機器分析について調べよう

検査のためにさまざまな分析機器が使われます。

検査に使われる分析機器にはSEM、FT-IRなどいろいろあります。 山形大学でどのような分析機器が利用できる調べましょう。 また近隣の 山形県工業技術センター宮城県産業技術センター福島県ハイテクプラザ と比較して、頻出する分析機器をひとつ選びましょう。

選んだ分析機器で、検査する工業製品をひとつ選びましょう。 選んだ分析機器が受け入れ検査、工程検査、最終検査のどれに使われるか調べましょう。

対象となる工業製品がバルクマテリアルなのかそうでないのか議論しましょう。 その検査が、全数検査と抜き取り検査なのか調べましょう。 その検査が、抜き取り検査ならば、どのようにサンプリングしているか調べましょう。

サンプリングされたサンプルを、選んだ分析機器で測定するにあたって、どのような準備がされるか調べましょう。

選んだ分析機器で、その工業製品のどんな量を、どんな 単位で数値化され管理されているか調べましょう。

選んだ機器が、どのような 測定標準 を使って校正されるか調べましょう。 また、その機器の校正サービスをやっている会社などがあったら、それも調べましょう。

検査機器の導入や維持・運用・利用にかかるコスト(C)と、製品の品質(Q)の関係について議論し、 コストを抑えて品質を向上するにはどうしたらいいか意見を述べてみましょう。


例)

分析機器として光学顕微鏡を選びました。 光学顕微鏡には、実態顕微鏡、生物顕微鏡、金属顕微鏡、傾向顕微鏡などがあります。

工業製品として半導体ウエーハを選んだ。

1980年代ごろは、光学顕微鏡で 半導体ウエーハの工程検査がされていました。 対象は、バルクマテリアルと言える。検査は抜き取り検査である。 1ロット(ウェーハ:25枚)でウェーハ:1~2枚、1ウェーハでダイ:5~20個、1ダイ:10~100点程度の点数をランダムサンプリングして計測する。 *

光学顕微鏡は、非破壊検査なので、特別な準備はなく、ウェーハをそのまま観察する。

その 半導体ウエーハの線幅を μmで数値化され管理されていました。

光学顕微鏡は、校正された対物ミクロメータによって校正されます。 日本品質保証機構の寸法の校正サービスが利用できます。

光学顕微鏡を、 モノタロウで調べると1,000,000円程度です。 SEMなどに較べて、導入のコストは安く、レンタルや外部委託するより、購入した方が良いと思われます。 置き場所さえあれば、 ユーティリティも不要で、維持・管理・運用についても、ほとんどコストはかかりません。 しかし 半導体ウエーハの線幅の微細化により、品質管理には使えなくなってしまいました。

現在では、光学顕微鏡ではなく、 測長SEMが使われています。


品質管理に関する統計的考え方と検査

工程管理
製品 (ロット)
品質の推定、 合否判定
サンプル
尺度に基づく データ
解析、分析
  1 品質管理に関する統計的考え方と検査
© K.Tachibana * , C1 Lab.
  1. 統計的品質管理(SQC, statistical quality contorol)

    石炭合理化計画後、高度成長期(石油化学、電気製品)を支えます。

  2. 全社的品質管理(TQC, total quality contorol)
  3. オイルショック後、電子部品や半導体産業を支えます。

👨‍🏫 日本のエネルギー革命(昭和30年代)-石炭合理化計画-

  1 エネルギー の種類と分析法
エネルギー 分析法
💪 力学pV MS、ICP-MS、粘弾性測定
電気nFE, CV (電気化学分析) 、EIS、ポーラログラフィ、 SEM、TEM、EDS(EDX)
🌟 hν FT-IR、AAS、UV-VIS、ICP-AES(ICP-OES) XPS(ESCA)、 NMR、ESR,XRD、X線CT、蛍光X線 オージェ分光、ラマン分光
🔥熱 TG/DTA、DSC
🧪化学 滴定、重量分析、LC、GC、GC-MS

機器分析: 情報エネルギー物質

化学分析: 情報物質物質

山形大学実験機器共同利用 山形県工業技術センター 宮城県産業技術センター 福島県ハイテクプラザ 👨‍🏫 機器分析と化学分析

歴史 的には、大量生産がはじまったころは、製造された製品のばらつきがおおきく、検査によって製品を選別するという 「製品の管理」が一般的であった。(検査重点主義)

技術が進み、製造条件を決め安定した工程で製造ができるようになると・・・ 「製品の管理」から「工程の管理」へと移行し、(工程管理重点主義)

安定して機能を発揮できるような製品を設計することや、安定した製造を実現できる工程を設計すること(新製品開発重点主義)

1 ) 2 ) 3 )

工場で、 製品 が定められた規格を満たしているかどうかを調べることを検査(inspection)といいます。 4 )


標準物質や実量器の例

  2 標準物質や実量器の例
種類 対象
電圧 電圧計 ウエストン電池 標準電池 5 )
電圧 電圧計 基準電圧
質量 天秤 分銅
https://www.jqa.jp/service_list/measure/service/emc/sokuteiki.html 6 )


👨‍🏫 ワークショップについて

ワークショップを楽しみましょう 7 ) 。 グループ人数は、5〜6名とします。 4名以下にならず、7名を超えないようにしてください。

初対面の場合は、自己紹介をしましょう。 雑談をして、アイスブレイクしましょう。

リーダー(司会進行)を決めてください。 そのほかのメンバーの 役割(記録係、資料作成係、プレゼンター( 登壇者))を決めてください。

グループ名を決めてください。

記録係は、試験答案用紙表面の最上部に、授業科目名、グループ名を記入してください。 メンバーは、記録係に従い、役割、学籍番号、氏名を直筆署名してください。 その際、 筆頭著者を登壇者の氏名の前に〇をつけてください。

討論を開始したら、記録係は討論の内容(議事)を試験答案用紙裏面に記録してください。

表面
日付(西暦) 試 験 答 案 用 紙 科目名 グループ名 グラフィカルアブストラクト 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割 学生証 学籍番号、氏名 役割
裏面
・討論内容 ・グラフィカルアブストラクトの下書きなど
  2 答案用紙

討論がまとまったら、資料作成係は、試験答案用紙表面グラフィカルアブストラクト に表現してください。 グラフィカルアブストラクトは、板書しやすいように作図してください。 図は独立した著作物とみなされます。 図を描いた人は、図の下部に著作権のクレジット表示(©2025,氏名)を直筆署名してください。

学生証を配置し、役割、学籍番号、氏名を直筆署名して 答案用紙全体をを撮影してください。 撮影の際は、図の著作者の許諾をとってください。 撮影した画像は平常の学習成果物として、期末の 成績評価申請書平常点の申請に使います。 画像がない場合、平常点の申請はできません。 演題、グループ名、共著者名がわかるように撮影し、各回ごとの復習として画像をWebClassにアップロードしておくと便利です。

登壇者は、プレゼンテーションのイメージをしましょう 8 ) メラビアンの法則を意識して、 非言語表現も工夫しましょう 9 )

グループ名が指名された後で、じゃんけんなどで登壇者を決めるのは、授業進行の妨げとなりますので、 必ず、討論前に 登壇者を決めてください。

記名だけして、討論に参加しない場合、不正行為として扱うことがありますので、必ず討論に参加してください。 自分から参加できなそうな人には、積極的に声がけをお願いします。

無作為抽出で指名します。 指名された方が所属するグループで決めた登壇者に、 プレゼンテーションしてもらいます 10 )

プレゼンテーションは、必ずグラフィカルアブストラクトを板書しながら、行ってください。 無言でお尻を聴衆に向けたまま、板書だけする時間をとることは避けてください。

質疑応答の際も、無作為抽出で指名しますので、指名された方が所属するグループのプレゼンターが質問、コメント、アドバイスをしてください。 ディベートとしての反対意見は、大歓迎です。

*

✍ 平常演習

平常演習の配点と取り扱いについて

平常演習の配点は、授業1回ごとに、一律加点です。 平常演習には、ワークショップ、意見交換、発表、質疑応答など授業時間内の学習活動を含みます。 そのほかに授業時間外の0.5時間の学習活動を含みます。 平常点は、学期末に WebClass成績評価申請書 に申告していただき集計します。

授業時間外の活動の一助としてWebClassへの提出を推奨します。〆切は講義後1週間です。 ただし平常点の加点は、授業時間内の学習活動も含みます。 WebClass への提出のみでの、平常点の申告はご遠慮ください。

WebClass への平常演習提出は、推奨しますが、必須ではありません。 提出されていなくとも、 成績評価申請書 に、各回の授業時間以外の0.5時間の取り組みが申告されれば十分です。未提出だからと心配することはありません。

成績評価申請書 では、それぞれの授業で何を学び身につけたかを申告してもらいます。 WebClass に提出したかどうかより、身につけることを優先してください。 授業で取り上げたトピックや、グループワークの意見交換の内容は、期末までノート 11 ) などに記録しておくことを推奨します。 逆に授業に参加していないのに、WebClassの出席や提出だけの場合は不正行為として扱うことがあります。 平常の取り組みだけで、「到達目標を最低限達成している。成績区分:C」となります。 評点が60点に満たない場合は、不合格となります。 欠席した場合、課外報告書へ取り組むことで挽回してください。 出席が60%に満たない場合、課外報告書を提出しても、単位認定できません。


参考文献


QRコード
https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/53225/_99/q_189_QC_04.asp
名称: 教育用公開ウェブサービス
URL: 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

🏫 学問の自由 は、心の自由。 大学では、精神は自由であらねばならない。(松木健三)
📆 20250711 リチウムイオン二次電池 東京・きゅりあん
名称:C1ラボラトリー
URL:🔗 https://c1.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用
山形大学 工学部 化学・バイオ工学科 応用化学・化学工学コース
C1ラボラトリー ( 伊藤智博立花和宏 ) @ 米沢

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