Effect of Indium on Wettability of Sn-2Ag-0,5Cu-1In Quaternary Pb-Free Solder Alloy

Sn-2Ag-0,5Cu-1In Dörtlü Kurşunsuz Lehim Alaşımının Islatabilirliğine İndiyumun Etkisi

Abstract

This study reports the investigation on indium addition into Sn–3Ag-0.5Cu (SAC305) ternary Pb-freesolder alloy to evole its varied performances. The effects of indium addition on wettability of the solder alloywas studied. The experimental results exhibited that when the addition of indium was 1.0 wt.%, the change inmelting temperature of Sn–2Ag-0.5Cu–1In (SAC-1In) solder was negligible, but the contact angles (θ) of thesolder alloy decreased which were measured by using of the sessile drop method at various temperatures (250,280 and 310 °C) on Cu substrate in Ar atmosphere. Inter-metallic phases, microstructures, and meltingtemperatures of alloy was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope and energydispersive X-ray spectroscopy (SEM + EDX), and differential scanning calorimeter (DSC), and effects of theamount of In on microstructure were investigated. The lowest θ was obtained as 35,55° at 310 °C. The formationof intermetallic compounds (IMC’s) between the Pb-free solder alloy and the Cu substrate was observed. As aresult, the studies show that the wetting capability of Sn–2Ag-0.5Cu–1In quaternary solder alloy is better thanSn–3Ag-0.5Cu ternary alloy.

Özet

Bu çalışma, Sn – 3Ag-0.5Cu (SAC305) üçlü kurşunsuz lehim alaşımına indiyum ilavesinin, onun bazı özelliklerine etkisinin araştırıldığını bildirmektedir. İndiyum ilavesinin lehim alaşımının ıslatabilirliği üzerindeki etkileri çalışılmıştır. Deneysel sonuçlar, indiyum ilavesi ağırlıkça %1,0 olduğunda, Sn – 2Ag- 0.5Cu-1In (SAC-1In) lehim alaşımının ergime sıcaklığındaki değişimin ihmal edilebilir olduğunu göstermiştir ancak; Ar atmosferinde Cu altlık üzerinde önceden belirlenen sıcaklıklarda (250, 280 ve 310 ° C) sesille damla yöntemi kullanılarak elde edilen lehim alaşımının temas açı değerleri(θ) azalmıştır. Alaşımın metalik fazları, mikroyapıları ve ergime sıcaklıkları X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (SEM + EDX) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile karakterize edilmiştir ve indiyum miktarına bağlı mikroyapı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. En düşük θ açı değeri 310 ° C'de 35,55 ° olarak elde edilmiştir. Kurşunsuz lehim alaşımı ve Cu altlık arasında intermetalik bileşiklerin (IMC’s) oluşumu gözlenmiştir. Sonuç olarak, çalışmalar SAC- 1In dörtlü lehim alaşımının ıslatma kabiliyetinin SAC-305 üçlü alaşımından daha iyi olduğunu göstermektedir.