2007 Fiscal Year Annual Research Report
放射光X線CTを用いたマイクロ接合部における熱疲労寿命の評価技術の開発
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18560096
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| Research Institution | Toyama Industrial Technology Center, |
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Principal Investigator |
佐山 利彦 Toyama Industrial Technology Center,, 機械電子研究所・機械システム課, 副主幹研究員 (40416128)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上杉 健太朗 (財)高輝度光科学研究センター, 利用研究促進部門イメージングチーム, 研究員 (80344399)
釣谷 浩之 中央研究所, 加工技術課, 主任研究員 (70416147)
森 孝男 富山県立大学, 工学部, 教授 (30275078)
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| Keywords | 信頼性設計 / エレクトロニクス実装 / マイクロ接合部 / X線マイクロCT / 放射光 / はんだ / 熱疲労 / 寿命評価 |
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| Research Abstract |
放射光X線マイクロCTを撮影した画像から、電子基板のマイクロ接合部における微小な熱疲労き裂を非破壊で評価する技術の開発に成功した。放射光X線をフリップチップ構造体に照射し、X線の屈折コントラストを利用して、サブミクロン幅の微小き裂を観察することが可能となった。さらに、同一試料の時系列観察結果から、疲労き裂の進展速度を計測し、破断寿命を推定することが可能となった。
1.具体的研究内容・成果
(1)微小き裂の観察
SPring-8の放射光X線マイクロCT装置により、直径150μmのはんだバンプ接合部を有するフリップチップ構造体内部の微小な熱疲労き裂を非破壊で観察することにに成功した。き裂の観察は、マイクロCT装置の空間分解能(約1μm)を超えるサブミクロン幅の微小き裂を促えるために、透過X線が屈折干渉してき裂のコントラストを強調する光学系を適用することにより実現した。
(2)破断寿命の評価
マイクロ接合部における疲労き裂の3次元形状および進展過程を非破壊で観察することにより、その進展速度を決定することが可能となった。き裂の進展速度から推定した疲労寿命は、切断面のSEM画像によって決定された平均寿命とよく一致しており、本検査方法の有効性が検証された。
2.有用性:産業高度化、社会的ニーズ、工学的意義
エレクトロニクス実装において、接合部のマイクロ化は急速に進行しており、信頼性評価技術に対するニーズが高まっている。マイクロ接合部における疲労き裂が、非破壊で観察可能になったこと、さらに破断寿命の評価までの可能になったことの工学的意義は非常に大きい。開発した手法は、電子機器業界のニーズにタイムリーに応えるものであり、将来、開発企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。
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Research Products
(5 results)
