Reacción en la interfase en el sistema Cu/In-48Sn/Cu unido mediante soldadura por difusión

SOMMADOSSI S, FERNÁNDEZ GUILLERMET A.

Mar Del Plata, Argentina

Jornada; Jornadas SAM/CONAMET 2005; 2005

Este trabajo presenta una aleación de soldadura libre de Pb como una alternativa en la tecnología de interconexión en electrónica y micro-electrónica y su utilización en la técnica de soldadura por difusión (difusión soldering): In-48at.%Sn, aleación eutéctica con un punto de fusión de 120 °C. El método de unión propuesto presenta las ventajas de la soldadura convencional (soldering) y de la unión por difusión (difusión bonding), es decir: buena mojabilidad y llenado de superficie de unión, baja temperatura de proceso, alta temperatura de servicio y buenas propiedades mecánicas. El proceso de difusión-reacción que tiene lugar en las uniones Cu/In-48at.%Sn/Cu fue investigado entre 180 y 400 °C. Los análisis realizados mediante EPMA y TEM revelan la presencia de fases intermedias (FI) dependiendo del intervalo de temperatura: (i) una capa de la fase h por debajo de 200 °C;  (ii) 2 regiones de FI, una capa de la fase h  y otra constituida por una mezcla de las fases z-Cu10Sn3 y d-Cu7In3  por encima de 200 °C. La FI h se forma mediante difusión-reacción sólido-líquido mientras que las FI d y z por difusión-reacción sólido-sólido. Todas las FI son binarias pero incorporan a un tercer elemento en su estructura. La FI h exhibe dos morfologías distintas: granos grandes en la interfase h/In-48Sn(líquido) y granos finos  en la interfase Cu/h. Los análisis de difracción de electrones (TEM) mostraron un cambio gradual de parámetros de celda en la región h desde el centro de la unión hacia el Cu pasando de la estructura Cu6Sn5 a Cu2In. Además se detectó la presencia de delgadas franjas alternativas perpendiculares al plano del Cu de las fases z-Cu10Sn3 y δ-Cu7In3 aunque la composición promedio corresponde al intervalo de la fase z  del sistema ternario Cu-In-Sn. La resistencia térmica de las muestras resultó de aproximadamente 750 ºC.