界面热力学在Sn晶须生长研究中的应用-表面技术.PDFVIP

第44卷摇 第2期 摇 摇 摇 表面技术 摇 摇 2015年02月 SURFACE TECHNOLOGY ·1· 試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試 摇 膜层技术 界面热力学在Sn 晶须生长研究中的应用 林冰,黄琳,简玮,王江涌 (汕头大学 理学院,广东 汕头515063) 摘摇 要: 目的摇 研究金属间化合物与Sn 晶须在Sn鄄Cu 薄膜体系中形成的热力学机制。 方法摇 利用界面 热力学理论,通过计算相应的表面能、界面能和临界厚度,研究金属间化合物的形成与Sn 晶须的生长过 程。 结果摇 金属间化合物Cu Sn 先在Sn 晶界与Cu/ Sn界面交界处形成,然后沿着Cu/ Sn界面生长;产 6 5 生的应力梯度驱动Sn原子扩散至表面,形成Sn 晶须。 结论摇 Sn 晶须的生长源于Sn层中金属间化合物 的生成,并由此提出了抑制Sn 晶须生长的方法。 关键词:界面热力学;金属间化合物相;Sn 晶须;生长机制 中图分类号:TG111.3摇 摇 摇 文献标识码:A摇 摇 摇 文章编号:1001鄄3660(2015)02鄄0001鄄07 DOI:10.16490/ j.cnki.issn.1001鄄3660.2015.02.001 Application of Interface Thermodynamics in Study on Sn Whisker Growth LIN Bing,HUANGLin,JIAN Wei,WANGJiang鄄yong (Department of Physics,Shantou University,Shantou,515063,China) ABSTRACT:Objective To investigate the thermodynamic mechanisms of the intermetallic compound (IMC) formation and Sn whisker growth in Sn鄄Cu bilayer thinfilm system. Methods Usingtheinterfacethermodynamicstheory,theIMCformationandthe Sn whisker growth were studied through calculating the corresponding surface energies,interface energies and critical thickness. ResultsTheIMCCu Sn wasfirstlyformedatthetriplejunctionof Sngrainboundary andSn/ Cu interfaceandthengrew alongthe 6 5 Sn/ Cu interface. Theresulting stressgradient drovethe diffusion of Sn atomstothe surface andformed Snwhisker on it. Conclu鄄 sion The Sn whisker growth was caused by the IMCformation in Sn sublayer,basedonwhich somemethodswereproposedfor in鄄 hibiting the growth of Sn whisker. KEY WORDS:interface thermodynamics;intermetallic compound phase;Sn whisker;growth mechanism 摇 摇 早在 1948 年,贝尔实验室的研究人员就已发现