Детальная информация

В микросварных соединениях интегральных микросхем, микросборок и систем в корпусе образующиеся интерметаллидные фазы в контактах Al-Cu и Al-Аu вызывают хрупкость и пористость интерметаллидных соединений. В результате механические и электрические свойства Al-Cu, Al-Аu ухудшаются. В работе представлены результаты экспериментальных исследований процессов формирования интерметаллидов и надежности проволочных микросварных соединений Al[x]Au[y] и Al[x]Сu[y] в микросхемах. Для проволочных соединений Al-Au и Al-Cu рассчитаны сопротивления и максимальные постоянные токи. Установлены зависимости максимальных механических напряжений и температур от диаметра проволоки при максимальном токе потребления для микросхем. По результатам моделирования отрыва золотой и медной проволок от алюминиевой контактной площадки с учетом влияния интерметаллидных фаз даны практические рекомендации по использованию отечественных материалов. Установлено, что максимальные механические напряжения возникают в месте приложения силы и по краям области интерметаллидного соединения. Выявлено, что, несмотря на рост предельной нагрузки на растяжение с увеличением диаметра проволоки от 18 до 27 мкм, основным лимитирующим фактором является смещение области максимальных механических напряжений на края контактной площадки (для меди и золота) и образование пустот Киркендалла в интерметаллидном соединении (для золота), что снижает общую надежность соединения. Результаты исследования могут быть использованы при формировании проволочных микросварных соединений Al[x]Au[y] и Al[x]Сu[y] в интегральных микросхемах.

In microwelded joints of integrated circuits, microassemblies, and packaged systems, the formation of intermetallic phases at Al-Cu and Al-Au interfaces induces brittleness and porosity within the intermetallic compounds. Consequently, the mechanical and electrical properties of the Al-Cu and Al-Au systems degrade. In this work, the findings of an experimental study on the formation processes of intermetallics and the reliability of Al[x]Au[y] and Al[x]Cu[y] wire bonds in microcircuits are presented. The resistance and maximum allowable direct current were calculated for Al-Au and Al-Cu wire bonds. The dependencies of maximum mechanical stress and temperature on wire diameter under maximum supply current for microcircuits have been established. Based on the simulation of gold and copper wire pull-off from an aluminum bond pad, accounting for the influence of intermetallic phases, practical guidelines for the use of domestic materials are provided. It was determined that the peak mechanical stresses occur at the point of force application and along the edges of the intermetallic joint region. The study has revealed that despite an increase in ultimate tensile load with larger wire diameters (from 18 to 27 mum), the primary limiting factor is the shift of the maximum stress concentration to the edges of the bond pad (for both copper and gold) and the formation of Kirkendall voids within the intermetallic compound (for gold), which collectively reduces the overall joint reliability. The research results can be applied in the fabrication of Al[x]Au[y] and Al[x]Cu[y] wire-bonded interconnections for integrated circuits.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 6 раз в год. — Размещен на платформе "eLIBRARY.RU", ООО НЭБ: https://elibrary.ru/. — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/title_about_new.asp?id=7821>.

Известия высших учебных заведений. Электроника = Proceedings of universities. Electronics: научно-технический журнал. — Москва: МИЭТ, 2022 -. Т. 30, № 6, 2025. — (16 ст.). — Доступ по паролю из сети Интернет (чтение). — <URL:https://www.elibrary.ru/contents.asp?id=87599495>.