择优取向纳米孪晶铜界面屋脊状金属间化合物形成机理
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大连理工大学材料科学与工程学院
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摘要
针对微型化趋势下互连焊点尺寸减小而凸显的界面金属间化合物（IMC）各向异性问题，研究了反应温度对（111）择优取向纳米孪晶Cu（nt-Cu）/Sn焊点界面η-Cu6Sn5取向与形貌的影响规律。结果表明：在等温反应阶段，高温下界面η-Cu6Sn5呈现（■）η//（111）Cu择优取向，而低温下其取向分布趋于随机；受Jackson因子（α<2）主导，等温阶段η-Cu6Sn5在所有温度下均呈扇贝状形貌。在后续凝固阶段，高温下预先形成的择优取向促使（■）η晶面快速生长，并最终被（■）η晶面替代，形成屋脊状形貌；相比之下，低温下因η-Cu6Sn5取向随机、生长各向同性，凝固后仍保持扇贝状形貌。本研究阐明了界面IMC晶体取向与形貌演变的形成机制，为微焊点界面IMC取向与形貌调控提供了理论指导。
关键词
界面反应; (111)择优取向纳米孪晶Cu; 晶体取向; 扇贝状η-Cu_6Sn_5; 屋脊状η-Cu_6Sn_5