液態錫(銀、銅、鎳、銦)合金的表面氧化行為研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：17

、訪客IP：3.144.250.90

姓名

李彥佑(Yen-Yu Lee) 查詢紙本館藏

畢業系所

材料科學與工程研究所

論文名稱

液態錫(銀、銅、鎳、銦)合金的表面氧化行為研究
(Surface oxidation of molten Sn(Ag, Ni, In, Cu) alloys)

相關論文

★ Au濃度Cu濃度體積效應於Sn-Ag-Cu無鉛銲料與Au/Ni表面處理層反應綜合影響之研究	★ 薄型化氮化鎵發光二極體在銅填孔載具的研究
★ 248 nm準分子雷射對鋁薄膜的臨界破壞性質研究	★ 無光罩藍寶石基材蝕刻及其在發光二極體之運用研究
★ N-GaN表面之六角錐成長機制及其光學特性分析	★ 藍寶石基板表面和內部原子排列影響Pt薄鍍膜之de-wetting行為
★ 藍寶石基板表面原子對蝕刻液分子的屏蔽效應影響圖案生成行為及其應用	★ 陽離子、陰離子與陰陽離子共摻雜對於p型氧化錫薄膜之電性之影響研究與陽離子空缺誘導模型建立
★ 通過水熱和溶劑熱法合成銅奈米晶體之研究	★ 自生反應阻障層 Cu-Ni-Sn 化合物在覆晶式封裝之研究
★ 含銅鎳之錫薄膜線之電致遷移研究	★ 微量銅添加於錫銲點對電遷移效應的影響及鎳金屬墊層在電遷移效應下消耗行為的研究
★ 電遷移誘發銅墊層消耗動力學之研究	★ 不同無鉛銲料銦錫'錫銀銅合金與塊材鎳及薄膜鎳之濕潤研究
★ 錫鎳覆晶接點之電遷移研究	★ 錫表面處理層之銅含量對錫鬚生長及介面反應之影響

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本研究主要探討液態錫(銀、銅、鎳、銦)合金的表面氧化行為，我們認為表面氧化層的結構(相和密度)對錫合金的表面氧化形成是主要的關鍵因素，另外我們發現焊料合金的添加合金元素，對錫表面氧化層的結構(相和密度)有很大的影響，我們發現可以從添加合金元素的電動勢(electromotive force, EMF) 及氧化物形成的自由能大小，而預測添加合金元素對表面的氧化影響行為。本研究之添加合金元素可分為:氧化增強及氧化減緩兩類，當以上兩種合金元素同時添加入錫時，錫表面的氧化行為可能被其中某一添加元素主導，主導元素的決定與添加合金元素的濃度比例有極大的關連性，添加合金元素對表面氧化行為的影響將在本文中作深入討論，且提出詳細的機制。

摘要(英)

The surface oxidations of molten Sn(Ag, Ni, In, Cu) alloys are studied. We conclude that the microstructure (phase and density) of the surface oxide layer is the key factor for the surface oxidation formation. And, we found that the microstructure (phase and density) of the Sn surface oxide layer is highly influenced by the additives in the solder alloys, which can be roughly anticipated from the additives’ EMF values and Gibbs free energies of oxide formation. The detail effect (either retarding or enhancing) of the additives on the surface oxidation would be discussed and proposed in this paper.

關鍵字(中)

★ 無鉛焊料
★ 氧化
★ 電動勢

關鍵字(英)

★ lead-free solder
★ oxidation
★ electromotive force

論文目次

中文摘要………………………………………………………………i
英文摘要………………………………………………………………ii
致謝……………………………………………………………………iii
目錄……………………………………………………………………iv
圖目錄…………………………………………………………………vi
表目錄………………………………………………………………viii
符號說明………………………………………………………………ix
第一章緒論……………………………………………………………1
1.1研究背景…………………………………………………1
1.2波焊技術…………………………………………………3
1.3潤濕和成渣率……………………………………………5
第二章文獻回顧………………………………………………………6
2.1 Wood's的合金氧化模型…………………………………6
2.2 Wagner 氧化理論………………………………………9
2.3 合金由外氧化朝內氧化轉變………………………9
2.4 氧化動力學…………………………………………12
2.5 氧化的機制……………………………………………13
2.6 電動勢的意義…………………………………………15
2.7 防止氧化的方式………………………………………16
第三章實驗流程………………………………………………………18
3.1 SEM原理和試片準備…………………………………18
3.2 ESCA 原理和分析……………………………………19
第四章結果……………………………………………………………20
4.1 二元錫合金的表面氧化行為…………………………20
4.2 三元錫合金氧化………………………………………23
第五章討論……………………………………………………………30
5.1 錫表面氧化機制………………………………………30
5.2 表面氧化物結構和氧化速率的關係…………………30
5.3 添加合金元素和表面氧化物形成的關係……………33
5.3.1 銅添加元素的氧化增強效應…………………34
5.3.2 銀、鎳、銦添加元素的減緩效應……………38
5.4 相對重量百分比…………………………………………43
5.5 氧化層厚度和重量增加值的關係………………………46
第六章總結……………………………………………………………48
參考文獻………………………………………………………………49

參考文獻

[1] M. Arra, D. Shangguan, S. Yi, R. Thalhammer, H. Fockenberger, “ Development of lead-free wave soldering process,” IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing, 25 (4) (2002), pp. 289-299
[2] C. E. Ho, A S. C. Yang, A C. R. Kao, “Interfacial reaction issues for lead-free electronic solders,” J Mater Sci: Mater Electron 18 (2007), pp. 155–174
[3] Y. W. Wang, Y. W. Lin, C. T. Tu, C. R. Kao, “Effects of Minor Fe, Co, and Ni Additions on the Reaction between SnAgCu Solder and Cu,” Journal of Alloys and Compounds, 478 (2008), pp. 121-127
[4] Ricky W. Chuang, Selah Choe, and Chin C. Lee, “A Fluxless Sn-In Bonding Process Achieving High Re-Melting Temperature,” in Proc. 51st IEEE Electronic Components and Technology Conference, 29 (2001), pp. 671-674.
[5] WAGNER C. Theoretical anlysis of the diffusion processes determining the oxidation rate of alloys, Journal of the Electrochemical Society, (10) (1952), pp.369-380.
[6] Wagner C. Formation of composite scales consisting of oxidation of different metals, Journal of the Electrochemical Society, (11) (1956), pp. 627-633.
[7] He Ye-dong，Li Zheng-wei，Gao Wei．Transition from external to internal oxidation of Ni—Cr alloys, High-temperature Corrosion and Protection, 18S (2000), pp. 17-22．
[8]王德仁，何亞東，李順華等，Ag-In合金在不同氧分壓下的氧化現象，中國腐蝕與防護學報, 22(2) (2002), pp. 79-83。
[9] Wagner C. Oxidation of involving noble metals[J]．Journal of the Electrochemical Society, (10) (1952), pp. 571-580.
[10] Neil Briks, Gerald h. Meier, and Fred S. Pettit, “Introduction to the High-Temperature Oxidation of Metals” 2nd edition, Cambridge University Press (2006), pp. 39-74.
[11]Robert DeHoff, ”Thermodynamics in Materials Science ” second edition, Taylor & Franics imprint.
[12] R. Kawabata, M. C. Munetaka, M. Iwase, “ A Thermodynamic Study of Ru-Sn Binary Alloys,” Metallurgical and Materials Transactions B, 29B (6) (1998), pp. 577-581.
[13] Beranger, Gerard, ”corrosion and protection of metals and alloys”, John Wiley & Sons Inc.
[14] Graeme Wright, “corrosion protection of metals”, VIII-Metals-J- Corrosion protection
[15] D. W. YUAN, R. F. YAN, G. SIMKOVICH, “Rapid oxidation of liquid tin and its alloys at 600 to 800 ℃,” Journal of Materials Science, 34 (1999), pp. 2911 – 2920.
[16] CRC Handbook of Chemistry and Physics, 70th edition.
[17] G. R. Wallwork, “ The oxidation of alloy,” Rep. Prog. Phys., 39 (5) (1976), pp. 401-485.
[18] Y. Zhu, K. Mimura, and M. Isshiki, “ The Effect of Impurities on the Formation of the Inner Porous Layer in the Cu2O Scale during Copper Oxidation,” Oxidation of Metals, 61(4) (2004), pp. 293-314.
[19] M. J. Alam, D. C. Cameron, “ Optical and electrical properties of transparent conductive ITO thin films deposited by sol-gel process,” Thin Solid Films 377-378 (2000), pp. 455-459.
[20] Y. Niu, Y. Wu, F. Gesmundo, “ The oxidation of three Ni–6Si–xAl alloys in 1 atm O2 at 1000 ℃,” Corrosion Science 48 (2006), pp. 1–22.
[21] G. Schimmel, M. Rettenmayr, B. Kempf, J. Fischer-Buehner, “ Study on the Microstructure of Internally Oxidized Ag–Sn–In Alloys,” Oxidation of Metals, 70 (2008), pp. 25–38.

指導教授

劉正毓(Cheng-Yi Liu)

審核日期

2009-6-18

推文