Details of the Researcher

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Hironori Tohmyoh
Section
Graduate School of Engineering
Job title
Professor
Degree

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（電気通信大学）

Research History 4

  • 2019/04 - Present
    東北大学大学院工学研究科　教授

  • 2007/04 - 2019/03
    東北大学大学院工学研究科　准教授

  • 2004/04 - 2007/03
    東北大学大学院工学研究科　助手

  • 2003/10 - 2004/03
    東北大学大学院工学研究科　日本学術振興会特別研究員（PD）

Education 3

  • Tohoku University　Graduate School, Division of Engineering　機械知能工学専攻

    - 2003/09/10

  • The University of Electro-Communications　Graduate School, Division of Electro Communications　機械制御工学専攻

    - 2000/03/23

  • The University of Electro-Communications　Faculty of Electro Communications　機械制御工学科

    - 1998/03/23

Committee Memberships 43

  • 日本材料学会　第72期編集委員会 査読委員

    2023/06 - Present

  • 第14回マイクロ・ナノ工学シンポジウム　実行委員会 実行委員長

    2023/04 - Present

  • 日本機械学会 機械材料・材料加工部門　運営委員会 委員

    2023/04 - Present

  • 日本機械学会論文集　編集委員会 SMMカテゴリエディタ

    2022/04 - Present

  • 日本機械学会 マイクロ・ナノ工学部門　運営委員会 委員

    2022/04 - Present

  • 日本機械学会 機械材料・材料加工部門　第7技術委員会 委員

    2017/04 - Present

  • 日本材料学会 破壊力学部門　幹事

    2014/10 - Present

  • 日本非破壊検査協会 超音波部門　幹事

    2014/06 - Present

  • 日本機械学会　校閲委員

    2014/04 - Present

  • 日本非破壊検査協会 東北支部　幹事

    2005/04 - Present

  • 日本機械学会 マイクロ・ナノ工学部門　表彰委員会 委員長

    2018/04 - 2019/03

  • Mechanical Engineering Journal　Guest Editor (Special Issue on Recent Advances in Materials and Processing 2018)

    2018/04 - 2019/03

  • 日本機械学会 機械材料・材料加工部門　第8技術委員会 委員

    2017/04 - 2019/03

  • 日本機械学会 マイクロ・ナノ工学部門　運営委員会 委員

    2015/04 - 2019/03

  • 日本非破壊検査協会　標準化委員会 超音波専門別委員会 委員

    2015/04 - 2019/03

  • 日本機械学会 東北支部　商議員

    2017/04 - 2018/03

  • 日本機械学会　代表会員

    2017/04 - 2018/03

  • 日本機械学会 マイクロ・ナノ工学部門　表彰委員会 幹事

    2017/04 - 2018/03

  • 日本機械学会 材料力学部門　表彰委員会 委員

    2016/04 - 2018/03

  • 日本非破壊検査協会 東北支部　支部長

    2014/04 - 2018/03

  • 日本機械学会 材料力学部門　運営委員会 委員

    2014/04 - 2018/03

  • 日本機械学会 機械材料・材料加工部門　運営委員会 委員

    2013/04 - 2018/03

  • Mechanical Engineering Journal　Guest Associate Editor (Special issue on Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 2016)

    2016/04 - 2017/03

  • 日本機械学会 材料力学部門　表彰委員会 委員

    2014/04 - 2015/03

  • 文部科学省 科学技術政策研究所 科学技術動向研究センター　専門調査員

    2013/04 - 2015/03

  • Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering　Guest Editor (Special Issue on the 2012 M&M Young Researchers' Symposium)

    2013/04 - 2014/03

  • 日本非破壊検査協会 東北支部　副支部長

    2008/04 - 2014/03

  • 日本非破壊検査協会 東北支部　商議員

    2006/04 - 2012/03

  • Nature Publishing Group　Reader Panel

    2008/10 - 2010/09

  • 日本非破壊検査協会 表面探傷分科会　幹事

    2004/04 - 2010/03

  • 高温ガス炉黒鉛構造物の規格化のための調査検討特別専門委員会　委員

    2008/04 - 2009/03

  • 日本機械学会 バイオエンジニアリング部門 第35回バイオエンジニアリング講演会　実行委員会 委員

    2023/06 -

  • International Conference on Materials and Processing (ICM&P2022)　Scientific Committee, Member

    2022/11 -

  • 第13回マイクロ・ナノ工学シンポジウム　実行委員会 プログラム委員長

    2022/11 -

  • 日本機械学会 材料力学部門 M&M2022材料力学カンファレンス　実行委員会 実行委員

    2022/09 -

  • 日本機械学会 機械材料・材料加工部門 第29回機械材料・材料加工技術講演会（M&P2021）　実行委員会 実行委員長

    2021/11 -

  • The 5th Asian Symposium on Material and Processing 2018 (ASMP2018)　Scientific and Program Committee, Chair

    2018/12 -

  • 6th US-Japan NDT Symposium　Organizing Committee & Paper and Program Committee, Member

    2018/07 -

  • 日本非破壊検査協会 平成28年度秋季講演大会　実行委員会 実行委員長

    2016/10 -

  • 日本機械学会 東北支部 第49期総会・講演会　実行委員会 委員

    2014/03 -

  • 日本機械学会 M&M若手シンポジウム2012　実行委員

    2012/08 -

  • The 13th Asia-Pacific Conference on Non- Destructive Testing　Organising Committee, Member

    2009/11 -

  • 日本機械学会 東北支部 第43期総会・講演会　実行委員会 委員

    2008/03 -

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Professional Memberships 4

  • The American Society of Mechanical Engineers

  • The Society of Materials Science, Japan

  • The Japanese Society for Non-Destructive Inspection

  • The Japan Society of Mechanical Engineers

Research Interests 3

  • Nondestructive Evaluation

  • Ultrasonic Measurements

  • Strength of Materials

Research Areas 1

  • Manufacturing technology (mechanical, electrical/electronic, chemical engineering) / Machine materials and mechanics /

Awards 18

  1. 部門賞（業績賞）

    2024/09　日本機械学会機械材料・材料加工部門

  2. 島田賞

    2023/04　日本非破壊検査協会東北支部

  3. フェロー

    2023/02　日本機械学会

  4. 部門一般表彰 貢献表彰

    2021/11　日本機械学会マイクロ・ナノ工学部門

  5. 部門一般表彰 (優秀講演論文部門)

    2016/09　日本機械学会 機械材料・材料加工部門　電流付与下における金属極細線の微細結晶粒の成長について

  6. JSME Medal for Outstanding Paper

    2016/04/21　一般社団法人 日本機械学会　『Joule Heat Welding of Thin Wires to Thin Films』 Mechanical Engineering Journal, 1巻, 3号（2014年6月）

  7. Ohji - Ohtsuka - Okamura Award for Promising Researchers

    2015/10/13　The Committee on Fracture Mechanics, The Society of Materials Science, Japan

  8. The Young Scientists' Prize, The Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology

    2014/04/15　文部科学省　マイクロ／ナノ接触界面での特異物理現象の解明と利用の研究

  9. M&M2010材料力学カンファレンス優秀講演表彰

    2010/10/30　日本機械学会材料力学部門　白金極細線の降伏現象について

  10. 日本機械学会東北支部技術研究賞

    2010/03/12　日本機械学会東北支部　音響共鳴現象を利用した車両鋼板塗膜の高精度厚さ測定計の開発

  11. 第8回インテリジェント・コスモス奨励賞

    2009/05/13　財団法人インテリジェント・コスモス学術振興財団　固体接触界面における高周波数超音波伝達とその材料評価への応用

  12. みやぎ産業科学振興基金研究奨励賞

    2006/05/29　みやぎ産業科学振興基金　超音波共鳴を利用した高分解能ドライ音響顕微鏡に関する研究

  13. FFIT Young Researcher Award

    2006/04/22　船井情報科学振興財団　非水浸超音波顕微鏡法に関する研究

  14. JSME Young Engineers Award

    2005/04/08　社団法人 日本機械学会　電子パッケージ内部欠陥の高分解能非破壊評価のためのドライコンタクト超音波伝達の研究

  15. 日本非破壊検査協会新進賞

    2005/01　（社）日本非破壊検査協会

  16. 第17回エレクトロニクス実装学術講演大会研究奨励賞

    2004/03　（社）エレクトロニクス実装学会

  17. 東北大学工学研究科長賞

    2004/03　東北大学大学院工学研究科

  18. 東北大学総長賞

    2004/03　東北大学

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Papers 119

  1. ZnO-Based Chemiresistive Ion Sensors for Identifying Alkali Metal and Alkaline Earth Metal Ions in Solutions

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    IEEE Sensors Letters　2025/08

    DOI： 10.1109/LSENS.2025.3586242 　

  2. Erratum to: Extraction of the outer edge of spot welds from the acoustic image with the aid of image processing

    Hironori Tohmyoh, Masato Ito, Yuta Hasegawa, Yoichi Matsui

    The International Journal of Advanced Manufacturing Technology　2025/06

    DOI： 10.1007/s00170-025-15660-2 　

  3. Experimental relationship between the Seebeck and Peltier effects in thermoelectric modules based on Fe and Al metals

    Yoshinari Kimura, Kohei Utsumi, Hironori Tohmyoh

    Applied Thermal Engineering　255　124009-124009　2024/10

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.applthermaleng.2024.124009 　

    ISSN： 1359-4311

  4. Effect of oxygen content in CuO x nanofilms on chloride ion detection for ion sensor applications

    Yoshinari Kimura, Michihiro Sasaki, Hironori Tohmyoh

    Japanese Journal of Applied Physics　63　(9)　095502-095502　2024/09/02

    Publisher: IOP Publishing

    DOI： 10.35848/1347-4065/ad7342 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

    More details Close

    Abstract Sensors for detecting chloride ions have been required for routine monitoring of industry and human health. This study proposes a concept of an ion sensor based on CuO x nanofilms with different oxygen contents. The CuO x -based sensors exhibited an increase in DC current for those with low oxygen content and a decrease for those with high oxygen content following exposure to a chloride ion solution. AC impedance analysis suggested differential reactions of chloride ions in the bulk and surface regions of CuO x , dependent on the oxygen content. For the CuO x -based sensors with a ratio of 0.78 oxygen to copper atoms at chloride ion concentrations of 10−1000 ppm, the sensitivity in the bulk region calculated from AC impedance was 61−2926, which was higher than the sensitivity of 1.3−2.6 calculated from DC impedance. Finally, CuO x -based sensors demonstrated identifiability for chloride ions compared to sodium and calcium ions.

  5. Effects of two types of surface treatments on the structural elasticity of human fingernails

    Hironori Tohmyoh, Masaru Abukawa

    Skin Research and Technology　2024/05

    DOI： 10.1111/srt.13740 　

  6. Femtosecond laser treatment of SWNT onto metal electrodes and its effect on carbon nanotube field effect transistor

    Jianlei Cui, Fengqi Wei, Yang Cheng, Huanhuan Mei, Kai Da Xu, Hironori Tohmyoh, Xuesong Mei

    Optics and Laser Technology　171　2024/04

    DOI： 10.1016/j.optlastec.2023.110431 　

    ISSN： 0030-3992

  7. Pencil-Shaped Necking of Thick Al Whisker Grown by Stress-Induced Migration and Enhancement of Tensile Strength

    Thomas H. Ludwig, Keiichi Shirasu, Hironori Tohmyoh

    Advanced Engineering Materials　26　(8)　2024/04

    DOI： 10.1002/adem.202302081 　

    ISSN： 1438-1656

    eISSN： 1527-2648

  8. Fracture mechanism of carbon fiber-reinforced thermoplastic composite laminates under compression after impact

    Yoshiko Nagumo, Miyu Hamanaka, Keiichi Shirasu, Kazuki Ryuzono, Akinori Yoshimura, Hironori Tohmyoh, Tomonaga Okabe

    Journal of Composite Materials　2024/03/12

    Publisher: SAGE Publications

    DOI： 10.1177/00219983241240622 　

    ISSN： 0021-9983

    eISSN： 1530-793X

    More details Close

    Thermoplastic carbon fiber-reinforced plastics (CFRPs) are increasingly utilized in the aerospace industry owing to their beneficial properties and enhanced formability relative to thermoset CFRPs. Despite the extensive use of these materials, studies focusing on compression after impact (CAI) tests with impact energies exceeding 20 J for thermoplastic CFRPs remain scarce. This study examines CAI tests on quasi-isotropic laminates of thermoplastic CFRP, subjected to a low-velocity impact energy of 27.04 J. For comparison, quasi-isotropic laminates of thermoset CFRP were subjected to a low-velocity impact energy of 36.5 J. These tests reveal that the CAI strength of both materials is comparable, notwithstanding the lower fiber volume fraction in the thermoplastic CFRP. Further, this research incorporates a finite element (FE) analysis to investigate the damage mechanisms in thermoplastic CFRP. The FE model, integrating interlaminar damage observed during the impact tests, accurately predicted the relationship between compressive stress and strain, correlating closely with the experimental outcomes. It was observed that both interlaminar and intralaminar damage propagation were constrained until the point of maximum compressive stress. Prior to reaching this maximum, a region of elevated compressive stress in the fiber direction was noted in the 0° layer near the non-impacted side. These findings indicate that the compressive stress in the fiber direction in the 0° layer adjacent to the non-impacted side is pivotal in dictating the final failure, which determines the CAI strength of thermoplastic CFRP laminates.

  9. Effect of trapezoidal pattern on deflection of sandwich panel with corrugated core

    後藤明, 燈明泰成

    日本機械学会論文集(Web)　90　(933)　2024

    ISSN： 2187-9761

  10. Micromechanics study of short carbon fiber-reinforced thermoplastics fabricated via 3D printing using design of experiments

    Keiichi Shirasu, Yudai Yamaguchi, Yamato Hoshikawa, Gota Kikugawa, Hironori Tohmyoh, Tomonaga Okabe

    Materials Science and Engineering: A　2024/01

    DOI： 10.1016/j.msea.2023.145971 　

  11. Nanostructure-Based Solution Sensor Fabricated with p-CuOx/n-TiO2 Nanojunctions To Identify Species and Concentrations of Alcohol Molecules

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    Langmuir　40　(1)　1079-1086　2023/12/27

    Publisher: American Chemical Society (ACS)

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.3c03330 　

    ISSN： 0743-7463

    eISSN： 1520-5827

  12. Nanoindentation study of human fingernail for determining its structural elasticity

    Hironori Tohmyoh, Masaru Abukawa

    Skin Research and Technology　29　1-6　2023/10

    DOI： 10.1111/srt.13456 　

  13. Resistive Ion Sensors Based on Metal–Oxide–Semiconductor Nanostructures Formed by Heating Metal Foil

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    IEEE Sensors Letters　7　(9)　1-4　2023/09

    Publisher: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)

    DOI： 10.1109/lsens.2023.3307098 　

    eISSN： 2475-1472

  14. Experimental and numerical investigation of the relationship between material defects and elastoplasticity behavior of 3D-printed carbon-fiber-reinforced thermoplastics under compressive loading

    Yamato Hoshikawa, Keiichi Shirasu, Ryo Higuchi, Yoshiaki Kawagoe, Hironori Tohmyoh, Tomonaga Okabe

    Composites Science and Technology　110116-110116　2023/06

    Publisher: Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.compscitech.2023.110116 　

    ISSN： 0266-3538

  15. Fabrication of Cu oxide/TiO<inf>2</inf>p-n nanojunctions by stress-induced migration

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    Journal of Applied Physics　133　(11)　2023/03/21

    DOI： 10.1063/5.0136274 　

    ISSN： 0021-8979

    eISSN： 1089-7550

  16. Evaluation of quality of thick photoresist film by acoustic resonant imaging technique

    Hyelin Kim, Hironori Tohmyoh

    Journal of Vacuum Science and Technology B　41　(2)　2023/03

    DOI： 10.1116/6.0002459 　

    ISSN： 2166-2746

    eISSN： 2166-2754

  17. Relationship between the length of panel side and the deflection of sandwich panels with corrugated core

    Akira GOTO, Hironori TOHMYOH

    89　(918)　1-11　2023

    Publisher: Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/transjsme.22-00282 　

    eISSN： 2187-9761

  18. Grain growth of Cu wires during Joule heat welding

    Hironori Tohmyoh, Taiga Sakatoku

    Journal of Vacuum Science and Technology B　41　(1)　2023/01

    DOI： 10.1116/6.0002337 　

    ISSN： 2166-2746

    eISSN： 2166-2754

  19. Growth of thick and long Fe oxide whiskers from Fe plate covered with SiO<inf>2</inf> layer

    Thomas Heinrich Ludwig, Hironori Tohmyoh

    Journal of Crystal Growth　597　2022/11/01

    DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2022.126849 　

    ISSN： 0022-0248

  20. Copper Oxide Solution Sensor Formed on a Thin Film Having Nanowires for Detecting Ethanol in Water

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    Langmuir　38　(38)　11573-11580　2022/09/27

    DOI： 10.1021/acs.langmuir.2c01160 　

    ISSN： 0743-7463

    eISSN： 1520-5827

  21. Division of force among layers constituting human hair during bending and tension

    Hironori Tohmyoh, Kei Futada

    Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials　133　2022/09

    DOI： 10.1016/j.jmbbm.2022.105346 　

    ISSN： 1751-6161

    eISSN： 1878-0180

  22. Acoustic resonant imaging technique for visualizing the acoustic properties and thickness of polymer film on substrate

    Hyelin Kim, Hironori Tohmyoh

    Review of Scientific Instruments　93　(6)　2022/06/01

    DOI： 10.1063/5.0097062 　

    ISSN： 0034-6748

    eISSN： 1089-7623

  23. Effect of the geometric shape of nanostructures formed on Cu oxide thin films by the stress-induced migration on electrical characteristics

    Yoshinari Kimura, Hironori Tohmyoh

    Scripta Materialia　210　2022/03/15

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2021.114469 　

    ISSN： 1359-6462

  24. Deflection behavior of sandwich panel with corrugated core of trapezoidal cross section

    Akira GOTO, Hironori TOHMYOH

    Transactions of the JSME (in Japanese)　88　(905)　1-11　2022

    Publisher: Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/transjsme.21-00293 　

    eISSN： 2187-9761

  25. Tensile Strength of Thin Pt Wires Welded by Joule Heat

    Hironori Tohmyoh, Taro Mase, Taiga Sakatoku

    Journal of Materials Engineering and Performance　2022

    DOI： 10.1007/s11665-022-07420-0 　

    ISSN： 1059-9495

    eISSN： 1544-1024

  26. Rapid growth of ultra-long Al whiskers from TiN/Al/Si island structures

    Thomas Heinrich Ludwig, Hironori Tohmyoh

    Journal of Crystal Growth　574　2021/11/15

    DOI： 10.1016/j.jcrysgro.2021.126311 　

    ISSN： 0022-0248

  27. Extraction of the outer edge of spot welds from the acoustic image with the aid of image processing

    Hironori Tohmyoh, Masato Ito, Yuta Hasegawa, Yoichi Matsui

    International Journal of Advanced Manufacturing Technology　114　(5-6)　1731-1740　2021/05

    DOI： 10.1007/s00170-021-06998-4 　

    ISSN： 0268-3768

    eISSN： 1433-3015

  28. The use of potential drop measurements to predict the temperature distribution in a thin wire with current flowing through it

    Hironori Tohmyoh, Kyohei Hiwatashi

    Microsystem Technologies　27　(3)　639-648　2021/03

    DOI： 10.1007/s00542-020-05043-w 　

    ISSN： 0946-7076

    eISSN： 1432-1858

  29. Structural elasticity for tensile deformation of a single human hair and the comparison with it for the bending deformation

    Hironori Tohmyoh, Kento Fujita, Hitoshi Suzuki, Kei Futada

    Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials　113　2021/01

    DOI： 10.1016/j.jmbbm.2020.104166 　

    ISSN： 1751-6161

    eISSN： 1878-0180

  30. Molecular dynamics simulation study on the interfacial contact behavior between single-walled carbon nanotubes and nanowires

    Jianlei Cui, Xiaoying Ren, Huanhuan Mei, Xuewen Wang, Jianwei Zhang, Zhengjie Fan, Wenjun Wang, Hironori Tohmyoh, Xuesong Mei

    Applied Surface Science　512　2020/05/15

    DOI： 10.1016/j.apsusc.2020.145696 　

    ISSN： 0169-4332

  31. Interfacial contact behavior between CNTs and AgNW with molecular dynamics simulation

    Jianlei Cui, Huanhuan Mei, Jianwei Zhang, Zhengjie Fan, Jun Yang, Wenjun Wang, Hironori Tohmyoh, Xuesong Mei

    Materials　13　(6)　2020/03/01

    DOI： 10.3390/ma13061290 　

    eISSN： 1996-1944

  32. Effect of testing conditions on the tensile properties of a single human hair and the in-situ observation of cuticles during the tensile deformation by an optical microscope

    Kento FUJITA, Hironori TOHMYOH

    Transactions of the JSME (in Japanese)　86　(890)　1-9　2020

    Publisher: Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/transjsme.20-00043 　

    eISSN： 2187-9761

  33. Corrosion behavior of Ag film lines in atmospheric conditions estimated by means of electrical resistance technique

    Takahiro Sasaki, Hironori Tohmyoh

    Journal of Vacuum Science and Technology B: Nanotechnology and Microelectronics　38　(1)　2020/01/01

    DOI： 10.1116/1.5132765 　

    ISSN： 2166-2746

    eISSN： 2166-2754

  34. Detection of an electromotive force during resistance spot welding and its correlation with nugget growth

    Hironori Tohmyoh, Yuta Hasegawa, Yoichi Matsui

    Journal of Testing and Evaluation　47　(6)　4239-4248　2019/11/01

    DOI： 10.1520/JTE20180384 　

    ISSN： 0090-3973

  35. Atomic-Scale Simulation of the Contact Behavior and Mechanism of the SWNT-AgNW Heterostructure

    Jianlei Cui, Jianwei Zhang, Xuewen Wang, Barayavuga Theogene, Wenjun Wang, Hironori Tohmyoh, Xiaoqiao He, Xuesong Mei

    Journal of Physical Chemistry C　123　(32)　19693-19703　2019/08/15

    DOI： 10.1021/acs.jpcc.9b05181 　

    ISSN： 1932-7447

    eISSN： 1932-7455

  36. Trial for Monitoring the Water Temperature Utilizing the Frequency Dependence of Reflection Coefficient of Ultrasound Passing Through Thin Layer

    Hironori Tohmyoh, Shu Terashima

    Journal of Nondestructive Evaluation, Diagnostics and Prognostics of Engineering Systems　2　(2)　2019/05

    DOI： 10.1115/1.4042871 　

    ISSN： 2572-3901

    eISSN： 2572-3898

  37. Determination of the Structural Elasticity of Human Fingernails by Bending Test and Comparison With the Structural Elasticity of Human Hair

    Hironori Tohmyoh, Daiki Taniguchi

    Journal of Engineering and Science in Medical Diagnostics and Therapy　2　(3)　031001-1-031001-7　2019/04/01

    Publisher: ASME International

    DOI： 10.1115/1.4042926 　

    ISSN： 2572-7958

    eISSN： 2572-7966

    More details Close

    A bending test scheme for accurately determining the structural elasticity of human nails is reported. The structural elasticity expresses the deformability of a multilayered material for bending, and it is the flexural rigidity without depending on the external dimensions. The human nail samples used in this study were prepared from the free ends of the nails and are, therefore, curved, so the equation to determine the structural elasticity was derived from elastic, curved beam theory. The structural elasticity of the nail samples determined by the bending tests was found to be 2.19 GPa, and this value decreased by about 50% when nail polish was put on the nails. Lower value of the Young's modulus of the nail polish was found to cause decrease in the structural elasticity of the sample. Moreover, we also measured the structural elasticity of samples of hair prepared from the same person by the bending tests. Surprisingly, the structural elasticity of the hair (4.37 GPa) was found to be twice that of the nails.

  38. Thermal boundary conditions around thin Pt wires under the current supply and its application for Joule heat welding of wires having various diameters

    Hironori TOHMYOH, Kanta YAMAGUCHI

    Mechanical Engineering Journal　6　(3)　1-8　2019

    Publisher: Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/mej.18-00509 　

    eISSN： 2187-9745

  39. The effect of oxidation temperature on the thermoelectric performance of a plate-type thermoelectric power generator

    Naoto Ogi, Hironori Tohmyoh

    Japanese Journal of Applied Physics　58　(SD)　2019

    DOI： 10.7567/1347-4065/ab0886 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  40. The Mechanical Properties of Polycrystalline Cu Microwires Having the Crystal Grains Grown by Joule Heating Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, A. Fukuda, Y. Kimura

    J. Soc. Mater. Sci., Jpn　68　(5)　443-449　2019

    DOI： 10.2472/jsms.68.443 　

    ISSN： 0514-5163

    eISSN： 1880-7488

  41. Enhancing the focused ion beam etch rate of Ag films by Joule heating

    Takahiro Sasaki, Hironori Tohmyoh

    Journal of Vacuum Science and Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena　36　(6)　2018/11/01

    Publisher: American Vacuum Society

    DOI： 10.1116/1.5054991 　

    ISSN： 2166-2746

    eISSN： 2166-2754

  42. On the correlation between the curvature of the human eyelash and its geometrical features Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, M. Ishihara, K. Ikuta, T. Watanabe

    Acta Biomaterialia　76　108-115　2018

    DOI： 10.1016/j.actbio.2018.07.005 　

    ISSN： 1742-7061

    eISSN： 1878-7568

  43. A T-shaped, plate-type thermoelectric power generator for realizing the higher power density at a small temperature difference Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, T. Daimon, N. Ohgi

    Journal of Physics: Conf. Series　1052　(1)　1-4　2018

    DOI： 10.1088/1742-6596/1052/1/012015 　

    ISSN： 1742-6588

    eISSN： 1742-6596

  44. A multi-layered thermoelectric power generator fabricated by stacking thermoelectric plates Peer-reviewed

    Toshinori Daimon, Hironori Tohmyoh

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　56　(6)　2017/06

    DOI： 10.7567/JJAP.56.06GN05 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  45. Multi-layered microwire with a bi-metal tip for thermoelectric applications Peer-reviewed

    Sampo Eero Siukonen, Toshinori Daimon, Hironori Tohmyoh

    APPLIED THERMAL ENGINEERING　107　747-749　2016/08

    DOI： 10.1016/j.applthermaleng.2016.07.041 　

    ISSN： 1359-4311

  46. Change in the waveform of broadband ultrasound reflected back from a sample via a polymer film Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Shota Mukaimine

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　55　(7)　078001-1-078001-3　2016/07

    DOI： 10.7567/JJAP.55.078001 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  47. A plate-type thermoelectric power generator with an oxidized bi-metal interface for power generation from a small temperature difference Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Toshinori Daimon

    MICROELECTRONIC ENGINEERING　159　38-41　2016/06

    DOI： 10.1016/j.mee.2016.02.030 　

    ISSN： 0167-9317

    eISSN： 1873-5568

  48. Fabrication of thermoelectric circuits by joining metallic microwires and the effect of the length of the wire on the thermoelectromotive force Peer-reviewed

    Akihito Watanabe, Hironori Tohmyoh

    RENEWABLE ENERGY　83　41-46　2015/11

    DOI： 10.1016/j.renene.2015.04.018 　

    ISSN： 0960-1481

    eISSN： 1879-0682

  49. Determination of acoustic properties of thin polymer films utilizing the frequency dependence of the reflection coefficient of ultrasound Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Yuhei Sakamoto

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS　86　(11)　114901-1-114901-6　2015/11

    DOI： 10.1063/1.4935501 　

    ISSN： 0034-6748

    eISSN： 1089-7623

  50. Evaluation of the nugget diameter in spot welded joints between two steel sheets by means of a potential drop technique Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Hidetomo Ikarashi, Yoichi Matsui, Yuta Hasegawa, Satoshi Obara

    MEASUREMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY　26　(8)　085602-1-085602-7　2015/08

    DOI： 10.1088/0957-0233/26/8/085602 　

    ISSN： 0957-0233

    eISSN： 1361-6501

  51. Welding dissimilar metal microwires by Joule heating Peer-reviewed

    Takuya Sunagawa, Hironori Tohmyoh

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　54　(6)　06FL01-1-06FL01-5　2015/06

    DOI： 10.7567/JJAP.54.06FL01 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  52. A parameter governing the melting induced at the micrometer level in a dissimilar metal wire system by Joule heating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Takuya Sunagawa

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　117　(23)　234901-1-234901-6　2015/06

    DOI： 10.1063/1.4922633 　

    ISSN： 0021-8979

    eISSN： 1089-7550

  53. Fast and uniform heating of Cu microwires using electrical current Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Yohei Matsudo

    APPLIED PHYSICS EXPRESS　8　(4)　045503-1-045503-3　2015/04

    DOI： 10.7567/APEX.8.045503 　

    ISSN： 1882-0778

    eISSN： 1882-0786

  54. Inspection of the physical contact between two steel sheets by means of a potential drop technique Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Hidetomo Ikarashi, Yuta Hasegawa, Satoshi Obara, Yoichi Matsui

    NDT & E INTERNATIONAL　68　28-32　2014/12

    DOI： 10.1016/j.ndteint.2014.08.003 　

    ISSN： 0963-8695

    eISSN： 1879-1174

  55. Monitoring the thermal oxidation of thin polymer films by means of acoustic resonant spectroscopy Peer-reviewed

    Yuhei Sakamoto, Hironori Tohmyoh

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　53　(8)　086601-1-086601-4　2014/08

    DOI： 10.7567/JJAP.53.086601 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  56. Joule Hat Welding of Thin Wires to Thin Films Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, M. Fujimori

    Mech. Eng. J.　1　(3)　1-10　2014/06

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/mej.2014smm0010 　

    ISSN： 2187-9745

    More details Close

    To effectively use micro or nano materials and create advanced materials systems from them, welding techniques for such small scale materials are vital. For this purpose, the tips of two thin wires were welded together with Joule heat and the conditions required to achieve it was discovered experimentally. In this paper, the Joule heat welding of thin wires to thin films deposited on substrates is described. To derive the conditions required to achieve this, a heat conduction model for a cylindrical element in the film located at the contact between the wire and the film is considered and the critical thickness of the film above which the welding conditions are independent of film thickness is derived analytically. The validity of the heat conduction model was experimentally verified by welding 0.8 μm diameter Pt wires onto thin Pt films on electrically-insulated substrates. The experiments are performed for various combinations of the length of the wire and the thickness of the films. The current required for welding the wires onto the films having the thickness over the critical thickness are investigated and the conditions required for the welding are found to be coincident with those for welding the tips of two wires with Joule heat.

  57. Acoustic study of a linear low-density polyethylene film after modification of the crystalline structure by heating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Yuhei Sakamoto

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS　85　(2)　024902-1-024902-5　2014/02

    DOI： 10.1063/1.4865757 　

    ISSN： 0034-6748

    eISSN： 1089-7623

  58. Characterization of polymer thin coating on substrate by acoustic resonant spectroscopy Peer-reviewed

    Tomoya Sunaga, Hironori Tohmyoh, Manabu Suzuki

    THIN SOLID FILMS　544　437-442　2013/10

    DOI： 10.1016/j.tsf.2013.02.085 　

    ISSN： 0040-6090

  59. Numerical analysis of the electrical failure of a metallic nanowire mesh due to Joule heating Peer-reviewed

    Yuan Li, Kaoru Tsuchiya, Hironori Tohmyoh, Masumi Saka

    NANOSCALE RESEARCH LETTERS　8　(1)　1-9　2013/08

    DOI： 10.1186/1556-276X-8-370 　

    ISSN： 1931-7573

    eISSN： 1556-276X

  60. Local Modification of Cu Microwires by Joule Heating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Mitsuharu Ishihara

    APPLIED PHYSICS EXPRESS　6　(7)　077302-1-077302-4　2013/07

    DOI： 10.7567/APEX.6.077302 　

    ISSN： 1882-0778

    eISSN： 1882-0786

  61. Joule Heat Welding of Thin Platinum and Tungsten Wires and the Thermoelectric Effects around Bi-Metal Junctions Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, T. Tanaka, M. Fujimori, M. Saka

    Journal of Micro and Nano-Manufacturing　1　(2)　024501-1-024501-4　2013/06

  62. Welding Thin Pt Wires with Dissimilar Diameters by Joule Heating Peer-reviewed

    Masato Fujimori, Hironori Tohmyoh

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　52　(6)　06GH01-1-06GH01-4　2013/06

    DOI： 10.7567/JJAP.52.06GH01 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  63. Extending the fatigue life of Pb-free SAC solder joints under thermal cycling Peer-reviewed

    Shoho Ishikawa, Hironori Tohmyoh, Satoshi Watanabe, Tomonori Nishimura, Yoshikatsu Nakano

    MICROELECTRONICS RELIABILITY　53　(5)　741-747　2013/05

    DOI： 10.1016/j.microrel.2013.02.011 　

    ISSN： 0026-2714

  64. Fabrication of Single-Crystalline Iron Oxide Fe3O4 Nanowires from an Oxidized Fe Plate Subjected to Bending Stress Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Akihito Watanabe

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　82　(4)　044804-1-044804-4　2013/04

    DOI： 10.7566/JPSJ.82.044804 　

    ISSN： 0031-9015

    eISSN： 1347-4073

  65. Strength and Fracture Behavior of Ultrathin Pt Wires Peer-reviewed

    M. A. Salam Akanda, Hironori Tohmyoh

    INTERNATIONAL JOURNAL OF FRACTURE　180　(2)　269-274　2013/04

    DOI： 10.1007/s10704-013-9805-8 　

    ISSN： 0376-9429

    eISSN： 1573-2673

  66. Effect of the Thermomechanical Properties of No-Flow Underfill Materials on Interconnect Reliability Peer-reviewed

    Satoru Katsurayama, Hironori Tohmyoh

    IEEE TRANSACTIONS ON COMPONENTS PACKAGING AND MANUFACTURING TECHNOLOGY　3　(3)　370-376　2013/03

    DOI： 10.1109/TCPMT.2012.2236838 　

    ISSN： 2156-3950

    eISSN： 2156-3985

  67. Heat conduction model for nanowire applications Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh

    Applied Physics Letters　102　(8)　084107-1-084107-4　2013/02/25

    DOI： 10.1063/1.4794146 　

    ISSN： 0003-6951

  68. Estimation and visualization of the fatigue life of Pb-free SAC solder bump joints under thermal cycling Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Shoho Ishikawa, Satoshi Watanabe, Motohisa Kuroha, Yoshikatsu Nakano

    Microelectronics Reliability　53　(2)　314-320　2013/02

    DOI： 10.1016/j.microrel.2012.08.012 　

    ISSN： 0026-2714

  69. Detection of Micro-Bubbles in Thin Polymer Films by Means of Acoustic Resonant Spectroscopy Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Hidetomo Ikarashi

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　52　(2)　028001-1-028001-2　2013/02

    DOI： 10.7567/JJAP.52.028001 　

    ISSN： 0021-4922

    eISSN： 1347-4065

  70. A time-dependent direct current potential drop method to evaluate thickness of an oxide layer formed naturally and thermally on a large surface of carbon steel Peer-reviewed

    Md. Rostom Ali, Masumi Saka, Hironori Tohmyoh

    THIN SOLID FILMS　525　77-83　2012/12

    DOI： 10.1016/j.tsf.2012.10.089 　

    ISSN： 0040-6090

  71. Measurement of Coating Thickness Utilizing Acoustic Resonance Phenomenon: On the Comparison of Ultrasonic Transducers Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, T. Sunaga, M. Suzuki

    Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　61　(11)　597-604　2012/11

    Publisher: The Japanese Society for Non-Destructive Inspection

    DOI： 10.11396/jjsndi.61.597 　

    ISSN： 0367-5866

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    This paper describes a technique for measuring the thickness of both side coatings on steel plates. The technique utilizes the acoustic resonance phenomena which occurs at the top and back surfaces of the plate. The values of thickness of both surfaces are determined from both surface echoes or only the rear surface echo. Focused and non-focused ultrasonic transducers were employed in this study and the effect of acoustic focusing on the accuracy of thickness measurement was investigated. The thickness of both side coatings was between 10 and 30 μm, and the corresponding resonant frequency was between 20 and 90MHz. The values of thickness at both surfaces of the plate, evaluated by both types of ultrasonic transducers, were in good agreement with those observed directly by the microscope after the ultrasonic measurement. The experimental facts suggested that acoustic focusing did not affect the accuracy of thickness measurement. Focused ultrasonic transducer demonstrated the local measurement of the coating thickness and the evaluated area was estimated to be 45 μm. On the other hand, simultaneous measurement of the thickness of both side coatings was possible with the non-focused ultrasonic transducer.

  72. Non-contact evaluation of the electrical conductivity of thin metallic films by eddy current microscopy Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Shoho Ishikawa, Mikio Muraoka

    SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS　44　(9)　1294-1298　2012/09

    DOI： 10.1002/sia.5005 　

    ISSN： 0142-2421

    eISSN： 1096-9918

  73. Mechanical Properties of Thin Al Wires Prepared by Electromigration Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Md Abdus Salam Akanda, Yuki Nobe

    JOURNAL OF THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN　81　(9)　094803-1-094803-4　2012/09

    DOI： 10.1143/JPSJ.81.094803 　

    ISSN： 0031-9015

    eISSN： 1347-4073

  74. Manipulation and Joule heat welding of Ag nanowires prepared by atomic migration Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Satoru Fukui

    JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH　14　(9)　1116-1-1116-9　2012/09

    DOI： 10.1007/s11051-012-1116-x 　

    ISSN： 1388-0764

    eISSN： 1572-896X

  75. Microstructural and electrical characterization of Joule heat welds in ultrathin Pt wires Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Masato Fujimori

    PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES　46　33-37　2012/09

    DOI： 10.1016/j.physe.2012.09.003 　

    ISSN： 1386-9477

  76. Creep behavior of glass-fiber-reinforced nylon 6 products Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Yusuke Ito, Kazuteru Eguchi, Wataru Daido, Jiro Utsunomiya, Yoshikatsu Nakano

    JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE　124　(5)　4213-4221　2012/06

    DOI： 10.1002/app.35393 　

    ISSN： 0021-8995

    eISSN： 1097-4628

  77. Simultaneous observation of acoustic resonance phenomena at both surfaces of a plate coated with thin layers Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Tomoya Sunaga, Manabu Suzuki

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS　83　(3)　034903-1-034903-4　2012/03

    DOI： 10.1063/1.3698088 　

    ISSN： 0034-6748

  78. Comparison of stress migration and electromigration in the fabrication of thin Al wires Peer-reviewed

    Yebo Lu, Hironori Tohmyoh, Masumi Saka

    THIN SOLID FILMS　520　(9)　3448-3452　2012/02

    DOI： 10.1016/j.tsf.2011.12.054 　

    ISSN： 0040-6090

  79. Precision friction measurement between ultrathin wire and microprobe Peer-reviewed

    M. A. Salam Akanda, H. Tohmyoh, M. Saka

    SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL　172　(1)　189-194　2011/12

    DOI： 10.1016/j.sna.2011.05.020 　

    ISSN： 0924-4247

  80. Enhancement of Al thin wire fabrication by using electromigration in relation to the discharge resistance of the atoms Peer-reviewed

    Yebo Lu, Hironori Tohmyoh, Masumi Saka, Hongliang Pan

    OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS-RAPID COMMUNICATIONS　5　(11)　1219-1222　2011/11

    ISSN： 1842-6573

  81. Accurate determination of the structural elasticity of human hair by a small-scale bending test Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Mitsuharu Ishihara, M. A. Salam Akanda, Satoshi Yamaki, Tomoko Watanabe, Tokuro Iwabuchi

    JOURNAL OF BIOMECHANICS　44　(16)　2833-2837　2011/11

    DOI： 10.1016/j.jbiomech.2011.07.025 　

    ISSN： 0021-9290

  82. Small-span bending test for determination of elastic-plastic properties of ultrathin Pt wires Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, M. A. Salam Akanda, Masumi Saka

    APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING　103　(2)　285-291　2011/05

    DOI： 10.1007/s00339-010-6050-0 　

    ISSN： 0947-8396

    eISSN： 1432-0630

  83. Tip to Side Welding of Ultrathin Pt Wires by Joule Heating Peer-reviewed

    Satoru Fukui, Hironori Tohmyoh

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　50　(5)　2011/05

    DOI： 10.1143/JJAP.50.057201 　

    ISSN： 0021-4922

  84. Forming microstructures by controlling the accumulation and discharge of Al atoms by electromigration Peer-reviewed

    Y. Lu, H. Tohmyoh, M. Saka

    JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS　44　(4)　2011/02

    DOI： 10.1088/0022-3727/44/4/045501 　

    ISSN： 0022-3727

  85. On melting phenomenon at nanocontacts of thin metallic wires in comparison with fracture mechanics Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh

    Strength, Fracture and Complexity　7　(2)　169-175　2011

    DOI： 10.3233/SFC-2011-0135 　

    ISSN： 1567-2069

  86. Evaluation of Electrical Resistivity of Oxide Scale Formed under Different Conditions Peer-reviewed

    M. R. Ali, M. Saka, H. Tohmyoh, M. A. S. Akanda

    J. Solid Mech. Mater. Eng.　4　(12)　1732-1741　2010/11

    DOI： 10.1299/jmmp.4.1732 　

  87. Controlling Ag whisker growth using very thin metallic films Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, M. Yasuda, Masumi Saka

    SCRIPTA MATERIALIA　63　(3)　289-292　2010/08

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2010.04.013 　

    ISSN： 1359-6462

  88. Checking Surface Contamination and Determination of Electrical Resistivity of Oxide Scale Deposited on Low Carbon Steel by DC Potential Drop Method Peer-reviewed

    Md Rostom Ali, Masumi Saka, Hironori Tohmyoh

    MATERIALS TRANSACTIONS　51　(8)　1414-1419　2010/08

    DOI： 10.2320/matertrans.I-M2010814 　

    ISSN： 1345-9678

    eISSN： 1347-5320

  89. An integrated compact unit for wide range micro-newton force measurement Peer-reviewed

    M.A.S. Akanda, H. Tohmyoh, M. Saka

    Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering　4　(4)　545-556　2010/04

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/jmmp.4.545 　

    ISSN： 1880-9871

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    Wide range compact sensor is preferably sought for force sensing in testing of micro objects or local area of macro objects with the observation of high resolution microscope. This paper presents the design and development of an integrated passive cantilever type force sensing unit with the specificities of range variation, interchangeability of components and compact size by incorporating with cantilever, probe and a capacitive sensor for measurement of large range micro-newton forces in wide scope of application. In the design, the tactile force at the probe perpendicularly attached to the cantilever is converted as cantilever deflection, which is measured by the capacitive sensor. In connection to a tiny capacitive sensor a compatible cantilever with double-beam structure is considered. Cantilever length variation facility is incorporated in the unit for obtaining different force measurement ranges by using the same cantilever. Characterization of the cantilever is performed against a standard load cell. The force resolution with a typical cantilever is estimated as 10 nN. The elastic property of human hair is efficiently determined by testing with the combination of a digital microscope and the developed sensor system. The utility of the unit for different resolution/range by the interchangeability of cantilevers is also demonstrated. Experimental results show that this integrated force sensing unit achieves good sensitivity and linearity, and wide measurement range.

  90. Measurement of the coating thickness on the back side of double-sided coated structures by means of acoustic resonant spectroscopy Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Manabu Suzuki

    SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY　204　(4)　546-550　2009/11

    DOI： 10.1016/j.surfcoat.2009.08.040 　

    ISSN： 0257-8972

  91. Selection of a solid layer for high-resolution acoustic imaging of IC packaging defects under dry-contact conditions Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Masumi Saka, Tsuyoshi Akaogi

    MECHANICS OF MATERIALS　41　(10)　1172-1178　2009/10

    DOI： 10.1016/j.mechmat.2009.04.001 　

    ISSN： 0167-6636

  92. Evaluation of mechanical and electrical properties of very-thin Pt wires by utilizing joining technique with Joule heating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Hironao Takeda, Md. Abdus Salam Akanda

    Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan　58　(10)　847-851　2009/10

    DOI： 10.2472/jsms.58.847 　

    ISSN： 0514-5163

  93. Self-completed Joule heat welding of ultrathin Pt wires Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Satoru Fukui

    PHYSICAL REVIEW B　80　(15)　155403-1-155403-7　2009/10

    DOI： 10.1103/PhysRevB.80.155403 　

    ISSN： 1098-0121

  94. Effect of Warpage of Flip Chip Packages Due to the Underfill Encapsulating Process on Interconnect Reliability Peer-reviewed

    Satoru Katsurayama, Hironori Tohmyoh

    JOURNAL OF ELECTRONIC PACKAGING　131　(3)　031005-1-031005-5　2009/09

    DOI： 10.1115/1.3144153 　

    ISSN： 1043-7398

    eISSN： 1528-9044

  95. Fabrication of a free-standing Pt micro-ring on an electrode chip as a small magnetic source Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Hironao Takeda, Masumi Saka

    JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING　19　(8)　085013-1-085013-5　2009/08

    DOI： 10.1088/0960-1317/19/8/085013 　

    ISSN： 0960-1317

    eISSN： 1361-6439

  96. Sensitivity of acoustic microscopy for detecting three-dimensional nanometer gaps embedded in a silicon structure Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, M. A. Salam Akanda

    JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA　126　(1)　98-102　2009/07

    DOI： 10.1121/1.3147493 　

    ISSN： 0001-4966

  97. Fabrication of Al Microspheres by Utilizing Electromigration Peer-reviewed

    Yuxin Sun, Hironori Tohmyoh, Masumi Saka

    JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY　9　(3)　1972-1975　2009/03

    DOI： 10.1166/jnn.2009.444 　

    ISSN： 1533-4880

  98. Thermoelastic damping of the axisymmetric vibration of circular plate resonators Peer-reviewed

    Yuxin Sun, Hironori Tohmyoh

    JOURNAL OF SOUND AND VIBRATION　319　(1-2)　392-405　2009/01

    DOI： 10.1016/j.jsv.2008.06.017 　

    ISSN： 0022-460X

    eISSN： 1095-8568

  99. A governing parameter for the melting phenomenon at nanocontacts by Joule heating and its application to joining together two thin metallic wires Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh

    JOURNAL OF APPLIED PHYSICS　105　(1)　014907-1-014907-9　2009/01

    DOI： 10.1063/1.3058643 　

    ISSN： 0021-8979

  100. Formation of metallic micro/nanomaterials by utilizing migration phenomena and techniques for their applications Peer-reviewed

    M. Saka, H. Tohmyoh, M. Muraoka, Y. Ju, K. Sasagawa

    Materials Science Forum　614　3-9　2009

    DOI： 10.4028/www.scientific.net/MSF.614.3 　

    ISSN： 0255-5476

    eISSN： 1662-9752

  101. Controlling electromigration to selectively form thin metal wires and metal microspheres Peer-reviewed

    Masumi Saka, Kei Kato, Hironori Tohmyoh, Yuxin Sun

    JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH　23　(11)　3122-3128　2008/11

    DOI： 10.1557/JMR.2008.0374 　

    ISSN： 0884-2914

  102. Analysis of solderless press-fit interconnections during the assembly process Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Kiichiro Yamanobe, Masumi Saka, Jiro Utsunomiya, Takeshi Nakamura, Yoshikatsu Nakano

    JOURNAL OF ELECTRONIC PACKAGING　130　(3)　031007-1-031007-6　2008/09

    DOI： 10.1115/1.2957330 　

    ISSN： 1043-7398

  103. Welding of Pt nanowires by Joule heating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Takuya Imaizumi, Hiroyuki Hayashi, Masumi Saka

    SCRIPTA MATERIALIA　57　(10)　953-956　2007/11

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2007.07.018 　

    ISSN： 1359-6462

  104. Rubber-coupled acoustic microscopy for dry inspections of industrial products Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Tsuyoshi Akaogi

    NDT & E INTERNATIONAL　40　(5)　368-373　2007/07

    DOI： 10.1016/j.ndtient.2007.01.007 　

    ISSN： 0963-8695

  105. Measurement of potential drop distribution by scanning the closely coupled probes sensor for sensitive NDE of shallow surface cracks Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Takuma Suzuki, S. Reaz Ahmed, Masumi Saka

    MATERIALS TRANSACTIONS　48　(6)　1166-1172　2007/06

    DOI： 10.2320/matertrans.I-MRA2007841 　

    ISSN： 1345-9678

    eISSN： 1347-5320

  106. Rapid and mass growth of stress-induced nanowhiskers on the surfaces of evaporated polycrystalline Cu films Peer-reviewed

    Masumi Saka, Fumihiko Yamaya, Hironori Tohmyoh

    SCRIPTA MATERIALIA　56　(12)　1031-1034　2007/06

    DOI： 10.1016/j.scriptamat.2007.02.036 　

    ISSN： 1359-6462

  107. Thermal opening technique for nondestructive evaluation of closed cracks Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Masumi Saka, Yuichi Kondo

    JOURNAL OF PRESSURE VESSEL TECHNOLOGY-TRANSACTIONS OF THE ASME　129　(1)　103-108　2007/02

    DOI： 10.1115/1.2389026 　

    ISSN： 0094-9930

  108. Measurement of acoustic impedance of thin polymeric films by acoustic resonant spectroscopy Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Takuya Imaizumi, Masumi Saka

    PROGRESSES IN FRACTURE AND STRENGTH OF MATERIALS AND STRUCTURES, 1-4　353-358　2349-2352　2007

    ISSN： 1013-9826

  109. Potential of acoustic imaging in the detection of nanometer gaps Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Masumi Saka, Hayato Hirayama

    IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL　53　(12)　2481-2483　2006/12

    DOI： 10.1109/TUFFC.2006.196 　

    ISSN： 0885-3010

  110. Dry Acoustic Microscopy for Non-Destructive Evaluation of Electronic Materials (Selection of a Solid Layer for High-Resolution Inspection) Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, M. Saka

    Trans. Jpn. Soc. Mech. Eng., Ser. A　72　(724)　1832-1837　2006/12

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaia.72.1832 　

    ISSN： 0387-5008

    More details Close

    This paper describes a way to select a solid layer for performing the high-resolution acoustic imaging of electronic materials under the dry environment. A dry acoustic microscopy performs the transduction of broadband, high-frequency ultrasound via a solid layer inserted between water and a sample. Firstly, the acoustic impedance matching between water, the layer and the sample is considered, and an equation for predicting the frequency response of inserted layer is shown. The transmission of broadband ultrasound into an acrylic resin sample is performed with the layers made of two polymers and two elastomers and without the layer, and the efficiency of dry ultrasonic transmission is determined. Based on the theoretical consideration and the experimental results, a solid layer for clearly visualizing the defects in electronic materials by means of the present dry manner is discussed. Furthermore, we demonstrate the acoustic imaging of an encapsulated package and a Si/Si bonding sample via the selected layers. The present acoustic microscope promises the realization of high-resolution acoustic imaging of the delamination of the encapsulated package and the nanometer gaps in the Si/Si bonding sample without having to immerse the samples in water.

  111. Acoustic resonant spectroscopy for characterization of thin polymer films Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Takuya Imaizumi, Masumi Saka

    REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS　77　(10)　104901-1-104901-3　2006/10

    DOI： 10.1063/1.2356859 　

    ISSN： 0034-6748

  112. Polymer acoustic matching layer for broadband ultrasonic applications (L) Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh

    JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA　120　(1)　31-34　2006/07

    DOI： 10.1121/1.2205127 　

    ISSN： 0001-4966

  113. Determination of friction coefficient of a press-fit pin in thin plating Peer-reviewed

    Hironori Tohmyoh, Kiichiro Yamanobe, Masumi Saka, Jiro Utsunomiya, Takeshi Nakamura, Yoshikatsu Nakano

    JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING　49　(3)　363-369　2006/07

    DOI： 10.1299/jsmea.49.363 　

    ISSN： 1344-7912

  114. Effective transmission of high frequency ultrasound into a silicon chip through a polymer layer Peer-reviewed

    H Tohmyoh, M Saka

    JSME INTERNATIONAL JOURNAL SERIES A-SOLID MECHANICS AND MATERIAL ENGINEERING　47　(3)　287-293　2004/07

    DOI： 10.1299/jsmea.47.287 　

    ISSN： 1344-7912

  115. Design and performance of a thin, solid layer for high-resolution, dry-contact acoustic imaging Peer-reviewed

    H Tohmyoh, M Saka

    IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL　51　(4)　432-438　2004/04

    DOI： 10.1109/TUFFC.2004.1295428 　

    ISSN： 0885-3010

  116. Dry-contact technique for high-resolution ultrasonic imaging Peer-reviewed

    H Tohmyoh, M Saka

    IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL　50　(6)　661-667　2003/06

    DOI： 10.1109/TUFFC.2003.1209553 　

    ISSN： 0885-3010

  117. A dry-contact method for transmitting higher frequency components of ultrasound Peer-reviewed

    H Tohmyoh, M Saka

    INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED ELECTROMAGNETICS AND MECHANICS　18　(1-3)　31-39　2003

    ISSN： 1383-5416

  118. Study on Detection and Quantitative Evaluation of Fatigue Cracks Using Surface SH Waves Peer-reviewed

    H. Tohmyoh, Y. Ochi, T. Matsumura

    Trans. Jpn. Soc. Mech. Eng., Ser. A　67　(661)　1508-1513　2001/09

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaia.67.1508 　

    ISSN： 0387-5008

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    The surface SH waves technique has been used to evaluate the fatigue cracks at the surface of mild steel specimens. By adjusting incident angle of SH wave transducer, surface SH waves passing through the surface region of materials are received. In this study, the diffraction of surface SH waves received by double-probe technique was used. Firstly, the specimens introduced surface slit were inspected. With the results that the amplitude decreased and the propagation time increased with the slit depth. Secondly, the shapes of the fatigue cracks, which initiated at a small drill hole by rotating-bending fatigue, were evaluated with the difference between the propagation time of the inspected plate with crack. Obtained results showed that the evaluated values of crack length and crack depth were good agreement with the measured values. Furthermore, this technique was applied to evaluating the crack growth behavior.

  119. The Effect of Hard Shot-Peening on High Cycle Fatigue Properties of SUS 316L Steel (Evaluation of Surface Roughness Effects Using the Annealing Method) Peer-reviewed

    K. Masaki, H. Tohmyoh, Y. Ochi, T. Matsumura

    Trans. Jpn. Soc. Mech. Eng., Ser. A　65　(630)　134-139　1999/02/25

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/kikaia.65.334 　

    ISSN： 0387-5008

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    Hard shot-peening (HSP) treatment was very successful for the improvement of the high cycle fatigue strength of SUS 316 L steel. However, the surface roughness by the HSP treatment was one of the dropping factors on the fatigue strength. In order to separate surface roughness effects from effects of compressive residual stress and strain hardening by the HSP treatment, the HSP-treated SUS 316 L was annealed in the vacuum to remove residual stress and recrystallization in hardened layer. The rotating bending fatigue tests for the annealed specimen were carried out under water cooling condition. The fatigue limit of annealed SUS 316 L was about 60 MPa lower than that of non-peened specimen which was about 200 MPa. To simulate the actual surface roughness, fatigue tests for the single notch specimens and small drilled holes specimens were carried out. As a result, the surface roughness effects by the HSP treatment were not consistent with the √(area) parameter model. The effects were explained by considering the stress concentration factor.

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Misc. 23

  1. 音響共鳴を利用した薄膜の評価と外環境モニタリング

    燈明泰成

    塗装工学　57　(2)　20-25　2022

  2. 次世代材料システム創出のための周辺技術と検査法の開発～より有効に微細材料を活用するために～

    燈明泰成

    翠巒　36　12-16　2022

  3. On the inspection of steel plate utilizing the ultrasonic echo passing through a thin layer

    H. Tohmyoh

    Ultrasonic Technology　28　(2)　20-24　2016/04/01

    Publisher: Japan Industrial Publishing Co., Ltd.

  4. Vizualization of Defects and Physical Properties by Ultrasound

    燈明泰成

    Journal of the Japan Society of Colour Material　88　(22)　15-19　2015/12

    Publisher: Japan Society of Colour Material

    DOI： 10.4011/shikizai.88.419 　

    ISSN： 0010-180X

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    Defects in products and the physical properties of materials can be visualized or evaluated by ultrasound. This is because ultrasound is reflected at the discontinuity and the sound velocity is related with elasticity of materials. First, this article shows that very thin defects can be visualized by ultrasound. Dry-contact ultrasonic technique, which visualizes the internal structure in a sample without getting the sample wet, is introduced. Moreover, changes in the physical properties of a polymer film due to the thermal degradation can also be detected by ultrasound.

  5. Evaluation of spot welded joints having different scales by means of potential drop techniques

    H. Tohmyoh

    Jornal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　64　(7)　319-322　2015/07

    Publisher: 日本非破壊検査協会

    ISSN： 0367-5866

  6. Theory and applications of high frequency broadband ultrasound via a thin layer in contact with a solid

    H. Tohmyoh

    Mech. Eng. Rev.　2　(1)　1-20　2015/01

    Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers

    DOI： 10.1299/mer.14-00343 　

    ISSN： 2187-9753

    More details Close

    This paper reviews the transmission of high frequency broadband ultrasound via a thin layer in contact with a solid. A large part of this article deals with the physics of the acoustic resonance in a material system comprising water, a thin layer and a solid. Generally, it is very difficult to maintain the continuity between the layer and the solid during transmission of the ultrasound. The dry-contact ultrasonic technique, where the air at the layer/solid interface has been evacuated, enables the transmission of high frequency broadband ultrasound via the interface and allows us to realize acoustic imaging without the sample getting wet. In this case, to realize high-resolution acoustic imaging of a solid sample, selection of the layer to be inserted is important, and the acoustic resonance phenomenon is used for this purpose. The dry-contact and conventional ultrasonic techniques and their respective inspection capabilities are compared in this article. Moreover, the acoustic resonance phenomenon is used to characterize layered media. The acoustic properties of a thin polymer film, i.e., the acoustic impedance, ultrasonic velocity and density, can be accurately determined, and any scattering sources, e.g., voids, etc., can be detected with high sensitivity using this technique. The thicknesses of coatings on both surfaces of a steel plate can also be precisely measured by observing the acoustic resonance phenomenon occurring in the ultrasonic transmission system.

  7. Techniques for Evaluating Polymer Films or Coatings Utilizing Acoustic Resonance Phenomenon

    H. Tohmyoh

    Journal of Japan Coating Technology Association　49　(7)　246-252　2014/07

    Publisher: Japan Coating Technology Association

    ISSN： 0285-3787

  8. Dry-contact ultrasonic technique and the use of its theory

    H. Tohmyoh

    Ultrasonic Technology　26　(3)　1-5　2014/05

    Publisher: Japan Industrial Publishing Co., Ltd.

    ISSN： 0916-2410

  9. Equipment for Dry Ultrasonic Nondestructive Evaluation

    H. Takada, H. Tohmyoh

    Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　62　(7)　324-325　2013/07

    ISSN： 0367-5866

  10. 実用化に向けて動き出したドライ超音波技術

    H. Takada, H. Tohmyoh

    Ultrasonic Technology　25　(3)　36-39　2013/05

    Publisher: Japan Industrial Publishing Co., Ltd.

    ISSN： 0916-2410

  11. Recent Trends in Research and Development on Electronic Devices

    H. Tohmyoh

    Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers　115　(1125)　18-19　2012/08

  12. Recent progress of dry-contact ultrasonic technique

    H. Tohmyoh

    Ultrasonic Technology　24　(3)　23-27　2012/05

    Publisher: JAPAN INDUSTRIAL PUBLISHING CO., LTD.

  13. Determination of Mechanical Properties of Small-Scaled Materials and Real Products

    H. Tohmyoh

    日本機械学会誌　114　(1106)　69-69　2011/01

    Publisher: 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 0021-4728

  14. 三次元ナノメートル隙間の超音波検査

    燈明泰成

    Ultrasonic Technology　22　(5)　76-79　2010

    Publisher: JAPAN INDUSTRIAL PUBLISHING

    ISSN： 0916-2410

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    印刷中

  15. Joule-heat welding and cutting of thin metallic wires and its application

    H. Tohmyoh

    日本機械学会誌　113　(1094)　58-58　2010/01

    Publisher: 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 0021-4728

  16. Materials Inspection and Evaluation Using Dry-Contact Ultrasound

    Hironori Tohmyoh

    Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers　112　(1086)　428-428　2009/05/05

    Publisher: 一般社団法人日本機械学会

    ISSN： 0021-4728

  17. 近接端子直流電位差法による表面き裂の可視化と高精度評価

    燈明泰成

    配管技術　51　(4)　32-35　2009/03/01

    Publisher: 日本工業出版

    ISSN： 0385-9894

  18. Sensitive NDE of a Shallow Surface Crack Utilizing Surface Potential Drop Distribution

    H. Tohmyoh

    Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　57　(5)　236-239　2008/05

    Publisher: 日本非破壊検査協会

    ISSN： 0367-5866

  19. Dry Ultrasonic NDE of Electronic Materials -An Ultrasonic Microscopy via a Solid Layer-

    H. Tohmyoh

    Ultrasonic Technology　19　(6)　92-95　2007/11/20

    Publisher: JAPAN INDUSTRIAL PUBLISHING

    ISSN： 0916-2410

  20. Quantitative NDE of Surface Cracks Using Closely Coupled Probes for DCPD Technique

    H. Tohmyoh

    Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　55　(11)　567-570　2006/11/01

    Publisher: 日本非破壊検査協会

    ISSN： 0367-5866

  21. Nondestructive Evaluation of Closed Cracks-Thermal Opening Technique-

    M. Saka, H. Tohmyoh, H. Okabe

    Journal of the Japanese Society for Non-Destructive Inspection　54　(12)　637-641　2005/12

    Publisher: 日本非破壊検査協会

    ISSN： 0367-5866

  22. Dry-Coupling Ultrasonic Transmission: Layer Selection for High-Resolution Industrial Inspections

    H. Tohmyoh, M. Saka, K. Takeuchi, T. Miyata

    Advances in Experimental Mechanics　782-783　2004/08

    Publisher: McGraw-Hill

  23. Development of a Dry-Contact Ultrasonic Technique and Its Application to NDE of IC Packages

    H. Tohmyoh, M. Saka

    Recent Advances in Experimental Mechanics　443　443-454　2002/03

    Publisher: Kluwer

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Books and Other Publications 2

  1. 超音波による非破壊検査・材料評価技術の進展

    シーエムシー出版　2024/03

    ISBN: 9784781318011

  2. Metallic Micro and Nano Materials - Fabrication with Atomic Diffusion (M. Saka Ed.)

    M. Saka, K. Sasagawa, M. Muraoka, H. Tohmyoh, Y. Ju

    Springer　2011/01

    ISBN: 9783642154102

Presentations 68

  1. 次世代材料システム創出のための周辺技術 と検査法の開発ー島田賞受賞に際してー

    日本非破壊検査協会東北支部 令和5年度支部会・講演会　2023/04/14

  2. 単一毛髪の力学特性評価について

    日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会　2021/06/25

  3. マイクロ／ナノ材料の接合・改質・評価 ～より有効に微細材料を活用するために～

    日本材料学会 第6回マルチスケール材料力学シンポジウム　2021/05/28

  4. 毛髪と爪の力学的・幾何学的研究について

    日本機械学会東北支部 東北WEBセミナー第2回　2020/12/12

  5. 金属微細材料の接合と改質について

    溶接学会 第131回マイクロ接合研究委員会　2020/12/12

  6. マイクロ・ナノ材料の接合・改質・評価

    第10回マイクロ・ナノ工学シンポジウム　2019/11/19

  7. On the bending and tensile tests of a single human hair

    International Mechanical Engineering Congress & Exposition 2019　2019/11/11

  8. An Acoustic Resonant Thermometry for Monitoring the Water Temperature

    8th International Conference on Mechanics and Materials in Design (M2D 2019)　2019/09/05

  9. 日常の生活環境での利用を想定した 薄板型熱発電機の開発状況について

    電気学会 第9回磁気センサの高機能とシステム化調査専門委員会　2019/06/26

  10. On the Bending Tests of a Single Human Hair to Accurately Determine Its Deformability

    13th International Conference on the Mechanical Behaviour of Materials (ICM13)　2019/06/12

  11. On the Joule heat welding of thin wires having various diameters

    The 5th Asian Symposium on Material and Processing 2018 (ASPM2018)　2018/12/07

  12. 薄層を通過する超音波を利用した非破壊評価 Invited

    日本非破壊検査協会 平成30年度 第1回超音波計測に関する萌芽技術研究会　2018/09/06

  13. 微小金属・生体材料の力学特性評価 Invited

    日本材料学会 破壊力学部門 第162回破壊力学部門委員会　2018/09/05

  14. Detection of an Electromotive Force due to Temperature Ripple during Resistance Spot Welding International-presentation

    The Sixth Japan-US NDT Symposium Emerging NDE Capabilities for a Safer World　2018/07/10

  15. 製造業で利用できる非破壊検査技術 Invited

    2018国際ウエルディングショー 非破壊検査フォーラム　2018/04/27

  16. T-shaped, plate-type thermoelectric power generator for realizing the higher power density at a small temperature difference International-presentation

    Power MEMS 2017　2017/11/15

  17. ジュール熱を活用した金属細線の接合と改質 Invited

    日本機械学会2017年度年次次大会 先端技術フォーラム「M&P最前線2017」　2017/09/03

  18. On the transduction of ultrasound through a polymer film International-presentation

    International Conference on Materials & Processing (2017 ICM&P)　2017/06/04

  19. Measurement of Acoustic Properties of Thin Polymer Film Utilizing the Frequency Dependence of Transmission and Reflection Coefficients of Ultrasound International-presentation Invited

    Ultrasonics 2016　2016/06/06

  20. 自動車産業で利用できる非破壊検査技術 Invited

    2016国際ウエルディングショー 非破壊検査フォーラム　2016/04/15

  21. Thermoelectric Power Generation from an Iron Plate International-presentation

    EMN Meeting on Thermoelectric Materials　2016/02/21

  22. Transmission and reception of ultrasound via a polymer film International-presentation

    Acoustical Society of America, Fall 2015 Meeting　2015/11/02

  23. Plate-type thermoelectric power generator having oxidized bi-metal interface International-presentation

    41th Micro and Nano Engineering　2015/09/21

  24. 金属極細線の接合と機能の創出

    平成27年度化学系学協会東北大会　2015/09/12

  25. 薄層を通過する超音波を利用した材料評価

    日本材料学会破壊力学部門, 公開部門委員会

    2015/05/22

  26. 細線接触部のジュール熱溶融現象と破壊力学

    日本材料学会理事会主催企画 微小材料強度学研究集会（実験編）　2014/12/25

  27. Elastic and Plastic Properties of Metallic Microwires Modified with Joule Heat International-presentation

    International Conference on Small Science　2014/12/08

  28. Plate-type thermoelectric power generator having nanoscale bi-metal junctions International-presentation

    The 40th International Conference on Micro and Nano Engineering　2014/09/22

  29. Acoustic Resonant Spectroscopy for Detecting the Degradation of Polymer Film due to Heating International-presentation

    JSME 2014 International Conference on Materials and Processing (ICMP2014)　2014/06/09

  30. 自動車産業における非破壊検査技術の適用

    2014国際ウエルディングショー 非破壊検査フォーラム　2014/04/25

  31. On the Joule heat cutting and welding for various metallic nanowires under vacuum environment International-presentation

    IVC-19 / ICN+T 2013 and partner conferences　2013/09/09

  32. Acoustical-Optical Hybrid Microscopy for Characterization of Thin Polymer Films International-presentation

    2013 Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium　2013/07/21

  33. 鉛フリーはんだ接合部の熱疲労寿命予測と寿命延長について

    日本機会学会 RC256第6回実験・計測WG　2013/06/26

  34. 非破壊検査関連の研究発表

    日本非破壊検査工業会 平成25年度東日本支部定期大会　2013/06/13

  35. Joule Heat Welding of Metallic Nanowires for Creating New Functions International-presentation

    2012 EMN Fall Meeting　2012/11/29

  36. Fabrication of single-crystalline Fe nanowires from oxidized Fe plate International-presentation

    ThinFilms2012　2012/07/14

  37. Joule Heat Welding of Ag Nanowires and Their Success Conditions in Comparison with Fracture Mechanics International-presentation

    APCFS-MM2012　2012/05/13

  38. 自動車産業で役立つ非破壊検査・評価について

    2012国際ウエルディングショー 非破壊検査フォーラム　2012/04/13

  39. Joule Heat Welding of Thin Metallic Wires and Thermoelectric Effects Around Dissimilar Metal Weld International-presentation

    The ASME 2011 Pacific Rim Technical Conference and Exhibition on Packaging and Integration of Electronic and Photonic Systems, MEMS and NEMS InterPACK 2011　2011/07/06

  40. SUCCESS CONDITIONS OF WELDING ULTRATHIN PT WIRES BY JOULE HEAT International-presentation

    JSME/ASME 2011 International Conference on Materials & Processing ICM&P2011　2011/06/13

  41. 工業部品の非破壊評価と解析について

    日本非破壊検査協会中部支部研究会　2011/04/20

  42. 金属極細線からの機能創出と産学共同研究の事例について

    福島大学共生システム理工学類人間支援システム専攻平成２２年度研究交流会　2011/02/19

  43. 自動車部品の非破壊評価

    新素材に関する非破壊試験部門ミニシンポジウム　2010/11/04

  44. On Melting Phenomenon at Nanocontacts of Thin Metallic Wires in Comparison with Fracture Mechanics International-presentation

    International Conference on Fracture and Strength - From Physical to Holistic -　2010/10/04

  45. A Microscope System for Characterization of Mechanical Properties of Small-Scaled Objects International-presentation

    Electronics System Integration Technology Conferences ESTC 2010　2010/09/13

  46. Fabrication of Freestanding Thin Pt/W Thermocouple by Joule Heat Welding International-presentation

    EuroSimE 2010　2010/04/26

  47. 自動車部品への非破壊評価導入の適用と課題

    2010国際ウエルディングショー 非破壊検査フォーラム　2010/04/23

  48. 三次元ナノメートル隙間の音響検出性について

    日本非破壊検査協会 第4回非線形超音波研究会および第5回レーザ超音波・先端非接触計測研究会　2009/08/11

  49. Manipulation of Thin Metallic Wires by Joule Heat Joining International-presentation

    InterPACK’09　2009/07/19

  50. Determination of Elastic-Plastic Properties of Metallic Thin Wires by Small-Span Bending Test International-presentation

    12th International Conference on Fracture　2009/07/12

  51. Fabrication of Ag Micromaterials by Utilizing Stress-Induced Migration International-presentation

    2nd Electronics System-Integration Technology Conference (ESTC)　2008/09/01

  52. Non-contact evaluation of electrical conductivity of thin metallic films by eddy current microscopy International-presentation

    2008 M&M international symposium for young researchers　2008/03/09

  53. An acoustic trial for NDE of micron-scale polymer films International-presentation

    The International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2007　2007/09/12

  54. Reliability Analysis of Solderless Press-Fit Interconnections International-presentation

    ASME InterPACK’07　2007/07/08

  55. Rubber-coupled acoustic microscopy for industrial applications International-presentation

    The 12th Asia-Pacific Conference on Non-Destructive Testing　2006/11/05

  56. Dry Acoustic Microscope for Visualizing the Defects in Electronic Devices International-presentation

    The 7th Far-East Conference on Nondestructive Testing (FENDT 2006)　2006/05/11

  57. Acoustic Microscopy for Micro Electrical Interconnections International-presentation

    2005 ASME/Pacific Rim Technical Conferenceand Exhibition on Integration and Packaging of MEMS, NEMS, and Electronic Systems (InterPACK2005)　2005/07/17

  58. High-Resolution Acoustic Imaging via the Dry-Coupling Interface without Including Nano-Meter Size Air Gaps International-presentation

    The Third U.S.-Japan Symposium on Advancing Applications and Capabilities in NDE　2005/06/20

  59. Dry-Coupling Ultrasonic Transmission: Layer Selection for High-Resolution Industrial Inspections International-presentation

    The 12th International Conference on Experimental Mechanics (ICEM12)　2004/08/29

  60. Dry-Contact Scanning Acoustic Microscope for IC Package Inspection International-presentation

    The 5th International Conference on Electronics Materials and Packaging (EMAP2003)　2003/11/17

  61. An Effective Transmission Technique of Higher Frequency Ultrasound into a Wafer Level Package International-presentation

    International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003 (ATEM’03)　2003/09/10

  62. A High-Resolution Dry-Contact Acoustic Imaging of the Solder Joints for Ball Grid Array Assembly International-presentation

    The PACIFIC RIM/ASME International Electronic Packaging Technical Conference and Exhibition (InterPACK03)　2003/06/06

  63. Visualization of Solder Joint Shape by Super-Immersion Ultrasound International-presentation

    International Conference on Electronics Packaging (2003 ICEP)　2003/04/16

  64. Dry-Contact Ultrasonic Imaging under Optimum Transmission Conditions International-presentation

    The 6th Far-East Conference on Non-Destructive Testing (FENDT2002)　2002/10/21

  65. Solder-Joint Inspection Using Dry-Contact Ultrasonic Device International-presentation

    2002 IEEE Ultrasonics Symposium　2002/10/08

  66. A Dry-Contact Method for Transmitting Higher Frequency Components of Ultrasound International-presentation

    International Conference on Mechatronics and Information Technology (ICMIT’01)　2001/12/13

  67. Study on Detection and Quantitative Evaluation of Fatigue Cracks Using Surface SH Waves International-presentation

    Asian Pacific Conference on Fracture and Strength ’01 and International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics ’01 (APCFS&ATEM’01)　2001/10/20

  68. Experimental Study on Waveform Modulation of Diffracted SH Ultrasonic Waves for Materials Properties International-presentation

    International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics ’99 (ATEM’99),　1999/07/21

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Industrial Property Rights 18

  1. 超音波非破壊測定方法および超音波非破壊測定装置

    高田一, 燈明泰成

    Property Type: Patent

  2. 膜厚測定方法および膜厚測定装置

    燈明泰成, 鈴木学

    特許第5875087号

    Property Type: Patent

  3. 毛髪の柔軟性評価方法

    燈明泰成, 岩渕徳郎, 渡辺智子, 八巻悟史

    特許第5804549号

    Property Type: Patent

  4. クリープ変形特性のシミュレーション装置

    江口和輝, 大道渉, 燈明泰成

    Property Type: Patent

  5. 膜厚測定方法及び測定装置

    燈明泰成, 鈴木学

    特許5257991

    Property Type: Patent

  6. 荷重測定装置

    燈明泰成, アカンダ モハマド, アブドゥス サラム

    特許5382817

    Property Type: Patent

  7. ナノ材料接合方法、ナノ材料切断方法、ナノ材料接合装置およびナノ材料切断装置

    燈明 泰成, 坂 真澄, 村岡 幹夫

    特許第5124770号

    Property Type: Patent

  8. ナノ材料を曲げる方法およびナノ材料の作動装置

    村岡幹夫, 燈明泰成, 坂真澄

    特許第5194252号

    Property Type: Patent

  9. 軟質薄膜の物性値測定方法とそのための装置

    燈明泰成, 坂真澄, 今泉卓也

    特許第4403280号

    Property Type: Patent

  10. ドライ式超音波映像方法とそのための装置

    Property Type: Patent

  11. 亀裂の非破壊評価方法

    燈明泰成, 坂真澄, 近藤裕一

    特許第4639328号

    Property Type: Patent

  12. 電磁気的手法による裏面欠陥および材料特性の非破壊検査方法とそのための装置

    坂真澄, 燈明泰成, 齋藤靖子

    Property Type: Patent

  13. 固体薄層挿入式超音波映像方法

    燈明泰成, 坂真澄

    Property Type: Patent

  14. 乾接触高周波数超音波伝達方法とそのための装置、及び乾接触高周波数超音波探傷方法とそのための装置

    燈明泰成, 坂真澄

    特許第3709559号

    Property Type: Patent

  15. 鋼板間の溶接部検査方法, 鋼板間の溶接部検査装置および鋼板の溶接装置

    燈明泰成, 長谷川雄大, 松井洋一

    Property Type: Patent

  16. 鋼板間の接触寸法測定方法および鋼板間の接触寸法測定装置

    燈明 泰成, 松井洋一, 長谷川雄大, 小原哲志

    特許第6236610号

    Property Type: Patent

  17. Load Measuring Apparatus

    H. Tohmyoh, M.A.S. Akanda

    US20110296929 A1

    Property Type: Patent

  18. Method of Non-Destructive Inspection of Rear Surface Flaws and Material Characteristics Using Electromagnetic Technique and Apparatus Therefor

    Masumi Saka, Hironori Tohmyoh, Yasuko Saito

    US 7,123,004 B2

    Property Type: Patent

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Research Projects 29

  1. Development of Hybrid Ultrasonic Imaging Technique and Innovative Inspection of Next Generation Adhesive Layer and Lubrication Film

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2023/06 - 2026/03

  2. Establishment of high-strength joining technique for micro or nanowires and realization of long whiskers

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2022/04 - 2025/03

  3. Creation of Acoustic Resonance Imaging Technique and Challenge to Visualize the Quality of Thin Polymer Layers

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

    Institution: Tohoku University

    2021/07 - 2023/03

  4. 音響共鳴映像法の創出と薄膜デバイス検査への応用

    Offer Organization: 日本非破壊検査協会

    System: 2020年度研究助成金

    2020/04 - 2021/03

  5. 単一毛髪の局所的力学試験方法の創出

    Offer Organization: ホーユー科学財団

    System: 2020年度研究助成

    2020/04 - 2021/03

  6. スーパーグラフェン共有結合ネットワーク構造の能動的作製への挑戦

    燈明 泰成, CUI JIANLEI

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東北大学

    2018/11 - 2021/03

    More details Close

    ナノ溶接技術の開発とスーパーグラフェン共有結合ネットワーク構造の実現 電子ビームリソグラフィーによって準備した官能基を有するSiO2/Si基板上にカーボンナノチューブ(CNT)を自己組織化させることでCNTの六員環状配列を実現した。ここに一辺の長さは20um、線幅は1umであった。さらにより効率的な紫外線リソグラフィーにより大面積の六員環状配列を得ることにも成功した。ここに一辺の長さは100um、線幅は20～50umであった。ここでCNT同士の接点を開発したナノスポット溶接法により接合することで、スーパーグラフェン(SG)共有結合ネットワーク構造を実現した。作製したSG構造の電気伝導率を調査したところ、多層CNTの量を調整して真空ろ過法により作製したCNTフィルムのそれと同等の良好な導電性を有していた。またSG構造を柔軟な高分子フィルムに転写したところ85%という良好な透過率を示し、当該構造がフレキシブルエレクトロニクスの有用な素子として利用できることを示した。

  7. Realization of high-quality, low-dimensional joining interface and its application for creating thermoelectric power function

    Tohmyoh Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2018/04 - 2021/03

    More details Close

    The quality of the bi-metal interface of a plate-type thermoelectric generator has been improved, and the effective thermoelectric conversion was realized by stacking them. The low-dimensional metallic materials, such as thin wire and thin plates, were joined together by Joule heating, and the quality of the joining interface was evaluated by the techniques with the current or the sound. Oxidizing the bi-metal interface of the plate-type generator was found to be effective to enhance its performance, and the maximum power was estimated theoretically. A theoretical model to predict the performance of the stacked-type thermoelectric generator, which was composed by stacking multiple plate-type generators, has been proposed, and the validity of the model was verified. The maximum power was estimated to be 50uW at the small temperature difference of 40K when 100 plate-type generators were stacked with the Ag past. This is the useful knowledge for the practical use.

  8. Creation of a Technique for Sensitively Monitoring Outer Environment Utilizing Acoustic Resonance Phenomenon

    Hironori Tohmyoh

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Institution: Tohoku University

    2016/04 - 2018/03

    More details Close

    With utilizing the frequency dependence of the reflection coefficient of sound reflected at a thin layer, a technique to accurately determine the acoustic impedance of the outer environment contacted with the layer has been proposed. Furthermore, it has been verified that the changes in the temperature or the pressure of the outer environment such as the liquid or gas are sensitively detected by the proposed technique. The reflection plate having thin layer for observing the acoustic resonance phenomenon at the plate/outer environment interface was fabricated, and the frequency characteristics of the echo reflected at the plate/outer environment interface were confirmed to be sensitively changed depending on the temperature of the outer environment. The pressure of gas was also considered to be sensitively monitored by the proposed technique. Finally, a sensor for sensitively monitoring the outer environment was fabricated, and its usefulness was confirmed.

  9. Deep Understanding of the Heat Conduction Problems for Bi-Metal Plate and Wire Systems and Its Application for Thermoelectric Power Generation from a Small Temperature Difference

    Hironori Tohmyoh

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2015/04 - 2018/03

    More details Close

    To realize the effective thermoelectric power generation form a small temperature difference encountered in our daily lives, the heat conduction problems for bi-metal plate and wire systems are treated, and the temperature distributions in the systems were able to be controllable. The thermoelectric properties of thin metallic wires were evaluated with use of the fabricated fine-scale thermocouple and the micro-scale potential drop technique, and based on the knowledge, a plate-type thermoelectric power generator was designed. The fabricated thermoelectric power generator realized the sufficient power generation from a small temperature difference, and the maximum power was 0.3uW at the small temperature difference of 40K. It is noted that oxidizing the bi-metal interface and stacking the plate-type thermoelectric power generator were effective to enhance the power generation performance, and the thermoelectric power generator has been expected to drive the various sensors stably.

  10. Suppression and Utilization of Migration Phenomena Based on Control of Passivation for Metallic Thin Film and Micro Ball

    SAKA Masumi

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2014/04/01 - 2017/03/31

    More details Close

    Suppression and utilization of electromigration (EM), which is a phenomenon of atomic diffusion due to electron flow in high density, and utilization of stress migration (SM) caused by a gradient of hydrostatic stress were studied by considering the effect of passivation on these migration phenomena. Regarding the suppression, EM damages of void and hillock in passivated metallic thin-film lines and solder balls covered with underfill material were treated. Here, the threshold current density, which is the critical value of current density for the initiation of damages, was characterized based on the distribution of atomic density in a material covered with passivation. Regarding the utilization, on the other hand, fabrication of metallic micro materials based on EM or SM with the controlled use of passivation was demonstrated.

  11. 薄層を通過する超音波を利用した材料評価

    Offer Organization: 日本非破壊検査協会

    System: 平成27年度研究助成金

    2015/04 - 2016/03

  12. Controlling Thermal Boundary Conditions around Metallic Thin Wire and Its Application of Energy-Saving Heat Treatment

    Tohmyoh Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Institution: Tohoku University

    2014/04 - 2016/03

    More details Close

    Regarding the utilization of Joule heat which is appeared in metallic thin wire by supplying the current, the temperature distribution formed in thin wire under the current supply is controlled by changing the thermal boundary conditions around the wire, and this knowledge is used for energy-saving heat treatment of thin wire. The current, which was decided from the theoretical model developed, was supplied into the Cu microwire and the rapid growth of crystal grains of the microwire was successfully observed. Furthermore, the small-span bending test of the heat-treated microwire was performed, and it was confirmed that the microwire was surely soften by the heat treatment with the current.

  13. Establishment of Principle for Welding Line and Plane of Fine Scale Dissimilar Metals and Creation of Thermoelectric Functions

    TOHMYOH HIRONORI

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    Institution: Tohoku University

    2012/04 - 2015/03

    More details Close

    Regarding the Joule heat welding of fine scale dissimilar metals, a parameter which governs the melting phenomenon at the contacts of fine scale metals has been proposed, and the scientific basis for welding thin wires having different diameters or for welding thin wire to the substrate has been established. Moreover, the thermoelectric nanowires have been successfully fabricated by the use of atomic migration, and by gathering the above knowledge and achievements, a plate-type thermoelectric generator and the thermoelectric probes, which greatly contribute the future green innovation, have been realized.

  14. Accumulation of atoms due to a concentration of electron flow near the corner composed of dissimilar metal lines and its utilization for fabrication of various micro/nano structures

    SAKA Masumi, MURAOKA Mikio, TOHMYOH Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2011/04/01 - 2014/03/31

    More details Close

    This study treated the fabrication of micro/nano structures utilizing electromigration where the atoms are moved by the electron flow. To accumulate atoms efficiently, we paid attention to the corner composed of dissimilar metal lines. First theoretical analysis on the accumulation of atoms at the corner was performed, and based on the analytical results, new samples for effectively fabricating various micro/nano structures were fabricated. Various micro/nano structures, e.g., longer wire, wire array, tube, etc. were realized by the new samples. Mechanical, electromagnetic and thermal properties of the micro/nano structures were also investigated. Finally the guidelines for effectively fabricating the micro/nano structures utilizing electromigration was pointed out.

  15. Realization of acoustic resonant microscopy and its application for monitoring the moisture content in an electrolyte film for fuel cell

    TOHMYOH Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

    Institution: Tohoku University

    2012/04 - 2014/03

    More details Close

    A technique for evaluating the acoustic properties of a layered medium utilizing an acoustic resonant phenomenon has been developed. The polymer film to be tested was attached onto the transparent glass plate and the acoustic resonant phenomenon via the film was observed together with acquiring the optical microscope image at the corresponding area. The acoustic-optical hybrid microscopy technique realized to visualize the fluctuation of the coating thickness on a steel plate and to detect the thermal degradation of a film. For example, the changes in the linear low-density polyethylene films were different depending on the methods and conditions for heat treatments and the difference could be detected by the present technique.

  16. ドライ超音波非破壊評価技術の実用化技術の開発

    Offer Organization: 科学技術振興機構

    System: 研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）

    2011/10 - 2012/06

  17. 固体接触界面における高周波数超音波伝達とその材料評価への応用

    Offer Organization: インテリジェント・コスモス学術振興財団

    System: 実用化研究助成

    2010/04 - 2011/03

  18. Establishment of Scientific Basis for Nano-Welding and Fabrication of Nano-Thermoelectric Devices

    TOHMYOH Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

    Institution: Tohoku University

    2009 - 2011

    More details Close

    The scientific basis for nano-welding, where the contacting portion of two thin metallic wires are melted with Joule heat and two wires are joined together, has been established. From the structural, electrical and mechanical characterizations of the Joule heat welds, it was found that the welding process was low-damage and the welds were the equal of the base metal in quality. Furthermore, functional, nano-thermoelectric devices utilizing the Seebeck effect around the dissimilar metal welds, i. e., very thin thermocouple and the circuit for nano-generator, were realized for future applications.

  19. Formation of Metallic Nanomaterials by Controlled Atomic Accumulation and Their Characterizations

    SAKA Masumi, SASAGAWA Kazuhiko, JU Yang, MURAOKA Mikio, TOHMYOH Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

    Institution: Tohoku University

    2006 - 2010

    More details Close

    The scientific bases of the mechanisms for controlling the atomic diffusion as well as the accumulation of diffused atoms have been established, and various kinds of metallic nanomaterials such as nanowire, nanocoil, nanotube and nanoball with desired geometries, i. e., diameter, length and shape, etc., have been successfully formed at a desired location of interest. The mechanical, electrical and electromagnetic properties of the fabricated nanomaterials were investigated. Moreover for their future applications, modification technologies, such as welding, cutting and bending, and the basis of their mass production technique were developed.

  20. 構造材料中の閉じたマイクロクラックを超高感度に評価する手法の開発

    燈明 泰成, AKANDA Md. Abdus Salam

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東北大学

    2007 - 2009

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    最終年度は申請時に計画した研究を遂行し、き裂の寸法と閉口圧力とを同時に評価する汎用的、かつ超高感度な新規超音波非破壊評価手法を確立すると共に、新規超音波手法の電子デバイス検査への応用について検討した。 1.極微小閉口き裂の定量評価 初期き裂発生ノッチを有する厚さの異なる試験片について、応力比を変えて3点曲げ疲労試験を実施し、き裂の閉じ具合が異なる様々な疲労き裂試験片を作製した。これまでに試作した超高感度超音波センサにより得た疲労き裂に対する超音波応答と、先に構築した校正式とを逆問題解析することで、未知の閉じたき裂の高さと閉口圧力とを評価することに成功した。また、評価した閉口圧力のプロファイルとき裂深さのプロファイルとの比較より、小さなき裂ほど、高い閉口圧力を有するという、興味深い事実を見出した。 2.電子デバイス検査への応用 疲労き裂について有用性が確認できた超高感度超音波手法の電子デバイス検査への応用を試みた。特に、シリコンチップと基板とを接続する金属バンプの接続部に発生し、電子デバイスの性能を著しく劣化させる極微小き裂を模擬すべく、様々な直径を有するナノメートル隙間を内包したシリコン張り合わせサンプルを試作した。各種超音波探触子を用いてナノメートル隙間内包サンプルを検査し、超音波手法による欠陥検出限界について検討したところ、高さ4nmのギャップを内包させたサンプルにおいて超音波伝搬時のギャップ面衝突による超音波検出限界と、伝搬超音波の波長に起因する方位分解能限界とを同時に捉えることに成功した。また、観察された挙動は提案した超音波伝搬モデルによる予測と良く一致した。この成果は、電子産業分野における先端検査において大いに有益な知見である。

  21. 異種金属ナノ接合を利用したナノ熱電素子の開発

    Offer Organization: 熱･電気エネルギー技術財団

    System: 第15回研究助成

    2007/12 - 2008/11

  22. 金属ナノコンタクト部の局所的溶融手法の開拓とナノ溶接の飛躍

    坂 真澄, 村岡 幹夫, 燈明 泰成

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 萌芽研究

    Institution: 東北大学

    2007 - 2008

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    最終年度は申請時に計画した研究を遂行し、以下のような研究実績を得た。 1. 金属ナノコンタクト部におけるジュール発熱現象の観察と溶接 前年度試作したナノ材料溶接用ホルダを用い、走査型電子顕微鏡内でPtナノワイヤ同士の溶接過程のその場観察を試みた。電子顕微鏡内でPtナノワイヤを対向して接触させ、ナノコンタクト部に一定直流電流を付与したところ、ナノコンタクト部は瞬間的に溶融、その後、凝固し、ナノ溶接過程が僅か数秒で完了することを初めて観察することに成功した。また、数秒の溶接過程中に溶接回路電圧は僅かに低下した。この回路電圧の低下は、ナノコンタクト部の溶融により接触面積が増大し、コンタクト部の電気抵抗が低下することを示唆している。 2. 異種金属ナノコンタクト部の溶接 前年度に実施した同種金属同士のナノ溶接の知見を踏まえて、微小熱電素子としての利用が期待できるW細線とPt細線との異種金属細線溶接を実現した。また、Ptナノワイヤを低融点In細線に溶接してIn-Pt回路を形成し、通電下にあるPtナノワイヤ上の表面電位差を計測することで、Ptナノワイヤの電気抵抗率を測定することに成功した。 3. 金属ナノ溶接部の結晶構造解析 これまで実現した同種、および異種金属ナノ接合部の詳細な組織構造解析を実施した。同種金属では両細線の先端同士が溶融、凝固することで溶接が実現したことを走査型電子顕微鏡観察により確認した。一方、異種金属では低融点細線が溶融、凝固することで溶接が実現したことをエネルギ分散型X線分析により確認した。

  23. Development of Sensitive Eddy Current Microscopy Technique for Quantitative Evaluation of Electrical Conductivity of Thin Films

    TOHMYOH Hironori

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

    Institution: Tohoku University

    2007 - 2008

  24. 音響共鳴現象を利用した超音波顕微鏡法の研究

    燈明泰成

    Offer Organization: 小野音響学研究助成基金

    System: 研究助成

    2006/04 - 2007/03

  25. ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の開発

    巨 陽, 燈明 泰成

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 萌芽研究

    2006 - 2007

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    本研究では、フェムト秒パルスレーザ光とバルクシリコンとの局所的相互作用を解明し、光により音を発生する光音響効果を利用して、独自の発想に基づき、ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡という新しい技術を開発する。レーザ光によるシリコン中のピコ秒パルスギガヘルツ超音波の発生および検出技術を世界に先駆けて開発することにより、ピコ秒超音波パルスの超高時間分解能を利用して、画像を再構成することにより、独創な超高分解能レーザ超音波顕微鏡技術を開発する。さらに、チップサイズパッケージのチップとアンダーフィル間のはく離やチップとバンプ間の微小き裂の検出を実現し、チップサイズパッケージの非破壊技術が未だ確立されていない状況を打破して、次世代の半導体デバイスの新規非破壊検査技術を提供する。本年度は以下の実績を得た。 1.ギガヘルツレーザ超音波顕微鏡の構築 レーザによる励起された超音波が材料内部に伝播する時、超音波が広がり、空間分解能が低いという問題を解決するため、フェムト秒パルスレーザ光による励起された超音波のパルスがピコ秒オーダである特徴を利用して、時間領域でのフェムト秒高分解能計測により、高い距離分解能を有する超音波計測システムを構築した。また、厚さの異なるシリコン試験片を用いて、シリコン内部の超音波の伝播、発散の状況を調査し、超音波の伝播モデルと比較し、理論と実験の間の差異を把握して、最適の校正方法を確立した。 2.チップサイズパッケージの非破壊検査 構成されたギガヘルツレーザ超音波顕微鏡を用いて、チップサイズパッケージのチップとアンダーフィル間のはく離の非破壊検出を実施した。シリコン基板と透明グラスの間にはく離を導入した標準試験片を用いて、超音波顕微鏡によるシリコン基板下の微小はく離の非破壊検出を実現した。

  26. 原子拡散と再配列の制御によるメタリックナノワイヤの創製と機械的・電気的特性評価

    坂 真澄, 笹川 和彦, 燈明 泰成

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 萌芽研究

    Institution: 東北大学

    2005 - 2006

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    最終年度は,現象論的ではあるがAlを用いて初めて作製に成功したナノワイヤについて研究を遂行し,以下のような研究実績を得た。 1.メタリックナノワイヤの機械的特性評価 エレクトロマイグレーションにより拡散した原子を集約して作製したAlナノワイヤを結晶方位解析装置により分析した。その結果,本Alナノワイヤが単結晶であることが明らかとなった。一般に単結晶材料はバルク材料と比較して極めて高い強度を有することから,実現したAlナノワイヤが優れた機械的強度を有するものと判断した。以上の知見を踏まえ,基板と垂直に固定されたAlナノワイヤについて,一端が固定で他端が単純支持の状態を形成し,単純支持端に近接した位置に集中力を負荷することでナノワイヤ部に巨大な応力を生み出すことができ,かつ大気中で実施できる簡易強度試験方法を考案した。 2.応用性検討 微細で高強度,良導電性を有するメタリックナノワイヤの応用性について調査,検討した結果,実現したAlナノワイヤを含むメタリックナノワイヤは今後電子デバイスやマイクロマシンの新規構造部材や電気的新素材として極めて有望であると判断された。そこで,メタリックナノワイヤを利用する上で必須となるナノワイヤの接合技術に関する基礎的検討を行った。メタリックナノワイヤ同士を対向させた接触部に直流電流を付与して生じるジュール発熱を利用して,接触部を局所的に溶融し,同ナノワイヤ同士を直線的または立体的に接合できることを実証した。さらに本接合技術によるナノアクチュエータの創製について検討した。 本研究での取り組みはいずれも現象論的であり,今後の学術基盤の確立と応用展開が望まれるが,本研究成果は今後のナノテクノロジーの発展に資するところ大である。

  27. 微小領域における高密度渦電流の形成とナノ構造の電磁気特性評価

    燈明 泰成

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 若手研究(B)

    Institution: 東北大学

    2005 - 2006

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    最終年度は申請時に計画した研究を遂行し,以下のような研究実績を得た。 1.各種金属ナノ薄膜細線を用いた検証 si基板上にSiO_2層を形成した後,各種接着層を介してCu, Au, Ptナノ薄膜細線(高さ100nm)を作製した。ここで細線上で磁性はりを超音波振動させ,はりと薄膜細線との間で生じる渦電流損失をはりの振動位相変化として観察した。さらに,渦電流損失に起因するはりの振動位相変化量より同電磁気問題の解析モデルを用いて各金属薄膜の導電率を算出した。その結果,金属ナノ薄膜細線の導電率はCu, Au, Ptナノ薄膜細線の順に高くなった。一方,検証のため同じプロセスで作製したCu, Au, Ptナノ薄膜基板に対して4端子直流電位差法による導電率測定を実施したところ,測定値と本手法により算出した導電率とは良い傾向の一致を示し,本手法がナノ構造の電気特性評価に極めて有効であることを確認した。 2.深部電磁気特性評価 上記1のAuナノ薄膜細線上にSiO_2膜を蒸着させた積層構造に対して,深部のAuナノ薄膜細線の電磁気特性を評価することを検討した。Auナノ薄膜細線の裏面から高強度超音波を付与し,これにより薄膜内部での磁場変動を増加させることで,磁性はりの振動により薄膜内に励起される渦電流の高密度化を図った。si基板-高分子薄膜-水なる超音波伝達系の周波数特性を解析し,20〜70MHz帯域の超音波をSi基板内へ高強度に伝達する薄膜として厚さ9μmのpoly (vinylidene chloride)薄膜を特定した。実験の結果,同薄膜の挿入により20〜70MHz帯域の超音波伝達効率は薄膜非挿入時と比較しておよそ4倍に向上した。これにより,確立したドライカップリング超音波伝達様式と,本渦電流顕微鏡法との融合により,深部のAuナノ薄膜細線の電磁気特性を高感度に評価できる可能性を見出した。

  28. Research on Highly Sensitive Quantitative Nondestructive Evaluation Techniques of Closed Cracks and Branched Cracks

    SAKA Masumi, MIHARA Tsuyoshi, JU Yang, TOHMYOH Hironori, HAYASHI Takahiro

    Offer Organization: Japan Society for the Promotion of Science

    System: Grants-in-Aid for Scientific Research

    Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

    Institution: Tohoku University

    2004 - 2005

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    1. Enhancement of signal-to-noise ratio by optimizing the averaging conditions for reducing the ultrasonic scattering noise Austenitic stainless steel, AISI316L, was treated in this study. For reducing the ultrasonic scattering noise from the grain boundary, the optimum sampling conditions and the optimum scanning conditions were obtained. 2. Ultrasonic inspection of closed back-wall cracks in welded part Specimens containing the unknown fatigue cracks were prepared, and the crack closure stress and the depth of cracks have been successfully determined by solving the ultrasonic inverse problem. Furthermore, it was shown that the ultrasonic responses for stress corrosion cracking at the back-wall of the thick-walled welded specimen were enhanced remarkably by cooling the surface of the specimen with Dry Ice and ethanol. 3. Evaluation of closed cracks by nonlinear ultrasonics The nonlinear ultrasonic technique was adopted to inspect the closed cracks, and the relationships between the behavior of nonlinear ultrasonic waves and the crack closure stress were obtained. Furthermore, by using the second harmonic waves, weak bonding, stress corrosion cracking, and so on were visualized. 4. Enhancement of sensitivity of DCPD technique The sensitive direct current potential drop technique, which controls the current flow in the tested pipe by locally heating the outer surface of the pipe, has been proposed, and the ability of the present technique has been provided. Furthermore, a new DCPD sensor with repeatable contact unit for the probes has been developed, and the precise and repeatable measurements of potential drop have been achieved. 5. Combination of various techniques for reliable QNDE Abilities of ultrasonic inspection including that of nonlinear ultrasound and sensitive DCPD techniques were compared for inspecting the various types of specimens having flaws. It was verified that the combination of these techniques were effective for realizing the reliable QNDE of closed cracks and branched cracks.

  29. 高密度実装半導体の超水浸超音波映像検査システムの開発

    燈明 泰成

    Offer Organization: 日本学術振興会

    System: 科学研究費助成事業

    Category: 特別研究員奨励費

    Institution: 東北大学

    2003 - 2004

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    平成15年度は1.超水浸超音波伝達理論の構築、2.半導体パッケージ検査アルゴリズムの開発、3.超水浸超音波映像検査システムの開発に取組み、それぞれ以下のような研究実績を得た。 1.超水浸超音波伝達理論の構築 音響液体と被検査物(半導体デバイス)との間に固体薄層を介した超音波伝達系において、受信強度を算出する理論モデルを構築した。音響液体としての水と半導体デバイスとの間に固体薄層を挿入した場合に超水浸超音波伝達(固体薄層の挿入により超音波共鳴が生じ、受信強度が従来水浸時を上回る)が実現される固体薄層の物性を理論モデルより算出するとともに、上記物性を有するいくつかの高分子薄層を特定した。厚さ9μmのポリ塩化ビニリデン層を介したシリコンへの超音波伝達を実施し、超水浸超音波伝達を実現した。 2.半導体パッケージ検査アルゴリズムの開発 多層構造化された半導体パッケージからの信号重畳を解決するため、(1)固体薄層を用いた周波数フィルタ設計、(2)ウェーブレット解析を利用した検査アルゴリズム開発に取組んだ。(1)では1.で構築した理論モデルより超水浸超音波伝達で実現される信号増幅に加えて、空間分解能を向上させる高周波数変調を実現する固体薄層を設計、実験により設計した周波数フィルタの有効性を確認した。さらに(2)では、多層構造半導体パッケージからの信号に様々なマザーウェーブレットを用いたウェーブレット解析を行い、信号重畳解決に最適なマザーウェーブレットを特定した。 3.超水浸超音波映像検査システムの開発 1.で構築した超水浸超音波伝達と2.で開発した検査アルゴリズムとを統合した超音波映像検査システムの開発に着手し、現在までに固体薄層の装脱着機構給排水機構、半導体デバイス昇降機構等の機構部を完成させた。

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Social Activities 7

  1. 日本・アジア青少年サイエンス交流事業（さくらサイエンスプラン）

    微細材料システムの創出と評価に関する研修と交流（西安交通大学）

    2019/08 - 2020/03

  2. 微細な材料をつくる・つかう～新しい材料システムを創るために

    東北大学工学部 IN 東京

    2024/03/24 -

  3. オープン講義（新しい材料システムを創るためにー微細な材料をしらべる・つなぐ・つかうー）

    2022/07 -

  4. 出張講義（國學院大學栃木高校）

    2019/06 -

  5. 模擬講義（青森県立八戸高等学校）

    2018/09 -

  6. オープン講義（ものの強さや変形のしにくさを調べるー細線、毛髪や爪を例にしてー）

    2018/07 -

  7. 東北大学、金属極細線の自己完了的ジュール熱溶接手法を開発

    2009/10/05 -

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    本学より「金属極細線の自己完了的ジュール熱溶接手法の開発に成功 ～次世代機能性デバイスの創製に弾み～」としてプレスリリースを行った内容について紹介された。

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Other 27

  1. 毛髪・睫毛等の微小荷重測定に関する技術指導

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    ３点曲げ法による微小荷重測定装置に用いる二重針の作製・校正に関する技術指導

  2. 薄層を通過する超音波を利用した材料評価

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    本研究は薄層を超音波が通過する際に生じる音響共鳴現象を、２つの超音波伝達系において理論解析し、得られた理論モデルを駆使して、①超音波波形を自在に操作する技術、および②薄層の音響物性値変化を高精度に測定する技術を創出することを目的とする。

  3. 毛髪・睫毛等の微小応力測定に関する技術指導

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    ①３点曲げ法による微小応力測定装置の設置に関する技術指導、②毛髪、睫毛等の微小応力測定に関する技術指導

  4. スポット溶接のインライン検査手法および装置の開発

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    溶接検査はインライン分割検査（タガネチェック）と定期的な全点破壊検査を実施しているが、１打点毎の保証ができていない。そこで１打点毎に非破壊でインライン確認できるシステムを構築して溶接保証度の向上と不具合未然防止を図る。

  5. 器官培養毛髪等の弾性特性をマッピングする手法の開発

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    ①器官培養毛髪の局所弾性特性などの物性測定により、毛髪形成における種々の薬剤の生物学的な影響を評価する。②睫毛の局所弾性特性を明らかにする。

  6. 微小荷重センサを用いた器官培養毛髪及び睫毛の弾性特性解析と薬剤評価への応用

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    ①器官培養毛髪の局所弾性特性などの物性測定により、毛髪形成における種々の薬剤の生物学的な影響を評価する。②睫毛の局所弾性特性を明らかにする。

  7. ドライ超音波非破壊評価技術の実用化技術の開発

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    様々な産業分野や医療分野などで用いられている超音波映像化技術を，映像化対象を濡らす，あるいは，液体（水）に浸漬することなく実施可能なドライ超音波映像化技術へ発展させることにより，その適用をスムーズにするとともに，適用範囲の大幅な拡大を図る。

  8. 器官培養毛髪等の弾性特性をマッピングする手法の開発

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    微小荷重センサーを用いた毛髪物性測定システムの応用機試作検討、器官培養毛など特殊毛髪の微小領域の弾性特性の局所的・連続的測定、毛髪形成における生物学的な影響の評価。

  9. ドライ超音波非破壊評価技術の実用化技術の開発

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    様々な産業分野や医療分野などで用いられている超音波映像化技術を，映像化対象を濡らす，あるいは，液体（水）に浸漬することなく実施可能なドライ超音波映像化技術へ発展させることにより，その適用をスムーズにするとともに，適用範囲の大幅な拡大を図る。

  10. スポット溶接のインライン検査手法および装置の開発

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    溶接検査はインライン分割検査（タガネチェック）と定期的な全点破壊検査を実施しているが、１打点毎の保証ができていない。そこで１打点毎に非破壊でインライン確認できるシステムを構築して溶接保証度の向上と不具合未然防止を図る。

  11. 電子部品の接合信頼性予測手法の研究

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    基板とチップの熱変形を考慮した半田ボールの信頼性を実験およびシミュレーションにより予測する手法を確立する。

  12. 固体接触界面における高周波数超音波伝達とその材料評価への応用

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    本研究は固体接触界面における高周波数超音波伝達の理論的基礎を構築すると共に、この知見を応用して、電子産業等において特に重要な非水没超音波可視化技術、および音響共鳴現象を利用した高感度超音波計測技術を実現、実用化することを目的とする。

  13. 電子部品の接合信頼性予測手法の研究

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    基板とチップの熱変形を考慮した半田ボールの信頼性を実験およびシミュレーションにより予測する手法を確立する。

  14. 微小荷重センサーを用いた毛髪の弾性解析と化粧品評価への応用

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    微小荷重センサーでの毛髪測定条件の確立と各種化粧品処理毛髪測定による化粧品性能の評価

  15. 微小荷重センサを用いた毛髪の弾性解析と化粧品評価への応用

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    微小荷重センサーでの毛髪測定条件の確立と各種化粧品処理毛髪測定による化粧品性能の評価

  16. 非破壊式膜厚検査装置の開発

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    高周波超音波を被検査体に照射して得た周波数スペクトルにおいて、薄層通過に伴う超音波共鳴現象を観察し、これを解析して薄膜厚さを推定する技術の確立を目指す。

  17. 非破壊式膜厚検査装置の開発

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    高周波超音波を被検査体に照射して得た周波数スペクトルにおいて、薄層通過に伴う超音波共鳴現象を観察し、これを解析して薄膜厚さを推定する技術の確立を目指す。

  18. Dry-Contact Ultrasonic Technique

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    Dry-Contact Ultrasonic Techniqueの学術指導

  19. 異種金属ナノ接合を利用したナノ熱電素子の開発

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    本研究は、ジュール熱を利用する独自のナノ接合手法により異種金属ナノ材料同士の直線および重ね接合を実現すると共に、実現した異種金属ナノ接合部を利用した次世代ナノ熱電素子（ナノクーラ・ナノヒータ素子、ナノ熱発電素子）を開発することを目的とする。

  20. 樹脂クリープ挙動予測手法の研究

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    車載樹脂部品のクリープ量を実験およびシミュレーションにより予測する手法を確立する。

  21. 音響共鳴現象を利用した超音波顕微鏡法の研究

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    本研究は水－薄膜－サンプルなる独自のドライ伝達系に関する音響共鳴現象の理論的基礎を築くと共に、これを利用した独自の超音波顕微鏡法を開発して従来水浸法に内在する二大障壁を同時に克服する。

  22. ドライ超音波による電子部品の接合部検査装置の実用化に関する研究

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    電子基板を水没させないドライ超音波法を軸に、複雑な薄膜多層構造である電子部品の最下層接合部を可視化する技術開発により、装置具現化を行う。

  23. 電子部品信頼性評価における間接検査手法の研究

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    超音波顕微鏡等を用いて、電子部品接続部の評価を行うことにより、効果的に信頼性予測ができる手法を確立する

  24. 電子デバイスマイクロ接合部の超音波可視化に関する研究

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    本共同研究では，先端電子デバイス検査において特に重要となるマイクロ接合部に焦点をあて，①マイクロ接合部検査における従来超音波法の適用性の検証，および②マイクロ接合部検査における従来超音波法の問題点の究明とその対策について検討する。

  25. 電子デバイスマイクロ接合部の超音波可視化に関する研究

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    本共同研究では，先端電子デバイス検査において特に重要となるマイクロ接合部に焦点をあて，①マイクロ接合部検査における従来超音波法の適用性の検証，および②マイクロ接合部検査における従来超音波法の問題点の究明とその対策について検討する。

  26. プレスフィット接続に関する研究

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    本研究では、無はんだ接続としてのプレスフィット接続のメカニズムを解明するための検証をシミュレーションおよび実験により行い、プレスフィット接続の長期信頼性確保のための指針についてまとめることを目的とする。

  27. プレスフィット接続に関する研究

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    本研究では、無はんだ接続としてのプレスフィット接続のメカニズムを解明するための検証をシミュレーションおよび実験により行い、プレスフィット接続の長期信頼性確保のための指針についてまとめることを目的とする。

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