(13−2−3) バルクはんだの恒温疲労・・・破壊の進展
Holm
SnPbの破壊
Zhao
Sn−3.5Ag、39mmWx50mmHx6mmt
疲労亀裂成長FCGとクリープ亀裂成長CCG試験
20℃、湿度55%
はんだ:Sn−3.5Ag
FCG:0.1、1、10Hz、R=0.1、0.3、0.5、0.7、10Hz
評価指標
FCG
CCG
破壊亀裂経路
Ag3Snの効果
Matin
◎ 機械的疲労での微細構造進展
バルクはんだ:SAC388、三角波
繰り返し軟化を示す。
試料V(高ひずみ、高周波、低寿命)は軟化の前に硬化が生じている。
試料Vは応力が局在化。
損傷はいくつかの粒内に選択的に局在。
粒界の役割は控えめ。
スベリ面の同定。
カリヤ 等温疲労
試料
組織
波形
*
Zhou から
対称サイクルでは疲労亀裂はスベリ帯から始まり、粒内を伝播。
亀裂が粒界に到達すると高傾角粒界に沿って伝播。
Fast−Fastでは亀裂はむしろ高傾角粒界に沿って伝播。
非対称サイクルでは再結晶が疲労亀裂周辺で起きる。
Sn−Pbの損傷
亀裂はコロニー界に沿って発生(粒界スベリ)、伝播。
亀裂はPbとSn相の粒界に沿って伝播。
Moffatt
11.28mmφ、25mmL
Sn−37Pb、Sn−3.5Ag、Sn−0.5Cu
3.33x10
−3s
−1、三角波、ひずみ比R(εmin:εmax)=−1
繰り返しcyclic応答
繰り返し軟化を示す。
荷重低下パラメタ=1−(ΔP/ΔPm) ΔP:荷重範囲、ΔPm:最初のサイクルの荷重範囲)
応力緩和の保持時間100s
一般に室温が75℃より良いが、高ひずみでは差は顕著でなくなる。
微細構造
Sn−Pbではコロニー境界周辺の亀裂が高ひずみ範囲で激しい。
Sn−AgとSn−Cuではマクロな亀裂は見えない。
Sn−Pbではバルクじゅうに粒内亀裂がおき、低ひずみ範囲では亀裂は表面に限定。
成功大 Hung
SAC205、105、鋳造
凝固上がり:βSn 42μm
熱サイクル50c:21μm、動的再結晶
熱処理180℃x1h:27μm、再結晶
温度サイクルで微細結晶粒が生じる、エージングでも微細結晶粒が生じる。
再結晶は温度サイクルとエージングで生じる。
片もち梁振動破壊試験 49Hz、定初期変位
SAC205
SAC105
振動試料のEMPA
R1:7.5x10
−4s
−1、R2:4.2x10
−3s
−1、R3:3.3x10
−2s
−1
動的再結晶と静的再結晶が振動で SACとSCでの違い
片もち梁振動
Song
Sn−Bi
Song
Sn−3.5Ag−xCu
初ひずみ速度7.5x10
−4/s
定荷重
定変形