在剪切负荷下对烧结银接头的粘性行为进行微机械分析
Kun Ma1, Xun Liu1, Yameng Sun1
1Laboratory for Electronic Manufacturing and Packaging Integration, the Institute of Technological Sciences, Wuhan University, Wuhan 430070, China.
烧结银糊对电力电子产品有希望,但空隙会影响可靠性. 一个新的晶体可塑性模型准确地预测了银复合材料的剪切行为,改善了对高功率电路的材料理解.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 固体力学 固体力学是什么
背景情况:
- 烧结银糊是SiC和GaN电力电子产品中传统剂的高温替代品.
- 烧结银层中的空隙限制了高功率电路的可靠性.
- 现有的宏观模型很难准确地描述烧结银的剪切应力-应变行为.
研究的目的:
- 为了研究烧结银复合材料的空洞演化和微观结构.
- 分析Ag复合糊在不同温度和拉伸率下的机械行为.
- 开发和验证结合银的晶体可塑性有限元素方法 (CPFEM) 模型.
主要方法:
- 使用微米薄片和纳米银颗粒制备Ag复合糊.
- 在0~125°C的温度和1×10−4−1×10−2的拉伸率下对Ag糊的实验机械测试.
- 使用代表体积元素 (RVEs) 和参数与实验数据相匹配的Voronoi图形来开发CPFEM模型.
主要成果:
- Ag复合面料的机械行为在一系列温度和应变率的范围内得到了特征.
- CPFEM模型成功模拟了微结构演变和剪切行为.
- 来自CPFEM模型的数值预测与实验剪切试验数据有很好的一致性.
结论:
- 开发的晶体可塑性构成模型准确地描述了烧结银标本的剪切行为.
- CPFEM方法提供了一种可靠的方法来分析烧结银中的空洞演变和微观结构.
- 这项研究提高了对烧结银机械性能的理解,以提高电力电子可靠性.
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