第二章 文獻探討
2.4 電子構裝
2.4.2 化鎳鈀金在球格狀陣列構裝銲點上之可靠度評估
疲勞測試( Bending Fatigue Life Test )、摔落測試( Drop Test )、溫度循 環測試( TCT )等實驗以比較銲點上的使用壽命和故障模式，以下幾點
但在 ENEPIG 樣品中，Pd 0.2μm 的零件側裂紋卻大於 Pd 0.075μm。
(3) 在溫度循環測試( TCT )後，ENEPIG 樣品的介金屬層厚度增加並不 明顯，如圖 2.9[29]所示。
Lou[30]比較了使用ENEPIG與Ni/Au表面處理的FBGA記憶卡模組在 施行摔落測試( Drop Test )後的可靠度，得到ENEPIG可靠度壽命較長的 結果，如圖2.10[30]所示。
Wu[31]等人針對SAC305搭配ENEPIG迴銲與多次迴銲測試後的界面 介 金 屬 形 貌 、 剪 切 強 度 做 了 研 究 ； 並 比 較 了 不 同 的 Pd(P) 層 厚 度 ( 0~0.2μm )對銲接後之界面反應的影響，得到關於其介金屬組成形貌與 強度之間的幾點研究結果：
(1) 迴銲後，主要生長在SAC305和Au/Pd(P)/Ni(P)間的介金屬層種類依 序分別有(Cu,Ni)6Sn5、Ni2SnP、與Ni3P三層，且隨著增加Pd(P)的厚 度( 0~0.2μm )，(Cu,Ni)6Sn5的形貌會變的不連續；多次迴銲後 (Cu,Ni)6Sn5、Ni2SnP，Ni3P層會逐漸變厚。另外，較厚的Pd(P)層
（0.2μm）在多次迴銲後，將多生成額外的一層(Ni,Cu)3Sn4的介金
以銲錫與銲墊間的破壞為多；推球強度以第一次迴銲後的樣品最高，
在Mao[32]的研究中，其研究了SAC105與OSP、Ni/Au、ENEPIG表面 處理之BGA載板多次迴銲後的界面反應，得到之結果為：多次迴銲後，
SAC105與Ni/Au、ENEPIG板之界面皆生成(Cu,Ni)3Sn4與(Cu,Ni)6Sn5之 介金屬化合物如圖2.14[32]所示，但其介金屬化合物之厚度比起OSP板 界面間生成之介金屬化合物層薄。
在Fu[33-34]研究SAC305與ENEPIG及Ni/Au銲接後，在多次迴銲與時 效老化的可靠度測試上可知，高速推球測試裡，ENEPIG在破斷面有較 多的銲錫存在，雖然接點強度相較於Ni/Au板低，但其吸收的衝擊能量 卻較高，即其銲點的接合性質較佳。
Lee[35]針對了Sn3.5Ag與SAC105合金搭配ENEPIG板，高速推球測試 後的斷面，做進一步的研究得到以下結果：
(1) 雖然因為高銀合金的機械性能優於低銀合金的緣故，導致Sn3.5Ag 的接合強度高於SAC105合金，但ENEPIG搭配SAC105焊錫卻具有
較少的脆性破斷比率。
(2) Sn3.5Ag 銲點與SAC105銲點在高速推球試驗後的脆性斷裂位置是 一 樣 的 ， 主 要 位 於 Ni3P 與 Ni3Sn4層 之 間 。 但 因 Sn3.5Ag 焊 錫 在 ENEPIG上，存在較厚的Ni3P，如圖2.15[35]所示，而此層較厚的同 時也會造成Ni3Sn4的介金屬化合物層剝落，因此比起SAC105合金而 言，會具有較多脆性斷裂的發生比率。
圖 2.5 電子構裝技術層次示意圖[25]
圖 2.6 IC 封裝之演化示意圖[26]
第四階層構裝
第一階層構裝
第三階層構裝
晶圓(Wafer) 晶片(Chip)
多晶片模組(MCM) 單晶片模組
第二階層構裝
圖 2.7 SiP 技術終端產品應用需求分析[26]
圖 2.9 熱循環測試後的介金屬化合物層厚度[29]
圖 2.10 Ni/Au 與 ENEPIG 表面處理之 Drop test 信賴性測試[30]
圖 2.11 SAC305 與化鎳鈀金( ENEPIG )銲接多次迴銲之界面反應觀察 (a-c)一次迴銲後(e-g)十次迴銲後(d)C 圖之 mapping (h)G 圖放大[31]
圖 2.12 (a)剪切強度與低速及高速剪力之位移曲線圖(b)脆性破斷 斷面(c)延性破斷斷面(d)化鎳鈀金之 Pd-P 層厚度在多次迴銲後對 剪切強度的影響[31]
圖 2.13 (a)SAC305 與 Au(0.1μm)/Pd(P)(0.2μm)/Ni(P)/Cu 十次迴銲後 的銲點界面微裂(b)C 圖圈選處之斷面的 μ-ESCA depth profiles (c) 十次迴銲後的樣品在高速剪切測試後之斷面 [31]
圖 2.14 SAC105 與不同表面處理多次迴銲之界面反應 (a)Ni/Au 迴 銲後；(b) Ni/Au 3 次迴銲後；(c) Ni/Au 10 次迴銲後； (d)ENEPIG 迴銲後 (e)ENEPIG 3 次迴銲後；(f)ENEPIG 10 次迴銲後[32]
圖 2.15 EPENIG 多 次 迴 銲 後 之 界 面 反 應 層 (a)Sn3.5Ag ； (b)SAC105[35]