尺寸效应下的无铅微焊点研究进展

为了研究无铅微焊点在尺寸效应下的可靠性,综述了微焊点的界面反应机制,常用添加元素对微连接金属间化合物(IMC)的作用及微焊点在尺寸效应下的主要问题.分析表明,IMC层主要由两种铜锡化合物Cu6 Sn5和Cu3 Sn组成.微焊点的连接形式有焊盘小尺寸微焊点和微通孔焊盘无铅微焊点两种,柯肯达尔(Kirkendall)孔洞、电迁移及焊料尺寸都会对接头的力学性能、拉伸强度和剪切强度造成较大的影响.同时,压力钎焊等新工艺可以促进焊料中元素的扩散,从而对抑制接头组织中脆性相和提高钎焊接头强度有显著效果.     

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.     

金属微成形中微尺度效应新分类及评估分析

微尺度效应是金属微成形过程中特有的现象,也是深入研究微成形工艺和微尺度变形规律的瓶颈问题.文中提出了微尺度效应的新的分类方法,即将微尺度效应分为材料本征微尺度效应和工艺条件微尺度效应,并分析了这种新分类的意义.在相似性理论基础上提出了相似差、相似精度的概念,作为评估微尺度效应的相似性评价指标;在微尺度效应影响因素和微成形系统影响因素的分析中,引入了先验性的粗集权重确定法,提出了后效性的正交权重确定法,从而构建起微尺度效应的评价体系.根据以上分析评估方法,采用已有的实验数据,详细分析了微尺度效应的几个典型问题,结果表明,所提出的微尺度效应分类具有实际工程意义,应用所提出的评估方法得出的结论与已有试验相吻合.     

PBGA焊点形态成形和可靠性CAD研究

焊点可靠性是ＳＭＴ产品的生命,焊点形态几形态参数与焊点可靠性直接相关。通过以ＰＢＧＡ焊点形态成形ＣＡＤ和焊点热疲劳寿命可靠性ＣＡＤ研究为例,包括成形建模、形态预测、模型转换、应力就变分析、热疲劳寿命计算以及热疲劳寿命与焊点形态之间的关系建立等步骤,提出ＳＭＴ焊点形态成形ＣＡＤ和可靠性ＣＡＤ一体化的优化设计思想,并对其实现方法进行了分析研究,给出了具体实现步骤和研究结果。     

微尺度手性晶格中波传播研究

针对微尺度手性晶格中波传播研究的波传播问题,本文研究了尺寸效应对其波传播特性的影响。基于修正耦合应力理论,建立了微尺度欧拉梁的运动方程,并结合有限单元法和Bloch定理得到了考虑尺寸效应的微尺度手性晶格的能带结构。研究发现：尺寸效应对微尺度结构的能带结构和带隙特性有显著影响。修正耦合应力理论引入的尺度参数增强了微尺度欧拉梁的弯曲刚度,使色散曲线的频率增大。此外,通过将考虑尺寸效应的色散表面的等频面与基于经典理论所得结果进行比较,得到了尺寸效应对波传播方向特性的影响规律。     

螺栓连接层合板结构失效模式多尺度数值分析

为充分发挥螺栓连接层合板结构的力学潜能,构建宏-细观多尺度数值方法,从细观组分材料性能出发准确地预测结构的失效载荷,模拟局部损伤的产生、扩展过程,指导结构设计。基于有限元软件ABAQUS提供的用户自定义子程序（ USDFLD）,引入改进的单胞模型（ GMC模型）,建立考虑细观组分材料损伤／失效的宏-细观多尺度数值分析模型,模拟预报螺栓连接层合板结构在双剪切载荷作用下的损伤模式及挤压强度,模型的预报结果与文献及实验结果吻合较好,充分证明模型的预报能力。利用该模型进一步分析试件的几何尺寸对结构损伤模式及挤压强度的影响。结果表明：结构宽度与孔径比尺寸的变化对结构的损伤模式及挤压强度均有影响,且对挤压强度的影响较大,在结构的设计过程中应给予充分的考虑。     

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。     

微尺度铸件的力学性能及断裂行为研究

微铸件性能的优劣是决定其工业应用的重要技术指标.采用自主研发的基于金属型的微精密铸造工艺制备成形了厚度为微米尺度的片状微铸件,测试了不同厚度微铸件的抗拉强度和延伸率,同时观察了断口显微形貌,并对其相互影响规律进行了研究.实验结果表明:微铸件的强度和延伸率均随微铸件厚度的减小而显著提高,即微铸件的力学性能呈现出比较显著的尺寸效应.微铸件力学性能的显著提高,主要归因于细晶强化作用,以及断口韧窝内纳米尺度第二相颗粒对微裂纹扩展的阻碍作用.     

三角形微沟槽飞艇蒙皮表面的流场分析

微米尺度的沟槽是临近空间飞艇大面积减阻的一种可行的减阻形式．以临近空间飞艇减阻为研究背景,通过采用k-ω SST湍流模式,对微米尺度的三角形沟槽进行了流场分析,得到了三角形沟槽壁面流的速度场和压力场． 通过计算不同尺寸三角形微沟槽的减阻率和沟槽内的流线形状,分析了微米尺度沟槽的减阻机理和不同沟槽尺寸对减阻能力的影响．研究表明,沟槽内的流线形状对沟槽的减阻能力有重要影响,尺寸合适的沟槽可以减小流体和壁面之间的切应力,减小流动阻力,对临近空间飞艇的蒙皮设计和减阻研究提供了一定参考．     

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.     

汽轮机高压主汽门螺栓断裂失效分析

采用宏观检验、紧固工艺分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验和断口分析等对抚顺发电有限责任公司1号机组高压主汽门断裂螺栓进行了失效分析,结果表明:螺栓硬度偏低,断口附近金相组织存在偏析且有混晶现象,断口边缘有蠕变空洞及裂纹,断裂从螺栓根部向另一侧扩展,无明显塑性变形属于蠕变脆性断裂。     

混合微电路用导电胶粘接特性的研究

导电胶的粘接可靠性是制约其应用的主要影响因素．针对混合微电路用导电胶粘接的主要失效模式。设计了相应的测试结构和可靠性评价试验，研究了导电胶粘接的机械性能和电性能的退化机制。结果表明试验用导电胶粘接具有较好的耐温变应力性能，其剪切力在3．25～5．35kg之间，结合微观形貌特征分析和理论分析，对导电胶粘接失效机理进行了深入的探讨，并提出了提高导电胶粘接特性的合理方法，最后对目前工艺枢平下的导电胶粘接可靠性进行了相应评价。     

组合核RVM与EEMD信息熵的机械设备可靠度评估与预测

机械设备的运行可靠度反映的是机械设备在预期服役环境中正常工作的能力,传统的机械设备运行可靠度评估方法通常是建立在大量历史样本信息的基础上,然而针对没有历史样本信息的机械设备,传统方法难以对机械设备的实际运行状态进行准确评估,也很难对其未来的性能退化趋势进行有效预测。为此,提出通过构建归一化EEMD信息熵与组合核函数相关向量机对机械设备的运行状态进行评估和预测。首先采集机械设备运行过程中的振动信号,采用经验模式分解方法（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）对振动信号进行分解,获得多个本征模态函数（intrinsic mode function,IMF）分量,并分别计算其相对能量和归一化EEMD信息熵,构造表征机械设备运行状态的特征指标。随后,构建组合核相关向量机对机械设备的运行状态指标量样本进行学习,并采用粒子群算法对组合核相关向量机中的权值参数和核函数参数进行优化,建立反映机械设备运行状态的可靠度预测模型。最后,将所构造的运行状态特征指标输入给相关向量机进行可靠度的性能退化预测。滚动轴承运行状态评估及预测的结果表明,所提出的机械设备运行状态评价方法能够充分提取反映滚动轴承运行状态的特征信息,运行可靠度预测方法也充分考虑了滚动轴承性能退化状态的历史规律性,相对于单一核函数相关向量机智能预测模型,组合核相关向量机提高了滚动轴承运行状态的预测精度和鲁棒性,为机械设备的运行状态评估和性能退化趋势预测的工程应用提供了一种新的方法。     

Study on Grain Refining and Metamorphism of ZL111 Aluminium Alloys

Vacuum sintering and ball milling methods were employed in the preparation process of Ti-C grain refinement and the ability of refiners with varying ratios of Ti and C to refine ZL111 crystal grains was tested. The refinement effect of the Ti-C ratios on tensile strength, elongation percentage, Brinell hardness, pro-eutectoid αAl and the size of the Si phase of ZL111, after modification by rare-earth and strontium nitrate, were studied by means of metallographic examination, SEM and mechanical property tests. The results show that there is an obvious increase in the tensile strength and elongation percentage of refined ZL111 with these new Ti and C refiner compounding powders, while Brinell hardness remained more or less constant. The pro-eutectoid αAl is considerably reduced in size and the Si phase shows a finer and rounder structure. The refiner exhibits a good grain refining performance when the Ti-C ratio is 25：1, for Al crystals can favorably easily form nuclei and grow up along the TiC surface thanks to the TiAl3 generated by surplus Ti and Al. The mechanical properties have clearly been improved by the addition of strontium nitrate to ZL111. The effective factors in the modification of mechanical properties of ZL111 are in order of importance： strontium nitrate, Ti-C ratio and rare earth.     

PZT电击穿机理研究及可靠性分析

随着压电作动器的应用,对其可靠性的研究已成为一个比较重要的领域.压电堆是压电主动构件的核心作动单元,其电/力的失效(如电击穿、开裂)是影响压电装置性能和可靠性的2个方面.该文仅涉及压电陶瓷的电击穿方面,由于经典电击穿理论不能很好地适合工程应用,基于缺陷引起微短路符合Maxwell-Boltzmann分布的假设,建立击穿场强与体积的关系式,回归结果与实验数据基本吻合.在此基础上,建立了击穿场强的极限状态方程,并进行了可靠性分析.计算证明该方法是有效的.     

机械产品单元的Bayes可靠性评估

本文讨论了机械产品单元的Bayes可靠性评估问题。当应力强度均服从正态分布，且分布参数未知的情况下，分析机械产品单元的可靠性评估问题，得出应力-强度模型可靠性的近似分布，讨论给出了无验前信息时的可靠性Bayes精确下限。     

Comparison of laboratory and field electrical resistivity measurements of a gypsum rock for mining prospection applications

Geophysical surveys are frequently applied in mining prospection to detect the presence and volume of ore bodies of different nature. Particularly, in gypsum ore bodies exploitation, electrical resistivity measurements are usually the most used methodology. However, it has been observed that different electrical resistivity values can be obtained depending on geometrical features and composition of gypsum. Indeed, electrical resistivity of gypsum rocks depends on several parameters, such as gypsum purity, nature of secondary minerals, porosity, saturation and interstitial fluid properties. Saturation and hydrogeological setting, in particular, were recognized as the most influencing parameters. Hydrogeological conditions of gypsum rock masses are also very relevant for exploitability, safety conditions and economic feasibility and should be accurately known during the prospection and planning phases of the quarries. In this work, a relationship between electrical resistivity and saturation degree of gypsum is proposed. The possibility to estimate gypsum porosity with the use of this relationship is also investigated. The reliability of laboratory measurements is finally verified in comparison with field and modelled resistivity data. The reported results underline the potentiality of the proposed approach to obtain a reliable characterization of the studied ore body.     

发射场供配电系统可靠性评定方法

航天发射场的供配电系统是提供动力的重要设备,需要进行可靠性评定,确定其可靠的程度。由于采用复杂的双电源、双回路供配电方式冗余系统,使得系统可靠性建模与可靠性评定造成困难。针对发射场供配电系统,提出了可靠性建模和可靠性评定方法。提出的建模和评定方法,可推广应用于航空、航天、机械等领域的双电源、双回路供配电方式的可靠性建模与可靠性分析,以及复杂的单输入、多输出系统的可靠性评定。     

电气主接线可靠性评估的等效割集法

建立电气主接线可靠性评估的有向故障流图模型,利用网络拓扑理论中的可达性计算形成系统的割集。并对两种典型的穿越变电所电气主接线进行可靠性指标的计算。计算结果表明,本算法正确、实用。     

高性能再生骨料混凝土的物理力学性能及耐久性

针对再生骨料混凝土的路用性能,研究了再生骨料的掺量对高性能再生骨料混凝土物理力学性能的影响,并采用混凝土抗氯离子渗透性的电评价标准试验方法对高性能再生骨料混凝土的抗氯离子渗透性能进行了评价.研究结果表明,虽然再生骨料属于低品质骨料,但高性能再生骨料混凝土的力学性能及耐久性并未随着再生骨料掺量的增加而急剧劣化,再生骨料对混凝土性能既有正效应也有负效应;通过采用优质粉煤灰和高效减水剂双掺技术,可以制备出高强高性能再生骨料混凝土.