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World File Search System冲击载荷
跌落冲击下 3D 芯片上芯片互连微凸块接头开裂失效的特征
摘要：随着微电子封装与集成化的快速发展，封装结构中微焊点在冲击载荷作用下的失效风险日益受到关注。然而，由于尺寸减小和接头结构的演变，基于铜柱的微凸块接头的失效机理和可靠性性能很少能借鉴现有的板级焊点研究成果。本研究针对芯片上芯片 (CoC) 堆叠互连的微凸块接头的开裂行为，对 CoC 测试样品进行反复跌落试验以揭示裂纹形貌。研究发现，导致微凸块失效的裂纹首先在金属间化合物 (IMC) 层与焊料的界面处萌生，沿界面扩展一定长度，然后偏转到焊料基体中。为进一步探究裂纹扩展机理，采用围线积分法计算了IMC与焊料界面处裂纹尖端的应力强度因子（SIF），定量分析了焊料厚度和裂纹长度的影响，并与裂纹偏转准则相结合。将SIF与焊料-Ni界面和焊料基体的断裂韧性相结合，建立了裂纹偏离原始扩展路径的准则，可用于预测裂纹偏转的临界裂纹长度和偏转角。最后，通过板级跌落试验验证了焊料厚度与主裂纹临界偏转长度和偏转角之间的关系，并简要讨论了焊料基体中晶粒结构对实际失效寿命的影响。
国际能源与环境杂志（IJEE）
收到日期：2021 年 8 月 5 日；修改后收到日期：2021 年 9 月 28 日；接受日期：2021 年 10 月 2 日；在线发布日期：2021 年 11 月 1 日摘要本文对室温下由多孔功能梯度聚合物材料 (PFGPM) 制成的 3D 打印圆柱形试件进行了疲劳寿命试验。在各种孔隙率和梯度指数参数下，获得了完全反向弯曲、平均应力等于零的恒幅载荷的试验结果。使用应力寿命方法通过实验评估疲劳特性。对光滑试件进行了 FEA 模拟，采用了三种加载模式（反向弯曲、反向轴向和反向扭转）。数值分析 (FEA) 和实验结果用于强调应力比 (R) 对疲劳寿命的影响。在反向弯曲试验中使用了五个应力比值（R = -1、0、0.25、0.5 和 1）。试验结果表明，受反向弯曲的试件的寿命比受轴向和扭转载荷模式的试件更长。结果表明，试件的寿命随着载荷比的增加而增加，实验和数值工作之间的最大差异为 8%。疲劳极限值受孔隙率参数和梯度指数的影响。版权所有 © 2021 国际能源与环境基金会 - 保留所有权利。关键词：应力寿命方法；SN 曲线；加载模式；应力比；疲劳寿命；FEA。1. 简介功能梯度材料 (FGM) 是一类先进材料，其结构特性沿厚度方向分级 [1]。孔隙率梯度是 FGM，其中材料通过部分层的密度或孔径的变化可用于增强其特性。它们可以使用 3D 打印技术用各种材料制成。在金属和聚合物泡沫中可以找到提供轻质和足够机械稳定性能的 PFGM。除其他各种用途外，聚合物还是一种用途广泛且必不可少的材料，可用于能源、航空航天和生物材料，因为它们能有效吸收冲击载荷并控制静态和动态响应，[2]。据估计，90% 的金属部件使用故障都是由疲劳引起的。疲劳过程经历几个阶段，从工程角度来看，将结构的疲劳寿命分为三个阶段比较方便：疲劳裂纹萌生、稳定裂纹扩展和不稳定裂纹扩展 [3]。QS Wang 等人 [4] 研究了功能梯度 Ti-6Al-4V 网状结构在相同体积应力条件下的疲劳行为。研究发现，疲劳裂纹首先萌生在
2023 年 11 月 DURIP 获奖者
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