焊料Anand材料模型详解

    弹性：与时间无关；塑性：与时间无关；蠕变：与时间有关；疲劳：与时间有关；

    焊料是电子封装中的关键材料之一，当焊料温度达到其熔点温度的40%及以上时，焊料在任何应力水平下都会发生蠕变变形。设焊料的熔点约为180℃～200℃（453K～473K）；电子元器件的工作环境温度，如-55℃～125℃（218K～398K）可达熔点的0.46～0.87倍。在这样的温度下，焊料会产生明显的蠕变。

    所以不能只考虑焊料的弹性变形和塑性变形，应该综合考虑其弹性变形、塑性变形及蠕变变形。弹性变形是可恢复的变形，塑性变形与时间无关，蠕变变形与时间有关。塑性变形和蠕变变形合称为非弹性变形，属于永久性的变形。

    Anand材料模型是焊料最常用的粘塑性模型，兼顾塑性和蠕变，由流动方程和演化方程共同构成。广泛用于模拟焊料在低频加载的循环机械载荷、热载荷、以及热机械载荷下的力学规律。

    Anand材料模型包含的9个材料参数，可以通过蠕变试验、恒应变率拉伸试验等试验数据进行曲线拟合来确定。ANSYS软件支持Anand材料模型，从上到下依次是：变形阻力，激活能，指数前因子，应力倍数，应力的应变率敏感度，硬化常数，变形阻力饱和值系数，饱和值的应变率敏感度，硬化的应变率敏感度。

    笔者通过文献调研，找到几组焊料的Anand材料参数数据。

    数据一

    数据二

    数据三

    数据四

    数据五