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金属間化合物を考慮したエレクトロニクスはんだ接合部の熱疲労強度

Research Project

Project/Area Number 12450046
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

白鳥 正樹  Yokohama National University, 工学研究院, 教授 (60017986)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 于 強  横浜国立大学, 工学研究院, 助教授 (80242379)
Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥16,400,000 (Direct Cost: ¥16,400,000)
Fiscal Year 2001: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000)
Fiscal Year 2000: ¥11,400,000 (Direct Cost: ¥11,400,000)
Keywords電子デバイス / はんだ接合部 / 熱疲労強度 / 金属間化合物 / ぜい性破壊 / 鉛フリーはんだ
Research Abstract

近年,欧米諸国をはじめ環境保全の問題として鉛を規制する動きが出てきているため、共晶はんだの代わりに鉛フリーを目指すための代替合金の使用が検討され始めている。現在検討されている鉛フリーはんだ材料のほとんどは錫の含有量が90%以上のもので、これによっていままで検討してこなかったSn-Cu金属間化合物の信頼性の問題が確実に顕在化しつつある。本研究では金属間化合物の信頼性を考慮したエレクトロニクス実装はんだ接合部における信頼性評価方法を確立することを目的としている。得られた研究成果は下記のようになる。
1. 各種はんだ材料と電極Cuとの金属間化合物の生成速度および成分と温度などの条件の関係を明らかにするために、はんだ接合部の時効試験を行った。その結果金属間化合物の成長速度はほぼはんだ材料に含有するSnの量と比例することが分かった。また、Ni-Auめっきを施すことによって大幅に金属間化合物の成長速度を抑えることができるとの結論が得られた。
2. 各種鉛フリーはんだの金属間化合物の成長およびはんだ材料の材料特性とはんだ接合部の疲労破壊モードの関係について調べた。その結果、はんだ接合部の金属間化合物での疲労破壊強度は鉛フリーはんだの材料特性にも大きく影響されていることが分かった。
3. 金属間化合物を有するはんだの主要な破壊モードの一つである界面破壊モードについて検討した.界面破壊モードは疲労破壊モードと異なり,金属間化合物近傍に発生する応力が大きく影響することがわかった.
以上の結果より,金属間化合物を有するエレクトロニクスはんだ接合部の主要な破壊モード機構についてほぼ明らかにすることができた.

Report

(3 results)
  • 2001 Annual Research Report   Final Research Report Summary
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2001 Other

All Journal Article (6 results) Publications (11 results)

  • [Journal Article] 機械構造部品の安全性設計・予防保全における信頼姓工学適用 4.電子部品実装における保証試験と信頼性評価2001

    • Author(s)
      于強, 白鳥正樹
    • Journal Title

      材料別冊 50・4

      Pages: 447-451

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      加賀靖久, 于強, 白鳥正樹
    • Journal Title

      エレクトロニクス実装学会誌 4・3

      Pages: 225-230

    • NAID

      110001238806

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    • Author(s)
      廣畑賢治, 于強, 白鳥正樹, 他
    • Journal Title

      日本機械学会論文集A編 67・660

      Pages: 35-42

    • NAID

      110002369928

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    • Author(s)
      酒井秀久, 于強, 白鳥正樹, 他
    • Journal Title

      エレクトロニクス実装学会誌 4・7

      Pages: 581-589

    • NAID

      130004062879

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    • Author(s)
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    • Journal Title

      InterPACK'01

      Pages: 1-8

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  • [Journal Article] The Effect of Intermetalic Compound on Thermal Fatigue Reliability of Lead-Free Solder Joints2001

    • Author(s)
      M. Shiratori, Qiang Yu and Do-seop Kim
    • Journal Title

      APCFS & ATEM'01

      Pages: 935-940

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  • [Publications] M.Shiratori, Qiang Yu, Do-seop Kim: "The Effect of Intermetalic Compound on Thermal Fatigue Reliability of Lead-Free Solder Joints"APCFS&ATEMS'01. 935-940 (2001)

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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