エレクトロニクス実装学会誌

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電子部品は樹脂やセラミックス等の熱伝導率が低い材料で構成されるため，均一かつ迅速に冷熱することが難しい。これまでに，温調エアシャワーを供試体の周りに循環させる簡易な装置で，均一かつ迅速な温度制御を可能にする冷熱試験システムを開発した。また，実用電子回路基板について，開発装置の方が目標温度への到達が早いとともに，温度分布が均一であることを確認した。本論文では，体積と重量がさらに大きく，迅速かつ均一な冷熱がより難しい実用電子部品を用いて冷熱サイクル時の温度変化を実測し，内部熱容量が大きい場合にも，開発装置の方が目標温度への到達が早く，温度分布も均一であることを確認した。

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本研究では，Bi-Sn共晶合金の低サイクル疲労特性におよぼす温度およびひずみ速度の影響について精査した。Bi-Sn共晶合金の低サイクル疲労寿命は，通常の金属材料とは異なり，温度の上昇および速度の低下に伴い向上する。温度の上昇および速度低下に伴い粒界すべり変形が支配的となり，Manson-Coffin則の切片である疲労延性係数が増加する。この疲労延性係数の増加により低サイクル疲労寿命が向上する。本研究の範囲内では，Bi-Sn共晶合金の低サイクル疲労特性におよぼす温度および速度の影響は，Z-parameterを用いて修正したManson-Coffin則で表現できることがわかった。

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樹脂の熱膨張係数を低減するために添加されるシリカフィラーの含有量が異なる3種類のポリアミド樹脂薄膜試験片を用いて試験温度398 Kおよび423 Kでクリープ試験を実施した。ポリアミド樹脂薄膜は，フィラーの含有量の増加に伴ってクリープひずみ速度が低下し，クリープ破断時間が長くなることを確認した。また，クリープひずみ速度およびクリープ破断時間とフィラー含有量の関係をモデル化し，同関係は温度領域に応じて2種類の複合則で近似できることを示した。

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電子パッケージの機械的・電気的信頼性を確保するためには，電子パッケージ中のひずみや応力を適切に見積もることが必要不可欠である。本論文では，電子パッケージのひずみ計測手法として，X線CT画像と位相シフトサンプリングモアレ法を用いる新たな手法を提案する。その際，X線撮像時の計測位置のずれに起因する見かけのひずみを校正する手法も併せて示す。提案手法をQFPの樹脂封止に起因するチップ上の残留ひずみの評価に適用し，有限要素法解析結果との比較から提案手法の有効性を示す。

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