Termická analýza vybraných Sn slitin

• Thesis title in Czech: Termická analýza vybraných Sn slitin
• Thesis title in English: Thermal analysis of the selected Sn alloys
• Key words: fázové transformace, Sn slitiny, DSC
• English key words: phase transformations, Sn alloys, DSC
• Academic year of topic announcement: 2012/2013
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Condensed Matter Physics (32-KFKL)
• Supervisor: Mgr. Alexandra Rudajevová, CSc.

Guidelines

1) studium základů termická analýzy,
2) studium problematiky Sn pájek,
3) experimentální stanovení DSC křivek v závislosti na složení a tepelné historii slitin,
4) analýza naměřených dat a sepsání závěrečné zprávy.

References

1. J.-C. Zhao, Methods for Phase Diagram Determination 2007.
2. M. Kano: Supercooling and its thermal hysteresis of pure metal liquids, Netzu Sokutei 18, (1991), 64.
3. F. Ochoa, J. J. Williams, N. Chawla: The effects of cooling rate on microstructure and mechanical behavior of Sn- 3.5Ag solder, JOM 6, (2003), 56.
4. J. J. Sundelin, S. T. Nurmi, T. K. Lepisto, E. O. Ristolainen: Mechanical and microstuctural properties of SnAgCu solder joints, Materials Science and Engineering A 420, (2006), 55.
5. S. W. Kim, J. Lee, B. M. Jeon, E. Jung, S. H. Lee, K. H. Kang, K. T. Lim: Thermophysical properties of Sn-Ag-Cu based Pb-free solders, International Journal of Thermophysics 30, (2009), 1234.

Preliminary scope of work

V elektronickém průmyslu jsou původní Sn pájky s Pb nahrazovány bezolovnatými pájkami založenými na slitnách Sn s Ag a Cu a s dalšími přísadami. Tyto pájky však nemají tak dobré užitkové vlastnosti jako původní pájky olovnaté. Výzkum bezolovnatých pájek je tedy stále žádoucí.
Sn a jeho slitiny vykazují při fázové transformaci tání/tuhnutí značnou hysterezi. Příčinou je efekt podchlazení při tuhnutí slitiny. Proces tuhnutí je určující pro vlastnosti a tedy životnost daného elektrického spoje. Proces tuhnutí pro vybrané Sn slitiny bude studován v závislosti na vlivu tepelné historie a chemického složení. Studium tohoto problému bude realizováno měřením na přístroji DSC (differential scanning calorimetry) Setaram, který je špičkovým zařízením pro studium termické analýzy.
Předmětem navrhovaného studia je studium termické analýzy vybraných komerčně vyráběných Sn-Ag-Cu slitin.

Preliminary scope of work in English

The Sn alloys are commonly used in an electronic assembly for conductive connection of electronic components and printed circuit boards (PCBs). Due to health and environmental concerns using lead has been forbidden, and new near-eutectic or ternary Sn-based solder alloys were developed in order to replace the Sn-Pb based alloys.
All Sn-based alloys show effect of under-cooling which is a typical property of Sn. The under-cooling influences structure of the electronic joint and its mechanical properties. The melting/solidification process of the selected Sn alloys will be studied in dependence on the maximum thermal cycle temperature, the rate of heating-cooling and on the composition. This problem will be studied on DSC (differential scanning calorimetry) Setaram that is the top apparatus for study of the thermal analysis.