ПАНТ №1 2026

PAST №1 2026

The object of the study was diffusion-hardening gallium solders and other composite components. The market is experiencing an active growth in demand for low-temperature assembly technologies, especially in the field of IoT, wearables, and microsensors. The growing interest in low-temperature solders is due to the fact that they have a very low melting point (≈ 29.8 °C), which makes them promising for heat-sensitive electronic components, flexible electronics, 3D assembly without high heating. However, there are problems with their use that need to be solved: gallium corrosion to many metals, surface oxidation leading to poor wettability, slow curing at room temperatures. An experimental study of the phase formation during the interaction of Fe, Ni and iron-nickel alloys 36Н and 50Н with liquid gallium and tin was conducted. During the research, it was found that the intermetallics that are formed do not always grow according to a parabolic dependence in the coordinates: the thickness of the diffusion layer and the contact time. After calculating the reactive diffusion parameters, it was found that the effective reactive diffusion coefficients during gallium contact in the Fe-Ga, Ni-Ga systems are higher than in the Fe-Sn, Ni-Sn systems. It was found that during the interaction of iron-nickel alloys with liquid gallium, the rate of formation of new phases can be regulated. Iron-nickel alloys with a high nickel content in gallium solder pastes can be used both as solidification accelerators and as stabilizers. The results obtained allow us to state that functional solders are one of the directions of modern microelectronics.
UDC 621.791:669.7

Об’єктом дослідження були дифузійно-затверділі галієві припої та інші композитні компоненти. На ринку спостерігається активне зростання попиту на низькотемпературні технології складання, особливо в галузі Інтернету речей, носимих пристроїв та мікросенсорів. Зростаючий інтерес до низькотемпературних припоїв пояснюється тим, що вони мають дуже низьку температуру плавлення (≈ 29.8 °C), що робить їх перспективними для теплочутливих електронних компонентів, гнучкої електроніки, 3D-збірки без сильного нагрівання. Однак існують проблеми з їх використанням, які необхідно вирішити: корозія галію до багатьох металів, окислення поверхні, що призводить до поганої змочуваності, повільне затвердіння за кімнатної температури. Було проведено експериментальне дослідження фазоутворення під час взаємодії Fe, Ni та залізо-нікелевих сплавів 36Н і 50Н iз рідким галієм і оловом. У ході дослідження було виявлено, що утворені інтерметаліки не завжди ростуть відповідно до параболічної залежності в координатах: товщина дифузійного шару та час контакту. Після розрахунку параметрів реактивної дифузії було встановлено, що ефективні коефіцієнти реактивної дифузії під час контакту галію в системах Fe-Ga, Ni-Ga вищі, ніж у системах Fe-Sn, Ni-Sn. Було встановлено, що під час взаємодії залізо-нікелевих сплавів із рідким галієм швидкість утворення нових фаз можна регулювати. Залізо-нікелеві сплави з високим вмістом нікелю в галієвих паяльних пастах можуть використовуватися як прискорювачі затвердіння, так і стабілізатори. Отримані результати дозволяють стверджувати, що функціональні припої є одним із напрямків сучасної мікроелектроніки.