2010 Fiscal Year Annual Research Report

高密度実装基板の熱疲労損傷に対する放射光CTを用いたヘルスモニタリング技術の開発

Research Project

Project/Area Number	21560108
Research Institution	Toyama Industrial Technology Center,
Principal Investigator	佐山利彦富山県工業技術センター, 機械電子研究所・機械システム課, 副主幹研究員 (40416128)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	釣谷浩之富山県工業技術センター, 機械電子研究所・機械システム課, 主任研究員 (70416147)
Keywords	信頼性設計 / 高密度実装 / マイクロ接合部 / X線マイクロCT / 放射光 / ヘルスモニタリング / 熱疲労 / 寿命評価
Research Abstract	電子基板のマイクロ接合部の観察に特化した非破壊検査技術の開発を行った。放射光研究施設SPring-8を利用し、放射光X線CT技術によって、実基板上のマイクロはんだ接合部における疲労き裂の進展過程をモニタリングすることが可能となり、疲労寿命を推定するための基盤技術が確立した。 1. 研究内容・成果(1)疲労き裂の可視化:マイクロ接合部に発生する微細な疲労き裂は、これまで産業用CT等の機器ではまったく観察不可能な対象であった。そこで今回、放射光X線CT技術に、透過X線が屈折干渉して結像する光学系を適用することで、開口量が100nmオーダーである微小き裂に対し、その3次元的な全体像を捉えることを可能とした。(2)疲労き裂の進展過程の評価およびヘルスモニタリングへの適用:同一のはんだ接合部を時系列的にモニタリングすることで、マイクロ接合部における疲労き裂の進展状況が明らかとなった。さらに、疲労き裂の表面積を直接計測することによって、その余寿命を逐次推定することが可能となった。これより、破断検出のみであった従来のヘルスモニタリング技術の枠組みを飛躍的に拡大することが可能となった。 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。放射光X線CT技術の応用により、これまで観察不可能であった微細な疲労き裂を、完全な非破壊で観察、評価が可能と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、関連企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。