Zn含量对Cu/Sn/Cu-xZn微焊点界面反应的影响

本文以Cu/Sn/Cu-xZn(x=0,5,20 wt.%)微焊点为研究对象,探究Zn含量对其在等温和温度梯度下回流时液-固界面反应的影响。等温回流时,微焊点两端界面金属间化合物(Intermetallic compound,IMC)呈对称性生长,且随着Zn含量增加,两端界面IMC厚度略有减小,表明在Cu基体中添加Zn对等温回流时界面IMC生长的抑制作用不明显。温度梯度下回流时,冷、热两端界面IMC呈非对称性生长,且随着Zn含量增加,冷端界面IMC厚度明显减小,表明添加Zn对冷端界面IMC生长有显著抑制作用。这是因为,添加Zn降低了由热迁移引起的用于冷端界面反应的原子通量。此外发现,由于界面处生成Cu(Sn,Zn)层,更加有效地阻挡了热端基体溶解,使得Cu/Sn/Cu-20Zn微焊点中冷端界面IMC生长速率急剧减小。基于界面IMC随回流时间的生长规律,分别获得了等温回流和温度梯度下回流时Cu/Sn/Cu-xZn微焊点两侧IMC的生长动力学。