李勋平
,
周敏波
,
夏建民
,
马骁
,
张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00063
研究了焊盘材料界面耦合作用对Cu(Ni)/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(Ni)BGA(Ball Grid Array)结构焊点焊后态和125℃等温时效过程中界面金属间化合物(IMC)的成分、形貌和生长动力学的影响.结果表明,凸点下金属层(UBM)Ni界面IMC的成分与钎料中Cu含量有关,钎料中Cu含量较高时界面IMC为(Cu,Ni)6Sn5,而Cu含量较低时,则生成(Cu,Ni)3Sn4;Cu-Ni耦合易导致Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点中钎料/Ni界面IMC异常生长并产生剥离而进入钎料.125℃等温时效过程中,Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu界面IMC的生长速率常数随钎料中Cu含量增加而提高,Cu-Cu耦合降低一次回流侧IMC生长速率常数;Cu-Ni耦合和Ni-Ni耦合均导致焊点一次回流Ni侧界面IMC的生长速率常数增大,但Ni对界面IMC生长动力学的影响大于Cu;Ni有利于抑制Cu界面Cu3Sn生长,降低界面IMC生长速率,但Cu-Ni耦合对Cu界面Cu3Sn中Kirkendall空洞率无明显影响.
关键词:
无铅焊点
,
界面耦合
,
金属间化合物
,
Kirkendall空洞
,
剥离现象
卢艳丽
,
卢广明
,
胡婷婷
,
杨涛
,
陈铮
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00681
采用二元晶体相场模型研究了Kirkendall效应诱发的相界空洞的形成及扩展过程.模拟结果表明:对于取向差角较小的相界,空洞向原子迁移率高的一侧(α相)方向移动,空洞的形状由最初的平行四边形向六边形演化,空洞周围原子湮没速率大于产生速率,从而造成空洞扩大,空洞扩展过程中伴有相界的移动及相的长大和缩小.对于取向差角较大的相界,空洞还会沿相界方向扩展,使得空洞连通,将相界割裂开,割裂后的两侧相界呈现锯齿状.扩散过程中,体系的自由能逐渐降低.对于取向差角较小的相界,原子迁移率差值增大,自由能下降无明显差异.对于取向差角较大的相界,原子迁移率相差越大,自由能下降速率越快.随着相界取向差角的增大,自由能的下降速率逐渐增大.相界空洞的模拟结果与实验观察一致.
关键词:
二元晶体相场模型
,
Kirkendall效应
,
相界
,
空位
,
Kirkendall空洞
马文婧
,
柯常波
,
周敏波
,
梁水保
,
张新平
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00525
采用二元合金晶体相场模型模拟研究了Sn/Cu互连体系Cu/Cu3Sn界面及金属间化合物层中Kirkendall空洞形成和形貌演化及长大过程,对Kirkendall空洞生长的微观机制进行了剖析,同时还模拟和分析了界面Cu3Sn层厚度和杂质含量对Kirkendall空洞形貌和生长动力学的影响.研究表明,Kirkendall空洞的生长过程由4个阶段组成:Cu/Cu3Sn界面形成大量原子错配区,原子错配区迅速成长为空洞,空洞的长大及随后的空洞合并生长.Kirkendall空洞优先在Cu/Cu3Sn界面处形核,其尺寸随时效时间的延长而增大,并在时效后期空洞的生长伴随有空洞的合并.Cu3Sn层厚度增加和杂质含量增多均使得Kirkendall空洞数量和生长指数增加以及尺寸增大,并且2种情况下空洞数量随时间的变化均呈现先增后减的规律.
关键词:
Kirkendall空洞
,
金属间化合物
,
生长动力学
,
组织演化
,
晶体相场法
马文婧
,
柯常波
,
梁水保
,
周敏波
,
张新平
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60067-0
采用晶体相场法研究了二元合金形变过程中界面Kirkendall空洞的形貌演化和生长过程.研究表明,Kirkendall空洞优先在界面处形核,空洞尺寸随着演化时间和应变速率的增加而增大.在恒定和循环应变速率较大时,空洞发生明显的合并生长.当循环应变速率大于1.0×10?6时,空洞生长指数随应变速率的增加而增大;当循环应变速率小于9.0×10?7时,空洞生长指数随着应变速率的增加呈先增大后减小的变化规律.在相同的循环应变速率不同循环周期长度情况下,空洞生长指数随着循环周期长度的增加呈先增大后减小的变化规律.
关键词:
Kirkendall空洞
,
二元合金
,
晶体相场方法
,
生长指数
,
形变
李勋平周敏波夏建民马骁张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00063
研究了焊盘材料界面耦合作用对Cu(Ni)/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu(Ni) BGA(Ball Grid Array)结构焊点焊后态和125℃等温时效过程中界面金属间化合物(IMC)的成分、形貌和生长动力学的影响. 结果表明, 凸点下金属层(UBM) Ni界面IMC的成分与钎料中Cu含量有关, 钎料中Cu含量较高时界面IMC为(Cu, Ni)6Sn5, 而Cu含量较低时, 则生成(Cu, Ni)3Sn4; Cu-Ni耦合易导致 Cu/Sn-3.0Ag-0.5Cu/Ni焊点中钎料/Ni界面IMC异常生长并产生剥离而进入钎料. 125℃等温时效过程中, Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu界面IMC的生长速率常数随钎料中Cu含量增加而提高, Cu-Cu耦合降低一次回流侧IMC生长速率常数; Cu-Ni耦合和Ni-Ni耦合均导致焊点一次回流Ni侧界面IMC的生长速率常数增大, 但Ni对界面IMC生长动力学的影响大于 Cu; Ni有利于抑制Cu界面Cu3Sn生长, 降低界面IMC生长速率, 但Cu-Ni耦合对Cu界面Cu3Sn中Kirkendall空洞率无明显影响.
关键词:
无铅焊点
,
cross-interaction of interface
,
intermetallic compounds
,
Kirkendall void
,
spalling phenomenon
