Phase structure and texture of electrodeposited InSn alloys on copper substrate

• Autorzy: Ozga P. , Świątek Z. , Michalec M. , Onderka B. , Bonarski J.

Warianty tytułu

PL

Struktura fazowa oraz tekstura osadzonych elektrolitycznie stopów InSn na podłożu miedzianym

• Konferencja: SOTAMA Symposium on Texture and Microstructure Analysis (2; 26-28.09.2007; Cracow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The In-Sn alloys are interesting as the materials used in the lead-free interconnection technology and as the replacement materials for toxic cadmium layers. This work investi gated the indium-tin layers electrodeposited from the complex citrate solutions. The citrate electrolytic baths are especially attractive as the non-toxic baths for the electrodeposition of alloys. The depositions were conducted in various hydrodynamic conditions by means of the rotatin g disc electrode technique (RDE). It was observed that the applied potential, hydrodynamic conditions, pH, composition of solution and additional organic compounds have a strong effect on the chemical composition, the phase structure and the texture of the electrodeposited layers. The phase equilibria in the Cu-In-Sn ternary system were calculated and the isopleths of the phase diagram were presented. The X-ray structural investigations of the thermal stability of the deposits on the copper substrate were carried out in the temperature range from 25 to 400°C.

PL

Stopy In-Sn są interesujące jako materiały dla technologii połączeń bezołowiowych oraz jako materiały zastępujące toksyczne warstwy kadmowe. W pracy badano warstwy indowo-cynowe osadzone z kompleksowych roztworów cytrynianowych. Kąpiele cytrynianowe są szczególnie atrakcyjne jako nietoksyczne kąpiele dla elektrolitycznego osadzania stopów. Osadzanie prowadzono w różnych warunkach hydrodynamicznych przy zastosowaniu wirującej elektrody dyskowej (WED). Stosowany potencjał, warunki hydrodynamiczne, pH, skład rorzworu i dodatki składników organicznych miały silny wpływ na skład chemiczny, strukturę fazową i teksturę osadzonych warstw. Obliczono równowagi fazowe w układzie Cu-In-Sn i przedstawiono izoplety diagramu fazowego. W zakresie 25 do 400°C przeprowadzono badania termicznej stabilności osadów na podkładzie miedzianym przy zastosowaniu strukturalnej analizy rentgenowskiej.

Słowa kluczowe

EN

lead free alloys; InSn alloy; electrodeposition; phase structure; texture; citrate baths; Cu-In-Sn phase diagram

PL

stopy In-Sn; stopy bezołowiowe; osadzanie elektrolityczne; struktura fazowa; tekstura; kąpiel cytrynianowa; równowagi fazowe Cu-In-Sn

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 1
• Strony: 307--315
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Ozga P.

autor

Świątek Z.

autor

Michalec M.

autor

Onderka B.

autor

Bonarski J.

• INSTITUTE OF METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE OF THE POLISH ACADEMY OF SCIENCES, 30-059 KRAKOW (CRACOW) REYMONTA 25, POLAND

Bibliografia

• [1] S. Sommadossi, W. Gust, El Mittemeijer, "Characterization of the Reaction Process in Diffusion-Soldered Cu/In-48 at.% Sn/Cu Joints", Mat. Chem. Phys., 77, (2003) 924.
• [2] J. Wojewoda, P. Zięba, B. Onderka, R. Filipek, P. Romanów, "Growth Kinetics of the Intermetallics Formed in Diffusion Soldered Interconnections", Arch.Metall.Mat. 51, (2006) 345.
• [3] E. W. Brooman, "Corrosion Behaviour of Environmentally Acceptable Alternatives to Cadmium and Chromium Coatings: Cadmium", Met.Finishing, April, (2000) 42.
• [4] E. Beltowska-Lehman, P. Ozga, "Effect of complex formation on the diffusion coefficient of Cu(II) in citrate solution containing Ni(II) and Mo(VI)", Electrochim. Acta, 43 (1998) 617.
• [5] E. Beltowska-Lehman, P. Ozga, Z. Swiatek, C. Lupi, "Influence of structural factor on corrosion rate of functional Zn-Ni coatings", Cryst. Eng., 5 (2002) 335.
• [6] E. Beltowska-Lehman, P. Ozga,"Electrodeposition of ZnTe thin films", Arch.Metall.Mat., 50 (2005) 319.
• [7] P. Ozga, "Electrodeposition of Sn-Ag and Sn-Ag-Cu alloys from the thiourea solutions", Arch.Metall.Mat. 3 (2006) 413.
• [8] P. Ozga, E. Bielańska, "Determination of corrosion rate of Zn and Zn-Ni layers by the EDS technique", Mat. Chem.Phys., 81, 562-565 (2003).
• [9] L. G. Schulz, "A Direct Method of Determining Preferred Orientation of a Flat Reflection Sample Using a Geiger Counter X-Ray Spectrometer", J. Apply. Phys., 20, (1949) 1030.
• [10] O. V. Zorkina, Y. P. Perelygin, "Electrodeposition of tin-indium alloy from citrate electrolyte", Russian Journal of Applied Chemistry , 72 (1999) 1476.
• [11] W. R. Smith, R. W. Missen, "Chemical Reactions Equilibrium Analysis : Theory and Algorithms", John Wiley & Sons, Toronto (1982).
• [12] P. L. Cavallotti, L. Nobili, A. Vicenz o, "Phase structure of electrodeposited alloys", Electrochimica Acta 50 (2005) 4557.
• [13] W. Koster, T. Godecke, D. Heine, Z. Metallkde. 63, 802 (1972).
• [14] X. J. Liu, H. S. Liu, I. Ohnuma, R. Kainuma, K. Ishida, S. Itabashi, K. Kameda, K. Yamaguchi, "Experimental Determination and Thermodynamic Calculation of the Phase Equilibria in the Cu-In-Sn System", J.Electronic Mater., 30, (2001) 1093.
• [15] H. L. Lukas, S. G. Fries, B. Sundman, "Computational Thermodynamics, The Calphad Method", Cambridge University Press, 2007 (ISBN 978-0-521-868811-2).
• [16] V. Simic, J. Marinkovic, Less-Common. Met., 72, 133 (1980).
• [17] K. Pawlik, "Determination of the Orientation Distribution Function from Pole Figures in Arbitrarily Defined Cells". Phys. Stat. Sol. (b) 134, (1986) 477.
• [18] K. Pawlik, P. Ozga, "LaboTex: The Texture Analysis Software", Giittinger Arbeiten zur Geologie and Palaontologie, SB4, 146-147 (1999).