机械工程学报

作者：李庚, 冯佳运, 王尚, 吴芃, 田艳红

单位：哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001

关键词：引线键合,可靠性,金属间化合物,失效机理；

基金：黑龙江省“头雁”团队经费资助项目。

射频收发(Transmitter and receiver, T/R)组件作为雷达的核心部分向着小型化、高功率发展，较高的服役温度以及周期性高低温载荷给其高密度封装互连结构可靠性带来了严峻挑战，Au-Al引线键合作为T/R组件中最常用的互连形式，仍然存在着工艺参数与退化机理研究不系统等问题，限制T/R组件的发展。对T/R组件中超声热压Au-Al引线键合结构进行工艺参数优化及高温老化与温度循环可靠性试验。结果表明，键合界面结合力在一定范围内与键合压力和超声输入呈正相关；150 ℃老化过程中键合界面出现多种金属间化合物并不断生长演化，高温老化下的键合结构失效模式为互连界面柯肯达尔孔洞聚集产生的裂纹；温度循环过程中的金属间化合物主要为Au5Al2，键合界面退化机理为交变热应力在脆性相Au5Al2处造成的损伤，1 000个温度循环后键合点仍具备较高的界面结合力。通过以上工作最终获得高可靠性的Au-Al引线键合结构，阐明该键合结构的失效机理，对射频收发组件的发展有重要意义。

来源：2023年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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