导　　师： 张新平

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 微焊点是电子封装系统中最薄弱的部分,焊点失效是电子产品和设备失效的主要原因之一。真实服役条件下焊点往往经受电-热-力耦合场作用,而电子产品的微型化和多功能化使得焊点尺寸不断减小,焊点所受电流密度、温度及力学载荷不断升高,导致焊点面临更为严峻的可靠性问题。为研究和评估微焊点服役时的变形和断裂行为及可靠性,本文通过实验和有限元模拟相结合的方法系统研究了不同形式的电-热-力耦合场作用下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu（或Ni）线型微焊点的拉伸和蠕变变形、断裂行为、力学性能及其尺寸相关性。首先研究了室温下不同电-力耦合场（或温度为室温的电-热-力耦合场）加载模式对焊点拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响;并研究了焊点高度、电流密度和温度对焊点在电-热-力耦合场作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的影响,同时对比研究了焊点在无电流作用下的拉伸变形与断裂行为及力学性能的尺寸效应;随后,分别着重研究了电流密度和焊点高度对焊点在电-热-力耦合场作用下蠕变变形和断裂行为的影响,还对比研究了不同尺寸焊点在无电流作用下的蠕变变形和断裂行为。最后,探究了温度不断升高时不同基底（Cu和Ni）焊点在电-热耦合场（或自生电-热-力耦合场）作用下的断裂特征、规律及机制,并对断口生成物SnO2的合成机理进行了剖析。本文首先对比研究了室温下拉伸、电-拉伸、电迁移后电-拉伸三种加载模式下Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu焊点的拉伸变形与断裂行为及力学性能。研究发现焊点电-拉伸加载下的应力-应变曲线呈明显的三阶段形式,即快速变形、线性变形和加速断裂阶段,而焊点在拉伸和电迁移后电-拉伸加载下的应力-应变曲线只有线性变形和加速断裂阶段;三种加载模式下焊点的拉伸断裂强度依次降低、等效模量�

关 键 词： 线型无铅微焊点 电 热 力耦合场 变形 断裂 可靠性 尺寸效应

领　　域： []