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

Effect of temperature and stress rate on mechanical properties of ternary alloys

¹ Université François-Rabelais de tours, ST Microelectronics, 16 rue Pierre et Marie Curie, BP 7155, 37071 Tours Cedex 2, France
² 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
³ Université François-Rabelais de tours, Laboratoire de Mécanique et de Rhéologie (L.M.R.), 7 rue Marcel Dassault, 37204 Tours Cedex 3, France

Auteur de correspondance : stephane.moreau10@orange.fr

Reçu : 16 Juillet 2004
Accepté : 20 Septembre 2007

Résumé

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.

Abstract

For FEM-based numerical simulation, one must know the particular mechanical properties. This paper presents a thermomechanical characterization study on two ternary alloys (92.5Pb-5Sn-2.5Ag and 95.5Pb-2.5Ag-2Sn) used in the electronics industry. By means of Dynamic Mechanical Analysis (DMA), the effects of temperature (from +35 to +125 °C) and stress rates (from 0.1 to 10 N.min^-1) on mechanical properties – secant modulus, yield strength and ultimate tensile strength – of 92.5Pb-5Sn-2.5Ag/95.5Pb-2.5Ag-2Sn alloy were investigated.