Intermetallic and void formation in gold wirebonds to aluminum films

Gold ball bonds attached to either pure Al films or Al films with Cu and Si additions were annealed at temperatures in the range 77–277°C for periods of up to 3,000 h and then shear tested. The resulting fracture surfaces were observed to change progressively with time and temperature of annealing. The intermetallic phases and voids present after each annealing treatment were characterized by microscopic examination of the bond cross sections. Shear test results are discussed in terms of the observed microstructures. Etude des phases intermetalliques et des vides dans les soudures or-aluminium: Les soudures entre des billes d'or et des films d'aluminium, soit pur, soit contenant du et silicium en additions, ont été étudiées après recuit des échantillons á des températures comprises entre 77 et 277°C, pendant des temps inférieurs à 3000 heures. Les phases intermétalliques et les vides présents dans les soudures, ont été caractérisés par observation en microscopie optique et électronique à balayage des échantillons recuits. L'observation par microscopie électronique en balayage des soudures fracturées par cisaillement a permis de mettre en évidence une évolution du faciés de rupture en fonction des paramètres de recuit. Les mesures obteneus lors de la fracturation sont interprétées en rapport avec la microstructure correspondante. Intermetallische- und Hohlraumbildungen in Goldbindungen auf Aluminiumfilmen: Kugelförmige Goldbindungen auf reinen Al-Filmen oder mit Cu und Si gedopten Al-Filmen wurden im Temperaturbereich 77–277°C und Zeiten bis zu 3000 Stunden ausgelagert und anschliessend schergetestet. Die resultierenden Bruchoberflächen konnten in 6 verschiedene Typen eingeteilt werden, und eine definierte Abhängigkeit von Zeit und Temperatur wurde beobachtet. Die intermetallischen Phasen und Hohlraumbildungen, die für die jeweiligen Auslagerungstemperaturen vorlagen, wurden mit Hilfe von mikroskopischen Querschnittsuntersuchungen charakterisiert. Die Schertestresultate sind im Vergleich mit den beobachteten Mikrostrukturen diskutiert.