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研究生:鍾維光
研究生(外文):Wei-Kuang Chung
論文名稱:不同鉛錫比銲材穩態潛變行為之變形動力學研究
論文名稱(外文):Deformation Kinetics In The Steady-State Creep Behavior of Solder Materials With Various Sn-Pb Ratio
指導教授:李超飛
指導教授(外文):Chau-Fei Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:工程科學系碩博士班
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:99
中文關鍵詞:錫鉛焊材穩態潛變變形動力學
外文關鍵詞:Sn/Pb Solder jointsSteady state creep behavior
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應用1981年Valanis及Lee所提議之變形動力學理論,對各種不同溫度及應力狀態下,不同鉛錫比銲材如40Pb-60Sn、90Pb-10Sn、95Pb-5Sn、96.5Pb-3.5Sn、97.5Pb-2.5Sn、98Pb-2Sn的穩態潛變率數據,決定其變形動力學相關之材料參數值,並進而探討變形動力學參數與溫度及Sn/Pb組成比之關係,並建立對應之經驗公式及討論於鉛錫銲材中若增加1%鉛時,變形動力學相關參數之變化率。
應用上述之經驗公式,可補齊90Pb-10Sn及96.5Pb-3.5Sn穩態潛變率/應力/溫度之不完整實驗數據。最後應用98Pb-2Sn之實驗數據來探討鉛錫銲材微結構的轉化(Transformation)程度對變形動力學材料參數以及穩態潛變率之影響。
目錄
摘要 I
致謝 II
目錄 III
表目錄 IV
圖目錄 V
符號說明 VI
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2研究動機與目 2
1-3文獻回顧 3
第二章 變形動力學穩態潛變率方程式 7
2-1一維變形動力學理論的基礎概念 7
2-1.1越過能柵的原子淨值數目 8
2-1.2穩態潛變率和應力的關係 12
2-1.3本構方程式參數之物理意義 15
2-2三維穩態潛變本構方程式 15
2-2.1單軸拉伸實驗之穩態潛變本構方程式 16
2-2.2拉-扭作用下之穩態潛變本構方程式 17
2-2.3純剪實驗之穩態潛變本構方程式 18
2-3臨界應力關係式 18
2-3.1單軸拉伸實驗之臨界值 19
2.3.2純剪實驗之臨界值 20
第三章 Sn/Pb拉伸潛變實驗之結果與本構方程之
參數決定 21
3-1 Sn/Pb拉伸穩態潛變率的實驗 21
3-2變形動力學本構方程式之參數決定 21
第四章 變形動力學穩態潛變本構方程參數 、
、 與Sn/Pb組成比之關係 25
4-1 錫鉛銲材 值與Sn/Pb材料組成之關係 25
4-1.1 正規化後 值與Homologous溫度之關係式 26
4-1.2 值與Sn/Pb組成比之關係 26
4-1.3 值與Sn/Pb組成比之關係 27
4-2錫鉛銲材之 值與Sn/Pb材料組成之關係 28
4-2.1 正規化後 值與Homologous溫度之關係式 28
4-2.2 值與Sn/Pb組成比之關係 28
4-2.3 值與Sn/Pb組成比之關係 29
4-3錫鉛銲材之 值與Sn/Pb材料組成之關係 30
4-3.1 正規化後 值與Homologous溫度之關係式 30
4-3.2 值與Sn/Pb組成比之關係 30
4-3.3 值與Sn/Pb組成比之關係 31
第五章 結果與討論 33
5-1 90Pb-10Sn與96.5Pb-3.5Sn穩態潛變實驗數據之補全 33
5-1.1 90Pb-10Sn及96.5Pb-3.5Sn 值 33
5-1.2 90Pb-10Sn與96.5Pb-3.5Sn 值 34
5-1.3 90Pb-10Sn及96.5Pb-3.5Sn穩態潛變率 34
5-2 、 、 與錫鉛組成比關係之討論 34
5-2.1 與錫鉛組成比關係之討論 35
5-2.2 與錫鉛組成比關係之討論 37
5-2.3 與錫鉛組成比關係之討論 40
5-3 錫鉛微結構轉化(Transformation)程度
對 、 、 影響之討論 43
5-4 綜合討論 45
第六章 結論 46
參考文獻 97
參考文獻
[1] Darveaux, R., and Banerji, K., “Constitutive Relations for Tin-Based Solder Joints,” Electronic Components and Technology Conference, 1992. Proceedings., 42nd, pp.538 –551, 1992.
[2] Darveaux, R., and Banerji, K., “Constitutive Relations for Tin-Based Solder Joints,” IEEE Transactions on CHMT, 15(6), pp. 1013-1024, December 1992.
[3] Forst, H.J., Howard, R.T., Lavery, P.R., and Lutender, S.D., “Creep and Tensile Behavior of Lead-Rich Lead-Tin Solder Alloys,” IEEE Transactions on Components. Hybrids. and Manufacturing Technology, Vol.11, No.4, pp.371-379,December 1988.
[4] Langdon, T.G. “Deformation at High Temperature,” Strength of Metals and Alloys:Proceeding of the 6th international Conference, August 1982, pp. 1105-1102.
[5] Lee, C. F., Private Communication, March 2001.
[6]Lau, J. H., “Bending and Twisting of 96.5Sn-3.5Ag and 97.5Pb-2.5Sn Solder Interconnects with Creep,” IEEE ECTC Proceedings, pp.1108-1114, May 1994.

[7] Pao, Y.-H., Badgley, S., Govila, R., and Jih, E., “Thermomechanical and Fatigue Behavior of High Lead and Lead-Free Solder Joints,” Fatigue of Electronic materials, ASME STP 1153, S. A. Schroeder and M. R. Mitchell, Eds., American Society for Testing and Materials, Philadelphia, pp.66-81, 1994.
[8] Shames, I. H., and Cozzarelli, F. A., “Elastic and Inelastic Stress Analysis,” Taylor and Francis, 1997.
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[10] Valanis, K. C., “Deformation Kinetics in Three Dimensions,” Int. J. Engng Sci., Vol.22, No.8-10, pp.979-988, 1984.
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[12] Yi, S., Luo, G., Chian, K S., and Chen, W T.,“A Viscoplastic Constitutive Model for 63Sn37Pb Eutectic Solders,”Nanyang Technological Universuty, Singapore,2000.
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[14]張明凱,”變形動力學之銲錫材料的穩態潛變行為,”成功大學工程科學系碩士畢業論文,2001年
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