南京大学学报（自然科学版）
南京大學學報（自然科學版）
남경대학학보（자연과학판）
JOURNAL OF NANJING UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES)
2009年
2期
129-134
,共6页
王习术%阎成琨%Murai Ryosuke%赵海燕
王習術%閻成琨%Murai Ryosuke%趙海燕
왕습술%염성곤%Murai Ryosuke%조해연
焊点结构%高周疲劳寿命%有限元分析%预测方法%SEM原位观测
銲點結構%高週疲勞壽命%有限元分析%預測方法%SEM原位觀測
한점결구%고주피로수명%유한원분석%예측방법%SEM원위관측
本文对SMT型的SnPb焊点结构(PC基板-SnPb焊料-陶瓷电阻结构)的高周疲劳(2×104～1×106循环次数)失效行为进行了扫描电子显微镜(SEM)原位观测试验和有限元分析.这些结果表明:SMT型SnPb焊点结构的高周疲劳裂纹主要发生在SnPb焊料与陶瓷电阻结合处(趾或踵toe orheel),而高周疲劳裂纹扩展主要在SnPb焊料表面或内部,表面疲劳裂纹扩展方向随基板上施加的应力增大而偏向基板一侧.同时,这些裂纹扩展长度与焊点几何形状相关,一般扩展长度在150 um以内并因为焊料与电阻或焊料与基板的界面开裂出现停顿.此外,用ABAQUS软件分析了基板上外加应力与焊料上响应应力间的比例关系.基于试验和有限元分析计算比较,试验中发现的裂纹萌生源及裂纹扩展方向均与有限元计算得到的最大应力或最大应变集中区域相一致.最后,提出了简便预测这类结构的高周疲劳寿命方法,且预测结果与试验结果吻合较好.
本文對SMT型的SnPb銲點結構(PC基闆-SnPb銲料-陶瓷電阻結構)的高週疲勞(2×104～1×106循環次數)失效行為進行瞭掃描電子顯微鏡(SEM)原位觀測試驗和有限元分析.這些結果錶明:SMT型SnPb銲點結構的高週疲勞裂紋主要髮生在SnPb銲料與陶瓷電阻結閤處(趾或踵toe orheel),而高週疲勞裂紋擴展主要在SnPb銲料錶麵或內部,錶麵疲勞裂紋擴展方嚮隨基闆上施加的應力增大而偏嚮基闆一側.同時,這些裂紋擴展長度與銲點幾何形狀相關,一般擴展長度在150 um以內併因為銲料與電阻或銲料與基闆的界麵開裂齣現停頓.此外,用ABAQUS軟件分析瞭基闆上外加應力與銲料上響應應力間的比例關繫.基于試驗和有限元分析計算比較,試驗中髮現的裂紋萌生源及裂紋擴展方嚮均與有限元計算得到的最大應力或最大應變集中區域相一緻.最後,提齣瞭簡便預測這類結構的高週疲勞壽命方法,且預測結果與試驗結果吻閤較好.
본문대SMT형적SnPb한점결구(PC기판-SnPb한료-도자전조결구)적고주피로(2×104～1×106순배차수)실효행위진행료소묘전자현미경(SEM)원위관측시험화유한원분석.저사결과표명:SMT형SnPb한점결구적고주피로렬문주요발생재SnPb한료여도자전조결합처(지혹종toe orheel),이고주피로렬문확전주요재SnPb한료표면혹내부,표면피로렬문확전방향수기판상시가적응력증대이편향기판일측.동시,저사렬문확전장도여한점궤하형상상관,일반확전장도재150 um이내병인위한료여전조혹한료여기판적계면개렬출현정돈.차외,용ABAQUS연건분석료기판상외가응력여한료상향응응력간적비례관계.기우시험화유한원분석계산비교,시험중발현적렬문맹생원급렬문확전방향균여유한원계산득도적최대응력혹최대응변집중구역상일치.최후,제출료간편예측저류결구적고주피로수명방법,차예측결과여시험결과문합교호.
