ESTUDIO ESTRUCTURAL MEDIANTE DIFRACCIÓN DE NEUTRONES DE ALEACIONES CU-IN-SN PARA APLICACIONES EN UNIONES LIBRES DE PLOMO

AURELIO, G.; SOMMADOSSI, S.; CUELLO, G. J.

Buenos Aires

Encuentro; VI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Cristalografía; 2010

AACr

Durante los últimos años, el estudio del sistema ternario Cu-Sn-In ha adquirido relevancia, debido a que las nuevas regulaciones medioambientales en el primer mundo están forzando la eliminación del Pb en las tecnologías de unión (soldaduras y otras como la llamada Transient Liquid Phase Bonding) en la industria de dispositivos electrónicos. Esta nueva tendencia ha dejado al descubierto la falta de información que existe acerca del sistema Cu-Sn-In, en particular en lo que respecta a sus fases intermetálicas (FIs) y su cristalografía e intervalos de estabilidad. Algunas de estas FIs crecen en la zona de la unión (por ejemplo, al sustrato de Cu) como ser la fase llamada  (Cu2In o Cu6Sn5) que es una fase estable tanto en el binario Cu-In como en el Cu-Sn, pero para composiciones levemente diferentes; y por lo tanto es imprescindible un conocimiento completo de sus propiedades para saber cómo se comportarán las uniones durante la manufactura y posteriormente en servicio. La descrpción de esta fase en la literatura es confusa y ambigua, mezclándose notación cristalográfica con notación metalúrgica y llevando a enormes confusiones. Hemos iniciado un proyecto para estudiar la cristalografía y estabilidad de la fase  tanto en los diagramas binarios extremos como en el ternario, haciendo uso de una técnica hasta ahora nunca empleada en este sistema como es la difracción de neutrones. Presentaremos datos preliminares de un estudio reciente realizado sobre 6 aleaciones de composición próxima al 60 at.% Cu con contenido de In entre 0 y 20 at.%, templadas desde una temperatura de recocido de 300ºC. Las aleaciones se caracterizaron mediante calorimetría DSC y su composición fue determinada mediante EPMA. Se realizó un experimento de termodifracción de neutrones en el Instituto Laue-Langevin de Grenoble, Francia, calentando las muestras in situ desde temperatura ambiente hasta 500ºC en dos ciclos, así como un experimento de difracción de alta resolución a temperatura ambiente. El estudio en función de temperatura corrobora las transicones observadas en las curvas de calorimetría, y las asocia a transformaciones estructurales. Los datos obtenidos con una longitud de onda “larga” de 2.52Å también sugieren la formación de superestructuras hasta ahora no reportadas para la fase -Cu6Sn5 e incluso para la fase -Cu3Sn.