申迎华
,
翟志国
,
李国卿
,
刘慧敏
,
树学峰
高分子材料科学与工程
以甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和甲基丙烯酸（MAA）为聚合单体,异辛烷为分散介质,Span80和Tween80为复配乳化剂,采用反相微乳液聚合法制得不同单体配比的聚（甲基丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸）（P（HEMA-co-MAA））纳米凝胶。确定了产物的pKa值及实际单体物质的量比,对产物的形貌进行了表征并研究了产物的pH响应性.结果显示,MAA物质的量分数为20%的纳米凝胶的pKa值为5.83,在pH=3和pH=7时其数均粒径分别为48 nm和90 nm;当环境pH接近pKa值时,纳米凝胶分散液的浊度明显降低,溶胀率明显上升,表观黏度急剧增加,说明纳米凝胶具有良好的pH响应性。
关键词:
纳米凝胶
,
pH响应性
,
反相微乳液聚合
,
聚(甲基丙烯酸羟乙酯-co-甲基丙烯酸)
李志刚
,
树学峰
功能材料
对一类具有径向摄动的广义neo-Hookean特征的高聚物电子封装材料在回流焊过程中,由于湿热的联合作用而导致的“爆米花”式的分层失效行为进行了理论研究。给出了此类各向同性不可压材料在包含单一球形孔穴的条件下孔穴的增长和湿热应力之间的解析关系;讨论了孔穴失稳的临界相当应力对初始孔穴率以及径向摄动参数的依赖关系。计算结果表明,当高聚物电子封装材料具有某种缺陷存在时,其孔穴失稳的临界相当应力将会降低,即更易发生“爆米花”式的分层失效。
关键词:
电子封装
,
“爆米花”失效
,
蒸汽压力
肖革胜
,
杨雪霞
,
李志刚
,
陈桐
,
树学峰
稀有金属材料与工程
利用SMT全自动回流焊机和高温恒温试验箱,制备出经2次回流焊且不同时效处理时间的Sn-Ag3.0-Cu0.5/Cu焊点试件,对其金属间化合物(IMC)的厚度进行测量,发现其厚度的增长与时效时间的平方根近似成线性关系.采用统一粘塑性Anand本构模型来描述焊点的力学性能,运用有限元计算软件ANSYS对PBGA构件进行热循环模拟,对其在不同IMC厚度下的应力和应变响应进行分析.结果表明,芯片右下方焊点右上角热循环结束后累积的等效塑性应变最大,是整个PBGA构件的关键焊点;随着IMC厚度的增加,关键焊点热循环过程中的等效应力水平不断降低,相应剪切塑性应变范围△γ不断增大,热疲劳寿命Nf则不断降低:升温和高温保温过程中剪切塑性应变的增加量构成了剪切塑性应变范围△γ,且不同IMC厚度下升温段剪切塑性应变增加量占△γ的比例基本维持在95％左右.
关键词:
金属间化合物
,
热循环模拟
,
剪切塑性应变
,
热疲劳寿命
,
Anand本构模型
张星
,
王鹤峰
,
袁国政
,
树学峰
机械工程材料
通过纳米压痕试验测得316L不锈钢基体、纯钛薄膜与TiN薄膜的弹性模量、硬度和压痕过程载荷-位移曲线;采用ANSYS有限元分析软件建立纳米压痕试验的有限元模型,通过量纲分析方法推导出上述材料在纳米尺度下的双线性应力-应变关系,并计算得到相应载荷-位移曲线;利用有限元模型分析了两种薄膜/基体间的结合性能.结果表明:纳米压痕试验和有限元模拟得到的载荷-位移曲线吻合较好,利用模型定性判断TiN薄膜与基体的结合性能优于纯钛薄膜的,与划痕试验结果相符,验证了此方法的可行性.
关键词:
薄膜
,
纳米压痕
,
有限元
,
应力-应变关系
杨雪霞
,
肖革胜
,
袁国政
,
李志刚
,
树学峰
稀有金属材料与工程
采用纳米压痕技术对微电子封装中无铅焊点内界面化合物(IMC) Cu6Sn5的弹性模量和硬度进行了测试.根据实际工业工艺流程和服役工况,制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样;采用扫描电镜(SEM)和能量色散X射线荧光光谱仪(EDX)确定IMC的形貌和化学成分；利用连续刚度测量(CSM)技术,采用不同的加载速率对无铅焊点(Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag)内的界面化合物Cu6Sn5进行测量,得到载荷、硬度和弹性模量-位移曲线.根据纳米压痕结果确定Cu6Sn5的蠕变应力指数.
关键词:
界面化合物(IMC)
,
纳米压痕测试
,
连续刚度测量
,
蠕变应力指数
杨雪霞
,
树学峰
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.20.024
针对实际工况下的微电子封装器件中使用的3种无铅焊点99.3Sn0.7Cu、96.5Sn3.0Ag0.5Cu和96.5Sn3.5Ag的弹塑性力学性能和蠕变行为进行了研究.采用纳米压痕测试技术,对经过时效处理的3种钎焊态无铅焊点99.3Sn0.7Cu、96.5Sn3.0Ag0.5Cu和96.5Sn3.5Ag进行压痕实验,根据接触刚度的连续测量技术(CSM),得到焊点的硬度-位移、弹性模量-位移和载荷-位移曲线.基于实验结果,比较3种焊点的弹塑性性能,并利用压痕功法来给定蠕变应力指数,无铅焊点99.3Sn0.7Cu、96.5Sn3.0Ag0.5Cu和96.5Sn3.5Ag的蠕变应力敏感指数n分别为9.225、14.992和19.231,表明同等条件下产生蠕变量最大的焊点为99.3Sn0.7Cu,其次为96.5Sn3.5Ag,蠕变最小的为96.5Sn3.0Ag0.5Cu.
关键词:
无铅焊点
,
纳米压痕技术
,
弹塑性性能
,
蠕变应力指数
申迎华
,
李晓琴
,
刘慧敏
,
树学峰
,
刘妙青
,
张林香
高分子材料科学与工程
以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA)为单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用反相微乳液聚合法制备了一系列不同单体物质的量比的聚两性电解质微凝胶P(MAA-co-DMA).通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、电位与电导滴定、动态光散射(DLS)及紫外可见分光光度法等测试手段对其进行表征与分析.研究结果表明,P(MAA-co-DMA)为两性聚合物,其实际组成与投料比一致;在低和高pH值范围,微凝胶粒子处于溶胀状态,在等电点(IEP)附近,粒子收缩,微观结构变得紧密,IEP值与理论预测值相比有所偏移;随着pH值的变化,微凝胶分散液透光率变化不明显.
关键词:
反相微乳液聚合法
,
微凝胶
,
聚两性电解质
,
等电点
袁国政
,
杨雪霞
,
肖革胜
,
树学峰
稀有金属材料与工程
采用纳米压痕技术对无铅焊点(Sn3.0Ag0.5Cu、Sn0.7Cu和Sn3.5Ag)及其内部界面金属间化合物(intermetallic compound,IMC)的力学性能进行测试.根据实际工业工艺流程制备无铅焊点试样;利用接触刚度连续测量(CSM)技术对焊点及内部IMC层进行测试,得到IMC层及无铅焊点的弹性模量、硬度等力学性能参数,并根据载荷-位移曲线的保载阶段确定蠕变应力指数.结果表明,Sn0.7Cu的IMC层的弹性模量和蠕变应力指数为无铅焊点的2.03和6.73倍;对无铅焊点的可靠性评估中,将IMC层的影响考虑进去使得结果更为合理.
关键词:
无铅焊点
,
金属间化合物
,
纳米压痕
,
力学性能
,
蠕变应力指数
杨雪霞
,
肖革胜
,
李志刚
,
树学峰
功能材料
根据实际工业工艺流程和服役工况,制备接近真实服役状态下的微电子封装中无铅焊点界面化合物试样；采用扫描电镜(SEM)和能量色散X射线荧光光谱仪(EDX)确定IMC的形貌厚度和化学成分；根据W.C.Olive算法,利用连续刚度测量(CSM)技术,实现了IMC层、焊料和Cu的弹性模量、硬度随压痕深度变化的连续测量,得到IMC层材料的硬度和弹性模量分别为(5.2±0.2)GPa和(104.51±2.62)GPa.根据纳米压痕结果,焊料、Cu和IMC蠕变应力指数从小到大分别为15.129、61.463和70.27.
关键词:
界面化合物
,
纳米压痕测试
,
弹性模量
,
硬度
,
蠕变应力指数
