2007 Fiscal Year Annual Research Report
3次元実装における多軸応力下の鉛フリーはんだ接合部の効率的な疲労信頼性評価技術
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18360056
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
于 強 Yokohama National University, 大学院・工学研究院, 准教授 (80242379)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白鳥 正樹 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60017986)
澁谷 忠弘 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 特別研究教員 (10332644)
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| Keywords | 3次元実装技術 / はんだ接合 / 多軸応力 / 低サイクル疲労 / クリープ / 疲労寿命則 / 有限要素法 / ひずみ計測 |
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| Research Abstract |
多軸応力下のはんだ接合破壊メカニズムの解明および設計技術と上手く融合できる次世代実装工学の信頼性評価技術の確立を目的として,前年度に引き続き以下の成果を得た.
(i)多軸応力下のマイクロ接合部の弾塑性およびクリープ特性を計測した.多軸応力状態では,ラチェット現象やクリープ機構の遷移等が顕在化する。
(ii)多軸応力状態の疲労試験を行い,疲労寿命特性を得ることができた.機械的に複合的負荷試験を実施して,多軸応力が疲労寿命に及ぼす影響を明らかにした.
(iii)上記の得られたデータを元に,多軸応力状態の疲労寿命則を確立した.多軸応力によるラチェット現象やクリープ変形機構の変化等を考慮した疲労寿命則は,(ii)で得られた結果を上手く説明することができた.
(iv)デジタル相関法を用いた微小領域のひずみ計測を行い提案した疲労寿命の有効性と多軸応力状態の破壊モードについて検討した.実際の計測結果においても,多軸応力の影響で破壊を支配する非線形ひずみが増加する傾向が確認された.
以上の成果を元に,はんだ接合部の材料特性および熱疲労寿命のデーターベースを構築し,簡易かつ汎用的なはんだ接合部の信頼性手法の確立に取り組んだ.応答局面法およびクラスタリング手法を用いて設計因子の相互作用を抽出するとともに,メカニズムに留意した熱疲労寿命の簡易式を導出した.開発した近似式は,様々な設計因子のケースに対して定量的に十分な精度を有していることを確認した.本近似式は,実装設計における信頼性評価に対して有効であることが期待できる.
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