AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE LIGAS DE SOLDAGEM DE COMPONENTES MICROELETRÔNICOS Sn-Ag-Cu

• Processo: 11/09343-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2011
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: Pedro Deghaid Pereira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Solidificação Microestruturas Solidificação de metais e ligas Propriedades mecânicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: junta soldada | Ligas livres de chumbo | microestrutura | Propriedades mecânicas | Sn-Ag-Cu | Solidificação | Solidificação de metais e ligas

Resumo

As principais ligas alternativas de soldagem à base de Sn para substituição das tradicionais ligas Sn-Pb são as ligas Sn-Ag-Cu. O chumbo deve ser substituído por ser considerado uma substância perigosa e passa por restrições de comercialização nos dias atuais especialmente para o mercado europeu e norte-americano. As ligas Sn-Ag-Cu apresentam baixo ponto de fusão e propriedades mecânicas compatíveis. No entanto, o uso de quantidades apreciáveis de Ag em sua composição aumenta em demasia os custos de fabricação de juntas soldadas. No intuito de pré-programar as etapas de soldagem de juntas de componentes eletrônicos, as quais envolvem fusão, torna-se essencial o conhecimento de parâmetros de controle como, por exemplo, as taxas de resfriamento e as velocidades de solidificação. Estes parâmetros afetam decisivamente a microestrutura final, traduzida pela distribuição, tamanho e morfologia das estruturas dendríticas e dos intermetálicos presentes, majoritariamente as partículas Cu6Sn5 e Ag3Sn. Contudo, pouco se conhece dos efeitos da taxa de resfriamento sobre a microestrutura de solidificação das ligas Sn-Ag-Cu e as relações microestrutura-resistência mecânica. Os dispositivos de solidificação unidirecional são ferramentas essenciais na avaliação da formação microestrutural em função da evolução dos parâmetros térmicos de solidificação como taxa de resfriamento e velocidade de deslocamento da interface de solidificação. Estes parâmetros de processamento podem ser correlacionados com parâmetros microestruturais medidos ao longo dos lingotes, tais como espaçamentos dendriticos/celulares ou interfásicos, além das proporções de fases presentes tendo em vista a competição que ocorre durante a nucleação e crescimento dos intermetálicos presentes. A presente proposta objetiva a realização de experimentos de solidificação unidirecional e o levantamento destas correlações para ligas de soldagem Sn-Ag-Cu. Os resultados dos ensaios mecânicos permitirão ainda estabelecer correlações entre os valores de dureza (HV), limite de resistência à tração, limite de escoamento e alongamento específico com a evolução dos parâmetros microestruturais, inclusive incluindo a natureza, distribuição, tamanho e morfologia dos compostos intermetálicos presentes nas regiões eutéticas.