《表1 图2e和图2f中对应位置的EDS化学成分(摩尔分数,%)》

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《SnAgCu-xTi在单晶硅表面的润湿行为》

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SAC-3Ti/Si体系在800～900℃等温润湿后的横截面宏观形貌如图2所示.随着温度升高，钛片被溶蚀的深度增加（800℃约为2.67μm，850℃约为4.01μm，900℃约为7.00μm），如图2a～2c所示；在800℃和850℃下，SAC-1Ti/Si和SAC-3Ti/Si体系中的钛片发生了完全溶解，在凝固的钎料中并没有发现未溶解钛片的存在.而900℃下，在SAC-1Ti/Si和SAC-3Ti/Si体系中的凝固钎料中均发现了未完全溶解的钛片，如图2c～2d所示.通常情况下，随着试验温度的提高，钛在熔融钎料中的溶解度增大.但是从未溶解的钛片周围可以清楚地观察到存在两种特殊结构的物质，而钛片的溶解过程很有可能被这两层连续的特殊反应层所阻碍.为了进一步确定这两种特殊结构的反应层，通过EDS并结合二元相图综合分析，如表1所示（其对应位置分别为图2e～2f中的1，2处），第Ⅰ层为TiSi2化合物，而第Ⅱ层是由总厚度约为40μm的3种不同种类的Sn-Ti金属间化合物（IMCs）所组成，且分别为Ti6Sn5层（靠近液相一侧）、Ti5Sn3层（中间层）和Ti2Sn层（靠近钛片一侧）.值得注意的是，由于Sn-Ti IMCs的熔点较高，如Ti6Sn5的熔点为1 490℃，Ti5Sn3的熔点约为1 500℃，Ti2Sn的熔点约为1 620℃；并且IMCs溶解到液态金属中需要更高的温度，如共晶反应L?Ti6Sn5+Ti5Sn3在1 475℃才可以发生反应.因此一旦在钛片周围形成熔点较高的IMCs层，钛的溶解就会受到阻碍或减缓，致使部分钛残留在液态钎料中.此外，由于TiSi2的熔点也较高（约为1 900℃），进一步阻碍了钛片的溶解与扩散.即便如此，随着试验温度的提高，图2a～2c中虚线以下深度增加，这表明硅的溶解量随着试验温度升高而增加.尽管在900℃下SAC-x Ti/Si中的钛并未完全溶解，但对该体系的最终润湿性影响较小.