Влияние термообработки переплава на микроструктуру и механические свойства припоя SnBi в условиях высоких температур.

Jul 14, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 9550 (2022 г.) Цитировать эту статью

835 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Источник тепла, основанный на реакции самораспространения тонкой фольги Al/Ni, обладает характеристиками концентрированного тепла, быстрой скоростью повышения/падения температуры и небольшой зоной термического влияния; он может завершить плавление и кристаллизацию припоя за миллисекунды для реализации паяного соединения, что может решить проблемы повреждения термочувствительных материалов и компонентов, вызванные монолитным нагревом конструкции корпуса. Однако из-за крайне нестационарного процесса соединения результирующая морфология микроструктуры может повлиять на эксплуатационные характеристики соединенных между собой соединений. В связи с этим для исследования микроструктуры припоя после пайки на основе реакции самораспространения в данной статье анализируется влияние исходной микроструктуры на микроструктуру после пайки путем нагревания SnBi-припоя толщиной 300 мкм с 40-мкм припоем. Тонкая фольга Al/Ni мкм. Результаты показали, что малое время плавления могло привести к неполному плавлению гетерогенных фаз и неравномерному распределению элементов в процессе плавления, что оказало существенное влияние на морфологию и распределение состава затвердевшей микроструктуры, а также на Распределение твердости расплавленной зоны. Вышеприведенные выводы могут улучшить процесс соединения, основанный на реакции самораспространения, что имеет решающее значение как для теоретического руководства, так и для инженерного применения.

Процессы пайки электронных корпусов обычно выполняются посредством встроенного нагрева устройства. Из-за различных коэффициентов теплового расширения (КТР) материала на границе раздела образуется концентрация тепловых напряжений, вызывающих повреждение внутренней термочувствительности устройства, термическое несоответствие компонентов и материалов, а также снижение надежности корпуса. Поскольку SnPb был запрещен в электронных информационных продуктах из-за присущей ему токсичности, бессвинцовые припои на основе олова широко изучались и коммерчески использовались для замены припоев Sn-Pb. В последние годы спрос на бессвинцовый припой продолжает расти, и были изучены многие припои, не содержащие свинца. Юаньюань Цяо и др.1 использовали метод квази-in-situ для наблюдения за поведением роста интерметаллических соединений (ИМС) в микропаяных соединениях Cu/Sn-3,0Ag-0,5Cu/Cu с одиночным зерном β-Sn во время старения с использованием и без него. температурный градиент (TG) и найти решение для прогнозирования морфологии и толщины IMC с учетом ориентации зерен β-Sn. Сяоян Би и др.2 обнаружили, что добавление пленки Co–Ni улучшает механические свойства пленки Ni и IMC Ni3Sn4. Хаочжун Ван и др.3 в ходе испытаний подтвердили, что твердость и модуль композитных припоев Sn-3,0Ag-0,5Cu улучшаются после добавления Ni-УНТ. Вышеуказанная литература составлена ​​с точки зрения добавления элементов для изучения того, как улучшить прочность припоя после традиционного метода пайки, но меньше исследований о том, как улучшить прочность пайки в результате высокоскоростной реакции самораспространения, ввиду этого. Эта статья, изучающая влияние термообработки переплава на микроструктуру и механические свойства припоя SnBi в условиях высокоскоростной реакции самораспространения, имеет решающее значение как для теоретического руководства, так и для инженерного применения.

Технология соединения реакций самораспространения способна более эффективно решить вышеупомянутые проблемы. Технология паяного соединения с реакцией самораспространения плавит припой, используя эффект саморазогрева и самопроводимости, обусловленный высокой теплотой химической реакции между реагентами. Благодаря легкости возбуждения и высокой термической эффективности нанотонкая фольга с чередующимися нанослоями Al и Ni, обычно называемая тонкой самораспространяющейся фольгой AlNi, является одним из наиболее распространенных материалов, реагирующих на самораспространение, используемых в межблочных соединениях корпусов. . Уравнение реакции обозначается символом Eq. (1).