Influence of Sb on IMC growth in Sn

Influence of Sb on IMC growth in Sn–Ag–Cu–Sb Pb-free solder joints in reflow process
Abstract
The influence of Sb on the soldering reaction and growth kinetics of Intermetallic compound (IMC) in Sn–3.5Ag–0.7Cu–xSb (x=0, 0.5, 1.0, and 1.5) lead-free solder joints is investigated in this study. Scanning electron microscope (SEM) is used to observe microstructure evolution of solder joint and to estimate the thickness and the grain size of the intermetallic layers. IMC phases are identified by energy dispersive X-ray (EDX) and X-ray diffractometer (XRD). Results show that some of the Sb powders are dissolved in the β-Sn matrix (Sn-rich phase), some of them participate in the form of Ag3(Sn, Sb), and the rest dissolves in the Cu6Sn5 IMC layer. Both thickness and grain size of IMC decrease when Sb is added. The growth exponents for both IMC layer and grains are determined by curve-fitting. The results reveal that Sn–3.5Ag–0.7Cu with about 1.0 wt.% Sb solder system exhibits the smallest growth rate and gives the most prominent effect in retarding IMC growth and refining IMC grain size. Based on the thermodynamic and phase diagram analysis, Sb has higher affinity to Sn element, and it will reduce the activity of Sn by forming SnSb compound, resulting in a decreased driving force for Cu–Sn IMC formation. A heterogeneous nucleation effect for retarding the IMC growth due to Sb addition is proposed.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อิทธิพลของ Sb ที่มีต่อการเจริญเติบโตของสถาบันใน Sn-Ag-Cu-Sb Pb ฟรีประสานรอยต่อในการ reflowบทคัดย่ออิทธิพลของ Sb ในจลนพลศาสตร์ที่เจริญเติบโตและปฏิกิริยาการบัดกรีของ Intermetallic ผสม (IMC) ใน Sn – 3.5Ag – 0.7Cu – xSb (x = 0, 0.5, 1.0, 1.5 และ) เป็นการตรวจสอบไร้สารตะกั่วบัดกรีรอยต่อในการศึกษานี้ ใช้การสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) สังเกตวิวัฒนาการต่อโครงสร้างจุลภาคของประสานร่วม และ การประเมินความหนาและขนาดเมล็ดข้าวชั้น intermetallic ระบุระยะสถาบันพลังงานเอกซเรย์ dispersive (เรื่อง) และเอ็กซ์เรย์ diffractometer (XRD) ผลลัพธ์แสดงว่า บางส่วนของผง Sb จะละลายในเมตริกซ์β Sn (Sn-ริชระยะ) บางส่วนของพวกเขามีส่วนร่วมในรูปแบบของ Ag3 (Sn, Sb), และส่วนเหลือละลายในชั้น Cu6Sn5 สถาบันการ ความหนาและขนาดเมล็ดของสถาบันลดลงเมื่อเพิ่ม Sb เลขชี้กำลังเจริญเติบโตสำหรับสถาบันชั้นและธัญพืชจะถูกกำหนด โดยเส้นโค้งกระชับ เปิดเผยผลลัพธ์ที่ Sn – 3.5Ag – 0.7Cu มีประมาณ 1.0 wt.% Sb ประสานระบบจัดแสดงอัตราการเติบโตน้อยที่สุด และส่งผลเด่นสุดใน retarding สถาบันเติบโต และการปรับขนาดเมล็ดข้าวสถาบันให้ การทางอุณหพลศาสตร์และเฟสไดอะแกรม Sb มีความสัมพันธ์สูงกับองค์ประกอบของ Sn และมันจะลดกิจกรรมของ Sn SnSb ผสม เกิดแรงผลักดันลดลงสำหรับสถาบัน Cu – Sn ก่อตัวขึ้น มีเสนอผลบริการ nucleation สำหรับ retarding เติบโตสถาบันเนื่องจากนอกจาก Sb

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อิทธิพลของการผสมผสานใน SB SN ––– SB Cu Pb ฟรีโดยประสานข้อต่อในกระบวนการ

สรุปอิทธิพลของ SB ในปฏิกิริยาที่บัดกรีและจลนศาสตร์การเจริญเติบโตของสารประกอบเชิง reflow ( IMC ) ใน SN ––– 3.5ag 0.7cu xsb ( x = 0 , 0.5 , 1.0 และ 1.5 ) ข้อต่อบัดกรีไร้สารตะกั่วการศึกษาการศึกษากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) ใช้สังเกตโครงสร้างวิวัฒนาการของร่วมประสานและค่าความหนาและขนาดเกรนของชั้นชนิด . ขั้นตอนหรือมีการระบุโดยรังสีเอกซ์พลังงานกระจายตัว ( การวัด ) และเอกซเรย์ดิฟแฟรกโทมิเตอร์ ( XRD ) ผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นว่าบางส่วนของ SB ผงละลายในบีตา - ดีบุก ( Sn ) เมทริกซ์รวย )บางส่วนของพวกเขามีส่วนร่วมในรูปแบบของ AG3 ( SN , SB ) และส่วนที่เหลือที่ละลายใน cu6sn5 หรือชั้น ทั้งความหนาและขนาดเกรนของ SB หรือลดลงเมื่อมีการเพิ่ม การผสมผสานเลขยกกำลัง ทั้งชั้นและธัญพืชจะถูกกำหนดโดยการปรับเส้นโค้ง ผลการศึกษาพบว่า 3.5ag SN –– 0.7cu ประมาณ 1.0 โดยน้ำหนักระบบประสาน SB แสดงอัตราการเจริญเติบโตที่น้อยที่สุด และให้ผลที่โดดเด่นที่สุดในการชะลอการเจริญเติบโตมากขึ้นและการกลั่น ขนาดของการสื่อสารการตลาด บนพื้นฐานอุณหพลศาสตร์และขั้นตอนการวิเคราะห์แผนภาพ , SB มี affinity สูง SN องค์ประกอบ และจะลดกิจกรรมของ SN โดยสร้าง snsb ผสม , ผลในการลดลงแรงขับเคลื่อนจุฬาฯ– SN หรือเกิดผล nucleation วิวิธพันธ์สำหรับการเติบโตในประเทศไทยเนื่องจาก SB นอกจากนี้เสนอ