電子軟銲Sn-In-Zn合金液相線投影圖及其與Ag, Cu, Ni 之界面反應

Liquidus projection of Sn-In-Zn electronic solders and their interfacial reactions with Ag, Cu, Ni substrates

張汝柏

指導教授 ： 陳信文

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2012年)

摘要

Sn-In-Zn合金是發展潛力的無鉛銲料。本研究以反應偶實驗方法，探討Sn-20.0wt.%In-x%Zn 合金 (x介於0.5wt.%-5.0wt.%)間，與Ag、Cu以及Ni基材之界面反應。包含了對銅於230℃以及260℃下之液固反應，以及150℃下對銀，鎳以及銅之固固反應。
當鋅含量為0.5 wt.%以及0.7 wt.%時，Sn-20wt.%In-x%Zn/Cu在230oC反應，界面處生成Cu6Sn5相。將溫度提高至260oC，界面仍生成Cu6Sn5相。此結果與Sn-In/Cu之界面反應結果相似。當鋅增加至1.0 wt.%以上，Sn-20wt.%In-x%Zn/Cu之反應偶在230oC，反應則生成Cu5Zn8相。但是Sn-20wt.%In-x%Zn/Cu之反應在260oC時，鋅為1.0 wt.%時，生成CuZn相，當鋅增加至2.0wt.%則為Cu5Zn8相。此結果與Sn-Zn/Cu之反應有相似與不同之處。
Sn-20wt.%In-x%Zn/Ag反應偶於150o反應，結果與Sn-Zn/Ag界面反應結果相似。當鋅含量為2.0wt.%、3.0wt.%、5.0wt.%時，界面皆生成三層介金屬相，分別為ε-AgZn3、γ-Ag5Zn8、ζ-AgZn相。當鋅含量低於1.0 wt.%時，界面會有三層生成相，最外層為含有銦之ζ-AgZn相，由於鋅含量之不同而有顏色上的差異，中間為結構較鬆散含有鋅溶解度之ζ相，最內層也是ζ-AgZn相，與外側相比銦含量較低。
對鎳固固反應的部分，於Sn-20In中添加微量鋅(0.5wt.%)就會使生成相由Ni3Sn4相變成γ-Ni5Zn21相。
藉由Sn-In-Zn三元系統液相線投影圖可以探討Sn-In-Zn之固化路徑，在本研究中將Cui等人利用CALPHAD(calculation of phase diagram)計算方法繪出Sn-In-Zn三元系統液相線投影圖進行修正，完成Sn，γ以及Zn相區，β相以及In相區由於金相處理較為困難，並未在本研究中完成。

關鍵字

無鉛銲料 ； 界面反應

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Sn-In-Zn

參考文獻

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