岳武
,
秦红波
,
周敏波
,
马骁
,
张新平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00101
利用SEM观察、聚焦离子束(FIB)微区分析和有限元模拟对比研究了直角型和线型Cu/Sn-58Bi/Cu微焊点在高电流密度下(1.5×104A/cm2)的电迁移行为, 从原子扩散距离和微区域电阻变化及阴阳极物相变化的角度研究了焊点结构变化对电迁移影响的机理. 结果表明, 2种焊点通电112和224 h后均发生了Bi向阳极迁移并聚集及 Sn在阴极富集的现象; 直角型焊点阳极由于Bi聚集后膨胀而产生压应力进而导致小丘状凸起和微裂纹出现, 而阴极存在拉应力引发凹陷和微裂纹, 且沿界面呈非均匀变化. 微区组织分析表明, 电迁移作用下焊点内部 Bi原子的扩散速度大于Sn原子的扩散速度. 观察分析和模拟结果还表明, 具有结构不均匀性的直角型焊点中电子流易向电阻较小区域聚集而产生电流拥挤效应, 这是引起直角型焊点电迁移现象严重的根本原因.
关键词:
焊点结构
,
electromigration
,
microstructural evolution
,
SnBi solder
,
current crowding effect
Xuejing WU
,
Jie JIN
,
Wei YAN
,
Hua XIAO
,
Liuyin FAN
,
Chengxi CAO
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2016.04029
A model of derivatized moving reaction boundary (MRB) is formulated from original MRB formed with formic buffer (phase α) and sodium hydroxide (phase γ). The model shows the formation of a new phase (phase β) with high pH value originated from phase γ, derivatized MRB created with phases α and β, as well as stationary boundary formed between phases β and γ. To demonstrate the validity of this model, the theoretical and numerical procedures are advanced. At the same time, the experimental procedures are also developed relied on a capillary electrophoresis (CE) and a home-made apparatus. There are evident systemic errors and low agreements between the experimental results and theoretical calculation with the original model of MRB developed in our previous papers. However, there are much high agreements between the experiments and theoretical computation relied on the model of derivatized MRB developed herein. The model of derivatized MRB together with the relative theoretical and experimental procedures holds evident significance for the design of the new separation and compressive techniques of samples used widely in electrophoresis including CE.
关键词:
electromigration
,
electrophoresis
,
numerical computation
,
moving reaction boundary (MRB)
,
stacking
刘文胜
,
邓涛
,
马运柱
,
彭芬
,
黄国基
材料科学与工程学报
随着公众环保意识的增强,含铅焊料的发展和应用受到了极大的限制,研制新型的、环境友好的无铅焊料来取代传统的锡铅焊料成为近年来研究的热点,而添加微量元素合金化以获得性能优异的无铅焊料尤其受到研究者的关注。本文系统地综述了添加微量稀土元素对无铅焊料物理化学性能、显微组织、力学性能、电迁移及锡晶须生长等的影响,并对稀土元素在无铅焊料中的应用及发展趋势进行了展望。
关键词:
无铅焊料
,
稀土元素
,
力学性能
,
电迁移
,
锡晶须
陆裕东
,
何小琦
,
恩云飞
,
王歆
,
庄志强
稀有金属材料与工程
采用Ni(P)/Au镀层-SnPb焊点-Ni(P)/Au镀层的互连结构,研究电迁移作用下焊点/镀层界面金属间化合物(IMC)的极性生长特性,从电位差和化学位梯度条件下原子定向扩散的角度分析互连结构的微结构变化的微观机制.在无外加应力条件下,由于液态反应速率远远快于固态反应速率,Ni(P)/Au镀层与焊点界面IMC经过120 ℃、100 h的热处理后无明显变化.但是,在电迁移作用下,由于Sn沿电子流方向的定向扩散使阳极界面IMC异常生长,而阴极界面IMC厚度基本不变.由于电子由上层Cu布线进入焊点的电子注入口位于三相结合界面位置,在焦耳热的作用下会导致焊料的局部熔融,引起Cu布线与焊料的反应,使电子注入口的Cu布线合金化.
关键词:
Ni/Au
,
SnPb
,
焊点
,
电迁移
,
金属间化合物
张志杰
,
黄明亮
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2016.00499
采用同步辐射实时成像技术对比研究了Cu/Sn-52In/Cu微焊点在120和180 ℃,2.0×104 A/cm2条件下液-固电迁移过程中In、Sn和Cu原子的扩散迁移行为及其对界面反应的影响。由于没有背应力,液-固电迁移条件下Sn-52In焊点中In原子的有效电荷数Z*为负值是其定向扩散迁移至阳极的物理本质,这与Sn-52In焊点固-固电迁移条件下背应力驱使In原子迁移至阴极的机理不同。基于液态金属焓随温度的变化关系,修正了计算液态金属Z*的理论模型,计算获得In原子在120和180 ℃下的Z*分别为-2.30和-1.14,为电迁移方向提供了判断依据。液-固电迁移过程中In和Cu原子同时由阴极扩散至阳极并参与界面反应使得界面金属间化合物(intermetallic compounds,IMC)生长表现为“极性效应”,即阳极界面IMC持续生长变厚,并且厚于阴极界面IMC,温度越高,界面IMC的“极性效应”越显著。液-固电迁移过程中阴极Cu基体的溶解与时间呈抛物线关系,温度越高,阴极Cu的溶解速率越快。
关键词:
电迁移
,
Sn-52In微焊点
,
有效电荷数
,
界面反应
,
金属间化合物
吴雪静
,
金杰
,
颜炜
,
肖华
,
樊柳荫
,
曹成喜
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2016.04029
在甲酸（α相）和氢氧化钠（γ相）缓冲液形成的移动反应界面的基础上，提出了一种衍生移动反应界面模型。模型表明在α相和γ相之间会形成一个新的β相，β相和α相形成衍生移动反应界面，β相和γ相形成移动界面。为了验证该模型的有效性，该文给出了相关理论及数值推导过程。此外，基于毛细管电泳和自制装置进行了相关实验。结果表明，若使用以前的移动反应界面，实验结果与理论计算存在较大误差，而采用该文提出的衍生移动反应界面，实验数据与理论计算结果高度一致。该文提出的衍生移动反应界面理论及模型对于电泳，特别是毛细管电泳中样品的分离与富集具有重要的意义。
关键词:
电迁移
,
电泳
,
数值计算
,
移动反应界面
,
堆积
