Investigation of thermodynamic properties and phase equilibria in Ag-In-Sn system

Abstract

Lead - free soldering became very popular in the whole world, because of high ecological demands in industry. Most of alternative alloys have high content of tin, and some of them are already used in electronic industry. One of them is Ag-Sn. In order to decrease melting point of alloy, addition of indium is used and it is expected that Ag-In-Sn alloy will be suitable for replace Sn-Pb standard solder alloy. From that reasons, the results of investigation thermodynamic properties and phase equilibria of Ag-In-Sn alloys are presented in this paper. The investigated samples are with constant molar ratio of In:Sn = 1:2. DTA and SEM analysis were used as methods for characterization of Ag-In-Sn ternary alloys, and the GSM model was used as a method for thermodynamic prediction of Ag-In-Sn alloys at 1423 K.

Jedan od aktuelnih svetskih trendova, obzirom na primarne ekološke zahteve svakako je i pronalaženje novih, bezolovnih lemnih legura koje mogu zameniti već postojeće lemove na bazi olova. Legure koje se već koriste u elektronskoj industriji kao zamena za standardne Pb-Sn lemove, imaju veliki sadržaj kalaja (Ag-Sn), pa se može očekivati da će se dodatkom indijuma kao trećeg elementa sniziti temperatura topljenja legure. Iz tih razloga, ispitivan je sistem Ag-In-Sn, pri čemu su odabrane legure sa konstantnim molskim odnosom In:Sn = 1:2. U cilju što potpunijeg poznavanja termodinamičkih veličina, kao i faznih ravnoteža ovog sistema, rad obuhvata sledeće: • Kvalitativnu diferencijalnu termijsku analizu (DTA), u cilju određivanja karakterističnih temperatura faznih transformacija za ispitivane legure • Skenirajuću elektronsku mikroskopiju (SEM) radi utvrđivanja mikrostrukture uzoraka • Određivanje koeficijenata aktivnosti, aktivnosti, parcijalnih i integralnih molarnih termodinamičkih veličina legura sistema Ag-In-Sn, na temperaturi od 1423 K metodom termodinamičkog predviđanja po opštem modelu rastvora.