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鉛フリーはんだによる環境調和型電子パッケージの最適構造設計に関する研究

无铅焊料环保电子封装结构优化设计研究

基本信息

批准号：
11750069
负责人：
大口健一
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Akita 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

项目摘要

本年度は,以下の項目を実施した.Sn-3.5Ag-0.75Cu鉛フリーはんだの疲労特性の調査:Sn-3.5Ag-0.75Cu材を用いた,雰囲気温度,ひずみ振幅など負荷条件が異なる引張・圧縮繰返し負荷による疲労実験を行い,その疲労寿命に対する負荷条件の影響について調査した.Sn-3.5Ag-0.75Cu鉛フリーはんだの疲労寿命評価法の検討:上記疲労実験より得たSn-3.5Ag-0.75Cu材の疲労寿命と,非弾性ひずみ振幅,および非弾性エネルギ密度の関係式を導出し,負荷条件が異なるSn-3.5Ag-0.75Cu材の疲労寿命を評価する方法について検討した.Sn-3.5Ag-0.75Cu鉛フリーはんだの弾性・塑性・クリープひずみ分離法の検討:電子パッケージはんだ接続部の有限要素法などによる数値解析には,1種類の負荷,例えば,純粋引張りにより発生するひずみを弾性,塑性,クリープひずみの和で表す弾塑性クリープ解析を用いることが多い.しかし,現在のはんだ接続部における弾塑性クリープ解析に使用する材料定数は,引張試験,クリープ試験と負荷の種類が異なる複数の実験により決定されており,この手法で決定した材料定数を用いた数値解析は,実現象を忠実に表した解析とは言い難い.そこで,本研究では,引張負荷を受ける,はんだ材のひずみを弾性,塑性,クリープひずみに分離し,引張試験のみで弾塑性クリープ解析に用いる材料定数を決定する手法について検討した.Sn-3.5Ag-0.75Cu鉛フリーはんだの構成モデルの汎用有限要素解析ソフトへの組込み:報告者がこれまでに構築した粘塑性構成モデルの汎用有限要素法解析ソフト(ANSYS)への組込みを試みた.そして,Sn-3.5Ag-0.75Cu材の純粋引張り,引張・圧縮繰返し負荷変形挙動の弾塑性クリープ解析によるシミュレーションを,上記手法により決定した材料定数を用いて試みた.上記検討項目を実施することで,以下の結論を得た.(1)引張・圧縮繰返し負荷によるSn-3.5Ag-0.75Cu材の疲労寿命と,非弾性ひずみ振幅,および非弾性エネルギ密度の関係は,雰囲気温度などの負荷条件が異なっても,いずれも高い相関係数で定式化できる.(2)引張試験から決定した材料定数を,粘塑性構成モデルを組込んだ汎用有限要素法解析ソフト(ANSYS)に用いた弾塑性クリープ解析によるシミュレーションは,Sn-3.5Ag-0.75Cu材の純粋引張り,引張・圧縮繰返し負荷実験における変形挙動を的確に表せる.

During the year, the following items were carried out. Sn-3.5Ag-0.75Cu lead oxide dispersion and fatigue characteristics investigation: Sn-3.5Ag-0.75Cu material is used in different conditions, such as temperature, amplitude, load, tension, compression, load and fatigue. Investigation on the influence of load conditions on fatigue life. Sn-3.5Ag-0.75Cu lead alloy and discussion on fatigue life evaluation method: The fatigue life of Sn-3.5Ag-0.75Cu material was obtained by the fatigue test, and the relationship between fatigue life, fatigue amplitude and fatigue density of Sn-3.5Ag-0.75Cu was derived. Sn-3.5Ag-0.75Cu material fatigue life evaluation method under different load conditions. Sn-3.5Ag-0.75Cu lead alloy fatigue life evaluation method: The finite element method of electron beam contact analysis is used to analyze the load of 1 kind, for example, pure tension, internal resistance, plasticity, internal resistance and surface plasticity. In addition, the number of materials used in the analysis of plastic properties in different parts of the joint is determined by the method of tension test. In this study, the tensile load was applied to the inner surface of the material, plasticity, separation, tensile test and plastic separation. The method of determining the number of materials used in the analysis of the plastic separation was studied. Sn-3.5Ag-0.75Cu lead alloy was used to analyze the composition of the composite. The finite element analysis (FEM) was used to analyze the composition of the composite. In this paper, Sn-3.5Ag-0.75Cu material pure tension, tension, compression, load change and plastic deformation analysis, the above method to determine the number of materials used in the test. The following conclusions are drawn from the implementation of the above-mentioned project. (1)The fatigue life of Sn-3.5Ag-0.75Cu under tension, compression and load conditions, the relationship between non-linear amplitude and non-linear density, the relationship between temperature and load conditions, and the high correlation coefficient are formulated. (2)The tension test was used to determine the number of materials, viscoplastic composition and composition. Finite element method was used to analyze the solution (ANSYS). The pure tension, tension and compression of Sn-3.5Ag-0.75Cu were analyzed.