エレクトロニクス実装学会誌
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最新号
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巻頭言
特集/Society5.0 時代を迎えたエレクトロニクス機器の配線板製造技術
研究論文
  • 金井 久亮, 李 ウェン
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 210-217
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2021/12/30
    ジャーナル 認証あり

    4次関数ポテンシャルシステムなどの非線形システムにおいて適度なノイズにより微弱信号が強調される確率共鳴現象が,高感度な信号検出方法として注目されている。本研究では,高速な微弱パルス信号の高感度検出を目的に,4次関数ポテンシャルシステムのシステムパラメータと,SNR,応答性,信号再現率の関係を理論計算,数値解析および実測により評価した。システムの応答速度は,正帰還係数に比例,減衰係数に反比例して変化することを示し,高速なビットレートの信号検出性能を向上するには,正帰還係数と減衰係数で定義した応答速度係数を高くすることが有効であり,実測にて100 kb/sのパルス信号の信号検出性能の向上を確認した。

  • 根岸 征央, 須鎌 千絵, 石川 大, 名取 美智子, 川名 祐貴, 中子 偉夫
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 218-224
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/02/02
    ジャーナル 認証あり

    筆者らはパワーデバイス用接合材として,焼結銅ダイボンド材(加圧接合タイプ・無加圧接合タイプ)の開発を進めている。本報告では,接合材に焼結銅,比較材として焼結銀,および高鉛はんだを適用したパワーモジュールのパワーサイクル試験を行い,そのワイブル分析結果をもとに焼結銅ダイボンド材の接続寿命評価を行った。その結果,T j max = 175°C,ΔT j = 100°Cの条件において,焼結銅の特性寿命は高鉛はんだに対して,無加圧品で14倍,加圧品で40倍と,焼結銅は接続信頼性に優れていた。

  • 泉 小波, 吉田 泰則, 牛島 洋史
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 225-231
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/02/02
    ジャーナル 認証あり

    電池を使わずに動作するテキスタイルベースの水分検知システムを開発するため,酸化還元電位の異なる電極に水が接触すると電力を生成する蓄エネルギ構造の水分センサを作製した。電極は,銀集電体層と酸化銀または亜鉛活物質層を不織布にコーティングし,導電性糸を使用して櫛歯状に布基板に縫い付け作製した。このテキスタイルベースのセンサは,プラスチック基板上に印刷で作製された同じ構造のセンサよりも高い出力特性を持ち,このセンサを3素子直列に接続することで無線通信用ICを動作させることができた。そこで,この水分センサを使って複数の座席において特定の座席の濡れを検知する「バッテリーレス水分検知システム」を実現した。

  • 伊藤 宜司, 相澤 隆博, 浮田 康成, 佐藤 裕
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 232-239
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/02/18
    ジャーナル 認証あり

    Al-Al 超音波接合において,接合強度と結晶方位成分,結晶粒径の関係を明らかにし,接合条件の適正化手法を検討した。振幅と時間を変化させた2枚のAl板で接合サンプルを作製し,接合強度試験と接合界面の断面組織観察を行った。接合強度が低く,界面で破断した条件では,結晶方位成分が単純せん断集合組織成分で,接合前より微細な結晶粒となった。一方,接合強度が高く,上板で破断した条件では,結晶方位成分は同様であったが,接合前より粗大な結晶粒となった。これらの特徴は,振幅と時間の組合せ条件によらず同様であった。以上より,接合条件を結晶方位成分と結晶粒径を指標に適正化できることを示した。

  • 図子田 和樹, 張 浩々, 小嶋 柾基, 茂木 和弘, 白石 洋一, 島村 秀明, 山田 想
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 240-249
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/03/09
    ジャーナル 認証あり

    本研究は,ランダムフォレストとニューラルネットワークを使用し,ロボット芝刈り機が走行する際に芝の長さと地面の状態を推定し,地面によって走行制御を変えることにより効率の良い芝刈りをすることを目的とする。現在市販されている主なロボット芝刈り機は,芝の長さや,土などの芝以外の地面の状態を認識できない。このため,ロボット芝刈り機は指定された範囲をランダムに走行しながら常に刈刃を最高速で回転させている。効率的な芝刈りを行うために,センサと機械学習を用いて,芝の長さや地面の状態を推定し,適切な制御を行うことを提案する。その結果,地面の状態の推定において,正解率90%以上を達成したことを実験的に示した。

  • 指田 和之, 竹原 奈津紀, 大貫 仁, 篠嶋 妥
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 250-259
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/03/23
    ジャーナル 認証あり

    本研究では,産業機器用小型電源のメンテナンスフリー化を目的として高い接続信頼性を有する高性能パワーモジュール実装技術を検討した。すなわち,内層に水冷の流路を有する高い冷却性能の水冷積層セラミック基板ならびにその上部への高信頼性パワー半導体ベアチップ接続技術を開発した。開発した水冷積層セラミック基板は冷却効率が高く,放熱特性に優れている。さらに,その表層には回路パターンが形成されており,はんだを介して搭載されたベアチップを十分に冷却することができる。しかし,パワーオン,オフに伴うベアチップの表面温度の急激な温度変化により,Pb-5Snはんだ接合部にクラックが進展し,パワーサイクル寿命が劣化する可能性がある。そこで,水冷積層セラミック基板上のクリップの線膨張係数とはんだ厚さの熱疲労寿命に及ぼす影響を検討した。クリップの線膨張係数を16 ppm/KのCuから8 ppm/KのCu-Moに変えることにより,はんだ厚さが10 μmと薄くても,モジュールのパワーサイクル寿命を,クリップ材質Cuと100 μm厚さのはんだを用いたモジュールのそれよりも4倍以上長寿命化でき,20年以上の信頼性を達成できる見通しを得た。

  • 小金丸 正明, 宍戸 信之, 坂口 智紀, 加藤 雅也, 池田 徹, 葉山 裕, 萩原 世也, 宮崎 則幸
    原稿種別: 研究論文
    2022 年 25 巻 3 号 p. 260-268
    発行日: 2022/05/01
    公開日: 2022/05/01
    [早期公開] 公開日: 2022/03/23
    ジャーナル 認証あり

    パワーモジュール中のワイヤボンド部のワイヤリフトオフ寿命評価のための新たな機械的疲労試験法として,4点曲げ疲労試験法を提案する。繰り返し4点曲げによるワイヤボンド部の疲労試験方法・システムを示す。また,ワイヤリフトオフ寿命評価式および設計寿命評価法をレビューし,4点曲げ疲労試験結果から設計線図を得る方法を提案する。すなわち,4点曲げ疲労試験により得られる疲労寿命(Nf)と有限要素法非弾性応力解析により得られるワイヤボンド部の非弾性ひずみ範囲(Δεin)から,設計線図としてのΔεinNf線図を求める方法を新たに提案する。また,提案手法の妥当性を熱サイクル試験で検証する方法も併せて示す。

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