample holding means for holding the sample so that the inclination of the sample surface can be adjusted, an indenter holding means for holding an indenter, and the indenter on the surface of the sample held by the sample holding means. A relative moving means for moving the indenter holding means relative to the sample holding means by pressing the indenter held by the holding means; a measuring means for measuring a vertical position and a vertical load of the indenter; and the sample holding means. While maintaining the vertical position when the tip of the indenter is pressed against the surface of the held sample, the sample is reciprocated or swung by the relative movement means so that the change amplitude of the vertical load is minimized. Provided is a sample placement device comprising an adjustment means for adjusting the inclination of the holding means.
When the indenter sinks shallowly in the sample, the repulsive force from the sample is small, so the vertical load is small. Therefore, in the sample placement apparatus according to the second aspect, when the indenter is moved while maintaining the vertical position, if there is a gradient in the vertical position of the sample surface, the indenter repeatedly passes through the shallowly sinking portion and the deeply sinking portion. As a result, the vertical load changes with a large amplitude. Therefore, if the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical load becomes small, as a result, the indenter has moved a certain depth from the surface of the sample. And it can detect cheaply rather than detecting the inclination of the sample surface of the micrometer level directly. Thus, after adjusting the inclination of the sample holding means, the vertical position of the sample surface can be made constant.
第3の観点では、本発明は、試料表面の傾きを調整可能に試料を保持する試料保持手段と、切刃を保持する切刃保持手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表層を前記切刃保持手段に保持された切刃で切削するために前記試料保持手段に対して前記切刃保持手段を相対移動する相対移動手段と、前記切刃の垂直位置および垂直荷重を測定する測定手段とを具備した試料切削装置において、前記切刃に換えて圧子を前記切刃保持手段に保持し、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子の先端を押しつけたときの垂直荷重を維持しながら前記相対移動手段により前記圧子を往復移動または旋回移動し、前記垂直位置の変化振幅が最小になるように前記試料保持手段の傾きを調整することを特徴とする試料表層切削装置における試料設置方法を提供する。
一定の垂直荷重で圧子を試料に押しつけたとき、垂直荷重に応じた一定の深さまで圧子は試料に沈む。従って、上記第3の観点による試料表層切削装置における試料設置方法において、垂直荷重を維持しながら圧子を移動させたとき、試料表面の垂直位置に勾配があれば、圧子の垂直位置にも勾配が生じることになり、大きな振幅で垂直位置が変化する。そこで、垂直位置の変化振幅が小さくなるように試料保持手段の傾きを調整すれば、結果的に圧子が試料の表面から一定の深さを移動していることになる。そして、試料表面のμmレベルの傾斜を直接に検出することよりも、安価に検出できる。かくして、試料保持手段の傾きを調整した後、圧子を切刃に戻して切削すれば、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても試料の表面から一定の深さを切削することが出来る。
なお、圧子で擦った部分の試料表面の物性に影響が無いなら同一部分を切削してもよいが、影響する可能性があるなら同一部分でなく近傍部分を切削するのが好ましい。
In a third aspect, the present invention provides a sample holding means for holding a sample so that the inclination of the sample surface can be adjusted, a cutting blade holding means for holding a cutting blade, and a surface layer of the sample held by the sample holding means. Relative moving means for moving the cutting blade holding means relative to the sample holding means for cutting with the cutting blade held by the cutting blade holding means, and measurement for measuring the vertical position and vertical load of the cutting blade A vertical load when the indenter is held by the cutting blade holding means instead of the cutting blade and the tip of the indenter is pressed against the surface of the sample held by the sample holding means In the sample surface layer cutting apparatus, wherein the indenter is reciprocally moved or swiveled by the relative moving means while maintaining the inclination, and the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical position is minimized. To provide a fee installation method.
When the indenter is pressed against the sample with a constant vertical load, the indenter sinks into the sample to a certain depth according to the vertical load. Therefore, in the sample setting method in the sample surface cutting apparatus according to the third aspect, when the indenter is moved while maintaining the vertical load, if the vertical position of the sample surface has a gradient, the vertical position of the indenter also has a gradient. As a result, the vertical position changes with a large amplitude. Therefore, if the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical position becomes small, the indenter moves as a result from the sample surface at a certain depth. And it can detect cheaply rather than detecting the inclination of the sample surface of the micrometer level directly. Thus, after adjusting the inclination of the sample holding means, if the indenter is cut back to the cutting blade and cut, a certain depth can be cut from the surface of the sample even if there is a gradient of μm level in the thickness of the sample. .
If there is no effect on the physical properties of the sample surface at the portion rubbed with the indenter, the same portion may be cut. However, if there is a possibility of influence, it is preferable to cut not the same portion but the neighboring portion.
第4の観点では、本発明は、試料表面の傾きを調整可能に試料を保持する試料保持手段と、圧子を保持する圧子保持手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子保持手段に保持された圧子を押しつけて前記試料保持手段に対して前記圧子保持手段を相対移動する相対移動手段と、前記圧子の垂直位置および垂直荷重を測定する測定手段と、前記試料保持手段に保持された試料の表面に前記圧子の先端を押しつけたときの垂直荷重を維持しながら前記相対移動手段により前記圧子を往復移動または旋回移動し前記垂直位置の変化振幅が最小になるように前記試料保持手段の傾きを調整する調整手段とを具備したことを特徴とする試料設置装置を提供する。
一定の垂直荷重で圧子を試料に押しつけたとき、垂直荷重に応じた一定の深さまで圧子は試料に沈む。従って、上記第4の観点による試料設置装置において、垂直荷重を維持しながら圧子を移動させたとき、試料表面の垂直位置に勾配があれば、圧子の垂直位置にも勾配が生じることになり、大きな振幅で垂直位置が変化する。そこで、垂直位置の変化振幅が小さくなるように試料保持手段の傾きを調整すれば、結果的に圧子が試料の表面から一定の深さを移動していることになる。そして、試料表面のμmレベルの傾斜を直接に検出することよりも、安価に検出できる。かくして、試料保持手段の傾きを調整した後は、試料表面の垂直位置を一定にすることが出来る。
In a fourth aspect, the present invention provides a sample holding means for holding a sample so that the inclination of the sample surface can be adjusted, an indenter holding means for holding an indenter, and the indenter on the surface of the sample held by the sample holding means. A relative moving means for moving the indenter holding means relative to the sample holding means by pressing the indenter held by the holding means; a measuring means for measuring a vertical position and a vertical load of the indenter; and the sample holding means. While maintaining the vertical load when the tip of the indenter is pressed against the surface of the held sample, the sample is reciprocated or swung by the relative moving means so that the change amplitude of the vertical position is minimized. Provided is a sample placement device comprising an adjustment means for adjusting the inclination of the holding means.
When the indenter is pressed against the sample with a constant vertical load, the indenter sinks into the sample to a certain depth according to the vertical load. Therefore, in the sample placement apparatus according to the fourth aspect, when the indenter is moved while maintaining the vertical load, if there is a gradient in the vertical position of the sample surface, the gradient also occurs in the vertical position of the indenter. The vertical position changes with a large amplitude. Therefore, if the inclination of the sample holding means is adjusted so that the change amplitude of the vertical position becomes small, the indenter moves as a result from the sample surface at a certain depth. And it can detect cheaply rather than detecting the inclination of the sample surface of the micrometer level directly. Thus, after adjusting the inclination of the sample holding means, the vertical position of the sample surface can be made constant.
本発明の試料表層切削装置における試料設置方法によれば、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても、試料の表面から一定の深さを切削することが出来る。
また、本発明の試料設置装置によれば、試料の厚さにμmレベルの勾配があっても、試料表面の垂直位置を一定にすることが出来る。
また、例えば分光干渉レーザー変位計(分解能:1nm)を用いて試料表面のμmレベルの傾斜を直接に検出することよりも、安価に検出できる。
According to the sample setting method in the sample surface layer cutting apparatus of the present invention, it is possible to cut a certain depth from the surface of the sample even if there is a gradient of μm level in the thickness of the sample.
Further, according to the sample placement device of the present invention, the vertical position of the sample surface can be made constant even if the sample thickness has a gradient of μm level.
Further, for example, it can be detected at a lower cost than directly detecting the inclination of the μm level of the sample surface using a spectral interference laser displacement meter (resolution: 1 nm).
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.
−実施例1−
図1は、実施例1にかかる試料表層切削装置100の正面説明図である。
この試料表層切削装置100において、支持部材1に、圧電素子駆動微動ステージ30hが固定されている。
この圧電素子駆動微動ステージ30hは、圧電素子駆動によりステージ36hがフレーム35hに対して一方向に相対移動する装置(商品名ナノステージ;株式会社ナノコントロール)である。
圧電素子駆動微動ステージ30hのフレーム35hは、ステージ36hが水平方向に移動するように支持部材1に固定されている。ステージ36hの水平移動範囲は、例えば300μmである。
Example 1
FIG. 1 is an explanatory front view of a sample surface
In the sample surface
The piezoelectric element driving
The
圧電素子駆動微動ステージ30hのステージ36hには、連結棒32の下端側が固定されている。
連結棒32の他端側には、圧電素子駆動微動ステージ30vが固定されている。
この圧電素子駆動微動ステージ30vは、圧電素子駆動によりステージ36vがフレーム35vに対して一方向に相対移動する装置(商品名ナノステージ;株式会社ナノコントロール)である。
圧電素子駆動微動ステージ30vのステージ36vは、フレーム35vが垂直方向に移動するように連結棒32に固定されている。フレーム35vの垂直移動範囲は、例えば100μmである。
The lower end side of the connecting rod 32 is fixed to the
A piezoelectric element driving fine movement stage 30v is fixed to the other end side of the connecting rod 32.
The piezoelectric element driving fine movement stage 30v is an apparatus (trade name Nanostage; Nano Control Co., Ltd.) in which the stage 36v moves relative to the
The stage 36v of the piezoelectric element driving fine movement stage 30v is fixed to the connecting rod 32 so that the
圧電素子駆動微動ステージ30vのフレーム35vには、垂直荷重検知器15の一端が固定されている。
垂直荷重検知器15は、はかり用ロードセル(商品名CB17;ミネベア株式会社)であり、他端にかかる垂直方向の荷重を検知する。
One end of the
The
垂直荷重検知器15の他端には、連結具16を介して、水平荷重検知器17の第1端が固定されている。
水平荷重検知器17は、はかり用ロードセル(商品名CB17;ミネベア株式会社)であり、第2端にかかる水平方向の荷重を検知する。
A first end of a
The
水平荷重検知器17の第2端には切刃18が固定されている。
A
試料Sを上面に固定する試料ホルダ23は、上面のx方向およびy方向の傾きを調整するためのアクチュエータ24a,24b,24c,24d(ただし、24dは、24bの背後にあるため、図に現れていない。)を介して支持部材1に支持されている。
A
圧電素子駆動微動ステージ30h,30vおよびアクチュエータ24a〜24dは、出力インタフェース38aを介して、パソコン28に接続されている。
垂直荷重検知器15および水平荷重検知器17は、入力インタフェース28bを介して、パソコン28に接続されている。
The piezoelectric element driving fine movement stages 30h and 30v and the
The
パソコン28は、操作者の指示に応じて、圧電素子駆動微動ステージ30h,30vを駆動し、試料Sの表層を切削する。そして、その時の垂直荷重検知器15の出力から垂直荷重Fvを検知し、水平荷重検知器17の出力から水平荷重Fhを検知し、圧電素子駆動微動ステージ30hのステージ36hの移動量から水平移動量を検知し、圧電素子駆動微動ステージ30vのフレーム35vの移動量から垂直移動量を検知する。また、検知した垂直荷重Fv,水平荷重Fh,水平移動量および垂直移動量をグラフ化し、ディスプレイに表示したり、プリンタで印字する。
The
図2に示すように、切刃18を圧子22に交換することが出来る。圧子22は、例えばロックウエル硬度計で用いられるダイヤモンド球形圧子(r=0.2)である。
操作者は、切刃18を圧子22に交換した後、図3に示す試料設置処理を起動する。
As shown in FIG. 2, the
After the operator replaces the
図3は、試料表層切削装置100による試料設置処理の動作を示すフロー図である。
ステップP1では、操作者は、パソコン28に、初期垂直荷重Fvo,x軸周期Tx,x軸振幅Lx,y軸周期Ty,y軸振幅Lyを設定する。
これらパラメータの適当な値は、試行により求めることが出来る。すなわち、予め種々の試料について種々のパラメータ値で試行を繰り返し、圧子22が試料に適当な深さ(例えば5μm)まで沈むような値を求めておき、評価する試料Sと同種の試料について求めて置いたパラメータ値を設定すればよい。
例えば、試料SがPCV板(タキロン社 S604(プレス成形) ESS8800A)であるとき、Fvo=10mNとし、x方向に直線移動するとき、Tx=30秒,Lx=100μm,Ty=0秒,Ly=0μmとする(パラメータ値が0は、その方向に移動しないことを意味する。)。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the sample setting process by the sample surface
In step P1, the operator sets the initial vertical load Fvo, the x-axis period Tx, the x-axis amplitude Lx, the y-axis period Ty, and the y-axis amplitude Ly in the
Appropriate values for these parameters can be determined by trial. That is, trials are repeatedly performed with various parameter values for various samples in advance, and a value such that the
For example, when the sample S is a PCV plate (Takiron S604 (press molding) ESS8800A), Fvo = 10 mN, and when moving linearly in the x direction, Tx = 30 seconds, Lx = 100 μm, Ty = 0 seconds, Ly = 0 μm (a parameter value of 0 means no movement in that direction).
ステップP2では、パソコン28は、設定された初期垂直荷重Fvoで試料Sに圧子22を押しつける。
図4に示すように、圧子22は、試料Sの表面から初期垂直荷重Fvoに応じた深さDまで沈む。
ステップP3では、パソコン28は、圧子22の垂直位置H1を測定し、記憶する。
In step P2, the
As shown in FIG. 4, the
In step P3, the
ステップP4では、パソコン28は、記憶した圧子22の垂直位置H1を維持するように帰還制御しながら、圧子22を、x方向についてはx=Lx・sin(2・π・t/Tx)で移動し、y方向についてはy=Ly・cos(2・π・t/Ty)で移動する。
In step P4, the
図5に示すように、試料ホルダ23により試料Sの底面が水平に保持されているにも拘わらず、試料Sの表面がx方向に下向きに傾斜している(厚さが薄くなっている)とすると、圧子22の垂直位置H1を維持したままで圧子22をx方向に移動したとき、試料Sの表面から圧子22が沈む深さは浅くなる。よって、垂直荷重Fvは小さくなる。そこで、直線移動を繰り返したとき、図6の(a)に示すように、垂直荷重Fvは余弦波で変動する。
As shown in FIG. 5, although the bottom surface of the sample S is held horizontally by the
ステップP5では、操作者またはパソコン28は、図6の(b)に示すように、垂直荷重Fvの変動振幅が最小になるように、アクチュエータ24a,24b,24c,24dを伸縮して試料ホルダ23の傾きを調整する。そして、処理を終了する。
In Step P5, as shown in FIG. 6B, the operator or the
図7に示すように、試料設置処理の終了後は、試料Sの表面がx方向に水平となるように、試料ホルダ23が傾斜して試料Sの底面を保持した状態となる。
As shown in FIG. 7, after completion of the sample setting process, the
そこで、図8に示すように、圧子22を切刃18に戻して、x方向に水平に切削すれば、試料Sの表面から一定の深さdを切削することが出来る。
なお、圧子22で擦った部分の試料Sの表面物性に影響が無いなら同一部分を切削してもよいが、影響する可能性があるなら同一部分でなく近傍部分を切削するのが好ましい。例えば切刃18の幅が100μmの場合は、圧子22で擦った部分から100μm程度離れた部分を切削するのが好ましい。
Therefore, as shown in FIG. 8, if the
Note that the same portion may be cut if there is no effect on the surface physical properties of the sample S in the portion rubbed with the
実施例1の試料表層切削装置100によれば、試料Sの厚さにμmレベルの勾配があっても試料Sの表面から一定の深さdを切削することが出来る。また、試料Sの表面のμmレベルの傾斜を直接検出することよりも、安価に検出できる。
According to the sample surface
−実施例2−
実施例2にかかる試料表層切削装置のハードウエア構成は実施例1と同じである。
-Example 2-
The hardware configuration of the sample surface layer cutting apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
図9は、実施例2にかかる試料表層切削装置による試料設置処理の動作を示すフロー図である。
ステップP1では、操作者は、パソコン28に、初期垂直荷重Fvo,x軸周期Tx,x軸振幅Lx,y軸周期Ty,y軸振幅Lyを設定する。
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the sample setting process performed by the sample surface layer cutting apparatus according to the second embodiment.
In step P1, the operator sets the initial vertical load Fvo, the x-axis period Tx, the x-axis amplitude Lx, the y-axis period Ty, and the y-axis amplitude Ly in the
ステップP2では、パソコン28は、設定された初期垂直荷重Fvoで試料Sに圧子22を押しつける。
図10に示すように、圧子22は、試料Sの表面から初期垂直荷重Fvoに応じた深さDまで沈む。
In step P2, the
As shown in FIG. 10, the
ステップP4’では、パソコン28は、垂直荷重Fvを初期垂直荷重Fvoに維持するように帰還制御しながら、圧子22を、x方向についてはx=Lx・sin(2・π・t/Tx)で移動し、y方向についてはy=Ly・cos(2・π・t/Ty)で移動する。
In Step P4 ′, the
図11に示すように、試料ホルダ23により試料Sの底面が水平に保持されているにも拘わらず、試料Sの表面がx方向に下向きに傾斜している(厚さが薄くなっている)とすると、圧子22の垂直荷重Fvを初期垂直荷重Fvoに維持したままで圧子22をx方向に移動したとき、試料Sの表面から圧子22が沈む深さは、初期垂直荷重Fvoに応じた深さDで一定になる。よって、垂直位置Hは、図10のH1から図11のH2へと小さくなる。そこで、直線移動を繰り返したとき、図12の(a)に示すように、垂直位置Hは余弦波で変動する。
As shown in FIG. 11, although the bottom surface of the sample S is held horizontally by the
ステップP5’では、操作者またはパソコン28は、図12の(b)に示すように、垂直位置Hの変動振幅が最小になるように、アクチュエータ24a,24b,24c,24dを伸縮して試料ホルダ23の傾きを調整する。そして、処理を終了する。
In step P5 ′, the operator or the
図7に示すように、試料設置処理の終了後は、試料Sの表面がx方向に水平となるように、試料ホルダ23が傾斜して試料Sの底面を保持した状態となる。
As shown in FIG. 7, after completion of the sample setting process, the
そこで、図8に示すように、圧子22を切刃18に戻して、x方向に水平に切削すれば、試料Sの表面から一定の深さdを切削することが出来る。
なお、圧子22で擦った部分の試料Sの表面物性に影響が無いなら同一部分を切削してもよいが、影響する可能性があるなら同一部分でなく近傍部分を切削するのが好ましい。例えば切刃18の幅が100μmの場合は、圧子22で擦った部分から100μm程度離れた部分を切削するのが好ましい。
Therefore, as shown in FIG. 8, if the
Note that the same portion may be cut if there is no effect on the surface physical properties of the sample S in the portion rubbed with the
実施例2の試料表層切削装置によれば、試料Sの厚さにμmレベルの勾配があっても試料Sの表面から一定の深さdを切削することが出来る。また、試料Sの表面のμmレベルの傾斜を直接検出することよりも、安価に検出できる。 According to the sample surface layer cutting apparatus of Example 2, it is possible to cut a certain depth d from the surface of the sample S even if the thickness of the sample S has a gradient of μm level. Further, it can be detected at a lower cost than directly detecting the slope of the μm level on the surface of the sample S.
−他の実施例−
実施例1,2では、切刃18と圧子22を付け替えたが、切刃18と圧子22とを同時に保持可能な構成としてもよい。
-Other examples-
In the first and second embodiments, the
本発明の試料表層切削装置における試料設置方法および試料設置装置は、例えば表面材料の機械的特性を調べるのに利用できる。 The sample setting method and sample setting apparatus in the sample surface layer cutting apparatus of the present invention can be used, for example, to examine the mechanical properties of the surface material.
18 切刃
22 圧子
23 試料ホルダ
24a〜24d アクチュエータ
28 パソコン
100 試料表層切削装置
S 試料
18
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