The effects of Bi and Sb additions on the microstructures and casting properties in lead-free Cu-Zn-Sn broze were investigated. (1) When only Bi was added to the bronze, Bi was precipitated on the ${\delta}$ phase of ${\alpha}$ dendrite cell boundary. When Bi and Sb were added together, Bi was precipitated on the ${\delta}_A$ which was the Sb-rich area in the ${\delta}$ phase. (2) The addition of Sb accelerated the formation of ${\delta}$ phase, and when Sb, Bi and Pb were added, Bi and Pb were precipitated as mixed solution in the ${\delta}_A$ phase. (3) The combined addition of Sb and Bi resulted in the suppression of shrinkage due to the complementary effects of the mass feeding of ${\alpha}$-dendrite cluster covered with ${\delta}$ phase and sealing of micro-shrinkage in the ${\delta}$ phase by solidification expansion of Bi.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.18
no.9
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pp.821-826
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2005
In this paper, in order to develop lead-free piezoelectric ceramics, $(Li_{0.04}Na_{0.44}K_{0.52)(Nb_{0.86}Ta_{0.10}Sb_{0.04})O_3$ ceramics were fabricated with the variation of calcination temperature and sintering temperature. The ceramics couldn't be sintered at temperature less than $1110^{\circ}C$ and showed the highest density at calcination temperature of $800^{\circ}C$. Crystal structure of the ceramics showed pseudo-tetragonal phase. At the calcination temperature of $800^{\circ}C$ and sintering temperature of $1110^{\circ}C$, the optimal values of $density=4.64g/cm^3,\;kp=0.45,\;{\varepsilon}r=1336,\;d_{33}=254pC/N\;and\;Tc=335^{\circ}C$ were obtained.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2011.05a
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pp.50.1-50.1
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2011
Lead-free ceramics with a composition of 0.55 mol%$K_4CuNb_8O_23-(K_{1-x}Na_x)NbO_3$ (KCN-KNNx) where $0.45{\leq}x{\leq}0.60$ were synthesized by conventional ceramic processing. Results revealed that the addition of Na was effective in changing the microstructure and relative density of KCN-KNNx. Further, the addition of Na resulted in a slight shift of the phase transition temperatures (To-t and Tc) toward low values. A high mechanical quality factor (Qm) of 1850 was found atx=0.54, which might be due to the build-up of an internal bias field (Ei) within KCN. Thermal hysteresis in KNNx was confirmed with an increase in the Na content during the heating and cooling cycles, resulting from structural changes. Thus, KCN-KNNx with x=0.54 exhibits excellent piezoelectric properties with d33 (97 pC/N), kp (36%), and Qm (1850), being promising candidates for application in high-power piezoelectric devices.
The environmental problem is a main subject of the 21C and an environment destruction phenomenon by various kinds of environmental materials is reaching serious level. Nations to be classified as the environmental developed country, are born again environmental rich country. And they earn a large income by trade Every kind environmental resource in an international commercial transaction. Especially, the study that a reliability assessment method to prevent to reliability problem to be happened when the solder lead(lead-free solder), non-cd component, non-bromide component(without the polybrominated biphenyls(PBB) and polybrominated diphenyl ethers(PBDE))and hexavalent chromium(Cr VI) clearance component and mercury-free applied to electronic equipment is progressed. As the result of the study for applying of a reliability assessment technique of lead-free solder that recognized the most of urgent problem at the company, combination accelerated life test could taken by adding and appling the part of a humidity acceleration part to Eyring Model which is proposed by R.E.Thomas. The reliability assessment methods study of PWB clean environmental materials is expected to respond to a reliability elevation and environmental material regulation policy spreading all over the world by beginning form Europe.
In this study, the phase transition behaviors of lead-free (Na1/2Bi1/2TiO3)(1-x)-(BaTiO3)x (NBT-BT) are investigated by using Brillouin spectroscopy. The elastic properties, sound velocity and absorption coefficient of NBT-BT are characterized as a function of temperature along different crystallographic axes. The temperature dependences of the elastic constants of NBT-BT near the morphotropic phase boundary are determined for the first time. The unpoled NBT-BT single crystals exhibits the typical relaxor behaviors, presenting broad acoustic and dielectric anomalies. The application of electric field induced discontinuous changes in the elastic properties at ~110℃, which indicates field-induced phase transition occurred. The electric field also changes the dielectric constant from more relaxor-like to ferroelectric-like dielectric behavior.
Rhombohedral $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals are fabricated using the cost-effective solid-state single crystal growth (SSCG) method; their dielectric and piezoelectric properties are also characterized. Measurements show that (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals have an electromechanical coupling factor ($k_{33}$) higher than 0.85, piezoelectric charge constant ($d_{33}$) of about 950 [pC/N], and piezoelectric voltage constant ($g_{33}$) higher than 40 [${\times}10^{-3}Vm/N$]. Especially the $d_{33}$ of (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals was by about six times higher than that of their ceramics. Because their electromechanical coupling factor ($k_{33}$) and piezoelectric voltage constant ($d_{33}$, $g_{33}$) are higher than those of soft PZT ceramics, it is expected that rhombohedral (001) $Ba(Ti_{0.92}Zr_{0.08})O_3$ single crystals can be used as "lead-free" piezoelectric materials in many piezoelectric applications such as actuator, sensor, and transducer.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.30
no.2
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pp.119-125
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2017
We have studied the effects of Ag on the characteristics of $Sn_{43}Bi_{57}Ag_x$(wt%) lead-free solders for photovoltaic ribbon. Ag atoms in the solder formed an alloy phase of Ag3Sn after reacting with some part of Sn atoms, while they did not react with Bi atoms, but decreased the mean size of Bi solid phase and the thickness of solder. When Ag atoms of 3.0 wt% was added to eutectic $Sn_{43}Bi_{57}$(wt%) solder, it showed the optimally useful results that the peel strength of photovoltaic ribbon greatly increased and the sheet resistance of the solder decreased. In the meanwhile, the eutectic $Sn_{43}Bi_{57}$(wt%) solder showed a low melting temperature of $138.9^{\circ}C$, and showed a very similar result regardless of the added amount of Ag atoms.
Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.20
no.4
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pp.65-68
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2013
A novel bumping process using solder bump maker (SBM) is developed for fine-pitch flip chip bonding. It features maskless screen printing process. A selective solder bumping mechanism without the mask is based on the material design of SBM. Maskless screen printing process can implement easily a fine-pitch, low-cost, and lead-free solder-on-pad (SoP) technology. Its another advantage is ternary or quaternary lead-free SoP can be formed easily. The process includes two main steps: one is the thermally activated aggregation of solder powder on the metal pads on a substrate and the other is the reflow of the deposited powder on the pads. Only a small quantity of solder powder adjacent to the pads can join the first step, so a quite uniform SoP array on the substrate can be easily obtained regardless of the pad configurations. Through this process, an SoP array on an organic substrate with a pitch of 130 ${\mu}m$ is, successfully, formed.
The present study investigates the impact shear strength of thermal aged Sn-3Ag-0.5Cu lead-free solder joints at impact speeds ranging from 0.5 m/s to 2.5 m/s. The specimens were thermal aged for 24, 100, 250 and 1000 hours at $100^{\circ}C$. The experimental results demonstrate that the shear strength of the solder joint decreases with an increase in the load speed and aging time. The shear strength of the solder joint aged averagely decreased by 43% with an increase in the strain rate. For the as-reflowed specimens, the mode II stress intensity factor ($K_{II}$) of interfacial IMC between Sn-3.0Ag-0.5Cu and a copper substrate also was found to decrease from $1.63MPa.m^{0.5}$ to $0.97MPa.m^{0.5}$ in the speed range tested here. The degradations in the shear strength and fracture toughness of the aged solder joints are mainly caused by the growth of IMC layers at the solder/substrate interface.
The effects of cutting condition and tempering temperature for the shape of cutting chip were investigated. For this purpose, a lead-free brass containing 1wt.% of Bi extruded at $750^{\circ}C$ in straight turning was used in this study. The cutting chip preferred was mainly found to be loose form of arc chips with curling discontinuity, and these were formed by shear fracture. However, some of fragmental element chip were found to be mixed when tempering temperature was as high as $500^{\circ}C$. The form and size of chip was more affected by feed rate than by tempering temperature and cutting rate. In addition, the cutting surface was observed to be formed more rough in the case of high feed rate and low cutting rate compared to low feed rate and high cutting rate.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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