鹿児島大学 · 理工学研究科

研究キーワードpower MOSFETs・electronic packaging・mechanical stress・parasitic bipolar effect・fracture mechanics・stress intensity factor・creep behavior・power modules

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• 塩塚航生，小金丸正明，松本聡，池田徹 . SOI-パワーMOSFETにおける寄生バイポーラ効果と機械的応力効果の実験的評価 . エレクトロニクス実装学会誌25 ( 1 ) 103 - 110 2022年1月 詳細を2022 · 記述言語： 日本語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） DOI： https://doi.org/10.5104/jiep.JIEP-D-21-00007
• 宮崎 則幸, 小金丸 正明, 宍戸 信之, 坂口 智紀, 葉山 裕, 萩原 世也 . パワーモジュールの強度信頼性評価試験法に関する考察 . エレクトロニクス実装学会誌24 ( 6 ) 560 - 571 2021年9月 詳細を見る 記述言語2021 · 記述言語： 日本語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： 一般社団法人エレクトロニクス実装学会 <p>パワーモジュールの強度信頼性評価の観点からは，ボンディングワイヤおよびダイアタッチ材の熱疲労による破損が重要である。これらの部位の寿命評価のためにパワーサイクル試験，温度サイクル試験および機械的疲労試験が用いられている。また，大量生産品である自動車，家電製品に組み込まれるパワーモジュールは供用期間中の状態監視が困難であることから，設計段階での寿命評価が重要と考えられる。本論文では，まず，パワーサイクル試験，温度サイクル試験を取り上げ，これらの試験法から得られる寿命評価式の設計段階での寿命評価への適用性を議論する。さらに，温度サイクル試験を置き換える試験法としての機械的疲労試験について議論する。</p> DOI： 10.5104/jiep.JIEP-D-21-00004 CiNii Research
• 鐙 優太, 池田 徹, 小金丸 正明 . 分子静力学法および結合力モデルを用いた異種材接合角部のき裂等価臨界応力拡大係数の推定 . 日本機械学会論文集87 ( 899 ) 21 - 00119-21-00119 2021年7月 詳細を見る 記2021 · 記述言語： 日本語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： 一般社団法人 日本機械学会 <p>The stress intensity factors (SIFs) for an interfacial corner, which are compatible with that for a crack, can describe the singular stress field around the corner. However, due to the difference of the singular order with the angle of a corner and the combination of materials, we cannot compare the SIFs of interfacial corners to that with different singular orders. In this study, we estimated the fracture toughness (critical SIF) of jointed interfacial corners with different opening angles and different combinations of materials using the molecular statics method and cohesive zone model. The critical SIFs were normalized using those of interfacial cracks with the same combinations of materials. Regarding the relationships between the normalized critical SIF and the singular order for the numerical experiments using both the molecular statics method and cohesive zone model, the normalized SIF increased exponentially with decreasing singular order. The relationship between the singular order and the critical SIF obtained by the molecular statics or the cohesive model was almost unique regardless of the combination of materials and jointed angles. In other words, it is possible to translate the critical SIFs of a jointed interfacial corner to that of interfacial crack. However, the slopes of the relationship obtained by the molecular statics and the cohesive zone model did not correspond. This might be because only the molecular statics method considers the influence of crystal structure factors such as slip and dislocation. The interactions between atoms of the molecular statics and cohesive zone model along the interfaces are different. The relationship between the singular order and the critical SIF of actual jointed interfacial corner must be investigated experimentally in further research.</p> DOI： 10.1299/transjsme.21-00119 CiNii Research
• 鐙 優太, 木之瀬 優孝, 古賀 裕二, 池田 徹, 小金丸 正明 . 熱応力下における３次元異方性異種材接合角部の特異応力場解析 . 材料70 ( 5 ) 412 - 419 2021年5月 詳細を見る 記述言語： 日本語 掲載種別： 研究2021 · 記述言語： 日本語 掲載種別： 研究論文（学術雑誌） 出版者・発行元： 公益社団法人 日本材料学会 <p>In our previous study, we proposed a new technique to analyze the asymptotic solution of the singular stress field around a three-dimensional interfacial corners under mechanical stress. We analyzed the scalar parameters of the asymptotic solutions using the <i>H</i>-integral, which is a conservation integral, in conjunction with the finite element analysis. In this study, we extended the previous study to the three-dimensional interfacial corners under thermal stress. Thermal stress is the main cause of the fracture from an interfacial corner between dissimilar materials. We also normalized the scalar parameters that is compatible with the scalar parameters obtained by two-dimensional <i>H</i>-integral using the Stroh formalism. We demonstrate that the obtained eigen vectors and scalar parameters are correspond with that obtained by the two-dimensional method. We have also shown an example of perfect three-dimensional corners under thermal stress. Obtained asymptotic solution reasonably approximated the stress field around the corner.</p> DOI： 10.2472/jsms.70.412 CiNii Research

• 電子パッケージ実装残留応力の非破壊評価技術の構築2024 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 産学連携による資金
• Siピエゾセンサーの温度依存性を含む応力感度評価2023 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 産学連携による資金
• DIC測定による有機材料の高ひずみ破壊モデルの構築2023 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 産学連携による資金
• 極薄Siウェハのピエゾ効果に関する研究と有機基板へのフレキシブル実装の検討2023 · 担当区分： 研究代表者 資金種別： 競争的資金

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