【摘要】：研究了含納米0.1 wt.%Al顆粒Sn Ag Cu無鉛釬料Anand本構關系,將本構關系應用于有限元模擬,分析FCBGA器件Sn Ag Cu-nano Al焊點的應力-應變響應。結果表明,在不同的溫度和應變速率的條件下,可以采用非線性數據擬合方法得到Sn Ag Cu-nano Al釬料的Anand本構方程的9個參數值。結合Anand本構模型,采用有限元法計算焊點應力-應變,發(fā)現FCBGA器件Sn Ag Cu-nano Al焊點應力-應變分布和焊點陣列有明顯的關系,最大的應力-應變集中于拐角焊點;Sn Ag Cu-nano Al焊點的應力-應變值明顯低于Sn Ag Cu焊點,證明納米Al可以提高Sn Ag Cu焊點的可靠性。
[Abstract]:The constitutive relation of Sn Ag Cu lead-free solder containing nano-0.1 wt.%Al particles was studied. The constitutive relation was applied to finite element simulation to analyze the stress-strain response of Sn Ag Cu-nano Al solder joints of FCBGA devices. The results show that under different temperature and strain rate, nine parameter values of Anand constitutive equation of Sn Ag Cu-nano Al solder can be obtained by nonlinear data fitting method. Combined with Anand constitutive model, the stress-strain distribution of solder joint of FCBGA device Sn Ag Cu-nano Al was calculated by finite element method, and it was found that the distribution of stress-strain of solder joint of FCBGA device was obviously related to the solder joint array. The maximum stress-strain concentration in corner solder joint; Sn Ag Cu-nano Al solder joint is obviously lower than that of Sn Ag Cu solder joint. It is proved that nanometer Al can improve the reliability of Sn Ag Cu solder joint.
【作者單位】： 江蘇師范大學機電工程學院;加州大學洛杉磯分校材料科學與工程系;
【基金】：國家自然科學基金(51475220) 江蘇省自然科學基金(BK201244)
【分類號】：TG425

【參考文獻】

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3 姬峰;薛松柏;張亮;王慧;;QFN封裝焊點可靠性的有限元分析[J];焊接學報;2009年10期

4 王春青;王學林;田艷紅;;SnAgCu無鉛微焊點剪切力學性能的體積效應[J];焊接學報;2011年04期

5 姜志忠;孫鳳蓮;王麗風;劉洋;;PBGA無鉛焊點應力應變數值模擬及壽命預測[J];哈爾濱理工大學學報;2007年03期

6 張莉,陳旭,Nose H,Sakane M;Anand模型預測63Sn37Pb焊錫釬料的應力應變行為[J];機械強度;2004年04期

7 張亮;韓繼光;郭永環(huán);何成文;;WLCSP器件結構優(yōu)化模擬及無鉛焊點可靠性[J];焊接學報;2012年07期

8 張亮;韓繼光;郭永環(huán);何成文;張劍;;含納米鋁顆粒SnAgCu釬料組織與性能[J];焊接學報;2013年06期

9 高軍;黃再興;;基于Anand本構關系的損傷模型及其在ABAQUS中的單元驗證[J];力學季刊;2011年02期

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3 譚廣斌;楊平;陳子夏;;PBGA無鉛焊點熱可靠性優(yōu)化研究[J];電子元件與材料;2009年03期

4 楊文宣;王麗鳳;;不同加載速率對SAC/Cu焊點剪切強度的影響[J];電子工藝技術;2012年02期

5 王旭艷;徐仁春;劉剛;;Anand本構方程在焊點可靠性研究中的應用[J];電焊機;2012年12期

6 鮑諾;王春潔;宋順廣;;不同填膠方式對細間距器件焊點可靠性影響[J];材料科學與工藝;2013年03期

7 酈金花;張亮;;國內無鉛焊點可靠性有限元模擬研究最新進展[J];電焊機;2013年07期

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9 張亮;韓繼光;何成文;郭永環(huán);張劍;;熱循環(huán)對SnAgCu(納米Al)/Cu焊點界面與性能影響[J];材料工程;2014年03期

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3 周健;孫揚善;薛烽;;In對Sn-8Zn-3Bi無鉛釬料潤濕性的影響[J];稀有金屬材料與工程;2006年04期

4 張亮;薛松柏;皋利利;曾廣;禹勝林;盛重;;細間距器件SnAgCu焊點熱疲勞性能研究(英文)[J];稀有金屬材料與工程;2010年03期

5 張亮;薛松柏;禹勝林;韓宗杰;皋利利;盧方焱;盛重;;有限元模擬在微連接焊點可靠性研究中的應用[J];電焊機;2008年09期

6 王常亮;周健;孫揚善;方伊莉;;Sn-8Zn-3Bi無鉛釬料的抗氧化性[J];東南大學學報(自然科學版);2008年04期

7 李廣東;郝虎;史耀武;夏志東;雷永平;;微量元素對Sn-0.7Cu無鉛釬料抗氧化性能的影響[J];電子元件與材料;2007年11期

8 馬鑫,錢乙余,劉發(fā);應力—應變場數值模擬在微組裝焊點中的應用[J];電子工藝技術;2001年02期

9 王文利;梁永生;;BGA空洞形成的機理及對焊點可靠性的影響[J];電子工藝技術;2007年03期

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6 夏陽華;無鉛電子封裝中的界面反應及焊點可靠性[D];中國科學院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術研究所）;2006年

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9 王儉辛;稀土Ce對Sn-Ag-Cu和Sn-Cu-Ni釬料性能及焊點可靠性影響的研究[D];南京航空航天大學;2009年

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5 江鵬;Ce變質Sn-Ag-Zn共晶合金組織及其連接界面形成規(guī)律[D];天津大學;2009年

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10 ;新釬料[J];機械工人技術資料;1975年05期

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6 馮武鋒;王春青;錢乙余;;微組裝無釬劑釬料真空激光加熱鋪展?jié)櫇裥袨閇A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

7 王永盛;;低銀、無銀釬料在我廠產品上的應用[A];中國電子學會焊接專業(yè)委員會第五屆學術會議論文集[C];1995年

8 喬培新;王海濱;龍偉民;邢進;;雜質元素鋁對銀銅鋅釬料性能的影響[A];第九次全國焊接會議論文集（第1冊）[C];1999年

9 劉澤光;;電子器件用中溫釬料進展[A];第四屆全國電子工業(yè)焊接學術會議論文集[C];1992年

10 陳旭;宋潔;;63Sn-37Pb焊錫釬料的循環(huán)特性和多軸疲勞研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

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7 顏新奇;ZnAl15釬料脆化機理研究[D];鄭州大學;2013年

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9 徐森;鈦基非晶釬料真空釬焊TC4鈦合金[D];鄭州大學;2014年

10 蔣會榮;快速凝固Al-Cu-Si釬料薄帶脆性的研究[D];蘭州理工大學;2003年

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本文編號：2289800