机械工程学报

作者：尹立孟, 苏子龙, 左存果, 张中文, 姚宗湘, 王刚, 王善林, 陈玉华

单位：1. 重庆科技学院冶金与材料工程学院 重庆 401331;2. 南昌航空大学航空制造工程学院 南昌 330063

关键词：电子封装,微尺度焊点,蠕变,数值模拟,剪切应力；

基金：国家自然科学基金（52175288）和重庆市自然科学基金（cstc2019jcyj-msxmX0175，cstc2020jcyj-msxmX0552，cstc2020jcyj-msxmX0564）资助项目。

采用基于动态力学分析仪（DMA Q800，TA-Instruments）的精密蠕变试验，针对直径400 μm、高250 μm的Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu无铅微尺度焊点，研究了其在10 MPa恒定应力和不同温度（100℃、110℃、120℃）以及100℃恒定温度和不同应力（8 MPa、10 MPa、12 MPa）条件下的剪切蠕变。同时，借助有限元分析软件ABAQUS进行了焊点的剪切蠕变数值模拟。试验结果表明，在10 MPa下剪切蠕变激活能Q为114.5 kJ/mol，100℃下微焊点剪切蠕变应力指数n为6.12。模拟结果显示，在10 MPa下剪切蠕变激活能Q为105.49 kJ/mol，100℃下微焊点剪切蠕变应力指数n为6.67。结合试验和模拟所得的蠕变激活能、应力指数认为，焊点剪切蠕变机制以晶格扩散机制为主。焊点断口形貌显示，剪切蠕变断裂路径穿过钎料基体并靠近SAC305钎料/IMC界面区域，表现为典型韧性断裂。

来源：2022年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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