表面実装部品はんだ接合部の強度設計のためのCAEシステムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455051
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 白鳥 正樹 横浜国立大学, 工学部, 教授 (60017986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小笠原 永久 横浜国立大学, 工学部, 助手 (60262408) ; 于 強 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (80242379)
• Keywords: 表面実装電子部品 / はんだ接合部 / 弾塑性・クリープ / 低サイクル疲労強度 / 熱サイクル疲労

Research Abstract

本研究でははんだ接合部の疲労強度試験と応力・ひずみ評価の効率化を図り、表面実装部品のはんだ接合部の強度評価法に基づき、表面実装部品の強度設計のための効率的なCAEシステムを開発することを目的とした。
本研究の研究成果を具体的に示せば、以下のようになる。
(1)引き続き平成7年度の研究の実施し、表面実装部品のはんだ接合部の効率のよい熱疲労試験の加速試験法が開発でき、はんだ接合部の強度・信頼性評価技術を確立することができた。
・熱サイクル疲労試験の温度変化を受ける部品のはんだ接合部に生じるひずみの履歴を再現できるような機械的疲労試験を加速試験の選定基準を確立した。
・加速試験を実施し、既に得られた熱サイクル疲労試験の結果と比較して、熱サイクル試験の代用として加速試験の有効性について確認できた。
(2)現在得られた知見と平成7年度の研究結果から、実験計画法および表面実装部品の強度設計のためのCAEシステムの開発
・このシステムに、(1)設計モデル(はんだ接合部の種類と形状)、(2)使用材料、(3)使用環境・条件、(4)疲労寿命の評価基準等のデータベースを構築し、設計者が強度設計を行うときの前処理の労力の軽減を図る。
・既に開発された表面実装部品全体の3次元熱伝導・熱応力解析プログラムと平成7年度に開発される簡易応力・ひずみ評価法を用いて任意使用条件を受ける各種はんだ接合部の応力・ひずみ評価システムを開発する。
・はんだ接合部の強度評価則に基づいて、はんだ接合部に生じる応力・ひずみの解析結果と接合部の強度結果のデータベースから表面実装部品の寿命を迅速に予測できるCAEシステムの開発を行う。

Research Products

• [Publications] Qiang Yu: "Reliability and Structural Optimization of BGA Packages" The PACIFIC RIM/ASME International, Intersociety Electronic & Photonic Packaging Conference & Exhibition. (in print). (1997)
• [Publications] Qiang Yu: "Fatigue Crack Propagating Evaluation of Microelectronics Solder Joints" The PACIFIC RIM/ASME International, Intersociety Electronic & Photonic Packaging Conference & Exhibition. (in print). (1997)
• [Publications] 柏村 孝義: "実験計画法,数理計画法を用いた構造最適化" 日本機械学会論文集(A編). 62-601. 2180-2185 (1996)
• [Publications] 柏村 孝義: "統計的最適化手法による衝撃荷重を受ける構造部材の最適設計" 日本機械学会論文集(A編). 62-603. 2422-2427 (1996)
• [Publications] 柏村 孝義: "自動車用シートの衝撃挙動に関する研究" 日本機械学会論文集(A編). 63-607(印刷中). (1997)