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焊接过程是最重要的一个方法用于加入电子元件在电子设备

Ruhbakhsh雅虎*

部门电气工程Mahabad Mahabad分支,伊斯兰自由大学,伊朗

通讯作者:
Ruhbakhsh雅虎
部门电气工程
Mahabad Mahabad分支,伊斯兰自由大学,伊朗

收到:13/07/2014;修改后:12/08/2014;接受:16/08/2014

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文摘

结构、电阻率、氧化和Sn-Pb共晶合金的腐蚀行为已经确定。结果可以概括以下笔记:合金表现出两相混合物,立方铅固溶体和正方锡。Pb的晶格参数,计算,发现是4.935,这是一个较小的值比纯Pb。合金电阻行为和电阻率24.6μΩ展出。在室温下cm。电阻率随温度线性增加,电阻率的温度系数进行了计算,发现11颈- 1 x三分。Sn-Pb共晶合金的氧化行为描述通过TGA测试期间的体重增加。体重增加的速度被发现随老化时间增加而降低前20分钟后由于氧化层的形成可能作为保护层,防止进一步氧化。长期的合金表现出良好的耐蚀性。

关键字

Sn-Pb共晶合金、氧化和腐蚀行为,电阻率。

介绍

焊接过程是最重要的一个方法用于加入电子元件在电子设备。先进的晶体管,二极管电子制造业和专用集成电路已经彻底改变了整个世界。这些组件是非常小的值作为单独的组件和使用,他们必须相互电连接,机械印刷电路板的所谓的焊料合金。它基于的锡铅合金因其独特的组合材料性能和低成本1- - - - - -5]。这些合金的流行是由于其相对较低的熔点,激进的成键特征,良好的毛细作用倾向和良好的电气连接。本文旨在研究结构、电气性能、腐蚀和共晶锡铅钎料合金的氧化行为,这是直到今天仍在使用,尽管有许多规定和立法倾向于阻止铅的使用,由于不良的健康影响。

实验

长期以来提供的合金线形式的平均直径1毫米。与Cu-K x射线衍射技术α辐射被用来研究这个合金的结构。电阻率也从i - v曲线计算使用一个简单的电路的欧姆定律。此外,电路连接到加热板来确定电阻率的温度系数。热重量分析法(TGA)在氧气气氛在120ºC 2.5 h。合金的腐蚀行为样本的化学溶液2摩尔盐酸和曝光时间在0到50分钟10分钟的步骤是使用减肥方法(6]。

结果与讨论

x射线衍射

图(3.1)显示了Sn-Pb共晶合金的x射线衍射模式。这表明模式包含山峰由于面中心立方固溶体的Sn Pb和小体内铅固溶体中心正方Sn。二进制Sn-Pb的平衡相图7)表明,Pb的溶解度极限Sn 19.1 wt。%和铅的溶解度极限Sn 2.5 wt. %。这些阶段的细节表(3.1)。晶格参数,发现铅固溶体= 4.935,这是一个低价值比纯Pb (4.949)。减少可能归因于Sn的溶解度较低的原子半径比Pb矩阵在Pb固相阶段,这可能会导致一个Pb单元细胞的收缩阶段。

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图(3.1):XRD Sn-Pb共晶合金的模式。

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表(3.1):细节的阶段提出Sn-Pb共晶合金。

氧化行为

图(3.2)显示的重量与老化时间的变化Sn-Pb共晶合金保持在一个固定的温度120ºC。它显示了一个快速增长的体重在第一个20分钟,紧随其后的是一个几乎恒定的体重随着时间的推移。这种增长可以归因于一些氧化层的形成表面的合金样品。从这个图中,Sn-Pb共晶合金的增重率计算,结果说明图(3.3)。它表明,体重增加的速度迅速的老化时间前20分钟,其次是陡峭的下降率。这种下降可以归因于一些氧化物层的降水可以作为防护层,防止进一步氧化。

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图(3.2):重量(mg) Sn-Pb共晶合金与时间。

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图(3.3):体重增加率%的Sn-Pb共晶合金与时间。

电阻率测量

图(3.4)显示了Sn-Pb共晶合金的电流电压关系。它显示了一个线性关系表明,合金电阻材料。合金样品的电阻率首次多次计算,平均价值考虑。这是发现,电阻率= 24.6±1μΩ。厘米,这是一个高价值与广泛的无铅焊料(相比8- - - - - -11]。电路之后,就连接到加热板和记录的值电压和温度在室温到91ºC然后计算中所描绘的电阻与温度图(3.5)。此外,电阻率也在这个范围内的温度和计算结果中说明了图(3.6)。它显示了一个电阻率与温度的线性增加。这一增加可能是由于晶格中的干扰秩序由于热振动可能导致传导电子的散射。从直线的斜率,电阻率温度系数(α)计算,发现是0.011 C1

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图(3.4):Sn-Pb共晶合金的电压和电流。

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图(3.5):阻力的Sn-Pb共晶合金和温度。

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图(3.6):Sn-Pb共晶合金的电阻率与温度。

腐蚀行为

图(3.7)显示体重的变化(毫克/厘米2)Sn-Pb共晶合金样品的溶液2摩尔盐酸和曝光时间范围从0到50分钟。这表明,体重迅速增加通过前10分钟后跟一个几乎恒定的损失增加曝光时间。从这个图中,腐蚀速率进行了计算,结果说明图(3.8)。它显示了一个快速增长的速度在第十分钟紧随其后连续下降。这种合金的稳定性前10分钟后可能是由于保护层的形成的混合氧化物表面的铅和锡的合金可以防止腐蚀性离子的连续攻击。这揭示了合金的稳定性对媒介。表面的检查,发现它没有任何类型的局部腐蚀这意味着只有全面腐蚀发生。

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图(3.7):减肥的Sn-Pb共晶合金和曝光时间。

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图(3.8):Sn-Pb共晶合金的腐蚀速率和曝光时间。

结论

结构、电阻率、共晶Sn-Pb合金的氧化和腐蚀行为研究和分析使用x射线,欧姆定律电路连接到加热器、热重量分析和减肥方法,分别。结果表明,合金两相α-Pbβ-Sn展出。合金的室温电阻率计算是24.6±1μΩ.cm。同时,电阻率随温度变化的线性范围的室温到91ºC。电阻率的温度系数也计算,发现11 x 103C1。合金表现出良好的抗氧化和耐腐蚀性能。

引用

全球技术峰会