無鉛焊料對電子封裝芯片動態(tài)可靠性影響的研究.pdf

1、隨著信息時代的到來，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)展也帶動了與之密切相關的電子封裝業(yè)的發(fā)展，其重要性越來越突出。 目前電子封裝領域中的研究主要集中在對封裝件的熱濕應力的靜力學問題的研究，而對焊點的動力破壞行為缺乏系統(tǒng)的研究。由沖擊、跌落等動態(tài)因素引起的焊點破壞進而導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％)，因此對封裝芯片在高應變率下的動力破壞的研究是十分必

2、要的。本文的工作包括對兩種不同成份的無鉛焊料的動態(tài)壓縮力學行為的實驗研究、由實驗數(shù)據(jù)擬合得到與應變率相關的材料本構關系，初步探討了無鉛焊料和含鉛焊料對應的焊點動力破壞特性。論文主要包括以下內(nèi)容： 1．使用Hopkinson壓桿實驗技術，獲得了這三種焊料在500s<'-1>～2000s<'-1>應變率下的應力應變關系曲線。 2．基于Cowper-Symonds模型，以實驗數(shù)據(jù)為基礎，擬合得到了三種材料的兩個粘性參數(shù)c和 p

3、，進而得到了三種焊材屈服應力隨應變率的變化關系。 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實驗過程，獲得了材料的強化模量及泊松比。結合材料的靜態(tài)應力應變關系，給出了應變率相關的材料動態(tài)本構關系。 4．使用所得到的焊料基本力學性能和動態(tài)本構關系，對一個簡化的BGA封裝模型的跌落過程進行了有限元數(shù)值模擬，比較不同焊料在跌落中所表現(xiàn)的差異，對焊料在沖擊載荷作