Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đánh giá thử nghiệm độ kéo chéo cho các cặp hàn Sn giàu Cu: Thí nghiệm và mô phỏng
Tóm tắt
Kỹ thuật kéo chéo thường được sử dụng để đánh giá hành vi cắt, trượt và mỏi nhiệt của các mối hàn. Chúng tôi đã thực hiện một nghiên cứu thí nghiệm và mô hình hóa tham số, nhằm khảo sát tác động của các tham số thử nghiệm và hình học đến phản ứng của mối hàn chì/copper trong thử nghiệm kéo chéo. Kết quả cho thấy biến dạng ứng suất ở xa có sự khác biệt đáng kể so với biến dạng mối hàn thực tế (được đo bằng phương pháp quang học). Việc trừ biến dạng của nền Cu cung cấp một ước lượng hợp lý về biến dạng mối hàn trong chế độ đàn hồi, nhưng không trong chế độ dẻo. Độ dày của mối hàn có ảnh hưởng sâu sắc đến phản ứng của mối hàn. Phản ứng của mối hàn càng dày sẽ càng gần với phản ứng cắt “thực sự”. Mô hình số bằng phương pháp phần tử hữu hạn đã được tiến hành nhằm lý giải các phát hiện từ thí nghiệm. Cùng một cấu hình kéo chéo đã được sử dụng trong mô phỏng. Phản ứng đầu vào cho mối hàn được dựa trên kết quả thử nghiệm kéo đối với các mẫu khối. Phản ứng cắt được tính toán, sử dụng cả hai phương pháp đo ở xa thường được áp dụng và biến dạng cắt thực tế trong mối hàn, được phát hiện là nhất quán với các xu hướng quan sát được trong các thí nghiệm kéo chéo. Các đặc điểm hình học đã được khám phá thêm để cung cấp cái nhìn về mặt vật lý của vấn đề. Biến dạng của nền được tìm thấy có ảnh hưởng lớn đến hành vi cắt của mối hàn.
Từ khóa
#Thử nghiệm kéo chéo #mối hàn chì #đồng #nghiên cứu mô hình hóa #biến dạng #hành vi cơ họcTài liệu tham khảo
Lead-Free Solder Project, National Center for Manufacturing Sciences, Ann Arbor, MI, August 1997.
D.R. Frear, JOM 51, 22 (1994).
W.J. Plumbridge, J. Mater. Sci. 3, 2501 (1996).
K.N. Tu, Acta Metall. 21, 347 (1973).
X. Deng, G. Piotrowski, J.J. Williams, and N. Chawla, J. Electron. Mater. 32, 1403 (2003).
O. Unal, D.J. Barnard, and I.E. Anderson, Scripta Mater. 40, 271 (1999).
B.A. Cook, I.E. Anderson, J.L. Harringa, R.L. Terpstra, J.C. Foley, O. Unal, and F.C. Laabs, J. Electron. Mater. 30, 1214 (2001).
J.J. Ramon and S.F. Dirnfeld, Welding J. 10, 12 (1988).
P.T. Vianco and J.A. Rejent, J. Electron. Mater. 28, 1138 (1999).
C. Wright, IEEE Hyb. Pac. 13, 202 (1977).
C.H. Raeder, L.E. Felton, V.A. Tanzi, and D.B. Knorr, J. Electron. Mater. 23, 611 (1994).
F.S. Shieu, Z.C. Chang, J.G. Sheen, and C.F. Chen, Intermetallics 8, 623 (2000).
D. Frear, D. Grivas, and J.W. Morris, J. Electron. Mater. 18, 671 (1989).
N. Chawla (Master’s Thesis, University of Tennessee-Knoxville, 1993).
N.J. Fang and T.W. Chou, J. Am. Ceram. Soc. 76, 2539 (1993).
Y.-H. Lai, M. Dwayne Rakestraw, and D.A. Dillard, Int. J. Solids Struct. 33, 1725 (1996).
S. Krenk, J. Jonsson, and L.P. Hansen, Eng. Fract. Mech. 53, 859 (1996).
P. Briskham and G. Smith, Int. J. Adhesion Adhesives 20, 33 (2000).
U. Yuceoglu and D.P. Updike, J. Eng. Mech. 107, 55 (1981).
W.K. Chiu and R. Jones, Int. J. Adhesion Adhesives 12, 219 (1992).
C.-C. Lin and Y.-S. Lin, Int. J. Solids Struct. 30, 1679 (1993).
S.-C. Her, Comp. Struct. 47, 673 (1999).
G. Li, P. Lee-Sullivan, and R.W. Thring, Comp. Struct. 46, 395 (1999).
D.W. Oplinger, Int. J. Solid Struct. 31, 2565 (1994).
T.R. Guess, R.E. Allred, and F.P. Gerstle, J. Test. Eval. 5, 84 (1977).
T. Reinikainen, M. Poech, M. Krumm, and J. Kivilahti, J. Electron. Packaging 120, 106 (1998).
M.Y. Tsai, J. Morton, R.B. Krieger, and D.W. Oplinger, J. Adv. Mater. 27, 28 (1996).
X.W. Liu and W.J. Plumbridge, J. Electron. Mater. 2, 278 (2003).
F. Ochoa, J.J. Williams, and N. Chawla, JOM 55, 56 (2003).
F. Ochoa, J.J. Williams, and N. Chawla, J. Electron. Mater. 32, 1414 (2003).
ABAQUS, Version 6.3, Abaqus, Inc., Pawtucket, RI.
E.S. Ege (Doctoral Dissertation, University of New Mexico, 2003).