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宇宙航空機器のすずウィスカ発生成長メカニズムの解明と抑制

研究課題

研究課題/領域番号 21246109
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 材料加工・処理
研究機関大阪大学

研究代表者

菅沼 克昭  大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (10154444)

研究分担者 金 槿銖  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (90304857)
研究協力者 根本 規生  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 安全信頼性推進部技術開発室, 技術領域リーダ
中川 剛  日本アビオニクス株式会社, 情報システム事業部第二技術部, エキスパート
研究期間 (年度) 2009-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2011年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2010年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2009年度: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円)
キーワード電気接続・配線 / ウィスカ / 温度サイクル / 真空 / 酸化 / 宇宙機器 / 信頼性 / 金属物性 / 微細接続 / 高密度実装
研究概要

すずウィスカは、衛星の機器故障を引き起こし深刻な問題となっているが、未だにメカニズムが未解明であった。本研究では、 過去に取り組み例の無い真空中の温度サイクル環境におけるウィスカ形成を調べ、大気中よりも真空中に於いてウィスカが細く長く成長することを明らかにした。さらに、すず表面の酸化膜の存在が影響することを突き止め、真空中ばかりで無く、大気中における温度サイクル・ウィスカ成長メカニズムを解明した。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (30件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of crystal orientation on mechanically induced Sn whiskers on Sn-Cu plating2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizuguchi, Y. Murakami, S. Tomiya, T. Asai, T. Kiga, K. Suganuma
    • 雑誌名

      J. Electron. Mater

      巻: 53[12](in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] コンフォーマルコーティングによるウィスカ成長性抑制効果の評価2012

    • 著者名/発表者名
      中川 剛, 根本規生, 山田敏行, 菅沼克昭
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J95-C [11](in press)

    • NAID

      110009543935

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 機械的応力により発生する Sn ウィスカにおける屈曲・湾曲部の形成と結晶方位の関係性2012

    • 著者名/発表者名
      水口由紀子, 村上洋介, 冨谷茂隆, 浅井正, 気賀智也, 菅沼克昭
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌

      巻: J95-C [11](in press)

    • NAID

      110009543934

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of crystal orientation on Sn whisker-free Sn-Ag-Cu plating2012

    • 著者名/発表者名
      Y . Mizuguchi, Y . Murakami, S. Tomiya, T .Asai, T . Kiga, K. Suganuma
    • 雑誌名

      Mater. Trans

      巻: (in press)

    • NAID

      10031127211

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the crystallographic orientation of Sn on the electromigration of Cu/Sn-Ag-Cu/ Cu ball joints2012

    • 著者名/発表者名
      K. Lee, K.-S. Kim, K. Suganuma, Y . Tsukada, K.Yamanaka, S. Kuritani, M. Ueshima
    • 雑誌名

      J.Mater.Res

      巻: 26[3] ページ: 467-474

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of i ntermetallic growth rate on spontaneous whisker growth from a t in coating on copper2011

    • 著者名/発表者名
      A. Baated, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci.Mater. Electron.

      巻: 22 号: 11 ページ: 1685-1693

    • DOI

      10.1007/s10854-011-0346-5

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Whiskergrowth behavior of Sn and Sn alloy lead-free finishes2011

    • 著者名/発表者名
      A. Baated, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 雑誌名

      J. Electron. Mater.

      巻: 40[11] ページ: 2278-2289

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sn whisker growth during thermal cycling2011

    • 著者名/発表者名
      K. Suganuma, A. Baated, K. -S. Kim, K.Hamasaki, N. Nemoto, T . Nakagawa, T . Yamada
    • 雑誌名

      Acta Materialia

      巻: 59[1] ページ: 7255-7267

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of crystallographic orientation of Sn-Ag- Cu on electromigration in flip-chip joint2011

    • 著者名/発表者名
      K. Lee, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 雑誌名

      Microelectron. Reliab.

      巻: 51[12] ページ: 2290-2297

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of indium addition on electromigration behavior of solder joint2011

    • 著者名/発表者名
      K. Lee, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 雑誌名

      J. Mater. Res.

      巻: 26[20] ページ: 2624-2631

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉛フリーはんだ実装技術の高付加価値化、2011

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 雑誌名

      ロボット

      巻: No.203 ページ: 34-37

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of crystallographic orientation of Sn-Ag-Cu on electromigration in flip-chip joint2011

    • 著者名/発表者名
      K.Lee, K.-S.Kim, K.Suganuma
    • 雑誌名

      Microelectronics Reliability

      巻: 51[12] ページ: 2290-2297

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Whisker growth behavior of Sn and Sn alloy lead-free finishes2011

    • 著者名/発表者名
      A.Baated, K.-S.Kim, K.Suganuma
    • 雑誌名

      J.Electron.Mater.

      巻: 40[11] 号: 11 ページ: 2278-2289

    • DOI

      10.1007/s11664-011-1712-z

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of the crystallographic orientation of Sn on the electromigration of Cu/Sn-Ag-Cu/Cu ball joints2011

    • 著者名/発表者名
      K.Lee, K.-S.Kim, K.Suganuma, Y.Tsukada, K.Yamanaka, S.Kuritani, M.Ueshima
    • 雑誌名

      J.Mater.Res.

      巻: 26[3] ページ: 467-474

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Whisker growth from an e lectroplated zinc coating2010

    • 著者名/発表者名
      A. Baated, K. -S. Kim, K. Suganuma
    • 雑誌名

      J. Mater. Res.

      巻: 25[11] ページ: 2175-2182

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of reflow atmosphere and flux on Sn whisker growth of Sn-Ag-Cu solders2010

    • 著者名/発表者名
      A. Baated, K.- S. Kim, K. Suganuma, S. Huang, B.Ju rcik , S. Nozawa, M. Ueshima
    • 雑誌名

      J. Mater. Sci. Mater. Electron.

      巻: 21 ページ: 1066-1075

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錫ウィスカ成長に及ぼす端子材の影響2010

    • 著者名/発表者名
      金 槿銖,菅沼克昭,寄門雄飛,李奇柱,阿龍恒,辻本雅宣
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 49 ページ: 122-115

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 宇宙分野におけるすずウィスカの影響2010

    • 著者名/発表者名
      根本規生、鈴木浩一、 中川 剛、山田敏行、菅沼克昭
    • 雑誌名

      第23回秋季信頼性シンポジウム発表報文集、東京

      ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錫ウィスカ抑制技術2010

    • 著者名/発表者名
      金 槿銖、 菅沼克昭
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: Vol.62、No.3 ページ: 16-19

    • NAID

      40017219420

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Whisker growth from an electroplated zinc coating2010

    • 著者名/発表者名
      A.Baated, K.S.Kim, K.Suganuma
    • 雑誌名

      J.Mater.Res.

      巻: 25[11] ページ: 2175-2182

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      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錫ウィスカ成長に及ぼす端子材の影響2010

    • 著者名/発表者名
      金槿銖, 菅沼克昭, 寄門雄飛, 李奇柱, 阿龍恒, 辻本雅宣
    • 雑誌名

      銅と銅合金

      巻: 49 ページ: 112-115

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 錫ウィスカ抑制技術2010

    • 著者名/発表者名
      金槿銖, 菅沼克昭
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 62[3] ページ: 16-19

    • NAID

      40017219420

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Crystal Orientation on Mechanically Induced Sn Whiskers of Sn-Cu Platings2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Mizuguchi, Y.Murakami, S.Tomiya, T.Asai, T.Kiga, K.Suganuma
    • 学会等名
      2012 TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      米国フロリダ(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of crystal orientation on mechanically induced Sn whiskers of Sn-Cu platings2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Mizuguchi, Y. Murakami, S Tomiya, T. Asai, T. Kiga, K. Suganuma
    • 学会等名
      2012TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Orlando, FL, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Behaviors of Sn surface with whisker generation after thermal cycle2011

    • 著者名/発表者名
      J.-L.Jo, K.Lee, K.Suganuma
    • 学会等名
      International Symposium on materials Science and Innovaytion for Sustainable Society, Eco-Materials and Eco-innovation for Global Sustainability
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2011-11-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Pb 微量添加による室温 Sn ウィスカ発生の抑制と組織的特徴2011

    • 著者名/発表者名
      趙 亭來, 濱崎 恭子, 菅沼克昭, 辻本 雅宣
    • 学会等名
      日本金属学会2011 年秋季大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄)
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Pb微量添加による室温Snウィスカ発生の抑制と組織的特徴2011

    • 著者名/発表者名
      趙亭來, 濱崎恭子, 菅沼克昭, 辻本雅宣
    • 学会等名
      日本金属学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2011-11-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Behaviors of Sn surface with whisker generation after thermal cycle2011

    • 著者名/発表者名
      J.-L. Jo, K. Lee, K. Suganuma
    • 学会等名
      International Symposium on materials Science and Innovation for Sustainable Society, Eco-Materials and Eco-innovation for Global Sustainability
    • 発表場所
      Osaka
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Growth mechanism of Sn whiskers in a vacuum and air with thermal cycling2011

    • 著者名/発表者名
      J.-L. Jo, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 学会等名
      MS&T 2011, Ohio USA
    • 発表場所
      Ohio, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Electromigration behavior of Sn-In lead-free solder alloy under high current stress2011

    • 著者名/発表者名
      K. Lee, K.-S. Kim, K. Suganuma
    • 学会等名
      2011 TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Whisker growth behavior in a high vacuum with thermal cycling2011

    • 著者名/発表者名
      K.-S. Kim, J.-L. Jo, K.-J. Lee, A. Baated, K.Suganuma, N. Nemoto, T. Nakagawa, Toshiyuki Yamada
    • 学会等名
      2011 TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Growth mechanism of Sn whiskers in a vacuum and air with thermal cycling2011

    • 著者名/発表者名
      J.-L.Jo, K.-S.Kim, K.Suganuma
    • 学会等名
      MS&T 2011, TMS
    • 発表場所
      米国オハイオ
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Whisker growth behavior in a high vacuum with thermal cycling2011

    • 著者名/発表者名
      K.S.Kim, J.L.Jo, K.Lee, A.Baated, K.Suganuma
    • 学会等名
      2011 TMS Annual Meeting
    • 発表場所
      San Diego, USA(招待)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 錫ウィスカ発生メカニズムと抑制策(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 学会等名
      日本航空宇宙工業会素材専門委員会
    • 発表場所
      日本航空宇宙工業会(東京)
    • 年月日
      2010-09-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 錫ウィスカ発生メカニズムと抑制策2010

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 学会等名
      日本航空宇宙工業会素材専門委員会
    • 発表場所
      東京(招待)
    • 年月日
      2010-09-30
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 鉛フリー実装は新たなステージへ~高信頼化のためのキーワード:ウィスカ、耐熱、更に高温/低温化へ~(招待講演)2010

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 学会等名
      京都実装技術・信頼性研究会第五回例会
    • 発表場所
      京都府産業支援センター(京都)
    • 年月日
      2010-03-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 亜鉛ウィスカの発生及びそのメカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      阿龍恒, 金槿銖, 菅沼克昭
    • 学会等名
      エレクトロニクス実装学会
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] めっき膜と界面の微細構造とウィスカ発生の関連、 電子実装ウィスカ防止技術フォーラム2010

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 学会等名
      電子情報技術産業協会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京)
    • 年月日
      2010-03-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] めっき膜と界面の微細構造とウィスカ発生の関連2010

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 学会等名
      電子実装ウィスカ防止技術フォーラム
    • 発表場所
      芝浦工業大学(東京都)
    • 年月日
      2010-03-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Tin Whisker Growth in Vacuum Thermal Cycling2010

    • 著者名/発表者名
      K.Suganuma, A.Baated, S.Kim, K.S.Kim, N.Nemoto, T.Nakagawa, T.Yamada
    • 学会等名
      139th TMS Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      シアトル(アメリカ)
    • 年月日
      2010-02-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effects of alloying on tin whisker growth and some finding on fatigue mechanism2010

    • 著者名/発表者名
      K. Suganuma
    • 学会等名
      6th Lead-Free Solder and Technology Workshop:139th Annual Meeting & Exhibition
    • 発表場所
      Seattle
    • 年月日
      2010-02-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] whisker evaluation status for space applicatio2010

    • 著者名/発表者名
      T. Nakagawa, T. Yamada, N. Nemoto, K.Suganuma
    • 学会等名
      4th International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      Maryland
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Tin whisker evaluation status for space application2010

    • 著者名/発表者名
      N. Nemoto, T. Nakagawa, T. Yamada, K.Suganuma
    • 学会等名
      4th International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      Maryland
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Prevention technologies of whisker growth for reliable electronic products2010

    • 著者名/発表者名
      K. Suganuma
    • 学会等名
      11thJIC meeting (Jisso International Council)
    • 発表場所
      Kyoto Japan
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Intermetallic growth rate effects on spontaneous whisker growth from Tin coating on Copper2010

    • 著者名/発表者名
      A.Baated, K.S.Kim, K.Suganuma
    • 学会等名
      International Conference on Electronics Packaging
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Prevention technologies of whisker growth for reliable electronic products2010

    • 著者名/発表者名
      K.Suganuma
    • 学会等名
      11^<th> JIC meeting (JEITA)
    • 発表場所
      Kyoto(招待)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of Conformal Coating for Mitigation of Tin Whisker Growth (Part II)2010

    • 著者名/発表者名
      T.Nakagawa, T Yamada, N.Nemoto, K.Suganuma
    • 学会等名
      4th International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      Maryland, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Tin Whisker Evaluation Status for Space Application2010

    • 著者名/発表者名
      N.Nemoto, T.Nakagawa, T.Yamada, K. Suganuma
    • 学会等名
      4th International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      Maryland, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 錫ウィスカ成長に及ぼす端子材の影響2009

    • 著者名/発表者名
      金槿銖, 李奇柱, アローハン, 濱崎恭子, 菅沼克昭, 辻本雅宣, 寄門雄飛
    • 学会等名
      第49回銅及び銅合金技術研究会講演大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府)
    • 年月日
      2009-11-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Snウィスカ成長に及ぼすSnめっき構造と表面コート層の影響2009

    • 著者名/発表者名
      金槿銖, 濱崎恭子, 李奇柱, アローハン, 菅沼克昭, 辻本雅宣
    • 学会等名
      マイクロエレクトロニクスシンポジウム(MES2009)
    • 発表場所
      福岡大学(福岡県)
    • 年月日
      2009-09-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Room temperature whiskers, thermal cycling whiskers and alloying effects2009

    • 著者名/発表者名
      K. Suganuma, K.S. Kim, Y. Shimada, K. Yamamoto, T. Kudoh, N. Nakamura, H. Oshima, S. Hayashi
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      Lyngby
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Room Temperature Whiskers, Thermal cycling Whiskers and Alloying Effects2009

    • 著者名/発表者名
      K.Suganuma, K.S.Kim, Y.Shimada, K.Yamamoto, T.Kudoh, N.Nakamura, H.Oshima, S.Hayashi
    • 学会等名
      3^<rd> International Symposium on Tin Whiskers
    • 発表場所
      リンビー(デンマーク)
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Lead-Free Solders; Materials Reliability for Electronics, ed.by K. N. Subramanian2012

    • 著者名/発表者名
      K. Suganuma, Tin whiskers
    • 出版者
      John Wiley and Sons Ltd
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] Sn ウィスカによる機器故障の歴史、フレキシブルプリント配線板の最新応用技術2009

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭
    • 出版者
      CMC 出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [図書] 環境調和型エレクトロニクスの信頼性向上2009

    • 著者名/発表者名
      菅沼克昭(監修)
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ「鉛フリー相談室」において、ウィスカ現象など様々な技術相談を実施している。

    • URL

      http://www.eco.sanken.osaka-u.ac.jp/PbFree/

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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