文档介绍：无铅焊点冲击载荷下的动态
裂纹扩展行为研究
作者姓名:
指导教师:
单位名称: 理学院
专业名称: 工程力学
东北大学
2013年6月
Crack Propagation Behavior of Lead-free
Solder Joints under Dynamic Impact Load
by Zhang Jingwen
Supervisor: Professor Liu Jun
Northeastern University
June 2013
毕业设计(论文)任务书
毕业设计(论文)题目:
无铅焊点冲击载荷下的动态裂纹扩展行为研究
设计(论文)的基本内容:
(1)根据准静态拉伸实验的结果,确定无铅焊料SAC405()的Johnson-Cook本构模型参数。
(2)基于Johnson-Cook本构模型,采用ABAQUS有限元模拟焊料的I型裂纹扩展,探究材料模型对焊料裂纹扩展情况的影响。
(3)基于Johnson-Cook模型,模拟焊料在冲击载荷下的裂纹扩展,并分析冲击速度对裂纹扩展的影响。
(4)翻译一篇外文文献。
毕业设计(论文)专题部分:
题目:
设计或论文专题的基本内容:
学生接受毕业设计(论文)题目日期
2012—2013学年第一学期第20周
指导教师签字:
2013年1月11日
无铅焊点冲击载荷下的动态
裂纹扩展行为研究
摘要
随着电子封装技术的不断发展,焊点封装结构正被越来越广泛地运用到电子领域内。同时,焊点的尺寸越来越小,但对其力学性能的要求却越来越高,焊点的破坏将直接导致电子产品的失效。因此电子封装结构中的焊点可靠性研究已经成为封装结构可靠性研究的重点,而焊点的断裂问题,更是其中非常值得研究的一个重要方面。
无铅焊料属于典型的粘塑性材料,其应力应变行为受载荷速率影响很大。本文根据单轴拉伸实验数据,确定无铅焊料SAC405的率相关Johnson-Cook材料模型参数。基于Johnson-Cook材料模型,建立焊料的连续型结构,利用断裂力学相关理论,采用ABAQUS的粘性单元方法,对无铅焊料的I型和I,II混合型静态裂纹扩展过程进行有限元数值模拟,并对比在焊料连续型结构中使用率相关Johnson-Cook材料模型和线弹性材料模型的模拟结果。
本文还基于率相关Johnson-Cook材料模型,建立焊点的离散型结构,模拟焊点在冲击载荷作用下的动态裂纹扩展过程,并探究冲击载荷作用下,加载速率及材料的断裂韧性对焊点裂纹扩展情况的影响。
关键词:无铅焊料,Johnson-Cook模型,冲击载荷,裂纹扩展
Crack Propagation Behavior of Lead-free
Solder Joints under Dynamic Impact Load
Abstract
With the continuous development of electronics packaging technology, solder joint package structure is being more widely applied in electronic packaging fields. At same time, joints are getting smaller, but demanding to their mechanical properties is ing higher and higher, the destruction of joints will directly lead to the failure of electronics. So the research on package reliability has been focus on solder joint reliability, while the solder joint fracture problem is one of the important aspect, which is very worthy of study.
Lead-free solder belongs to the typical viscoplastic material. Load rate has a major influence on lead-free solder behavior of stress and strain. This article established a continuous model of solder joints based on rate-dependent Johnson-Cook