低銀無鉛焊料的動態(tài)力學(xué)性能研究.pdf

1、便攜式電子產(chǎn)品在運(yùn)輸與使用過程中經(jīng)常會發(fā)生跌落與撞擊等問題,要求焊點(diǎn)具備優(yōu)異的抗跌落性能。另外,電子元器件在服役過程中會產(chǎn)生大量的熱量,導(dǎo)致焊點(diǎn)溫度升高,我國部分地區(qū)冬季的溫度歷史上最低達(dá)為-50℃左右,也會影響焊點(diǎn)的實(shí)際溫度,對電子產(chǎn)品在較低或較高的溫度下使用都會影響焊點(diǎn)的力學(xué)性能,從而影響其壽命。目前對低溫下焊點(diǎn)的力學(xué)性能研究還很少。隨著人類環(huán)保意識的增強(qiáng)及電子行業(yè)對成本的控制,低銀無鉛焊料逐漸取代了高銀無鉛焊料。也為焊點(diǎn)的可靠性提

2、出了新的課題。
　　基于以上問題,本文對低銀無鉛焊料的力學(xué)性能以及焊點(diǎn)的可靠性進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究,主要工作和結(jié)果如下:
　　(1)在不同工況下,采用電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)和分離式霍普金森壓桿裝置(SHPB)對低銀無鉛焊料Sn0.3Ag0.7Cu分別進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和動態(tài)試驗(yàn),研究發(fā)現(xiàn),在不同的溫度范圍內(nèi),應(yīng)變率與溫度對低銀焊料Sn0.3Ag0.7Cu的塑性變形的影響是不同的,在中高溫區(qū)(40℃~100℃),材料的應(yīng)變率硬化效應(yīng)和溫度軟

3、化效應(yīng)較低溫區(qū)(-45℃~0℃)明顯減弱;基于以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和Johnson-Cook模型擬合得到低溫和中高溫下Sn0.3Ag0.7Cu的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系。
　　(2)對板級VFBGA封裝的跌落情況進(jìn)行有限元分析,結(jié)果表明,對于低銀無鉛焊料Sn0.3Ag0.7Cu,低溫下焊點(diǎn)上最大應(yīng)力的分布主要分布在焊點(diǎn)的焊接界面處,與中高溫不同;與高銀焊料Sn3.0Ag0.5Cu相比,低銀焊點(diǎn)的剝離應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于高銀焊點(diǎn),說明低銀焊料的抗跌落性能明顯優(yōu)