Anand本构方程在焊点可靠性研究中的应用

王旭艳，徐仁春，刘 刚

(1.南京电子技术研究所，江苏 南京 210039；2.南京汽车集团有限公司，江苏 南京 210061)

0 前言

在微电子工业中，随着手机、笔记本电脑等便携式电子产品的微型化需求，促进了电子元器件也向微型化、高密度方向转化，导致焊点的尺寸也越来越小。焊点既承担着电子器件与基板之间的电气连接，同时也承担着电子器件的机械支撑作用[1]。特别是在电子器件的服役期间，由于材料之间线膨胀系数的差异，容易在焊点内部产生热应力[2]，导致微裂纹的出现，致使电气功能失效，因此焊点的可靠性直接制约电子产品的使用寿命。

在焊点可靠性研究中，有限元模拟技术可以解决很多无法只通过试验解决的问题，例如在焊点服役期间的应力-应变响应等问题。在有限元模拟中，由于焊点的温度较低，在室温下焊点的归一化温度已经超过0.5[3]，说明非线性变形是焊点失效的主要原因。为了描述焊点的非线性变形，诸多研究者选择构建焊点的非线性本构方程，并引入有限元模拟，分析焊点的应力-应变行为。在非线性本构方程中，Anand本构方程是诸多研究者最受青睐的一种本构模型，主要是该模型统一了塑性和蠕变两种非线性变形来描述焊点的非线性行为。

在此综合分析了Anand本构方程在焊点可靠性中的研究和应用，为本构模型的进一步发展和应用提供理论支持。

1 本构方程

Anand 发展了高温(0.5Tm～0.8Tm，Tm为材料的熔点)下金属率相关的本构方程。起初Anand主要用于描述高强度的铝和其他结构金属的热性能。……