| 研究課題/領域番号 |
15K05708
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| 研究機関 | 富山県工業技術センター |
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研究代表者 |
佐山 利彦 富山県工業技術センター, その他部局等, 課長 (40416128)
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| 研究分担者 |
森 孝男 富山県立大学, 工学部, 教授 (30275078)
釣谷 浩之 富山県工業技術センター, その他部局等, 主任研究員 (70416147)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 信頼性設計 / エレクトロニクス実装 / マイクロ接合部 / X線マイクロCT / 放射光 / ヘルスモニタリング / 熱疲労 / 寿命 |
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| 研究実績の概要 |
1. 研究内容・成果 エレクトロニクス実装基板（以下、基板）において、信頼性に最も大きな影響を与える因子である接合部を対象とし、放射光X線CT技術を適用した疲労き裂等の非破壊モニタリングに基づき、疲労破壊に対する健全性診断、余寿命評価技術、さらに基板の保守技術を統合化した新しい概念のヘルスマネジメント技術の開発を試みた。最終年度においては、これまでの研究によって実用レベルに至った放射光X線ラミノグラフィを用いたモニタリング技術に基づき、種々の繰返し通電負荷によって接合部に発生した疲労き裂に対して、ヘルスマネジメントを実施した。
具体的には、パワーモジュールの典型的な接合構造であるダイアタッチ接合部（厚さ約20-30 μmのはんだ層）を、モニタリングの対象とした。放射光X線ラミノグラフィ技術を適用して、通電状態のままで継続的にその場観察することにより、電流（温度範囲）や繰返し通電時間を変化させた種々の繰返し負荷によって発生した疲労き裂（開口量0.1 μmオーダー）の進展状況の違いを明確に可視化することができた。さらに、3次元的なき裂面積を継続的に計測することにより、負荷形態の違いによる疲労き裂進展速度を評価し、接合部の余寿命を推定し、信頼性を評価することが可能となった。本ヘルスマネジメントの適用可能性、有効性を示すことができた。
2. 有用性・意義 エレクトロニクス関連業界においては、機器の信頼性向上を目指し、基板の健全性を診断しようというヘルスモニタリングへの期待が高まっている。本研究で開発を目指している技術は、接合部における欠陥（き裂等）や損傷状況（ひずみ等）を3次元的、時系列的に捉えることができる高分解能を有する非破壊検査手法に基づいており、電子機器産業界のニーズにタイムリーに応えることができる。将来、関連企業製品の高度化、信頼性向上に大きく貢献することが期待できる。
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