图１钎焊和扩散焊接头在１７０℃时效的界面ＩＭＣ层横截面的ＳＥＭ像
Ｆｉｇ?ｌｓＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｃｒｏｓｓ。ｓｅｃｔｉｏｎｏｆＩＭＣｌａｙｅｒｓｉｎｓｏｌｄｅｒｅｄａｎｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎ—ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｇｅｄａｔ１７０℃ｗｉｔｈｏｕｔｍａ印ｅｔｉｃｆｉｅｌｄ：（ａ）ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ，０ｈ；（ｂ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ。ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ，０ｈ；（ｃ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ，２５０
ｈ；（ｄ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ．ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ，２５６ｈ
图２钎焊和扩散焊接头在１７０℃时效的界面ＩＭＣ层晶粒的形貌
Ｆｉｇ?２ＭｏｒｐｈｏｉｏｇｉｅｓｏｆＩＭＣｌａｙｅｒｓｉｎｓｏｌｄｅｒｅｄａｎｄ
ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｇｅｄａｔ１７０℃ｗｉｔｈｏｕｔｍ姆ｌｅｔｉｃｆｉｅｌｄ：（ａ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄ
ｊｏｉｎｔｓ，５０ｈ；（ｂ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ，５０ｈ；（ｃ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ，２５０ｈ；（ｄ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ．２５６
ｈ
粒减少。虽然两种试样的初始晶粒形貌不同，但经长时间时效后，都可以发现ＩＭＣ晶粒长大与合并的现象。
经图像分析仪测定ＩＭＣ层厚度，得到等温时效过程中ＩＭＣ层厚度与时效时间的生长动力学（见图３），
其关系式可以用式（１）表示。
第１８卷第３期程从前，等：Ｓｎ／Ｃｕ接头界面金属间化合物层的生长及强磁场的影响４５３
图５钎焊和扩散焊接头在１９０℃、磁场强度为８Ｔ时效界面ＩＭＣ层的横截面形貌
Ｆｉｇ．５ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆｃｒｏｓｓｓｅｃｔｉｏｎｓｏｆＩＭＣｌａｙｅｒｓｉｎｓｏｌｄｅｒｅｄａｎｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｇｅｄａｔ１９０。Ｃｉｎ８Ｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈ：（ａ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ，４ｈ；（ｂ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ，５０ｈ；（ｃ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ－ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ，４ｈ；（ｂ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ—ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ，５０ｈ
图６钎焊和扩散焊在１９０℃、磁场强度为８Ｔ时效５０ｈ界面ＩＭＣ层的形貌
Ｆｉｇ．６ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｏｆＩＭＣｌａｙｅｒｓｉｎｓｏｌｄｅｒｅｄａｎｄｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｇｅｄａｔ１９０℃ｉｎ８Ｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｆｏｒ５０ｈ：（ａ）Ｓｏｌｄｅｒｅｄｊｏｉｎｔｓ；（ｂ）Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ—ｂｏｎｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓ
的圆棒状晶粒已经断裂而脱离了ＩＭＣ基体，说明强磁场有利于圆棒状ＩＭＣ的生长。由图６可看出，扩散焊ＩＭＣ的晶粒组要为扇贝状晶粒，未发现圆棒状晶粒。与图２（ｂ）比较，ＩＭＣ晶粒更加均匀。从晶粒形貌的变化可知，磁场下时效，ＩＭＣ晶粒也会发生长大与合并的现象；且钎焊和扩散焊试样ＩＭＣ晶粒形貌的差异表明，强磁场并没有促进时效过程中短棒状晶粒的形核，而是促进了短棒状晶粒的生长。
图７所示为钎焊试样和扩散焊试样在１９０℃、磁场强度为８Ｔ时效的生长动力学曲线。由图７可看出，两种接头在强磁场下时效，ＩＭＣ层的生长均符合厚度与时间１／２次方的直线关系，表明磁场下时效与无磁场下时效一样，均由扩散机制控制。两种接头在磁场下时效相同时间，ＩＭＣ层生长的厚度接近。
图８所示为钎焊和扩散焊试样未时效和磁场强度为８Ｔ时效５０ｈ后界面ＩＭＣ层的ＸＲＤ谱。从图８可以看出，钎焊试样在０Ｔ未时效时特征峰为Ｃｕ＿６Ｓｎ５（２２１）、Ｃｕ（２２０）和Ｃｕ６Ｓｎ５（４４２）；经强磁场时效后，特征峰变为Ｃｕ６Ｓｎ５（２２－）、Ｃｕ（２２０）、
Ｃｕ６Ｓｎ５（３１４），最强峰为Ｃｕ６Ｓｎ５（２２Ｔ），某些小峰的
Sn/Cu接头界面金属间化合物层的生长及强磁场的影响
作者：程从前， 赵杰， 徐洋， 许富民， 杨朋， CHENG Cong-qian， ZHAO Jie， XU Yang，XU Fu-min， YANG Peng
作者单位：程从前,徐洋,杨朋,CHENG Cong-qian,ZHAO Jie,XU Yang,XU Fu-min,YANG Peng(大连理工大学,三束材料改性国家重点实验室,大连,116024)， 赵杰,许富民(大连理工大学,材料科学与
工程学院,大连,116024)
刊名：
中国有色金属学报
英文刊名：THE CHINESE JOURNAL OF NONFERROUS METALS
年，卷(期)：2008,18(3)
参考文献(20条)
1.SCHAEFER M;FOURNELLE R A;LIANG J Theory for intermetallic phase growth between Cu and liquid Sn-Pb solder based in grain boundary diffusion control[外文期刊] 1998(11)
2.于大全;赵杰;王来稀土元素对Sn-9Zn合金润湿性的影响[期刊论文]-中国有色金属学报 2003(04)
3.WU C M L;YU D Q;LAW C M T;WANG L Properties of lead-free solder alloys with rare earth element additions[外文期刊] 2004(01)
4.李喜;任忠鸣;王晖;邓康 徐匡迪强磁场下Al-Ni 合金凝固初生相Al3Ni 的取向行为[期刊论文]-中国有色金属学报 2006(03)
https://www.doczj.com/doc/bb17602568.html,URILA T;VUORINEN;KIVILAHTI J K Interfacial reactions between lead-free solders and common base materials 2005(1-2)
6.HUANG M L;LOEHER T;OSTMAN A;REICHL H Role of Cu in dissolution kinetics of Cu metallization in molten Sn-based solders[外文期刊] 2005(18)
7.CHEN C M;CHEN S W Electromigration effect upon the Sn-0.7wt% Cu/Ni and Sn-3.5wt% Ag/Ni interfacial reactions[外文期刊] 2001(03)
8.ZENG K;TU K N Six cases of reliability study of Pb-free solder joints in electronic packaging technology 2002(01)
9.FLANDERS D R;JACOBS E G;PINIZZOTTO Activation energies of intermetallic growth of Sn-Ag eutectic solder on copper substrates 1997(07)
10.CHOI S;BIELER T R;LUCAS J P;SUBRAMANIAN K N Characterization of the growth of intermetallic interfacial layers of Sn-Ag and Sn-Pb eutectics solders and their composite solder on Cu substrate during isothermal long-term aging[外文期刊] 1999(11)
11.WU Y;SEE J A;POURAGHABAGHER C;FOSTER L A MARSHALL J L The formation and growth of intermetallics in composite solder 1993(04)
12.ZHAO Jie;YANG Peng;ZHU Feng;CHENG Cong-qian The effect of high magnetic field on the growth behavior of Sn-3Ag-0.5Cu/Cu IMC layer[外文期刊] 2006
13.任晓;周文龙;陈国清;黄朝晖 张俊善稳恒强磁场对Al-Cu扩散偶界面中间相形成和生长的影响[期刊论文]-材料工程 2007(08)
14.程从前;赵杰;杨朋;朱凤Sn-3Ag/Cu 接头在钎焊和时效中IMC 的生长和晶体取向分析[期刊论文]-材料热处理学报 2006(04)
15.段莉蕾;于大全;赵杰;王来Sn-9Zn-3Bi/Cu 钎焊接头在170 ℃时效过程中的显微结构[期刊论文]-中国有色金属
16.何大鹏;于大全;王来;WU C M L铜含量对Sn-Cu钎料与Cu、Ni 基板钎焊界面IMC的影响[期刊论文]-中国有色金属学报 2006(04)
17.LIU Xiao-tao;CUI Jiang-zhong;GUO Yan-hui;WU Xiao-ming ZHANG Jun Phase formation and growth in Al-Mg couple with an electromagnetic field[外文期刊] 2004(9)
18.KAGANOVSKII Y S;PARITSKAYA L N;LOJKOWSKI W Kinetics of chemical compound growth by surface interdiffusion[外文期刊] 2000(0)
19.REN Zhong-ming;LI X;SUN Yan-hui;GAO Yun DENG Kang ZHONG Yun-bo Influence of high magnetic field on peritectic transformation during solidification of Bi-Mn alloy[外文期刊] 2006(03)
20.NAKAMICHI S;TSUREKAWA T;MORIZONO Y;WATANABEM T NISHIDA M CHIBA A Diffusion of carbon and titanium in γ-iron in a magnetic field and a magnetic field gradient[外文期刊] 2005(12)
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2.翟秋亚.任永明.徐锦锋.魏兵中大型铸铁件气焊新工艺[会议论文]-2009
3.刘晓涛.崔建忠.郭艳辉.吴晓明.张军电磁场作用下Al-Mg扩散偶的界面层结构及长大规律[期刊论文]-稀有金属2004,28(1)
4.汪应玲.李红.栗卓新.冯吉才TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺研究[会议论文]-2008
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7.王艳芳.WANG Yan-fang Ti/Cu接触反应界面成分分析[期刊论文]-航空精密制造技术2010,46(3)
8.毛唯.李晓红.周媛.叶雷.陈波.吴欣.程耀永DD6单晶合金TLP扩散焊试样匹配性对接头持久性能的影响[会议论文]-2008
9.郭革新.周国香.王爱坤.何文辰关于自由能的一些讨论[期刊论文]-大学物理2004,23(6)
10.刘雪华.唐电.LIU Xuehua.TANG Dian Sn基焊料/Cu界面IMC形成机理的研究进展[期刊论文]-电子元件与材料2011,30(5)
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