Ориентированная столбчатая структура тонкой интерметаллической пленки Cu6Sn5

А.Н. Макрушина, В.А. Плотников, Б.Ф. Демьянов

Аннотация


Проведенные исследования интерметаллической пленки Cu6Sn5 обнаружили новый тип структуры - нанокристаллическую высокоориентированную столбчатую структуру. Исследованы процессы синтеза интерметаллических соединений в многослойных тонких пленках системы Cu-Sn, локализованные в реакционных островках, размер которых может достигать 100 нм. Сканирующая зондовая микроскопия свидетельствует об островковой структуре пленки. В процессе конденсации олова образуется высокотемпературная фаза Cu6Sn5 с гексагональной решеткой. Ренттеноструктурный анализ выявил преобладание одной интерметаллической фазы Cu6Sn5, а электронная микроскопия свидетельствует о преимущественно одинаковой кристаллографической ориентации островков интерметаллической фазы. Однако система нанокристаллов не является классическим вариантом поликристаллической системы. Структура электронных рефлексов позволяет считать, что островки интерметаллической тонкой пленки развернуты на различные углы вокруг одной кристаллографической оси [100]. Именно медь оказывает значительное ориентирующее действие на рост интерметаллической фазы Cu6Sn5, ориентируя его по направлению [111].

Ключевые слова


тонкие пленки; интерметаллическое соединение; коэффициент диффузии; структурно-фазовое состояние; рентгеноструктурный анализ тонких пленок

Полный текст:

PDF

Литература


McCormack M., Jin Improved S. Mechanical Properties in New, Pb-Free Solder Alloys // Journal of Electronic Materials. - 1994. - Vol. 23, No.8.

Xiao W., Shi Y, Lei Y, Xia Z., Guo F. Comparative Study of Microstructures and Properties of Three Valuable SnAgCuRE Lead-Free Solder Alloys // Journal of Electronic Materials. - 2006. - Vol. 35, No.5.

Bertheau J., Hodaj F., Hotellier N., Charbonnier J. Effect of intermetallic compound thickness on shear strength of 25 mkm diameter Cupillars // Intermetallics. - 2014. - Vol. 51.

Yoon J.-W., Kim S.-W., Koo J.-M. Reliability Investigation and Interfacial Reaction of Ball-Grid-Array Packages Using the Lead-Free Sn-Cu Solder // Journal of Electronic Materials. - 2004. - Vol. 33, No.10.

Zeng G., Xue S., Zhang L., Gao L., Dai W., Luo J. A review on the interfacial intermetallic compounds between Sn-Ag-Cu based solders and substrates // J Mater Sci: Mater Electron. - 2010. - Vol. 21.

Choi W.J., Lee T.Y, Tu K.N., Tamura N., Celestre R.S., MacDowell A.A., Bong Y.Y., Nguyen L. Tin whiskers studied by synchrotron radiation scanning X-ray microdiffraction // Acta Materialia. - 2003. - Vol. 51.

Xu G.-S., Zeng J.-B., Zhou M.-B., Cao S.-S., Ma X., Zhang X.-P. Influence of Soldering Temperature and Dwelling Time on Morphological Evolution of Cu6Sn5 Intermetallic Compound at the Sn-3.0Ag-0.5Cu/Cu Interface // International Conference on Electronic Packaging Technology and High Density Packaging. - 2012.

Choudhury S.F., Ladani L. Grain Growth Orientation and Anisotropy in Cu6Sn5 Intermetallic: Nanoindentation and Electron Backscatter Diffraction Analysis // Journal of Electronic Materials. - 2014.

Tu K.N. Interdiffusion and reaction in bimetallic Cu-Sn thin films // Acta Metall. - 1973. - Vol. 21, No.4.

Song J.-M., Huang B.-R., Liu C.-Y, Lai Y.-S., Chiu Y-T., Huang T.-W. Nanomechanical responses of intermetallic phase at the solder joint interface - Crystal orientation and metallurgical effects // Materials Science and Engineering A. - 2012. - Vol. 534.

Gagliano R.A., Ghosh G., Fine M.E. Nucleation kinetics of Cu6Sn5 by reaction of molten tin with a copper substrate // Journal of Electronic Materials. - 2002. - Vol. 31, No. 11.

Huh J.Y, Hong K.K., Kim Y.B., Kim K.T Phase field simulations of intermetallic compound growth during soldering reactions // Journal of Electronic Materials. - 2004. - Vol. 33, No.10.

Suh J.O., Tu K.N., Tamura N. A synchrotron radiation x-ray microdiffraction study on orientation relationships between a Cu6Sn5 and cu substrate in solder joints // JOM. - 2006. - Vol. 58, No.6.

Плотников В.А., Макаров С.В., Макрушина А.Н. Структурно-фазовое состояние бинарной тонкопленочной системы Cu-Sn // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2014. - № 1.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2017 Известия АлтГУ

Архив журнала с 1996 по 2016 гг. расположен на старой версии сайта по адресу: http://izvestia.asu.ru/ru/

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

ISSN 1561-9443; ISSN (Online) 1561-9451