Studies on wetting behavior and interfacial reaction between Zn-25Sn-xCu-yTi high-temperature lead-free solder alloys and Cu substrate

摘要

高溫銲錫的應用已擴展到汽車、航空、電力半導體封裝等領域。高鋅含量的錫鋅合金可作為一種很好的高溫無鉛銲料，但高含量的鋅會導致低潤濕性。本研究選取Cu和Ti作為合金元素，用於改善Zn- 25Sn銲料合金的潤濕性，並深討Zn-25Sn-x(0 1-0 3)Cu-(0 01-0 03)Ti合金與Cu基板之間的潤濕性和金屬間化合物的形成行為。本實驗使用潤濕天平 (Wetting balance) 在銅基板上塗佈助焊劑，實驗溫度為高於Zn-25Sn銲料的熔點溫度的 40°C。實驗結果顯示，添加Ti和Cu降低潤濕時間和提升潤濕力。本實驗添加量的銅添加量太多不會增加銲料合金的潤濕性，然而鈦的連續添加會待續增Zn-25Sn-xCu-yTi的潤濕性。潤濕反應在銲料/Cu界面形成CuZn5和Cu5Zn8 IMC，反應產物以Cu5Zn8 IMC層為主。元素分佈分析指出Ti趨向於在銲料表層和界面層中積累，從而降低了銲料合金與基材之間的表面張力；Cu和Ti的結合也增加了IMC層的厚度，降低了Zn-25Sn系統中Cu5Zn8IMC形成的活化能。

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