1993 年度実績報告書

電子デバイス複合材のサーモマイクロメカニクスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	03452106
研究機関	北海道大学
研究代表者	石川博將北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)
研究分担者	小林道明北見工業大学, 工学部, 教授 (20105539) 藤木裕行北海道大学, 工学部, 助手 (80238550) 佐々木克彦北海道大学, 工学部, 講師 (90215715)
キーワード	電子デバイス / サブミクロ構造 / 速度効果 / 60Sn-40Pb / 温度効果 / 粘塑性構成式 / 熱疲労 / 3次元有限要素法
研究概要	1.電子デバイスに要求される力学的特性を調査し、電子デバイス用構成材料の力学的データを集計・整理した。その結果、電子デバイス材料の中で最も厳しい使用条件下にあると思われるはんだ(60Sn-40Pb合金)に注目した。 2.60Sn-40Pb材のひずみ速度効果、温度効果について試作試験機により詳細に調査した。その結果、60Sn-40Pb材には著しいひずみ速度効果、温度効果があることを明らかにした。さらに、研究代表者が一般金属材料用に構築した繰返し塑性構成式を改良することにより、これらの効果を表示できる新しい粘塑性構成式を構築した。 3.電子デバイス材料、特にはんだは、繰返し疲労により疲労破壊を生じる。はんだ材の疲労評価法の確立は、現在電子デバイス関連の研究で最重要課題となっている。そこで、はんだ材の疲労寿命評価法を確立した。すなわち、塑性ひずみエネルギー密度と粘塑性繰返し塑性構成式による疲労寿命推定法を提案した。 4.接合時の流動・固化による相変態のために生ずる残留応力の影響を調べるための基礎実験として、様々な雰囲気温度でのはんだ材の機械的特性を試作試験機を用いて詳細に調査した。先に構築した構成式を動的ひずみ時効を考慮した形に改良すれば、相変態の効果を構成式で記述できる可能性を見いだした。 5.電子デバイス内部複合構造の最適化のために、実際の電子デバイス複合材を想定した有限要素法シミュレーションを行った。これまでに得られた、はんだ材の材料力学的特性などの情報から、電子デバイス複合体内部の変形及び応力状態が予測できることを明らかにした。

研究成果
(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] 石川博將: "比例繰返し負荷を受ける40Pb-60Snはんだの応力-ひずみ関係" 日本機械学会北海道支部第32期講演会講演論文集. 1. 185-187 (1991)
[文献書誌] 佐々木克彦: "60Sn-40Pb材の繰返し塑性構成式と疲労特性" 日本機械学会第69期通常総会講演会講演論文集. A. 539-541 (1992)
[文献書誌] H.Ishikawa: "Constitutive Model for 60Sn-40Pb Solder under Cyclic Loading" Proceedings of ASME/JSME Joint Conference on Advances in Electronic Packaging. EEP-1. 401-407 (1992)
[文献書誌] M.Kobayashi: "Ultrasonic Evaluation of Microstructual Changes of Solid Materials under Plastic Deformation" ASME,Characterization of Mechanical Properties of Materials. 33. 33-46 (1992)
[文献書誌] 小林道明: "超音波による非破壊材料評価(塑性変形によるアルミニウム合金の微視的構造変化の推定)" 日本機械学会論文集A編. 58. 1985-1992 (1992)
[文献書誌] 石川博將: "背応力の記憶項を考慮した繰返し塑性構成式" 日本機械学会論文集A編. 59. 360-366 (1993)
[文献書誌] 石川博將: "粘塑性構成式を用いた60Sn-40Pb材の疲労寿命予測" 日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集. (予定).
[文献書誌] H.Ishikawa: "Predection of Fatigue Failure of 60Sn-40Pb Solder Using Constitutive Equation for Cyclic Viscoplasticity" Proceedings of 1994 WAM Symposia on Materials & Mechanics in Electronic Packaging for 21st Century(予定).
[文献書誌] H.Ishikawa: "Constitutive Equation for Cyclic Plasticity Considering Memorization of Back Stress" JSME,International Journal Ser.I. (予定).

1993 年度 実績報告書

電子デバイス複合材のサーモマイクロメカニクスに関する研究

研究代表者

石川 博將 北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)

研究成果

[文献書誌] 石川博將: "比例繰返し負荷を受ける40Pb-60Snはんだの応力-ひずみ関係" 日本機械学会北海道支部第32期講演会講演論文集. 1. 185-187 (1991)

[文献書誌] 佐々木克彦: "60Sn-40Pb材の繰返し塑性構成式と疲労特性" 日本機械学会第69期通常総会講演会講演論文集. A. 539-541 (1992)

[文献書誌] H.Ishikawa: "Constitutive Model for 60Sn-40Pb Solder under Cyclic Loading" Proceedings of ASME/JSME Joint Conference on Advances in Electronic Packaging. EEP-1. 401-407 (1992)

[文献書誌] M.Kobayashi: "Ultrasonic Evaluation of Microstructual Changes of Solid Materials under Plastic Deformation" ASME,Characterization of Mechanical Properties of Materials. 33. 33-46 (1992)

[文献書誌] 小林道明: "超音波による非破壊材料評価(塑性変形によるアルミニウム合金の微視的構造変化の推定)" 日本機械学会論文集A編. 58. 1985-1992 (1992)

[文献書誌] 石川博將: "背応力の記憶項を考慮した繰返し塑性構成式" 日本機械学会論文集A編. 59. 360-366 (1993)

[文献書誌] 石川博將: "粘塑性構成式を用いた60Sn-40Pb材の疲労寿命予測" 日本機械学会第71期通常総会講演会講演論文集. (予定).

[文献書誌] H.Ishikawa: "Predection of Fatigue Failure of 60Sn-40Pb Solder Using Constitutive Equation for Cyclic Viscoplasticity" Proceedings of 1994 WAM Symposia on Materials & Mechanics in Electronic Packaging for 21st Century(予定).

[文献書誌] H.Ishikawa: "Constitutive Equation for Cyclic Plasticity Considering Memorization of Back Stress" JSME,International Journal Ser.I. (予定).

1993 年度実績報告書

石川博將北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)