Abstract
本研究以濕潤天平量測熔融Sn、Sn-0.7wt%Cu、Sn-3.5wt%Ag與Sn-40wt%Pb銲料，在Ag、Cu與Ni等不同基材上於240℃及250℃下之濕潤性。由濕潤天平所量測而得的濕潤曲線中，可以直接讀到濕潤時間、濕潤力、抽回力與終止力值，並根據抽回力與終止力計算銲料之表面張力。結果發現Sn-3.5wt%Ag、Sn-0.7wt%Cu與純Sn銲料，在250℃下的濕潤時間約在0.38?3秒之間，濕潤力則在0.05?0.3 N/m之間；在240℃下的濕潤時間約在0.51?3秒之間，濕潤力則在0.04?0.3 N/m之間。若以濕潤時間作指標的話，可以發現到四種銲料的濕潤性優劣順序，依次為Sn-40wt%Pb、Sn-3.5wt%Ag、Sn-0.7wt%Cu、與純Sn銲料。例如：在250℃下，使用RMA-type助銲劑處理過表面的Cu基材，其濕潤時間分別為0.7，0.8，1.7及1.9秒。一個很明顯但是常常被忽略的議題是，熔融銲料與基材潤濕之界面會反應生成介金屬相，當有介金屬相生成時，銲料所潤濕的並非是原先的基材，而是反應所生成的介金屬相。因此，銲料對基材的濕潤性應該是會受到界面反應的影響。當基材脫離熔融銲料的瞬間，接觸角θ等於零，且因基材已經不浸在熔融銲料中，所以浮力也等於零。此時，濕潤力達到一個最大的值，也就是所謂的抽回力(Fw)。此時，原來用來描述濕潤力的公式： 就會變成： 。這樣的結果顯示出，抽回力與銲料在空氣中的表面張力γl-air 有關，而與基材無關。所以只要銲料的組成不變的話，即使有界面反應的發生，抽回力也應該不受界面反應的影響。根據理論的分析及實驗的觀察，我們可以推斷，假如界面反應沒有反應很劇烈的話，由濕潤天平所量測之抽回力和熔融銲料的表面張力是不會受到界面反應影響的。然而，濕潤時間和接觸角卻是銲料和基材間所發之之界面反應的強烈函數。