Evolution of microstructure, therma

Evolution of microstructure, thermal and creep properties of Ni-doped Sn–0.5Ag–0.7Cu low-Ag solder alloys for electronic applications



ABSTRACT



a b s t r a c t For development of lead-free solder for advance electrical components, the correlation of microstructure with thermal and creep properties of novel Ni-doped Sn–0.5Ag–0.7Cu (SAC (0507)) lead free solders has been investigated. Results showed that addition of 0.05Ni into the lead-free SAC (0507) solder led to the microstructural refinement, more uniform distribution of the Ag 3 Sn, (Cu,Ni) 6 Sn 5 intermetallic com-pounds (IMCs) and small primary b-Sn grains. However, the SAC (0507)–0.1Ni alloy has relatively high fraction of the primary b-Sn phase and the IMCs appeared coarse within the matrix compared with the other examined alloys. DSC results showed that the addition of Ni did not produce any significant effect on the melting behavior. Interestingly, 0.05 wt.% Ni addition exhibited a drastically reduced und-ercooling to be 6.3 °C. In terms of creep behavior, the SAC (0507)–0.05Ni gave the highest creep resistance due to the fine dispersion of IMCs. Furthermore, 0.05 wt.% Ni addition can evidently increase the creep– rupture life, about 2.0 times greater than that of the baseline SAC (0507) and approximately 5.0 times better than that of SAC (0507)–0.1Ni solder. Meanwhile, the SAC (0507)–0.1Ni alloy shows lower creep resistance which is mainly attributable to smaller volume fraction of the precipitate phases. Based on the obtained stress exponents and activation energies, it is proposed that the dominant deformation mechanism in SAC (0507) solders is dislocation climb over the whole temperature range investigated

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

วิวัฒนาการคุณสมบัติต่อโครงสร้างจุลภาค ความร้อน และการคืบของ Sn Ni doped – 0.5Ag – 0.7Cu Ag ต่ำบัดกรีโลหะสำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์บทคัดย่อ แบบ b s t r t c สำหรับการพัฒนาฟรีรอประสานล่วงหน้าไฟฟ้าส่วนประกอบ ความสัมพันธ์ของต่อโครงสร้างจุลภาค มีคุณสมบัติร้อนและคืบของ Sn Ni doped นวนิยาย – 0.5Ag – 0.7Cu (SAC (0507)) นำ solders ฟรีมีการตรวจสอบ ผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นว่า เพิ่ม 0.05Ni เป็นฟรีรอ SAC (0507) ประสานนำการรีไฟน์เมนท์ microstructural กระจายสม่ำเสมอเพิ่มเติมของ Ag 3 Sn, (Cu, Ni) 6 Sn 5 intermetallic com-ปอนด์ (IMCs) และธัญพืชหลักเล็ก Sn b อย่างไรก็ตาม SAC (0507) – 0.1Ni โลหะผสมมีส่วนค่อนข้างสูงของเฟส b-Sn หลัก และ IMCs ที่ปรากฏหยาบภายในเมตริกซ์เมื่อเทียบกับโลหะผสมที่กล่าวถึงอื่น ๆ DSC ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า เพิ่ม Ni ได้ผลิตผลใด ๆ อย่างมีนัยสำคัญกับละลายพฤติกรรม เป็นเรื่องน่าสนใจ wt.% 0.05 นอกจากนี้ Ni จัดแสดงแดน-ercooling ลดลงอย่างรวดเร็วที่เป็น 6.3 องศาเซลเซียส ในลักษณะคืบ SAC (0507) – 0.05Ni ให้ต้านทานการคืบสูงสุดเนื่องจากการกระจายตัวดีของ IMCs นอกจากนี้ wt.% 0.05 นอกจากนี้ Ni สามารถเพิ่มชีวิตคืบ – แตก ประมาณ 2.0 เวลามากกว่าที่พื้นฐาน SAC (0507) และประมาณเวลา 5.0 ดีกว่าของ SAC (0507) กรีซ – ประสาน 0.1Ni ในขณะเดียวกัน SAC (0507) – แสดงต่ำกว่าคืบต้านทานซึ่งส่วนใหญ่เนื่องมาจากมีขนาดเล็กปริมาณเศษระยะ precipitate โลหะผสม 0.1Ni ตามเลขชี้กำลังได้รับความเครียดและเรียกใช้พลังงาน จะมีเสนอว่า กลไกหลักแมพใน solders SAC (0507) เป็นปีนเคลื่อนผ่านช่วงทั้งอุณหภูมิที่สืบสวน

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

วิวัฒนาการของจุลภาค, ความร้อนและคุณสมบัติคืบของ Ni-เจือ SN-0.5Ag-0.7Cu ต่ำ Ag โลหะผสมประสานสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์บทคัดย่อนามธรรมสำหรับการพัฒนาของตะกั่วบัดกรีสำหรับส่วนประกอบล่วงหน้าไฟฟ้าสัมพันธ์ของโครงสร้างจุลภาคที่มีคุณสมบัติความร้อนและคืบของนวนิยาย Ni-เจือ SN-0.5Ag-0.7Cu (SAC (0507)) นำไปสู่การบัดกรีฟรีได้รับการตรวจสอบ ผลการศึกษาพบว่านอกเหนือจาก 0.05Ni ลงในตะกั่วตัน (0507) ประสานนำไปสู่การปรับแต่งจุลภาคกระจายสม่ำเสมอมากขึ้นของ Ag 3 Sn (Cu, Ni) 6 Sn 5 intermetallic คอมปอนด์ (IMCs) และขนาดเล็กเป็นหลัก เมล็ดข Sn อย่างไรก็ตาม SAC (0507) โลหะผสม -0.1Ni มีค่อนข้างสูงส่วนของเฟส B-Sn หลักและ IMCs ปรากฏหยาบภายในเมทริกซ์เมื่อเทียบกับการตรวจสอบโลหะผสมอื่น ๆ ผล DSC แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มขึ้นของ Ni ไม่ได้ผลิตใด ๆ ผลต่อพฤติกรรมการละลาย ที่น่าสนใจน้ำหนัก 0.05.% นอกจาก Ni แสดงลดลงอย่างมากและ-ercooling จะเป็น 6.3 องศาเซลเซียส ในแง่ของพฤติกรรมการคืบที่ SAC (0507) -0.05Ni ให้ต้านทานคืบสูงสุดเนื่องจากการกระจายตัวที่ดีของ IMCs นอกจากนี้น้ำหนัก 0.05.% นอกจาก Ni เห็นได้ชัดว่าสามารถเพิ่มชีวิตแตก creep- ประมาณ 2.0 ครั้งยิ่งใหญ่กว่าพื้นฐาน SAC (0507) และประมาณ 5.0 ครั้งดีกว่าที่ของเช็คสเปียร์ (0507) ประสาน -0.1Ni ในขณะที่ SAC (0507) แสดงให้เห็นอัลลอย -0.1Ni ต้านทานคืบต่ำซึ่งเป็นส่วนใหญ่ส่วนที่เป็นของส่วนปริมาณขนาดเล็กของขั้นตอนตะกอน ขึ้นอยู่กับการได้รับความเครียดเลขยกกำลังและพลังงานการเปิดใช้งานจะเสนอว่ากลไกการเปลี่ยนรูปแบบที่โดดเด่นใน SAC (0507) เป็นปีนบัดกรีคลาดเคลื่อนในช่วงอุณหภูมิทั้งการตรวจสอบ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

วิวัฒนาการของโครงสร้างจุลภาคและสมบัติของความร้อนคืบผมเจือ SN – 0.5ag – 0.7cu ต่ำโดยประสานอัลลอยสำหรับการใช้งานเป็นอิเล็กทรอนิกส์







B S T R A C T สำหรับการพัฒนาบัดกรีไร้สารตะกั่วสำหรับล่วงหน้าอุปกรณ์ไฟฟ้า , ความสัมพันธ์ของโครงสร้างจุลภาคกับสมบัติของความร้อนและการคืบผมนวนิยายเจือดีบุก - 0.5ag – 0.7cu ( SAC ( 0507 ) ตะกั่วฟรีทหารได้รับการสอบสวนผลการวิจัยพบว่า 1 0.05ni ในการรอคอย SAC ( 0507 ) ประสานที่จะนำการปรับแต่งโครงสร้างจุลภาค , การกระจายชุดของ AG 3 SN ( Cu , Ni ) 6 SN 5 ชนิด com ปอนด์ ( imcs ) และขนาดเล็กหลัก b-sn ธัญพืช อย่างไรก็ตาม แซค ( 0507 ) – 01ni สัมฤทธิ์มีสัดส่วนค่อนข้างสูงของการ b-sn เฟสและ imcs ปรากฏหยาบภายในเมทริกซ์เมื่อเทียบกับอื่น ๆตรวจสอบโลหะ ผลลัพธ์ DSC พบว่านอกจากผมไม่ได้มีผลต่อการผลิตใด ๆที่สำคัญในการละลายพฤติกรรม ที่น่าสนใจคือ 0.05 โดยน้ำหนัก นอกจากนี้ผมมีลดลงอย่างมากและ ercooling เป็น 6 องศา ในแง่ของพฤติกรรมการคืบกระเพาะ ( 0507 ) – 0.05ni ให้ต้านทานคืบสูงเนื่องจากการปรับ imcs . นอกจากนี้ , 0.05 % โดยน้ำหนักนอกจากนี้ฉันสามารถทำให้เพิ่มการแตกและชีวิตมากขึ้นกว่าที่ของฐาน SAC ประมาณ 2.0 เท่า ( 0507 ) ประมาณ 5.0 เท่าดีกว่าของ SAC ( 0507 ) – 0.1ni ประสาน ในขณะเดียวกัน แซค ( 0507 ) – 01ni โลหะผสมแสดงกว่าคืบต้านทานซึ่งส่วนใหญ่เนื่องมาจากสัดส่วนปริมาตรเล็กของขั้นตอนที่ตะกอน ขึ้นอยู่กับค่าเลขยกกำลัง ความเครียด และกระตุ้นพลัง มันเสนอว่ากลไกการเปลี่ยนรูปเด่นอยู่ในถุง ( 0507 ) คือ เคลื่อนทหารปีนข้ามทั้งอุณหภูมิช่วงสอบสวน