Solidificação de ligas euteticas livres de Pb para soldagem : parametros termicos e microestrutura
Antonio Carlos Pires Dias
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP D543s
[Solidification of lead free eutectic solder alloys]
Campinas, SP : [s.n.], 2009.
126p. : il.
Orientadores: Amauri Garcia, Noe Cheung
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: As ligas de solda à base de estanho apresentam excelente fluidez e temperaturas de trabalho ideais para a união de componentes eletrônicos. A solda com ligas do sistema estanho chumbo é a mais comum para soldas em eletrônica. Entretanto, há muitas preocupações com o uso do chumbo, devido aos...
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Resumo: As ligas de solda à base de estanho apresentam excelente fluidez e temperaturas de trabalho ideais para a união de componentes eletrônicos. A solda com ligas do sistema estanho chumbo é a mais comum para soldas em eletrônica. Entretanto, há muitas preocupações com o uso do chumbo, devido aos diversos efeitos adversos na saúde humana e contaminação do meio ambiente. Por essas razões, na maioria dos países o chumbo já é condenado e proibido de ser incorporado em diversos produtos. Neste sentido, a indústria eletrônica está de olho em soldas livres de chumbo que possam substituir a clássica solda estanho-chumbo. É objetivo deste trabalho analisar a solidificação de ligas eutéticas dos sistemas Sn-Ag e Sn-Cu, que são duas ligas com potencial de substituição. Foram desenvolvidos experimentos para determinar a influência do acabamento superficial da chapa molde nos parâmetros térmicos de solidificação durante a solidificação direcional ascendente em regime transitório de extração de calor de ligas eutéticas Sn-Pb, Sn-Cu e Sn-Ag. Foram utilizados dois tipos de acabamentos superficiais na chapa molde: lixado e ranhurado, para investigar as condições de afinidade metal/substrato. Foi desenvolvida uma abordagem teórico-experimental para determinar quantitativamente as variáveis térmicas, tais como: coeficiente de transferência de calor global (hg) e velocidade de deslocamento da frente de solidificação. As micro estruturas de solidificação foram caracterizadas e os espaçamentos dendríticos secundários (?2) foram medidos na direção longitudinal dos lingotes, e correlacionados com as variáveis térmicas que atuaram durante a solidificação.
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Abstract: Tin based alloys for welding applications have excellent fluidity and adequate temperature working range to join electronic components. The most used tin alloys for welding is the eutectic Sn-Pb alloy. However, there are some concerns about lead, due to hazardous effects to health and to...
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Abstract: Tin based alloys for welding applications have excellent fluidity and adequate temperature working range to join electronic components. The most used tin alloys for welding is the eutectic Sn-Pb alloy. However, there are some concerns about lead, due to hazardous effects to health and to environment. Due to theses reasons, many countries condemn and prohibit the use of lead in several products. In this sense, the electronic industries are looking for lead-free solder alloys with a view to replace the traditional Sn-Pb eutectic alloy. The aim of this work is to analyze the solidification of Sn-Ag and Sn-Cu eutectic alloys which are potential alloys candidates to replace the eutectic Sn-Pb alloy. Experiments were conducted to determine the influence of the mold wall roughness on the thermal solidification parameters during the upward unsteady-state directional solidification of eutectic Sn-Pb, Sn-Cu and Sn-Ag alloys. Two different kinds of surface mold finishing, sanded and grooved, were used in order to analyze metal/substrate affinity. A combined theoretical and experimental approach has been used to quantitatively determine such thermal variables, i.e., transient global heat transfer coefficient (hg) and solidification growth rates. The microstructures have been characterized and the secondary (?2) dendrite arm spacings were measured along the castings length and correlated to transient solidification thermal variables.
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