应变率效应对无铅焊锡接点跌落冲击影响的研究

"应变率效应对无铅焊锡接点跌落冲击力学行为的影响 (2010年)" 本文详细探讨了应变率效应对无铅焊锡接点在跌落或冲击载荷下的力学行为的影响。研究采用了两种不同的材料模型进行计算分析：应变率相关的Johnson-Cook材料模型和率无关的弹塑性模型。Johnson-Cook模型是常用于描述金属材料动态响应的一种率相关模型，它可以考虑应变率、温度和应变历史等因素对材料性能的影响。 在跌落/冲击场景中，通过这两个模型，研究人员计算了焊锡接点的应力和应变。实验结果显示，尽管应变率效应对电路板的挠度影响甚微，但它显著改变了焊锡接点的应力和应变状态。使用率无关的弹塑性模型可能会导致对焊锡接点应力的低估和等效塑性应变的高估，这意味着该模型在模拟焊锡接点的实际行为时可能不够精确。 相比之下，Johnson-Cook模型考虑了应变率效应，从而更准确地预测了焊锡接点的力学行为，能够更真实地反映出焊锡接点在跌落冲击下的破坏情况。这一发现对于电子封装的可靠性评估至关重要，特别是在移动电子设备中，这些设备通常会经历各种机械应力，如跌落和冲击。 无铅焊锡接点的可靠性问题在电子行业中引起了广泛关注，因为无铅焊料相对于传统的含铅焊料，其在跌落冲击下的性能有所下降。研究进一步通过板级封装的动态弯曲实验来验证理论模型的预测，实验数据为模拟结果提供了实际依据。4点动态弯曲实验是一种常见的测试方法，用于评估焊点在动态载荷下的表现。 通过对实验数据和模型预测的比较，研究揭示了应变率效应对无铅焊锡接点力学行为的关键影响，强调了在进行相关模拟分析时考虑应变率效应的重要性。这对于优化电子封装设计，提高无铅焊锡接点的耐冲击性能，以及提升移动电子产品的整体可靠性具有指导意义。