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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 12/2013

01.12.2013

Solidification and interfacial interactions in gold–tin system during eutectic or thermo-compression bonding for 200 mm MEMS wafer level hermetic packaging

verfasst von: Arnaud Garnier, Xavier Baillin, Fiqiri Hodaj

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 12/2013

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Abstract

In this work, Au–Sn eutectic bonding and Au–Sn thermo-compression bonding are studied for applications in hermetic packaging at wafer level. Eutectic bonding experiments were performed under vacuum or pure nitrogen at temperatures between 300 and 350 °C while thermo-compression bonding experiments were performed under vacuum at 270 °C. During these experiments, the solidification of electrodeposited Au–Sn alloy as well as the interaction of this alloy with W2N layers are studied. Some supplementary specific brazing experiments were performed using commercial sheets of eutectic Au–Sn alloy in order to understand the mechanisms of interactions between the Au–Sn alloy and the W2N layer and of solidification of the Au–Sn eutectic alloy. The melting and solidification process of eutectic Au–Sn alloy were studied by differential scanning calorimetry under different geometrical configurations such as commercial eutectic Au–Sn sheets alone, brazing joints performed by commercial eutectic Au–Sn alloy and samples made by thermo-compression bonding. Bonded wafers with good mechanical properties were characterized by cross-section scanning electron microscopy using energy dispersive X-ray mode. Some samples were characterized by transmission electron microscopy. The mechanical strength of the seal was checked by shear tests.

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Metadaten
Titel
Solidification and interfacial interactions in gold–tin system during eutectic or thermo-compression bonding for 200 mm MEMS wafer level hermetic packaging
verfasst von
Arnaud Garnier
Xavier Baillin
Fiqiri Hodaj
Publikationsdatum
01.12.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 12/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-013-1515-5

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