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マイクロサイズ力学特性評価法の確立と鉛フリーはんだ材の物性解析

无铅焊锡材料微尺寸力学性能评价方法的建立及物理性能分析

基本信息

批准号：
17686060
负责人：
苅谷義治
金额：
$ 12.56万
依托单位：
Shibaura Institute of Technology (2006-2007)National Institute for Materials Science (2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

BGA(Ball Grid Array)バンプ1個のサイズ(500μm×500μm)の力学特性評価用Sn-3Ag-0.5Cu微小はんだ接合試験片を作成し,その力学特性を評価し以下の結果を得た.(1)せん断・応力緩和試験により1回の力学試験で微小はんだ接合体の弾塑性クリープ構成方程式を効率よく且つ精度良く求める手法を開発した.(2)この手法により得られた力学特性を用いてFEMによる微小はんだ接合体の疲労寿命解析を精度良く行えることを確認した.(3)FEMによりSn-3Ag-0.5Cu微小はんだ接合の疲労変形解析を行う場合,力学特性を表現する構成式により低サイクル疲労寿命予測式であるManson-Coffin則の疲労延性指数が変化することがわかり,低ひずみ側の寿命に大きな差が現れることが明らかとなった.(4)これは,応力の計算精度によるもので,Sn-3Ag-0.5Cu微小はんだで現れる移動硬化現象を正しく表現出来ない場合,低ひずみ側の応力を大きく評価し,その結果非弾性ひずみを小さく算出することによる.(5)従って,FEMによるSn-3Ag-0.5Cu微小はんだ接合部の応力・ひずみ解析には,応力を最も精度良く再現出来る移動硬化則を用いた弾塑性クリープ解析が最も適していることが明らかとなった.(6)これらの手法を用いて,低サイクル疲労寿命におよぼす保持や周波数の影響を調査したところ,微小体積では周波数や保持は寿命に影響を与えないことがわかった.(7)これは,き裂進展を加速する粒界がほとんど無い特徴的な組織によるものであることがわかった.

The mechanical properties of BGA (Ball Grid Array) were evaluated using Sn-3Ag-0.5Cu micro-bonding test pieces. The mechanical properties of BGA (Ball Grid Array) were evaluated using Sn-3Ag-0.5Cu micro-bonding test pieces. (1)The force relaxation test is a mechanical test. The plastic composition equation of the micro-composite is effective and accurate. (2)The method is to obtain the mechanical properties of the joints by FEM, and the fatigue life analysis of the joints by FEM is to confirm the accuracy of the joints. (3) FEM analysis of fatigue deformation of Sn-3Ag-0.5Cu micro-joints In the case where mechanical properties are expressed, the constitutive formula for low fatigue life prediction formula for Manson-Coffin fatigue ductility index is changed, and the life difference of low fatigue side is large. (4)In this case, the migration hardening phenomenon of Sn-3Ag-0.5Cu micro-particles appears in the positive case, and the force on the low side is evaluated in the large case, and the result is non-linear. (5)In the FEM, Sn-3Ag-0.5Cu is used for the analysis of the joint force, the force is reproduced with the best accuracy, and the movement hardening is used for the analysis of the plastic joint force. (6)This method is used to investigate the influence of low volume, low cycle and low cycle on the life span. (7)The progress of the crack is accelerated.