| 研究概要 |
本研究により得られた結果を要約すると以下のようになる.
1.直接引張型ホプキンソン棒法による衝撃試験装置を用いてSn-Bi系低融点鉛フリーはんだ材の衝撃引張特性についても調べた.その結果,Sn-57Bi-1.0Ag材は10^3を超える高ひずみ速度域では極めて脆く,0.4%程度のひずみで破断することがわかった.
2.鉛フリーはんだと無電解めっきが施された銅とを接合した試験片を用いて衝撃引張試験を行った.その結果,試験片はほとんど塑性変形することなく接合界面から脆性破壊を起こした.無電解めっきを施さない場合も同様な破壊形態を示した.また、衝撃引張強さは両者とも55MPa程度であり,Sn-Ag-Cu系鉛フリーはんだ材の3分の1程度の衝撃強度しかないことがわかった.
3.はんだ線材の引張変形についてFEMによる弾塑性-熱連成解析を行い,引張変形中にはんだ材に生じる温度分布の変化と起電力法による測定結果とを比較した.その結果,計測した起電力はサーモカップルを付けた位置における温度上昇に起因しており,その値ははんだ材の塑性ひずみ分布と強い相関があることがわかった.
4.はんだボール接合部の衝撃試験結果と解析結果を比較することにより,起電力法により計測される電圧と衝撃を受けるはんだボールのひずみエネルギーとの間に強い相関があることが確認できた.また,衝撃弾塑性FEM解析により,界面近傍のひずみエネルギーから接合界面近傍の応力状態を推定することができることがわかった.したがって,基板に実装されたはんだボールの衝撃変形に伴い生じる起電力の計測と衝撃弾塑性FEM解析とを併用することにより,はんだボール接合界面の衝撃強度を評価できることがわかった.
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