液態錫(銀、銅、鎳、銦)合金的表面氧化行為研究

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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)

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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

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指導教授

劉正毓(Cheng-Yi Liu)

審核日期

2009-6-18

推文