焊點(diǎn)聯(lián)接中間相中與溫度和電流場相關(guān)問題的計(jì)算.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的微型化發(fā)展及性能要求的大幅提高，焊點(diǎn)的體積不斷減小，其可靠性也受到了越來越多的關(guān)注。而焊點(diǎn)最主要的失效原因之一在于導(dǎo)線焊點(diǎn)界面中間相中空洞的生長和合并，因此研究空洞的遷移和演化對于提高焊點(diǎn)的可靠性、延長電子產(chǎn)品的使用壽命具有重要意義。
　　本文考慮到焊點(diǎn)中溫度梯度的作用，利用有限差分法模擬在界面能和溫度梯度的作用下，焊點(diǎn)界面中間相中空洞的生長和遷移狀況。此外，本文還考慮到了焊點(diǎn)內(nèi)由于電流作用而產(chǎn)生焦耳熱情形下焊點(diǎn)的穩(wěn)

2、態(tài)溫度場有限元方程，并討論了焊點(diǎn)尺寸、焊點(diǎn)缺陷、電流密度對焊點(diǎn)穩(wěn)態(tài)溫度場分布的影響。模擬結(jié)果證明：（1）對于單一空洞的情況，當(dāng)空洞的大小與生長速率一定時(shí)，溫度梯度會(huì)加速空洞的遷移作用，但此時(shí)溫度梯度對空洞生長的速率影響不大；當(dāng)空洞的大小與溫度梯度一定時(shí)，若空洞生長速率過小，則空洞會(huì)被被熱流“吹散”，當(dāng)空洞生長速率達(dá)到不會(huì)被熱流“吹散”的前提下，空洞生長速率越大，空洞增大的速度也會(huì)越快；當(dāng)空洞的生長速率與溫度梯度一定時(shí)，若空洞初始半徑較小

3、，空洞很容易被熱流作用“吹散”，所以在一定程度上講，熱流作用可以愈合焊點(diǎn)內(nèi)的空洞，但當(dāng)空洞的面積過大時(shí)，空洞不會(huì)被熱流作用“吹散”。
　　（2）對于多個(gè)空洞的情況，當(dāng)空洞的大小與間距一定時(shí)，溫度梯度不會(huì)加快空洞的合并速度，只會(huì)加快空洞的遷移速率；當(dāng)溫度梯度與空洞的間距一定時(shí)，空洞越大，則空洞合并的速度也比較快，但空洞大小與其遷移速度沒有關(guān)系；當(dāng)溫度梯度與空洞的大小一定時(shí)，若空洞的初始距離較小，則空洞在遷移的同時(shí)會(huì)相互合并，當(dāng)空洞的

4、初始距離較大時(shí)，空洞來不及合并，較小的空洞就已經(jīng)被熱流“吹散”。
　?。?）焊點(diǎn)的溫度場分布是由焊點(diǎn)尺寸、焊點(diǎn)內(nèi)的電流密度和焊點(diǎn)缺陷共同決定的。當(dāng)焊點(diǎn)尺寸比較小時(shí)，邊界溫度對焊點(diǎn)溫度場分布起主要作用；當(dāng)焊點(diǎn)尺寸較大時(shí)，焦耳熱對焊點(diǎn)的溫度場分布不可忽視。焊點(diǎn)尺寸較小時(shí)，焊點(diǎn)缺陷對焊點(diǎn)內(nèi)的溫度分布有較大影響；當(dāng)焊點(diǎn)尺寸較大時(shí)，焊點(diǎn)缺陷不但對焊點(diǎn)內(nèi)的溫度分布有很大影響，還對焊點(diǎn)最高溫度有著重要的作用。對于焊點(diǎn)缺陷一定的情形，焊點(diǎn)內(nèi)最高溫