Original title:
Fyzikální a mechanické vlastnosti spojů pájených bezolovnatými pájkami
Translated title:
Physical and mechanical properties of lead-free solder joints
Authors:
Harcuba, Petr ; Janeček, Miloš (advisor) ; Drozd, Zdeněk (referee) ; Očenášek, Vladivoj (referee) Document type: Doctoral theses
Year:
2016
Language:
eng Abstract:
[eng][cze] Title: Physical and mechanical properties of lead-free solder joints Author: Petr Harcuba Department: Department of Physics of Materials Supervisor: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc., Department of Physics of Materials Abstract: Due to recent restriction of the classical Sn-Pb solder alloy, lead-free solders became an extensively investigated class of materials. This thesis focused on selected Sn-Cu based alloys. The influence of Cu content and minor additions of Ni and P on IMC layers morphology and reliability of simulated solder joints were investigated. The growth kinetics of IMC layers and mechanical properties of solder joints were studied after reaction of molten solders with Cu substrate at various times and temperatures, and after subsequent ageing at elevated temperatures. Detailed analysis of the evolution of IMC layers morphology was performed using EBSD. Higher Cu concentration in solders decreased the dissolution rate of Cu substrate. It was shown that the addition of 0.1 at.% of Ni significantly changed the morphology of IMC layers and improved mechanical properties of solder joints. Addition of P had only a minor effect on the IMC growth and the solder joint reliability. Keywords: Lead-free solders, intermetallic compound layers, growth kinetics, reliability of solder jointsNázev práce: Fyzikální a mechanické vlastnosti spojů pájených bezolovnatými pájkami Autor: Petr Harcuba Katedra: Katedra fyziky materiálů Vedoucí doktorské práce: prof. RNDr. Miloš Janeček, CSc., Katedra fyziky materiálů Abstrakt: Vzhledem k zákazu používání klasických SnPb pájek je v poslední době výzkumu bezolovnatých slitin pro pájení věnována velká pozornost. Předkládaná disertační práce se věnuje slitinám založeným na systému Sn-Cu. Konkrétně byl zkoumán vliv koncentrace mědi a přidání malého množství niklu a fosforu na morfologii intermetalických vrstev a spolehlivost simulovaných pájených spojů. Kinetika růstu a mechanické vlastnosti pájených spojů byly studovány v závislosti na době reakce s měděným substrátem a teplotě roztavené slitiny při pájení a následném žíhání za zvýšených teplot. Detailní analýza vývoje mikrostruktury byla provedena s využitím metody EBSD. Bylo zjištěno, že vyšší koncentrace mědi v pájce snižuje rychlost rozpouštění substrátu a že přídavek 0,1 at. % niklu zásadně mění morfologii intermetalických vrstev. Dále bylo zjištěno, že přídavek malého množství fosforu má jen malý vliv na růst intermetalických vrstev a spolehlivost pájených spojů. Klíčová slova: Bezolovnaté pájky, vrstvy intermetalických sloučenin, kinetika růstu, spolehlivost pájených spojů
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/83733