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姓名	楊素純(Su-Chun Yang)  查詢紙本館藏	畢業系所	化學工程與材料工程學系
論文名稱	Zn濃度對無鉛銲料與Cu界面反應之影響 (Zn Concentration Effet on the Interfacial Reaction between Lead-Free Solders and Cu.)
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摘要(中)	自2006年7月1日開始，歐盟制定之危害物質限用指令(ROHS, Restriction of Hazardous Substance)正式開始實施，其中對微電子封裝影響最大的就是禁止”鉛(Pb)”的使用。過去已經使用五十多年之”鉛錫銲料”也將全部改成無鉛銲料。目前國際間各大工業聯盟似乎已達成一共識，未來將以SnAgCu系列之無鉛銲料來取代鉛錫銲料。 為了改善SnAgCu的銲接品質，在SnAgCu銲料中添加第四元素開始被提出，而Zn正是目前考慮添加的元素之一。然而關於添加微量的Zn對界面反應的影響則還不是很清楚，因此本研究就藉由改變Zn濃度來探討Zn對界面反應的影響。本研究採用五種不同的Sn-Zn銲料，Zn濃度分別為純錫，0.5，0.7，2以及9 (wt.%)。銲料與Cu片在250oC下反應2分鐘和10分鐘。反應結果發現，銲料中Zn濃度的些微改變會造成界面上的反應生成物截然不同。當Zn濃度高於2 wt.%，界面上的生成物為Cu5Zn8；當Zn濃度為0.7wt.%，CuZn及Cu6Sn5這兩種介金屬會同時在界面上生成；當Zn濃度低於0.5wt.%時，界面只會以單一的Cu6Sn5生成於界面上。對於上述的觀察結果，我們將以Cu-Sn-Zn的三元相圖給予一個合理的解釋。 此外，在銲料中添加微量的Zn也會造成固態反應有很大的改變。微量Zn的添加可以非常有效地抑制界面上與Kirkendall voids極為相關之Cu3Sn介金屬的生成，而液態銲料與基材反應若發生介金屬剝離的現象，也會影響之後的固態反應。根據本研究的結果，工業上若選擇Zn當作添加在SnAgCu銲料中的第四元素時，對於Zn濃度的添加要更加謹慎的評估。
摘要(英)	The acute Zn concentration sensitivity of the reaction between Sn-based solders and Cu substrate is reported and explained in this paper. Three Sn-xZn solders (x = 0.5, 0.7, and 2 wt. %) were reacted with Cu substrates at 250oC for 2-10 mins. A slight variation in the Zn concentration changed the reaction product formed at the interface. When the Zn concentration was low (x = 0.5 wt. %), the reaction product was Cu6Sn5. When the Zn concentration was slightly increased to 2 wt. %, the reaction product became Cu5Zn8. When Zn concentration was in-between (x = 0.7 wt. %), Cu6Sn5 and CuZn co-existed. The above findings are explained using the Cu–Sn–Zn phase diagram. The implication is that the type of compound forms at the interface can be controlled by adjusting the Zn concentration of the Sn-based solders.
關鍵字(中)	★ 界面反應 ★ 鋅 ★ 無鉛銲料	關鍵字(英)	★ lead-free solder ★ interfacial reaction ★ Zn
論文目次	摘 要 …………………Ⅰ 目 錄 …………………Ⅲ 圖目錄 ………………Ⅴ 表目錄 ………………Ⅵ 第一章 緒論 1.1 研究背景 .………………………1 1.1.1 電子構裝技術 …………………1 1.1.2 無鉛銲錫合金之發展……………………4 1.2 研究目的.……………………………..6 第二章 文獻回顧 ………………………………………..7 2.1 Sn-Zn之銲接反應 …………………………………..7 2.2 SnAgCu之銲接反應 …………………...8 2.2.1 SnAgCu/Cu之銲接反應 …………………8 2.2.2 SnAgCu/Ni之銲接反應 …………………11 2.3 SnAgCu + Minor Zn之銲接反應 ……………………15 第三章 實驗方法與步驟 ………………………………16 3.1 Cu與液態錫鋅銲料反應 ……………………………16 3.1.1 錫鋅銲料製備 ………………………16 3.1.2 Cu與液態Sn-xZn銲料之界面反應 …16 3.1.3 試片處理、觀察及分析 ……………18 3.2 Cu與固態錫鋅銲料反應 ………………20 第四章 Cu與液態Sn-xZn銲料反應之結果與討論 …21 4.1 Cu與液態Sn-xZn銲料之界面反應 ………………21 4.1.1 Pure Sn/Cu ………………………21 4.1.2 Sn-0.5Zn/Cu ……………………22 4.1.3 Sn-0.7Zn/Cu ……………………22 4.1.4 Sn-2Zn/Cu ………………………26 4.1.5 Sn-9Zn/Cu ………………………26 4.2 界面生成物之XRD圖譜 ………………………30 第五章 Cu與固態Sn-xZn銲料反應之結果與討論 …35 5.1 Pure Sn/Cu及Sn-0.5Zn/Cu之固態反應 …………35 5.2 Sn-0.7Zn/Cu及Sn-2Zn/Cu之固態反應 …………38 5.2.1 Sn-0.7Zn/Cu之固態反應 ……………………38 5.2.2 Sn-2Zn/Cu之固態反應 ………………………39 第六章 結論 …………………………42 參考文獻 …………………………43
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指導教授	鄭紹良、高振宏 (Shao-Liang Cheng、C. Robert Kao)	審核日期	2007-7-19
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