(12−2) ひずみ速度の影響


(12−2−1) ひずみ速度と諸事象  

 ひずみ速度=変位速度/(試験片長)

   静的引張試験   10−3〜10−2−1
   クリープ速度    10−8〜10−5−1
  程度とされる。

小嶋


Fei


Subbarayan


低ひずみ速度 10−6−1〜1s−1
  はんだ接合とバルク(ドッグ・ボーン)試料の違い →(12−3) はんだ接合破壊
    接合での応力−ひずみ不均質性

 SAC(SAC387?)


 材料の特徴化 
   単調(応力−歪)とクリープ

 単調とクリープ・データ
 
  SACでの単調とクリープ(最小クリープ速度)の等価性

 Zener Hollomonパラメーター
  Z=(ひずみ速度)×exp(Q/RT)


  ひずみ速度と温度効果の等価性
 *小嶋によると10−5〜10/sで有効。


 高ひずみ速度試験
  Hopkinson Bar試験で3000s−1まで
  通常法では1s−1オーダー

ホモロガス温度の影響
Zaal


  ほとんど温度の影響を受けない領域
  ひずみ速度依存挙動
  実用荷重に耐えられない領域

クリープ

Zhang



(12−2−2)) 諸特性のひずみ速度依存性

  諸特性(応力)をひずみ速度の関数としてみる →動的特性
    変形応力=係数x(ひずみ速度) m:ひずみ速度感受性
  ひずみ速度を応力の関数としてみる →定常状態クリープ
    ひずみ速度=係数x(応力)  n:応力指数
  あるいは温度を考慮すると
    ひずみ速度=係数x(応力)exp〔−Q/(RT)〕
  低ひずみ速度ではクリープでの応力−ひずみ速度試験結果は応力−ひずみ試験結果と一致する
  (通常の引張試験ではひずみ速度は10−2〜10−3−1


 基板レベルでの高ひずみ速度試験には振動や落下衝撃などがある。 
 (BGAの)せん断強度では変位速度(mm/s)が使用される。

 バルクと接合で違いが生じる。
 はんだ接合の場合はひずみ速度の変化に伴い、破断場所の変化あるいは破断モードの変化が起きる。
 → (12−3) はんだ接合破壊

 はんだはひずみ速度の増加で強度が上昇する。

Cheng



Plumbridge
Sn−3.5Ag、Sn−0.5Cu、Sn−3.8Ag−0.7Cuを調査。 




Shoji



Kim Suganuma


SAC Yasuda

 引張り強度は静的引張り(1.6x10−3−1)より大きく変化するが破壊伸びは大差ない。


シンガポールのCheら














Che



Poh









Kim


Xie




    破壊模式図

Shi Sn−37Pb











 −40℃での微細構造の進展、(a)試験前、(b)低ひずみ速度2.78x10−5試験による粗大化
 (c)高ひずみ速度2,78x10−1による微細組織
 時間が十分だと再結晶で粗大化、短いと再結晶を無視できる。


Boyce



 エージングで粒成長

 高速化で小傾角粒界増加


koko Ross Jr



Murty Sn−5Sb インデンテーション

 ABI:indentation


Zou Sn−3Cu/Cu






高速試験法 Wong







上西

 直接引っ張りSplit Hopkinson Bar法的方法



・せん断強度

hartford 


・BGA

Kawashiro NEC
SAC305、φ0.3mmBGA

 SOP:solder on pad


 Ni/Cu/AuとSAC305、Cuは完全消費。


 

 高せん断速度たとえば衝撃にはNi/Cu/Auが良い。
 界面IMC(Cu,Ni,Au)6Sn5は良くない。

*JEDEC JESD22−B117Aによればはんだボール試験でツールの移動速度は
    低速度 0.1〜0.8mm/s
    高速度 10〜1000mm/s


・IMC

IMCの
 圧痕indentationによる



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