先端デバイスの強度信頼性評価に関する解析的・実験的研究

• 研究課題/領域番号: 18206015
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 宮崎 則幸 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10166150)
• 研究分担者: 池田 徹 京都大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40243894) ; 松本 龍介 京都大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80363414)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 49,270千円 (直接経費: 37,900千円、間接経費: 11,370千円); 2009年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円); 2008年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2007年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2006年度: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円)
• キーワード: 先端デバイス / ひずみ計測 / 分子動力学 / 破壊力学 / 有限要素法 / 分子動力学法 / 異方性異種材き裂 / 転位密度 / デジタル画像相関法

研究概要

先端デバイスの強度信頼性評価に使用することができる解析プログラムおよび実験手法を開発した。すなわち、解析プログラムとしては、異種材界面強度の破壊力学的評価プログラム、転位密度というミクロ情報を含む構成式を用いた転位密度評価解析プログラム、および大規模分子動力学解析プログラムを開発した。また、実験的手法としては、撮像装置として光学顕微鏡および走査型レーザ顕微鏡を用いた微小領域ひずみ計測システムを開発した。これらの解析的、実験的手法を用いて、電子デバイスの強度信頼性評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Atomistic Simulations of Hydrogen Embrittlement (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, S. Taketomi, S. Matsumoto, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Internctiond Journd of Mechanicd Sciences Vol.52,No.2 ページ: 334-338
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birefringence Simulation of Annealed Ingot of Magnesium Fluoride Single Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Kitamura, N. Miyazaki, T. Mabuchi, T. Nawata
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.311,No.15 ページ: 3954-3962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Shear Strain on the Hydrogen Trapped in bcc-Fe: A First-Principles-Based Study (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, T. Inoue, S. Tcketomi, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Scripta Materialia Vol.60,No.7 ページ: 555-558
  • NAID: 120001749558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress Intensity Factor Analysis at on Interfacial Corner between Anisotropic Bimaterials under Thermal Stress (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nomura, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics Vol.76,No.2 ページ: 221-233
  • NAID: 120001750033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Shear Strain on the Hydrogen Trapped in bcc-Fe : A First-Principles Based Study (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Matsumoto, T.Inoue, S.taketomi, N.Miyazaki
  • 雑誌名: Scripta Materialia VOL.60 ページ: 555-558
  • NAID: 120001749558
  • 査読あり
• [雑誌論文] ドリフト拡散デバイスシミュレーションを用いた実装応力に起因するnMOSFETのDC特性変動評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小金丸正明, 池田徹, 宮崎則幸, 友景肇
  • 雑誌名: エレクトロニクス実装学会誌 12巻 ページ: 208-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birefringence Simulation of Annealed Ingot of Magnesium Fluoride Single Crystal (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Kitamura, N.Miyazaki, T.Mabuchi, T.Nawata
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth VOL.311 ページ: 3954-3962
  • 査読あり
• [雑誌論文] 固体状ゴム粒子変成エポキシ樹脂接着剤層中のき裂の破壊靱性値とき裂先端ひずみ分布に対する接着剤層厚さの影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上田真広, 宍戸信之, 池田徹, 宮崎則幸
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 75巻 ページ: 1516-1525
  • NAID: 110007482701
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atomistic Simulations of Hydrogen Embrittlement (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Matsumoto, S.Taketomi, S.Matsumoto, N.Miyazaki
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy VOL.23 ページ: 9576-9598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Shear Strain on the Hydrogen Trapped in bcc-Fe: A First-Principles-Based Study (2009)
  • 著者名/発表者名: R. MATSUMOTO, T. INOUE, S. TAKETOMI, N. MIYAZAKI
  • 雑誌名: Scripta Materialia Vol.60, No.7 ページ: 555-558
  • NAID: 120001749558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain Measurment in a Microstructure Using Digital Image Correlation for a Laser-Sccnning Microscopic Image (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shishido, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: CMES-Computer Modeling in Engineering & Sciences Vol.35,No.1 ページ: 1-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical Length of Shear Band in Metallic Glass (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Scripta Materiallia Vol.59,No.1 ページ: 107-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Residual Stress Evaluation in Resin-Molded IC Chips Using Finite Element Analysis and Piezoresistive Gauges (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Kogonemaru, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Microelectronic Reliability Vol.48,No.6 ページ: 923-932
  • NAID: 120001750034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birefringence Simulation of Annealed Ingot of Calcium Fluoride Single Crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Ogino, N. Miyazaki, T. Mabuchi, T. Nawata
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.30,No.1 ページ: 221-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Residual Stress Evaluation in Resin-Molded IC Chips Using Finite Element Analysis and Piezoresistive Gauges (2008)
  • 著者名/発表者名: M. KOGANEMARU, T. IKEDA, N. MIYAZAKI,
  • 雑誌名: Microelectronic Reliability Vol.48, No.6 ページ: 923-932
  • NAID: 120001750034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strain Measurment in a Microstructure Using Digital Image Correlation for a Laser-Scanning Microscopic Image (2008)
  • 著者名/発表者名: N. SHISHIDO, T. IKEDA, N. MIYAZAKI
  • 雑誌名: CMES (Computer Modeling in Engineering & Sciences) Vol.35, No.1 ページ: 1-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Birefringence Simulation of Annealed Ingot of Calcium Fluoride Single Crystal (2008)
  • 著者名/発表者名: H. OGINO, N. MIYAZAKI, T. MABUCHI, T. NAWATA
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.30, No.1 ページ: 221-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Residual Stress Evaluation in Resin-Molded IC Chips Using Finite Element Analysis and Piezoresistive Gauges (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Koganematu, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Microelectronic Reliability 48 ページ: 923-932
  • NAID: 120001750034
  • 査読あり
• [雑誌論文] MgF_2単結晶アニール後の複屈折シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 北村優太, 宮崎則幸, 真淵俊朗, 縄田輝彦
  • 雑誌名: 日本結晶成長学会誌 35 ページ: 189-197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Full-field Displacement Measurement Using Digital Image Correlation Method for a Laser Scanning Microscopic Image (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shishido, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Computer Modeling in Engineering & Sciences 35 ページ: 1-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] デジタル画像相関法を用いた電子実装部の熱ひずみ分布計測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 宍戸信之, 池田 徹, 宮崎則幸, 中村健太郎, 宮崎政志, 猿渡達郎
  • 雑誌名: 材料 57 ページ: 83-89
  • NAID: 130002085782
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress Intensity Factor Analysis of a Three-dimensional Interface Crack between Dissimilar Anisotropic Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nagai, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics Vol.74,No.16(有) ページ: 2481-2497
• [雑誌論文] Dislocation Density Evduation Using Dislocation Kinetics Model (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.303,No.1 ページ: 302-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dislocation Density Evaluation using Dislocation Kinetics Method (2007)
  • 著者名/発表者名: N. MIYAZAKI
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.303, No.1 ページ: 302-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dislocation Density Evaluation Using Dislocation Kinetics Model (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Miyazaki
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 303 ページ: 302-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] ハイブリッドポテンシャル法を用いた鉄単結晶体中のき裂進展挙動の分子動力学解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 久保田義大, 松本龍介, 宮崎則幸
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 73 ページ: 643-650
  • NAID: 110006279536
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stress Intensity Factor Analysis of a Three-dimensional Interface Crack between Dissimilar Anisotropic Materials (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Nagai, T. Ikeda N. Miyazaki
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics 74 ページ: 2481-2497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Stress Analysis of Lead Molybdate Single Crystal during Growth Process : Discussion on the Relation between Thermal Stress and Crystal Quality (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Miyazaki, Y.Matuura, D.Imahase
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 289・ 2 ページ: 659-662
• [雑誌論文] Stress Intensity Factor Analyses of Interface Cracks between Dissimilar Anisotropic Materials Using the Finite Element Methods (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Ikeda, M.Nagai, K.Yamanaga, N.Miyazaki
  • 雑誌名: Engineering Fracture Mechanics 73・14 ページ: 2067-2079
• [雑誌論文] Evaluation of the Delamination in a flip Chip Using Anisotropic Conductive Adhesive Films under Moisture/Reflow Sensitivity Test (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Ikeda, W.K.Kim, N.Miyazaki
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Components and Packaging Technology 29・3 ページ: 551-559
• [雑誌論文] 半導体薄膜中の転位密度の有限要素解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松本壮平, 宮崎則幸
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 論文番号20060025
  • NAID: 130008056188
• [雑誌論文] 化合物半導体単結晶のインゴットアニール過程における転位密度評価解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松本直樹, 宮崎則幸
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 論文番号20060028
  • NAID: 130008056185
• [雑誌論文] Analysis of Cracking of Lithium Tantalite (LiTaO_3) Single Crystals Due to Thermal Stress (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Miyazaki, N.Koizumi
  • 雑誌名: Journal of Materials Science 41? 19 ページ: 6313-6321
• [学会発表] Measurement of Strain in Microeiectronic Package Using the Digital Image Correlation Method for Reliable Numerical Analysis (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Ikeda, T.Kanno, N.Shishido, N.Miyazaki, H.Tanaka, T.Hatano
  • 学会等名: The 11th International Conference on Electronic Materials and Packaging
  • 発表場所: Penang, Malaysia
  • 年月日: 2009-12-03
• [学会発表] Applications of Computational Mechanics to Hydrogen Embrittlement (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Miyazaki
  • 学会等名: Centre for Advanced Computations in Engineering Science (ACES) symposium on Computational Mechanics 2009 held with Singapore Association of Computational Mechanics (SACM) Annual Meeting 2009---Invited lecture
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2009-11-30
• [学会発表] Birefringence Simulations of Annealed Ingot of Calcium Fluoride Single Crystal By Considering Creep Behavior of Ingot during Annealing Process (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Miyazaki, H.Ogino, Y.Kitamura, T.Mabuchi, T, Nawata
  • 学会等名: International Microsystems, Packaging, Assembly and Circuits technology Conference 2009 and International 3D IC Conference---Keynote lecture
  • 発表場所: 台北,台湾
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] Device Simulations of Mechanical Stress Effecs on Electrical Characteristics of n-MOSFETs : Impact of Local Stress in nMOSFETs (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yoshida, Ikeda, N.Miyazaki, H.Tomokage
  • 学会等名: ASME/Pacific Rim Technical Confercnce and Exhibition on Packaging and Integration of Electronic and Photonic
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Atomistic Study of Hydrogen Effect on Cohesive Energy of Grain Boundaries in Alpha Iron (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Matsumoto, S.Taketomi, N.Miyazaki
  • 学会等名: 10^<th> US National Congress on Computational Mechanics(USNCCMX),
  • 発表場所: Columbus, USA
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] Atomistic Study of Hydrogen Distributions around Lattice Defects and Defect Energies under Hydrogen Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, S. Taketomi, , N. Miyazaki
  • 学会等名: 12th International Conference on Fracture (ICF12)
  • 発表場所: Ottawa Canada
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] Lattice Defects and Defect Energies under Hydrogen Environment (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Matsumoto, S.Taketomi, N.Miyazaki
  • 学会等名: 12^<th> International Conference on Fracture
  • 発表場所: Ottawa, Canada
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] Device Simulations of Mechanical Stress Effects on Electrical Characteristics of nMOSFETs: Impact of Local Stress in nMOSFETs (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshida, T. Ikeda, N. Miyazaki, H. Tomokage
  • 学会等名: ASME/Pacific Rim Technical Conference and Exhibition on Packaging and Integration of Electronic and Photonic Systems, MEMS, and NEMS
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-06-20
• [学会発表] Reliability Evaluation of Flip Chip Pachages Using the Digital Image Correlation Method and the FEM Analyses (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Kanno, T. Ikeda, N. Miyazaki, H. Tonaka, T. Hatano
  • 学会等名: International Conference on Electronics Packaging 2009 (ICEP2009)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2009-04-15
• [学会発表] Reliability Evaluation of Flip Chip Packages Using the Digital Image Correlation Method and the FEM Analyses, International Conference on Electronics Packaging 2009 (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kanno, T.Ikeda, N.Miyazaki, H.Tanaka, T.Hatano
  • 学会等名: International Conference on Electronics Packaging 2009
  • 発表場所: 京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 2009-04-15
• [学会発表] Measurement of Three-dimensional Surface Displacement Using the Digital Image Correlation with AFM Image (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Shishida, T.Ikeda, N.Miyazaki
  • 学会等名: International Conference on Electronics Packaging 2009
  • 発表場所: 京都国際会館(京都市)
  • 年月日: 2009-04-15
• [学会発表] Birefringence Simulations of Annealed Ingot of Calcium Fluoride Single Crystal (Consideration of Creep Behavior of Ingot during Annealing Process) (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Miyazaki, H. Ogino, Y. Kitamura, T. Mabuchi, T. Nawata
  • 学会等名: SPIE Advanced Lithography 2009
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2009-02-26
• [学会発表] Atomistic Simulations of Hydrogen Embrittlement (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Miyazaki, R. Matsumoto, S. Taketomi
  • 学会等名: Third International Symposium on Advanced Fluid Experimental Mechanics (ISEM 2008)
  • 発表場所: 台南(台湾)
  • 年月日: 2008-12-08
• [学会発表] Estimation of Hydrogen Distribution Around Dislocations Based on First Principle Calculations (2008)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, S. Taketomi, Y. Inoue, N. Miyazaki
  • 学会等名: 2008 International Hydrogen Conference―Effects of Hydrogen on Materials―
  • 発表場所: Wyoming USA
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] Estimation of Hydrogen Distribution Around Dislocations Based on First Principle Calculations (2008)
  • 著者名/発表者名: R. MATSUMOTO, S. TAKETOMI, Y. INOUE, N. MIYAZAKI
  • 学会等名: 2008 International Hydrogen Conference - Effects of Hydrogen on Materials -
  • 発表場所: Wyoming USA
  • 年月日: 2008-09-10
• [学会発表] Stress Intensity Factors Analyses of a Three- Dimensional Interface Corner between Dissimilor Anisotropic Materials under Thermal Stress (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda, Y. Nomura N. Miyazaki
  • 学会等名: 8th World Congress on Computational Mechanics (WCCM8) in Conjunction with 5th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008)
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2008-07-02
• [学会発表] Stress Intensity Factors Analyses of a Three-Dimensional Interface Corner between Dissimilar Anisotropic Materials under Thermal Stress (2008)
  • 著者名/発表者名: T. IKEDA, Y. NOMURA, N. MIYAZAKI
  • 学会等名: 8th World Congress on Computational Mechanics (WCCM8) in Conjunction with 5th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008)
  • 発表場所: Venice, Italy
  • 年月日: 2008-07-02
• [学会発表] Application of Computational Mechanics to Hydrogen Embrittlement (Plenary Lecture) (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Miyazaki, R. Matsumoto, S. Taketomi
  • 学会等名: Internationdal Conference on Computational and Experimental Engineering and Science (ICCES'08)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Full Field Displacement Measurement Using Digital Image Correlation mathod for Laser Scanning Confocal Microscopic Image (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Shishido, T. Ikeda, N. Miyazaki
  • 学会等名: Internationd Conference on Computational and Experimental Engineering and Science (ICCES'08)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Application of Computational Mechanics to Hydrogen Embrittlement (Plenary Lecture) (2008)
  • 著者名/発表者名: N. MIYAZAKI, R. MATSUMOTO, S. TAKETOMI
  • 学会等名: International Conference on Computational and Experimental Engineering and Science (ICCES'08)
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Thermo-Mechanical and-Hygrb-Mechanical Stress Analyses of an Organic Multilayer Sheet (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda, T. Mizutani, N. Miyazaki
  • 学会等名: InterPACK'07
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2007-07-11
• [学会発表] Dislocation Density Evaluation Using Dislocation Kinetics Model (2006)
  • 著者名/発表者名: N. MIYAZAKI
  • 学会等名: 5th International Workshop on Modeling in Crystal Growth
  • 発表場所: Bamberg, Germany
  • 年月日: 2006-09-13
• [学会発表] Dislocation Density Evaluation Using Dislocation Kinetics Model (2006)
  • 著者名/発表者名: N. MIYAZAKI
  • 学会等名: 5^<th> International Workshop on Modeling in Crystal Growth (Invited Lecture)
  • 年月日: 2006-09-13
• [図書] 計算力学ハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢川元基, 宮崎則幸
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 計算力学ハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢川元基,宮崎則幸
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 計算力学ハンドブック (2007)
  • 著者名/発表者名: 矢川元基、宮崎則幸(編集)
  • 総ページ数: 662
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考]
  • URL: http://solid.me.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://solid.me.kyoto-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://solid.me.kyoto-u.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://solid.me.kyoto-u.ac.jp/
• [産業財産権] 撮影画像におけるゆがみの構成方法 (2006)
  • 発明者名: 宍戸信之、池田徹、宮崎則幸
  • 権利者名: 宍戸信之、池田徹、宮崎則幸
  • 公開番号: 2007-299219
  • 出願年月日: 2006-04-28