日立开发出再现无铅镀锡晶须现象的模拟技术

此次技术的应用结果。左为原来的可靠性试验结果。右为采用此次技术的模拟结果。两者的晶须发生位置一致。数据由日立提供。（点击放大）
日立制作所宣布，开发出了再现晶须发生现象的模拟技术。据日立介绍，通过采用该技术求得无铅镀锡的详细应力分布，能再现随应力移动的锡原子聚集所产生的晶须现象。

以前，确认晶须耐性，需要长期的可靠性试验。而此次，日立与瑞萨电子合作开发出了再现无铅镀锡中晶须现象的模拟技术。通过采用该技术，能够在短期内预测晶须耐性。今后，将针对产品应用进行研究。另外，日立在日本电子封装学会主办的“第25届春季演讲大会”（正在横浜国立大学举行）上针对该技术发表了演讲。

此次开发的技术按照以下步骤预测晶须的发生。首先，在无铅镀锡的任意范围内，采用电子背散射衍射法（EBSP法）预测各晶粒的形状和结晶方位。其次，制作出反映所测到各晶粒形状和结晶方位的有限元分析模型。这时，考虑锡结晶的弹性指数和线性膨胀系数的各向异性。

给这个分析模型设定温度变化等负荷条件，求得镀锡过程中的详细应力分布。然后，采用根据分子动力学法计算出的锡原子扩散系数（随应力移动的容易程度），计算出应力分布中的锡原子移动，并根据锡原子集中度预测出晶须的发生位置。

据日立介绍，上述测定和模拟需要几天时间。而原来的可靠性试验通常需要1个多月，由此可见此次的方法能够大幅缩短周期和降低成本。

日立在试电镀的温度周期试验中尝试将此次开发的模拟技术应用于初期晶须发生区域的评估。结果证实，根据模拟求出的应力分布和锡原子集中度，可再现晶须发生现象。（记者：小岛 郁太郎）