Sn/Cu互连体系界面金属间化合物Cu6Sn5演化和生长动力学的相场法模拟

摘要：

运用多相场模型模拟了Sn/Cu互连体系中晶界扩散系数DGB及界面初生金属间化合物(IMC)相(η相)与液相Sn(L相)间界面能σηL对界面Cu6Sn5组织演化和生长动力学行为的影响.研究表明,界面IMC层Cu6Sn5晶粒以紧密排列的扇贝状形貌存在,其扇贝状形貌同时受DGB和σηL的竞争性影响.IMC的生长过程由3阶段组成:Cu6Sn5晶粒快速生长铺满Cu基底阶段、Cu6Sn5晶粒转变为扇贝状形貌的过渡阶段以及Cu6Sn5层增厚和晶粒粗化同时进行的正常生长阶段.IMC层厚度随DGB增大而增加,随σηL增大而减小;而Cu6Sn5晶粒的平均横向粒径随DGB增大而减小,随σηL增大而增加.界面Cu6Sn5层厚度和晶粒横向粒径随反应时间呈指数规律变化,采用较大DGB和晶界能σGB=2σηL获得的生长指数符合理想的固/液界面反应的生长过程.

关键词：金属间化合物、生长动力学、组织演化、界面反应、相场模拟

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分类号：TG113(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目51275178和51205135,高等学校博士点科研基金项目20110172110003以及中央高校基本科研业务费项目2013ZM0026资助;National Natural Science Foundation of China.51275178 and 51205135;Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China20110172110003;Fundamental Research Funds for the Central Universities2013ZM0026

在线出版日期：2014-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：294-304