Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A nikkel hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira Gyenes Anett, Lanszki Péter, Gácsi Zoltán Anyagtudomány a Gyakorlatban.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A nikkel hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira Gyenes Anett, Lanszki Péter, Gácsi Zoltán Anyagtudomány a Gyakorlatban."— Előadás másolata:

1 A nikkel hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira Gyenes Anett, Lanszki Péter, Gácsi Zoltán Anyagtudomány a Gyakorlatban 7. Szakmai Szeminárium 2014.06.19-20. Kecskemét

2 Előadásvázlat  Bevezetés  Irodalmi áttekintés  Kísérlet ismertetése  Vizsgálati eredmények bemutatása  ICP vizsgálat  Szövetszerkezet vizsgálat  Szakítóvizsgálat  Keménységmérés  Röntgen diffrakciós vizsgálat  Összefoglalás

3 Bevezetés Az Európai Unió által egészség- és környezetvédelmi okokból bevezetett direktívák korlátozzák a toxikus ólom használatát:  RoHS (Restriction of Hazardous Substances) Célja: A veszélyes nyersanyagok (többek között az ólom) felhasználásának korlátozása  WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) Célja: Az elektromos és elektronikai készülékekből származó hulladékok csökkentése Sn-Pb Sn-Ag-Cu Sn-Cu Fokozott intermetallikus vegyületképződés Sn-3.8Ag-0.7Cu Cu-szubsztrát K. Zeng, K.N. Tu: Six cases of reliability study of Pb-free solder joints in electronic packaging technology, Materials Science and Engineering, R 38 (2002) 55-105

4 Bevezetés Ipari körülmények között egyes ólommentes forraszötvözetek esetén, úgymint az Innolot ® (Sn-3,8Ag-0,7Cu-3Bi-1,4Sb-0,2Ni) hatalkotós forraszanyag a képződő intermetallikus vegyületfázisok már a forraszkádban lévő olvadékban megjelenhetnek.  Jelentősen megnehezítik, vagy akár teljes mértékben ellehetetlenítik a forrasztást,  ha a forraszkötésben is megjelennek mechanikai szempontból nagyon károsak, csökkentik az élettartamot, megbízhatóságot.

5 Célkitűzés A forraszkádban lévő olvadékban megjelenő intermetallikus fázisok oka alapvetően a nikkel. Sn x Cu y Ni z típusú vegyületfázisok képződnek Célkitűzések: Sn-Cu-Ni háromalkotós rendszer vizsgálata (Sn-0,7Cu-xNi) Az Sn-0,7Cu forraszanyaghoz adagolható maximális mennyiségű Ni meghatározása

6 Sn-Cu-Ni fázisdiagram Gourlay, C.M.; Nogita, K.; Read, J.; Dahle, A.K.: Intermetallic formation and fluidity in Sn-rich Sn-Cu-Ni alloys, Journal of Electronic Materials, 39, 1, (2010), p. 56-69. Snugovsky és társai által kísérleti úton meghatározott Sn-Cu-Ni háromalkotós rendszer Sn-felöli részének likvidusz felületei Vuorinen és társai által számított Sn-Cu-Ni háromalkotós rendszer Sn-felöli részének likvidusz felületei 192 ppm 383 ppm 820 ppm 1779 ppm

7 A Ni hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére 90 ppm Ni 560 ppm Ni1100 ppm Ni Kristályosodási sebesség: v = 10 µm/s Ventura, T.; Terzi, S.; Rappaz, M.; Dahle, A.K.: Effects of Ni addition, trace elements and solidification kinetics on microstructure formation in Sn-0.7Cu solder, Acta Materialia, 59, (2011), p. 4197-4206 hipoeutektikus eutektikus hipereutektikus A primer vegyületfázisok megjelenése károsan befolyásolja a forraszthatóságot növeli a forraszhíd képződés kockázatát

8 A kísérlet bemutatása Alapanyagok: Sn-0,7Cu (GLOB-METAL Kft.) SnNi10 (Metalloglobus Kft.) Öntési paraméterek: T olvadék: 400°C T kokilla: 200°C Kiinduló forraszanyagNi, ppm Sn-0,7Cu 0 200 400 800 1800 Elvégzett vizsgálatok: ICP vizsgálat Szövetszerkezet vizsgálat Mechanikai vizsgálatok: szakítóvizsgálat keménységmérés Röntgen diffrakciós vizsgálat

9 ICP vizsgálat MintaCuNi PbAgAsBi Sn-0.7Cu0.7420.0005 0.02460.01480.0056<0.005 Sn-0.7Cu-0.02Ni0.7370.0192 0.02460.01450.0046<0.005 Sn-0.7Cu-0.04Ni0.7480.0383 0.02490.01780.0041<0.005 Sn-0.7Cu-0.08Ni0.7520.0820 0.02520.01450.0038<0.005 Sn-0.7Cu-0.18Ni0.7430.1779 0.02470.01430.0048<0.005 MintaCdFeInSbZnSn Sn-0.7Cu<0.00010.01610.00170.00300.0011bal. Sn-0.7Cu-0.02Ni<0.00010.01470.00180.00250.0012bal. Sn-0.7Cu-0.04Ni<0.00010.01880.00180.00310.0026bal. Sn-0.7Cu-0.08Ni<0.00010.01190.00200.00390.0017bal. Sn-0.7Cu-0.18Ni<0.00010.01700.00150.00310.0024bal. Az ICP vizsgálatot Dr. Bánhidi Olivér végezte el.

10 Szövetszerkezet vizsgálat: Sn-0,7Cu 5 ppm Ni 200 ppm Ni400 ppm Ni 800 ppm Ni1800 ppm Ni

11 β-Sn + Cu 6 Sn 5 β-Sn + (Cu,Ni) 6 Sn 5 5 ppm Ni 800 ppm Ni1800 ppm Ni (Cu,Ni) 6 Sn 5 β-Sn + (Cu,Ni) 6 Sn 5 β-Sn Szövetszerkezet vizsgálat: Sn-0,7Cu A SEM vizsgálatot és a mikroszondás analízist Kissné Dr. Svéda Mária végezte el.

12 Elem SnCuNi wt.%66.4424.50 9.07 at.%50.8935.0614.05 A primer (Cu,Ni) 6 Sn 5 vegyületfázis Ni tartalma ~14 at.%. Sn-0,7Cu-0,18Ni + Szövetszerkezet vizsgálat: Sn-0,7Cu

13 Sn-0,7Cu: R m, R p0,2, A saját adatok szakirodalom Szakítási paraméterek: T sz 3 mm/perc 10 -3 s -1 DIN-EN-50125

14 Szakítóvizsgálat MintaR m [MPa]R p0.2 [MPa]A [%] Sn-0.7Cu30.25±3.1923.55±1.9932.18±4.89 Sn-0.7Cu-0.02Ni32.27±2.7324.29±1.4532.44±11.65 Sn-0.7Cu-0.04Ni36.72±1.3327.65±2.0328.56±5.05 Sn-0.7Cu-0.08Ni43.09±2.8333.19±3.1018.75±3.38 Sn-0.7Cu-0.18Ni28.17±1.1820.33±0.9433.29±8.18

15 Keménységmérés Mérési paraméterek: 0,3 kg 10 s MintaHV Sn-0.7Cu10.7±0.4 Sn-0.7Cu-0.02Ni11.7±0.4 Sn-0.7Cu-0.04Ni13.2±0.8 Sn-0.7Cu-0.08Ni15.2±0.7 Sn-0.7Cu-0.18Ni10.2±0.5

16 Röntgen diffrakciós vizsgálat β-Sn η-Cu 6 Sn 5 1800 ppm Ni 800 ppm Ni 400 ppm Ni 200 ppm Ni 5 ppm Ni A röntgen diffrakciós vizsgálatot Dr. Nagy Erzsébet végezte el.

17 Röntgen diffrakciós vizsgálat Minta Miller index Cu 6 Sn 5 Bragg szög Cu 6 Sn 5 d, Å Cu 6 Sn 5 a, Å Cu 6 Sn 5 Sn-0.7Cu(201)53,4801,712004,19830 Sn-0.7Cu-0.02Ni(201)53,5971,708514,18977 Sn-0.7Cu-0.04Ni(201)53,6561,706784,18553 Sn-0.7Cu-0.08Ni(201)53,7451,704184,17910 Sn-0.7Cu-0.18Ni(201)53,8041,702454,17490

18 Összefoglalás A nikkel hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira hipoeutektikus eutektikus hipereutektikus 5 ppm Ni 800 ppm Ni1800 ppm Ni Továbbá csökkenti a (Cu,Ni) 6 Sn 5 vegyület a rácsparaméterét egyre több Ni oldódik a vegyületfázisba

19 Köszönöm a megtisztelő figyelmet! "A bemutatott kutató munka a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0019 jelű projekt részeként az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg" Továbbá ezúton szeretnénk köszönetet mondani a GLOB-METAL Kft.-nek és a Metalloglobus Kft.-nek az alapanyagok biztosításáért, valamint Dr. Bánhidi Olivérnek, Kissné Dr. Svéda Máriának, Dr. Nagy Erzsébetnek, Mikó Tamásnak, Márkus Zoltánnénak és Bán Róbertnek a vizsgálatokban és minta előkészítésben nyújtott segítségükért.


Letölteni ppt "A nikkel hatása az Sn-0,7Cu forraszötvözet szövetszerkezetére és mechanikai tulajdonságaira Gyenes Anett, Lanszki Péter, Gácsi Zoltán Anyagtudomány a Gyakorlatban."

Hasonló előadás


Google Hirdetések