Электрохимическое осаждение сплава Sn – Ag, пригодного в качестве припоя

  • Ольга Николаевна Врублевская Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь
  • Марина Александровна Шикун Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Татьяна Николаевна Воробьева Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Анна Михайловна Рабенок УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь
  • Ангелина Сергеевна Гунич УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь
  • Светлана Геннадиевна Мельникова УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь

Аннотация

Предложен состав электролита для осаждения легкоплавкого сплава Sn – Ag, близкого по содержанию элементов к эвтектике, отличающийся от известного сильнокислого сульфатно-тиомочевинного раствора наличием добавок гидрохинона, 1,4-бутиндиола и цитрат-ионов. Показано, что, варьируя концентрацию добавок и плотность тока, можно управлять содержанием олова в сплаве в пределах 73–96 мас. %, скоростью роста покрытий от 2,7 до 15,6 мкм/ч, суммарным выходом металлов по току в пределах 55–99 %. Определено, что покрытия состоят из мелких зерен серебра величиной менее 0,5 мкм и пластинчатых кристаллов олова размером 3–20 мкм, возрастающим при повышении доли олова в сплаве. По данным термического анализа, максимум эндотермического пика плавления на ДСК-кривых сплавов Sn – Ag с содержанием олова более 73 мас. % приходится на 223,5 °С, что близко к Тпл эвтектики. Площадь пика растет с увеличением доли олова в сплаве. Покрытия Sn – Ag, содержащие более 93 мас. % олова, близки по составу к эвтектике и характеризуются повышенным даже по сравнению с оловом растеканием расплава припоя, что делает их перспективными для пайки.

Биографии авторов

Ольга Николаевна Врублевская, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь

кандидат химических наук, доцент; ученый секретарь

Марина Александровна Шикун, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

магистрант кафедры неорганической химии химического факультета. Научный руководитель – О. Н. Врублевская

Татьяна Николаевна Воробьева, Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь; Учреждение БГУ «Научно-исследовательский институт физико-химических проблем», ул. Ленинградская, 14, 220006, г. Минск, Беларусь Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

доктор химических наук, профессор; главный научный сотрудник Научно-исследовательского института физико-химических проблем БГУ, профессор кафедры неорганической химии химического факультета БГУ

Анна Михайловна Рабенок, УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь

учащийся

Ангелина Сергеевна Гунич, УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь

учащийся

Светлана Геннадиевна Мельникова, УО «Минский государственный областной лицей», ул. Серова, 18, 220000, г. Минск, Беларусь

учитель. Научный руководитель – О. Н. Врублевская

Литература

  1. Lee L. M., Mohamad A. A. Interfacial Reaction of Sn – Ag – Cu Lead-Free Solder Alloy on Cu: A Review. Adv. Mater. Sci. Eng. 2013. Vol. 2013. Article ID: 123697. DOI: 10.1155/2013/123697.
  2. Grigoriev V. [Lead-free technology – the requirement of time or the whim of legislation from the environment]. Electron. Compon. 2001. No. 6. URL: echemistry.ru/assets/files/stati/bessvincovaya_tehnologiya.pdf (date of access: 03.12.2017) (in Russ.).
  3. Zhao Q., Chen Z., Hu A., et al. Formation of SnAg solder bump by multilayer electroplating. Microelectron. Eng. 2013. Vol. 106. P. 33–37. DOI: 10.1016/j.mee.2013.a.055.
  4. Nikolskii B. P., Rabinovich V. A. (eds). Chemical handbook : in 7 vol. Moscow ; Leningrad : Chemistry, 1965. Vol. 3 : Chemical equilibrium and kinetics, properties of solutions. Electrode processes (in Russ.).
  5. Vyacheslavov P. M. [Electrolytic deposition of alloys]. Leningrad : Mechanical engineering, 1985. Issue 5 (in Russ.).
  6. Tretyakov Y. D. (ed.). Inorganic chemistry : in 3 vol. Moscow : Academy, 2004. Vol. 2 : Khimiya neperekhodnykh elementov (in Russ.).
  7. Wei L. X., Haseeb A. S. M. A., Yingxin G. Effects of thiourea and gelatin on the electrodeposition of Sn – Ag solder alloy. 4 th Asia Symposium on Quality Electronic Design (Penang, Malaysia, 10 –11 July, 2012). P. 291–296. DOI: 10.1109/ACQED.2012.6320518.
  8. Djokić S. Synthesis and antimicrobial activity of silver citrate complexes. Bioinorg. Сhem. Appl. 2008. Vol. 2008. Article ID: 436458. DOI: 10.1155/2008/436458.
  9. Sherlock J. C., Britton S. C. Complex Formation and Corrosion Rate for Tin in Fruit Acids. Br. Corros. J. 1972. Vol. 7, issue 4. P. 180–183. DOI: 10.1179/000705972798322946.
  10. Lanin V. L., Dostanko A. P., Khmyl’ A. A. [Technology of radio electronic devices]. Minsk : Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics, 2013 (in Russ.).
Опубликован
2018-05-01
Ключевые слова: электрохимическое осаждение, сплав, олово, серебро, припой, эвтектика, добавки в электролит
Как цитировать
Врублевская, О. Н., Шикун, М. А., Воробьева, Т. Н., Рабенок, А. М., Гунич, А. С., & Мельникова, С. Г. (2018). Электрохимическое осаждение сплава Sn – Ag, пригодного в качестве припоя. Журнал Белорусского государственного университета. Химия, 1, 83-91. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/chemistry/article/view/1225
Выпуск
№ 1 (2018): Журнал Белорусского государственного университета. Химия
Раздел
Оригинальные статьи

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).