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本研究は、はんだ接合された表面実装部品の熱サイクル疲労試験を実施し、はんだ接合部における破損発生の条件を求めるとともに、実用に供する際の安全性および信頼性を保証する強度評価法の確立を目的とする研究である。具体的に研究成果をまとめて述べれば、以下のようになる。
(1)影響関数法を取り入れた表面実装部品の熱伝導・熱応力の3次元有限要素解析プログラムの開発を行なった。
(2)はんだ接合部のコンプライアンスのき裂成長による変化を考慮にいれたことによって、現在ある3次元表面き裂の影響係数のデータベースからはんだ部のき裂進展のシミュレーションを行なうことができた。
(3)購入した熱疲労試験機ではんだ接合部の熱サイクル疲労の予備実験を行なった。実験結果は有限要素解析の結果との良い一致を示した。
(4)はんだ接合部の熱サイクル疲労試験は非常に時間がかかるという問題を克服するため、熱サイクル疲労試験の加速試験として考えている機械的疲労試験の試験機の開発を行なった。
(5)機械的疲労試験機を用いて各種リ-ド形状を有するはんだ接合部の疲労強度試験を行った。試験結果は有限要素法解析の結果とよい一致を示した。
(6)はんだ接合部の弾塑性・クリープ解析を行い、はんだ接合部に生じるひずみの各成分(弾性、塑性、クリープひずみ成分)を正確に評価することによって、各種疲労試験中にはんだ接合部に発生する破壊のメカニズムを把握することを可能とした。
(7)平成5年度と平成6年度に行った応力・ひずみの解析結果および熱サイクル試験の疲労強度結果を総合して、表面実装部品のはんだ接合部のき裂の発生に対してクリープの影響の補正を行ったManson-Coffin則で評価できることを確認した。
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