Сборка и монтаж интегральных микросхем. Романова М.П. - 51 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

51
том (Аu
2
А1) и возникающие при непосредственном контакте алюминия и золота.
Она видна снаружи в виде каймы вокруг контактной зоны и образуется в результа-
те диффузии золота, которая протекает медленно при комнатной температуре и
быстро, когда металлы нагреты. Обогащенное алюминием прочное соединение
АuА1
2
ярко пурпурного цвета, по физическим свойствам напоминает металл с хо-
рошей электропроводностью, образуется только в отсутствии кремния в составе
подложки. Соединение AuAl и обогащенные золотом соединения Аu
2
Аl Аu
4
А1 се-
ребристо-голубого и желтого цвета, пористы и хрупки, с плохой электропроводно-
стью, быстро образуются в каталитическом присутствии кремния. При участии
кремния получаются почти черные пористые соединения Au
x
Al
y
Si
z
.
Обычно вся поверхность кремниевой подложки микросхемы покрыта слоем
окиси кремния. Однако в тех случаях, когда окисный слой нанесен недоброкачест-
венно, около контактных площадок может присутствовать свободный кремний.
Кроме того, так как А1
2
0
3
более стабильная окись, чем Si0
2
(теплота образования
А1
2
0
3
значительно выше, чем Si0
2
), алюминий восстанавливает окись кремния, вы-
свобождая кремний, который взаимодействует с золотом и алюминием.
Скорость образования этих интерметаллических соединений увеличивается с
температурой по экспоненциальному закону.
Образование интерметаллического соединения между золотой проволокой и
алюминиевой контактной площадкой вызывает появление в этой зоне механиче-
ских напряжений и микротрещин.
Поверхность раздела металлов служит тем путем, по которому происходит ми-
грация золота от краев интерметаллического сварного контакта в соседние участки
алюминиевой пленки. Серия фотографий, сделанных через определенные интерва-
лы времени, показывает, как золото проникает в алюминиевые полоски. Во время
миграции золота его количество вокруг контактной зоны постепенно уменьшается,
в результате чего конец вывода по всему периметру контактного шва отключается
от проводящей полоски, а спустя некоторое время совсем отделяется от
микросхемы.
Если вывод электрически отключился от проводящей полоски, но еще не отде-
лился от подложки, дефект очень трудно обнаружить. Иногда достаточно подать на
такое полуразрушенное соединение импульс напряжения, например, при испыта-
нии, чтобы оно временно восстановилось.
Найдены средства предотвращения массовых отказов таких соединений. Если
до присоединения проволочных проводников алюминий окислить, интенсивность
отказов соединений уменьшится, так как слой окисла препятствует миграции.
Нанесение слоя из третьего металла на поверхность алюминия также дает воз-
можность предотвратить миграцию.
6.2. Электрическое соединение склеиванием
Особое место занимает задача контактирования с такими пленочными ИС, ко-
торые содержат очень большое число контактных площадок, расположенных в од-
ной плоскости и рассеянных по площади. Например, в матрице магнитной памяти
запоминающего устройства индивидуальное контактирование каждого проволоч-

Страницы