3点曲げ疲労試験によるCSPはんだ接合部の疲労信頼性評価に関する研究

三点弯曲疲劳试验评价CSP焊点疲劳可靠性研究

• 批准号: 11750072
• 负责人: 于 強
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750072/
• 关键词: CSPはんだ接合部; 3点曲げ疲労試験; せん断疲労試験; 有限要素法; 応力ひずみ分布; はんだ接合部; 応力・ひずみ分布

近年、半導体製品、およびこれを用いた機器の高集積化、高速化、小型化が著しく、電子デバイスをプリント基板に接続する実装技術に残された設計空間は非常に限られている。そのため、実装におけるはんだ接合部寸法のマイクロ化は進み、CSP(Chip Size Package)のはんだ接合部のように高さおよび直径は既に百数十ミクロンから数十ミクロンにまでなっている。本研究の目的はマイクロ接合構造のCSPはんだ接合部の疲労寿命信頼性評価手法の確立と簡易に実行できる機械的3点曲げ試験による疲労試験法の開発を目的とした。平成12年度において得られた成果は下記のようになる。(1)CSPはんだ接合部の3点曲げ疲労試験を行い、はんだ接合部の疲労寿命を計測した。試験条件に合わせてはんだ接合部の非線形解析を行い、はんだ接合部に生じる非線形ひずみを求めた。そして、実験と解析の結果から3点曲げ疲労試験でも従来の温度サイクル試験とほぼ同様にはんだ接合部の熱疲労強度の加速試験法として用いることができると明らかにした。(2)さらに、3点曲げ疲労試験で得られたはんだ接合部の疲労き裂の発生寿命と進展寿命を計測した。その結果、3点曲げ疲労試験は基板の面外曲げ変形の顕著なパッケージに実装されたはんだ接合部の疲労寿命の挙動とほぼ一致することを明らかにした。また、はんだ接合部のき裂の発生寿命から線形被害則(累積則)に基づいて簡便にはんだ接合部のき裂の進展寿命を評価することができると分かった。(3)各種のパッケージの結果から、はんだ接合部の疲労き裂の発生寿命とき裂の進展寿命の関係はほぼパッケージの反り特徴に支配され、パッケージの反り状態を計るパラメータを求めることによって簡単にき裂の発生寿命からはんだ接合部の最終は段寿命を予測する方法を提案することができた。

In recent years, semiconductor products, お よ び こ れ を with い た の high set product, the high speed machine, miniaturization が し く, electronic デ バ イ ス を プ リ ン ト substrate に meet 続 す る loading technology be に residual さ れ た design space は very に limit ら れ て い る. そ の た め, be loaded に お け る は ん だ joints inch method の マ イ ク ロ は into み and CSP (Chip Size Package) の は ん だ joints の よ う に high さ お よ び diameter は it に dozens ミ ク ロ ン か ら dozens ミ ク ロ ン に ま で な っ て い る. Purpose の this study は マ イ ク ロ joint structure の CSP は ん だ joints の exhausted 労 life letter 頼 review 価 gimmick の established と simple に line be で き る mechanical 3 qu げ test に よ る exhausted 労 test method の open 発 を purpose と し た. The られた results of にお にお て for the year heisei 12 are listed below: ようになる. (1)CSP んだ んだ joint <s:1> three-point curve げ fatigue test を line を, <s:1> んだ んだ joint <s:1> fatigue life を meter <s:1> た た た. に test condition わ せ て は ん だ joints の nonlinear analytical line を い, は ん だ joints に raw じ る nonlinear ひ ず み を o め た. そ し て, be 験 と analytical results の か ら 3 qu げ exhausted 労 test で も 従 to の temperature サ イ ク ル test と ほ ぼ with others に は ん だ joints の thermal fatigue intensity of 労 の accelerated test method と し て in い る こ と が で き る と Ming ら か に し た. (2)さらに and the three-point curve げ fatigue test で obtained the <s:1> fatigue and cracking of the んだ joint, the occurrence life と and the progression life を measurement of the た. そ の results, 3 PM げ exhausted 労 test の は substrate surface outcurve げ - shaped の 顕 the な パ ッ ケ ー ジ に be loaded さ れ た は ん だ joints の exhausted 労 life の 挙 dynamic と ほ ぼ consistent す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, は ん だ joints の き crack の 発 born life か ら linear murder is (accumulated) に づ い て simple に は ん だ joints の き crack の を progress life 価 す る こ と が で き る と points か っ た. (3) various の パ ッ ケ ー ジ の results か ら, は ん だ joints の exhausted 労 き crack の 発 born life と き crack の progress life の masato is は ほ ぼ パ ッ ケ ー ジ の anti り, 徴 に dominate さ れ, パ ッ ケ ー ジ の anti り state を meter る パ ラ メ ー タ を o め る こ と に よ っ て Jane 単 に き crack の 発 born life か ら は ん だ joints の eventually は す を to life test Youdaoplaceholder0 method を proposal する とがで た た た.

项目成果

于強 他2名: "統計的設計支援システムを用いた有限要素法によるアンダーフィル実装構造の熱疲労信頼性評価"エレクトロニクス実装学会誌. 3・7. 585-591 (2000)

于强等2：“利用统计设计支持系统的有限元法评估底部填充结构的热疲劳可靠性”，电子封装学会杂志3・7（2000）。

于強 他3名: "プラスチックPKGにおけるBGA接続部の信頼性評価"Mate2001. 81-86 (2001)

于强等3人：“塑料PKG中BGA连接的可靠性评估”Mate2001（2001）。

Okamoto Y.: "Evaluation for Fatigue Life of CSP Solder Joints Using Piezoelectric Translator for the Actuator and the Measurement without Dislocation"Proceeding of International Coference on Interpack'99. 465-468 (1999)

Okamoto Y.：“使用用于执行器的压电转换器评估 CSP 焊点的疲劳寿命以及无位移测量”Interpack99 国际会议论文集。

Yu Q.: "Thermal Fatigue Reliability Assessment for Solder Joints of BGA Assembly"the 3rd 1999 IEMT/IMC Symposium Proceeding. 170-175 (1999)

Yu Q.：“BGA 组装焊点的热疲劳可靠性评估”1999 年第 3 届 IEMT/IMC 研讨会论文集。

Kaga Y.: "Thermal Fatigue Assessment for Solder Joints of Underfill Assembly"Proceeding of International Coference on Interpack'99. 271-275 (1999)

Kaga Y.：“底部填充组件焊点的热疲劳评估”Interpack99 国际会议记录。