【摘 要】
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随着电子行业的飞速发展,对现有无铅钎料的热性能、电性能和力学性能等提出了更高的要求。通过向Sn-Ag-Cu钎料中加入纳米Ag颗粒修饰的石墨烯（Ag-GNSs）形成的复合钎料相比Sn-Ag-Cu钎料具有更好地力学性能。钎料焊点在服役过程中受到热和应力的作用会导致焊点的蠕变失效。传统蠕变本构模型均为无物理意义的经验公式,不能反映出材料的真实力学行为。本文利用机械混合法（H）和球磨法（Q）向96.5Sn
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随着电子行业的飞速发展,对现有无铅钎料的热性能、电性能和力学性能等提出了更高的要求。通过向Sn-Ag-Cu钎料中加入纳米Ag颗粒修饰的石墨烯（Ag-GNSs）形成的复合钎料相比Sn-Ag-Cu钎料具有更好地力学性能。钎料焊点在服役过程中受到热和应力的作用会导致焊点的蠕变失效。传统蠕变本构模型均为无物理意义的经验公式,不能反映出材料的真实力学行为。本文利用机械混合法（H）和球磨法（Q）向96.5Sn-3.5Ag-0.5Cu（SAC）中加入0.1 wt.%Ag-石墨烯制备成复合钎料焊点,基于钎料焊点的微观组织特征修正了传统的蠕变本构模型,并通过不同温度下的纳米压痕试验结果验证了本构模型的准确性:（1）通过室温下的纳米压痕试验载荷-位移曲线发现,H/0.1Ag-GNSs焊点和Q/0.1Ag-GNSs焊点的最大贯入深度分别比SAC焊点降低了2.55%和5.24%;通过位移-时间曲线发现,H/0.1Ag-GNSs焊点和Q/0.1Ag-GNSs焊点的保载期间压痕贯入深度变化分别比SAC焊点降低了2.03%和5.62%,反映出Q/0.1Ag-GNSs焊点抵抗变形的能力最强,H/0.1Ag-GNSs焊点次之,SAC焊点最弱。（2）基于Shear-lag模型和Gao模型考虑了石墨烯在复合材料载荷传递效应,并引入墨烯方位角,提出了一种计算Ag-石墨烯增强应力的方法。同时考虑Ag-石墨烯Sn-Ag-Cu钎料焊点中位错强化、晶粒细化以及Orowan效应,采用Clyne方法合成强化应力形成有效应力,最后将有效应力带入Norton模型获得修正的蠕变本构模型。（3）将通过纳米压痕数据计算出的Ag-石墨烯Sn-Ag-Cu钎料焊点的蠕变数据与修正的蠕变本构模型进行对比发现符合良好,证明模型在模拟预测复合钎料焊点方面有一定可靠性。根据高温下的纳米压痕数据,计算出SAC焊点的蠕变激活能为36.12 k J/mol,H/0.1Ag-GNSs焊点的蠕变激活能为45.42 k J/mol。
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