無鉛焊錫材料動態(tài)力學(xué)性能研究.pdf

1、電子封裝是電子產(chǎn)品的核心部件。移動電子產(chǎn)品和機(jī)載、車載電子設(shè)備不慎跌落或在高加速度環(huán)境下工作時(shí),電子封裝中起到機(jī)械連接與電連續(xù)作用的焊錫接點(diǎn)會受到?jīng)_擊載荷作用,產(chǎn)生較高的應(yīng)變率。因此,研究無鉛焊料高應(yīng)變率下的動態(tài)力學(xué)行性能對于電子封裝可靠性研究具有重要意義。 為得到焊錫接點(diǎn)高應(yīng)變率下的本構(gòu)模型,本文利用分離式霍普金森拉壓桿技術(shù)分別對63Sn37Pb、96.5Sn3.5Ag以及96.5Sn3.0Ag0.5Cu三種材料的拉伸和壓縮動

2、態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了測量,得到了不同應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變曲線。結(jié)果表明三種材料均具有明顯的應(yīng)變率效應(yīng),隨著應(yīng)變率的提高,材料的屈服應(yīng)力和流動應(yīng)力均有顯著提高。比較而言,96.5Sn3.5Ag的率相關(guān)效應(yīng)最明顯；Cu元素有助于提高無鉛焊料的強(qiáng)度,使得96.5Sn3.0Ag0.5Cu具有更高的屈服應(yīng)力和抗拉強(qiáng)度；隨著應(yīng)變率的提高,塑性功轉(zhuǎn)化為熱量所導(dǎo)致的溫度升高使材料發(fā)生明顯的熱軟化現(xiàn)象；抗拉強(qiáng)度隨著應(yīng)變率的升高而提高,失效點(diǎn)應(yīng)變卻減小,高應(yīng)變率

3、使材料趨于發(fā)生脆性破壞。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),確定了2種無鉛焊料的Johnson-Cook模型參數(shù),并將其嵌入到ABAOUS軟件對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行數(shù)值模擬,將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比,驗(yàn)證了給出的Johnson-Cook模型參數(shù)的合理性。該模型能較好描述2種材料高應(yīng)變率時(shí)的力學(xué)行為。采用提出的JC模型,模擬了2種材料在動態(tài)拉伸時(shí)的溫升現(xiàn)象,并研究了溫升對材料應(yīng)力-應(yīng)變行為的影響。 本文的研究成果為跌落/沖擊過程中焊球數(shù)值模擬提供了必