Interacción entre vacancias e interfaces en el sistema Cu-Sn: un estudio atomístico

C. DELUQUE TORO; J. R. FERNÁNDEZ; S.B. RAMOS

Villa Carlos Paz

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales - SAM-CONAMET 2016; 2016

Universidad Nacional de Córdoba

En las uniones libres de Pb de circuitos electrónicos, la interacción entre la soldadura de Sn y el sustrato de Cu forma dos intermetálicos del sistema, Cu3Sn y Cu6Sn5. El Cu6Sn5 es el primero en formarse, mientras que el Cu3Sn aparece posteriormente en la interface durante el envejecimiento de la unión. En determinadas condiciones, este último intermetálico muestra progresivamente la formación de microporos en su interface con el Cu que, eventualmente, llevan a la falla de la unión. Estos microporos, conocidos en la literatura como huecos o cavidades de Kirkendall, se atribuyen a una acumulación de vacancias cercanas a dicha interface [1]. Existe alguna controversia sobre si este efecto es debido a impurezas inicialmente existentes en el sustrato de Cu [1] o si se debe a una diferencia en la migración de ambos componentes [2]. En este último caso, la fuerza impulsora del viento de vacancias resultante podría atribuirse a una diferencia de energías entre las dos interfaces, Cu/Cu3Sn y Cu3Sn/Cu6Sn5. En este trabajo, se presentan cálculos atomísticos con potenciales semiempíricos del tipo MEAM, desarrollados en u n trabajo anterior [3].Inicialmente, se estudian concentraciones de equilibrio de defectos puntuales (vacancias y antisitios) en función de la temperatura y la composición en cada uno de los intermetálicos, Cu/Cu3Sn y Cu3Sn/Cu6Sn5.Posteriormente, se investigan las estructuras de ambas interfaces, y su interacción con una vacancia. Los resultados muestran que la formación de la vacancia se ve favorecida en la interface Cu/Cu3Sn, en correspondencia con la observación experimental.REFERENCIAS1. L. Yin, F. Wafula, N. Dimitrov and P. Borgesen, "Toward a Better Understanding of the Effect of Cu Electroplating Process Parameters on Cu3Sn Voiding", Journal of Electronic Materials, Vol. 41 (2012), p. 302-312.2. A. Paul, C. Ghosh and W. J. Boettinger, "Diffusion parameters and growth mechanism of phases in the Cu-Sn system"; Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 42 (2011), p. 952-963.3. Deluque Toro, J. R. Fernández y S. Ramos de Debiaggi, Anales AFA, Vol. 24 (2012), p. 37-42.