《表2 Sn4.7Ag1.7Cu/Cu界面下层金属间化合物区域的能谱分析》

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《热效应作用下SnAgCu基钎焊接头界面化合物生长机制》

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图1(b，c）是试样在150℃时效100 h和360 h时Sn4.7Ag1.7Cu/Cu界面化合物的扫描电镜照片.由图1可知，界面化合物由最初的笋状结构逐渐趋于平缓，直至最后向层状发展。当时效时间达到100 h后出现第二相化合物。由表1和2电子探针分析结果可知上层化合物为Cu6Sn5，第二相化合物为Cu3Sn。由文献可知[12-13]，Cu原子在低于熔融钎料30℃的固态钎料（Sn Ag Cu）中的扩散速度（180℃）为3×10-4～8×10-4μm2·m-1。在接近钎料的再结晶温度150℃时的扩散速度为1×10-6数量级。可见，固态时效过程中原子的扩散速度急速降低，生成的化合物大量减少。所以吉布斯自由能的降低不足以弥补笋状化合物较高的表面能，并且固态钎料和笋状化合物表面之间的界面能较高。二者使整个系统处于高能状态，即固态时效笋状的化合物形态不利于化合物的生长。为降低表面能，化合物形态逐渐趋于平缓。随着时效时间的增加，化合物的厚度逐渐增加。随着化合物厚度的增加，Cu原子扩散到界面的时间逐渐增加，当化合物的厚度达到一定程度时，Cu原子扩散到界面所需的跃迁激活能大于Cu6Sn5转化成Cu3Sn的形成能，所以其在Cu6Sn5/Cu界面形成了第二相化合物Cu3Sn，这与界面化合物形成的热力学分析相吻合。