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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 7/2016

26.03.2016

Microstructure, mechanical and electrical performances of zirconia nanoparticles-doped tin-silver-copper solder alloys

verfasst von: Asit Kumar Gain, Liangchi Zhang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 7/2016

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Abstract

The present study investigates the influence of ZrO2 nanoparticles addition on microstructure, material properties i.e., elastic moduli, creep behavior, hardness, shear strength and electrical resistivity of Sn–3.0Ag–0.5Cu (wt%)-based interconnected alloys. From microstructure observation it was revealed that in the plain Sn–Ag–Cu bulk solder a needle-shaped Ag3Sn and irregular shaped Cu6Sn5 IMC particles were formed in the elongated-like β-Sn grains. However, in the composite solder alloy, very fine needle-shaped Ag3Sn and irregular shaped Cu6Sn5 IMC particles were formed in equiaxed β-Sn grain matrix. Further, material properties like elastic moduli, hardness, creep behavior and electrical resistivity of Sn–Ag–Cu solder were improved significantly after adding the ZrO2 nanoparticle. Sn–Ag–Cu-based composite solder joints were prepared on Au/Ni-metallized Cu pad ball grid array (BGA) substrate and investigated their performance after exposing a thermal shock chamber at –40 to 90 °C. From this test, it was confirmed that the degradation behavior of plain solder joints was much faster as compared to the composite solder joints and also detected some micro-cracks at the interface and solder matrix. Further, the shear strength of plain solder joints was decreased significantly as compared to the composite solder joints.

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Metadaten
Titel
Microstructure, mechanical and electrical performances of zirconia nanoparticles-doped tin-silver-copper solder alloys
verfasst von
Asit Kumar Gain
Liangchi Zhang
Publikationsdatum
26.03.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 7/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4732-x

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