Hostname: page-component-78c5997874-s2hrs Total loading time: 0 Render date: 2024-11-10T15:47:22.205Z Has data issue: false hasContentIssue false

Influence de la température et de la vitesse de sollicitation sur les propriétés mécaniques d'alliages ternaires

Published online by Cambridge University Press:  12 July 2008

Stéphane Moreau
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, ST Microelectronics, 16 rue Pierre et Marie Curie, BP 7155, 37071 Tours Cedex 2, France Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Microélectronique de Puissance (L.M.P.), ST Microelectronics, 16 rue Pierre et Marie Curie, 37071 Tours Cedex 2, France
Robert Jérisian
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Microélectronique de Puissance (L.M.P.), ST Microelectronics, 16 rue Pierre et Marie Curie, 37071 Tours Cedex 2, France
Thierry Lequeu
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Microélectronique de Puissance (L.M.P.), ST Microelectronics, 16 rue Pierre et Marie Curie, 37071 Tours Cedex 2, France
Narayanaswami Ranganathan
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Mécanique et de Rhéologie (L.M.R.), 7 rue Marcel Dassault, 37204 Tours Cedex 3, France
René Leroy
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Mécanique et de Rhéologie (L.M.R.), 7 rue Marcel Dassault, 37204 Tours Cedex 3, France
Stéphane Méo
Affiliation:
Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Mécanique et de Rhéologie (L.M.R.), 7 rue Marcel Dassault, 37204 Tours Cedex 3, France
Get access

Abstract

Dans la perspective d'une simulation numérique de type éléments-finis, les auteurs présentent la caractérisation thermomécanique d'alliages ternaires (92,5Pb-5Sn-2,5Ag et 95,5Pb-2,5Ag-2Sn) utilisés dans l'industrie électronique. Au travers d'essais de flexion trois points sur DMA, la présente étude fait ressortir une forte dépendance à la température et à la vitesse de sollicitation du module sécant, de la limite d'élasticité et de la résistance à la rupture. La plage de températures scrutée allant de +35 à +125 °C et concernant la vitesse de sollicitation, cette dernière fut choisie entre 0,1 à 10 N.min-1. Cette forte dépendance à la température des trois grandeurs précitées se caractérise pour le module sécant par une perte de 40 à 70 % par rapport à sa valeur initiale, de 40 à 60 % concernant la limite d'élasticité et de 40 à 45 % pour la résistance à la rupture lorque la température passe de +35 à +125 °C et pour une vitesse de sollicitation passant de 0,1 à 10 N.min-1. Concernant l'influence de la vitesse de sollicitation, on observe que le module sécant grimpe de 35 à 55 %, que la limite d'élasticité progresse de 20 à 50 % et que la résistance à la rupture augmente de 15 à 35 % lorsque la vitesse de sollicitation passe de 0,1 à 10 N.min-1 et pendant que la température passe de +35 à +125 °C.

Type
Research Article
Copyright
© AFM, EDP Sciences, 2008

Access options

Get access to the full version of this content by using one of the access options below. (Log in options will check for institutional or personal access. Content may require purchase if you do not have access.)

References

R.B. Abernethy, The New Weibull Handbook, R.B. Abernethy, 4 edition, November 2000
W. Nelson, Applied life data analysis, John Wiley & Sons Inc, April 1982
Moreau, S., Lequeu, T., Jérisian, R., Comparative study of thermal cycling and thermal shocks tests on electronic components reliability, Microelectron. Reliab. 44 (2004) 13431347
Shi, X.Q., Zhou, W., Pang, H.L.J., Wang, Z.P., Effect of temperature and strain rate on mechanical properties of 63sn/37pb solder alloy, ASME J. Electr. Packaging 121 (1999) 179185 CrossRef
Li Xiao, J. Liu, Zhonghe Lai, LiLei Ye, A. Tholen, Characterization of mechanical properties of bulk lead-free solders, In Advanced Packaging Materials: Processes, Properties and Interfaces, Proc. Int. Symp. 6–8 March 2000, pp. 145–151
Plumbridge, W.J., Gagg, C.R., Effects of strain rate and temperature on the stress-strain response of solder alloys, J. Mater. Sci., Mater. Electron. 10 (1999) 461468 CrossRef
The Perkin Elmer Corporation, Users Manual – 7 series/UNIX DTA 7 – Differential Thermal Analyzer, February 1994
The Perkin Elmer Corporation, Users Manual – 7 series/UNIX TMA 7 – Thermomechanical Analyzer, February 1994
TA Instruments, Analyse Thermique & Rhéologie, Analyse Mécanique Dynamique, Manuel d'utilisation, DMA 2980, Vol. 1
TA Instruments, Analyse Thermique & Rhéologie, Analyse Mécanique Dynamique, Manuel d'utilisation, DMA 2980, Vol. 2
C.A. Harper, Electronic Materials and Processes Handbook, McGraw-Hill, 3 edition, 2004
AFNOR, C90-550, Composants électroniques, Généralités, Alliages, flux et crèmes à braser utilisés pour le brasage tendre, Définition des produits, septembre 1993
http://www.williams-adv.com/packagingMaterials/ lead-free-solder.php, visité le 18 mai 2007
Department of Defense, United States of America, MIL-STD-750D, Test method standard, Semiconductor devices, 4th edition, 28 February 1995
P. Chomel, Comportement thermomécanique des alliages métalliques, Techniques de l'ingénieur, Génie mécanique, BD1(BM5012):BM5012.1–BM5012.36, 2000
Anand, L., Constitutive equations for the rate-dependent deformation of metals at elevated temperatures, ASME J. Eng. Mat. Techn. 104 (1982) 1217 CrossRef
J.H.L. Pang, B.S. Xiong, C.C. Neo, X.R. Mang, T.H. Low, Bulk solder and solder joint properties for lead free 95.5sn-3.8ag-0.7cu solder alloy, In Electronic Components and Technology Conference, Proceedings 53rd, 27–30 May 2003, pp. 673–679
D. François, Essais mécaniques des métaux, Essais de dureté, Techniques de l'ingénieur, Matériaux métalliques, MB2(M123), M123.1–M123.12, 1984
J.P. Baïlon, J.M. Dorlot, Des matériaux, Presses internationales polytechniques, 3e édition, 2000, ISBN 2-553-00770-1
J. Lemaître, J.L. Chaboche, Mécanique des matériaux solides, Dunod, Paris, 2e édition, 2001