マルチ破壊モードを有する次世代電子実装マイクロ接合構造の破壊制御と信頼性設計

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350052
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 白鳥 正樹 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60017986)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澁谷 忠弘 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助手 (10332644) ; 于 強 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (80242379)
• Keywords: 電子実装 / マイクロ多層構造 / 破壊モード制御 / 界面破壊 / 疲労破壊 / 鉛フリーはんだ / 金属間化合物 / 信頼性設計

Research Abstract

本研究では,マイクロ接合界面のミクロ構造を考慮したエレクトロニクス実装マイクロ接合におけるマルチ破壊モードの疲労破壊メカニズムを明らかにし、破壊モードの制御手法を確立することを目的とする。本年度は,マルチ破壊モードを評価するための第一段階として,個々の破壊モードの特性を理解する目的で以下の研究について実施した.平成15年度は引き続き平成14年度の研究を行うとともに,以下の内容に沿って研究を遂行する.
1.得られたマイクロ接合構造の各破壊モードの評価基準を用いて,破壊モード間の競合特性について検討し,マルチモードが混在する場合の最終破壊モードの発生条件について検討した.それぞれの破壊モードを支配する力学的なパラメータが異なるが,接合構造の全体数値解析を行うことによって,モード間の相互影響を明らかにすることができた.
2.マルチ破壊モードのモード制御の基本的なアプローチを確立した.それぞれの破壊モードの発生条件に対する構造及び材料の影響を検討することによって,各破壊モードの発生と構造全体の関係を把握することができた.
3.統計的最適化手法を用いて,それぞれの破壊モードの制御と材料・構造信頼性設計手法を確立した.さらに,各破壊モードの発生条件と構造・材料特性の間に応答曲面を生成する.この応答曲面を用いて,破壊モードの発生を近似的に評価する数式モデルを作成することができた.
4.作成した近似数式モデルに破壊モードの寿命ばらつきモデルを融合し,ばらつきを考慮した破壊モード信頼性評価・制御を行うことができた.

Research Products

• [Publications] Q.Yu, M.Shiratori, et al.: "Impact Reliability Study of BGA Solder Joints and Dropping Test Method"Proceeding of International Conference on InterPACK2003. (CD : No.35139). 1-7 (2003)
• [Publications] D.S.Kim, T.Shibutani, Q.Yu, M.Shiratori: "Nonlinear Behavior Study on Effect of Hardening Rule of Lead Free Solder Joint"Proceeding of International Conference on Interpack'03. (CD : No.35262). 1-7 (2003)
• [Publications] 于強, 金道燮, 陳在哲: "Sn-Zn系低温鉛フリーはんだ接合部の機械的疲労寿命評価"エレクトロニクス実装学会. 6・5. 406-413 (2003)
• [Publications] J.C.Jin, Q.Yu, D.S.Kim, M.Shiratori: "Fatigue strength evaluation for Sn-Zn-Bi and Sn-Zn lead-free solder joints"ATEM'03. 1-7 (2003)
• [Publications] 于強, 澁谷忠弘他: "チップ実装プロセスにおける積層基板の反りの評価"Mate2003. 477-480 (2003)
• [Publications] 金道燮, 于強, 澁谷忠弘, 白鳥正樹: "鉛フリーはんだ接合部の応力・非線形ひずみ振幅評価に及ぼす硬化則の影響"第17回エレクトロニクス実装学術講演大会. 71-72 (2003)