微焊点的几何尺寸效应

随着微电子产品向微型化、高性能方向发展,用于连接芯片与基板的微焊点尺寸也缩小到几十微米甚至几微米.在此细观尺度范围,传统焊点的力学、电学和金属学常数均呈现明显的尺寸效应.这必将对微焊点结构设计、可靠性分析及寿命评估产生重要影响.本文就有关细观尺度下,微焊点的几何尺寸、焊点形态对其微观力学性能、物理及金属学性能的影响进行综合评述.指出了目前研究微焊点可靠性过程中存在的问题,预测了基于几何尺寸效应研究微焊点的结构设计和寿命评估的未来研究趋势.     

SnAgCu-Bi-Ni无铅微焊点的电迁移行为

以直径为400μm的SnAgCu-Bi-Ni(Ag<1%)微焊点为对象,研究了微焊点在电流时效过程中的电迁移行为.对球栅阵列(ball grid array,BGA)焊点组装电路在不同温度下进行不同时长的电流时效试验.从焊点微观组织和硬度梯度的变化两个方面分析了电迁移现象的行为规律.研究结果表明,电迁移试验后焊点阴极区域金属间化合物(intermetallic compound,IMC)分解,附近形成大量微空洞,Cu焊盘大量消耗,焊点中部和阳极形成了大量(Cu,Ni,)6Sn5化合物,附近形成大量小丘,电迁移作用导致焊点内部微硬度形成由阳极向阴极递减的梯度分布,较高的试验温度显著加快电迁移进程.     

无铅微电子封装互连焊点中的尺寸效应研究

从微焊点的界面反应与组织演化,以及微焊点的力学行为与性能等方面,阐述无铅微互连焊点尺寸效应研究的现状。     

微纳米尺度压痕硬度尺寸效应的研究进展

针对微纳米尺度下,材料硬度测试中出现的正常压痕尺寸效应或逆向压痕尺寸效应,即硬度值随着压痕深度或施加载荷的增大而减小或增大的现象,目前有很多解释或描述的模型或方程,以寻求出现硬度压痕尺寸效应的根源.但由于硬度测试中所受到的影响因素众多,还没有一种方法能完全符合各种材料和测试条件的硬度测试结果,通过对现有的几种解释硬度压痕尺寸效应方法进行比较分析,对硬度压痕尺寸效应的研究方向进行了展望.     

微电子封装中焊点的电迁移现象分析与研究

综述了当前对微电子封装中焊点的电迁移现象及其影响因素的研究现状,分析了电流密度、温度和合金成分对电迁移失效过程的影响,以及电迁移对焊点力学性能、疲劳强度和焊点断裂机制的影响.研究发现,电迁移显著降低焊点的力学性能,对微焊点平均拉伸强度的影响存在尺寸效应,明显地降低了微焊点的振动疲劳寿命,且电迁移使微焊点的断裂机制由塑性断裂转向脆性断裂.     

电子封装中的无铅Sn-3.8Ag-0.5Cu/Cu界面研究

针对钎料与焊盘间形成IMC层的厚度是影响可靠性的一个关键因素．对无铅钎料Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu盘进行了重熔,采用Olympus（光学金相显微镜）,SEM（扫描电镜）和EDX（能谱X射线）界面分析手段,研究了合金Sn-3．8Ag-0．5Cu与Cu焊盘接头的钎焊性和在焊接过程中IMC的形成与长大机理,探讨了IMC厚度与保温时间的变化规律．研究结果表明,无铅钎料合金Sn-3．8Ag-0．5Cu在钎焊务件下与Cu焊盘能够实现良好的连接,其连接层为Cu6Sn5金属间化合物,重熔时的IMC层生长基本上符合抛物线规律．     

双层压电微梁固有特性的尺寸依赖性

为探究双层压电微梁固有特性随特征尺寸的变化规律,应用含挠曲电效应的压电偶应力理论,建立双层压电微梁动态性能尺寸效应理论模型,求解双层压电微梁的固有频率,通过数值分析讨论微梁无量纲固有频率的尺寸依赖性,研究压电效应和挠曲电效应对微梁无量纲固有频率的影响。数值分析结果表明:双层压电微梁的无量纲固有频率随着梁厚度的减小而增大,呈现出明显的尺寸依赖性;与不计力电耦合效应的结果相比,双层压电微梁无量纲固有频率的尺寸依赖性更为明显,主要是由挠曲电效应引起的,而压电效应的影响很小。     

用等效电路研究微梁共振器的尺寸效应

对受磁力驱动的机械微梁共振器进行了振动分析,得到了输出电压与输入电流之间的关系．据此关系,给出了该机械微梁共振器的等效电路表示,分析了共振器的尺寸对其特性的影响,研究结果表明,微梁共振器的品质因子随共振器的尺寸的减小而减小,共振频率不受空气阻尼的影响．     

混凝土双轴压缩强度尺寸效应机理

为了研究混凝土双轴强度尺寸效应产生的机理,考虑混凝土尺寸效应及其宏观力学非线性源于其材料组成的非均质性,结合混凝土细观结构形式,从细观角度将混凝土看作由骨料颗粒、砂浆基质和界面过渡区组成的三相复合材料,建立了尺寸分别为150 mm×150 mm、300 mm×300 mm和600 mm×600 mm的数值混凝土试件.首先通过对150 mm×150 mm方形混凝土试件进行单轴压缩力学特性模拟,采用反演法确定了界面过渡区的力学参数,进而对双轴压缩加载下混凝土的破坏行为及其尺寸效应进行了分析.研究结果表明:1)损伤破坏形式随试件尺寸发生变化,试件最终破坏消耗的断裂能不同是导致混凝土双轴压缩强度产生尺寸效应的主要原因;2)混凝土单、双轴压缩强度均存在明显的尺寸效应行为,并且Bazant尺寸效应律能够较好地描述混凝土在单、双轴压缩加载下的强度尺寸效应.     

混凝土材料的断裂模型和强度尺寸效应

尺寸效应是准脆性材料的固有特性.讨论了混凝土材料的各种断裂模型,结合Bazant尺寸效应律,给出了不同断裂模型下的Bazant尺寸效应公式.     

粗骨料粒径对混凝土弯拉强度尺寸效应影响的试验研究

为获取粗骨料粒径对混凝土材料弯拉强度及尺寸效应的影响,完成27组素混凝土梁四点弯曲试验,获得粗骨料最大粒径10、20、30 mm,尺寸为100 mm×100 mm×400 mm、150 mm×150 mm×550 mm、200 mm×200 mm×700 mm混凝土试件的弯拉强度,采用Ba?ant尺寸效应理论对试验数据进行分析,提出指数型弯拉强度尺寸效应经验公式。研究结果表明：相同骨料体积率、水灰比和构件尺寸下,混凝土材料弯拉强度随着骨料粒径的增大而降低;各骨料粒径下混凝土弯拉强度均存在尺寸效应现象,小尺寸时尺寸效应现象更显著,骨料粒径30 mm时,混凝土弯拉强度随几何尺寸增大而降低趋势最平缓;Ba?ant尺寸效应率与试验结果吻合较好,但不适用于全尺寸范围,提出的指数型尺寸效应经验公式,在全尺寸范围内能够较好地反映混凝土弯拉强度,可用于混凝土材料弯拉强度尺寸效应预测。     

钢筋高强混凝土柱轴压性能尺寸效应试验

为揭示钢筋高强混凝土柱的尺寸效应规律,进行了不同几何尺寸、不配置箍筋的钢筋高强混凝土柱轴心受压性能试验,对比分析了不同几何尺寸试件的破坏特征、名义应力-应变曲线、承载力、变形及刚度.结果表明,未设置箍筋的钢筋高强混凝土柱轴心受压承载力、破坏特征和变形能力表现出一定的尺寸效应。     

高强混凝土柱小偏心受压性能尺寸效应试验研究

为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200mm×200mm、400mm×400mm、800mm×800mm,对比分析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律。研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱。     

钢筋混凝土柱塑性铰长度尺寸效应研究

为了研究钢筋混凝土柱塑性铰长度的尺寸效应,依据12根不同截面尺寸的钢筋混凝土柱单调和低周反复加载试验结果,分别采用纵筋屈服法、"纵筋应变-截面曲率"法、"百分表-截面曲率"法、等效塑性铰长度4种方法确定了试件的塑性铰长度,研究了截面尺寸对塑性铰长度的影响.结果表明:4种确定塑性铰长度的方法有一定的差别,等效塑性铰长度所得结果最小,"百分表-截面曲率"法所得结果最大;塑性铰长度随截面尺寸的增大相对减小,呈现出一定的尺寸效应,在此基础上,提出了塑性铰长度的截面尺寸影响系数.     

钢筋混凝土构件的尺寸效应研究进展及展望

为提高大尺寸钢筋混凝土构件设计的合理性,对各国钢筋混凝土构件的尺寸效应研究现状进行了综述与分析,并重点介绍了混凝土强度、钢筋混凝土梁和钢筋混凝土柱的尺寸效应试验研究成果;在归纳总结的基础上,对钢筋混凝土构件尺寸效应研究的发展进行了展望,建议了进行涵盖大尺寸混凝土构件破坏试验的尺寸效应研究方案。     

单调轴压荷载下考虑尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱应力-应变关系

为了研究尺寸效应对纤维增强复合材料（FRP）加固混凝土圆柱轴压性能的影响,在修正尺寸效应律公式的基础上,推导了反映尺寸效应的FRP加固混凝土圆柱的极限强度计算公式,提出了简化的应力一应变模型,并与收集到的各国试验结果进行了比较。研究结果表明：模型计算结果与试验结果吻合较好;该模型能够反映尺寸效应对极限强度的影响。     

RPC材料的抗折强度尺寸效应研究

为了研究活性粉末混凝土材料（RPC）的抗折强度尺寸效应，采用3种试块测量RPC材料抗折强度。通过统计分析、数据拟合，并应用Bazant断裂力学尺寸效应理论分析RPC材料尺寸效应现象。结果表明：RPC材料试块的尺寸越小，其抗折强度越大，具有明显的尺寸效应现象；基于Bazant能量释放的尺寸效应和无切口情况下的尺寸效应分别在一定的尺寸范围内与试验结果吻合良好，但是不适用于全尺寸范围；本文提出的修正公式在全尺寸范围内都能较好反映RPC抗折强度．     

纳米级TiO2微胶粒的量子尺寸效应和催化活性

对自制纳米级TiO_2微胶粒的量子尺寸效应和光化学催化活性进行了研究。实验结果表明,TiO_2在生成过程中,随着微粒的成长,出现了其吸收曲线红移的量子尺寸效应;成品TiO_2微胶粒也具有较强的光化学催化活性。