读书报告-无铅微焊点焊接残余应力仿真分析

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1、GuiilinUniversityofTechnology锲书扌艮告（锲书笔记丿学院:课题名称:专业（方向）:班级:学生:指导教师:日期:机械与控制工程学院无铅微焊点焊接残余应力仿真分析机械设计制造及其自动化（机械装备设计与制造）机械11-2班薛博洲代宣军2015年3月11日读书笔记一：ANSYS14有限元分析自学手册主编：李兵、宫鹏涵--人民邮电出版社ANSYS有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等

2、。入门篇包含读者入门必学的相关章节，其中第1章介绍了ANSYS有限元分析最新的界面环境和一些基础设置与操作；第2章介绍如何进行进行建模，首先对坐标系进行了介绍，接着说明工作平面的使用和操作，布尔操作，几何建模及各个命令的使用;第3章介绍如何进行网格划分，首先设定单元格的属性，对网格划分进行控制，口由划分网格和映射网格划分控制，给实体模型划分有限元网络等。第4章介绍了如何施加载荷，在ANSYS程序屮，可以用齐种方式对模型施加载荷,而11借助于载荷步选项，可以控制在求解中载荷如何使用。第5章是求解，建立完冇限元模型之后，就需要在模型上施加载荷以此來检查结构或构件对一-定载荷条

3、件的响应。第6章是后处理，后处理指检阅ANSYS分析的结果，这是ANSYS分析中最重要的一个模块。通过后处理的相关操作，可以针对性的得到分析过程所感兴趣的参数和结果，更好的为实际服务。读书笔记二：无铅钎料对不同引脚数QFP微焊点抗拉强度的影响作者：胡永芳、薛松柏、史益平、禹胜林Sn-Pb和SnAgCu系钎料（不含其它微量元素，如Sb,Bi等）的抗拉强度等力学性能均不是很高，SnAg3.OCuO.5（45MPa）和Sn63Pb37（41MPa）钎料自身的抗拉强度与上述所测得的数据相比较得出，QFP焊后微焊点处的接合强度要高于钎料木身的抗拉强度。使钎料与母材Z间发生适当的相互

4、作用，从而实现冶金结合是获得优良微焊点的基木前提。这就要求母材组分可以在液态钎料中溶解，并最终可以形成固溶体，共品体或金属间化合物。锡以易于和多种金属元素形成金属间化合物为特征，用锡基钎料进行焊接时，在结合处形成金属间化合物是最为常见的现象。由于在焊后也会形成适量的金属间化合物，所以焊后的强度会比其钎料本身的强度要高。48引脚QFP（含铅）断口表面存在着大小不等的凹坑群。在拉仲过程中，伴随着塑性变形的加剧，裂纹开始在非金属夹杂物或第二相粒子上形核，成为多个显微孔洞，于是在断口表面留下多个凹坑形的韧窝，并且其晶粒较粗大。而根据试验结果，48引脚QFP（无铅）断口处品粒比较细

5、小。众所周知，品粒越细小，其强度越高。所以通过比较，48引脚QFP（无铅）其抗拉强度要高于48引脚QFP（含铅）,这与所测的抗拉强度数据是吻合的。断裂表面有明显的微裂纹，这可能是由于形成低熔点的化合物，呈脆性，从而导致此处强度较低，在受到载荷的情况下，容易产生裂纹，这与100引脚QFP（含铅）抗拉强度较低的结果是吻合的。在微焊点断裂处表面存在大量的金屈间化合物，分布面积较广，从而提高了微焊点的抗拉强度。这与100引脚QFP（无铅）抗拉强度相对于100引脚QFP（含铅）抗拉强度耍高的结果是吻合的。在引脚数相同的条件下，钎料成分不同其QFP微焊点的抗拉强度和SEM分析有明显区

6、别。钎料成分为含铅的QFP其微焊点抗拉强度值要小于钎料成分为无铅的QFP微焊点的抗拉强度，无铅微焊点的断口SEM显示的晶粒比较均匀细化。在钎料成分相同的条件下，引脚数不同也引起QFP微焊点的抗拉强度有明显的区别。48引脚数的QFP其微焊点抗拉强度要低于100引脚数的QFP微焊点抗拉强度。读书笔记三：尺寸效应下的无铅微焊点研究进展作者：萇文龙，于治水，房加强，土波随着微焊点尺寸的减小其焊料体积、反应界面较之原先球栅阵列封装(BGA)焊点有明显的减小，由此会导致性能突变等尺寸效应。尺寸效应即由于焊点尺寸变化而出现的行为和性能的变化。由于存在尺寸效应，当电子元器件屮互连焊点的体

7、积小于10-12m3,通过体钎料获取的相应数据应用于微互连焊点时将不再可靠；当BGA直径由760um缩小至100um以下时，直径的缩小导致其体积比相差近1000倍，由此带來的可靠性问题很可能成为3D封装可靠性的新问题；当焊点尺寸发展到50un)以下时，其尺寸效应问题更加突出，因为当焊料尺寸减小到一定程度时，IMC在焊料中的比例会急剧上升，甚至焊料在冋流焊后全部转变为IMC。多数锡基焊料和铜板的界而组织形貌可分为3个区域:焊料基体、界面反应物和Cu基体。在反应中，首先生成Cu6Sn5层，其厚度随时效时间而增加；同时在Cu6Sn5