Effects of Thermal Aging on the Interfacial Reaction between Zn-25Sn-xTi Solder and Cu Ni Substrates

摘要

本研究於Zn-25Sn合金中微量添加鈦元素，分析此系列銲錫合金與銅、鎳基板接合後，再經熱時效處理，對其界面反應與微結構的影響。Zn-25Sn與鎳基板經迴焊後，會在界面生成單層Ni5Zn21介金屬化合物，其界面反應為反應控制機制。微量添加鈦元素後，會使反應轉變為擴散控制機制，同時Ni5Zn21介金屬化合物的成長活化能會由63 24 kJ/mol下降至37 74 kJ/mol。而Ni5Zn21依據其晶粒形貌可大致分為三個區域，分別為凝核區、柱狀晶區，以及由等軸晶與柱狀晶共同組成的混合區域，在時效過程中，Ni5Zn21的厚度成長主要來自柱狀晶區晶粒的成長。Zn-25Sn與銅基板經迴焊後，則會在界面生成CuZn5及Cu5Zn8介金屬化合物。Cu5Zn8與總體介金屬化合物(CuZn5 + Cu5Zn8)的成長活化能，經過微量鈦元素添加後，也與鎳接點呈現類似趨勢，分別從39 74 kJ/mol及48 91 kJ/mol略微下降至35 91 kJ/mol及44 92 kJ/mol。迴焊試片界面分為由細晶粒所構成的CuZn5與晶粒較為粗大的Cu5Zn8，經時效處理後，可以發現在原先粗大Cu5Zn8 晶粒與銅基板之間生成了一層由細小Cu5Zn8 晶粒所構成的組織，而其界面介金屬化合物的成長，主要就來自這層細小Cu5Zn8晶粒在數量上的成長。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Kwang-Lung Lin (Supervisor)