Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal, Structural and Electrical Properties of Some Bi-Cu-Ni Alloys

Marković B., Živković D., Manasijeyić D., Sokić M., Minić D., Talijan N., Stajić-Trošić J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

117--120

EN

The Bi-Cu-Ni ternary system belongs to the group of potential Cu-Ni-based advanced lead-free solder materials for high temperature application. In this study microstructure investigation of the slow-cooled Bi-Cu-Ni samples was done using SEM-EDS analysis. The samples compositions were chosen along three cross-sections with molar ratio Cu:Ni=1:3, 1:1 and 3:1. The experimentally obtained phase structure was compared with the results of thermodynamic calculation according to CALPHAD method. Also, new results regarding thermal and electrical properties investigations of these alloys are presented in this paper, based on DSC and electroconductivity measurements.

PL

Trójskładnikowe stopy Bi-Cu-Ni należą do grupy potencjalnych zaawansowanych bezołowiowych materiałów do lutowania w wysokiej temperaturze opartych na stopach Cu-Ni. Analizę mikrostruktury wolno schłodzonych próbek Bi-Cu-Ni wykonano za pomocą technik SEM-EDS. Do badań wybrano próbki charakteryzujące się stałym molowym stosunkiem Cu:Ni=1:3, 1:1 i 3:1. Doświadczalnie otrzymaną strukturę faz porównano z wynikami obliczeń termodynamicznych metodą CALPHAD. Ponadto, nowe wyniki dotyczące badań właściwości cieplnych i elektrycznych stopów zostały przedstawione w tym artykule, na podstawie pomiarów DSC i przewodności elektrycznej.

2

Structure and electrical properties of Sn8Zn solder alloy with Ag and Ga additions

Boczkal G., Perek-Nowak M.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

39--45

EN

Solder joints based on eutectic SnZn alloy were studied. The influence of Ga and Ag was analysed and compared to the basic Sn8Zn alloy as well as to the reference solder alloys Sn60Pb40 and Sn3Cu. The formation of intermetallic layer in zinc-containing alloys made mainly out of Cu5Zn8 type was noted, while in the standard solder alloys it was Cu3Sn. The resistivity measurements showed the lowest value for Sn8Zn1 Ag and the worst in the case of Sn8Zn1 Ga, due to the quite different incorporation of Ag and Ga atoms in the solder: Ag atoms are found in precipitates while Ga atoms are dissolved in the matrix.

PL

W pracy przedstawiono badania dotyczące połączeń lutowanych na bazie stopu eutektycznego SnZn. Porównano wpływ dodatków stopowych Ga i Ag w stosunku do referencyjnego stopu Sn8Zn i stopów lutowniczych Sn60Pb40 i Sn3Cu. Zauważono wytworzenie warstwy międzymetalicznej w stopach zawierających cynk, która zbudowana była głównie ze związku typu Cu5Zn8, podczas gdy w standardowych stopach jest to zwykle faza Cu3Sn. Badania oporności wykazały najniższą wartość dla stopu Sn8ZnAg, a najwyższą dla stopu Sn8ZnGa, ze względu na różny sposób rozmieszczenia atomów Ag i Ga w połączeniu lutowanym: atomy Ag znajdują się w wydzieleniach, a Ga są rozpuszczone w osnowie.

3

Shear strength and DSC analysis of high-temperature solders

Koleňák R., Martinkowič M, Koleňáková M

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

529--533

EN

The work is devoted to the study of shear strength of soldered joints fabricated by use of high-temperature solders of types Bi-11Ag, Au-20Sn, Sn-5Sb, Zn-4Al, Pb-5Sn, and Pb-10Sn. The shear strength was determined on metallic substrates made of Cu, Ni, and Ag. The strength of joints fabricated by use of flux and that of joints fabricated by use of ultrasonic activation without flux was compared. The obtained results have shown that in case of soldering by use of ultrasound (UT), higher shear strength of soldered joints was achieved with most solders. The highest shear strength by use of UT was achieved with an Au-20Sn joint fabricated on copper, namely up to 195 MPa. The lowest average values were achieved with Pb-based solders (Pb-5Sn and Pb-10Sn). The shear strength values of these solders used on Cu substrate varied from 24 to 27 MPa. DSC analysis was performed to determine the melting interval of lead-free solders.

PL

Praca poświęcona jest badaniu wytrzymałości na ścinanie połączeń lutowanych wytwarzanych przy użyciu wysokotemperaturowych stopów lutowniczych typu Bi-11Ag, Au-20Sn, Sn-5Sb, Zn-4Al, Pb-5Sn i Pb-10Sn, na podłożach wykonanych z Cu, Ni i Ag. Porównano wytrzymałość spoin wytwarzanych przy użyciu topnika i spoin wytwarzanych przy użyciu aktywacji ultradźwiękowej bez topnika. Uzyskane wyniki wykazały, że w przypadku lutowania z wykorzystaniem ultradźwięków (UT), wyższą wytrzymałość na ścinanie połączeń lutowanych została osiągnięta dla większości stopów lutowniczych. Najwyższą wytrzymałość na ścinanie przy użyciu UT (tj. 195 MPa) uzyskano dla Au-20Sn na Cu. Najniższe średnie wartości zostały osiągniete dla lutów na bazie Pb (Pb-5Sn i Pb-10Sn). Wartości wytrzymałości na ścinanie tych lutów na podłożach Cu waha się od 24 do 27 MPa. Analizę DSC przeprowadzono w celu określenia przedziału temperatur topnienia bezołowiowych stopów lutowniczych.

4

Połączenia lutowane w montażu elektronicznym z zastosowaniem materiałów ekologicznych

Kisiel R.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2009

|

z. 170

3-166

PL

Ciągły postęp w rozwoju montażu elektronicznego jest ściśle powiązany ze stosowaniem nowych materiałów oraz z wdrażaniem nowych technik montażu. Jednym z motorów rozwoju są aspekty ekologiczne oraz związane z nimi uregulowania prawne. Dodatkowo, zmiany te muszą umożliwiać produkowanie wyrobów, które są tańsze, bardziej funkcjonalne i niezawodne. Głównym celem pracy jest analiza wyzwań materiałowych oraz technologicznych, zwiaząnych z montażem elektronicznym. W pracy położono nacisk na badanie i opracowanie procesu lutowania z zastosowaniem lutów bezołowiowych oraz wykorzystanie tego procesu do wytwarzania ekologicznego sprzętu elektronicznego. W pierwszej części pracy dokonano zwięzłego przeglądu używanych materiałów oraz technik montażu stosowanych od poziomu struktury półprzewodnikowej aż do poziomu systemu elektronicznego. Pokazano, że lutowanie jest wciąż dominujacą techniką montażu na wszystkich poziomach. Niemniej jednak, wymagania rynkowe narzucają konieczność zmian bazy materiałowej i technologicznej. Ołów i inne materiały szkodliwe muszą być wyeliminowane z procesu montażu. Zmiana bazy materiałowej pociąga za sobą konieczność zmiany bazy technologicznej. Dlatego też głównym celem przeglądu była analiza fizycznych oraz technologicznych właściwości potencjalnych nowych ekologicznych materiałów, które mogą być zamiennikami materiałów ołowiowych. Mając na uwadze wnioski z dokonanego przeglądu literatury, autor zaplanował i przeprowadził badania wpływu składu stopu lutowniczego, rodzaju topników oraz parametrów procesu lutowania na zwilżalność różnych podłoży badanymi lutami bezołowiowymi. Do oceny parametrów technologicznych lutów oraz w badaniach wpływu parametrów procesu lutowania na właściwości elektryczne oraz mechaniczne połączeń lutowanych szeroko wykorzystywano techniki planowania doświadczeń. Badania były skoncentrowane na właściwościach stopów bliskoeutektycznych SnAg z dodatkami Cu, Bi oraz Sb. Badano następujace parametry technologiczne lutów: czas zwilżania, siłę zwilżania, kąt zwilżania oraz napięcie powierzchniowe. Badano także parametry fizyczne lutów, takie jak ich rezystywność oraz wytrzymałość mechaniczna. Niezależnie od tych badań, wykonano połączenia lutowane z wykorzystaniem badanych materiałów ekologicznych oraz dokonano oceny ich właściwości elektrycznych oraz mechanicznych. Badania potwierdziły, że luty SnAgCu oraz SnAgCuBi są odpowiednie do montażu ekologicznego. Wykazano, że badane luty są kompatybilne z bezołowiowymi pokryciami wyprowadzeń podzespołów, jak też bezołowiowymi powłokami lutownymi płytek obwodów drukowanych.

EN

Continuous progress in electronic assembly is closely connected with the development and implementation of new materials and assembly techniques. One of the main driving forces for such changes are environmental aspects and resulting constraints imposed by laws. Additionally, the changes must allow to obtain products which are cheaper, with higher functionality and reliability. The main subject of the book is the analysis of application of ecological materials in electronic assembly. Special attention has been paid to investigation and understanding of the soldering process with application of lead-free solders and using this process for manufacturing ecologically friendly electronics products. The first part of the book is a comprehensive review of currently employed materials and assembly techniques which are used for electronics packaging from the chip up to the system level. It has been shown that soldering is still the most often used technique for joint formation at all assembly levels. However, the market requires that the soldering process should be changed. Lead and other harmful materials must be excluded from electronic assembly processes. Such materials changes require technological changes too. The main goals of the review is the analysis of the physical and technological properties of new, ecologically friendly materials which can be applied as potential replacements. Having carefully reviewed the physical and technological properties of potential lead free materials, the author has analyzed experimentally the influence of solder composition, flux type and parameters of soldering process on wettability of lead-free solders on different substrates. The design of experiments methodology was used for investigation of the technological properties of lead-free materials and for investigation of the influence of soldering process parameters on mechanical and electrical properties of ecological solder joints. Special attention was paid to properties of near eutectic SnAg solders with Cu, Bi and Sb addition. The following technological properties of the solders were measured: wetting time, wetting force, wetting angle and surface tension. Additionally, electrical and mechanical properties of solders were investigated and assessed. Finally, the solder joints, with the use of the mentioned above ecological materials, were made and solder joint resistance as well as mechanical properties were estimated. It has been concluded that SnAgCu and SnAgCuBi lead-free solders are good materials for ecological assembly. It has been shown that such solders are compatible with lead-free components and lead-free printed circuit boards.

5

Stabilność wybranych własności bezołowiowych połączeń w grubowarstwowych układach hybrydowych

Kalenik J., Kiełbasiński K., Kisiel R., Jakubowska M., Szmidt J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 9

27-36

PL

Autorzy zaprezentowali wyniki badań stabilności połączeń lutowanych wykonanych lutami bezołowiowymi w grubowarstwowych układach hybrydowych. Połączenia zostały wykonane pomiędzy końcówkami elementów SMD w obudowach 1206, a polami lutowniczymi wykonanymi techniką grubowarstwową na podłożu ceramicznym. Autorzy zbadali rezystancję połączeń lutowanych oraz ich wytrzymałość mechaniczną. Połączenia zostały poddane starzeniu w temperaturze 125 C. Wytrzymałość mechaniczna starzonych połączeń lutowanych wykonanych lutami bezołowiowymi na palladowo-srebrowych polach lutowniczych była znacznie niższa niż wytrzymałość tych połączeń na srebrowych i platynowo-srebrowych polach lutowniczych.

EN

The paper presents the results of investigation of lead-free solder joints in thick film hybrid circuits. The solder joints between lead-free SMD 1206 jumpers and lead-free solder pads on ceramic substrate were prepared with the use of lead-free solders. Electrical resistance and mechanical strength of the joints were under investigation. The four-wire method of resistance measurement and shear test for mechanical strength were applied. The joints were tested just after preparation and after annealing at temperature 125°C for 1000 h. Mechanical strength of lead-free solder joint on Pd-Ag solder pads was considerbly lower than on Ag and Pt-Ag solder pads.

6

Własności termodynamiczne ciekłych stopów Ag-Cu-In do potencjalnych zastosowań na luty bezołowiowe

Wierzbicka-Miernik A.

Inżynieria Materiałowa

|

2007

|

Vol. 28, nr 6

889-897

PL

Z przeglądu literatury wynika, że ind obniża temperaturę topnienia lutowia, polepsza zwilżalność łączonych powierzchni oraz poprawia właściwości mechaniczne spoiny, dlatego metal ten jest pożądanym dodatkiem do obecnie proponowanych zamienników lutowi cynowo-ołowiowych, na bazie stopów Sn-Ag-Cu. Przed rozpoczęciem badań mających na celu przetestowanie materiałów z układu Sn-Ag-Cu-In pod kątem zastosowań na materiały lutownicze, koniecznym jest skonstruowanie wykresu fazowego tego układu. Do skonstruowania tego cztero-składnikowego diagramu fazowego niezbędna jest znajomość układów równowag fazowych składowych stopów trójskładnikowych, w tym również układu Ag-Cu-In. Ze względu na brak w literaturze jakichkolwiek informacji odnośnie do danych termodynamicznych dotyczących układu Ag-Cu-In, umożliwiających obliczenie układu równowagi fazowej, zaplanowano własne badania podstawowe. Ich celem było dostarczenie możliwe kompletnej informacji, która umożliwi w przyszłości podanie pełnego opisu termodynamicznego układu Ag-Cu-In oraz obliczenie jego diagramu fazowego metodą CALPHAD [1]. W związku z powyższym, zaplanowano badania eksperymentalne mające na celu wyznaczenie właściwości termodynamicznych ciekłych stopów Ag-Cu-In: aktywności indu, entalpii mieszania oraz temperatur linii likwidus. Do realizacji zadań badawczych zastosowano następujące metody eksperymentalne: pomiary siły elektromotorycznej odpowiednich ogniw galwanicznych, kombinację kalorymetrycznej metody bezpośredniej syntezy i metody rozpuszczania, różnicową kalorymetrię skaningową oraz różnicową analizę termiczną.

EN

It is known from the literature review that indium lowers a solder melting-point, makes better a wettability of joined surfaces as well as improves the mechanical proprieties of soldered joint. Therefore this metal is desirable addition to proposed new lead-free solder materials based on Sn-Ag-Cu alloys. Before starting the investigations of the Sn-Ag-Cu-In materials as a lead-free solder it is necessary to create a phase diagram of this system. Calculation of the quaternary phase diagram requires the knowledge of the component ternary phase diagrams, in this also Ag-Cu-In. The own basic research were planned because no thermodynamic data of Ag-Cu-In system which let calculate the phase diagram of this system are available in the literature. The main purpose of this research has been to provide the data which enables the exact thermodynamic description of the Ag-Cu-In system, and then to calculate its phase diagram using the CALPHAD [1] method. To realize the purpose of this work the experimental data of the thermodynamic properties of the liquid Ag-Cu-In alloys: indium activities, enthalpy of mixing and liquidus temperatures were determined. The following experimental methods were employed: the measurements of electromotive forces of the galvanic cells, a direct drop method calo-rimetry, a differential scanning calorimetry and a differential thermal analysis.

7

Ustawienie projekty ELFNET : geneza i korzyści

Zakulski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

15-16

PL

Omówiono genezę międzynarodowych starań o eliminację ołowiu ze stopów lutowniczych w USA oraz Unii Europejskiej. Wskazano na obowiązek wypełniania nakazów Dyrektywy RoHS, wprowadzającej od 1 lipca 2006 roku całkowity zakaz używania ołowiu i innych szkodliwych substancji. Wskazano na rolę IMIM PAN jako koordynatora projektu ELFNET w Polsce oraz na korzyści z przystąpienia do tej sieci.

EN

The author discusses the genesis of the implementation of lead-free solders as a consequence of the RoHS directive. The steps leading to the establishment of the ELFNET project were described, as well as the role of IMIM PAS as a coordinator in Poland. The benefits of joining ELFNET network were pointed out.

8

Stan zaawansowania wprowadzania lutów bezołowiowych w krajach europejskich

Zakulski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

17-19

PL

Przedstawiono wyniki badań ankietowych prowadzonych od września do grudnia 2004 r. za pośrednictwem Internetu, na kongresach i targach sprzętu elektronicznego oraz podczas bezpośredniego kontaktu z przedsiębiorstwami z Finlandii, Norwegii, Włoch, Holandii, Niemiec, Wielkiej Brytanii i Polski. Omówiono stan zaawansowania wprowadzania lutów bezołowiowych z uwzględnieniem spodziewanych problemów i korzyści, a także preferowane gatunki stopów lutniczych.

EN

The autor presents results of the questionnaire which was distributed from September to December 2004 via the Internet, on congresses and electronic fairs and by direct contact with enterprises. The analyzed answers come from Finland, Norway, Italy, The Netherlands, Germany, The United Kingdom and Poland. The current status of implementation of lead-free solders was discussed taking into consideration the expected problems and advantages, as well as the preferred types of lead-free solder alloys.

9

Od Polish Phase Diagram Committee do integracji międzynarodowej, programów COST 531 i 535 oraz sieci ELFNET

Moser Z., Zakulski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

5-7

PL

Przedstawiono kolejne etapy włączania Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk im. Aleksandra Krupkowskiego w międzynarodową współpracę w dziedzinie badań termodynamicznych, właściwości fizycznych, obliczeń wykresów fazowych oraz modelowania stopów metali i faz międzymetalicznych. Umożliwiło to utworzenie w 1994 r. Polish Phase Diagram Committee, w roku 2002 przekształcenie go w komitet międzynarodowy Associated Phase Diagram and Thermodynamics Committee, który do chwili obecnej działa jako międzynarodowa sieć. Sieć ta wygenerowała wspólną tematykę, udział w programach COST 531 i 535 i włączenie Polski, Republiki Czeskiej i Słowacji do nowej sieci międzynarodowej ELFNET w obszarze lutowi bezołowiowych. Polskę w ELFNET reprezentuje Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk.

EN

The author presents the successive steps in engaging the Institute of Metallurgy and Materials Science of the Aleksander Krupkowski Polish Academy of Sciences in the international cooperation, in the field of thermodynamic research, physical properties, phase diagram calculation, as well as the modelling of metal alloys and intermetallic phase. It enabled the formation of the Polish Phase Diagram Committee in 2002, which has been operating as international network until now. The network has generated a common field of activites, the participation in the COST 531 and COST 535 programs, as well as the inclusion of Poland, the Czech Republic and Slovakia in the ELFNET international network, within the area of lead-free solders. Poland is represent in ELFNET by the Institute of Metallurgy and Material Sciences of the Polish Academy of Sciences.

10

Ekologiczna elektronika : uwarunkowania materiałowe i technologiczne

Kisiel R., Felba J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 12

75-77

PL

Od co najmniej 50 lat w montażu sprzętu elektronicznego stosowane są luty SnPb. Dwie dyrektywy Unii Europejskiej, WEEE oraz RoHS, wymuszają stosowanie technologii bezołowiowych od 1 lipca 2006 r. Konieczne jest zatem wykluczenie ołowiu z lutów, metalizacji pokryć kontaktów płytek drukowanych oraz kontaktów podzespołów. Przedstawiono przegląd zmian materiałowych i technologicznych, jakie muszą być wdrożone w tym zakresie.

EN

Soldering processes with SnPb solders was standard interconnection technologies of electronic components on PCBs from few decades. From more than ten years there are strong market, society and legal pressure on ecological electronic assembly. The EU Directives WEEE and RHS oblige the manufactures to elimination Pb from electronic products by 1 July 2006 in Europe. The development of Pb-free interconnects require the exclude of lead from three key elements of typical solder joint: the solder, the PCB finishes and component leads metallization. The intend of this paper is to provide the overview of materials and technological aspects of applying "green technology" in electronic assembly.

11

Droga IMIM PAN do udziału w projekcie ELFNET

Moser Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

8-10

PL

Przedstawiono kolejne etapy rozwoju eksperymentalnej termodynamiki stopów ukierunkowanej na obliczenia wykresów fazowych. Doprowadziło to do wyznaczenia parametrów termodynamicznych, które - oprócz użycia do obliczeń równowag fazowych - można wykorzystać do modelowania napięcia powierzchniowego. Wyniki napięcia powierzchniowego z modelowania porównano z pomiarami doświadczalnymi i wykorzystano do badań zwilżania lutowi bezołowiowych w ramach wspólnych projektów z instytutami przemyslowymi i w programie COST 531. Doprowadziło to do utworzenia bazy danych SURDAT i koordynowania przez Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN w sieci krajowej ELFNET w ramach 6PR.

EN

The author presents the successive stepsof the development of experimental thermodynamics of alloys directed to calculations of the phase diagrams. Itresulted in determining the thermodynamic parameters, which were used not only for calculations of phase equilibria, but also for modeling of the surface tension. The results of the surface tension from modeling werecompared with the experimental data and used for the wettability studies of Pb-free solders in several joint projects with industrial institutes and in the COST 531 program. As a consequence data base SURDAT was formed and the Institute of Metallurgy and Materials Science of the Polish Academy of Sciences was chosen to co-ordinate the formationof the network ELFNET within 6. Frame Work Program in Poland.

12

Aspekty ekonomiczne wprowadzania lutów bezołowiowych

Zakulski W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

20-21

PL

Omówiono ekonomiczne konsekwencje wprowadzania lutow bezołowiowych do praktyki przemysłowej pod kątem kosztów bezpośrednich i pośrednich. Wskazano na wpływ stosowania droższych metali i stopów o wyższej temperaturze topnienia na wzrost cen produktow finalnych.

EN

The paper discusses the ekonomic consequences of the implementation of lead-free soldering referring to its direct and indirect costs. The author points to the influence of the use of more expensive metals and soldering alloys with higher melting points on the prices of the final products.

13

Aktualny status i problemy Akcji COST 531 : materiały na luty bezołowiowe

Zabdyr L. A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 9

11-12

PL

Podano w skrócie genezę Akcji COST 531, z uwzględnieniem w niej udziału polskich naukowcow. Następnie podano strukturę organizacyjną Akcji i jej odniesienie do nowoczesnych sposobów projektowania materiałów, ilustrując to konkretnym przykładem. Wreszcie opisano w koniecznym skrócie podstawy metody CALPHAD, jako głównego narzędzia przy sporządzaniu termodynamicznej bazy danych.

EN

The origin of COST 531 Action was outlined, as wall as the contribution of Polish scientists. The structure of the Action and its relation to knowledge-based material design is also described, and the example of such an approach is given. The outlines of the CALPHAD method are then presented as the main tool for thermodynamic database production.

14

Wpływ temperatury lutowania na rozpływność lutów SnAg i SnAgCu na różnych podłożach

Kisiel R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2004

|

Vol. 45, nr 10

20-21

PL

Badano wpływ temperatury lutowania na rozpływność lutów: Sn3.8Ag, Sn2.8Ag0.5Cu oraz Sn3.1Ag0.7Cu na różnych podłożach. Stwierdzono, że na podłożach pokrytych Cu rozpływność poprawia się ze wzrostem temperatury w zakresie 250...290°C. Dla podłoży pokrywanych Sn rozpływność jest dwukrotnie lepsza niż na Cu, ale maleje po przekroczeniu temperatury 270°C.

EN

The influence of soldering temperature on solderability of Sn3.8Ag, Sn2.8Ag0.5Cu and Sn3.1Ag0.7Cu solders was investigated. It was found that for reference Cu substrate the solderability increased with soldering temperature in the range 250...290°C. For investigated Sn covering Cu substrates the solderability is almost two times better, but for soldering temperatures above 270°C it decreases signifacantly.