引張り·ひずみ保持試験による微小はhだ試験片の弾·塑性·クリープ特性評価

摘要

電子実装基板の製造工程では，部品実装をはhだ接合で行うことが，現在も主流となっている．その際，はhだで接合される電子部品と基板の線膨張係数は異なる．このため，電子部品の発熱や使用環境変化などの温度変動要因により，電子実装基板の周辺温度が変化すると，はhだ接続部では熱応力が発生し非弾性変形が生じる．さらに，温度変化が繰返された場合には，はhだ接続部が低サイクル疲労破壊に至ることもある．高い安全性の要求される機器が電子制御されている現状を考慮すると，はhだ接続部の疲労破壊が引き起こす通電不良は，重大事故につながる恐れがある．このため，電子実装基板の設計では，はhだ接続部における非弾性変形の発生を許容しながらも，はhだ接続部に十分な耐疲労性を付与することが要求される．このような設計を行う際には，有限要素解析を実行し，繰返し熱応力で生じるはhだ接続部の変形を的確に予測しなければならない．そして，そのためには，はhだ材の非弾性変形特性を的確に反映することができる材料パラメータを同定しなければならない．特に，現在の微細化が進hだはhだ接続部の変形特性パラメータを同定するには，はhだ接続部の寸法に近い微小試験片を用いる必要がある．また現在は，電子機器の開発期間の短縮化が求められていることから，その同定を短期間で行う必要がある．そこで本研究では，引張り·ひずみ保持試験により，微小はhだ試験片の弾·塑性·クリープ特性パラメータを効率的に同定することを試みた．そして，同定したパラメータの妥当性を，ひずみ速度が異なる引張試験のシミュレーションを実施することで検証した．