介金屬化合物

超音波接合造成銲點外圍因有大量的塑性變形，即大量差排滑移，使線材 與金墊幾乎無反應並形成機械式接合。因此，銲點外圍有大量缺陷，造成界面 不平整、不均勻的固溶體、混合相或介金屬化合物。此外，銲點中心的塑性變 形比銲點邊緣少，線材與金墊易形成較均勻的固溶體、混合相或介金屬化合 物。因此，參考圖 4.36-37，拉線測試使銲點裂縫從近銲線處沿外圍傳播後，再 往中心傳播。為觀察接合強度較高之界面，本研究以觀察拉線測試後之界面為 主。

▲圖 4.36 拉線測試之銲點破壞示意圖

測試 材料

Origin Wire Pull Test

第一銲點 第二銲點 第一銲點 第二銲點

4.5.2.2 鋁線

觀察圖 4.37 至圖 4.39 並以 EDX 和 Line Mapping 定量分析，退火前，銲點 外圍界面不平整，其界面有混合相(Al-rich+Al2Au)和(AlAu+AlAu2)與介金屬化 合物 Al2Au 形成，但界面成分不均勻；銲點中心界面較平整，金與鋁比例接近 1，推測為 AlAu。觀察圖 4.37 和圖 4.40-41，經 150℃、500hrs 退火與拉線測試 後，銲點外圍界面不平整，其界面有混合相(AlAu4+AlAu2)與 AlAu4形成，但界 體形成，厚度約為0.15~0.36 μm。觀察圖 4.37 和圖 4.44-45，經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，銲點中心有固溶體形成，厚度約0.25~0.61 μm；銲點外圍 的固溶體增加，但裂縫往銲點中心傳播。結合退火前後強度(圖 4.33-35)推測，

固溶體增加不利於銲點可靠度，但其高溫時效的穩定度較 4N 銅線大。

▲圖 4.38 經拉線測試後，鋁線銲點中心之截面

(a)

(b)

▲圖 4.39 經拉線測試後，鋁線銲點外圍之成分分析(a)鋁與金成分 (b) Line Mapping

(a)

(b)

▲圖 4.40 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，鋁線銲點中心之截面 (a)鋁與金成分 (b) Line Mapping

▲圖 4.41 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，鋁線銲點外圍之截面

▲圖 4.42 經拉線測試後，銀線銲點中心之截面

▲圖 4.43 經拉線測試後，銀線銲點外圍之截面

▲圖 4.44 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，銀線銲點中心之截面

▲圖 4.45 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，銀線銲點外圍之截面

4.5.2.4 4N 銅線

觀察圖 4.37 和圖 4.46-47 並以 EDX 和 Line Mapping 定量分析，退火前，銲 點外圍界面不平整且金分布不均勻，造成線材與基板接觸面積較小，推測此區 以機械式接合為主且有固溶體形成；銲點中心界面較平整，但金與銅比例變化 大，推測為固溶相。觀察圖 4.37 和圖 4.48-49 並以 EDX 和 Line Mapping 定量分 析，經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，銲點中心界面不平整，因部分界面 生成 Au3Cu 與 AuCu，此二介金屬化合物分布不均勻且熱膨脹係數不同，造成

▲圖 4.46 拉線測試後，4N 銅線銲點中心之截面

▲圖 4.47 拉線測試後，4N 銅線銲點外圍之截面

▲圖 4.48 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，4N 銅線銲點中心之截面

▲圖 4.49 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，4N 銅線銲點外圍之接合截面

▲圖 4.50 拉線測試後，6N 銅線銲點中心之截面

▲圖 4.51 拉線測試後，6N 銅線銲點外圍之截面

▲圖 5.52 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，6N 銅線銲點中心之截面

▲圖 4.53 經 150℃、500hrs 退火與拉線測試後，6N 銅線銲點外圍之截面