材料或者結構在承受非對稱循環(huán)載荷的過程中,會產(chǎn)生循環(huán)非彈性變形累積,這種現(xiàn)象稱為材料的棘輪效應。在電子封裝領域,由于基體和器件的熱膨脹系數(shù)和環(huán)境溫度的不同,會使得連接材料產(chǎn)生棘輪效應。為了描述低溫燒結納米銀焊膏作為連接材料所表現(xiàn)出的全壽命棘輪變形行為,考慮焊膏內部孔洞和裂紋的演化對棘輪變形的影響,本論文提出了溫度相關的耦合損傷粘塑性本構模型并進行該模型的有限元實現(xiàn),描述焊膏的全壽命棘輪行為。選題具有重要理論意義,創(chuàng)新性強,實用應用價值高。利用歐拉徑向后退算法實現(xiàn)OW-AF模型的應力更新,算例驗證了歐拉算法對于實現(xiàn)應力更新的高效性和收斂性。在熱力學和連續(xù)損傷力學框架基礎上,得到耦合損傷的本構方程,并引入了Arrhenius溫度相關項修正流動率。在低溫燒結納米銀焊膏單軸全壽命棘輪實驗數(shù)據(jù)的基礎上,通過棘輪實驗中納米銀焊膏彈性模量的衰減,量化其損傷演化率,其可以分為三個階段:第一階段為初始瞬態(tài)累積階段;第二階段為占據(jù)大部分壽命的穩(wěn)定累積階段;第三階段為失效前的急劇增大的階段。從損傷變量數(shù)值看,三種加載條件失效前的損傷因子數(shù)值為0.35左右。此外歸一化條件下?lián)p傷演化過程具有相似的規(guī)律,使得θ函... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 電子封裝可靠性研究
        1.1.1 電子封裝研究概述
        1.1.2 納米銀焊膏的研究進展
    1.2 材料的棘輪行為及本構模型研究
        1.2.1 材料的棘輪效應
        1.2.2 材料的循環(huán)本構模型
        1.2.3 耦合損傷的本構模型
    1.3 數(shù)值算法及有限元實現(xiàn)
        1.3.1 數(shù)值算法
        1.3.2 有限元實現(xiàn)
    1.4 本文的主要工作和意義
        1.4.1 本文的主要工作
        1.4.2 研究意義
第2章 耦合損傷本構積分算法
    2.1 粘塑性本構模型框架
    2.2 粘塑性本構模型的算法實現(xiàn)
    2.3 模型的實例驗證
    2.4 耦合損傷的粘塑性本構模型
    2.5 溫度相關的粘塑性本構模型
    2.6 本章小結
第3章 納米銀焊膏單軸全壽命棘輪行為研究及本構描述
    3.1 實驗條件
        3.1.1 試樣制備
        3.1.2 實驗設備
    3.2 實驗結果
        3.2.1單軸拉伸實驗
        3.2.2單軸棘輪實驗
        3.2.3 溫度對納米銀焊膏全壽命棘輪行為的影響
    3.3 納米銀焊膏損傷變量演化規(guī)律
        3.3.1 損傷變量的定義
        3.3.2 θ函數(shù)法
    3.4 模型參數(shù)的確定
    3.5 納米銀焊膏全壽命棘輪行為的本構描述
        3.5.1 納米銀焊膏單軸拉伸的計算
        3.5.2 恒定溫度下納米銀焊膏全壽命棘輪行為的本構描述
        3.5.3 溫度相關的納米銀焊膏全壽命棘輪行為本構描述
    3.6 本章小結
第4章 耦合損傷本構模型的有限元實現(xiàn)
    4.1 用戶子程序UMAT
    4.2 耦合損傷OW-AF本構模型的有限元實現(xiàn)
        4.2.1 損傷演化率在UMAT中的實現(xiàn)
        4.2.2 一個單元的耦合損傷計算
        4.2.3 納米銀焊膏搭接接頭的有限元計算
    4.3 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 研究展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談電子信息技術在人工智能中的應用[J]. 張雋哲.  數(shù)字技術與應用. 2018(01)
[2]電子封裝材料的研究與應用[J]. 張文毓.  上海電氣技術. 2017(02)
[3]人工智能技術研究及未來智能化信息服務體系的思考[J]. 王志宏,楊震.  電信科學. 2017(05)
[4]電子封裝用金屬基復合材料的研究進展[J]. 曾婧,彭超群,王日初,王小鋒.  中國有色金屬學報. 2015(12)
[5]人工智能:信息技術的制高點——獻給《中興通訊技術》創(chuàng)刊20周年[J]. 鐘義信.  中興通訊技術. 2015(03)
[6]SnAgCu/Cu微焊點界面IMC演變及脆斷分析[J]. 劉洋,孫鳳蓮.  機械制造文摘(焊接分冊). 2013(01)
[7]電子封裝材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 方明,王愛琴,謝敬佩,王文焱.  熱加工工藝. 2011(04)
[8]電子封裝材料的研究現(xiàn)狀及趨勢[J]. 湯濤,張旭,許仲梓.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2010(04)
[9]含鉛焊料綠色化的途徑[J]. 陳方,杜長華,杜云飛,郭慶華,王衛(wèi)生,甘貴生.  電子元件與材料. 2006(11)
[10]高硅鋁合金輕質電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進展[J]. 甘衛(wèi)平,陳招科,楊伏良,周兆鋒.  材料導報. 2004(06)

博士論文
[1]電子封裝熱—力載荷下粘塑性行為與失效研究[D]. 李英梅.東北大學 2014
[2]無鉛釬料的統(tǒng)一型本構模型[D]. 白寧.天津大學 2008
[3]多軸加載下焊錫釬料63Sn-37Pb的本構描述[D]. 陳剛.天津大學 2005

碩士論文
[1]多場耦合條件下SnAgCu/Cu無鉛焊點界面化合物生長行為研究[D]. 許媛媛.河南科技大學 2015
[2]高密度電子封裝用納米銀互連材料的疲勞失效行為研究[D]. 余琳.天津大學 2014
[3]電子封裝中熱可靠性的有限元分析[D]. 徐龍?zhí)?哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：2975265