無鉛焊料對(duì)電子封裝芯片動(dòng)態(tài)可靠性影響的研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來，電子工業(yè)得到了迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)業(yè)已成為最引人注目和最具發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一，電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了與之密切相關(guān)的電子封裝業(yè)的發(fā)展，其重要性越來越突出。 目前電子封裝領(lǐng)域中的研究主要集中在對(duì)封裝件的熱濕應(yīng)力的靜力學(xué)問題的研究，而對(duì)焊點(diǎn)的動(dòng)力破壞行為缺乏系統(tǒng)的研究。由沖擊、跌落等動(dòng)態(tài)因素引起的焊點(diǎn)破壞進(jìn)而導(dǎo)致的器件破壞在電子封裝芯片的破壞中占有很大的比例(20％)，因此對(duì)封裝芯片在高應(yīng)變率下的動(dòng)力破壞的研究是十分必

2、要的。本文的工作包括對(duì)兩種不同成份的無鉛焊料的動(dòng)態(tài)壓縮力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究、由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到與應(yīng)變率相關(guān)的材料本構(gòu)關(guān)系，初步探討了無鉛焊料和含鉛焊料對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)動(dòng)力破壞特性。論文主要包括以下內(nèi)容： 1．使用Hopkinson壓桿實(shí)驗(yàn)技術(shù)，獲得了這三種焊料在500s<'-1>～2000s<'-1>應(yīng)變率下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。 2．基于Cowper-Symonds模型，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，擬合得到了三種材料的兩個(gè)粘性參數(shù)c和 p

3、，進(jìn)而得到了三種焊材屈服應(yīng)力隨應(yīng)變率的變化關(guān)系。 3．利用已有的材料彈性模量、靜態(tài)屈服極限以及前面得到的粘性材料參數(shù)，使用LS_DYNA有限元程序模擬SHPB實(shí)驗(yàn)過程，獲得了材料的強(qiáng)化模量及泊松比。結(jié)合材料的靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，給出了應(yīng)變率相關(guān)的材料動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系。 4．使用所得到的焊料基本力學(xué)性能和動(dòng)態(tài)本構(gòu)關(guān)系，對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)化的BGA封裝模型的跌落過程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，比較不同焊料在跌落中所表現(xiàn)的差異，對(duì)焊料在沖擊載荷作