Hàn linh kiện thường yêu cầu sử dụng chất hàn làm chất kết nối, hình thành các mối hàn sau khi hàn lại. Do các tác động khác nhau mà bộ phận này có thể gặp phải trong quá trình sử dụng thường xuyên, ứng suất lên mối hàn sẽ liên tục tích tụ. Ứng suất có thể xuất hiện dưới nhiều dạng khác nhau, chẳng hạn như ứng suất nhiệt do chu trình nhiệt gây ra và ứng suất cơ học do lực căng gây ra. Sự tích tụ ứng suất có thể gây ra hiện tượng mỏi ở mối hàn, điều này có thể có tác động tiêu cực đến tuổi thọ của mối hàn.
Thí nghiệm về sự mệt mỏi
Do tác hại tiềm tàng do ứng suất gây ra, chúng ta cần hiểu sâu hơn về đặc tính mỏi của hợp kim dán hàn. LP Future và cộng sự. đã tiến hành các thí nghiệm mỏi tăng tốc để kiểm tra tuổi thọ mỏi của mối hàn Yoshida trong các linh kiện thực tế. Họ sử dụng ba mức biên độ rung (16 MPa, 20 MPa và 24 MPa) và nhiệt độ thử nghiệm là 25°C làm điều kiện thí nghiệm.
Hình 1. Thiết bị kiểm tra tuổi thọ mỏi.
Kết quả thực nghiệm
LP Future và cộng sự. mối tương quan giữa tuổi thọ mỏi của mối hàn với nhiệt độ bằng công thức sau. Công thức nêu số lượng biên độ ứng suất theo chu kỳ (N63) cần thiết để 63% mẫu thử gặp phải hiện tượng phá hủy mỏi. Công thức có tính ứng dụng cao và có thể dùng để phân tích tuổi thọ mỏi ở nhiều nhiệt độ khác nhau. P đại diện cho biên độ ứng suất, R(t) đại diện cho mô hình độ tin cậy và T là nhiệt độ.
Hình 2 cho thấy biểu đồ xác suất Weibull của các mối hàn ở các biên độ ứng suất khác nhau dưới 25oC. Có thể thấy rõ rằng khi biên độ ứng suất tăng thì tuổi thọ mỏi của mối hàn giảm. Sau khi xác định mối quan hệ giữa tuổi thọ mỏi đặc trưng và biên độ ứng suất tuần hoàn, có thể thiết lập mô hình về tuổi thọ mỏi của mối hàn (Hình 3). Ngoài ra, theo công thức tuổi thọ mỏi, có thể suy ra rằng khi nhiệt độ tăng lên, mối hàn sẽ chịu ứng suất tăng lên và tuổi thọ đặc trưng sẽ giảm nhanh chóng.
Hình 2. Biểu đồ xác suất Weibull của mối hàn dưới các chu kỳ tải khác nhau ở nhiệt độ phòng.
Hình 3. Mô hình ứng suất-tuổi thọ của mối hàn ở nhiệt độ phòng.
LP Future Việt Nam cam kết cung cấp cho khách hàng loại kem hàn có độ tin cậy cao. Kem hàn Yoshida có độ bền cơ học và khả năng chống rơi tuyệt vời, có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực đóng gói khác nhau, chẳng hạn như màn hình micro LED, hàng không vũ trụ, điện tử ô tô, v.v. Khách hàng có thể liên hệ với chúng tôi để biết thêm thông tin.
