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钎焊界面出现合适的金属间化合物(Intermetallic Compound, IMC)层是获得高可靠性接头的首要条件,对于电子封装钎焊,界面最常见的金属间化合物是Cu6Sn5,它的形貌、厚度等都对接头可靠性有很大影响;而通常在电子封装工艺流程上完成整个封装的互连需要对焊点进行多次回流钎焊,这对接头的可靠性又是一个严峻的挑战。因此,研究Cu6Sn5在多次回流焊中的生长演变行为,并探究其影响因素,有助于控制界面Cu6Sn5的生长,为获得合适的IMC层,提高接头可靠性提供理论指导。实验选择了纯Sn钎料在Cu基板上进行多次回流焊,并利用同步辐射实时成像技术以及高压空气吹扫实验分析了多次回流焊各个阶段Sn/Cu钎焊界面Cu6Sn5的生长演变行为;同时引入Sn-0.7Cu钎料对比分析了钎料中的Cu元素的添加对界面Cu6Sn5生长演变行为的影响;并单独研究了两个重要的回流参数:保温时间(10s/30s60s)和回流温度(250℃/275℃/300℃)对多次回流过程中界面Cu6Sn5生长演变的影响。研究得出以下结论:(1)在多次回流过程中,Sn/Cu钎焊界面Cu6Sn5形貌多次经历扇贝状-棱柱状-扇贝状-棱柱状的可逆转变。在回流的保温阶段形成的Cu6Sn5呈现出扇贝状形貌,这些扇贝状的Cu6Sn5会在随后的冷却过程中长成棱柱状及小平面结构,并在下一次回流的保温阶段重新转变为扇贝状Cu6Sn5。(2)随着多次回流的进行,Sn/Cu界面扇贝状Cu6Sn5的生长受到熟化作用控制,主要沿平行于界面方向匍匐生长,尺寸增大而数目减少;棱柱状及小面状Cu6Sn5的生长主要受到界面反应控制,倾向于沿着垂直于界面方向向液态钎料中生长。(3)随着多次回流的进行,保温阶段和冷却阶段形成的界面IMC层厚度逐渐提高;受界面反应影响,棱柱状Cu6Sn5生长迅速,冷却阶段IMC层厚度的增长更加显著。(4)在多次回流过程中,Sn0.7Cu/Cu钎焊界面Cu6Sn5同样遵循扇贝状-棱柱状-扇贝状-棱柱状的形貌转变,但是由于界面反应通量对IMC生长的控制降低,冷却阶段形成的棱柱状Cu6Sn5垂直生长趋势降低,形成短而扁的棱柱趋势增加,IMC层厚度降低。(5)多次回流过程中,延长回流保温时间或提高回流温度都会促进保温阶段扇贝状Cu6Sn5的匍匐生长,同时促使冷却阶段形成的棱柱状Cu6Sn5先是变得细长而后小面扩展扁平化,并产生更多的空心六棱柱。