Contribuição ao desenvolvimento de ligas para interconexão eletrônica utilizando moagem de alta enegia

Abstract

O processamento de materiais compósitos tem despertado interesse dos engenheiros pelo fato de combinar propriedades termomecânicas, ópticas e magnéticas em um único material de engenharia. Este trabalho propõe estudar a moagem de alta energia como meio de produção de um material compósito de matriz metálica a base dos elementos Sn e Ag reforçada com partículas cerâmicas nanométricas de alumina (Al2O3) com o intuito de se obter um material funcional para soldagem branda de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso com melhores propriedades termomecânicas. Analisaram-se, especificamente, os parâmetros de processamento e qualidade final do material quanto à homogeneidade de distribuição das nanopartículas na matriz metálica. Inicialmente, três composições diferentes foram estudadas, alterando-se a quantidade em massa das nanopartículas cerâmicas nas seguintes proporções: (SnAg3,5:Al2O3) 99:01, 95:05 e 90:10. Os parâmetros de moagem de alta energia foram estudados com auxílio de caracterização microestrutural por microscopia ótica e eletrônica, difração de raios-X e análise de energia dispersiva. Estudou-se posteriormente o processo de preparação do pó para a fabricação de corpos de prova consistentes para ensaios termomecânicos. Também nesta parte, a análise microestrutural revelou a qualidade da dispersão do material de adição na matriz metálica com o aumento da inserção de energia no sistema, levando a produção de um pó com tamanho médio de partícula oscilando entre 70 e 200 µm. Como investigação final procurou-se identificar as melhores rotas de processo para se preparar corpos de prova para ensaios termomecânicos. Primeiramente procurou-se utilizar técnicas de fusão, porém averiguou-se que acima da temperatura de fusão da matriz metálica de SnAg3,5 as nanopartículas perdiam sua distribuição homogênea ao segregarem. Para evitar perder a distribuição homogênea das nanopartículas, procurou-se dominar uma rota alternativa considerando-se técnicas de sinterização. Um estudo aprofundado do diagrama de Ellingham mostrou que não seria possível produzir pó livre de óxido nas condições existentes de trabalho <br>