Determinação da dinâmica de espalhamento e ângulo de contato de ligas para soldagem branda utilizadas na indústria eletrônica.
| Ano de defesa: | 2005 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-28042025-135021/ |
Resumo: | O espalhamento de um líquido em uma superfície sólida é um fenômeno muito importante em várias aplicações industriais, como na montagem de placas de circuitos impressos para aplicação em equipamentos. Atualmente, um grande desafio é a substituição das ligas Sn-Pb por ligas isentas de chumbo devido a restrições ambientais e de saúde ocupacional. Neste trabalho serão caracterizados os parâmetros que definem o espalhamento, como a variação do ângulo de contato, do diâmetro e da altura da gota em função da temperatura, da massa e da natureza dos materiais em função do tempo. Os metais e ligas estudados pelo ensaio da gota séssil foram: Sn, In, Bi, 60Sn-40Pb, 48Sn-52In, 91,8Sn-3,4Ag-4,8Bi, 99,3Sn-0,7Cu, 57Bi-43Sn, 99,8Bi-0,2Cu, e 95,3Bi-4,7Ag. Os testes foram realizados em um forno com vácuo a uma faixa de temperatura de 200°C a 350°C, utilizando-se corpos-de-prova de cobre eletrolítico e empregando-se filmagem em alta velocidade (2000 quadros/s) para registrar o espalhamento. Os resultados mostraram que existem dois comportamentos diferentes entre o grupo de ligas à base de estanho e o grupo de ligas à base de bismuto. Por exemplo, na temperatura de 280°C, o ângulo de contato de equilíbrio do estanho foi de 36,5° e para o Bi foi de 69,9°, para uma massa de 0,05g. Da mesma maneira, as velocidades máximas de espalhamento medidas foram de 240 mm/s e 58 mm/s. Esta diferença está associada à natureza dos metais empregados. |
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Determinação da dinâmica de espalhamento e ângulo de contato de ligas para soldagem branda utilizadas na indústria eletrônica.Untitled in englishMetaisMetalsSoldagemWeldingO espalhamento de um líquido em uma superfície sólida é um fenômeno muito importante em várias aplicações industriais, como na montagem de placas de circuitos impressos para aplicação em equipamentos. Atualmente, um grande desafio é a substituição das ligas Sn-Pb por ligas isentas de chumbo devido a restrições ambientais e de saúde ocupacional. Neste trabalho serão caracterizados os parâmetros que definem o espalhamento, como a variação do ângulo de contato, do diâmetro e da altura da gota em função da temperatura, da massa e da natureza dos materiais em função do tempo. Os metais e ligas estudados pelo ensaio da gota séssil foram: Sn, In, Bi, 60Sn-40Pb, 48Sn-52In, 91,8Sn-3,4Ag-4,8Bi, 99,3Sn-0,7Cu, 57Bi-43Sn, 99,8Bi-0,2Cu, e 95,3Bi-4,7Ag. Os testes foram realizados em um forno com vácuo a uma faixa de temperatura de 200°C a 350°C, utilizando-se corpos-de-prova de cobre eletrolítico e empregando-se filmagem em alta velocidade (2000 quadros/s) para registrar o espalhamento. Os resultados mostraram que existem dois comportamentos diferentes entre o grupo de ligas à base de estanho e o grupo de ligas à base de bismuto. Por exemplo, na temperatura de 280°C, o ângulo de contato de equilíbrio do estanho foi de 36,5° e para o Bi foi de 69,9°, para uma massa de 0,05g. Da mesma maneira, as velocidades máximas de espalhamento medidas foram de 240 mm/s e 58 mm/s. Esta diferença está associada à natureza dos metais empregados.The spreading of a liquid on a solid surface is very important phenomenon in a number of industrial applications, like the application of production of printed circuit boards in electronic equipments. Actually, a great challenge of this research is to substitute Sn-Pb solder alloys into lead-free solder alloys, due to lead restriction of environmental issues and occupational health. In this work, the parameters which characterize spreading will be measured, like variation of contact angle, droplet diameter and droplet height in function of temperature, droplet mass and solder materials nature. The metals and alloys studied by the sessile drop were: Sn, In, Bi, 60Sn-40Pb, 48Sn-52In, 91.8Sn-3.4Ag-4.8Bi, 99.3Sn-0.7Cu, 57Bi-43Sn, 99.8Bi-0.2Cu, and 95.3Bi-4.7Ag. Tests were accomplished in an oven with vacuum, with the range of temperature from 200°C to 350°C, using electrolytic copper as substrate and using a digital camera with high-speed (2000 frames/s) to record spreading. Results showed that there are two different behaviors among the group of tin based alloys and the bismuth based alloys group. For example, at the temperature of 280°C, the equilibrium contact angle of tin was 36.5° and for bismuth it was 69.9°, using a droplet mass of 0,05g. In the same way, the maximum spreading velocities were 240 mm/s and 58 mm/s. This difference is associated with the nature of the metals utilized.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBrandi, Sérgio DuarteXiaogang, Shang2005-09-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-28042025-135021/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-04-28T16:54:02Zoai:teses.usp.br:tde-28042025-135021Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-04-28T16:54:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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