3-1 試片結構
實驗試片是由工業技術研究院( Industrial Technology Research Institute)所提供，其試片利用層疊式晶片堆疊(Chip-on-Chip, COC)技 術，用熱壓的方式將錫銀銲錫微凸塊連接上下的矽晶片，其中矽晶片 之間並沒有底部填充膠(under fill)，因此試片較脆弱。觀察的微凸塊為 雛菊花環(daisy chain)結構，上下各是電鍍 5 μm-銅/3 μm-鎳，兩端的金 屬墊層與鋁導線接觸面積直徑(passivation opening)為 12 μm、金屬墊層 開口(UBM opening)為 16 μm，而鎳層與銲錫的接觸面積直徑為 18 μm；
使用的銲錫為Sn2.5Ag，電鍍厚度為 10 μm，直徑 18 μm，銲錫形狀主 要呈現圓盤狀。其銲錫結構截面示意圖如圖 3-1-1。然而微凸塊製備較 不容易，使得試片會有些許的誤差，所以在實驗中將會有兩種不同銲 錫量的試片出現。
3-2 高溫儲存與迴銲測試
在高溫儲存測試中，我們先將試片放入溫控型烘箱內，設定溫度 150℃，然後用 TECPEL 公司的電子式熱電偶(thermocouple)溫度量測儀 (thermometer)確定烘箱內溫度達到 150℃且溫度穩定之後開始計時。測
試的高溫儲存時間分別為0、40、200、1000 小時，測試時間結束之後 將試片爐冷至室溫。
在迴銲測試中，我們使用銲錫量較多與較少兩種試片做測試，利 用加熱板當做熱源，先將加熱板設定溫度260℃，一樣用熱電偶溫度量 測儀量測加熱板溫度確定溫度達到260℃且溫度穩定之後將試片置於 加熱板上，然後計時。在第一批銲錫量較少的試片中，我們給予的迴 銲時間為 0、1、5、10、30 分鐘；而在第二批銲錫量較多的的試片中，
我們給予的迴銲時間為0、1、5、10、20、40、90 分鐘，迴銲時間結 束之後將試片拿起空冷至室溫。
3-3 試片分析的前處理
由於本實驗中的試片沒有灌入底部填充膠，因此在試片研磨前必 須要先用冷鑲埋液包覆住，避免沒有灌入底部填充膠的試片在研磨過 程中裂開。之後依序用 80、1000、2000、4000 號砂紙研磨至預觀察的 銲錫位置後，再利用1、0.3 μm 顆粒的氧化鋁(Al2O3)粉進行拋光，最後 再使用矽酸膠(colloidal silica)微腐蝕液稍微蝕刻銲錫，讓 IMC 形貌更 加明顯以利銲錫結構觀察。
3-4 分析工具
實驗中的銲錫結構觀測儀器有光學式顯微鏡(Optical Microscope, OM)、日本電子株式會社(Japan Electron Optics Laboratory, JEOL)的熱場 發射掃描式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope, SEM)JSM-6500F。OM 主要是在試片研磨處理中，幫助隨時觀察試片 研磨狀態，確定試片可以進一步使用SEM 進行觀測。試片研磨完成後，
將試片經由濺鍍(sputter)鍍上一層鉑(Pt)，以改善試片表面的導電度及 保護表面不受氧化，之後再用SEM 的二次電子影像(Second Electron Image, SEI)和背向散射電子影像(Backscatter Electron Image, BEI)作為 表面形貌及各組成相之觀測用。
成分分析儀器主要是利用SEM 附加的 INCA 公司之 X 光能量分析 圖譜(Energy Dispersive Spectroscope, EDS)，作為特定區域 IMC 成分分 析之依據，但由於EDS 是半定量半定性，所以只有在偵測到的元素濃 度大於5 at %，我們才會認為一定有此元素的存在。而使用的銲錫中 Ag 濃度只有 2.5 weight %左右，因此若想要進一步的確定成分組成則 必須要使用到日本電子株式會社的電子微探儀(Electron Probe X-ray Microanalyzer, EPMA)JSA-8800M 中的 WDS 來進行較精確的定量分 析，其解析度為0.01 wt%。
圖3-1-1 銲錫微凸塊橫截面 SEI 影像