研究開発成果集(事業期間 平成18年度~平成20年度)
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13 電子実装の信頼性向上のためのウィスカ防止技術の開発 プロジェクト参画研究機関 国立大学法人大阪大学、石原薬品株式会社、ニシハラ理工株式会社、荏原ユージライト株式会社、株式会社ニホンゲンマ、ユケン工業株式会社、ほか 事業管理者 社団法人電子情報技術産業協会 ■研究開発の背景・目的 2006年7月に施行されたEU(欧州連合)のRoHS指令により電気・電子機器に対する特定有害物質の使用が制限されたことを機に、鉛フリー化の導入が精力的に進められてきたが、鉛フリー化に伴う新たな課題として、これまで鉛を加えることである程度抑制されていたSnウィスカが、再び市場故障を増加させる深刻な問題として顕在化してきた。 このウィスカ発生の問題を解決するために、ウィスカ発生のメカニズムの解明を図ると共に、ウィスカ抑制技術・対策技術の確立、信頼性評価基準・評価方法の確立を目指す。 ■研究成果の目標 ■研究の目標 ① ウィスカ基礎メカニズム解析 ウィスカ発生の4つの環境条件(室温、温度サイクル、腐食・酸化、外圧)を切り分け、それぞれについてウィスカ発生・成長のメカニズムの解明を行い、合わせて日本が得意とするSn合金めっきの優位性を明らかにする。 ② 外部応力型ウィスカ ファインピッチコネクタで1,000時間まで50μm以上のすずウィスカ発生を抑制する。 ③ 内部応力型ウィスカ (1)ファインピッチ半導体で、3,000時間まで50μm以上のすずウィスカ発生を抑制する。(2)ファインピッチ半導体で、-40℃から85℃の温度サイクルで、2,000回まで50μm以上のすずウィスカ発生を抑制する。(3)電解コンデンサで、1,000時間まで50μm以上のSnウィスカ発生を抑制する。 ④ はんだウィスカ 85℃/85RH%保持で、1,000時間まで50μm以上のSnウィスカ発生を抑制する。 ⑤ 信頼性評価 信頼性評価基準と評価技術の確立を目指す。 ■研究成果の概要 大学と企業の連携した活動により、室温ウィスカ、温度サイクルウィスカ、腐食・酸化ウィスカ及び外圧ウィスカの各々についてその発生・成長メカニズムの解明を進め、明らかになったメカニズムに基づいて抑制策を立案し、幅広い観点からの評価実験を通して検証を進め、外部応力が他ウィスカ、内部応力型ウィスカ及びはんだウィスカの各々について、ほぼ当初の目標を達成した。又、日本が得意とする合金めっきについて、色々な側面からの評価実験を進め、そのウィスカ発生・成長の抑制についての優位性を確認した。 図1 解明したウィスカ発生メカニズムの一例 (腐食ウィスカの場合) 図2 ファインピッチコネクタでの外圧ウィスカ発生・成長の抑制例

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