电子封装力学

木书涵盖了电子器件在封装性能评估或仿真过程中所需要的材料和结构力学性能分析的主要技术内容，从不同封装材料的本构关系实验研究，到不同构模型的参数标定和二次开发，再到焊点结构各种组合荷载下力学性能的数值仿真，最后到板级芯片结构力学行为的寿命评。木书可为电了封装行业从业人员提供更多的参考数据，可将高校力学学科的高年级本科生以及研究生所学力学知识应用拓展至其他领域，可为科研工作涉及电了封装可靠性的相关研究人员提供系统上容易上手的预备知识。

第一篇焊料本构行为
第1章绪论
1.1电子封装简介
1.2电子封装材料的变迁
1.3力学方法在封装领域的应用
1.3.1本构模型
1.3.2疲劳模型
1.3.3跌落冲击
1.3.4电迁移和孔洞演化
1.3.5多场荷载下焊料力学性能
1.3.6小结
1.4本书内容安排
参考文献
第2章锡铅共晶焊料力学行为
2.1应用背景与需求
2.2退火条件对锡铅共晶焊料拉伸性能的影响规律
2.2.1实验工况
2.2.2未经退火处理试件的拉伸实验
2.2.3退火温度的影响规律
2.2.4退火时间的影响规律
2.2.5退火条件的优化
2.2.6退火条件对应变率相关性的影响
2.2.7一种简洁的锡铅共晶焊料统一蠕变塑性模型
2.3不同温度下锡铅焊料拉伸性能
2.3.1实验工况
2.3.2实验结果和讨论
2.3.3Anand本构模型
2.3.4统一蠕变塑性本构模型
2.3.5Anand和统一蠕变塑性本构模型的对比
2.4小结
参考文献
第3章无铅焊料力学行为
3.1应用背景与需求
3.2退火条件对SAC305共晶焊料拉伸性能的影响规律
3.2.1实验步骤
3.2.2实验结果和讨论
3.2.3简明形式的统一蠕变塑性本构模型
3.2.4主要结论
3.3纳米压痕对退火后残余应力的分析
3.3.1实验方法
3.3.2结果讨论
3.3.3主要结果
3.4冷却与退火对无铅焊料压痕响应的影响
3.4.1试样制备和实验方案
3.4.2实验结果和讨论
3.4.3保载阶段蠕变行为
3.4.4接触刚度
3.4.5残余压痕形貌
3.4.6主要结论
3.5Anand本构模型
3.5.1实验计划
3.5.2本构模型基本方程
3.5.3材料常数的确定
3.5.4Anand模型与实验数据的对比
3.6小结
参考文献
第4章适用于SnAgCu焊料大应变率范围的统一蠕变塑性本构模型
4.1介绍
4.2改进的统一蠕变塑性本构模型
4.3本构模型参数确定
4.4低应变率下本构模型校准
4.5中等应变率下本构模型校准
4.6高应变率下本构模型校准
4.7新本构模型在所有应变范围下的行为总结
4.8在极限应变率下新本构模型与其他模型的对比
4.9小结
参考文献
第5章无铅焊料的拉伸和纳米压痕本构关系的校准
5.1简介
5.2样品制备和实验设置
5.3实验结果
5.4理论分析
5.5小结
参考文献
第6章基于霍普金森杆实验的封装材料力学性质
6.1霍普金森杆实验原理
6.2电子封装材料的高应变率应用
6.3高应变率测试方案
6.4结果讨论
6.4.1应变率响应
6.4.2本构响应
6.4.3应变率与本构反应之间的关系
6.5应变率硬化和热软化
6.6本构模型
6.7小结
参考文献
第二篇焊点力学行为
第7章微观缺陷对焊点力学性能的影响规律
7.1焊点中的缺陷及其影响
7.2热电耦合有限元分析
7.3孤立夹杂对裂纹很好SIF的影响规律
7.4材料和几何特性的灵敏度研究
7.4.1杨氏模量的影响
7.4.2导热系数的影响
7.4.3温度的影响
7.4.4多个夹杂的影响
7.5夹杂对裂纹很好SIF影响的经验公式
7.6小结
参考文献
第8章电流作用下焊点的蠕变行为
8.1无铅焊点蠕变的研究现状
8.2蠕变理论基础
8.2.1蠕变本构方程
8.2.2稳态蠕变本构方程应力指数n的确定
8.2.3稳态蠕变本构方程激活能Q的确定
8.2.4稳态蠕变本构方程常数A的确定
8.3电流作用下无铅焊点蠕变分析思路
8.4试件制备及实验方法
8.4.1试件制备
8.4.2实验方法
8.5蠕变实验结果及其分析
8.6蠕变模型修正
8.7蠕变组织的微观观测
8.7.1观测样品的制作及打磨
8.7.2样品的观测
8.7.3断口形貌的观测
8.7.4结合面金属间化合物的观测
8.8小结
参考文献
第9章多场耦合下焊点力学性能及寿命评估
9.1热电耦合荷载下锡铅焊点力学行为及寿命评估
9.1.1本构模型及材料参数
9.1.2有限元仿真
9.1.3焊点疲劳寿命预测
9.1.4主要结论
9.2热电耦合荷载下无铅焊点力学行为及寿命评估
9.2.1电性能的测定
9.2.2疲劳寿命预测
9.2.3主要结论
9.3小结
参考文献
第三篇封装结构力学行为
第10章板级尺度下结构分析
10.1温度循环下PBGA结构疲劳寿命的材料和结构优化
10.1.1有限元模型
10.1.2仿真结果
10.1.3疲劳寿命分析
10.1.4主要结论
10.2与温度和应变率相关本构模型对PBGA结构热循环寿命的预测
10.2.1Anand本构模型
10.2.2有限元模型及结果
10.2.3疲劳寿命分析
10.2.4参数敏感性分析
10.2.5主要结论
10.3小结
参考文献
第11章板级结构寿命实验及数值仿真
11.1常用热疲劳加速方法
11.2研究思路
11.3实验研究
11.3.1四点弯曲机械加载实验方案
11.3.2热循环实验方案
11.3.3实验结果
11.3.4微观观测
11.4结构有限元仿真
11.4.1几何模型和材料参数
11.4.2有限元建模
11.4.3本构关系
11.4.4仿真结果及寿命计算
11.5机械加载和温度循环下实验和仿真结果对比
11.6小结
第12章典型封装本构的材料用户子程序的实现
12.1ABAQUS材料用户子程序介绍
12.2ABAQUS材料用户子程序格式
12.3ABAQUS材料用户子程序接口参数
12.4收敛性讨论
12.5Anand模型的用户子程序
12.6蠕变分析模型的用户子程序
12.7小结
第13章未来需求和挑战