| 研究課題/領域番号 |
15360048
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
于 強 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (80242379)
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| 研究分担者 |
白鳥 正樹 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60017986)
澁谷 忠弘 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (10332644)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | 電子実装 / 信頼性評価 / 総合信頼性設計 / はんだ接合 / 影響度解析 / クラスタリング / 応答曲面 / 疲労寿命データーベース |
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| 研究概要 |
電子機器においては、小型化、高性能化が求められ、それらに伴い、パッケージの多ピン化が進み、BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip Size Package)などの使用が増えつつある、一般に、電子デバイスのはんだ接合部においては、パッケージと回路基板の熱膨張差に起因する、はんだ接合部の熱疲労破壊が問題になっている。一方、高速信号伝送に伴う高周波領域の実装技術のニーズから従来の2次元表面実装技術に取って代わって3次元実装技術が主流になると予測している。この3次元実装技術では従来のような半導体設計/基板設計/機器設計の諸技術の境界がなくなり、回路設計や信頼性設計などにおいてこれらの技術を融合した総合設計技術が望まれる。また、環境保全の要求から実装における鉛フリー化などの環境対応型材料の導入が急速に進行している。
本論文は、電子デバイス鉛フリーはんだ接合部の実用化のために解決すべき信頼性評価・設計問題を取り上げ、破壊のメカニズムを分析し、評価と設計の解決手法を提案するものである。まず、はんだ接合部周辺構造における応答曲面法を利用した信頼性設計手法を示している。実験計画法とシミュレーションを融合することにより、寸法や材料特性など各設計要因の特性値(評価パラメータ)に及ぼす影響を記述している近似推定式を作成し、各設計要因の影響を定量的かつ簡便的に評価できることを示している。設計要因間の相互作用が顕著であるBGA/CSPのような多層構造部品を対象とし、設計要因の特性値への影響メカニズムを明確にした結果を示している。さらに、特性値に対する各設計パターンをクラスタリングすることにより、各設計要因間の相互作用関係を明らかにする手法を提案した。最後に多層構造部品の簡易評価手法を提案し、それらを利用したはんだ接合部の疲労寿命DATABASEを提案している。
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