วัตถุประสงค์ของโครงการวิจัยคือ เพื่อพัฒนาโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วชนิด Sn-9Zn-xCu ให้มีสมบัติเชิงสมรรถนะและความน่าเชื่อถือ สามารถใช้ทดแทนโลหะบัดกรีชนิดที่มีตะกั่วเป็นส่วนผสม โดยการศึกษาสมบัติต่างๆ ได้แก่ ความต้านทานไฟฟ้า สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE) โครงสร้างจุลภาคและการฟอร์มตัวของสารประกอบระหว่างโลหะ ความแข็งแรงเฉือนของรอยบัดกรี และเปรียบเทียบสมรรถนะกับโลหะบัดกรีชนิดดีบุก-ตะกั่ว และโลหะบัดกรีไร้สารตะกั่วชนิดอื่นๆ ในงานวิจัยนี้ได้เตรียมตัวอย่างโลหะบัดกรี Sn-9Zn-xCu โดยแปรค่าปริมาณโลหะทองแดง (x) จำนวน 11 สูตร ( x = 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.7, 1, 2, 4, 6, 8, และ 10 wt. %) ได้วัดค่าความต้านทานไฟฟ้าโดยวิธี Four Probe Method ทดสอบค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนด้วยวิธี Thermo Mechanical Analysis (TMA) และศึกษาโครงสร้างจุลภาคและการฟอร์มตัวของสารประกอบระหว่างโลหะของโลหะบัดกรีด้วยวิธี SEM และ EDS และได้ทดสอบความแข็งแรงเฉือนของรอยบัดกรีแบบซ้อนทับชั้นเดียว ซึ่งทำจากแผ่นทองแดงและโลหะบัดกรี Sn-9Zn-xCu จำนวน 7 สูตร (x = 0, 0.2, 0.4, 0.7, 1, 2 และ 4) ผลการทดลองพบว่า เมื่อเติมปริมาณทองแดงในโลหะบัดกรีเพิ่มขึ้น ทำให้ความต้านทานไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น การเติมทองแดง 0.1-0.4 wt. % ทำให้ CTE สูงขึ้น ช่วง 0.7-1.0 wt. % CTE ลดลง หากเติมทองแดงมากกว่า 1.0 wt. % ทำให้ CTE มีค่าสูงขึ้น รอยบัดกรีที่ทำจากโลหะบัดกรี Sn-9Zn-0.7Cu มีความแข็งแรงเฉือนสูงสุด 21.8 MPa โลหะบัดกรียูเทคติก Sn-9Zn มีความแข็งแรงเฉือน 18.2 MPa เมื่อเติมทองแดง 0.2-0.7 wt. % ทำให้ความแข็งแรงเฉือนสูงขึ้น หากเติมทองแดงมากกว่า 0.7 wt. % ความแข็งแรงเฉือนของรอยบัดกรีจะลดต่ำลง เนื่องจากการเติมทองแดงผสมกับ Sn-9Zn ทำให้เกิดเฟส Cu-Zn IMC ในเมทริกซ์ดีบุก เมื่อเติมทองแดงมากขึ้นจะเกิดเฟส Cu-Zn IMC เพิ่มขึ้น แต่เฟสยูเทคติกดีบุก-สังกะสี และ Zn-rich จะลดลง ความหนาของชั้น IMC ที่ฟอร์มตัวระหว่างแผ่นทองแดงและโลหะบัดกรีจะบางลงและเกิดชั้นรอยต่อที่ไม่เรียบ เป็นผลทำให้ความแข็งแรงเฉือนลดลง เฟส Cu-Zn IMC ทำหน้าที่เสมือนวัสดุเสริมแรงในเมทริกซ์ดีบุก และเป็นตัวขัดขวางการขยายตัวของรอยแตก ถ้าหากเฟส Cu-Zn IMC มีมากเกินไปและมีขนาดใหญ่จะทำให้รอยบัดกรีมีความเหนียวลดลง การแตกหักของรอยบัดกรีเกิดจากรอยแตกที่ตัดผ่านโลหะบัดกรีและขยายไปตามรอยต่อระหว่างโลหะบัดกรีและชั้น IMC จากการวิจัยนี้สรุปได้ว่าโลหะบัดกรีที่มีสมรรถนะสูงสุด คือ Sn-9Zn-0.7Cu เนื่องจากมีความแข็งแรงเฉือนสูงสุด มีความต้านทานไฟฟ้า และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับโลหะบัดกรีชนิด Sn-37Pb สำหรับการวิจัยโลหะบัดกรีระบบ Sn-Zn-Cu ในอนาคต สมควรศึกษาสมบัติที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้งาน เช่น สมบัติการคืบ และสมบัติการล้า เป็นต้น