การพัฒนาโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว Sn-0.3Ag-0.7Cu-X In
ชื่อผู้แต่งข้างต้นเป็นข้อความจากระเบียนผลงาน ไม่ได้ผูกกับรหัสนักวิจัย จึงกดดูผลงานอื่นของบุคคลนี้ไม่ได้ — ในคลังนี้ 142,080 ผลงาน (63.6% ของทั้งหมด) มีชื่อผู้แต่งที่เชื่อมกับหน้าผู้แต่งได้ และ 60,298 ผลงาน (27.0%) มีผู้แต่งที่ผูกกับรหัสนักวิจัยจริง ส่วนอีก 81,382 ผลงานไม่มีข้อมูลผู้แต่งเลย (มีชื่อผู้แต่งเป็นข้อความอยู่ 142,009 ผลงาน = 63.5%)
บทคัดย่อ
เนื่องจากการออกข้อบังคับ RoHS ของสหภาพยุโรป ทำให้อุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ต้องเปลี่ยนโลหะบัดกรีจากแบบที่มีตะกั่วผสมมาใช้โลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว ซึ่งโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วที่นิยมใช้กันอย่างกว้างขวาง คือ โลหะบัดกรีในกลุ่ม Sn-Ag-Cu โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Sn-3.0Ag-0.5Cu เนื่องจากมีคุณสมบัติหลายประการที่เหมาะสมกับการใช้งานทางอิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตามเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะบัดกรีแบบเดิม (Sn-Pb Eutectic solder) พบว่า Sn-3.0Ag-0.5Cu มีข้อด้อยอยู่สองประการใหญ่ๆด้วยกัน คือ ประการแรก Sn-3.0Ag-0.5Cu มีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าโลหะบัดกรีแบบเดิม จึงต้องใช้อุณหภูมิในการบัดกรีที่สูงขึ้นกว่าเดิม ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และแผ่นวงจรมีโอกาสเกิดความเสียหายได้มากขึ้น ประการที่สอง Sn-3.0Ag-0.5Cu มีเงินผสมอยู่ในปริมาณที่ค่อนข้างมาก ทำให้โลหะบัดกรีชนิดนี้มีราคาค่อนข้างสูง ในโครงการวิจัยนี้ผู้วิจัยได้ทำการวิจัยเบื้องต้นร่วมกับ บริษัทอัลตราคอร์ จำกัด ซึ่งเป็นบริษัทผลิตโลหะบัดกรีของคนไทย ในการทดลองใช้อินเดียมเพื่อลดจุดหลอมเหลวของโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว Sn-0.3Ag-0.7Cu ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของบริษัท และเป็นโลหะบัดกรีในกลุ่ม Sn-Ag-Cu ที่มีราคาค่อนข้างต่ำ เนื่องจากมีเงินผสมอยู่ในปริมาณน้อย ในโครงการวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาอิทธิพลของอินเดียมที่มีต่อจุดหลอมเหลว คุณสมบัติทางกล และโครงสร้างจุลภาคของโลหะบัดกรี Sn-0.3Ag-0.7Cu รวมทั้งทำการศึกษาอิทธิพลของการบ่มด้วยความร้อนที่มีต่อคุณสมบัติทางกล และโครงสร้างจุลภาคของโลหะบัดกรี Sn-0.3Ag-0.7Cu-xIn ด้วย ซึ่งจากผลการทดลองที่ได้ สามารถสรุปได้ว่า อินเดียมมีอิทธิพลเป็นอย่างมากต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติและโครงสร้างจุลภาคของโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว Sn-0.3Ag-0.7Cu โดยทำให้อุณหภูมิโซลิดัสและอุณหภูมิลิควิดัสของโลหะบัดกรี Sn-0.3Ag-0.7Cu มีค่าลดลง สำหรับ Microhardness และ Tensile strength ของโลหะบัดกรีก็มีค่าเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดหลังจากเติมอินเดียมลงไป สำหรับโครงสร้างจุลภาคของ Sn-0.3Ag-0.7Cu ประกอบขึ้นมาจากโครงสร้างแบบ ?-Sn เป็นส่วนใหญ่และล้อมรอบด้วยอนุภาคของสารประกอบเชิงโลหะระหว่าง Cu, Sn และ Ag เช่น Cu6Sn5, Cu3Sn และ Ag3Sn และเมื่อเติมอินเดียมลงไปจะทำให้โครงสร้างแบบ ?-Sn มีขนาดเล็กลงและอนุภาคของสารประกอบเชิงโลหะเกิดการกระจายตัวที่สม่ำเสมอขึ้น ซึ่งทำให้ค่า Microhardness และ Tensile strength ของโลหะบัดกรีมีค่าเพิ่มขึ้น สำหรับการศึกษาอิทธิพลของการบ่มด้วยความร้อนที่มีต่อคุณสมบัติทางกล และโครงสร้างจุลภาคของโลหะบัดกรี Sn-0.3Ag-0.7Cu-xIn จากผลการศึกษาพบว่า โครงสร้างจุลภาคมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจากการบ่มด้วยความร้อน โดยขนาดเกรนโดยเฉลี่ยของโครงสร้างมีขนาดใหญ่ขึ้น และเกิดการสลายตัวของสารประกอบเชิงโลหะ Cu6Sn ตามระยะเวลาที่ทำการบ่ม และอุณหภูมิที่สูงขึ้น ส่งผลให้ค่าความแข็งลดลง