Gente,
Nel mio ultimo postho parlato dei composti intermetallici (IMC) e di quello che ho definito il "miracolo della saldatura". Ho anche accennato al fatto che la ricerca incentrata sulla natura fragile degli IMC suggerisce che i cedimenti nei test di stress sono più probabilmente dovuti a cedimenti tra le interfacce degli IMC e la saldatura, tra gli IMC e il rame o tra gli IMC stessi (Cu6Sn5e Cu3Sn) e non sono correlati alla natura fragile percepita degli IMC.
Un altro meccanismo di indebolimento nella saldatura e nell'invecchiamento termico delle giunzioni a saldare è costituito da vuoti di Kirkendall. I vuoti di Kirkendall si formano quando un metallo si diffonde più rapidamente in un altro metallo che viceversa. Un'interfaccia rame-stagno mostra questo meccanismo. Il rame si diffonde nello stagno più rapidamente dello stagno nel rame. Questo meccanismo può dare origine a veri e propri vuoti nel rame all'interfaccia con il metallo. Si veda l'immagine sottostante. Oltre a causare una possibile debolezza all'interfaccia, l'eccesso di rame che si diffonde nello stagno crea tensioni di compressione che possono dare origine abaffi di stagno.
Vuoti di Kirkendall. Fonte: http://www.jfe-tec.co.jp/en/electronic-component/case/img/case_solder_02.png
Le IMC e i vuoti di Kirkendall si formano abbastanza rapidamente alle temperature di saldatura. Tuttavia, anche a temperatura ambiente le IMC e i vuoti di Kirkendall continuano a crescere, anche se a una velocità molto ridotta. La ragione di questa crescita continua è che sulla temperatura assoluta o scala Kelvinla temperatura ambiente è una frazione considerevole della temperatura di fusione delle saldature. Ad esempio, la temperatura di fusione del SAC è di circa 219°C, pari a 492K (219+273), mentre la temperatura ambiente è di 295°K, quindi la temperatura ambiente corrisponde al 60% del punto di fusione della saldatura SAC (295/492 = 0,60). Confrontate questa situazione con l'acciaio, che fonde a circa 1480°C. L'acciaio sarebbe caldo al 60% (780°C) del suo punto di fusione sulla scala assoluta. Quindi, dato che la temperatura ambiente è il 60% del punto di fusione, i processi di formazione IMC e Kirkendall non si fermano alla temperatura ambiente. Pertanto, i vuoti IMC e Kirkendall continuano a crescere, così come gli effetti correlati, come i baffi di stagno.
Restate sintonizzati. La prossima volta parleremo dei tassi di crescita degli IMC e degli effetti che ne derivano nei test di stress, per concludere questa serie sugli IMC.
Salute,
Dr. Ron
