はんだ接合材のクリープおよびクリープ疲労

ISBN:ISBN 978-4-901381-34-5

編  集:日本材料学会 高温強度部門委員会

体  裁:A4判 185ページ

定  価:16,200円(本体15,000円+税)

会員特価:11,340円

送  料:1冊につき360円


概 要
 はんだ接合材の低サイクル疲労寿命,クリープ破断時間およびクリープ疲労寿命を試験的に求め,それらをはんだ単体のそれぞれの強度特性と有限要素法による非弾性解析結果とを組合せて,はんだ接合材の強度特性を推定することができるのかという点について研究を行いました.
 はんだ接合材の上記強度については,同−はんだ界面に生成する金属間化合物相が大きな役割を果たすと思われたことから,金属間化合物相の成長試験も併せて行いました.
 さらに,有限要素法解析を実施し,はんだ単体のクリープ,低サイクル疲労およびクリープ疲労の各特性からはんだ接合材の各強度を推定することができるかという点を検討しました.銅とはんだの接合部は多軸応力が発生すると考えられるため,はんだ接合材の多軸疲労強度の評価法も検討しました.
 本報告書は,上述したはんだ接合材の強度評価に関する新しい分野を研究したものであり,現時点では標準法の提案は時期尚早と考え,高温強度部門委員会報告として発行することになりました.
 
 
目  次
   序文

第T部 クリープおよびクリープ疲労試験
  1 諸言

  2 共通試験方法
   2.1 試料作製方法
    2.1.1 試験材料
    2.1.2 試験片素材作製
    2.1.3 接合過程の温度測定
    2.1.4 有限要素法によるはんだ層厚さの評価および接合手順
    2.1.5 はんだ層のひずみ計算
    2.1.6 補遺
   2.2 クリープ試験方法
    2.2.1 試験片形状
    2.2.2 熱処理
    2.2.3 試験方法
    2.2.4 ひずみの定義
   2.3 クリープ疲労試験方法
    2.3.1 試験片形状
    2.3.2 熱処理
    2.3.3 試験方法

  3 クリープ試験結果
   3.1 クリープ破断特性
   3.2 クリープ変形特性
   3.3 クリープ試験後の破面

  4 クリープ疲労試験結果
   4.1 応力と全ひずみとの関係
   4.2 応力振幅と繰返し数との関係
   4.3 全ひずみ範囲と破損寿命との関係
   4.4 応力範囲と破損寿命との関係
   4.5 クリープ疲労試験後の破面

  5 多軸低サイクル疲労試験結果
   5.1 試験条件および試験方法
   5.2 破損寿命
   5.3 表面き裂観察

  6 結言

   参考文献

第U部 金属間化合物相成長試験
  1 緒言

  2 試験方法
   2.1 金属間化合物相成長試験方法
   2.2 はんだバンプ接合強度試験

  3 金属間化合物相成長試験結果
   3.1 時効に伴う接合界面の組織変化
   3.2 金属間化合物相の成長試験の結果
    3.2.1 Sn-37Pb
    3.2.2 Sn-3.5Ag
    3.2.3 Sn-3.0Ag-0.5Cu
    3.2.4 Sn-8Zn-3Bi
    3.2.5 Sn-58Bi
   3.3 金属間化合物相の成長のための活性化エネルギー
   3.4 金属間化合物相の成長試験のまとめ

  4 はんだバンプ接合強度試験結果

  5 結言

   参考文献

第V部 はんだ接合材の有限要素法解析
  1 緒言

  2 弾塑性クリープ構成式

  3 解析方法

  4 解析結果
   4.1 クリープ解析結果
   4.2 クリープ疲労解析結果
    4.2.1 Sn-37Pb
    4.2.2 Sn-3.5Ag

  5 有限要素法解析に基づく寿命評価
   5.1 クリープ破断寿命評価結果
   5.2 クリープ疲労寿命評価結果
    5.2.1 PP波およびCC波
    5.2.2 PC波およびCP波
    5.2.3 TH波

  6 結言

   参考文献

  付録(CD) クリープおよびクリープ疲労の有限要素法解析結果の詳細図



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