热迁移下Ni/Sn-xCu/Ni微焊点钎焊界面金属间化合物的演变
来源期刊：金属学报2017年第7期
论文作者：赵宁 邓建峰 钟毅 殷录桥
文章页码：861 - 868
关键词：Sn-x Cu钎料;热迁移;微焊点;界面反应;金属间化合物;
摘 要：研究了240℃,温度梯度为1045℃/cm的热迁移条件下Cu含量对Ni/Sn-xCu/Ni（x=0.3、0.7、1.5,质量分数,%）微焊点钎焊界面反应的影响。结果表明,在热迁移过程中微焊点发生了界面金属间化合物（IMC）的非对称生长和转变以及Ni基体的非对称溶解。在Ni/Sn-0.3Cu/Ni微焊点中,虽然界面IMC类型始终为初始的（Ni,Cu）3Sn4,但出现冷端界面IMC厚度明显大于热端的非对称生长现象。在Ni/Sn-0.7Cu/Ni和Ni/Sn-1.5Cu/Ni微焊点中,界面IMC类型逐渐由初始的（Cu,Ni）6Sn5转变为（Ni,Cu）3Sn4,且出现冷端滞后于热端的非对称转变现象;Ni/Sn-1.5Cu/Ni微焊点冷、热端发生IMC转变的时间均滞后于Ni/Sn-0.7Cu/Ni微焊点。通过分析微焊点冷、热端界面IMC生长所需Cu和Ni原子通量,确定Cu和Ni的热迁移方向均由热端指向冷端。微焊点中的Cu含量显著影响主热迁移元素的种类,进而影响冷、热端界面IMC的生长和转变规律。此外,热迁移促进了热端Ni原子向钎料中的扩散,加速了热端Ni基体的溶解,溶解到钎料中的Ni原子大部分迁移到冷端并参与界面反应。相反,热迁移显著抑制了冷端Ni原子的扩散,因此冷端Ni基体几乎不溶解。
赵宁1，邓建峰1，钟毅1，殷录桥2
1. 大连理工大学材料科学与工程学院2. 上海大学新型显示技术及应用集成教育部重点实验室
摘 要：研究了240℃,温度梯度为1045℃/cm的热迁移条件下Cu含量对Ni/Sn-xCu/Ni（x=0.3、0.7、1.5,质量分数,%）微焊点钎焊界面反应的影响。结果表明,在热迁移过程中微焊点发生了界面金属间化合物（IMC）的非对称生长和转变以及Ni基体的非对称溶解。在Ni/Sn-0.3Cu/Ni微焊点中,虽然界面IMC类型始终为初始的（Ni,Cu）3Sn4,但出现冷端界面IMC厚度明显大于热端的非对称生长现象。在Ni/Sn-0.7Cu/Ni和Ni/Sn-1.5Cu/Ni微焊点中,界面IMC类型逐渐由初始的（Cu,Ni）6Sn5转变为（Ni,Cu）3Sn4,且出现冷端滞后于热端的非对称转变现象;Ni/Sn-1.5Cu/Ni微焊点冷、热端发生IMC转变的时间均滞后于Ni/Sn-0.7Cu/Ni微焊点。通过分析微焊点冷、热端界面IMC生长所需Cu和Ni原子通量,确定Cu和Ni的热迁移方向均由热端指向冷端。微焊点中的Cu含量显著影响主热迁移元素的种类,进而影响冷、热端界面IMC的生长和转变规律。此外,热迁移促进了热端Ni原子向钎料中的扩散,加速了热端Ni基体的溶解,溶解到钎料中的Ni原子大部分迁移到冷端并参与界面反应。相反,热迁移显著抑制了冷端Ni原子的扩散,因此冷端Ni基体几乎不溶解。
关键词：Sn-x Cu钎料;热迁移;微焊点;界面反应;金属间化合物;
