2010 Fiscal Year Annual Research Report
電子デバイスの鉛フリーはんだ接合部の強度評価法に関する研究
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20560098
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| Research Institution | Hyogo Prefectural Institute of Technology |
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Principal Investigator |
野崎 峰男 兵庫県立工業技術センター, 技術支援部, 主任研究員 (10470238)
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| Keywords | 鉛フリーはんだ / 低サイクル疲労 / クリープ疲労 / 応力集中 / 相当ひずみ / 構成関係 |
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| Research Abstract |
電子デバイスのはんだ接合部は、電源のon/off等に伴い、接合部品(材質:銅合金、樹脂、はんだ等)間の熱膨張係数の差により繰返し熱応力を受ける。はんだ接合部の形状は、はんだ付けの際、素子からのリードおよび基板側のランド等の被接合物の形状の影響によりフィレットや切欠きを有する場合が多い。さらに、はんだは常温で著しくクリープを呈する材料である。したがって、動作中の電子デバイスのはんだ接合部は、応力集中部にクリープ疲労負荷(クリープおよび疲労に起因する損傷を同時に与える負荷)を受けており、はんだ接合部の品質保証のためには、応力集中部に関するクリープ疲労寿命評価法を開発することが必要である。しかし、これまで、応力集中を伴うはんだ接合部のクリープ疲労寿命評価法に関する実験的研究はあまり実施されていない。
平成20、21年度に得られた主な知見及び考察結果は、(1)Sn-3.5Agはんだの弾塑性クリープ解析で用いるクリープ構成関係は、クリープ疲労試験から得たものを使用することが望ましい。(2)Sn-3.5Agはんだの応力集中部でのひずみ分布、ひずみ速度及びひずみ保持時間を用いたき裂発生、き裂伝ぱ及び破損繰返し数の評価式を提案した。(3)(2)の評価式を用いたき裂発生、き裂伝ぱ及び破損繰返し数の予測結果は、ある程度のばらつきは伴うものの概ね良好であった。平成22年度は、(1)～(3)について口頭及び誌上発表を行った。口頭発表は、「The Ninth International Conference on Multiaxial Fatigue & Fracture(ICMFF9、平成22年6月7日、イタリア、パルマ)」において行い、誌上発表は、国際学術雑誌「Engineering Fracture Mechanics」(5月に掲載決定)で実施した。
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