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論文讀書心得報告
Wettability and strength of In–Bi–Sn lead-free solder alloy on
copper substrate(1)
學術單位:南台科技大學
指導教授:李洋憲老師
學號:M99R0105
姓名:杜建緯
介紹
傳統的鉛錫銲料遊於他優異的機械性質、熔點溫度、以及良好的潤濕性，因此
廣泛的使用在電子產品的封裝中，但其中的鉛成份對於環境還有人體的身體健
康有著不良的影響，所以開始發展出了不含間的錫銀或是錫銀銅銲料，但是錫
銀或錫銀銅的無鉛銲料有著相較於傳統鉛錫銲料較高的熔點溫度，這使得在一
些對於溫度較為敏感的電子元件上有不良影響，而另一種發展出的錫鋅銲料對
於氧化的抗性較差且潤濕性值較低。根據文獻提到Ga、Bi、In可以使銲料合金
有低固相與較低的銲料的熔點溫度，實驗中挑選In31.6Bi16.9Sn這個成分做為研
究看此種成分的銲料是否有低熔點溫度、高剪切性質、良好的潤濕性，使這種
銲料能更應用於未來的製程中。
實驗方法
準備純淨的In、Bi、Sn照比放入一鋼杯中，在爐子內加熱至400度後以固定的
速度冷卻，為了確認溫度的控制準備2組溫度感測器，一組放於爐子內一組放於
熔液之中，合金的處理時程圖如上圖中所示。將完成的合金塊用機械磨去表層再
將它放入醇乙醇用超音波震動清洗5分鐘。
將合金取出一部分用DSC分析，升溫速率每分鐘10度在銲氣的環境下進行實驗測
量，接著準備0.01mm後的銅板當作基板做潤濕角度的實驗，在做實驗之前將銅
板以1 μm的氧化鋁拋光以水去脂1分鐘後再泡於純乙醇中超音波洗淨後乾燥。
潤濕試驗的製作是將銲料於坩鍋中分別加熱至80、100、120、140度，再將銅板
圖上助銲劑浸入30秒後拿出，利用潤濕天平SAT-5100 Rhesca檢測，而銲料的接
觸角試片則是用純銅上放上銲料，銲料的體積為59mm3銲接溫度80、100、120、
140度銲接時間30秒。將部分試片用環氧樹指鑲埋後製作成斷面試片利用OM及
SEM做觀察分析。剪切試片的製作方法將純銅板製作成40x10x0.5mm，在兩片純
銅間銲上銲料，試片製作是依照ASTM E8/8M規範拉伸速率每秒1mm。
參考資料
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