助銲劑對迴銲後Sn-3Ag-0.5Cu電化學遷移之影響

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詹舒卉(SHU-HUEI JAN) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

助銲劑對迴銲後Sn-3Ag-0.5Cu電化學遷移之影響
(Effects of fluxes on the electrochemical migration of reflowed Sn-3Ag-0.5Cu solders in water)

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摘要(中)

本論文在探討數種商用助銲劑對錫-3銀-0.5銅無鉛銲錫在基板迴銲後電化學遷移行為之影響。電化學遷移研究在電導率186.2μS/cm之水中進行，迴銲時使用不同助銲劑，迴銲後兩銲球(直徑約1.2mm)相距0.80mm，在兩銲球間施加3或5V偏壓，結果顯示：隨著助銲劑的固形物含量的不同，當助銲劑的固形物含量增加，會延長電化學遷移短路之時間。
助銲劑成份中松香之C=O鍵結，其氧原子在迴銲後，已改變了其原本之C=O鍵結，而助銲劑與銲錫作用後，其表面之C-H鍵結，可以抑制電化學遷移之產生。
助銲劑之鹵素含量影響了電化學遷移的發生，而助銲劑中鹵素活性劑溴化物的添加，將促進電化學遷移之發生。

摘要(英)

This paper relates to the effects of fluxes on the electrochemical migration of reflowed Sn-3Ag-0.5Cu solders in water. Electrochemical migration behaviors of reflowed Sn-3Ag-0.5Cu solders, so called Pb-free solders, by applying different fluxes have been studied. The electrochemical migration increasing resistance of the Sn-3Ag-0.5Cu solders at a bias of 3 or 5V with increasing Solid Content.
Rosin is one of the contents of flux, and the C=O bonding of rosin is reduced after reflowing. When applying the fluxes to the solders, the C-H bonding in the surface of solders could increase the resistance of electrochemical migration.
Halogen Content of the flux would change the characteristic of electrochemical migration. Halogen Content would encourage the electrochemical migrations.

關鍵字(中)

★ 陽極動態極化
★ 無鉛銲料
★ 錫銀銅銲料
★ 助銲劑
★ 鹵素
★ 電化學遷移

關鍵字(英)

★ cyclic voltammetry
★ anodic potentiodynamic polarization
★ lead-free solders
★ Pb-free solders
★ flux
★ halide
★ SnAgCu solder
★ halogen
★ electrochemical migration

論文目次

摘要(中文) I
摘要(英文) II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章前言 1
1-1 研究背景 1
1-1-1鉛的影響 1
1 -1-2 RoHS指令 1
1-1-3 電子產品與無鉛銲料 2
1-2研究動機與目的 2
第二章文獻回顧與理論 4
2-1助銲劑 4
2-1-1 助銲劑的功用 4
2-1-2 助銲劑的種類 4
2-1-3 助銲劑的組成 5
2-1-4 助銲劑的選擇 6
2-2 金屬電化學遷移現象 7
2-2-1 錫的電化學遷移 8
2-2-2 銀的電化學遷移 9
2-2-3 銅的電化學遷移移 10
2-2-4 基材銅/鎳/金的遷移 13
2-3金屬電化學遷移的充分必要條件 14
2-4合金的電化學溶解 16
2-4-1合金的陽極遷移溶解 16
2-4-2 合金離子在水中溶解比較 16
2-4-3 合金離子自溶液中遷移至陰極析出之比較 17
第三章實驗步驟 18
3-1本研究之實驗流程圖 18
3-2 化金基板製備 18
3-3無鉛銲料與助銲劑準備 20
3-3-1 無鉛銲料 20
3-3-2 不同之商用助銲劑 20
3-3-3 迴銲方式與參數條件 21
3-4銲錫與化金基板之迴銲程序 21
3-5電化學實驗與裝置 22
3-5-1水溶液之電化學遷移研究 22
3-5-2陽極動態極化分析 23
3-5-3電化學槽之裝置測 23
3-6試片分析 24
3-6-1恆電位/恆電流儀 24
3-6-2 掃瞄電子顯微鏡 24
3-6-3能量散佈光譜儀 25
3-6-4傅立葉轉換紅外光譜儀 25
第四章實驗結果 27
4-1使用不同商用助銲劑之 Sn-3Ag-0.5Cu銲錫迴銲後之材料性質 27
4-1-1使用不同助銲劑之 Sn-3Ag-0.5Cu銲錫迴銲後的表面形貌 27
4-1-2 Sn-3Ag-0.5Cu銲球迴銲於基板之橫剖面觀察與局部EDS分析 28
4-1-3 Sn-3Ag-0.5Cu銲球迴銲後表面取樣之FTIR分析 31
4-2 Sn-3Ag-0.5Cu在水溶液中之電化學遷移行為 31
4-2-1 電化學遷移行為之遷移短路時間 31
4-2-2 Sn-3Ag-0.5Cu在不同偏壓下之遷移電流與遷移短路時間關係 32
4-2-3 Sn-3Ag-0.5Cu 銲錫在純水中之動態極化分析 33
4-3 銲球遷移後兩極間析出物的表面形貌與局部EDS分析 33
4-3-1 銲球遷移後兩極間析出物的表面形貌 33
4-3-2 兩極間析出物的EDS分析 33
4-4使用不同鹵素含量助銲劑的Sn-3Ag-0.5Cu在水溶液中之電化學遷移性質 36
4-4-1使用不同鹵素含量助銲劑之電化學遷移結果 36
4-4-2 使用不同鹵素含量助銲劑之動態極化曲線 37
4-4-3 使用不同鹵素含量助銲劑之銲球迴銲後表面取樣之FTIR分析 37
第五章討論 38
5-1 助銲劑之使用與Sn-3Ag-0.5Cu之電化學遷移 38
5-1-1 電化學遷移與測試方法 38
5-1-2 使用不同助銲劑之Sn-3Ag-0.5Cu銲球在不同偏壓下的遷移行為 39
5-1-3 使用不同助銲劑銲錫的電化學遷移比較 40
5-1-4 使用不同助銲劑之銲球動態極化曲線分析 41
5-2 電化學遷移探討 41
5-2-1 Sn-Ag-Cu在水中的電化學遷移模式 41
5-2-2 助銲劑對電化學遷移之抑制 44
5-3 電化學遷移析出物之分析 45
5-4助銲劑中不同鹵素含量之影響 45
5-4-1 助銲劑中不同鹵素含量對電化學遷移之影響 45
5-4-2 助銲劑中不同鹵素含量之動態極化曲線分析 46
5-4-3 助銲劑中不同鹵素含量之FTIR光譜分析 46
第六章結論 47
參考文獻 49

參考文獻

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指導教授

林景崎(Jing-Chie Lin)

審核日期

2008-1-11

推文