Impacto del envejecimiento isotérmico en las propiedades mecánicas de uniones de soldadura de 92.8%Sn-3%Ag-0.5%Cu-3.3%Bi (Cyclomax)
Autores: Hamasha, Mohammad M.; Hamasha, Khozima; Hamasha, Sa"d
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Envejecimiento térmico
Uniones de soldadura
Propiedades mecánicas
92.8%Sn-3%Ag-0.5%Cu-3.3%Bi
Microestructura
Dispositivos electrónicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
Durante la operación, los componentes electrónicos están expuestos a altas temperaturas que pueden durar largos períodos, dependiendo de la duración de la operación. Las uniones de soldadura son uno de los componentes más afectados por el envejecimiento térmico mientras están en servicio. En esta investigación, se estudió el efecto de la duración y la temperatura del envejecimiento térmico en las propiedades mecánicas de 92.8%Sn-3%Ag-0.5%Cu-3.3%Bi (Cyclomax). La novedad de este trabajo radica en el estudio de las importantes propiedades de una nueva generación de materiales Sn-Ag-Cu (SAC) (es decir, Cyclomax). Cyclomax es raro en la industria y poco maduro en la investigación. Para entender el efecto del envejecimiento térmico, se investigó la microestructura y se observaron cambios en ella y en sus propiedades mecánicas. Para simular las uniones de soldadura en dispositivos electrónicos, se prepararon muestras de bolas de soldadura y se unieron a almohadillas de cobre en placas electrónicas. La mayoría de las muestras fueron tratadas a 150 grados C o 100 grados C durante hasta 1000 h y algunas muestras se dejaron sin tratar para comparación. Se utilizó un microscopio electrónico de barrido (SEM) para obtener imágenes de la microestructura. Se investigaron las relaciones de esfuerzo cortante-deformación cortante, incluyendo la resistencia cortante última (USS), el módulo de elasticidad y la energía última (UE). Las imágenes de la microestructura indicaron la presencia de una capa de Cu6Sn5 sobre la almohadilla de cobre antes de que se aplicara el envejecimiento térmico. El grosor de esta capa aumentó con la aplicación del envejecimiento térmico a lo largo del tiempo. Los resultados de la relación de esfuerzo cortante-deformación cortante indican que todos los USS, la energía total (TE) para desprender las bolas de soldadura y la UE disminuyeron al principio del envejecimiento térmico y luego se invirtieron para aumentar más tarde. En general, el envejecimiento isotérmico reduce el rendimiento de las uniones de soldadura Cyclomax en términos de la fuerza mínima y la energía requeridas para separar y, posteriormente, dañar los componentes electrónicos.
Descripción
Durante la operación, los componentes electrónicos están expuestos a altas temperaturas que pueden durar largos períodos, dependiendo de la duración de la operación. Las uniones de soldadura son uno de los componentes más afectados por el envejecimiento térmico mientras están en servicio. En esta investigación, se estudió el efecto de la duración y la temperatura del envejecimiento térmico en las propiedades mecánicas de 92.8%Sn-3%Ag-0.5%Cu-3.3%Bi (Cyclomax). La novedad de este trabajo radica en el estudio de las importantes propiedades de una nueva generación de materiales Sn-Ag-Cu (SAC) (es decir, Cyclomax). Cyclomax es raro en la industria y poco maduro en la investigación. Para entender el efecto del envejecimiento térmico, se investigó la microestructura y se observaron cambios en ella y en sus propiedades mecánicas. Para simular las uniones de soldadura en dispositivos electrónicos, se prepararon muestras de bolas de soldadura y se unieron a almohadillas de cobre en placas electrónicas. La mayoría de las muestras fueron tratadas a 150 grados C o 100 grados C durante hasta 1000 h y algunas muestras se dejaron sin tratar para comparación. Se utilizó un microscopio electrónico de barrido (SEM) para obtener imágenes de la microestructura. Se investigaron las relaciones de esfuerzo cortante-deformación cortante, incluyendo la resistencia cortante última (USS), el módulo de elasticidad y la energía última (UE). Las imágenes de la microestructura indicaron la presencia de una capa de Cu6Sn5 sobre la almohadilla de cobre antes de que se aplicara el envejecimiento térmico. El grosor de esta capa aumentó con la aplicación del envejecimiento térmico a lo largo del tiempo. Los resultados de la relación de esfuerzo cortante-deformación cortante indican que todos los USS, la energía total (TE) para desprender las bolas de soldadura y la UE disminuyeron al principio del envejecimiento térmico y luego se invirtieron para aumentar más tarde. En general, el envejecimiento isotérmico reduce el rendimiento de las uniones de soldadura Cyclomax en términos de la fuerza mínima y la energía requeridas para separar y, posteriormente, dañar los componentes electrónicos.