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01.09.2014 | Ausgabe 9/2014

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2014

Phase transformation and fracture behavior of Cu/In/Cu joints formed by solid–liquid interdiffusion bonding

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 9/2014
Autoren:
Yanhong Tian, Chunjin Hang, Xin Zhao, Baolei Liu, Ning Wang, Chunqing Wang

Abstract

In this paper, microstructure evolution and phase transformation of Cu–In intermetallic compounds in Cu/In/Cu joints formed by solid–liquid interdiffusion bonding at 260 and 360 °C were investigated respectively. The shearing properties and fracture behaviors of the Cu/In/Cu joints formed under different bonding conditions were also studied. For Cu/In/Cu joints bonded at 260 °C, Cu11In9 phase firstly generated and then Cu2In phase formed between Cu11In9 layer and Cu substrate. For Cu/In/Cu joints bonded at 360 °C, Cu2In phase firstly formed and then parts of Cu2In grains transformed to Cu7In3 phase, and this transition from incomplete to complete coverage of Cu2In/Cu2In grain boundaries by Cu7In3 phases was observed with the bonding time increasing. The shear test results show that Cu2In was high-quality phase which could improve the mechanical properties of Cu/In/Cu joints. After shear test, the fractures in Cu/In/Cu joints bonded at 260 °C were found at Cu11In9 layers and the fracture mode was cleavage fracture. In the case of the joints bonded at 360 °C, the intergranular fractures were found at the interface between Cu2In layer and Cu7In3 layer while the cleavage fractures were found at Cu7In3 layer.

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