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Al aumentar los rendimientos y usar componentes y tableros más baratos, los costos de fabricación se pueden reducir significativamente a través de procesos de montaje en superficie a baja temperatura. Se ha desarrollado una aleación de soldadura de baja fusión (con una composición nominal de Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag) que puede reducir significativamente la temperatura máxima de reflujo durante el montaje en superficie. Esta aleación de soldadura es compatible con los recubrimientos de superficie de Pb-Sn estándar, se funde en un rango de temperatura de ~ 166-172 ° C y tiene buenas propiedades mecánicas.Después de determinar la composición ternaria óptima de Sn-42Pb-8Bi, se examinaron los otros efectos beneficiosos de los aditivos cuaternarios sobre las características de fusión de la aleación. La adición de plata es el beneficio térmico y mecánico más beneficioso que se obtiene con un contenido de Ag de aproximadamente 0.5%. La temperatura de solidus de esta aleación es de ~ 166 ° C, la temperatura del líquido principal es de ~ 172 ° C, y una cantidad muy pequeña (aproximadamente 2-3%) de los sólidos ricos en plomo restantes no funde completamente C hasta 178 ° C. Esta característica de fusión muestra que es factible reducir la temperatura máxima de reflujo durante el montaje en superficie en 10-15 ° C utilizando una aleación dopada con plata. Las fluctuaciones en la composición de plata por debajo del 0.2% no son efectivas para reducir el punto de fusión, y los contenidos de plata por encima del 0.8% comenzarán a formar una fase con un punto de fusión muy superior al 63Sn-37Pb eutéctico.Se están realizando experimentos en placas completamente llenas con una masa térmica local más alta para determinar la temperatura de reflujo máxima más baja para una aplicación dada. Sin embargo, parece claro que la soldadura de montaje en superficie con pasta de soldadura Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag se puede realizar a una temperatura mucho más baja que la utilizada actualmente para aliviar muchas de las relacionadas con la sensibilidad a la humedad y la temperatura Problemas de rendimiento. Componentes de montaje en superficie.

Galinstan es un nombre comercial y un nombre común para aleaciones de metal líquido, y su composición es parte de una familia de aleaciones eutécticas compuestas principalmente de galio, indio y estaño. Estas aleaciones eutécticas son líquidas a temperatura ambiente y generalmente se funden a + 11 ° C (52 ° F), mientras que Galinstan comercial se funde a -19 ° C (-2 ° F).Ejemplos de mezclas eutécticas típicas son 68% Ga, 22% In y 10% Sn (en peso), aunque la relación es entre 62% a 95% Ga, 5-22% In, 0-16% Sn (en peso) ) Entre los eutécticos restantes, la composición exacta del producto comercial "Galinstan" no ha sido revelada.Debido a la baja toxicidad y la baja reactividad de sus metales constituyentes, Galinstein puede reemplazar muchas aplicaciones que anteriormente usaban mercurio líquido tóxico o NaK (aleación de sodio-potasio) activo.Propiedades fisicas· Punto de ebullición:> 1300 ° C· Punto de fusión: −19 ° C· Presión de vapor:

Los metales líquidos, como las aleaciones de bismuto, galio e indio, pueden proporcionar baja resistencia interfacial y alta conductividad eléctrica. Varias aleaciones de galio con puntos de fusión extremadamente bajos también se consideran materiales potenciales de interfaz de metal líquido. El rendimiento térmico de esta interfaz será un orden de magnitud mayor que muchos adhesivos de uso común.Como material de interfaz térmica, la aleación LMA tiene una excelente conductividad térmica debido a su excelente humectabilidad superficial y alta conductividad térmica y baja resistencia de contacto. Retrababilidad, facilidad de manejo y falta de curado lo hacen atractivo en entornos de gran volumen. Al adoptar un enfoque multidisciplinario para el desafío, se pueden aliviar los diversos mecanismos de falla que plagaron los productos LMA pasados ​​y presentes.Los metales líquidos son muy fluidos. La estructura sólida o fase sugerida para su uso en la interfaz térmica resuelve el problema básico de mantener intacta la LMA durante el uso. Estas estructuras aumentan el área de contacto superficial con el LMA en la interfaz térmica. Mientras la energía total de la interfaz sólido-líquido sea menor que la energía de interfaz de la interfaz líquido-gas y la interfaz sólido-gas que reemplaza, LMA minimizará su energía superficial al humedecer la superficie dentro de la interfaz. Si la LMA es la misma que la superficie humectable utilizada debajo de la matriz, la LMA aún puede humedecer la superficie adyacente a la interfaz térmica, especialmente si se aplican fuerzas adicionales. Choques, vibraciones y desajustes de CTE entre el LMA y otros componentes pueden crear fuerzas adicionales. Una vez que el LMA humedece una superficie cerca de la interfaz térmica pero fuera de la interfaz térmica, se puede sospechar que cuando actúan fuerzas externas, solo la tensión superficial la mantendrá dentro de la interfaz. Otros han propuesto soluciones a este problema, que incluyen juntas y rellenos o componentes no eutécticos (viscosos) de LMA para aumentar su viscosidad. Descubrimos que simplemente modificando la superficie alrededor de la interfaz térmica para que la LMA no se moje, es suficiente incluir la LMA en la interfaz durante los ciclos de choque, vibración y temperatura. Es concebible que si se incorpora un exceso de LMA durante el proceso de ensamblaje, el exceso de LMA puede eventualmente flotar en el aire debido a golpes o vibraciones. Por lo tanto, el LMA TIM debe desplegarse en una cavidad cerrada donde no haya posibilidad de cortocircuitos o reacciones adversas con otros metales.

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