逆問題解析を援用した面実装はんだ接合部の強度評価法の研究

基于反问题分析的表面贴装焊点强度评估方法研究

基本信息

批准号：
08650121
负责人：
菊池正紀
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650121/
关键词：
電子デバイスはんだ接合部ディンプル破壊損傷解析逆問題

项目摘要

(1)はんだ接合部の強度試験実際の電子デバイスの面実装と同じ方法ではんだ接合した試験片を用いて静的引張り試験を実施した。はんだ塗布厚さを0.1mmと0.3mmの二通りに変えて作成した。また接合部のリ-ド部の形状の初期不整を考慮して三通りの形状について試験を行った。引張りによる破壊強度については、塗布厚さがほとんど影響しないこと、またリ-ド部形状の初期不整は極めて大きな影響を持つことが実験的に明らかとなった。ついで引張り速度を変化させて同様の試験を実施した。結果として、荷重一変位関係が引張の速度に大きく依存することが示された。これははんだ接合部の変形を考えるに当たって、常温でもクリープ変形を無視できないことを意味している。(2)破壊試験片の破面観察はんだ接合部の破面観察を走査型電子顕微鏡にて行った。破面にはディンプルが形成されており、はんだ接合部の破壊はボイドの発生・成長・合体により特徴づけられる延性破壊であることが確かめられた。ディンプルの単位面積当たりの数と半径を測定し、破断時の臨海ボイド率を決定した。(3)破壊シミュレーション上の測定をもとに、ボイドの発生・成長を考慮した損傷力学に基づくはんだ部の破壊シミュレーションを有限要素法により実施した。その際、はんだ薄膜の弾性係数、降状応力を、数通りに変化させて数値解析し、実験とより近い結果を与えるものを用いた。その結果、線形変形領域での外力への応答を定量的に良く表現できる数値モデルを得ることができた。またディンプル破壊領域の形成・成長の様子は実験結果と定性的に良く一致した。

（1）焊接接头的强度测试使用焊接标本进行静态张力测试，其方式与实际电子设备的表面安装相同。该产品是通过将焊料涂料厚度更改为两种方式来创建的：0.1mm和0.3mm。此外，测试了三种不同的形状，以考虑关节铅部分形状的初始不规则。经过实验表明，涂层厚度对张力引起的破裂强度几乎没有影响，而铅部分形状的初始不规则性具有极大的影响。然后通过改变拉伸速度进行类似的测试。结果，表明负载单位位移关系高度取决于张力的速度。这意味着，在考虑焊接接头变形时，即使在室温下，也不能忽略蠕变变形。（2）使用扫描电子显微镜对焊接接头的断裂测试样品断裂表面观察的断裂表面观察。在裂缝表面形成凹痕，并证实焊缝的裂缝是延性裂缝，其特征在于空隙形成，生长和聚结。测量每个单位面积的酒窝的数量和半径，并确定破裂时的海上速率。（3）基于上述测量值的断裂模拟，使用有限元方法进行了基于损坏机制的焊接部分的断裂模拟。在这种情况下，弹性薄膜的弹性模量和下降应力已更改为数值分析，结果比实验更接近结果。结果，获得了能够定量表达对线性变形区域中外力响应的数值模型。此外，凹坑破裂区域的形成和生长与实验结果一致。