بررسی ریزساختار و خواص فیزیکی لحیم نانوکامپوزیتی حاوی درصدهای مختلف نانو صفحات گرافن (SAC۰۳۰۷+GNSs)

با توسعه و پیشرفت صنایع الکترونیکی، اهمیت افزایش بهره وری مدارات الکترونیکی و همچنین حذف سرب از مدارات الکترونیکی بدلایل زیست محیطی، چالش بزرگی در زمینه طراحی و توسعه لحیم های نرم بدون سرب بر پایه قلع و با خواص فیزیکی و مکانیکی نزدیک به آلیاژهای قلع-سرب قدیمی ایجاد گردید. در همین راستا مجموعه آلیاژهای Sn-Ag-Cu با ترکیب یوتکتیک و ترکیبات نزدیک به آن، بعنوان آلیاژهای پیشنهادی جهت جایگزینی لحیم های Pb-Sn مطرح شده اند. بعنوان یک آلیاژ لحیم بدون سرب، نقطه ذوب پایین، قابلیت اطمینان بالای اتصالات و سازگاری با انواع فلاکس ها از جمله خواص این دسته از آلیاژهاست. به جهت بهبود خواص اتصال حاصل از لحیم کاری با این آلیاژها، از فرآیند کامپوزیتی کردن با نانو ذرات مختلف استفاده می شود. در این پژوهش، از لحیم نرم با ترکیب Sn۰.۳Ag۰.۷Cu تقویت شده با نانوصفحات گرافن با درصد وزنی های مختلف ۰/۲، ۰/۱، ۰/۰۵، ۰ استفاده شد. به جهت مشاهدات ریزساختاری از میکروسکوپ های نوری و الکترونی روبشی استفاده گردید. آزمون های فیزیکی از جمله اندازه گیری نقطه ذوب، ترشوندگی و مقاومت الکتریکی به جهت بررسی میزان اطمینان به آلیاژ لحیم، انجام شد. بر اساس نتایج بدست آمده با افزودن نانوصفحات گرافن زاویه ترشوندگی لحیم ابتدا کاهش و سپس افزایش میابد. این پارامتر در مورد نمونه لحیم حاوی ۰/۱% نانوصفحات گرافن با ۱۰ % کاهش حد بهینه را نشان میدهد. نقطه ذوب آلیاژ لحیم نیز با افزایش درصد نانوصفحات گرافن تغییر قابل توجهی را نشان نداد. علاوه بر این، با افزودن نانوصفحات گرافن، ضخامت ترکیبات بین فلزی Cu۶Sn۵ موجود در فصل مشترک اتصال بین مسو لحیم، ۳۰ % کاهش را در مورد نمونه حاوی ۰/۱% گرافن نسبت به نمونه بدون گرافن نشان داد.