Characterization of ultrasonic soldering of Ti and Ni with Ni/Al reactive multilayer deposition

• Autorzy: Hodulova Erika , Ramos Ana Sofia , Kolenak Roman , Kostolny Igor , Simekova Beata , Kovarikova Ingrid

Identyfikatory

DOI

10.26628/wtr.v91i9.1073

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka ultradźwiękowego lutowania Ti i Ni z reaktywnym osadzaniem wielowarstwowym Ni/Al

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The joining of Ti and Ni at low temperatures was analysed in this work. For joining pure Ti and Ni coins of 1.5 mm in thickness were used. Reactive multilayer thin films/foils with nanometric period (bilayer thickness), in particular Ni/Al multilayers, have been used to promote joining in two thickness of 28 and 55 nm. The ultrasonic soldering with SnAgTi active solder has been used for “hard-to-solder” material. The structural evaluation of soldered joint was studied by optical microscopy and EDX analysis. The structural analysis was focused to the creation of intermetallic layers in the joint interface. The mechanical properties of solder joints were tested by shear strength.

PL

W pracy przeanalizowano łączenie Ti i Ni w niskich temperaturach. Do łączenia użyto czystych monet Ti oraz Ni o grubości 1,5 mm. Reaktywne wielowarstwowe cienkie powłoki z okresem nanometrycznym (grubość dwuwarstwowa), w szczególności wielowarstwowe Ni/Al, zastosowano do promowania łączenia w dwóch grubościach 28 i 55 nm. Lutowanie ultradźwiękowe z aktywnym lutem SnAgTi zastosowano do materiałów "trudnych do lutowania". Ocenę strukturalną lutowanego złącza zbadano za pomocą mikroskopii optycznej i analizy EDX. Analiza strukturalna koncentrowała się na tworzeniu warstw międzymetalicznych na granicy faz złącza. Właściwości mechaniczne złączy lutowanych zbadano na wytrzymałość na ścinanie.

Słowa kluczowe

EN

reactive deposition; multilayer deposition; ultrasonic soldering

PL

osadzanie reaktywne; osadzanie wielowarstwowe; lutowanie ultradźwiękowe

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Welding Technology Review
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 91, nr 9
• Strony: 51--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Hodulova Erika

• Slovak University of Technology in Bratislava, Slovakia

autor

Ramos Ana Sofia

• University of Coimbra, Portugal

autor

Kolenak Roman

• Slovak University of Technology in Bratislava, Slovakia

autor

Kostolny Igor

• Slovak University of Technology in Bratislava, Slovakia

autor

Simekova Beata

• Slovak University of Technology in Bratislava, Slovakia

autor

Kovarikova Ingrid

• Slovak University of Technology in Bratislava, Slovakia

Bibliografia

• [1] Zoeram A.S., Mousavi S.A.A.A., Laser welding of Ti-6Al-4V to nitinol. Materials and Design, 2014, 61, 185-190.
• [2] Weihs T.P., Fabrication and characterization of reactive multilayer films and foils, in: Barmak K., Cofey K., eds, Metallic Films for Electronic, Optical and Magnetic Applications, Woodhead Publishing, 2014, Cambridge (UK), 160-243.
• [3] Ramos A.S., Cavaleiro A.J., Vieira M.T., Morgiel J., Safran G., Thermal stability of nanoscale multilayers. Thin Solid Films, 2014, Vol. 571, 268-274.
• [4] Wang J., Besnoin E., Duckam A., Spey S.J., Reiss M.E., Knio O.M., Powers M., Whitener M., Weiss T.P., Room-temperature soldering with nanostructured foils. Applied Physics Letters, 2003, Vol. 83(19), 3987.
• [5] Qiu X., Wang J., Bonding silicon wafers with reactive multilayer foils. Sensors and Actuators A: Physical, 2008, Vol. 141(2), 476-481.
• [6] Lanin V.L., Activation of melts by the energy of ultrasonic and infrared fields. In Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 2010, Vol. 46(5), 469- 476, ISSN 1068-3755.
• [7] Ho C.E., Lin Y.W., Yang S.C., Kao C.R., Jiang D.S., Effects of Limited Cu Supply on Soldering Reactions Between SnAgCu and Ni. Journal of Electronic Materials, 2006, Vol. 35(5), 1017-1024.
• [8] Liang M.-W., Hsieh T.-L., Chang S.Y., Chuang T.-J., Thin-Film Reactions during Diffusion Soldering of Cu/Ti/Si and Au/Cu/Al2O3 with Sn Interlayers. Journal of Electronic Materials, 2003, Vol. 32(9), 952-956.
• [9] NORO J., Intermetallic phase formation in nanometric Ni/Al multilayer thin films. Intermetallics, 2008, Vol. 16(9), 1061-1065.
• [10] RAMOS D., Production of intermetallic compounds from Ti/Al and Ni/Al multilayer thin films – A comparative study. Journal of Alloys and Compounds, 2009, Vol. 484(1-2), 335-340. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.04.098
• [11] SIMOES S., Anisothermal solid-state reactions of Ni/Al nanometric multilayers. Intermetallics, 2011, Vol. 19(3), 350-356.
• [12] TSAO L.C., Direct active soldering of micro-arc oxidized Ti/Ti joints in air using Sn3.5Ag0.5Cu4Ti(RE) filler. Material Science and Engineering: A, 2013, Vol. 565, 63-71.
• [13] Choi W.K., Lee H.M., Effect of Ni Layer Thickness and Soldering Time on Intermetallic Compound Formation at the Interface between Molten Sn-3.5Ag and Ni/Cu Substrate. Journal of Electronic Materials, 1999, Vol. 28(11), 1251-1255.