2011 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
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21560108
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| Research Institution | Toyama Industrial Technology Center, |
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Principal Investigator |
佐山 利彦 富山県工業技術センター, 企画管理部・企画情報課, 主幹研究員 (40416128)
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| 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)
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| 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 |
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| Research Abstract |
高密度実装が著しく進行している電子基板の信頼性に大きな影響を与えるマイクロ接合部を対象として、その健全性を非破壊モニタリングする技術を開発した。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継続的に観察し、その余寿命を推定するための基盤技術を確立した。
1.研究内容・成果(1)4次元観察によるマイクロ接合部における疲労き裂の進展状況の評価:はんだ接合部のCTデータから疲労き裂の3次元形状を抽出し、その時系列的な変化の観察(4次元観察)を行った。同時に、き裂の表面積を計測しこれを評価指標とすることで、疲労き裂の進展状況を定量化することも可能となった。(2)実基板におけるマイクロ接合部のヘルスモニタリング技術の開発:本技術を実際の電子基板におけるチップ部品のマイクロ接合部に適用し、疲労き裂の表面積を計測しながら、マイクロ接合部の余寿命を逐次推定するという新しい概念のヘルスモニタリング技術を開発した。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疲労損傷および微細な疲労き裂の進展過程を、完全な非破壊でモニタリングし、信頼性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。
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[Journal Article] Application of Synchrotron Radiation X-Ray Microtomography to Nondestructive Evaluation of Thermal Fatigue Process in Flip Chip Interconnects2011
Author(s)
Turitani, H., Sayama, T., Takayanagi, T., Okamoto, Y., Uesugi, K., Mori, T.
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Journal Title
Trans.ASME J.Electronic Packaging
Volume: 133
Pages: "021007-1"-"021007-9"
DOI
Peer Reviewed
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