热迁移下Ni/Sn-xCu/Ni微焊点钎焊界面金属间化合物的演变

• 作者: 殷录桥 赵宁 邓建峰 钟毅
• 来源期刊: 金属学报
• 学科: 工学
• 关键词: Sn-xCu钎料 热迁移 微焊点 界面反应 金属间化合物
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 页码范围: 861-868
• 页数: 8页
• 分类号: TG115
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2016.00569

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.