Abstract
本實驗以Si預型體擠壓鑄造製得65Si/ZA27複材，其彎曲強度達199 MPa，熱膨脹係數可達11.1 m/k。以加重物軟銲(0.1 MPa)方式進行ZA27合金與Cu、Al的銲接，發現使用Sn、Sn-37Pb、Sn-3.5Ag、Sn-8.8Zn銲料，由於ZA27與Al板表面嚴重氧化，皆無法得到良好的接合界面剪強度。以熱壓軟銲的方式進行ZA27合金與Cu、Al的銲接，在10 MPa熱壓壓力下，Cu板界面剪強度可達9.5 MPa，Al板可達10.6 MPa。以65Si/ZA27複材與Cu、Al板進行熱壓軟銲，因為銲料難以潤溼Si表面，所以界面剪強度小於1 MPa；若在Si/ZA27複材上殘留一層ZA27合金薄層，則可使強度提升至7~10MPa。當銲接溫度在225 ℃時，有最大的界面剪強度；溫度太高，界面反應層太厚，溫度太低，界面原子擴散與移動不易，皆無法有強鍵結；而壓力對銲接剪強度的影響並不大。界面SEM觀察，發現Cu與Si/ZA27複材間有介金屬反應層，從靠近Cu至銲料分別為b'-CuZn、g-Cu5Zn8、Cu9Al4；在Al板的銲接則無介金屬反應層，界面剪強度主要受表面氧化程度的影響。Cu、Al板與Si/ZA27複材以擠壓鑄造的鑄造硬銲方式銲接，其中Cu板無法接合起來，表面盡是Si與ZA27；Al板則能有部分面積緊密接合，剪強度可達4.6 MPa。接合面的觀察顯示，因為接合界面為最後凝固區域，造成接合界面分離的缺陷，如能改善製程應能提昇其界面剪強度。無電鍍Ni/Cu之Al2O3板與Si/Zn複材熱壓銲接，其接合界面剪強度可達6.4 MPa；其破斷面主要在Ni膜與Al2O3板的接合處，以及銲料跟Cu膜接合處，如能抑制銅膜的氧化與提昇Ni膜的附著力，將有助界面剪強度的提昇。綜合而言，適當軟銲條件下，可以利用Sn-8.8Zn銲料將電子構裝65Si/ZA27複材與Cu、Al以及Cu/Ni /Al2O3板加以接合。