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2012 年度 実績報告書

はんだ接合部におけるエレクトロマイグレーション現象の解明とその対策

研究課題

研究課題/領域番号 22560722
研究機関大阪大学

研究代表者

上西 啓介  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80223478)

研究期間 (年度) 2010-10-20 – 2013-03-31
キーワードエレクトロマイグレーション
研究概要

これまでは、Sn-Ag合金、および低温接合材料のSn-Bi共晶系はんだを用いたはんだ接合部におけるエレクトロマイグレーション(EM)現象について、はんだ材料そのもののEM現象の違いという観点から、現象を調査してきた。しかしながら、比較的高電流密度条件においては、電極のCuがはんだ内部だけでなく、はんだと電極の界面を通って拡散することから、はんだ中のCuの拡散速度、更には、はんだ・電極の界面構造の影響について調査をする必要が生じた。
そこで本年度は、Cu-Sn化合物など、特にはんだ接合部に形成する化合物相がEM現象に及ぼす影響について調査を行った。
その結果、Cu-Sn化合物はSnなどの金属元素と比較し、その中をCuが拡散することが遅いため、EMする速度(ドリフト速度)が遅くなることが確認された。また同じCu-Sn化合物であっても、Cu6Sn5相よりもCu3Sn相中の方が、更にCuのドリフト速度が小さくなることが確認された。このように接合部に化合物相が存在すると、EMの速度は減少するが、一方で化合物とはんだが混在する組織においては、Sn中をCuが早くEMすることには変わりはないため、必ずしも寿命が延長するわけではないことも確認された。
また、他の合金系の化合物としては、AgをUBM層として用いた時に形成するAg3Sn化合物相は、CuのEMを抑制するのに効果的な化合物であることが見出された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Sn-Agはんだ・銅微細接合部のエレクトロマイグレーション現象に及ぼすはんだの化合物化の影響2014

    • 著者名/発表者名
      安藤宏樹、酒井徹、田中章吾、岡本圭史郎、赤松俊也、作山誠樹、上西啓介
    • 雑誌名

      Mate2014 「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム論文集

      巻: 20 ページ: 287-290

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sn-Bi共晶はんだとNi/Au電極との界面反応と強度に及ぼすZn添加の影響2013

    • 著者名/発表者名
      安藤智弥、岡本圭史郎、赤松俊也、作山誠樹、上西啓介
    • 雑誌名

      ate2013 「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム論文集

      巻: 19 ページ: 235-242

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sn-Ag-Bi-In系はんだのBGA接合信頼性評価2013

    • 著者名/発表者名
      酒谷茂昭、日根清裕、森将人、古澤彰男、上西啓介
    • 雑誌名

      Mate2013 「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム論文集

      巻: 19 ページ: 55-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sn-Bi共晶はんだを用いた微細はんだ接合部のエレクトロマイグレーション挙動に及ぼすバリア層の影響2012

    • 著者名/発表者名
      酒井徹、八坂健一、赤松俊也、今泉延弘、岡本圭史郎、作山誠樹、上西啓介
    • 雑誌名

      第22回マイクロエレクトロニクスシンポジウム(MES2012)論文集

      巻: Vo.22 ページ: 171-174

  • [学会発表] Sn-Biはんだ接合部におけるエレクトロマイグレーション現象に及ぼすUBM層の影響2013

    • 著者名/発表者名
      安藤宏樹、酒井徹、田中章吾、岡本圭史郎、赤松俊也、作山誠樹、上西啓介
    • 学会等名
      Mate2014 「エレクトロニクスにおけるマイクロ接合・実装技術」シンポジウム論文集
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20130129-20130130
  • [図書] 導電・絶縁材料の電気および熱伝導特性制御2013

    • 著者名/発表者名
      井上雅博、上西啓介
    • 総ページ数
      293
    • 出版者
      S&T出版

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公開日: 2015-05-28  

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