無鉛釬料的統(tǒng)一型本構(gòu)模型.pdf

1、隨著環(huán)保呼聲的高漲和越來越多禁止在電子產(chǎn)品中使用含鉛釬料的法案的出臺，無鉛釬料在微電子封裝工業(yè)中全面代替有鉛釬料已經(jīng)是大勢所趨。焊點的可靠性對整個集成電路封裝的可靠性甚至電路本身性能的可靠性都有著重要的意義。然而在當(dāng)前，由于無鉛釬料本身還處于發(fā)展的初期，學(xué)術(shù)界對無鉛釬料進行的力學(xué)性能研究相對匱乏。在這種背景下，對無鉛釬料的力學(xué)性能進行全面的試驗和理論研究是很有必要的。 本文選用Sn-0.7Cu和Sn-3Ag-0.5Cu兩種目前使

2、用最廣泛，也是最具發(fā)展前景的無鉛釬料作為研究對象。使用實驗室自主研發(fā)的能夠進行小型試件多軸復(fù)雜加載試驗的微型材料試驗機，對上述兩種釬料進行了多種溫度和應(yīng)變率下的單軸拉伸、蠕變、應(yīng)變率跳躍、應(yīng)力跳躍等簡單試驗，以及單軸棘輪，循環(huán)扭轉(zhuǎn)，多軸棘輪，多軸復(fù)雜路徑加載等復(fù)雜的循環(huán)本構(gòu)試驗。 用Anand、Bodner-Partom、SVBO、McDowell等四種本構(gòu)模型對兩種試驗材料的單軸拉伸曲線進行了模擬，在此基礎(chǔ)上討論了這幾種模型對

3、無鉛焊錫釬料的適用性。在若干組不同溫度和應(yīng)變率的單軸拉伸試驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，用飽和應(yīng)力歸一化的概念將不同條件下的單軸拉伸試驗曲線統(tǒng)一了起來，提出了無背應(yīng)力概念的統(tǒng)一型本構(gòu)模型--模型Ⅰ。 發(fā)現(xiàn)單軸棘輪試驗曲線加載卸載段的不對稱性，現(xiàn)有的四種本構(gòu)模型以及模型Ⅰ都無法解釋這種現(xiàn)象。在模型Ⅰ的基礎(chǔ)上提出了有背應(yīng)力概念的統(tǒng)一型本構(gòu)模型--模型Ⅱ。該模型采用類似于McDowell模型的兩個背應(yīng)力分量，并對其中的短程背應(yīng)力引入了類似于“屈服面