| 研究課題/領域番号 |
17K06843
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 芝浦工業大学 |
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研究代表者 |
苅谷 義治 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (60354130)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | パワー半導体モジュール / ダイアタッチ / 疲労信頼性 / 疲労き裂進展則 / 銀焼結接合 / 疲労き裂進展 / 有限要素法解析 / 銀ナノ粒子焼結接合の疲労信頼性 / 疲労き裂進展解析 / 銀焼結材料 / パワーデバイス / 電子デバイス・機器 / 疲労 / マイクロ接合 / 破壊力学 |
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| 研究成果の概要 |
高温動作が可能なSiCパワー半導体モジュールのダイアタッチ接合として期待されるAgナノ粒子焼結接合部の熱疲労き裂進展寿命予測手法を検討した．まず，ダイアタッチ接合部の疲労信頼性予測に必要となる疲労き裂進展の駆動力として，FEM解析により容易に算出可能であり，かつ負荷条件および構成式の種類によらず使用できるΔW_Near-fieldを提案した．続いて，ΔW_Near-fieldを駆動力とする疲労き裂進展則を実験により求めた． 製品寿命設計においては，このΔW_Near-fieldをFEM解析で計算し，疲労き裂進展則により疲労寿命が予測可能となることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案する評価手法により，製品状態における疲労寿命をFEM解析を通じて精度良く予測することができるため，提案した手法は疲労信頼性に優れるAgナノ粒子焼結材料を開発する上で有効な手段となる．これにより，Agナノ粒子焼結材料の開発が加速し，高温動作パワー半導体モジュール開発が進む．また，パワー半導体モジュール分野のみならず，FEM解析により容易に算出可能であり，かつ負荷条件および構成式の種類によらず使用できるΔW_Near fieldは，FEM解析を用いた疲労信頼性に対して有効な手法となり，疲労信頼性分野の発展に貢献する．
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