添加0.10Ce对Sn-0.7Cu-0.5Ni焊料与Cu基板间界面IMC的影响

摘要

研究Sn-0.7Cu-0.5Ni-xCe(x=0,0.1)焊料与铜基板间543 K钎焊以及453 K恒温时效对界面金属间化合物(IMC)的形成与生长行为的影响.结果表明:往Sn-0.7Cu-0.5Ni焊料合金中添加0.10%Ce,能抑制等温时效过程中界面IMC的形成与生长;焊点最初形成的界面IMC为Cu6Sn5,时效10 d后,Sn-0.7Cu-0.5Ni和Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce这2种焊料中均有Cu3Sn形成,与Sn-0.7Cu-0.5Ni/Cu焊点相比,Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce/Cu界面IMC层较为平整;该界面IMC的形成与生长均受扩散控制,主要取决于Cu原子的扩散,添加稀土元素Ce能抑制Cu原子的扩散,Sn-0.7Cu-0.5Ni和Sn-0.7Cu-0.5Ni-0.10Ce焊点界面IMC层的生长速率分别为6.15×10-18和5.38×10-18 m2/s.