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本研究では,パッケージの設計に材料力学的な手法を系統的に用いてパッケージの健全性評価を行った.すなわち,プラスチックパッケージ用樹脂の構成則を定め,内部応力の解析を行い,その結果に基づいて健全性評価を試み,電子デバイスの信頼性向上に寄与することを目的とした.
(1) 熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を対象に硬化温度を変化させて,2重円筒装置によりその粘弾性特性を測定し,その結果を粘弾性モデルを用いて定式化できた.
(2) エポキシ樹脂の硬化時の体積変化ディラトメータを用いて測定し,樹脂の収縮率の時間的変化を定式化できた.
(3) (1)と(2)の結果から得られたエポキシ樹脂の構成式を用いて樹脂が硬化するときのパッケージモデルが高温から室温へ冷却されるときの内部応力を有限要素法によって解析した.
(4) 樹脂モデル内部応力分布は時間とともに変化し,自由表面から冷却されるため,内部になるほど温度が高くなった.
(5) 温度分布に対応する樹脂の構成式を用いて,樹脂モデルの内部応力分布を解析し,時間による内部応力分布の変化が把握できた.
(6) 樹脂モデルの接着界面端部で内部応力が最も大きくなり,その部分の内部応力は冷却とともに大きくなってゆく.
(7) プラスチックパッケージのプラスチックと異種材料接着界面で内部応力が大きくなり,この部分がパッケージの破損場所となることが解明できた.

【研究分担者】
佐藤千明	東京工業大学	精密工学研究所	助手	(Kakenデータベース)
堀江三喜男	東京工業大学	精密工学研究所	助教授	(Kakenデータベース)