金属学报

作者：张志杰, 黄明亮

单位：1 江苏科技大学材料科学与工程学院 镇江 212003；2 大连理工大学材料科学与工程学院 大连 116024

关键词：同步辐射实时成像技术,Sn-37Pb微焊点,液-固电迁移,界面反应,有效电荷数,

基金：国家自然科学基金项目(51801079);国家自然科学基金项目(U1837208);国家自然科学基金项目(51671046);江苏省自然科学基金青年基金项目(BK20180987)

利用同步辐射实时成像技术原位研究了Cu/Sn-37Pb/Cu微焊点在185 ℃、1×104 A/cm2电流密度条件下液-固电迁移过程中Pb原子的扩散迁移行为及其析出机制。在微焊点加热熔化阶段，Pb原子向阳极定向迁移并聚集形成富Pb相，其厚度随时间的延长而增大；在保温阶段，阳极的富Pb相部分溶解，Pb原子反向扩散至阴极，最终钎料内部形成两相平衡组织；在冷却凝固阶段，Pb原子再次向阳极定向迁移，直至凝固，最终钎料内部形成三相组织：富Pb相、Sn-Pb相和富Sn相。基于加热阶段富Pb相的生长动力学，计算获得Pb原子在185 ℃下的有效电荷数(Z*)为-3.20，为Pb原子的电迁移方向提供了判断依据。Pb原子在电迁移中的反常迁移行为归因于电迁移通量(Jem)与化学势通量(Jchem)的竞争机制。

来源：2020年第10期

《金属学报》期刊编辑部

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