Cu6Sn5和Ni3Sn4结构性能的第一原理计算

摘要

基于密度泛函理论的第一原理，计算了锡基无铅焊点界面常见的金属间化合物Cu6Sn5和Ni3Sn4的平衡晶格常数、合金形成焓以及弹性常数，分析了结构稳定的电子机制．结果表明，Cu6Sn5较Ni3Sn4合金形成能负，因此Cu6Sn5在热力学上更稳定，其合金化能力也较强．在力学性能方面，两相均属脆性相，表现出弹性各向异性，而Ni3Sn4的键合作用较强，弹性模量、剪切模量均大于Cu6Sn5，但Cu6Sn5表现出更好的塑性．从电子结构的角度，Cu6Sn5的成键主要来自于Cu原子d，p轨道与Sn原子P杂化，而Ni原子d轨道与Sn原子P轨道的强烈杂化作用是Ni3Sn4成键的主要原因．