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2012 年度 実績報告書

次世代耐高温Sicパワーデバイスの高信頼性実装技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360047
研究機関横浜国立大学

研究代表者

于 強  横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (80242379)

研究分担者 澁谷 忠弘  横浜国立大学, 環境情報研究院, 准教授 (10332644)
白鳥 正樹  横浜国立大学, 学内共同利用施設等, その他 (60017986)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワード疲労 / 接合技術 / 信頼性 / 計算力学
研究概要

1.300℃高密度高耐熱実装信頼性評価技術の開発を行った。
超高純度Al基板とAgナノペストなどの実装材料で組み合わさった複合実装構造を検討している。以下の研究を実施することによっての実用的な信頼性評価技術を確立し、高性能・高信頼性のパワーモジュールの製品開発を支援する技術を開発した。
(1)超高純度Alの疲労寿命の評価を行った。応力集中の影響を考慮した超高純度Al基板の疲労強度の定量評価はパワーモジュール全体の実装信頼性の定量評価において大変重要な課題である。本研究は新たに開発した試験方法を用いて、超高純度のAlの基板応力集中部の疲労寿命を計測した。
(2)Agナノペストなどの新しい実装材料の材料特性および信頼性評価術を確立した。
2.パワーモジュールの製品化のための効率的な信頼性技術を開発した。(于、白鳥)
パワーモジュールの性能は電気特性・熱制御特性・構造特性などによって支配されているため、このような諸特性を適切に考慮できる信頼性支援技術が重要である。また、実装信頼性に対して実装プロセスにおいて発生する誤差などのばらつきは大きな影響を及ぼすため、そのメカニズムを解明した。本研究では電気・熱・構造の連成問題を考慮できる信頼性シミュレーションシステム、および実装プロセス解析システムを構築することによって高信頼性のパワーモジュールの製品化を支援することができるようにした。研究代表者および分担者はこれまでに電子部品のはんだ接合部の信頼性評価を実施するために、シミュレーション技術を用いた研究開発を行ってきた。これらの研究成果は既に実用化されているものもある。これまでに蓄積してきたこれらの研究成果を新しい実装構造に適用することによって短期間で上記目標が達成することができた。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012

すべて 学会発表 (10件)

  • [学会発表] Study on Thermal Design due to Downsizing of Power Module Using Coupled Electrical-Thermal-Mechanical Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Yamada, Qiang Yu, Tomohiro Takahashi, Yusuke Takagi
    • 学会等名
      EMAP2012
    • 発表場所
      香港(中国)
    • 年月日
      20121213-20121216
  • [学会発表] A study on Evaluation Method of New Packaging Structure for High-Temperature Power Device2012

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Higuchi, Qiang Yu, Toshikaza Oshidari, Mingliang Cui
    • 学会等名
      EMAP2012
    • 発表場所
      香港(中国)
    • 年月日
      20121213-20121216
  • [学会発表] Effect of crystal grain size on fatigue characteristics of lead free solder joints2012

    • 著者名/発表者名
      T. Akutsu, Q. Yu
    • 学会等名
      New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts
    • 発表場所
      オストラバ(チェコ)
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] Precision Evaluation for Thermal Fatigue Life in Power Cycling Using Coupled Electrical-Thermal-Structural Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      T. Takahashi, Q. Yu
    • 学会等名
      New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts
    • 発表場所
      オストラバ(チェコ)
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] A Study on the Thermal Fatigue Evaluation of Ni Plating in SiC2012

    • 著者名/発表者名
      A. Hirose, Q Yu, T. Ishikawa
    • 学会等名
      New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts
    • 発表場所
      オストラバ(チェコ)
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] Evaluation of Thermal Deformation of the Sealing Resin Considering the Effect of Curing Process on Mechanical Property2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Yoshida, Q. Yu
    • 学会等名
      New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts
    • 発表場所
      オストラバ(チェコ)
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] A Study on Reliability of Nano-Metal Pastes in High Temperature Resistant of Power Devices2012

    • 著者名/発表者名
      M.Cui, T. Oshidari, Q. Yu
    • 学会等名
      New Methods of Damage and Failure Analysis of Structural Parts
    • 発表場所
      オストラバ(チェコ)
    • 年月日
      20120910-20120914
  • [学会発表] Investigation of Thermal Fatigue Life Scatter of IVH in PWB2012

    • 著者名/発表者名
      Kunihiro Takenaka, Qiang Yu
    • 学会等名
      Itherm2012
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      20120530-20120601
  • [学会発表] Measurement Methods for Curing Properties of Resin Considering Process Condition2012

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Takeda, Qiang Yu, Hiroyuki Sato
    • 学会等名
      Itherm2012
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      20120530-20120601
  • [学会発表] Reliable Evaluation Method for Solder Joints in Vehicle Electronics Devices Considering the Actual Use Conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Satoru Okuyama, Qiang Yu, Takahiro Akutsu
    • 学会等名
      Itherm2012
    • 発表場所
      サンディエゴ(米国)
    • 年月日
      20120530-20120601

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公開日: 2014-07-24  

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