【摘要】：深空探測對于科技進步和人類文明的發(fā)展具有顯著意義。電子設(shè)備是深空探測器的重要組成部分,其中焊點在電子系統(tǒng)中起著機械支撐、電氣連接和信號通道的作用。因此焊點的可靠性對于在深空探測中應(yīng)用的電子設(shè)備的服役壽命有著至關(guān)重要的影響。深空探測任務(wù)中的電子設(shè)備要遭受極端溫度環(huán)境的考驗,這種極端溫度環(huán)境很可能影響電子設(shè)備互連焊點的組織和性能,進而對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生威脅。因此本文對深空探測電子設(shè)備中常用的Sn62Pb36Ag2與Pb88Sn10Ag2釬料及其焊點在極低溫環(huán)境下的力學(xué)行為及斷裂機理進行研究,并對其在極低溫存儲條件下的組織演變規(guī)律進行分析。研究了Sn62Pb36Ag2及Pb88Sn10Ag2釬料及其焊點在20°C至-196°C溫度范圍內(nèi)的拉伸性能,發(fā)現(xiàn)隨溫度的降低,Sn62Pb36Ag2釬料及其焊點的抗拉強度(UTS)均先逐漸升高后降低,在-150°C時達到最大值,Pb88Sn10Ag2釬料及其焊點的抗拉強度則持續(xù)升高;隨著拉伸試驗溫度的降低,釬料的韌性逐漸降低,-196°C時Sn62Pb36Ag2釬料的斷裂模式由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g脆混合型斷裂,而Pb88Sn10Ag2釬料的斷裂模式始終為韌性斷裂;隨溫度降低,Sn62Pb36Ag2焊點的斷裂模式逐漸由韌脆混合型斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?而Pb88Sn10Ag2焊點的斷裂模式始終為韌脆混合型斷裂。采用系列夏比沖擊試驗研究了Sn62Pb36Ag2及Pb88Sn10Ag2釬料在低溫脆性,發(fā)現(xiàn)隨著溫度從20°C降低至-80°C,Sn62Pb36Ag2釬料的沖擊韌性逐漸降低,斷口分析表明Sn62Pb36Ag2釬料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度在-30°C左右;隨著溫度從20°C降低至-180°C,Pb88Sn10Ag2釬料的沖擊韌性先升高后降低,但其斷裂模式始終為韌性斷裂,故在該溫度范圍內(nèi)Pb88Sn10Ag2釬料未發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變。研究了低溫存儲條件下Sn62Pb36Ag2及Pb88Sn10Ag2焊點的組織演變規(guī)律及其對焊點拉伸性能的影響機制,發(fā)現(xiàn)Sn62Pb36Ag2焊點在-100°C及-196°C條件下存儲36天后,界面附近多處富Pb相發(fā)生剝落;Pb88Sn10Ag2焊點在-100°C及-196°C條件下分別存儲9天和4天后,釬料/IMC層界面處出現(xiàn)裂紋,并在隨后的存儲過程中逐漸擴展;-100°C和-196°C存儲條件下,隨著存儲時間的延長,兩種焊點的抗拉強度均呈下降趨勢,Sn62Pb36Ag2焊點焊點斷裂位置逐漸向釬料基體中轉(zhuǎn)變,Pb88Sn10Ag2焊點斷裂位置逐漸向界面IMC層轉(zhuǎn)變。
【圖文】：

圖 1-1 極限拉伸強度和應(yīng)變速率對數(shù)圖[21]gquist AG[22]等人在-196 °C ~60 °C 溫度范圍SnAg3.0Cu0.5(SAC305)三種釬料分別進行靜態(tài)前面 Fengqun Lang 等人的結(jié)論有些許不同。服強度有著明顯的提高；不同的是，在-196 釬料在各溫度，各應(yīng)變速率下的強度均高于不同溫度與拉伸速率條件下，對不同成分的 S得到的結(jié)果如圖 1-2 所示。除了得到與其他研效提高釬料的強度與楊氏模量以外，該項研 Ag 元素的含量，從圖中可以發(fā)現(xiàn) Ag 含量的模量，抗疲勞強度也有所提升。((bb))

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.Q.Shi[24]等人單對 Sn63Pb37 釬料同樣做了不同溫度下不同應(yīng)變速率除了對抗拉強度、屈服應(yīng)力、楊氏模量進行了對比外，還加入了延如圖 1-3 所示，在-10 °C 以上溫度區(qū)間里，，隨著溫度的降低，釬料有所下降，并且拉伸速率越大，延伸率也越低，但當溫度降至 30 °C大拉伸速率下的釬料的延伸率出現(xiàn)了回升的趨勢；在-10 °C 以下的延伸率回升的趨勢得到了繼續(xù)，且發(fā)現(xiàn)此時所有拉伸速率下的延伸并在-50 °C 至-60 °C 時達到極大值，隨后又隨溫度的降低而降低，0 °C 至延伸率極大值對應(yīng)溫度的范圍內(nèi)，拉伸速率越大反而延伸率越(a) (b)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V443

【參考文獻】

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本文編號：2649472