Estabilidade microestrutural de juntas soldadas Sn-Bi/cobre e Sn-Bi-Zn/cobre submetidas a temperaturas elevadas

• Processo: 24/06998-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: Carolina de Siqueira Simioli
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Microestruturas Estabilidade térmica Solidificação de metais e ligas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Microstructure | nanoihardness | solders | solidification | thermal stability | Solidificação de metais e ligas

Resumo

O aumento da densidade dos componentes de circuitos integrados resultantes da miniaturização contínua dos dispositivos eletrônicos que povoam a vida moderna apresenta uma série de desafios de Engenharia. Dentre esses desafios, a otimização das ligas destinadas à soldagem branda dos componentes de circuito integrados se destaca por sua importância. Nesse contexto, algumas ligas do sistema de Sn-Bi apresentam um conjunto de propriedades mecânicas, e características de adesão ao substrato de Cu que as tornam uma ótima alternativa dentre as ligas livres de Pb. As ligas Sn-Bi têm boas características de molhabilidade e de capacidade de transferência de calor. No entanto, o desempenho mecânico e a estabilidade de camada de interface ainda precisam ser melhorados. O Zn é um dos candidatos. Um outro aspecto a ser considerado nestas aplicações é o efeito decorrente do contato dessas ligas com o substrato de Cu dos circuitos eletrônicos ao longo do tempo de operação em temperatura maiores que a ambiente. Sabe-se que ligas de Sn em contato com o Cu sob condições favoráveis de tempo e temperatura dão origem a fase Cu6Sn5 na região de interface, fase essa que dependendo de sua característica morfológica e volume pode levar a fragilização da região e, consequentemente, o comprometimento da confiabilidade da junta soldada. Dessa forma, o presente estudo tem por objetivo contribuir através da análise das influências do Zn (em dois teores distintos: 2 e 10% em peso) nas propriedades mecânicas, na adesão ao substrato de Cu e na morfologia e volume das fases resultantes na liga Sn-40%Bi.