微電子封裝釬料高溫時(shí)相關(guān)耦合損傷本構(gòu)模型及其工程應(yīng)用.pdf

1、在現(xiàn)代微電子工業(yè)中，微電子封裝工藝以及服役條件下各種材料間的熱不匹配常常使釬焊點(diǎn)受到很大的非彈性應(yīng)變和蠕變應(yīng)變，這使得釬焊點(diǎn)在整個(gè)電子部件中成為最薄弱的一環(huán)。由于釬焊點(diǎn)受到復(fù)雜的循環(huán)加載和溫度環(huán)境的作用，其循環(huán)變形和應(yīng)力響應(yīng)十分復(fù)雜。目前對(duì)釬料與釬焊點(diǎn)在復(fù)雜加載條件下的循環(huán)變形和應(yīng)力響應(yīng)的研究已成為電子封裝焊點(diǎn)可靠性和耐久性研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一。鑒于此，開展電子封裝中釬焊點(diǎn)在高溫復(fù)雜加載下的時(shí)相關(guān)變形特性的研究，發(fā)展高溫時(shí)相關(guān)耦合損傷本

2、構(gòu)模型以及實(shí)現(xiàn)本構(gòu)模型的有限元移植，不但對(duì)電子封裝技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論依據(jù)，而且為所發(fā)展的本構(gòu)模型的工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 本文對(duì)63Sn-37Pb釬料合金開展了如下研究工作： 1．在溫度條件為323K、353K、373K和398K下，進(jìn)行了一系列應(yīng)變率、保持時(shí)間、加載波形和應(yīng)變幅值的循環(huán)試驗(yàn)。通過以上試驗(yàn)，研究加載率、保持時(shí)間、加載波形、應(yīng)變幅值和試驗(yàn)溫度對(duì)63Sn-37Pb釬料合金時(shí)相關(guān)變形行為的影響，為建立時(shí)相關(guān)耦

3、合損傷本構(gòu)模型提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 2．基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在不可逆熱力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)力學(xué)框架下，以Sandia本構(gòu)模型和楊顯杰的粘塑性模型為基礎(chǔ)，發(fā)展用于高溫單軸加載下的耦合損傷的粘塑性本構(gòu)模型。該模型能夠描述材料在具有較大范圍的加載率、保持時(shí)間、應(yīng)變幅值、加載波形和試驗(yàn)溫度的應(yīng)變循環(huán)加載歷史下的材料時(shí)相關(guān)變形行為。針對(duì)所發(fā)展的本構(gòu)模型提出一套行之有效的參數(shù)確定方法。借助FORTRAN采用中心差分法將發(fā)展的本構(gòu)模型編成FORTRAN程序，