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本论文分为两个相对独立的部分。 本论文第一部分运用分子动力学模拟方法,就非线性光学材料β相偏硼酸钡(β-BaB2O4,简称BBO)急冷玻璃态的振动特性和晶体生长开展研究,具体内容包括1、BBO急冷玻璃态的结构,2、BBO急冷玻璃态的态密度,3、BBO晶态和玻璃态的振动特性以及Raman光谱的计算,4、RbCl和BBO晶体生长的模拟。 研究结果表明,BBO急冷玻璃态,基本保持了熔体的结构特征。分别用Hessian矩阵和速度自相关函数计算了BBO急冷玻璃态的态密度,两者符合很好。态密度的计算结果表明 B原子振动特征频率有两种,一种在 1200cm1~600cm1之间,一种低于400cm-1,O原子振动频率范围比较分散,但有一个明显的王峰值 196cm-1,Ba原子只有一个低频峰,峰值在 100 cm-1处。分子动力学模拟研究中还发展了各种相关函数及其Fourier变换和有关动力学性质的计算程序。模拟中计算了键长自相关函数和位移互相关函数,并通过Fourier变换得到了B-0振动谱和BO3、BO4结构氧原子呼吸振动模式Raman谱。模拟结果表明,无论晶体还是熔体,BO3呼吸模式都可大致反映Raman光谱实验结果。为了模拟晶体生长,还建立了晶液两层构型方法的晶体生长分子动力学模拟程序,很好地模拟给出了RbCl的晶体生长过程.在BBO晶体生长模拟中,对粒子间相互作用势作了改进,当使用(B3O6)环束缚约束时,实现了 BBO晶体模拟生长。 第二部分针对电子封装倒装焊可靠性问题,就以下内容开展研究 1、倒装焊 SnPb焊点热循环失效的实验,2、底充胶的粘弹性材料模型,3、二维有限元模拟计算焊点应力应变分布,4、底充胶材料模型对可靠性的影响,5、三维有限元模拟。 通过热循环实验,确定了倒装焊SnPb焊点的热循环寿命。采用二维有限元方法模拟了倒装焊 SnPb焊点在热循环条件下的应力应变行为,高塑性应变位置与裂纹产生的位置相符。基于热循环寿命的实验数据和模拟计算得到的塑性应变范围,确定了 SnPb焊点热循环失效Coffin-Manson万程的参数.研究表明,有底充胶倒装焊SnPb焊点的塑性应变范围比无底充胶时明显减小,热循环寿命可提高~20倍,充胶后的焊点高度对可靠性的影响在一定范围内变得不明显。 采用三种材料模型 定常弹性、温度相关弹性和粘弹性模型,描述了底充n U8437上的力学性能。模拟结果表明,材料模型影响 SnPb焊点的塑性应变范围、封装整体形变以及芯片一底克胶界面应力。采用弹性材料模型可能高作了s二N焊点的热循环寿命和芯片一底克胶界面应力。有底克胶时,倒装焊主:装体系的整体形变中剪切位移减小,翘曲增加,其中以粘弹性材料模型时的变切位移为最小。底克胶与芯片界面应力以芯片角部位置为最大,是底充胶分层开始萌生的位置。 三维有限元模拟给出了焊点塑性应变在9司中的分布,无底死胶时,远离芯片中心的焊球容易损伤。克胶后,焊球的损伤程度与距芯片中心的距离相乡甚小。三维模4F)还给出了芯片在死胶后的芯片一底无胶界面应力分布。