冷卻速率對Sn-xAg-0 7Cu無鉛銲料機械性質之影響

Translated title of the thesis: Effect of Cooling Rate on Mechanical Properties of Sn-xAg-0 7Cu Lead-Free Solder
  • 吳 函諭

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究目的在探討冷卻速率差異對不同Ag含量(Ag=0 1 5 2 0 3 0)之Sn-xAg-0 7Cu無鉛銲料組織形貌之影響，不同冷卻速率造成其金屬間化合物Ag3Sn與Cu6Sn5形貌產生變化，利用拉伸試驗及硬度測試與標準商用試件SAC305進行比較與分析，最後利用150℃x225h高溫時效後之變化來評估不同冷卻速率下，降低Ag含量並提高冷卻速率取代原本業界常用SAC305無鉛銲料之可行性。 研究結果顯示，冷卻速率對Cu6Sn5凝固成長時間有顯著的影響，快速冷卻條件下，Ag3Sn與Cu6Sn5皆為1μm以下之細小顆粒狀，隨著冷卻速率降低，Cu6Sn5開始呈現粗大化，經高溫時效後因Ag3Sn較Cu6Sn5穩定，Ag3Sn顆粒沒有明顯變化，大小皆小於2μm，而Cu6Sn5則會聚集成大顆團塊狀，大至20μm以上皆可發現，使得原本細緻的網狀共晶組織形貌瓦解。拉伸強度因散布強化及細晶強化的效果，隨著Ag含量增加以及冷卻速率的提升而上升，強度及韌性值明顯優於SAC305，但經高溫時效後，團塊狀之Cu6Sn5析出物易造成組織上的不連續，成為缺陷所在，裂紋可能由此產生開裂，導致拉伸強度下降20-30MPa左右，表現皆不如SAC305銲料。 綜合本研究結果，冷卻速率及Ag含量對化合物形貌及拉伸強度皆有顯著的影響，快速冷卻條件下，SAC207具有優異的強度及韌性，在高溫時效後其表現亦可與SAC305比擬，故判定其有取代SAC305之潛力。
Date of Award2015 Aug 21
Original languageChinese
SupervisorHwa-Teng Lee (Supervisor)

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