کامپوزیت‌سازی آلیاژلحیم نرم بدون سرب به روش اتصال نورد انباشتی

لحیم‌کاری نرم از پرمصرف‌ترین فرایندهای اتصال‌دهی در صنعت الکترونیک است. بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی و همچنین کنترل تشکیل و رشد ترکیبات بین‌فلزی، زمینه‌ساز گسترش تحقیقات در زمینه کامپوزیت‌سازی شده است. توزیع یکنواخت از ذرات سخت در زمینه لحیم، ‌طوری‌که خواص فیزیکی و مکانیکی را بهبود بخشد می‌تواند معیاری موفقیت‌آمیز برای رسیدن به آلیاژهای لحیم کامپوزیتی باشد. در این پژوهش با بهره‌گیری از روش اتصال‌دهی نورد انباشتی (arb)، کامپوزیت‌سازی آلیاژ لحیم نرم بدون سرب sac0307 با استفاده از میکروذرات کبالت انجام شد. در ادامه جهت بررسی کارایی روش کامپوزیتی به کارگرفته شده، ورق‌های لحیم تولید شده به این روش از نظر ریزساختاری، مکانیکی و فیزیکی مورد بررسی قرار گرفت. بررسی‌های ریزساختاری نشان‌دهنده توزیع مناسب ذرات تقویت کننده کبالت درزمینه لحیم بعد از3 پاس arb بود. همچنین، با افزایش درصد کبالت اندازه ترکیبات بین فلزی cu6sn5 در آلیاژ لحیم غیرکامپوزیتی ازµmم9 به µmم5 در آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت کاهش یافت. در ادامه با بررسی تغییرات شکل و اندازه دانه های β-sn، وقوع و تسریع فرایند‌های ترمیمی (بازیابی و تبلور مجدد) با حضور ذرات تقویت کننده کبالت در زمینه لحیم نشان داده شد. بررسی‌های خواص مکانیکی ورق‌های تولید شده، افت 20 درصدی استحکام مکانیکی اتصال بین لایه‌های ورق لحیم کامپوزتی را نشان داد. همچنین، نتایج آزمون کشش نشان‌دهنده افزایش 28 درصدی استحکام کششی و کاهش 31 درصدی ازدیاد طول آلیاژ لحیم کامپوزیتی با 1 درصد وزنی کبالت است. از طرفی نتایج آزمونdsc، تغییر ناچیز دمای ذوب ورق‌های آلیاژ لحیم کامپوزیتی را نشان داد.

development of lead-free soft solder alloy via accumulative roll bonding

soldering plays a crucial role in the electronics industry, driving the need for constant improvements in physical and mechanical properties and the management of intermetallic compound formation. research in composite materials aims to achieve a uniform distribution of reinforcing particles within solder matrix to enhance their performance. this study investigates the integration of cobalt microparticles into sac0307 lead-free soft solder alloy using the accumulative roll bonding (arb) method. microstructural analysis confirmed a homogeneous dispersion of cobalt particles within the solder after three arb passes. moreover, increasing cobalt content led to a reduction in the size of cu6sn5 intermetallic compounds, from 9 µm to 5 µm with 1% cobalt by weight. examination of β-sn grain morphology revealed the impact of cobalt particles on recovery and recrystallization kinetics in the solder. mechanical testing indicated a 20% decrease in interlayer strength within composite solder sheets. tensile tests showed a 28% increase in strength and a 31% decrease in elongation for composite solder alloy containing 1% cobalt. differential scanning calorimetry (dsc) results revealed minimal change in the melting temperature of composite solder foil.