JP5066143B2 - Whisker evaluation method and test apparatus for whisker evaluation - Google Patents

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Description

本発明は、ウィスカ評価方法及びウィスカ評価用試験装置に関し、より具体的には半導体パッケージを基板に実装した評価対象に対して効果的に評価時間を短縮できるウィスカ評価方法及びウィスカ評価用試験装置に関するものである。   The present invention relates to a whisker evaluation method and a whisker evaluation test apparatus, and more specifically, to a whisker evaluation method and a whisker evaluation test apparatus capable of effectively reducing an evaluation time for an evaluation target in which a semiconductor package is mounted on a substrate. Is.

近年の半導体実装基板の鉛フリー化に伴って、例えば錫(Sn)又は錫合金のめっきが施されたリードには髭状の結晶であるウィスカが発生することが知られている。ウィスカの評価方法としては、例えば試料を室温環境下に放置する室温放置試験、高温高湿環境下で行われる試験などの種々の方法が提案されている。   With recent lead-free semiconductor mounting substrates, it is known that whiskers, which are bowl-shaped crystals, are generated on leads plated with, for example, tin (Sn) or tin alloy. As methods for evaluating whiskers, various methods such as a room temperature standing test in which a sample is left in a room temperature environment and a test performed in a high temperature and high humidity environment have been proposed.

これらの試験のうち、室温放置試験は、実際の使用環境に近い条件で試験できるが、評価に非常に長い時間がかかるという問題がある。   Among these tests, the room temperature standing test can be tested under conditions close to the actual use environment, but has a problem that it takes a very long time to evaluate.

また、高温高湿環境下で行われる試験は、大きく分けて100℃未満の条件に調整して行われるものと、100℃以上の条件に調整して行われるものとがある。   In addition, tests performed under a high temperature and high humidity environment are roughly classified to be performed under conditions adjusted to less than 100 ° C. and those performed under conditions adjusted to 100 ° C. or higher.

前者の高温高湿試験は、試験槽内を例えば温度60℃、湿度85%の雰囲気や、温度85℃、湿度85%の雰囲気などの100℃未満の条件に調整して試験が行われる。試験条件が温度60℃、湿度85%の場合には試験槽内の全圧に対する水蒸気分圧は17kPa程度となる。また、試験条件が温度85℃、湿度85%の場合には試験槽内の全圧に対する水蒸気分圧は49kPa程度となる。そして、前記全圧から前記水蒸気分圧を引いた圧力が試験槽内の空気分圧となる。すなわち、100℃未満の試験条件では、ある程度の空気が試験槽内に存在している。   The former high-temperature and high-humidity test is performed by adjusting the inside of the test tank to a condition of less than 100 ° C. such as an atmosphere having a temperature of 60 ° C. and a humidity of 85% or an atmosphere having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%. When the test conditions are a temperature of 60 ° C. and a humidity of 85%, the water vapor partial pressure with respect to the total pressure in the test tank is about 17 kPa. When the test conditions are a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%, the water vapor partial pressure with respect to the total pressure in the test tank is about 49 kPa. The pressure obtained by subtracting the water vapor partial pressure from the total pressure is the air partial pressure in the test chamber. That is, a certain amount of air exists in the test tank under the test conditions of less than 100 ° C.

一方、後者の高温高湿試験は、例えば試験槽内を温度110℃、湿度85%の雰囲気や、温度120℃、湿度85%の雰囲気などの100℃以上の条件に調整して試験が行われる。このように試験槽内を100℃以上の高温高湿環境に調整する過程において、試験槽内に存在していた空気はそのほぼ全量が水蒸気により置換されるので、試験槽内は水蒸気のみとなる。したがって、この高温高湿試験では、試験槽内の空気分圧がほぼゼロで空気がほとんど存在しない環境下での評価となる。   On the other hand, the latter high-temperature and high-humidity test is performed by adjusting the inside of the test tank to conditions of 100 ° C. or higher, such as an atmosphere of 110 ° C. and humidity 85%, and an atmosphere of temperature 120 ° C. and humidity 85%. . In this way, in the process of adjusting the inside of the test chamber to a high temperature and high humidity environment of 100 ° C. or higher, almost all of the air present in the test chamber is replaced with water vapor, so that only water vapor is present in the test chamber. . Therefore, in this high temperature and high humidity test, the evaluation is performed in an environment where the air partial pressure in the test tank is almost zero and there is almost no air.

上記のような高温高湿環境下で行われる試験は、室温放置試験に比べると酸化・腐食によるウィスカの生成を促進して評価時間を短縮することができるものの、いずれの方法であっても必ずしも十分な時間短縮ができるとは言えないのが現状である。   Tests conducted in a high-temperature and high-humidity environment as described above can accelerate the generation of whiskers due to oxidation / corrosion compared to the room temperature standing test, but the evaluation time is not necessarily limited to any method. At present, it cannot be said that the time can be sufficiently shortened.

ところで、特許文献1には、試験槽内に空気が存在する環境下で評価対象が加熱されると、錫めっき膜の表面に酸化膜又は水酸化膜が生成するので、ウィスカの成長が抑制されるという内容が開示されている。すなわち、評価対象を空気存在下で加熱すると、錫めっき膜の表面に酸化膜が厚く成長するので、ウィスカが表面の酸化膜を突き破って成長することができない、とされている。そのため、特許文献1では、不活性雰囲気中で評価対象を加熱することにより、錫めっき膜の表面においてウィスカの成長を抑制する酸化膜又は水酸化膜の生成を抑制している。その結果、特許文献1の評価方法ではウィスカの発生及び成長を加速することができる、とされている。   By the way, in Patent Document 1, when an evaluation object is heated in an environment where air exists in a test tank, an oxide film or a hydroxide film is formed on the surface of the tin plating film, and thus whisker growth is suppressed. Is disclosed. That is, when the evaluation object is heated in the presence of air, the oxide film grows thick on the surface of the tin plating film, so that the whisker cannot grow through the oxide film on the surface. Therefore, in patent document 1, the production | generation of the oxide film or the hydroxide film which suppresses the growth of a whisker on the surface of a tin plating film is suppressed by heating evaluation object in inert atmosphere. As a result, it is said that the evaluation method of Patent Document 1 can accelerate the generation and growth of whiskers.

また、特許文献2は、試験槽内を高温、高湿にすることによりウィスカの発生が抑制されるという内容を開示している。なお、特許文献2では、従来の高温高湿環境に設定する手法ではなく、室温程度の環境下でめっき膜に圧縮応力を加え続けている。   Moreover, patent document 2 is disclosing the content that generation | occurrence | production of a whisker is suppressed by making the inside of a test tank high temperature and high humidity. Note that in Patent Document 2, compressive stress is continuously applied to the plating film under an environment of about room temperature instead of the conventional method of setting to a high temperature and high humidity environment.

特開2005−330577号公報JP-A-2005-330577 特開2005−101117号公報JP 2005-101117 A

しかしながら、現時点においてウィスカの発生メカニズムは解明されていない点が多くあり、現にウィスカの発生場所や発生状況は、特許文献1,2に開示されているものとは異なる場合が多くある。しかも、従来の評価方法では、めっき、はんだ、部品、リードなど、部材毎の単体でウィスカの評価を行っており、半導体パッケージを基板に実装した実際の使用形態での評価が十分になされていない。したがって、従来の試験条件は必ずしもウィスカの発生メカニズムに合致したものであるとは言えず、特に、半導体パッケージを基板に実装した実際の使用形態における評価については改善の余地が依然として多くある。   However, there are many points where whisker generation mechanisms have not been elucidated at present, and in fact, whisker generation locations and conditions are often different from those disclosed in Patent Documents 1 and 2. Moreover, in the conventional evaluation method, whisker is evaluated for each member such as plating, solder, component, lead, etc., and evaluation in an actual usage form in which a semiconductor package is mounted on a substrate is not sufficiently performed. . Therefore, the conventional test conditions are not necessarily consistent with the whisker generation mechanism, and there is still much room for improvement particularly in the evaluation in the actual usage form in which the semiconductor package is mounted on the substrate.

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、評価対象の評価時間を短縮できるウィスカ評価方法及びウィスカ評価用試験装置を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a whisker evaluation method and a whisker evaluation test apparatus that can shorten the evaluation time of an evaluation target.

本発明者らは、ウィスカの発生及び成長のメカニズムを研究する過程において、通常は空気がほとんど存在しない100℃以上の高温高湿環境下に酸素を存在させることによって、ウィスカの発生及び成長を効果的に加速できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In the process of investigating the mechanism of whisker generation and growth, the present inventors have made the effect of whisker generation and growth by allowing oxygen to exist in a high-temperature and high-humidity environment of 100 ° C. or higher, in which almost no air exists. The present invention has been completed.

すなわち、本発明のウィスカ評価方法は、評価対象である試料を試験槽内に配置する工程と、前記試験槽内を所定の酸素量、100℃以上の設定温度、及び所定の設定湿度に調整する槽内環境調整工程と、前記試験槽内を前記所定の酸素量、前記設定温度及び前記設定湿度に所定時間維持して、前記試料にウィスカを発生させる環境維持工程と、を含む。   That is, the whisker evaluation method of the present invention adjusts the sample to be evaluated in a test tank to a predetermined amount of oxygen, a set temperature of 100 ° C. or higher, and a predetermined set humidity. And an environment maintaining step of maintaining whisker in the sample by maintaining the inside of the test chamber at the predetermined oxygen amount, the set temperature and the set humidity for a predetermined time.

この方法では、試験槽内を水の沸点又はその近傍の温度である100℃以上の高温高湿環境に調整するだけでなく、試験槽内に所定量の酸素を存在させた試験条件で前記試料の試験を行う。この方法によれば、試料におけるウィスカの発生及び成長を効果的に加速して評価時間を短縮することができる。   In this method, not only the inside of the test tank is adjusted to a high-temperature and high-humidity environment of 100 ° C. or higher, which is the boiling point of water, or a temperature in the vicinity thereof, but the sample is tested under test conditions in which a predetermined amount of oxygen is present in the test tank. Perform the test. According to this method, it is possible to effectively accelerate the generation and growth of whiskers in the sample and shorten the evaluation time.

この方法では、特に半導体パッケージを基板に実装した試料において効果的に評価時間を短縮できる。その理由は以下の通りであると推測している。ただし、以下に示す理由はウィスカの発生及び成長のメカニズムを推測したものであって、前記メカニズムを以下の理由に限定するものではない。   In this method, the evaluation time can be effectively shortened particularly in a sample in which a semiconductor package is mounted on a substrate. The reason is presumed as follows. However, the reason shown below presumes the mechanism of whisker generation and growth, and the mechanism is not limited to the following reason.

すなわち、一般に、半導体パッケージは、複数のリードを有しており、これらのリードが基板にはんだ付けされて固定される。リードは、表面に錫めっきなどが施されているが、切断面を有するリードの先端部ではリードの母材(例えば銅)が露出している。また、リードの基端側は半導体を封入する樹脂に被覆されているが、リードの基端側を覆う前記樹脂の一部が剥離してリードの母材が露出することがある。したがって、先端部の切断面や樹脂が剥離した基端側においてはリードの母材とめっきとが隣接し、かつ、空気中に露出した状態となっている。このような状態の試料を用いて本発明の方法における試験条件、すなわち酸素が存在する高温高湿の試験条件で試験を行うと、次のような現象が起こり、ウィスカの発生及び成長が促進されると考えられる。すなわち、試料は高湿環境下に置かれているので、リードの先端部や基端側における母材とめっきの表面には水分の層が形成されており、しかも、100℃以上の高温でかつ酸素が存在する環境下であるので、リードの先端部や基端側ではガルバニック腐食が生じてリードのめっきやはんだの酸化が促進される。例えばめっきが錫めっきである場合にはSnがSnOとなる。このように酸化された部分は体積が増加するので、めっきの層内やはんだの層内に内部応力が生じることになる。この内部応力に起因してウィスカの発生及び成長が促進されるのではないかと推測される。 That is, generally, a semiconductor package has a plurality of leads, and these leads are soldered to a substrate and fixed. The lead is tin-plated on the surface, but the lead base material (for example, copper) is exposed at the tip of the lead having a cut surface. Further, although the base end side of the lead is covered with a resin encapsulating the semiconductor, a part of the resin covering the base end side of the lead may be peeled off to expose the lead base material. Therefore, the base material of the lead and the plating are adjacent to each other on the cut surface of the distal end portion and the base end side where the resin is peeled off, and are exposed to the air. When the test in the method of the present invention using the sample in such a state, that is, the test condition of high temperature and high humidity in the presence of oxygen, the following phenomenon occurs, and the generation and growth of whiskers are promoted. It is thought. That is, since the sample is placed in a high humidity environment, a moisture layer is formed on the surface of the base material and the plating at the tip end portion or the base end side of the lead, and at a high temperature of 100 ° C. or higher. In an environment where oxygen is present, galvanic corrosion occurs at the leading end and proximal end of the lead, and lead plating and solder oxidation are promoted. For example, when the plating is tin plating, Sn becomes SnO 2 . Since the volume of the oxidized portion increases, an internal stress is generated in the plating layer or the solder layer. It is presumed that the generation and growth of whiskers are promoted due to this internal stress.

以上のことから、本発明では、金属母材の表面に鉛フリーめっきの層が形成された部分を有し、前記金属母材の一部が前記めっき層から露出している試料を評価対象として用いる場合に、特に効果的に評価時間を短縮することができる。   From the above, in the present invention, a sample having a portion in which a lead-free plating layer is formed on the surface of a metal base material and a part of the metal base material exposed from the plating layer is an evaluation target. When used, the evaluation time can be shortened particularly effectively.

具体的には、前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽内を所定の初期温度及び所定の初期水蒸気分圧に調整することにより、前記試験槽内を所定の初期空気分圧に調整する酸素量調整工程と、前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有していてもよい。   Specifically, the internal environment adjustment step includes adjusting the inside of the test tank to a predetermined initial temperature and a predetermined initial water vapor partial pressure with the exhaust valve of the test tank being opened. An oxygen amount adjusting step for adjusting the inside to a predetermined initial air partial pressure, and a temperature for adjusting the inside of the test tank to the set temperature and the set humidity with the exhaust valve closed after the oxygen amount adjusting step. And a humidity adjusting step.

この方法では、試験槽の排気弁を開放した状態で前記初期温度と前記初期水蒸気分圧を調整することにより、そのときの全圧から初期水蒸気分圧を引いた値が必然的に初期空気分圧となる。この方法では、上記のようにして空気分圧を調整することができるので、例えば酸素を試験槽内に導入するガス導入手段などが不要であり、装置を簡略化することができる。   In this method, by adjusting the initial temperature and the initial water vapor partial pressure with the exhaust valve of the test tank being opened, the value obtained by subtracting the initial water vapor partial pressure from the total pressure is inevitably the initial air component. Pressure. In this method, since the air partial pressure can be adjusted as described above, for example, a gas introducing means for introducing oxygen into the test tank is unnecessary, and the apparatus can be simplified.

また、前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽に設けられた酸素濃度検知手段により前記試験槽内の酸素濃度を検知しながら、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記所定の酸素量に達するまで前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入する酸素量調整工程と、前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有していてもよい。   Further, in the tank environment adjustment step, with the exhaust valve of the test tank being opened, the oxygen concentration detection means provided in the test tank is used to detect the oxygen concentration in the test tank, An oxygen amount adjusting step of introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test tank until the predetermined oxygen amount is reached by a provided gas introducing means, and the exhaust valve is closed after the oxygen amount adjusting step The temperature and humidity adjustment step of adjusting the inside of the test tank to the set temperature and the set humidity may be provided.

この方法では、ガス導入手段により酸素又は酸素を含むガスを試験槽内に導入するので、試験槽内の酸素濃度を任意の濃度に調整することができる。例えば、ガス導入手段として酸素タンクなどを用いる場合には、空気をコンプレッサーなどのガス導入手段により供給する場合と比較して、試験槽内の酸素濃度をより高めることができる。   In this method, oxygen or a gas containing oxygen is introduced into the test tank by the gas introduction means, so that the oxygen concentration in the test tank can be adjusted to an arbitrary concentration. For example, when an oxygen tank or the like is used as the gas introduction means, the oxygen concentration in the test tank can be further increased as compared with the case where air is supplied by a gas introduction means such as a compressor.

また、前記試験槽の排気弁を閉じた状態で前記試験槽内を真空に引く真空工程をさらに含み、この真空工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記槽内環境調整工程及び環境維持工程を実行するようにしてもよい。   In addition, the method further includes a vacuum step of evacuating the test chamber while the exhaust valve of the test chamber is closed, and after the vacuum step, the internal environment adjustment step and the environment are performed with the exhaust valve closed. You may make it perform a maintenance process.

この方法では、試験槽内を真空に引いて空気を除去した後で、槽内環境調整工程において酸素量を調整するので、試験槽内の酸素濃度を精度よく調整することができる。   In this method, after the inside of the test tank is evacuated to remove air, the amount of oxygen is adjusted in the tank environment adjustment step, so that the oxygen concentration in the test tank can be accurately adjusted.

また、前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入することにより、前記試験槽内を所定の初期酸素分圧に調整する酸素量調整工程と、前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を開放したままの状態で、かつ、前記ガス導入手段により酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入した状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有しており、前記環境維持工程は、前記試験槽の排気弁を開放したままの状態で、前記ガス導入手段により前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入することにより、前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整するようにしてもよい。   Further, in the tank environment adjustment step, oxygen or oxygen-containing gas is continuously or intermittently introduced into the test tank by the gas introduction means provided in the test tank with the exhaust valve of the test tank being opened. The oxygen amount adjusting step for adjusting the inside of the test tank to a predetermined initial oxygen partial pressure, and after the oxygen amount adjusting step, with the exhaust valve being opened and the gas introduction A temperature / humidity adjusting step for adjusting the inside of the test tank to the set temperature and the set humidity in a state where oxygen or a gas containing oxygen is continuously or intermittently introduced by means, and maintaining the environment The process is performed by continuously or intermittently introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test tank by the gas introduction means with the exhaust valve of the test tank being opened. Adjust to the predetermined oxygen amount It may be so that.

この方法では、ガス導入手段により酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入した状態で、前記温湿度調整工程及び環境維持工程を実行する。すなわち、試験中は酸素が試験槽内に連続的又は断続的に供給され続けるので、試験の途中で酸素濃度が変動するのを抑制することができる。   In this method, the temperature / humidity adjusting step and the environment maintaining step are executed in a state where oxygen or a gas containing oxygen is continuously or intermittently introduced by the gas introduction means. That is, since oxygen is continuously supplied into the test tank continuously or intermittently during the test, the oxygen concentration can be prevented from fluctuating during the test.

また、前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽内の温度及び湿度を前記設定温度及び前記設定湿度にそれぞれ調整する温湿度調整工程と、前記温湿度調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記所定の酸素量に達するまで前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入する酸素量調整工程と、を有していてもよい。   Further, the tank environment adjustment step includes a temperature and humidity adjustment step of adjusting the temperature and humidity in the test tank to the set temperature and the set humidity, respectively, with the exhaust valve of the test tank being opened, and the temperature After the humidity adjustment step, with the exhaust valve closed, the amount of oxygen to introduce oxygen or a gas containing oxygen into the test chamber until the predetermined oxygen amount is reached by the gas introduction means provided in the test chamber An adjustment step.

また、前記設定温度は105℃以上140℃以下であるのが好ましい。設定温度を105℃以上にすることにより、ウィスカの発生及び成長をより促進させることができる。また、プリント基板の耐熱性の観点から設定温度は140℃以下であるのがよい。   The set temperature is preferably 105 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. By setting the set temperature to 105 ° C. or higher, whisker generation and growth can be further promoted. The set temperature is preferably 140 ° C. or less from the viewpoint of heat resistance of the printed circuit board.

また、前記設定湿度が相対湿度75%以上である場合、又は前記環境維持工程における前記試験槽内の酸素分圧が10kPa以上である場合には、ウィスカの発生及び成長をより促進させることができる。   In addition, when the set humidity is 75% or more of the relative humidity, or when the oxygen partial pressure in the test tank in the environmental maintenance step is 10 kPa or more, the generation and growth of whiskers can be further promoted. .

本発明のウィスカ評価用試験装置は、評価対象である試料を内部に配置可能な試験槽と、前記試験槽内を100℃以上の設定温度に調整可能な温度調整手段と、前記試験槽内を所定の設定湿度に調整可能な湿度調整手段と、前記試験槽の内外を連通可能な排気弁と、制御手段と、を備えている。前記制御手段は、前記試験槽内が前記設定温度、前記設定湿度及び所定の酸素量となるように前記温度調整手段及び前記湿度調整手段を制御し、前記試料にウィスカが発生するように前記試験槽内を前記設定温度、前記設定湿度及び前記所定の酸素量に所定時間維持する制御を行う。   The test apparatus for whisker evaluation of the present invention includes a test tank in which a sample to be evaluated can be placed, temperature adjusting means capable of adjusting the inside of the test tank to a set temperature of 100 ° C. or more, and the inside of the test tank. Humidity adjustment means that can be adjusted to a predetermined set humidity, an exhaust valve that can communicate between the inside and outside of the test tank, and control means are provided. The control means controls the temperature adjusting means and the humidity adjusting means so that the inside of the test tank has the set temperature, the set humidity, and a predetermined oxygen amount, and the test is performed so that whiskers are generated in the sample. Control is performed to maintain the inside of the tank at the set temperature, the set humidity, and the predetermined oxygen amount for a predetermined time.

この構成では、前記試験槽内を前記設定温度、前記設定湿度及び前記所定の酸素量に調整し、この状態で所定時間維持することができるので、試料におけるウィスカの発生及び成長を効果的に加速して評価時間を短縮することができる。   In this configuration, the inside of the test chamber is adjusted to the set temperature, the set humidity and the predetermined oxygen amount, and can be maintained in this state for a predetermined time, thereby effectively accelerating the generation and growth of whiskers in the sample. Thus, the evaluation time can be shortened.

また、前記ウィスカ評価用試験装置は、前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入可能なガス導入手段をさらに備えていてもよく、この場合、前記制御手段は、前記試験槽内が前記所定の酸素量となるように前記ガス導入手段を制御する。   In addition, the whisker evaluation test apparatus may further include a gas introduction means capable of introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test tank. In this case, the control means includes the test tank in the test tank. The gas introducing means is controlled so as to obtain a predetermined oxygen amount.

この構成では、前記ガス導入手段が制御手段により制御されて試験槽内が所定の酸素量に調整されるので、試験槽内を精度よくかつ迅速に所定の酸素量に調整することができる。また、例えば空気よりも酸素濃度が高いガスをガス導入手段により試験槽内に導入する場合には、試験槽内の酸素濃度を空気よりも高く設定することができる。   In this configuration, since the gas introduction means is controlled by the control means and the inside of the test tank is adjusted to a predetermined oxygen amount, the inside of the test tank can be accurately and quickly adjusted to the predetermined oxygen amount. Further, for example, when a gas having a higher oxygen concentration than air is introduced into the test tank by the gas introduction means, the oxygen concentration in the test tank can be set higher than that of air.

また、前記ガス導入手段は、酸素又は酸素を含むガスを前記試験槽内に圧送可能であり、前記制御手段は、前記排気弁を開放した状態で、前記排気弁の開度及び前記ガス導入手段による圧送時の圧力の少なくとも一方を調整して前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整する制御を行ってもよい。   Further, the gas introduction means can pump oxygen or a gas containing oxygen into the test tank, and the control means opens the exhaust valve and the gas introduction means in a state where the exhaust valve is opened. Control for adjusting the inside of the test tank to the predetermined amount of oxygen may be performed by adjusting at least one of the pressures during pressure feeding.

この構成では、排気弁を開放した状態で、ガス導入手段により試験槽内に酸素を供給し、酸素量は、前記排気弁の開度及び前記ガス導入手段による圧送時の圧力の少なくとも一方により調整可能である。したがって、本構成では、試験中は酸素が試験槽内に連続的又は断続的に供給され続けるので、試験の途中で酸素濃度が変動するのを抑制することができる。   In this configuration, with the exhaust valve opened, oxygen is supplied into the test tank by the gas introduction means, and the amount of oxygen is adjusted by at least one of the opening degree of the exhaust valve and the pressure at the time of pumping by the gas introduction means. Is possible. Therefore, in this configuration, since oxygen is continuously or intermittently supplied into the test tank during the test, it is possible to suppress fluctuations in the oxygen concentration during the test.

また、前記ウィスカ評価用試験装置は、前記試験槽内のガスを排出可能な真空ポンプをさらに備えていてもよい。   The whisker evaluation test apparatus may further include a vacuum pump capable of discharging the gas in the test tank.

この構成では、前記真空ポンプにより試験槽内を真空に引いて空気を除去した後で、酸素量の調整が行えるので、試験槽内の酸素濃度を精度よく調整することができる。   In this configuration, the oxygen amount can be adjusted after the test chamber is evacuated and the air is removed by the vacuum pump, so that the oxygen concentration in the test chamber can be adjusted with high accuracy.

また、前記ウィスカ評価用試験装置は、前記試験槽内の酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段、前記試験槽内の圧力を検知する圧力検知手段、及び前記試験槽内に前記ガス導入手段により導入されるガスの流量を検知する流量検知手段の少なくとも一つをさらに備え、前記制御手段は、前記検知手段による検知結果に基づいて前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整する制御を行う場合には、試験槽内の酸素量を精度よく調整することができる。   The whisker evaluation test apparatus is introduced by the oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the test tank, the pressure detection means for detecting the pressure in the test tank, and the gas introduction means in the test tank. And further comprising at least one flow rate detection means for detecting the flow rate of the gas to be performed, wherein the control means performs control to adjust the inside of the test tank to the predetermined oxygen amount based on a detection result by the detection means It is possible to accurately adjust the oxygen amount in the test tank.

以上説明したように、本発明によれば、評価対象の評価時間を短縮することができる。   As described above, according to the present invention, the evaluation time of the evaluation object can be shortened.

本発明の第1実施形態に係るウィスカ評価方法に用いるプレッシャークッカー試験装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pressure cooker test apparatus used for the whisker evaluation method which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)は半導体パッケージを示す平面図であり、(b)は半導体パッケージを基板に実装した状態を側面から見た断面図である。(A) is a top view which shows a semiconductor package, (b) is sectional drawing which looked at the state which mounted the semiconductor package in the board | substrate from the side surface. 図2(b)のリードの先端部分の断面を拡大した模式図であって、(a)は試験前の状態を示し、(b)は試験後の状態を示している。FIGS. 2A and 2B are schematic views in which a cross section of a tip portion of the lead in FIG. 2B is enlarged, in which FIG. 2A shows a state before the test, and FIG. 2B shows a state after the test. 第1実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the whisker evaluation method of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the whisker evaluation method of 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of physical quantities, such as temperature of each process in the whisker evaluation method of 2nd Embodiment, humidity, and a pressure. 本発明の第3実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the whisker evaluation method of 3rd Embodiment of this invention. 第3実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of physical quantities, such as temperature of each process in the whisker evaluation method of 3rd Embodiment, humidity, and a pressure. 本発明の第4実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the whisker evaluation method of 4th Embodiment of this invention. 第4実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of physical quantities, such as temperature of each process in the whisker evaluation method of 4th Embodiment, humidity, and a pressure. 本発明の第5実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control in the whisker evaluation method of 5th Embodiment of this invention. 第5実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。It is a graph which shows transition of physical quantities, such as temperature of each process in the whisker evaluation method of 5th Embodiment, humidity, and pressure.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<試験装置>
まず、ウィスカ評価方法に用いるプレッシャークッカー試験装置(高度加速寿命試験装置)1について説明する。図1に示すように、この試験装置1は、一端を開放させる試験槽としての圧力容器2と、この圧力容器2の開放側を閉鎖可能な扉3とを備えている。圧力容器2の下部には所定量の加湿水(加湿用の水)4が貯溜されている。圧力容器2の内部には内シリンダ5が設置されている。この内シリンダ5は、圧力容器2の開放側と同一側が開放されており、この内シリンダ5の内部がテストエリア6となっている。このテストエリア6には試料棚7が設置されており、この試料棚7の上に試料8を載置できるように構成されている。内シリンダ5の閉鎖側端部の中央には送風口9が形成されており、この送風口9は保護網10によって覆われている。
<Test equipment>
First, the pressure cooker test apparatus (highly accelerated life test apparatus) 1 used for the whisker evaluation method will be described. As shown in FIG. 1, the test apparatus 1 includes a pressure vessel 2 as a test tank whose one end is opened, and a door 3 that can close the open side of the pressure vessel 2. A predetermined amount of humidified water (humidification water) 4 is stored in the lower part of the pressure vessel 2. An inner cylinder 5 is installed inside the pressure vessel 2. The inner cylinder 5 is open on the same side as the open side of the pressure vessel 2, and the inside of the inner cylinder 5 is a test area 6. A sample shelf 7 is installed in the test area 6 so that the sample 8 can be placed on the sample shelf 7. A blower port 9 is formed in the center of the closed end of the inner cylinder 5, and the blower port 9 is covered with a protective mesh 10.

圧力容器2には、開閉可能な排気弁100が設けられている。この排気弁100は、開放状態のときに圧力容器2の内部と外部とを連通状態とし、閉状態のときに圧力容器2を密閉状態とする。排気弁100としては、例えば開閉のみの電磁弁、開度調整可能なモータバルブなどを用いることができる。   The pressure vessel 2 is provided with an exhaust valve 100 that can be opened and closed. When the exhaust valve 100 is in an open state, the inside and the outside of the pressure vessel 2 are in communication with each other, and when the exhaust valve 100 is in a closed state, the pressure vessel 2 is in a sealed state. As the exhaust valve 100, for example, an electromagnetic valve that only opens and closes, a motor valve whose opening degree can be adjusted, and the like can be used.

圧力容器2にはファン軸11が回転自在に軸支され、このファン軸11の先端に送風ファン12が固定されている。また、圧力容器2の外部には駆動モータ13が設置され、この駆動モータ13の出力軸14が磁気カップリング15を介して前記ファン軸11に連結されている。これにより、駆動モータ13を回転駆動することで、前記送風ファン12を回転させ、圧力容器2内の気体を図の白抜き矢印のように循環させることができるようになっている。   A fan shaft 11 is rotatably supported on the pressure vessel 2, and a blower fan 12 is fixed to the tip of the fan shaft 11. A drive motor 13 is installed outside the pressure vessel 2, and an output shaft 14 of the drive motor 13 is connected to the fan shaft 11 via a magnetic coupling 15. Thereby, by rotating the drive motor 13, the blower fan 12 is rotated, and the gas in the pressure vessel 2 can be circulated as indicated by the white arrow in the figure.

試験装置1は、圧力容器2内に温度調整手段及び湿度調整手段を備えている。温度調整手段は加熱ヒータ16と器内温度センサ17とを含む。湿度調整手段は加湿水4と加湿水ヒータ18と加湿水温度センサ19とを含む。   The test apparatus 1 includes a temperature adjusting unit and a humidity adjusting unit in the pressure vessel 2. The temperature adjusting means includes a heater 16 and an internal temperature sensor 17. The humidity adjusting means includes a humidified water 4, a humidified water heater 18, and a humidified water temperature sensor 19.

加熱ヒータ16はファン軸11の周囲に設けられている。この加熱ヒータ16により圧力容器2内の気体を加熱することができる。また、器内温度センサ17は内シリンダ5の内部空間に設けられている。この器内温度センサ17により、圧力容器2内の温度(前記テストエリア6の温度)を検出することができる。   The heater 16 is provided around the fan shaft 11. The gas in the pressure vessel 2 can be heated by the heater 16. The internal temperature sensor 17 is provided in the internal space of the inner cylinder 5. The internal temperature sensor 17 can detect the temperature in the pressure vessel 2 (temperature of the test area 6).

加湿水ヒータ18は圧力容器2の内部空間の下部に設けられている。この加湿水ヒータ18は加湿水4に浸漬されており、当該加湿水4を加熱することができる。また同様に、加湿水温度センサ19は加湿水4に浸漬されている。この加湿水温度センサ19は前記加湿水4の温度を検出することができる。   The humidifying water heater 18 is provided in the lower part of the internal space of the pressure vessel 2. The humidifying water heater 18 is immersed in the humidifying water 4 and can heat the humidifying water 4. Similarly, the humidified water temperature sensor 19 is immersed in the humidified water 4. The humidified water temperature sensor 19 can detect the temperature of the humidified water 4.

また、圧力容器2にはウィック温度センサ20が備えられている。このウィック温度センサ20の先端の球部には、例えばガーゼで形成されたウィック21が被せられる。ウィック21の下端は前記加湿水4に浸漬されており、加湿水4を毛細管現象によって吸い上げるように構成されている。   The pressure vessel 2 is provided with a wick temperature sensor 20. The sphere at the tip of the wick temperature sensor 20 is covered with a wick 21 formed of gauze, for example. The lower end of the wick 21 is immersed in the humidified water 4 and is configured to suck up the humidified water 4 by capillary action.

また、圧力容器2にはガス導入口41が備えられている。このガス導入口41にはガス導入用配管43の先端側が挿通されている。ガス導入用配管43の後端側はガス導入手段45に接続されている。   The pressure vessel 2 is provided with a gas inlet 41. The distal end side of the gas introduction pipe 43 is inserted into the gas introduction port 41. The rear end side of the gas introduction pipe 43 is connected to the gas introduction means 45.

ガス導入手段45としては、例えば酸素タンク(ボンベ)を用いることができる。また、酸素タンクと窒素タンクを併用してもよい。また、ガス導入手段45としては、上記した酸素タンクの他、空気を加圧可能なコンプレッサーなどを用いることもできる。ガス導入手段45から圧力容器2内に導入される酸素又は酸素を含むガスの導入量は、例えば圧力容器2内に設けられる図略の酸素濃度センサ(酸素濃度検知手段)、圧力センサ(圧力検知手段)、ガス流量計(流量検知手段)などの検知データに基づいて調整される。これにより、圧力容器2内の酸素濃度(又は空気濃度)を任意に調節することができる。   As the gas introduction means 45, for example, an oxygen tank (cylinder) can be used. Moreover, you may use an oxygen tank and a nitrogen tank together. Further, as the gas introduction means 45, a compressor capable of pressurizing air can be used in addition to the oxygen tank described above. The amount of oxygen or oxygen-containing gas introduced into the pressure vessel 2 from the gas introduction means 45 is, for example, an unillustrated oxygen concentration sensor (oxygen concentration detection means) or pressure sensor (pressure detection) provided in the pressure vessel 2. Adjustment) based on detection data such as a gas flow meter (flow rate detection means). Thereby, the oxygen concentration (or air concentration) in the pressure vessel 2 can be arbitrarily adjusted.

試験装置1はマイクロコンピュータ式の制御部31を備えており、この制御部31は演算手段としての図略のCPUや、記憶手段としてのROM、RAM等を備えている。そして、前記ROMには、上記のハードウェアを動作させるためのプログラムが記憶されている。   The test apparatus 1 includes a microcomputer-type control unit 31, and the control unit 31 includes a CPU (not shown) as a calculation unit, a ROM, a RAM, and the like as storage units. The ROM stores a program for operating the hardware.

<ウィスカ評価方法>
以下、本発明の実施形態に係るウィスカ評価方法について説明する。
<Whisker evaluation method>
Hereinafter, a whisker evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described.

まず、ウィスカの評価に用いる試料について説明する。図2(a)は半導体パッケージ51を示す平面図であり、図2(b)は半導体パッケージ51を基板54に実装した状態を示す側面図である。図3(a)は、図2(b)のリード53の先端部分Tの断面を拡大した模式図である。   First, samples used for whisker evaluation will be described. FIG. 2A is a plan view showing the semiconductor package 51, and FIG. 2B is a side view showing a state in which the semiconductor package 51 is mounted on the substrate 54. FIG. 3A is a schematic diagram enlarging the cross section of the tip portion T of the lead 53 of FIG.

図2(a)に示すように、半導体パッケージ51は、パッケージ部52とこのパッケージ部52の周縁部から延設された複数のリード53とを有している。図2(b)に示すように、半導体パッケージ51の各リード53は、基板54の表面に設けられた電極55にはんだ56によってそれぞれ接続されている。この図2(b)に示す実装基板は後述する各試験の試料8として用いる。   As shown in FIG. 2A, the semiconductor package 51 has a package part 52 and a plurality of leads 53 extending from the peripheral part of the package part 52. As shown in FIG. 2B, each lead 53 of the semiconductor package 51 is connected to an electrode 55 provided on the surface of the substrate 54 by a solder 56. The mounting substrate shown in FIG. 2B is used as a sample 8 for each test described later.

図3(a)に示すように、リード53は、銅製の母材53aの表面に錫めっき53bが施されたものである。リード53の端部Tは、銅製の母材53aが露出している。このような端部Tを有する試料8に対して後述する評価方法を適用すると、ウィスカの発生及び成長を促進することができる。   As shown in FIG. 3A, the lead 53 is obtained by applying tin plating 53b to the surface of a copper base material 53a. At the end T of the lead 53, the copper base material 53a is exposed. When an evaluation method described later is applied to the sample 8 having such an end T, the generation and growth of whiskers can be promoted.

すなわち、試料8が後述するような酸素が存在する高温高湿環境下に置かれると、図3(b)に示すようにリード端部Tにおける母材53a、錫めっき53b及びはんだ56の表面には水分の層57が形成される。しかも、100℃以上の高温でかつ酸素が存在する環境下であるので、リード端部Tではガルバニック腐食が生じてリード端部Tの錫めっき53b及びはんだ56が酸化されて酸化物53c,56aが形成される。例えばめっきが錫めっきである場合には酸化物53cはSnOを主成分とするものとなる。また、例えばはんだがSn−3Ag−0.5CuなどのようにSnを含むものである場合には酸化物56aとしてSnOなどが形成される。このように酸化された部分53c,56aは体積が増加するので、めっきの層内及びはんだ層内に内部応力が生じることになる。また、めっきが錫めっきである場合には、高温環境下で母材53aとめっき53bとの間に金属間化合物が成長して内部応力が生じる。これらの内部応力に起因してウィスカ61の発生及び成長が促進されるのではないかと推測される。 That is, when the sample 8 is placed in a high-temperature and high-humidity environment in which oxygen exists as will be described later, the surface of the base material 53a, the tin plating 53b, and the solder 56 at the lead end portion T as shown in FIG. A moisture layer 57 is formed. Moreover, since it is in an environment where oxygen is present at a high temperature of 100 ° C. or higher, galvanic corrosion occurs at the lead end T, and the tin plating 53b and the solder 56 at the lead end T are oxidized to form oxides 53c and 56a. It is formed. For example, when the plating is tin plating, the oxide 53c has SnO 2 as a main component. For example, when the solder contains Sn, such as Sn-3Ag-0.5Cu, SnO 2 or the like is formed as the oxide 56a. Since the oxidized portions 53c and 56a increase in volume, internal stress is generated in the plating layer and the solder layer. Further, when the plating is tin plating, an intermetallic compound grows between the base material 53a and the plating 53b in a high temperature environment, thereby generating internal stress. It is presumed that the generation and growth of whiskers 61 are promoted due to these internal stresses.

[第1実施形態]
次に、第1実施形態に係るウィスカ評価方法について図4を参照しながら説明する。図4は、第1実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、この第1実施形態では、酸素量調整工程、温湿度調整工程、環境維持工程、温度降下工程、保存工程の順に制御が実行される。本実施形態では、装置1は、圧力容器2内に設けられた図略の酸素濃度センサ、及び図略の圧力センサを備えている。
[First Embodiment]
Next, the whisker evaluation method according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of control in the whisker evaluation method of the first embodiment. As shown in FIG. 4, in the first embodiment, control is executed in the order of the oxygen amount adjustment process, the temperature / humidity adjustment process, the environment maintenance process, the temperature drop process, and the storage process. In the present embodiment, the apparatus 1 includes an unillustrated oxygen concentration sensor provided in the pressure vessel 2 and an unillustrated pressure sensor.

まず、作業者は、圧力容器2の内部の試料棚7上に図2(b)に示す試料8を載置した後、圧力容器2の開放側を扉3で閉じる。圧力容器2の下部には所定量の加湿水4が貯溜されている。   First, the operator places the sample 8 shown in FIG. 2B on the sample shelf 7 inside the pressure vessel 2, and then closes the open side of the pressure vessel 2 with the door 3. A predetermined amount of humidified water 4 is stored in the lower part of the pressure vessel 2.

図4に示すように、ステップS1において制御部31は、装置1の排気弁100を開放してステップS2に進む。このステップS2において、作業者は、装置1の図略の操作盤の入力ボタンを用いて試験条件を設定する。試験条件として入力するパラメータは、例えば設定温度T、設定相対湿度H、設定酸素分圧AOなどの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第1実施形態では、設定温度Tを110℃、設定相対湿度Hを85%RH、設定酸素分圧AOを26.8kPaにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 4, in step S1, the control unit 31 opens the exhaust valve 100 of the apparatus 1 and proceeds to step S2. In step S <b> 2, the operator sets test conditions using an input button of an operation panel (not shown) of the apparatus 1. Parameters input as test conditions are set values such as a set temperature T, a set relative humidity H, and a set oxygen partial pressure AO. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the first embodiment, a case where the set temperature T is set to 110 ° C., the set relative humidity H is set to 85% RH, and the set oxygen partial pressure AO is set to 26.8 kPa will be described as an example.

次に、作業者は、装置1に設けられた図略のスタートボタンを押して装置1の運転を開始する。装置1の運転が開始されると、制御部31は、ステップS3に示すように、圧力容器2内に設けられた各センサにより、圧力容器2内の現状の状態、すなわち現状温度、現状湿度、現状圧力、現状酸素濃度などを測定する。これらの各現状値は、後述する酸素量調整工程、温湿度調整工程などの後工程の制御に利用される。   Next, the operator presses a start button (not shown) provided in the device 1 to start the operation of the device 1. When the operation of the apparatus 1 is started, as shown in step S3, the control unit 31 uses the sensors provided in the pressure vessel 2 to detect the current state in the pressure vessel 2, that is, the current temperature, the current humidity, Measure current pressure, current oxygen concentration, etc. Each of these current values is used for control of subsequent processes such as an oxygen amount adjusting process and a temperature / humidity adjusting process described later.

次に、制御部31は、ステップS4〜S6の酸素量調整工程を実行する。この酸素量調整工程では、制御部31は、まず、ステップS4において圧力容器2内の酸素分圧を設定酸素分圧AOに調整するために必要となる圧力容器2内の酸素濃度目標値を算出し、ステップS5に進む。   Next, the control part 31 performs the oxygen amount adjustment process of step S4 to S6. In this oxygen amount adjustment step, the control unit 31 first calculates an oxygen concentration target value in the pressure vessel 2 necessary for adjusting the oxygen partial pressure in the pressure vessel 2 to the set oxygen partial pressure AO in step S4. Then, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、制御部31は、ガス導入手段45から酸素又は酸素を含むガスを圧力容器2内に導入するとともに、ステップS6において圧力容器2内の酸素濃度が前記酸素濃度目標値に達して安定したか否かを判断する。圧力容器2内の酸素濃度は前記酸素濃度センサにより検知される。   In step S5, the control unit 31 introduces oxygen or a gas containing oxygen from the gas introduction means 45 into the pressure vessel 2, and in step S6, the oxygen concentration in the pressure vessel 2 reaches the oxygen concentration target value and is stabilized. Determine whether or not. The oxygen concentration in the pressure vessel 2 is detected by the oxygen concentration sensor.

ガス導入手段45としては、例えば酸素タンクを用いることができる。酸素タンクを用いる場合には、安全性の観点から窒素タンクを併用して酸素と窒素を混合して圧力容器2内に供給するのが好ましい。また、ガス導入手段45としてコンプレッサーを用いることにより、圧力容器2内に空気を導入するようにしてもよい。前者のように酸素タンクを用いる場合には、酸素と窒素の供給比率を変えることにより導入するガス中の酸素濃度を任意に調節することができるので、コンプレッサーにより空気を導入する場合と比べて、圧力容器2内の酸素濃度を高く設定することができる。   As the gas introduction means 45, for example, an oxygen tank can be used. In the case of using an oxygen tank, it is preferable that oxygen and nitrogen are mixed and supplied into the pressure vessel 2 using a nitrogen tank from the viewpoint of safety. Further, air may be introduced into the pressure vessel 2 by using a compressor as the gas introduction means 45. When using an oxygen tank as in the former, the oxygen concentration in the gas to be introduced can be arbitrarily adjusted by changing the supply ratio of oxygen and nitrogen, so compared to the case where air is introduced by a compressor, The oxygen concentration in the pressure vessel 2 can be set high.

圧力容器2内の酸素濃度が前記目標値に達して安定すると、制御部31は、ステップS7に進み、酸素又は空気の供給を停止して装置1の排気弁100を閉じ、ステップS8に進む。この時、酸素分圧をさらに高める必要があれば、排気弁100を閉じた後に圧力容器2内にさらに酸素や空気などを導入してもよい。   When the oxygen concentration in the pressure vessel 2 reaches the target value and stabilizes, the control unit 31 proceeds to step S7, stops supplying oxygen or air, closes the exhaust valve 100 of the apparatus 1, and proceeds to step S8. At this time, if it is necessary to further increase the oxygen partial pressure, oxygen or air may be further introduced into the pressure vessel 2 after the exhaust valve 100 is closed.

次に、制御部31はステップS8,S9の温湿度調整工程を実行する。すなわち、ステップS8に示すように、制御部31は、圧力容器2内の温度及び相対湿度を設定温度T(110℃)、設定相対湿度H(85%RH)にそれぞれ調整するように制御する。   Next, the control part 31 performs the temperature / humidity adjustment process of step S8, S9. That is, as shown in step S8, the control unit 31 controls the temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 to be adjusted to the set temperature T (110 ° C.) and the set relative humidity H (85% RH), respectively.

そして、制御部31は、ステップS9において圧力容器2内の温度及び相対湿度がそれぞれ上記設定値(設定温度T、設定相対湿度H)に達して安定したか否かを判断し、温度及び湿度が設定値で安定したと判断するとステップS10に進む。   Then, in step S9, the control unit 31 determines whether the temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 reach the set values (set temperature T, set relative humidity H) and are stable, and the temperature and humidity are determined. If it is determined that the set value is stable, the process proceeds to step S10.

ここで、本実施形態の試験装置1では、100℃以上の試験環境における湿度は次のようにして求める。すなわち、圧力容器2内において水蒸気圧が飽和水蒸気圧となっている温度T2をこれより高い温度T1に上げて、圧力容器2内の温度を十分にならしたときの相対湿度は、以下の式(1)で表される。
(相対湿度)=((T2での飽和水蒸気圧)/(T1での飽和水蒸気圧))×100 ・・・(1)
具体的には、例えば器内温度センサ17による検出温度をT1とし、加湿水温度センサ19又はウィック温度センサ20による検出温度をT2として、これらのT1,T2の値を上記式(1)に代入して相対湿度を求めることができる。
Here, in the test apparatus 1 of the present embodiment, the humidity in a test environment of 100 ° C. or higher is obtained as follows. That is, the relative humidity when the temperature T2 at which the water vapor pressure is the saturated water vapor pressure in the pressure vessel 2 is raised to a higher temperature T1 and the temperature in the pressure vessel 2 is sufficiently increased is expressed by the following formula ( 1).
(Relative humidity) = ((saturated water vapor pressure at T2) / (saturated water vapor pressure at T1)) × 100 (1)
Specifically, for example, the temperature detected by the internal temperature sensor 17 is T1, the temperature detected by the humidified water temperature sensor 19 or the wick temperature sensor 20 is T2, and the values of T1 and T2 are substituted into the above equation (1). Thus, the relative humidity can be obtained.

次に、制御部31はステップS10,S11の環境維持工程を実行する。この環境維持工程では、圧力容器2内の温度及び湿度を設定温度T及び設定相対湿度Hに所定時間保持する。すなわち、制御部31は、ステップS10において図略のタイマの計測を開始してステップS11に進む。   Next, the control part 31 performs the environment maintenance process of step S10, S11. In this environmental maintenance step, the temperature and humidity in the pressure vessel 2 are held at the set temperature T and the set relative humidity H for a predetermined time. That is, the control unit 31 starts measuring a timer (not shown) in step S10 and proceeds to step S11.

このステップS11において、制御部31は前記タイマの計測時間が予め設定された所定時間まで達したか否かを判断し、前記タイマの計測値が前記所定時間に達するまでこの判断を繰り返す。タイマの計測値が所定時間に達するまでの間、圧力容器2内は、温度及び湿度が設定温度T及び設定相対湿度Hに維持される。前記タイマの計測時間が所定時間に達すると、制御部31は環境維持工程を終了し、ステップS12〜S15の温度降下工程に進む。   In step S11, the control unit 31 determines whether or not the measurement time of the timer has reached a predetermined time set in advance, and repeats this determination until the measurement value of the timer reaches the predetermined time. Until the measured value of the timer reaches a predetermined time, the temperature and humidity are maintained at the set temperature T and the set relative humidity H in the pressure vessel 2. When the measurement time of the timer reaches a predetermined time, the control unit 31 ends the environment maintaining process and proceeds to the temperature lowering process of steps S12 to S15.

この温度降下工程では、圧力容器2内の温度及び湿度を予め設定された保存温度及び保存湿度に達するまで所定の勾配で温度及び湿度を降下させていく。装置1の排気弁100は、圧力容器2内の圧力が所定の設定値(例えば、本実施形態では111.3kPa)に達した時点で開放される(ステップS13,S14)。制御部31は、圧力容器2内の温度及び湿度がさらに降下して保存温度及び保存湿度に達すると(ステップS15)、圧力容器2内を保存温度及び保存湿度に維持する保存工程を実行する(ステップS16)。   In this temperature lowering step, the temperature and humidity in the pressure vessel 2 are lowered with a predetermined gradient until reaching the preset storage temperature and storage humidity. The exhaust valve 100 of the device 1 is opened when the pressure in the pressure vessel 2 reaches a predetermined set value (for example, 111.3 kPa in the present embodiment) (steps S13 and S14). When the temperature and humidity in the pressure vessel 2 further drop and reach the storage temperature and storage humidity (step S15), the control unit 31 executes a storage step for maintaining the pressure container 2 at the storage temperature and storage humidity (step S15). Step S16).

この保存工程では、試料8が圧力容器2から取り出されるまで、圧力容器2内の環境を保存温度及び保存湿度に維持する。なお、試験が終わって直ちに試料8を取り出す場合は、保存工程を省略することができる。   In this preservation | save process, until the sample 8 is taken out from the pressure vessel 2, the environment in the pressure vessel 2 is maintained at storage temperature and storage humidity. In the case where the sample 8 is taken out immediately after the test is completed, the storage step can be omitted.

なお、前記実施形態では、前記設定温度Tを110℃に設定する場合を例に挙げたが、これに限定されない。前記設定温度Tは105℃以上140℃以下であるのが好ましい。設定温度を105℃以上にすることにより、ウィスカの発生及び成長をより促進させることができる。また、プリント基板の耐熱性の観点から設定温度は140℃以下であるのがよい。   In the embodiment, the case where the set temperature T is set to 110 ° C. has been described as an example, but the present invention is not limited to this. The set temperature T is preferably 105 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. By setting the set temperature to 105 ° C. or higher, whisker generation and growth can be further promoted. The set temperature is preferably 140 ° C. or less from the viewpoint of heat resistance of the printed circuit board.

また、前記実施形態では、設定湿度Hが相対湿度85%である場合を例に挙げたが、これに限定されない。前記設定湿度は、ウィスカの発生及び成長の促進効果を高めるという点で、下限が相対湿度75%以上で上限が100%以下であるのが好ましく、下限が相対湿度85%以上で上限が100%以下であるのがより好ましい。   Moreover, in the said embodiment, although the case where the set humidity H was 85% of relative humidity was mentioned as an example, it is not limited to this. The lower limit is preferably a relative humidity of 75% or more and an upper limit of 100% or less, and the lower limit is a relative humidity of 85% or more and an upper limit of 100% in terms of enhancing the effect of promoting whisker generation and growth. The following is more preferable.

さらに、前記実施形態では、圧力容器2内の設定酸素分圧AOが26.8kPaである場合を例に挙げたが、これに限定されない。前記設定酸素分圧AOは、ウィスカの発生及び成長の促進効果を高めるという点で、10kPa以上であるのが好ましく、26kPa以上であるのがより好ましい。同様の理由で、圧力容器2内の空気分圧は、酸素分圧が上記範囲となるように、50kPa以上であるのが好ましく、128kPa以上であるのがより好ましい。   Furthermore, in the said embodiment, although the case where the preset oxygen partial pressure AO in the pressure vessel 2 was 26.8 kPa was mentioned as an example, it is not limited to this. The set oxygen partial pressure AO is preferably 10 kPa or more, and more preferably 26 kPa or more, from the viewpoint of enhancing the effect of promoting whisker generation and growth. For the same reason, the air partial pressure in the pressure vessel 2 is preferably 50 kPa or more, and more preferably 128 kPa or more so that the oxygen partial pressure falls within the above range.

[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートであり、図6は、第2実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。この第2実施形態では、酸素量調整工程が第1実施形態とは異なっている。なお、ここでは第1実施形態と同じ工程については、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of control in the whisker evaluation method of the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows physical quantities such as temperature, humidity, pressure, etc. in each step in the whisker evaluation method of the second embodiment. It is a graph which shows transition. In the second embodiment, the oxygen amount adjusting step is different from that of the first embodiment. In addition, the detailed description about the same process as 1st Embodiment is abbreviate | omitted here.

図5,6に示すように、この第2実施形態では、酸素量調整工程、温湿度調整工程、環境維持工程、温度降下工程、保存工程の順に制御が実行される。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the second embodiment, the control is executed in the order of the oxygen amount adjustment process, the temperature and humidity adjustment process, the environment maintenance process, the temperature drop process, and the storage process.

まず、作業者は、第1実施形態と同様に、圧力容器2の内部の試料棚7上に試料8を載置した後、圧力容器2の開放側を扉3で閉じる。   First, similarly to the first embodiment, the operator places the sample 8 on the sample shelf 7 inside the pressure vessel 2, and then closes the open side of the pressure vessel 2 with the door 3.

図5に示すように、ステップS21において制御部31は、装置1の排気弁100を開放してステップS22に進む。このステップS22において、作業者は、装置1の図略の操作盤の入力ボタンを用いて試験条件を設定する。試験条件として入力するパラメータは、例えば設定温度T、設定相対湿度H、設定空気分圧Aなどの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第2実施形態では、設定温度Tを110℃、設定相対湿度Hを85%RH、設定空気分圧Aを128.2kPaにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 5, in step S21, the control unit 31 opens the exhaust valve 100 of the apparatus 1 and proceeds to step S22. In step S <b> 22, the operator sets test conditions using an input button on an operation panel (not shown) of the apparatus 1. Parameters input as test conditions are set values such as a set temperature T, a set relative humidity H, a set air partial pressure A, and the like. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the second embodiment, a case where the set temperature T is set to 110 ° C., the set relative humidity H is set to 85% RH, and the set air partial pressure A is set to 128.2 kPa will be described as an example.

この第2実施形態では、第1実施形態のようにガス導入手段45を用いずに酸素濃度を調整する。すなわち、この第2実施形態では、空気分圧A以外の他の条件を調整することにより、間接的に試験槽内の空気分圧(酸素濃度)を調整する。したがって、この第2実施形態では、上記した試験条件の設定の他、空気分圧を調整するための初期条件の設定も併せて行う。初期条件として入力するパラメータは、例えば初期温度T0、初期相対湿度H0などの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第2実施形態では、初期温度T0を30℃、初期相対湿度H0を85%RHにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   In the second embodiment, the oxygen concentration is adjusted without using the gas introduction means 45 as in the first embodiment. That is, in the second embodiment, the air partial pressure (oxygen concentration) in the test tank is indirectly adjusted by adjusting other conditions than the air partial pressure A. Therefore, in the second embodiment, in addition to the setting of the test conditions described above, the initial conditions for adjusting the air partial pressure are also set. The parameters input as the initial conditions are set values such as the initial temperature T0 and the initial relative humidity H0. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the second embodiment, a case where the initial temperature T0 is set to 30 ° C. and the initial relative humidity H0 is set to 85% RH will be described as an example.

次に、作業者は、装置1に設けられた図略のスタートボタンを押して装置1の運転を開始する。装置1の運転が開始されると、制御部31は、ステップS23に示すように、圧力容器2内の温度及び湿度を初期温度T0(30℃)及び初期相対湿度H0(85%RH)にそれぞれ調整する。圧力容器2内の温度及び相対湿度は、器内温度センサ17及びウィック温度センサ20により測定される。   Next, the operator presses a start button (not shown) provided in the device 1 to start the operation of the device 1. When the operation of the apparatus 1 is started, the control unit 31 sets the temperature and humidity in the pressure vessel 2 to the initial temperature T0 (30 ° C.) and the initial relative humidity H0 (85% RH), respectively, as shown in step S23. adjust. The temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 are measured by the internal temperature sensor 17 and the wick temperature sensor 20.

圧力容器2の排気弁100は開放されているので、圧力容器2内が初期温度T0及び初期相対湿度H0に調整されたときには、圧力容器2内の全圧と水蒸気分圧が決まる。これにより、必然的に空気分圧も所定の値に調整される。この第2実施形態の場合のように初期温度T0が30℃に調整され、初期相対湿度H0が85%RHに調整されたときには、水蒸気分圧は3.6kPaとなる。したがって、このときの初期空気分圧は全圧から3.6kPaを引いた値となる。圧力容器2内の全圧は、図略の圧力センサにより測定してもよく、また、大気圧の1atm(101.3kPa)とみなしてもよい。図6では、全圧を101.3kPaとみなして圧力容器2内の空気分圧を算出した場合を例に挙げて説明しており、この場合の初期空気分圧は97.7kPaとなる。   Since the exhaust valve 100 of the pressure vessel 2 is opened, when the pressure vessel 2 is adjusted to the initial temperature T0 and the initial relative humidity H0, the total pressure and the water vapor partial pressure in the pressure vessel 2 are determined. Thereby, the air partial pressure is inevitably adjusted to a predetermined value. When the initial temperature T0 is adjusted to 30 ° C. and the initial relative humidity H0 is adjusted to 85% RH as in the case of the second embodiment, the water vapor partial pressure is 3.6 kPa. Therefore, the initial air partial pressure at this time is a value obtained by subtracting 3.6 kPa from the total pressure. The total pressure in the pressure vessel 2 may be measured by a pressure sensor (not shown) or may be regarded as 1 atm (101.3 kPa) of atmospheric pressure. In FIG. 6, the case where the total pressure is assumed to be 101.3 kPa and the air partial pressure in the pressure vessel 2 is calculated is described as an example, and the initial air partial pressure in this case is 97.7 kPa.

制御部31は、ステップS24において圧力容器2内の温度及び湿度が初期温度T0及び初期相対湿度H0に達したか否かを判断する。温度及び湿度が初期温度T0及び初期相対湿度H0に達した場合には、制御部31はステップS25に進み、装置1の排気弁100を閉じた後、ステップS26に進む。   In step S24, the controller 31 determines whether or not the temperature and humidity in the pressure vessel 2 have reached the initial temperature T0 and the initial relative humidity H0. When the temperature and humidity reach the initial temperature T0 and the initial relative humidity H0, the control unit 31 proceeds to step S25, closes the exhaust valve 100 of the apparatus 1, and then proceeds to step S26.

なお、温湿度調整工程、環境維持工程、温度降下工程、及び保存工程のステップS26〜S34については、第1実施形態のステップS8〜S16と同様であるので、説明を省略する。   In addition, about temperature / humidity adjustment process, environmental maintenance process, temperature fall process, and step S26-S34 of a preservation | save process, since it is the same as that of step S8-S16 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートであり、図8は、第3実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。この第3実施形態では、真空工程を含む点が第1実施形態とは異なっている。なお、ここでは第1実施形態と同じ工程については、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a flowchart showing the flow of control in the whisker evaluation method of the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 shows physical quantities such as temperature, humidity, and pressure in each step in the whisker evaluation method of the third embodiment. It is a graph which shows transition. The third embodiment is different from the first embodiment in that a vacuum process is included. In addition, the detailed description about the same process as 1st Embodiment is abbreviate | omitted here.

図7,8に示すように、この第3実施形態では、真空工程、酸素量調整工程、温湿度調整工程、環境維持工程、温度降下工程、保存工程の順に制御が実行される。   As shown in FIGS. 7 and 8, in the third embodiment, control is executed in the order of a vacuum process, an oxygen amount adjustment process, a temperature and humidity adjustment process, an environment maintenance process, a temperature drop process, and a storage process.

まず、作業者は、第1実施形態と同様に、圧力容器2の内部の試料棚7上に試料8を載置した後、圧力容器2の開放側を扉3で閉じる。   First, similarly to the first embodiment, the operator places the sample 8 on the sample shelf 7 inside the pressure vessel 2, and then closes the open side of the pressure vessel 2 with the door 3.

図7に示すように、ステップS41において、作業者は、装置1の図略の操作盤の入力ボタンを用いて試験条件を設定する。試験条件として入力するパラメータは、例えば設定温度T、設定相対湿度H、設定空気分圧Aなどの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第3実施形態では、設定温度Tを110℃、設定相対湿度Hを85%RH、設定空気分圧Aを128.2kPaにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 7, in step S <b> 41, the operator sets test conditions using an input button on an operation panel (not shown) of the apparatus 1. Parameters input as test conditions are set values such as a set temperature T, a set relative humidity H, a set air partial pressure A, and the like. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the third embodiment, a case where the set temperature T is set to 110 ° C., the set relative humidity H is set to 85% RH, and the set air partial pressure A is set to 128.2 kPa will be described as an example.

次に、作業者は、装置1に設けられた図略のスタートボタンを押して装置1の運転を開始する。装置1の運転が開始されると、制御部31は、ステップS42において排気弁100を閉じて、ステップS43に進む。ステップS43では、圧力容器2に接続された図略の真空ポンプにより圧力容器2内の真空引きが行われる。排気弁100は設定値を入力する前に閉じられていてもよい。   Next, the operator presses a start button (not shown) provided in the device 1 to start the operation of the device 1. When the operation of the device 1 is started, the control unit 31 closes the exhaust valve 100 in step S42 and proceeds to step S43. In step S43, the inside of the pressure vessel 2 is evacuated by a vacuum pump (not shown) connected to the pressure vessel 2. The exhaust valve 100 may be closed before inputting the set value.

真空引きが完了すると、制御部31は、ステップS44において、圧力容器2内にコンプレッサーなどのガス導入手段45により空気を導入する。このとき、圧力容器2内の温度は例えば30℃に調整される。設定温度Tが110℃で、設定空気分圧Aが128.2kPaであるので、30℃の圧力容器2内に導入すべき空気量は、全圧(空気圧)が101.4kPaとなる体積である。この導入される空気量は、例えば圧力容器2に設置可能な圧力センサで検知してもよく、また、空気が導入される配管に設置可能な流量計で検知してもよい。   When the evacuation is completed, the control unit 31 introduces air into the pressure vessel 2 by the gas introduction means 45 such as a compressor in Step S44. At this time, the temperature in the pressure vessel 2 is adjusted to 30 ° C., for example. Since the set temperature T is 110 ° C. and the set air partial pressure A is 128.2 kPa, the amount of air to be introduced into the pressure vessel 2 at 30 ° C. is a volume at which the total pressure (air pressure) is 101.4 kPa. . The amount of air introduced may be detected by, for example, a pressure sensor that can be installed in the pressure vessel 2, or may be detected by a flow meter that can be installed in a pipe into which air is introduced.

制御部31は、ステップS45において、圧力容器2内の空気量(空気分圧又は空気の体積)が目標値に達したか否かを判断し、目標値に達した場合にはステップS46に進む。   In step S45, the control unit 31 determines whether or not the amount of air (air partial pressure or air volume) in the pressure vessel 2 has reached a target value. If the target value has been reached, the control unit 31 proceeds to step S46. .

次に、制御部31はステップS46,S47の温湿度調整工程を実行する。すなわち、ステップS46に示すように、制御部31は、圧力容器2内の温度及び相対湿度を設定温度T(110℃)、設定相対湿度H(85%RH)にそれぞれ調整するように制御する。   Next, the control part 31 performs the temperature / humidity adjustment process of step S46, S47. That is, as shown in step S46, the control unit 31 controls the temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 to be adjusted to the set temperature T (110 ° C.) and the set relative humidity H (85% RH), respectively.

そして、制御部31は、ステップS47において圧力容器2内の温度及び相対湿度がそれぞれ上記の設定値に達して安定したか否かを判断し、温度及び湿度が設定値で安定したと判断するとステップS48に進む。   Then, the control unit 31 determines whether or not the temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 reach the above set values and is stable in step S47, and if the temperature and humidity are determined to be stable at the set values, step Proceed to S48.

なお、環境維持工程、温度降下工程、及び保存工程のステップS48〜S54については、第1実施形態のステップS10〜S16と同様であるので、説明を省略する。   In addition, since it is the same as that of step S10-S16 of 1st Embodiment about step S48-S54 of an environmental maintenance process, a temperature fall process, and a preservation | save process, description is abbreviate | omitted.

[第4実施形態]
図9は、本発明の第4実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートであり、図10は、第4実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。この第4実施形態では、圧力容器2内に酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入しながら前記温湿度調整工程及び環境維持工程を実行する点が第1実施形態とは異なっている。なお、ここでは第1実施形態と同じ工程については、その詳細な説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a flowchart showing a flow of control in the whisker evaluation method of the fourth embodiment of the present invention. FIG. 10 shows physical quantities such as temperature, humidity, and pressure in each step in the whisker evaluation method of the fourth embodiment. It is a graph which shows transition. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the temperature / humidity adjustment step and the environment maintenance step are performed while oxygen or oxygen-containing gas is continuously or intermittently introduced into the pressure vessel 2. Yes. In addition, the detailed description about the same process as 1st Embodiment is abbreviate | omitted here.

まず、作業者は、圧力容器2の内部の試料棚7上に試料8を載置した後、圧力容器2の開放側を扉3で閉じる。   First, after placing the sample 8 on the sample shelf 7 inside the pressure vessel 2, the operator closes the open side of the pressure vessel 2 with the door 3.

図9に示すように、ステップS61において制御部31は、装置1の排気弁100を開放してステップS62に進む。このステップS62において、作業者は、装置1の図略の操作盤の入力ボタンを用いて試験条件を設定する。試験条件として入力するパラメータは、例えば設定温度T、設定相対湿度H、設定全圧Bなどの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第4実施形態では、設定温度Tを110℃、設定相対湿度Hを85%RH、設定全圧Bを500kPaにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 9, in step S61, the control unit 31 opens the exhaust valve 100 of the apparatus 1 and proceeds to step S62. In step S <b> 62, the operator sets test conditions using an input button on an operation panel (not shown) of the apparatus 1. Parameters input as test conditions are set values such as a set temperature T, a set relative humidity H, and a set total pressure B, for example. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the fourth embodiment, a case where the set temperature T is set to 110 ° C., the set relative humidity H is set to 85% RH, and the set total pressure B is set to 500 kPa will be described as an example.

次に、作業者は、装置1に設けられた図略のスタートボタンを押して装置1の運転を開始する。装置1の運転が開始されると、制御部31は、ステップS63において、ガス導入手段45により圧力容器2内に空気を供給しながら排気弁100から空気を排出するように制御する。ガス導入手段45としては、例えばコンプレッサー、ガスボンベなどのように空気を圧送可能なものを使用することができる。このステップS63では、圧力容器2内に供給される空気量は、排気弁100から排出される空気量よりも多くなるように調整される。この調整は、排気弁100の開度及びガス導入手段45による圧送時の圧力の少なくとも一方により行われる。また、このステップS63では、図10に示すように圧力容器2内の温度はほぼ30℃に維持されている。   Next, the operator presses a start button (not shown) provided in the device 1 to start the operation of the device 1. When the operation of the apparatus 1 is started, the control unit 31 performs control so as to discharge air from the exhaust valve 100 while supplying air into the pressure vessel 2 by the gas introduction means 45 in step S63. As the gas introducing means 45, for example, a device capable of pumping air such as a compressor or a gas cylinder can be used. In step S63, the amount of air supplied into the pressure vessel 2 is adjusted to be larger than the amount of air discharged from the exhaust valve 100. This adjustment is performed by at least one of the opening degree of the exhaust valve 100 and the pressure at the time of pumping by the gas introduction means 45. In step S63, the temperature in the pressure vessel 2 is maintained at approximately 30 ° C. as shown in FIG.

次に、制御部31は、ステップS64において、圧力容器2内の全圧が設定全圧Bに達したか否かを判断する。前記全圧が設定全圧Bに達すると、制御部31は、ステップS65に進む。一方、前記全圧が設定全圧Bに達していない場合には、制御部31はステップS63の動作を継続する制御を行う。   Next, the controller 31 determines whether or not the total pressure in the pressure vessel 2 has reached the set total pressure B in step S64. When the total pressure reaches the set total pressure B, the control unit 31 proceeds to step S65. On the other hand, when the total pressure does not reach the set total pressure B, the control unit 31 performs control to continue the operation of step S63.

次に、制御部31は、ステップS65の温湿度調整工程において、全圧を設定全圧B(500kPa)に維持しながら、圧力容器2内の温度及び湿度を設定温度T(110℃)及び設定相対湿度H(85%RH)に調整する制御を行う。この制御の場合、全圧が一定であるので、図10に示すように、水蒸気分圧の上昇に伴って空気分圧は低下する。この第4実施形態の場合、圧力容器2内の温度及び湿度が設定温度Tの110℃及び設定相対湿度Hの85%RHに達したときには、図10に示すように全圧500kPa、空気分圧373.5kPa、水蒸気分圧126.5kPaとなる。   Next, the control unit 31 sets the temperature and humidity in the pressure vessel 2 to the set temperature T (110 ° C.) and the set while maintaining the total pressure at the set total pressure B (500 kPa) in the temperature / humidity adjustment step of step S65. Control to adjust relative humidity H (85% RH) is performed. In this control, since the total pressure is constant, as shown in FIG. 10, the air partial pressure decreases as the water vapor partial pressure increases. In the case of the fourth embodiment, when the temperature and humidity in the pressure vessel 2 reach 110 ° C. of the set temperature T and 85% RH of the set relative humidity H, as shown in FIG. 373.5 kPa and water vapor partial pressure 126.5 kPa.

制御部31は、ステップS66において圧力容器2内の温度及び相対湿度がそれぞれ上記の設定値に達して安定したか否かを判断し、温度及び湿度が設定値で安定したと判断するとステップS67に進む。   In step S66, the controller 31 determines whether or not the temperature and relative humidity in the pressure vessel 2 have reached the above set values and stabilized, and if it is determined that the temperature and humidity are stable at the set values, the control unit 31 proceeds to step S67. move on.

次に、制御部31はステップS67,S68の環境維持工程を実行する。この環境維持工程では、圧力容器2内の温度、湿度及び全圧を設定温度T、設定相対湿度H、及び設定全圧Bに所定時間保持する。すなわち、制御部31は、ステップS67において図略のタイマの計測を開始してステップS68に進む。   Next, the control part 31 performs the environment maintenance process of step S67, S68. In this environmental maintenance process, the temperature, humidity, and total pressure in the pressure vessel 2 are held at the set temperature T, the set relative humidity H, and the set total pressure B for a predetermined time. That is, the control unit 31 starts measuring a timer (not shown) in step S67 and proceeds to step S68.

前記タイマの計測時間が所定時間に達すると、制御部31は環境維持工程を終了し、ステップS69の温度降下工程に進む。   When the measurement time of the timer reaches a predetermined time, the control unit 31 ends the environment maintaining process and proceeds to a temperature lowering process in step S69.

ステップS69〜S70の温度降下工程では、圧力容器2内の温度を予め設定された保存温度に達するまで所定の勾配で温度及び湿度を降下させていく。この第4実施形態では、温度降下工程中も全圧を設定全圧Bに維持するように運転しているが、これに限定されない。例えば、温度を降下させるとともに全圧も低下させるように制御してもよい。   In the temperature drop process of steps S69 to S70, the temperature and humidity are lowered with a predetermined gradient until the temperature in the pressure vessel 2 reaches a preset storage temperature. In the fourth embodiment, the operation is performed so as to maintain the total pressure at the set total pressure B even during the temperature lowering process, but the present invention is not limited to this. For example, the temperature may be controlled to decrease and the total pressure to decrease.

制御部31は、圧力容器2内の温度が保存温度に達すると(ステップS70)、圧力容器2内を保存温度に維持する保存工程を実行する(ステップS71)。   When the temperature in the pressure vessel 2 reaches the storage temperature (step S70), the control unit 31 executes a storage process for maintaining the pressure vessel 2 at the storage temperature (step S71).

[第5実施形態]
図11は、本発明の第5実施形態のウィスカ評価方法における制御の流れを示すフローチャートであり、図12は、第5実施形態のウィスカ評価方法における各工程の温度、湿度、圧力などの物理量の推移を示すグラフである。この第5実施形態では、温湿度調整工程が酸素量調整工程よりも前に実行される点が第1実施形態とは異なっている。なお、ここでは第1実施形態と同じ工程については、その詳細な説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 11 is a flowchart showing the flow of control in the whisker evaluation method of the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows physical quantities such as temperature, humidity, and pressure in each step in the whisker evaluation method of the fifth embodiment. It is a graph which shows transition. The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the temperature and humidity adjustment step is executed before the oxygen amount adjustment step. In addition, the detailed description about the same process as 1st Embodiment is abbreviate | omitted here.

図11,12に示すように、この第5実施形態では、温湿度調整工程、酸素量調整工程、環境維持工程、温度降下工程、保存工程の順に制御が実行される。   As shown in FIGS. 11 and 12, in the fifth embodiment, control is executed in the order of a temperature / humidity adjustment step, an oxygen amount adjustment step, an environment maintenance step, a temperature drop step, and a storage step.

まず、作業者は、第1実施形態と同様に、圧力容器2の内部の試料棚7上に試料8を載置した後、圧力容器2の開放側を扉3で閉じる。   First, similarly to the first embodiment, the operator places the sample 8 on the sample shelf 7 inside the pressure vessel 2, and then closes the open side of the pressure vessel 2 with the door 3.

図11に示すように、ステップS81において制御部31は、装置1の排気弁100を開放してステップS82に進む。このステップS82において、作業者は、装置1の図略の操作盤の入力ボタンを用いて試験条件を設定する。試験条件として入力するパラメータは、例えば設定温度T、設定相対湿度H、設定空気分圧Aなどの各設定値である。設定された各設定値は制御部31の前記記憶手段に記憶される。この第5実施形態では、設定温度Tを110℃、設定相対湿度Hを85%RH、設定空気分圧Aを128.2kPaにそれぞれ設定する場合を例に挙げて説明する。   As shown in FIG. 11, in step S81, the control unit 31 opens the exhaust valve 100 of the apparatus 1 and proceeds to step S82. In step S <b> 82, the operator sets test conditions using an input button on an operation panel (not shown) of the apparatus 1. Parameters input as test conditions are set values such as a set temperature T, a set relative humidity H, a set air partial pressure A, and the like. Each set value that has been set is stored in the storage means of the control unit 31. In the fifth embodiment, a case where the set temperature T is set to 110 ° C., the set relative humidity H is set to 85% RH, and the set air partial pressure A is set to 128.2 kPa will be described as an example.

次に、作業者は、装置1に設けられた図略のスタートボタンを押して装置1の運転を開始する。装置1の運転が開始されると、制御部31は、ステップS83に示すように、圧力容器2内の温度及び湿度を設定温度T(110℃)及び設定相対湿度H(85%RH)にそれぞれ調整する。図12に示すように、設定温度Tが110℃で設定相対湿度Hが85%RHに調整されたときの水蒸気分圧は121.8kPaとなり、空気分圧はほぼゼロとなる。   Next, the operator presses a start button (not shown) provided in the device 1 to start the operation of the device 1. When the operation of the apparatus 1 is started, the control unit 31 sets the temperature and humidity in the pressure vessel 2 to the set temperature T (110 ° C.) and the set relative humidity H (85% RH), respectively, as shown in step S83. adjust. As shown in FIG. 12, when the set temperature T is 110 ° C. and the set relative humidity H is adjusted to 85% RH, the water vapor partial pressure is 121.8 kPa, and the air partial pressure is almost zero.

ステップS84では、制御部31は、圧力容器2内の温度及び湿度が設定温度T及び設定相対湿度Hに達したか否かを判断する。各設定値に達した場合には、制御部31は、ステップS85に進み、装置1の排気弁100を閉じ、ステップS86に進む。   In step S <b> 84, the control unit 31 determines whether the temperature and humidity in the pressure vessel 2 have reached the set temperature T and the set relative humidity H. When each set value is reached, the control unit 31 proceeds to step S85, closes the exhaust valve 100 of the apparatus 1, and proceeds to step S86.

次に、制御部31は、ステップS86の酸素量調整工程を実行する。このステップS86において、制御部31は、圧力容器2内にコンプレッサー、ガスボンベなどのガス導入手段45により酸素、空気などのガスを導入(圧送)する。ガスの導入は圧力容器2内の空気分圧が設定空気分圧A(128.2kPa)に達するまで続けられる。   Next, the control part 31 performs the oxygen amount adjustment process of step S86. In step S86, the control unit 31 introduces (pressure-feeds) a gas such as oxygen or air into the pressure vessel 2 by the gas introduction means 45 such as a compressor or a gas cylinder. The introduction of gas is continued until the air partial pressure in the pressure vessel 2 reaches the set air partial pressure A (128.2 kPa).

そして、制御部31は、ステップS87において圧力容器2内の空気分圧が設定空気分圧Aに達して安定したか否かを判断し、設定値で安定したと判断するとステップS88に進む。   Then, the control unit 31 determines whether or not the air partial pressure in the pressure vessel 2 has reached the set air partial pressure A and is stable in step S87, and proceeds to step S88 if it is determined that the set value is stable.

なお、環境維持工程、温度降下工程、及び保存工程のステップS88〜S94については、第1実施形態のステップS10〜S16と同様であるので、説明を省略する。   In addition, since it is the same as that of step S10-S16 of 1st Embodiment about step S88-S94 of an environmental maintenance process, a temperature fall process, and a preservation | save process, description is abbreviate | omitted.

[他の実施形態]
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記各実施形態では、半導体パッケージを基板に実装した試料を評価する場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明は、ウィスカが発生する可能性のある他の評価対象に適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above-described embodiments, the case where a sample in which a semiconductor package is mounted on a substrate is described as an example. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to other evaluation objects in which whiskers may occur.

また、前記実施形態では、リードの母材として銅を用い、めっきの材料として錫を用いた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本発明では母材とめっき材料は、他の組合せであってもよい。   In the above-described embodiment, the case where copper is used as the lead base material and tin is used as the plating material has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the base material and the plating material may be other combinations.

また、酸素量調整工程での酸素量の調整は、酸素、空気などの酸素を含むガスの流量、圧力などに基づいて行ってもよく、酸素濃度に基づいて行ってもよく、酸素分圧や空気分圧に基づいて行ってもよい。   The oxygen amount adjustment in the oxygen amount adjustment step may be performed based on the flow rate or pressure of a gas containing oxygen such as oxygen or air, may be performed based on the oxygen concentration, You may perform based on an air partial pressure.

また、酸素量調整工程で導入するガスは、酸素のみでもよく、空気であってもよく、酸素と他のガスとを混合したガスであってもよい。   Further, the gas introduced in the oxygen amount adjusting step may be only oxygen, air, or a gas obtained by mixing oxygen and another gas.

また、保存工程や真空工程は省略してもよい。また、排気弁の開放は、設定値の入力後に行ってもよい。   Further, the storage process and the vacuum process may be omitted. Further, the exhaust valve may be opened after the set value is input.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to a following example.

試料として図2(a),(b)に示す構成に似た形態の半導体実装基板を用いてウィスカの評価を行った。評価に用いた試料の詳細を表1に示す。   Whisker evaluation was performed using a semiconductor mounting substrate having a configuration similar to that shown in FIGS. 2A and 2B as a sample. Details of the samples used for the evaluation are shown in Table 1.

本実施例では、表2〜4に示すように13種類の試験条件でウィスカの発生状況を比較した。そのうち、表4の試験No.10が本発明の一実施形態に係るウィスカ評価方法によるものである。   In this example, as shown in Tables 2 to 4, the occurrence of whiskers was compared under 13 types of test conditions. Among them, test No. in Table 4 Reference numeral 10 denotes a whisker evaluation method according to an embodiment of the present invention.

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表2の試験No.1は室温放置したときの結果であり、表3の試験No.2〜4は、熱サイクル試験を行ったときの結果である。例えば試験No.2は、表3に示すように試験槽内の温度を0℃と60℃の間で繰り返し変化させて、各温度を15分間ずつ保持する条件で評価した結果である。試験No.3,4についても表3に示す2つの温度間で同様に繰り返し変化させた結果である。   Test No. in Table 2 1 is the result when left at room temperature. 2 to 4 are the results when the thermal cycle test was performed. For example, test no. 2 shows the results of evaluation under the condition that the temperature in the test tank is repeatedly changed between 0 ° C. and 60 ° C. as shown in Table 3, and each temperature is maintained for 15 minutes. Test No. 3 and 4 are the results of repeatedly changing between the two temperatures shown in Table 3 in the same manner.

表4の試験No.5〜9では、試験条件欄の左側の数値が試験槽内の設定温度であり、右側の数値が試験槽内の設定湿度(相対湿度)である。これらのうち試験No.5〜7,9では、試験槽内の空気分圧調整を行っていないので、全圧から水蒸気分圧を引いた値に相当する空気分圧の空気が試験槽内に存在している。また、試験No.8では、試験槽内の試験条件を設定するときに、試験槽内の空気を除去する操作を行ったため、試験槽内の空気分圧は0kPaとなっている。   Test No. in Table 4 In 5-9, the numerical value on the left side of the test condition column is the set temperature in the test tank, and the numerical value on the right side is the set humidity (relative humidity) in the test tank. Of these, test no. In 5 to 7 and 9, since the air partial pressure in the test tank is not adjusted, air having an air partial pressure corresponding to a value obtained by subtracting the water vapor partial pressure from the total pressure exists in the test tank. In addition, Test No. In No. 8, since the operation for removing the air in the test tank was performed when setting the test conditions in the test tank, the air partial pressure in the test tank was 0 kPa.

表4の試験No.11〜13は、高度加速寿命試験(HAST)により評価した結果である。各試験では、試験条件欄の左側の数値が試験槽内の設定温度であり、右側の数値が試験槽内の設定湿度(相対湿度)である。これらの各試験では、100℃以上の温度環境下であるので空気分圧は0kPaとなっている。   Test No. in Table 4 11 to 13 are the results of evaluation by a highly accelerated life test (HAST). In each test, the numerical value on the left side of the test condition column is the set temperature in the test tank, and the numerical value on the right side is the set humidity (relative humidity) in the test tank. In each of these tests, the air partial pressure is 0 kPa because it is in a temperature environment of 100 ° C. or higher.

各試験の評価結果を表2〜4に示す。なお、各試料の観察には、マイクロスコープ、走査型電子顕微鏡(SEM)、及び電子線マイクロアナライザ(EMPA)を用いた。   The evaluation results of each test are shown in Tables 2-4. Note that a microscope, a scanning electron microscope (SEM), and an electron beam microanalyzer (EMPA) were used for observation of each sample.

まず、表2に示すように、室温放置の試験No.1では試験期間8ヶ月の時点でもウィスカは発生していない。次に、表3に示すように、熱サイクルの試験No.2〜4についても3000サイクルの時点でウィスカは発生していない。   First, as shown in Table 2, test No. In 1, the whisker has not occurred even when the test period is 8 months. Next, as shown in Table 3, the thermal cycle test No. No whisker is generated at the time of 3000 cycles for 2-4.

また、表4に示すように、試験No.5〜13のうち、ウィスカの発生時期が最も早いのは試験No.10である。試験No.10では、試験開始から200時間経過時点で30μmのウィスカが確認された。このことから、本発明の一実施形態である試験No.10の評価方法は、従来の他の評価方法に比べてウィスカを短時間で発生させ、成長させることが可能であると言える。また、試験No.10の試料においては、ウィスカはリード先端のエッジ(角)付近に発生していた。   In addition, as shown in Table 4, the test No. Among test cases No. 5 to 13, the earliest occurrence of whiskers is test no. 10. Test No. In No. 10, a whisker of 30 μm was confirmed after 200 hours from the start of the test. From this, test No. which is one embodiment of the present invention is described. It can be said that the ten evaluation methods can generate and grow whiskers in a shorter time than other conventional evaluation methods. In addition, Test No. In 10 samples, whiskers occurred near the edge (corner) of the lead tip.

なお、表4中の「異物発生」とは、ウィスカとは異なる棘状異物が発生していたことを示している。この棘状異物を分析したところ、Cu,Brなどが検出された。このことから、棘状異物はリードの母材であるCuとフラックスにより形成された塩であると推定され、単結晶のウィスカではないと考えられる。   Note that “foreign matter generation” in Table 4 indicates that spinous foreign matters different from whiskers were generated. When this spinous foreign material was analyzed, Cu, Br, and the like were detected. From this, it is presumed that the spinous foreign body is a salt formed by Cu and flux, which is a lead base material, and is not a single crystal whisker.

1 プレッシャークッカー試験装置
2 圧力容器(試験槽)
4 加湿水
6 テストエリア
8 試料
16 加熱ヒータ
17 器内温度センサ
18 加湿水ヒータ
19 加湿水温度センサ
20 ウィック温度センサ
21 ウィック
31 制御部
41 ガス導入口
43 ガス導入用配管
45 ガス導入手段
51 半導体パッケージ
53 リード
53a 母材
53b 錫めっき
54 基板
57 水分の層
61 ウィスカ
1 Pressure cooker test device 2 Pressure vessel (test tank)
4 Humidification water 6 Test area 8 Sample 16 Heater 17 Internal temperature sensor 18 Humidification water heater 19 Humidification water temperature sensor 20 Wick temperature sensor 21 Wick 31 Control unit 41 Gas introduction port 43 Gas introduction pipe 45 Gas introduction means 51 Semiconductor package 53 Lead 53a Base material 53b Tin plating 54 Substrate 57 Moisture layer 61 Whisker

Claims (15)

評価対象である試料を試験槽内に配置する工程と、
前記試験槽内を所定の酸素量、100℃以上の設定温度、及び所定の設定湿度に調整する槽内環境調整工程と、
前記試験槽内を前記所定の酸素量、前記設定温度及び前記設定湿度に所定時間維持して、前記試料にウィスカを発生させる環境維持工程と、を含むウィスカ評価方法。
Placing the sample to be evaluated in the test chamber;
In-tank environment adjustment step of adjusting the inside of the test tank to a predetermined oxygen amount, a set temperature of 100 ° C. or higher, and a predetermined set humidity,
A whisker evaluation method comprising: maintaining the inside of the test tank at the predetermined oxygen amount, the set temperature, and the set humidity for a predetermined time to generate a whisker on the sample.
前記試料は、金属母材の表面に鉛フリーめっきの層が形成された部分を有し、前記金属母材の一部が前記めっき層から露出している、請求項1に記載のウィスカ評価方法。   The whisker evaluation method according to claim 1, wherein the sample has a portion where a lead-free plating layer is formed on a surface of a metal base material, and a part of the metal base material is exposed from the plating layer. . 前記槽内環境調整工程は、
前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽内を所定の初期温度及び所定の初期水蒸気分圧に調整することにより、前記試験槽内を所定の初期空気分圧に調整する酸素量調整工程と、
前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有している、請求項1又は2に記載のウィスカ評価方法。
The tank environment adjustment step
An oxygen amount for adjusting the inside of the test tank to a predetermined initial air partial pressure by adjusting the inside of the test tank to a predetermined initial temperature and a predetermined initial water vapor partial pressure with the exhaust valve of the test tank being opened. Adjustment process;
The temperature / humidity adjusting step of adjusting the inside of the test tank to the set temperature and the set humidity with the exhaust valve closed after the oxygen amount adjusting step, according to claim 1 or 2. The whisker evaluation method described.
前記槽内環境調整工程は、
前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽に設けられた酸素濃度検知手段により前記試験槽内の酸素濃度を検知しながら、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記所定の酸素量に達するまで前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入する酸素量調整工程と、
前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有している、請求項1又は2に記載のウィスカ評価方法。
The tank environment adjustment step
While the exhaust valve of the test tank is opened, the predetermined concentration is detected by the gas introduction means provided in the test tank while the oxygen concentration detection means provided in the test tank is used to detect the oxygen concentration in the test tank. An oxygen amount adjusting step of introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test chamber until the oxygen amount is reached;
The temperature / humidity adjusting step of adjusting the inside of the test tank to the set temperature and the set humidity with the exhaust valve closed after the oxygen amount adjusting step, according to claim 1 or 2. The whisker evaluation method described.
前記試験槽の排気弁を閉じた状態で前記試験槽内を真空に引く真空工程をさらに含み、
この真空工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記槽内環境調整工程及び環境維持工程を実行する、請求項1又は2に記載のウィスカ評価方法。
A vacuum step of evacuating the test chamber with the exhaust valve of the test chamber closed;
The whisker evaluation method according to claim 1 or 2, wherein after the vacuum step, the in-vessel environment adjustment step and the environment maintenance step are executed in a state where the exhaust valve is closed.
前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入することにより、前記試験槽内を所定の初期酸素分圧に調整する酸素量調整工程と、
前記酸素量調整工程の後、前記排気弁を開放したままの状態で、かつ、前記ガス導入手段により酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入した状態で、前記試験槽内を前記設定温度及び前記設定湿度に調整する温湿度調整工程と、を有しており、
前記環境維持工程は、前記試験槽の排気弁を開放したままの状態で、前記ガス導入手段により前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを連続的又は断続的に導入することにより、前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整する、請求項1又は2に記載のウィスカ評価方法。
The in-vessel environment adjustment step is to continuously or intermittently introduce oxygen or oxygen-containing gas into the test tank by the gas introduction means provided in the test tank with the exhaust valve of the test tank being opened. An oxygen amount adjusting step for adjusting the inside of the test tank to a predetermined initial oxygen partial pressure,
After the oxygen amount adjusting step, the inside of the test tank is in a state in which the exhaust valve is kept open and oxygen or a gas containing oxygen is continuously or intermittently introduced by the gas introduction means. A temperature and humidity adjustment step for adjusting the set temperature and the set humidity,
The environmental maintenance step is performed by continuously or intermittently introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test tank by the gas introduction means with the exhaust valve of the test tank being opened. The whisker evaluation method according to claim 1 or 2, wherein the inside of the tank is adjusted to the predetermined oxygen amount.
前記槽内環境調整工程は、前記試験槽の排気弁を開放した状態で、前記試験槽内の温度及び湿度を前記設定温度及び前記設定湿度にそれぞれ調整する温湿度調整工程と、
前記温湿度調整工程の後、前記排気弁を閉じた状態で、前記試験槽に設けられたガス導入手段により前記所定の酸素量に達するまで前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入する酸素量調整工程と、を有している、請求項1又は2に記載のウィスカ評価方法。
The environmental adjustment step in the tank is a temperature and humidity adjustment step of adjusting the temperature and humidity in the test tank to the set temperature and the set humidity, respectively, with the exhaust valve of the test tank opened.
After the temperature and humidity adjustment step, oxygen or a gas containing oxygen is introduced into the test tank until the predetermined oxygen amount is reached by the gas introduction means provided in the test tank with the exhaust valve closed. The whisker evaluation method according to claim 1, further comprising an oxygen amount adjusting step.
前記温度が105℃以上140℃以下である、請求項1〜7のいずれかに記載のウィスカ評価方法。   The whisker evaluation method according to claim 1, wherein the temperature is 105 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. 前記設定湿度が相対湿度75%以上である、請求項1〜8のいずれかに記載のウィスカ評価方法。   The whisker evaluation method according to claim 1, wherein the set humidity is 75% or more relative humidity. 前記環境維持工程における前記試験槽内の酸素分圧が10kPa以上である、請求項1〜9のいずれかに記載のウィスカ評価方法。   The whisker evaluation method in any one of Claims 1-9 whose oxygen partial pressure in the said test tank in the said environmental maintenance process is 10 kPa or more. 評価対象である試料を内部に配置可能な試験槽と、
前記試験槽内を100℃以上の設定温度に調整可能な温度調整手段と、
前記試験槽内を所定の設定湿度に調整可能な湿度調整手段と、
前記試験槽の内外を連通可能な排気弁と、
前記試験槽内が前記設定温度、前記設定湿度及び所定の酸素量となるように前記温度調整手段及び前記湿度調整手段を制御し、前記試料にウィスカが発生するように前記試験槽内を前記設定温度、前記設定湿度及び前記所定の酸素量に所定時間維持する制御を行う制御手段と、を備えたウィスカ評価用試験装置。
A test chamber in which a sample to be evaluated can be placed;
Temperature adjusting means capable of adjusting the inside of the test tank to a set temperature of 100 ° C. or higher;
Humidity adjusting means capable of adjusting the inside of the test tank to a predetermined set humidity;
An exhaust valve capable of communicating between the inside and outside of the test tank;
The temperature adjusting means and the humidity adjusting means are controlled so that the inside of the test tank has the set temperature, the set humidity, and a predetermined oxygen amount, and the inside of the test tank is set so that whiskers are generated in the sample. A whisker evaluation test apparatus comprising: control means for performing control to maintain the temperature, the set humidity, and the predetermined oxygen amount for a predetermined time.
前記試験槽内に酸素又は酸素を含むガスを導入可能なガス導入手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記試験槽内が前記所定の酸素量となるように前記ガス導入手段を制御する、請求項11に記載のウィスカ評価用試験装置。
A gas introduction means capable of introducing oxygen or a gas containing oxygen into the test tank;
The whisker evaluation test apparatus according to claim 11, wherein the control unit controls the gas introduction unit so that the inside of the test tank has the predetermined oxygen amount.
前記ガス導入手段は、酸素又は酸素を含むガスを前記試験槽内に圧送可能であり、
前記制御手段は、前記排気弁を開放した状態で、前記排気弁の開度及び前記ガス導入手段による圧送時の圧力の少なくとも一方を調整して前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整する制御を行う、請求項12に記載のウィスカ評価用試験装置。
The gas introducing means is capable of pumping oxygen or a gas containing oxygen into the test chamber,
The control means adjusts the inside of the test tank to the predetermined oxygen amount by adjusting at least one of the opening degree of the exhaust valve and the pressure at the time of pumping by the gas introduction means with the exhaust valve opened. The test apparatus for whisker evaluation according to claim 12, wherein control is performed.
前記試験槽内のガスを排出可能な真空ポンプをさらに備えている、請求項12に記載のウィスカ評価用試験装置。   The whisker evaluation test apparatus according to claim 12, further comprising a vacuum pump capable of discharging the gas in the test tank. 前記試験槽内の酸素濃度を検知する酸素濃度検知手段、前記試験槽内の圧力を検知する圧力検知手段、及び前記試験槽内に前記ガス導入手段により導入されるガスの流量を検知する流量検知手段の少なくとも一つをさらに備え、
前記制御手段は、前記検知手段による検知結果に基づいて前記試験槽内を前記所定の酸素量に調整する制御を行う、請求項11〜14のいずれかに記載のウィスカ評価用試験装置。
Oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the test tank, pressure detection means for detecting the pressure in the test tank, and flow rate detection for detecting the flow rate of gas introduced into the test tank by the gas introduction means Further comprising at least one of means,
The whisker evaluation test apparatus according to claim 11, wherein the control unit performs control to adjust the inside of the test tank to the predetermined oxygen amount based on a detection result by the detection unit.
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