共晶Pb-Shはんだ材料のクリープ疲労のき裂伝ぱに関する研究

共晶Pb-Sh焊料材料蠕变疲劳裂纹扩展研究

基本信息

批准号：
08750104
负责人：
于強
金额：
$ 0.7万
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究はエレクトロニクス部品のはんだ接合部におけるき裂の進展の基本的な挙動(疲労き裂進展速度など)を解明するために、機械的疲労荷重(定ひずみ制御)を受けるはんだ材料のき裂進展挙動の解明および合理的な評価法を確立することを目的とした。本研究で得られた主な成果を示せば次のようになる。(1)はんだ接合部の熱疲労強度を評価するために、温度サイクルを与える熱疲労試験が一般的に行われている。本研究では熱サイクル試験が長い試験時間を要する問題を解決するために、電子部品のパッケージと基板の熱膨張ミスマッチをシミュレートする機械的疲労試験法を提案した。また、はんだ接合部のき裂の発生において機械的疲労試験の結果が熱サイクル疲労試験の結果を評価することができるとの結論が得られた。(2)はんだ接合部の疲労き裂のの進展特性(疲労き裂進展速度)を評価するために、センターき裂を有する平板試験片(CCT試験片)を用いて疲労き裂進展試験を行った。試験の結果から開口型(モードI)変形を受ける疲労き裂進展速度はJ積分範囲ΔJで評価できることが分った。また、20℃、40℃および80℃で行われた試験結果ではんだ接合部の疲労き裂進展速度は環境温度に影響されることが明らかにできた。(3)BGAはんだ接合部のせん断型疲労試験を行い、せん断変形を受けるはんだ接合部に生じる界面き裂(はんだと基板のメッキ層との界面)の疲労き裂進展速度を計測した。非線形応力・ひずみ解析の結果と合わせて、はんだ接合部の界面き裂の疲労進展速度は界面き裂先端の非線形ひずみ場を表す力学的パラメータで評価することができるとの結論が得られた。

这项研究旨在阐明电子组件焊接接头（疲劳裂纹生长速度等）的裂纹生长的基本行为，并为经过机械疲劳负荷（恒定应变控制）的焊料材料的裂纹生长行为建立合理评估方法。在这项研究中获得的主要结果如下：（1）为了评估焊料接头的热疲劳强度，通常进行热疲劳测试以提供温度循环。在这项研究中，我们提出了一种机械疲劳测试方法，该方法模拟了电子组件包装和底物之间的热膨胀不匹配，以解决需要长时间测试时间的问题。还得出结论，在焊接接头发生裂缝时，机械疲劳测试的结果可以评估热循环疲劳测试的结果。（2）为了评估焊接接头疲劳裂纹（疲劳裂纹生长速率）的生长特征，使用带有中心裂纹的平板样品（CCT标本）进行了疲劳裂纹生长测试。测试结果表明，可以在J积分范围内评估开放类型（模式I）变形下的疲劳裂纹生长速率。此外，在20°C，40°C和80°C下进行的测试结果表明，焊接接头处的疲劳裂纹生长速率受环境温度的影响。（3）进行了BGA焊接接头上的剪切型疲劳测试，以测量在焊接关节生成的接线裂纹（焊料和底物之间的接口）的疲劳裂纹生长速率（焊料和底物之间的接口），该焊接是在焊接关节上产生的，该焊接关节经过剪切变形。连同非线性应力和应变分析的结果结论是，可以使用代表界面裂纹尖端上非线性应变场的机械参数来评估焊接接头处界面裂纹的疲劳生长速率。