本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)線焊點(diǎn)界面中間相中的空洞生長問題模擬和分析

  更多相關(guān)文章： 擴(kuò)散界面模型 界面能 電流場 應(yīng)力場 空洞生長 合并

【摘要】：隨著電子產(chǎn)品的微型化發(fā)展及性能要求的大幅提高,焊點(diǎn)的體積不斷減小,其可靠性也受到了越來越多的關(guān)注。由于焊點(diǎn)的可靠性受到了多種因素的影響,其中一個(gè)重要因素就是導(dǎo)線焊點(diǎn)界面中間相中空洞的生長和合并,因此研究空洞的生長和形態(tài)變化對于提高焊點(diǎn)的可靠性、延長電子產(chǎn)品的使用壽命具有重要意義�？斩吹男螒B(tài)及其演化與空洞的總界面能、通過焊點(diǎn)的電流密度、焊點(diǎn)上的應(yīng)力狀態(tài)等有關(guān)。目前已有的有關(guān)空洞生長和演化的研究成果中,考慮了界面能的作用,但是沒有考慮電流場以及彈性應(yīng)力場對空洞生長和形狀變化的影響。由于焊點(diǎn)在工作狀態(tài)下通常都會(huì)受到電流場以及彈性應(yīng)力場的作用,因此為了更精確地模擬導(dǎo)線焊點(diǎn)界面中間相中空洞的合并及其形態(tài)變化,本文在以前的工作中加入了電流場以及應(yīng)力場的作用,使用建立的擴(kuò)散界面模型,通過在模型的邊界上施加電流場及應(yīng)力場,以此研究空洞的生長和合并狀況,模擬結(jié)果證明:(1)在模型邊界不施加外場,只考慮界面能的影響時(shí),模擬結(jié)果表明,在界面能的影響下,導(dǎo)線焊點(diǎn)界面中間相中的空洞之間會(huì)發(fā)生相互合并,并且空洞合并的速度會(huì)隨著時(shí)間的增加而變慢。這是由于在焊點(diǎn)形成的初級(jí)階段,空洞的總界面能相對較大,因此空洞合并的速度較快,隨著空洞的不斷合并,空洞的總界面能不斷減小,其對空洞的影響作用也變小,因此空洞的合并速度逐漸減慢。(2)在模型的邊界上施加拉應(yīng)力時(shí),模擬結(jié)果表明,拉應(yīng)力作用下的空洞合并的速度明顯加快,并且在空洞合并初期,由于界面能較大,此時(shí)它對空洞形態(tài)的變化起主要作用,隨著空洞的合并,表面能不斷減小,應(yīng)力場的作用逐漸突出,繼續(xù)加速空洞的合并過程,并且使空洞形狀沿水平方向拉長,近似于橢圓形。(3)在模型的邊界上施加切應(yīng)力時(shí),模擬結(jié)果表明,在空洞合并的初級(jí)階段,空洞的形態(tài)變化與(1)(2)條件下的模擬結(jié)果相似,但是隨著時(shí)間的延長,空洞的形態(tài)表現(xiàn)出很大不同,在±45o附近的方向上出現(xiàn)凸角,空洞呈現(xiàn)出類似于矩形的形狀,這是由于這四個(gè)方向是主應(yīng)力的方向,該結(jié)果與理論分析的結(jié)果相吻合。(4)考慮電流場和拉應(yīng)力的綜合作用時(shí),空洞的合并速度加快,并且空洞在電致遷移的作用下沿電流方向發(fā)生遷移,沿垂直于拉應(yīng)力的方向變?yōu)闄E圓形。(5)在界面能、電流場和切應(yīng)力的綜合作用下,空洞的位置隨電流方向發(fā)生遷移,而且在形態(tài)上與(3)中空洞的結(jié)果相似,沿主應(yīng)力的方向出現(xiàn)凸角,并呈現(xiàn)出類似矩形的形狀。
【關(guān)鍵詞】：擴(kuò)散界面模型 界面能 電流場 應(yīng)力場 空洞生長 合并
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN05;TG40
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-12
• 1.2 焊點(diǎn)可靠性問題的研究12-18
• 1.2.1 焊點(diǎn)的可靠性問題12-17
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.3 對焊點(diǎn)可靠性研究現(xiàn)狀的分析18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容18-21
• 第2章 模擬空洞生長和遷移的分析模型21-36
• 2.1 物理模型介紹21-25
• 2.1.1 研究和模擬的對象21-23
• 2.1.2 擴(kuò)散界面模型23-25
• 2.2 模型的控制方程25-30
• 2.2.1 成分場25-27
• 2.2.2 電場27-28
• 2.2.3 彈性場28-30
• 2.2.4 自由能密度30
• 2.3 模型的邊界條件30-33
• 2.3.1 成分場中的邊界條件31-32
• 2.3.2 電場中的邊界條件32
• 2.3.3 彈性場中的邊界條件32-33
• 2.4 方程及變量的無量綱化處理33-36
• 2.4.1 成分場方程的無量綱化34
• 2.4.2 電場方程的無量綱化34-35
• 2.4.3 彈性場方程的無量綱化35-36
• 第3章 數(shù)值方法36-43
• 3.1 電場和彈性場的數(shù)值計(jì)算方法36-41
• 3.1.1 數(shù)值離散和迭代方法36-38
• 3.1.2 電場和彈性場控制方程的離散化38-40
• 3.1.3 電場和彈性場邊界條件的離散化40-41
• 3.2 成分場控制方程的離散化和迭代方法41-43
• 第4章 數(shù)值模擬結(jié)果43-57
• 4.1 模型基本信息43
• 4.2 電流場對于空洞合并狀況的影響43-48
• 4.3 不加外場時(shí)空洞的合并狀況48-50
• 4.4 應(yīng)力場對于空洞生長和合并狀況的影響50-53
• 4.4.1 拉應(yīng)力對于空洞生長和合并狀況的影響50-52
• 4.4.2 切應(yīng)力對于空洞生長和合并狀況的影響52-53
• 4.5 電流場和應(yīng)力場對于空洞生長和合并狀況的影響53-57
• 4.5.1 電流場和拉應(yīng)力對于空洞生長和合并狀況的影響53-55
• 4.5.2 電流場和切應(yīng)力對于空洞生長和合并狀況的影響55-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曹小平;方兵;殷志田;;焊點(diǎn)可靠度試驗(yàn)及失效分析測試[J];電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn);2008年02期

2 劉平;姚t2;顧小龍;趙新兵;劉曉剛;;Sn3.8Ag0.7Cu和Sn37Pb焊點(diǎn)界面顯微結(jié)構(gòu)研究[J];電子顯微學(xué)報(bào);2011年02期

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本文編號(hào)：945809