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01.04.2013 | Ausgabe 2/2013

Metallurgical and Materials Transactions B 2/2013

Au-Sn SLID Bonding: A Reliable HT Interconnect and Die Attach Technology

Zeitschrift:
Metallurgical and Materials Transactions B > Ausgabe 2/2013
Autoren:
Torleif André Tollefsen, Andreas Larsson, Maaike Margrete Visser Taklo, Antonia Neels, Xavier Maeder, Kristin Høydalsvik, Dag W. Breiby, Knut Aasmundtveit
Wichtige Hinweise
Manuscript submitted December 2, 2012.

Abstract

Au-Sn solid–liquid interdiffusion (SLID) bonding is an established reliable high temperature (HT) die attach and interconnect technology. This article presents the life cycle of an optimized HT Au-Sn SLID bond, from fabrication, via thermal treatment, to mechanical rupture. The layered structure of a strong and uniform virgin bond was identified by X-ray diffraction to be Au/ζ (Au0.85Sn0.15)/Au. During HT exposure, it was transformed to Au/β (Au1.8Sn0.2)/Au. After HT exposure, the die shear strength was reduced by 50 pct, from 14 Pa to 70 MPa, which is still remarkably high. Fractographic studies revealed a change in fracture mode; it was changed from a combination of adhesive Au/Ni and cohesive SiC fracture to a cohesive β-phase fracture. Design rules for high quality Au-Sn SLID bonds are given.

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