本节内容，又是比较难啃的骨头。
一、裂纹与缺陷形成机理（四川微组装设备厂家）
1、界面演化机理
根据高温（共晶烧结炉）存储后样品SEM截面图以及国内外文献的调研，可以得出键合界面IMC的演变过程：键合后界面化合物由两部分组成---Au4Al（近Au侧）和AuAl2（近Al侧），
随着时间的推移，Au、Al原子不断扩散，中间相AuAl和Au5Al2出现在Au4Al和AuAl2中间，并不断增加；
如果时间足够长，Au4Al会成为键合界面的主要组成相。IMC演变过程如上图所示，这种演变规律是由Au、Al的含量比例决定的。
图3.11是Au/Al系统接头老化过程中IMC演变示意图。
在高温存储前期，IMC优先出现在键合（键合机）点的边缘位置，这是因为键合点边缘的金丝优先和铝焊盘进行了接触，在150度的热应力作用下，键合界面的Au、Al原子进行互扩散，发生固相反应并优先生成金属间化合物Au5Al2，由于键合点边缘与铝焊盘结合处，铝原子可以从焊盘侧持续补充，因此，该位置最终的稳定相为Au2Al。
在高温存储中期后，边缘的IMC向中心侧扩散，逐渐填补键合初期键合界面存在的空洞，建立起金铝原子扩散的通道，键合点中心位置也进行IMC的生长，生长机理同键合点边缘位置，优先生成Au5Al2，在靠近Au丝侧，主要生成Au4Al，靠近Al丝侧，主要生成Au2Al，这都是由各位置金铝原子的含量所决定的。由于Au、Al元素扩散速度相差较多，Au丝内部Au原子大量扩散至Al焊盘侧，空洞出现于Au引线与IMC之间或者Au丝内部，并不断地生长，宏观表现为微裂纹的延展，微裂纹的存在隔离了Au丝和IMC层，阻挡了IMC层在纵向的继续生长，所以界面最终的稳定相为Au2Al。
二、裂纹与缺陷形成机理（成都微组装设备）
柯肯达尔效应
在两种原子扩散速率不同的金属界面，扩散后界面会向扩散率更高的金属方向移动，这就是柯肯达尔效应（Kirkendall）。在Au-Al键合界面处，由于Au原子的扩散速率远大于AL，使得除了一些Au、Al原子互换外，还有大量的Au原子扩散至Al焊盘侧，在金丝内部留下大量的空位，随着扩散的进行，IMC层向金丝侧生长，大量的空位不断出现形成微小的空洞，空洞聚集在一起形成裂纹，从而影响键合界面的可靠性。
三、IMC的物理性能
键合界面IMC的形成一方面能够实现了金丝和铝焊盘的冶金接合，提升键合界面的力学性能，另一方面，由表3.3列出了Au-Al之间可能形成的几种化合物相的物理性质，由各IMC的电阻率对比可知，IMC的生成会导致键合点的电阻值增大，键合界面脆性增加，Au-Al系统因两种元素之间的化学势不同，在服役期间以及考核过程中，将形成晶格类型不同、热膨胀系数差距较大以及电阻率不等的多种IMCs。其中，AuAl2物理性能极差，热膨胀系数与Au、Al相差较大，因此AuAl2含量越多，键合界面越容易开裂。这种缺陷的产生并非原子扩散所致，即并非为柯肯达尔效应所致，而是由于生成了化合物物理性能太差。
综上所述，在Au/Al键合界面外，Au原子和Al原子相互扩散，由于Au原子的扩散速率远高于Al原子，因此整体呈现出Au原子向Al焊盘方向不断扩散，IMC层向Au丝界面方向生长，在键合界面金丝侧形成大量空位，于是金丝内部出现浓度梯度，导致金原子整体向铝焊盘侧扩散，因此在键合界面处和键合丝内部形成柯肯达尔空洞，微小的孔洞慢慢聚集形成较大的孔洞或者裂纹；在键合界面内部，由于相变产生脆性金属间化合物，由于不同IMC的晶格结构不同，空洞或裂纹可以沿相界不断延展，形成大的空洞或者细长的裂纹，严重时可使得上引线与IMC产生开裂，使键合点处于开路状态。
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