熔融Sn-3.0Ag-0.5Cu在倾斜铜基板上表面形貌的模拟

徐秉声^1,2，吴湖¹，韩琳¹，陈军伟¹，袁章福¹

1. 北京大学工学院固体废弃物资源化技术与管理北京市重点实验室2. 北京矿冶研究总院

摘 要：通过润湿性实验,借助有限元软件Surface Evolver模拟研究了在490 K温度下熔融态的无铅焊料Sn-3.0Ag-0.5Cu在倾斜铜基板上的铺展行为及界面特性.根据经验方程拟合熔滴侧面轮廓曲线并获得三相点处的接触角大小.经计算发现,在基板的倾斜角度较小时,三相接触线几乎不发生移动,三相接触线的后三相点沿基板向前移动,前三相点保持不动,相应地,前进角逐渐增大并达到最大值.随着基板倾斜角度的继续增大,前三相点开始向前移动,导致前进角逐渐减小,最终熔滴从基板上滑落.通过模拟铺展过程表征了接触角的滞后现象;通过SEM及EDS手段分析界面微观结构,说明了在润湿过程中发生了界面化学反应,确定了金属间化合物Cu6Sn5生成并呈扇贝形分布.

关键词：无铅焊锡;表面形貌;滞后性;数值模拟;