Sn-XAg-0.5Cu-0.04Ni-0.5Ce 銲錫球格陣列構裝界面反應研究

本研究分為兩部分，第一部分主要針對Sn-xAg-0.5Cu-0.04Ni（x = 0.1, 1, 2, 3wt%）不同Ag含量之銲錫合金與化金（Au/Ni-P/Cu）基板做接合，經過時效處理後，觀察其界面反應金相與接點強度及銲錫機械性質之研究。隨著Ag含量越多，銲錫基地中之Ag3Sn介金屬量越多，且接點強度亦隨Ag含量的增加而提高。在拉伸試驗方面，隨著Ag含量越多且分散於基地中，具有散佈強化之作用，進而提升強度值；此外，延展性則因Ag3Sn介金屬量增加影響差排移動，隨著Ag含量的增加使得延展性下降。在接點界面反應方面，Ag含量的多寡並不影響界面介金屬的型態以及成長速率。 第二部分則是在低Ag含量之Sn-1Ag-0.5Cu-0.04Ni銲錫中添加0.5wt%Ce的稀土元素及添加完Ce稀土元素後再添加0.2wt%Zn，分別以此三種銲錫與化金基板做接合，針對接點之界面反應與銲錫特性做研究。研究結果顯示：不論添加0.5wt%Ce稀土元素或是0.2wt%Zn過渡元素皆不會對Sn-1Ag-0.5Cu-0.04Ni銲錫合金之熔點產生影響。在觀察Sn-1Ag-0.5Cu-0.04Ni-0.5Ce銲錫微結構，可以看到粗大的CeSn3介金屬化合物，這些CeSn3介金屬化合物因為過於粗大而導致銲錫接點強度下降。雖然粗大的CeSn3介金屬化合物會使銲錫的機械強度下降，但卻可使銲錫合金的延展性獲得提升，推測這是因為破裂模式的轉變所造成。另外在Sn-1Ag-0.5Cu-0.04Ni-0.5Ce銲錫添加0.2wt%Zn可以細化銲錫中的CeSn3介金屬，使得銲錫接點強度與銲錫合金的抗拉強度皆獲得提升。再接點之界面反應方面，不論添加Ce或是Zn對接點之介金屬的成長皆有抑制的效果，而介金屬成長機制皆屬於擴散控制。