Ni添加對Sn-1 5Ag-0 7Cu低銀無鉛銲料顯微組織與機械性質影響之研究

Translated title of the thesis: Effect of Nickel Addition on Microstructure and Mechanical Properties of low-Ag-content Lead-Free Sn-1 5Ag-0 7Cu Solder Joints
  • 謝 喻丞

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究使探討Ni元素(0 05、0 1、0 2、1 0wt%)添加對Sn-1 5Ag-0 7Cu(SAC157)低Ag無鉛銲料之熔點、微結構與機械性質影響，並與商業化無鉛銲料Sn-3 0Ag-0 5Cu(SAC305)做比較。 實驗結果顯示，添加0 2wt%Ni以下銲料之固相線溫度改變不大，但液相線溫度由227°C提升到231°C，導致固液區間增加。當Ni添加量達到1wt%時整體熔點皆上升。添加Ni後銲料微結構與SAC157銲料相似，隨著Ni含量增加，(Cu Ni)6Sn5化合物含量增加，當添加量達1wt%時甚至出大塊島狀(Ni Cu)3Sn4化合物。當經過高溫熱儲存後銲料內部(Cu Ni)6Sn5粗大化，當添加0 2wt%Ni部分甚至呈現六角柱狀。在接合強度、硬度與剪切試驗上0 05wt%的Ni添加量即可以提高SAC157銲點的強度，但是當添加的Ni含量增加，銲點的延性也跟著下降。經過高溫熱儲存所有銲料接合強度與硬度皆下降，但隨著Ni含量的提升，銲點接合強度與硬度之下降幅度較小，顯示有較好的抗熱性。此外，Ni元素之添加也會增加銲接完成時之界面IMC層之厚度，當添加量1wt%時初始界面層厚度即達10?m。然而Ni添加減緩了銲點界面層之Cu3Sn厚度。在1 0wt%Ni之添加量下，經150°C、400小時熱儲存甚至幾無Cu3Sn的生成。Ni添加量在0 2wt%以下高溫熱儲儲存下銲點整體界面層成長幅度反而較SAC157與SAC305小。 綜合本研究結果，當Ni添加量為0 05%wt~0 1wt%時即可顯著提升銲料之機械性質，而過量Ni添加則會導致銲點內部化合物粗大化，導致銲點延展性變差。
Date of Award2016 Aug 24
Original languageChinese
SupervisorHwa-Teng Lee (Supervisor)

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