焊料Sn3.5Ag4Ti( Ce，Ga) 与SiO2 基板低温活性焊接机理

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2016.09.010

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (9): 67-72.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2016.09.010

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焊料Sn3.5Ag4Ti( Ce，Ga) 与SiO₂ 基板低温活性焊接机理

成兰仙李国元

华南理工大学电子与信息学院，广东广州 510640

收稿日期:2015-11-20 修回日期:2016-03-09 出版日期:2016-09-25 发布日期:2016-08-21
通信作者: 成兰仙( 1981-) ，女，博士生，高级工程师，主要从事先进微电子封装材料研究． E-mail:cheng.lx@mail.scut.edu.cn
作者简介:成兰仙( 1981-) ，女，博士生，高级工程师，主要从事先进微电子封装材料研究．
基金资助:
广东省科技计划项目( 2013B010403003)

Active Bonding Mechanism Between Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) and SiO₂ Substrate at Low Temperature

CHENG Lan-xian LI Guo-yuan

School of Electronic and Information Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2015-11-20 Revised:2016-03-09 Online:2016-09-25 Published:2016-08-21
Contact: 成兰仙( 1981-) ，女，博士生，高级工程师，主要从事先进微电子封装材料研究． E-mail:cheng.lx@mail.scut.edu.cn
About author:成兰仙( 1981-) ，女，博士生，高级工程师，主要从事先进微电子封装材料研究．
Supported by:
Supported by the Science and Technology Planning Project of Guangdong Province( 2013B010403003)

摘要/Abstract

摘要： 采用扫描电镜、能谱仪和透射电镜研究了Sn3． 5Ag4Ti( Ce，Ga) 低温活性焊接SiO₂基板界面的微观形貌和焊接机理，并根据反应热力学和活性元素的吸附理论分析了
Sn3． 5Ag4Ti( Ce，Ga) 与SiO2基板的焊接机理及焊接动力学过程．实验结果表明，焊接界面由TiSi 和TiO₂形成．理论分析与实验结果一致表明: Ti 元素在SiO₂基板表面的化学吸附可能是实现焊接润湿的主要原因，在焊接的初始阶段发挥重要的作用; Ti 与SiO₂之间的界面反应并形成界面产物是实现Sn3． 5Ag4Ti( Ce，Ga) 与SiO₂基板焊接的主要机理．

关键词: 低温, 活性焊接, 界面产物, 活性元素

Abstract: The interfacial microstructure and soldering mechanism of the low-temperature active bonding SiO₂ substrate with Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) alloy filler were investigated by means of SEM,EDX and TEM,and the mechanism and dynamic process of the active bonding between Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) and SiO₂ substrate were analyzed on the basis of the active adsorption and reaction thermodynamics theories.Experiment results show that TiSi and TiO₂ phases form along the interface.Both theoretical results and experimental results indicate that the chemical adsorption of Ti on SiO₂ substrate interface may be the main reason for wetting and plays an important role in the initial bonding stage,and that the main bonding mechanism of Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) and SiO₂ substrate can be described as the interfacial reaction between Ti and SiO₂ and the forming of correspondent reactants.

Key words: low temperature, active bonding, interfacial product, active element

中图分类号:

TG425

成兰仙李国元. 焊料Sn3.5Ag4Ti( Ce，Ga) 与SiO₂ 基板低温活性焊接机理[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2016, 44(9): 67-72.

CHENG Lan-xian LI Guo-yuan. Active Bonding Mechanism Between Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) and SiO₂ Substrate at Low Temperature[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2016, 44(9): 67-72.

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Active Bonding Mechanism Between Sn3.5Ag4Ti( Ce,Ga) and SiO₂ Substrate at Low Temperature

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