ー µN（mg）分解能でわずかな力を見える化：定量評価/安全設計の根拠を構築 ー

 一般的に力計測は、製品材料の特性評価、耐久性、品質確認など多くの用途で使われています

近年、メカトロニクス、半導体プロセス、医療分野、バイオメカニクスなど最先端のR&Dでは、従来の荷重センサでは検知困難な、”数十μNレベルの微細な力”の観測・監視することが求められています。しかし、その力は設計通りに「かかっているはずの力」、「かけられてしまう力」であることを、実測で裏付ける必要があります。理論・CAE・経験則を、確かな実測データとして、装置化・量産機前に認識することが重要です

THKプレシジョンは、µN〜mN領域の検知・測定に特化したフォースセンサ技術で、プロセスの最適化と設計開発の高度化を支援します

２．分野別ソリューション　　（画像はイメージ）

【半導体/高密度実装プロセス】

　　”µN～ｍNレベルの接触荷重を可視化する高精度センシングソリューション”

プローブ・微細ボンディング工程における接触荷重を、µNレベルで高分解能に検知

＝＞荷重プロファイルの定量化により、チップクラックを防止し、工程最適化と歩留まり向上に貢献

 主な用途：

・プロービング工程および微細ボンディング時の接触・加圧荷重をモニタリング

・デリケートなデバイスや薄型チップの過荷重による損傷を防止

・新材料・新プロセス立ち上げ時の条件出しと最適化に活用

【医療/機器開発】

”穿刺・切開プロセス/力学特性評価・制御ソリューション”

注射針、カテーテル、メス、繊細な先端部などにかかる微小な反力プロファイルを高精度に取得

＝＞力の変化・接触時が見えることで、低侵襲性を裏付ける設計根拠の構築と安全性向上に貢献

主な用途：

　・穿刺／切開力および反力プロファイルの評価

　・突入点・貫通点・接触開始タイミングの高精度検知

　・手術支援ロボット先端の接触状態・力覚特性の定量評価

　・低侵襲デバイス設計検証および微小力フィードバックによる安全制御・自動停止技術の開発

【バイオ/組織研究】

”マイクロトライボロジー・組織物性評価ソリューション”

細胞・生体組織・繊維などを対象に、粘弾性、硬さ、摩擦、剥離力をµNレベルで高精度に測定

＝＞わずかな物性変化や微細挙動を捉えることで、組織構造や状態差を定量的に評価・比較

主な用途：

　・細胞・生体組織・繊維の粘弾性・硬さを定量評価

　・微小摩擦力・付着力・剥離力などマイクロトライボロジー特性を評価

　・き裂・剥離などの微細挙動を高感度に検知し、条件差・個体差を定量比較

専用の「センサアンプ」に直接接続して、力に比例して出力される電圧値（0～+10V）を測定します

（電圧測定機器はお客様にてご用意ください）

※高感度と応答性はトレードオフになります（ページ下部”Q&A”）

µNオーダーの微細な挙動を捉える、独自のセンシング構造

o FS1M-0.1Nモデルは、20µNの分解能を実現

o 微細なプロセス変化や、荷重の立ち上がりを正確に視覚化

o 独自、起歪体設計により、全レンジで高い信頼性

※測定レンジや感度、形状変更などカスタマイズもご相談ください。

高感度タイプ

中感度タイプ

Q1：感度校正や電圧と力の関係について

  A：納入時に感度係数書（N/V）をお渡ししています。出荷前に設置向きや荷重に合わせ、基準分銅を用いて感度校正を行います

Q2：数十μNという高感度と応答性の関係について

  A：数十μＮの高感度を発揮させるために、応答性はトレードオフになる関係です。 “わずかな力でも感知する” 弾性ヒンジ構造であるため、剛性と機械共振周波数はあまり高くありません。また温度、湿度、外乱振動など環境の安定化も重要な要素です

Q3：高精度ステージとの組み合わせについて

  A：弊社の高精度ピエゾステージなどを組み合わせることで、サブミクロン動作中に起きている距離と数十μNの力の関係をアナログ電圧で可視化することができます

Q4：センサをひずみゲージタイプにするカスタマイズや特注仕様について

  A：多くのカスタマイズ対応を行っておりますので、過去の対応例も含めて、必要な計測レンジ、軸数、特殊環境など、ご要望を承ってご提案しております

製品に関するご質問、デモ機のご希望などお気軽にお問い合わせください。