读书报告-无铅微焊点机械强度试验仿真分析

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1、GuiilinUniversityofTechnology本科毕业设计（论文）读书报告（读书笔记）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机械强度试验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班罗统深代宣军2015年4月30日读书笔记一期刊论文《无铅微电子封装互连焊点中的尺寸效应研究》随着电子产品的小型化、低能化、多功能化及高可靠性的发展，电子封装屮的焊点尺寸越来越小，微焊点的力学行为和性能也逐渐和体钎料变的不一样。在研究前对无铅微焊点行为了解也就尤为重要。现在主流的焊点尺寸都是在1000urn以

2、内，甚至更小到75、125、175、225Limo通过研究发现当电了元件中互联焊点的体积小于10-12代时，通过体钎料获取的相应数据将不能保证微焊点的可靠性。微焊点界面反应与组织演化的尺寸效应（1）焊点尺寸对金属间化合物层厚度有影响通过对用直径为500、760um的SnAgCu和SnPb钎料球的研究。知道了钎料用量大或者体积直径大的焊点在重熔过程屮与相同尺寸的Cu凸点下金属化层反应所消耗的量更多，而界面金属间化合物的平均厚度也更加薄。反之就是钎料用量少，所消耗的就少但是厚度比之前的厚的。故小体积焊点的金属间化合物层所占的总比例较人，对焊点性能的影响也较大。微焊点力

3、学行为和性能的尺寸效应（1）微焊点在拉伸载荷作用下的尺寸效应一般情况下微焊点的拉伸断裂强度符合Orowan公式，即焊点的高度/直径比值越小，焊点的拉伸断裂强度越高。但是在焊点小到一定程度后这个公式就变得和实际情况不符合了。因为实验研究表明，当微焊点直径很小时随着焊点直径的减小，微焊点的拉伸断裂强度反而越大。这就是微焊点的尺寸效应。（2）微焊点在剪切载荷作用卜•的尺寸效应微焊点在剪切载荷下也存在着尺寸效应，随着微焊点尺寸的减小微焊点的剪切强度也越来越人并冃由刚开始口寸在界面处断裂变为在焊点中间断裂。造成这种情况的原因是不同焊点内Ag3Sn的形状和分布不一样。总的来说

4、，微焊点和体钎料的尺寸行为已经不同了，所以微焊点在实际应用中要了解该尺寸下焊点的力学行为和其他性能，这对电子产品的可靠性十分重要。微焊点在尺寸效应下的研究也显得越來越重要。读书笔记二期刊论文《微尺度BGA焊点拉伸过程有限元仿真分析》通过许多的研究发现，微焊点确实存在着尺寸效应。微焊点的各种力学行为和我们通常'想的也变得不一样。在实际微焊点屮存在着很参数和变量，其屮有温度、直径、高度、焊盘直径等等。那这些参数在尺寸效应下是怎么影响微焊点的力学行为的呢？通过这篇论文我们知道了其中的答案。在这篇论文中，分别采用焊点高度、焊点直径、焊盘直径这三个变化参数对微焊点的拉伸性能

5、进行有限元仿真研究。通过对PCB板底面进行固定和对芯片顶面施加载荷，对中间的微焊点进行拉伸。通过在一定加载速率下的研究，试验表明。（1）焊点高度对焊点拉伸应力、应变的影响在焊点高度在125、175、225um三个数值变化过程中，微焊点的最大应力是逐渐减小的，最人应变也是逐渐减小。（2）焊点直径对焊点拉伸应力、应变的影响在焊点直径为180、200、22011111三个数值的变化过程中，微焊点的最大应力是逐渐减小的，应变也是逐渐减小。（3）焊盘尺寸对焊点拉仲应力、应变的影响在焊点宜径为120、140、160Mm三个数值的变化过程中，微焊点的最大应力是逐渐减小的，应变也

6、是逐渐减小。此外，通过焊点拉伸应力的方差分析知道了三个因素对焊点力学行为的显著性排序，以大到小分别为焊点直径、焊盘直径、焊点高度。研究结果都十分明显的展示了微焊点的尺寸效应，随着焊点尺寸的减小，焊点的拉伸应力都明显增大。这对电了产品的可靠性是有利的，但是随着研究的深入，微焊点的更多力学性能还等待着我们发掘其中的利与弊还需我们去更加合理的利用。通过对微焊点尺寸效应的研究，有利于我们设计出更加优质可靠的焊点尺寸，以提高焊点的性能。读书笔记三学习《ANSYS14有限元分析自学手册》通过阅读这木书学到很多知识，懂得了ANSYS软件的基本操作方法和简单•原理。学会了模型的建

7、立、载荷的加载、结果的后处理的基木知识，为进一步的深入学习提供了基础。现把我在这本书学到的知识总结如下：1、强化准则：描述屈服面如何随着塑性变形的结杲而变化，决定如果再次加载或卸载时，材料将何时再次屈服。2、塑性：在不可压缩的条件下，滑移不会引起任何体积的变化。3、率无关：如果材料响应和载荷速率或变形速率无关，称材料为率无关。反则为率相关。4、强化模型双线性等向强化(BISO)多线性随动强化(KTNH&MKIN)多线性等向强化(MISO)Chaboche非线性随动强化(CHAB)非线性等向强化(NLIS0)双线性随动强化(BKIN)5、屈服准则屈服准则有两个：一个

8、是VonM