孔穴不穩(wěn)定增長導(dǎo)致高聚物電子封裝材料——“爆米花”失效的彈塑性理論研究.pdf

1、高密度集成電子技術(shù)的迅速發(fā)展對電子封裝可靠性的要求日趨提高。高聚物電子封裝材料在回流焊過程中的“popcorn”失效嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的合格率，是電子封裝領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)之一。本文利用非線性材料有限變形的基本理論對“popcorn”失效進(jìn)行了彈-塑性分析和數(shù)值計(jì)算。本文的主要工作及獲得的結(jié)果如下：
　　 ⑴對方形扁平封裝(QFP)、球柵陣列封裝(BGA)等封裝器件中常用的GR9810和KL-G900HC高聚物材料進(jìn)行了熱分析實(shí)驗(yàn)。測得

2、兩類典型材料的熱膨脹系數(shù)與玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度。為采用有限變形孔穴不穩(wěn)定理論對“popcorn” 失效研究提供了必要的實(shí)驗(yàn)支持。
　　 ⑵利用孔穴不穩(wěn)定增長問題的基本理論，對七類具有典型儲能形式的高聚物材料的“popcorn”失效進(jìn)行了彈性分析。推導(dǎo)了各材料中的孔穴增長與濕熱應(yīng)力之間的解析關(guān)系。對解析關(guān)系的數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)是否發(fā)生“popcorn”失效與儲能函數(shù)的形式緊密相關(guān)。對于發(fā)生失效的高聚物材料，討論了“popcorn”失效的極限載

3、荷與極限孔穴率與本構(gòu)模型中的各儲能項(xiàng)之間的關(guān)系。對于利用彈性穩(wěn)定性理論分析不發(fā)生失效的高聚物材料，我們補(bǔ)充極限伸長的失效準(zhǔn)則，分析了其“popcorn”失效的可能性。
　　 ⑶考慮了溫度變化對高聚物材料體積的影響，將材料的不可壓縮假定修正為可壓縮假定，推導(dǎo)了各類典型儲能材料與溫度相關(guān)的廣義 解析關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)測得的熱膨脹系數(shù)分析了考慮可壓縮假定下“popcorn”失效的極限載荷與極限孔穴率。
　　 ⑷針對“popcorn”

4、 失效問題，對具有各典型儲能形式高聚物材料的孔穴增長行為進(jìn)行了彈－塑性穩(wěn)定性分析。推導(dǎo)了考慮彈-塑性特點(diǎn)時(shí)孔穴增長規(guī)律的控制方程組。分析了考慮高聚物材料的彈－塑性特性的“popcorn” 失效問題并與彈性分析的結(jié)果進(jìn)行了對比。
　　 本文二、三、四、五章的工作是對現(xiàn)有的“popcorn”失效理論研究工作的系統(tǒng)化。第六章的工作是“popcorn”失效問題理論研究工作的進(jìn)一步深入。另外本文的工作對類橡膠材料孔穴不穩(wěn)定增長與空穴突然生