| 研究課題/領域番号 |
07455046
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 博将 (石川 博將) 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80001212)
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| 研究分担者 |
佐々木 克彦 北海道大学, 大学院・工学科研究科, 助教授 (90215715)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1997
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| 研究課題ステータス |
完了 (1997年度)
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| 配分額 *注記 |
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
1997年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1996年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1995年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
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| キーワード | 電子パッケージ / 微視的力学特性 / 巨視的力学特性 / 構成式 / 粘弾塑性 / クリープ / はんだ材 / 疲労寿命 |
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| 研究概要 |
最近の電子機器は、新たなニーズに答えるべく小型化・軽量化が一段と進み、これに伴う電子パッケージの高集積化は、電子機器の構造をますます複雑にしている。このため、電子機器の高集積化および過酷な使用環境に付随する多くの力学的問題の合理的解決が必要不可欠である。電子パッケージの力学的問題は主に、自己発熱、強制冷却等の熱変動に伴う電子パッケージの変形による、LSIチップや微細接合部の疲労・破壊に集約される。本研究では電子パッケージ構成材料の接続部はんだに着目し、はんだ材の熱および機械的負荷による疲労、き裂、破壊等の力学的特性、疲労特性について実験的・理論的検討を行った。以下に、その詳細を示す。
1)電子パッケージ接続用はんだの巨視的力学特性評価を行い、はんだの巨視的弾塑性力学、粘性力学の適用性を考察した。その結果、降伏曲面や弾塑性挙動に及ぼす著しい速度効果および温度効果の影響が明確になった。
2)塑性ひずみエネルギ密度と疲労寿命には明らかに定量的な相関関係があることを導き出し、はんだ材の力学的特性を正確に記述できる構成則を構築しそれによるシミュレーションを用いれば、この関係を利用してはんだ材の疲労寿命予測が可能であることを見出した。
3)はんだ材の著しい温度効果、速度効果を記述するために、クリープ則を組み込んで微視的構造変化を考慮可能にした新しい構成則を構築した。
4)構築した構成則と2)により導いた疲労寿命予測式を用いた疲労寿命評価法を確立した。
5)以上の結果から、はんだ材の微視的構造変化を構成式に考慮できれば、より高精度な力学特性の記述と、より適正な疲労寿命評価および構造解析が可能であることを見出した。
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