การศึกษาการเจริญเติบโตของสารประกอบเชิงโลหะระหว่างโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว Sn-0.3Ag-0.7Cu และแผ่นรองทองแดง

บทคัดย่อ

โครงการวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาวิวัฒนาการ การเติบโต และการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคของชั้นสารประกอบเชิงโลหะระหว่างโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่ว Sn-0.3Ag-0.7Cu กับแผ่นรองทองแดง โดยใช้การบัดกรีด้วยวิธีการจุ่มที่อุณหภูมิ 270 ๐C เป็นเวลา 5 วินาที และบ่มด้วยความร้อนที่อุณหภูมิ 100, 135 และ 170 ๐C แต่ละอุณหภูมิใช้เวลาในการบ่ม 1, 10, 100 และ 1,000 ชั่วโมง โครงสร้างจุลภาคระหว่างพื้นผิวตรวจสอบโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบแสง (OM) และกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราด (SEM) สำหรับการระบุปริมาณองค์ประกอบทางเคมีและโครงสร้างของชั้นสารประกอบเชิงโลหะจะใช้วิธี Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) และ X-Ray diffraction (XRD) ตามลำดับ หลังการบัดกรีปรากฏเฟส -Cu6Sn5 ที่มีโครงสร้างผลึกแบบเฮกซาโกนอลที่ระหว่างแผ่นทองแดงและโลหะบัดกรี ในสภาวะของแข็งหลังการบ่มที่อุณหภูมิ 100 ๐C เวลา 1,000 ชั่วโมง ปรากฏเฟส -Cu3Sn ระหว่าง Cu6Sn5 และทองแดง เช่นเดียวกับการบ่มที่อุณหภูมิ 135 และ 170 ๐C เมื่อใช้เวลาการบ่มตั้งแต่ 10 ชั่วโมงขึ้นไปเฟส Cu3Sn ที่ปรากฏจะมีโครงสร้างผลึกแบบออร์โธรอมบิกและเปลี่ยนเป็นเฮกซาโกนอลที่เวลาการบ่ม 1,000 ชั่วโมง โดยกลไกการเติบโตของชั้นสารประกอบเชิงโลหะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงกับค่ารากของเวลาในการบ่ม ( t1/2) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ถูกควบคุมด้วยการแพร่ และเมื่อคำนวณสัมประสิทธ์การแพร่ของชั้นสารประกอบรวม (Cu6Sn5 และ Cu3Sn) สำหรับอุณหภูมิการบ่มที่ 100, 135 และ 170 ๐C พบว่ามีค่าเท่ากับ 1.0x10-18, 4.0x10-18 และ 6.4x10-17 m2/s ตามลำดับ และพลังงานกระตุ้นสำหรับการเติบโตของชั้นสารประกอบเชิงโลหะรวม Cu6Sn5 และ Cu3Sn มีค่าเท่ากับ 80.56, 51.59 และ 119.04 kJ/mol ตามลำดับ

คำสำคัญ