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深圳市福英达工业技术有限公司/一站式锡膏解决方案供应商TheeffectofmetalsegregationonthereliabilityofweldedjointsMetalsegregationisacommonphenomenonintheweldingprocess,whichreferstotheinhomogeneouschemicalcompositiondistributioninthemetalalloy.Somescholarshavestudiedtheinfluenceofinterfacemicrostructureincrackgrowth,pointedoutthatthegrowthrateoffatiguecracksalongthesolderinterfaceisrelatedtothestressreleasedwiththeagingtime.Inalongperiodofhigh-temperatureaging,suchasagingat140°C7~30days,duetotheSninthesolderneartheinterfacewiththebasemetalCumetallurgicalreactiontoformCuSnintermetalliccompoundsintheprocessofconsumingSn,andthusintheimmediatevicinityoftheinterfaceoftheIMCtoformacontinuousPb-richphaseregionandcausePbsegregation,asshowninFigure.Figure1.PbsegregationSequestrationaffectsthereliabilityandperformanceofsolderjointsinthefollowingways.ImpactonsolderjointmechanicalpropertiesMetalsegregationresultsininhomogeneityofchemicalcompositionintheweldedjoint,whichleadstolocaliseddifferencesinmechanicalproperties.Someareasmaybecomebrittleandpronetocrackingorfracturingduetohigherlevelsofthedeviatedelements.Thiscansignificantlyreducethestrengthandtoughnessoftheweldedjoint,whichinturnaffectstheoverallstabilityoftheweldedstructure.IncreasedriskofcorrosionMetalsegregationresultsincertainareasoftheweldedjointcontainingmorecorrosion-sensitiveelements,makingtheseareascorrosion-proneintheweldedstructure.Overtime,theseareascanbedamagedbycorrosion,ultimatelyleadingtoweldedjointfailure.ReducedFatigueLifeMetalsegregationcauseslocaliseddifferencesinpropertiesinweldedjoints,whichcanleadtostressconcentrationsundercyclicloading.Whentheweldedstructureissubjectedtofrequentloading,thesehighlystressedareasarepronetofatiguecrackingandgradualexpansion,ultimatelyleadingtoweldedjointfailure.Therefore,metalsegregationreducesthefatiguelifeofweldedjointsandlimitstheservicelifeofweldedstructures.ImpactonelectricalandthermalconductivityofweldedjointsMetalsegregationleadstoanunevendistributionofelectricalandthermalconductivityintheweldedjoint,whichaffectstheelectricalandthermalpropertiesoftheweldedstructure.Thisisparticularlyimportantinapplicationssuchaselectronicpackagesoldering,wheretheconductivityandthermalperformanceofthesolderjointisdirectlyrelatedtothestabilityandperformanceofthedevice.Inordertocopewiththeimpactofmetalsegregationonthereliabilityofsolderjoints,thefollowingmeasurescanbetaken:1.Selectmetalalloyswithbetteranti-segregationpropertiessuchasnickel-basedalloystoreducethepossibilityofmetalsegregation.2.Optimisetheweldingprocess:Reasonablyadjusttheweldingparametersandprocesstoensuretheuniformdistributionofthemetalcompositionintheweldingprocess.3.Heattreatmentandannealing:appropriateheattreatmentandannealingprocesscaneliminateorreducethemetalsegregationphenomenon,improvethemechanicalpropertiesoftheweldedjoint.4.Qualityinspec
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