【摘 要】
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随着电子器件逐渐趋向于小型化与集成化,设备中的电子器件的数量也呈指数增长,任意焊点的失效都会导致电子器件的损坏,因此电子焊料的可靠性逐渐受到重视,提高电子焊料可靠性的方法成为了近些年锡焊料的研究热点之一。由于焊点的金属间化合物层厚度为几百纳米至几微米,常规方法难以直接测算其形成与生长过程,多采用实验与模拟相结合的方式进行分析。本文通过采用改进嵌入原子（MEAM）势的分子动力学方法与实验相结合的方式
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随着电子器件逐渐趋向于小型化与集成化,设备中的电子器件的数量也呈指数增长,任意焊点的失效都会导致电子器件的损坏,因此电子焊料的可靠性逐渐受到重视,提高电子焊料可靠性的方法成为了近些年锡焊料的研究热点之一。由于焊点的金属间化合物层厚度为几百纳米至几微米,常规方法难以直接测算其形成与生长过程,多采用实验与模拟相结合的方式进行分析。本文通过采用改进嵌入原子（MEAM）势的分子动力学方法与实验相结合的方式,研究了Sn-Cu、Sn Cu0.7-Cu界面金属间化合物（IMC）的形核和生长规律,建立和了优化了焊接初期IMC层的形成和生长过程模型,阐述了焊接与时效过程中原子扩散系数与微观结构的关系,并对Sn Cu0.7焊料基体内Cu原子在焊接与时效过程中的运动趋势及其对金属间化合物形核与生长的影响进行了研究。研究结果表明:（1）Cu基体侧向Cu3Sn层与Cu3Sn层向Cu6Sn5层的扩散过程均为稳态扩散过程,而Cu6Sn5层向焊料基体的扩散过程为非稳态扩散,随着Sn基体中Cu原子浓度的增加,扩散系数逐渐减小;（2）Sn Cu0.7焊料基体融化过程中Cu原子会在焊料基体/焊接基板与焊料基体/空气两侧聚集并为后续金属间化合物生长提供Cu原子;（3）Sn Cu0.7焊料基体内的Cu原子向IMC层聚集的速率与IMC层中原子的有序度相关,其扩散速率与界面层无序的原子数量成正比。
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