電子構裝用無鉛銲錫低週疲勞與潛變行為之研究(II); Low-Cycle Fatigue and Creep Behavior of Lead-Free Solders for Electronic Packaging Use(II)

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題名:	電子構裝用無鉛銲錫低週疲勞與潛變行為之研究(II);Low-Cycle Fatigue and Creep Behavior of Lead-Free Solders for Electronic Packaging Use(II)
作者:	林志光
貢獻者:	機械工程學系
關鍵詞:	無鉛銲錫;錫銀(銅)合金;低週疲勞;潛變;環境溫度;材料科技
日期:	2005-07-01
上傳時間:	2010-11-30 15:12:54 (UTC+8)
出版者:	行政院國家科學委員會
摘要:	軟銲技術已廣泛運用於現今各式電子元件的接合上，而錫鉛系(Sn-Pb)合金因具有良好的實用性與可靠性成為目前最常用的銲材，但由於其含鉛成份，對人體健康與週遭環境具有潛在的危害與威脅，因此世界主要先進工業國家相繼準備立法限制鉛的使用或規範廢棄鉛的強制回收，所以對無鉛銲錫的開發與研究也就刻不容緩。當電子裝置在電源的開、關或外在環境溫度的冷、熱變化時，由於電子元件、基板及銲接點間熱膨脹係數的差異較大，造成銲接點受到熱脹冷縮的一伸一縮反覆應變，久而久之，疲勞破壞因而產生，此種熱疲勞受力模式近似於應變控制的低週疲勞行為。由於軟銲材質熔點較低，在室溫狀態下所對應的絕對溫度值已大於其熔點絕對溫度值的一半，因此在適當的負荷下，亦會有潛變機制產生。所以，唯有真正深入探討銲錫材質的低週疲勞與潛變破損機制並進一步建立適用的壽命評估模式，才能準確地掌握與預估電子產品或元件的使用壽命，這也是目前研發無鉛銲錫必須探討的重要課題之一。目前對新興無鉛銲錫的低週疲勞與潛變行為的研究仍侷限於各合金成份的基本低週疲勞與潛變強度與傳統Sn-Pb 銲錫對應性質之比較，對各項負荷變數、環境溫度、疲勞－潛變交互作用等因素的影響，仍未作有系統且深入的探討，然而這卻是評估無鉛銲錫銲接點耐久壽命所必須建立的研究資料庫，特別是對目前較被看好可以被業界大量採用的錫銀(銅)系無鉛銲錫，確有其迫切性與必要性。因此，本研究將分三期以實驗方式對錫銀(銅)無鉛銲錫的低週疲勞及潛變行為，做有系統地探討，並依據實驗結果結合相關理論，建立適當的耐久壽命評估模式。目前已獲國科會補助正執行中第一年研究內容主要針對Sn-3.5Ag、Sn-3.5Ag-0.5Cu 二款無鉛銲錫在室溫環境下之基本拉伸、低週疲勞（不同應變速率）及潛變性質，做深入且有系統的比較研究，並探討添加第三合金元素Cu 對Sn-Ag 系無鉛銲錫的微結構、低週疲勞及潛變行為的影響。現今申請之第二年計畫，將以探討在不同環境溫度、應變比（含平均應力）及負荷頻率（含應變速率）等參數組合下，Sn-Ag(-Cu)系無鉛銲錫低週疲勞與潛變破裂性質為重點。未來第三年計畫則以探討在不同環境溫度下應變持時(hold-time)及疲勞－潛變交互作用對疲勞壽命與破損模式的影響為研究重點，並結合前二期的研究成果，建立一組涵蓋潛變效應的通用型Sn-Ag(-Cu)系無鉛銲錫低週疲勞行為與壽命評估模式，做為評估不同應用場合無鉛銲錫接合件壽命及可靠度的參考依據。研究期間：9308 ~ 9407
關聯:	財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心
顯示於類別:	[機械工程學系] 研究計畫

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