本研究所使用的試片，其銲錫凸塊金屬墊層為電鍍銅金屬，為了避免銅金屬 在反應時擴散到矽晶片裡面，因此在銅金屬與矽晶圓之間，濺鍍了一層薄薄的鈦 金屬(厚度約 1000 Å )，做為擴散的阻擋層(Diffusion Barrier)，而這層鈦金屬，
亦可做為與銅金屬的黏結層(Adhesion Layer)，此外，為使電鍍銅金屬與鈦金屬 有良好的接著，在電鍍之前，先在鈦金屬上，濺鍍了一層薄薄的銅(厚度約 2000 Å )作為電鍍晶種層(Electroplating Seed Layer)，以利之後的銅電鍍。電鍍銅的厚 度有兩種，分冸為：5μm 與 20μm。而錫銀銲錫亦是以電鍍的方式鍍在凸塊金屬 墊層上，錫銀合金的成分為 Sn-2.3wt.%Ag，銲錫的高度有四種，分冸為：2μm、
5μm、9μm 與 19μm。所有試片結構整理於表 3.1.1 中。本實驗銲錫的間距(Pitch) 為 200μm，銲錫凸塊金屬墊層的直徑為 100μm。
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表 3.1.1 本研究各試片的結構及尺度。
錫銀銲錫厚度(μm) 2 5 9 19
銅墊層厚度(μm) 5 20 20 20
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3.2 測試條件
本研究對試片進行兩種不同的測試，分冸為迴銲測試以及高溫儲存測試。
在迴銲測試中，以加熱板(Hot Plate)做為熱源，做定溫的液態反應，反應的 溫度為 260℃，為確保反應的溫度一致，在將試片反應前，待加熱板溫度穩定之 後，會先用熱電偶溫度量測儀(Thermocouple)，確認加熱板上的溫度為欲反應的 溫度，而迴銲的時間為試片放置在定溫加熱板的時間。待反應時間到之後，試片 會用兩種不同的冷卻方式處理：一種為放在室溫下空冷(冷卻速率約為 5℃/s)、
一種為放在加熱板徐冷(冷卻速率約為 0.15℃/s)。
在高溫儲存測試中，使用烘箱作定溫的固態反應，而測試的溫度為 150℃，
待烘箱內部的溫度穩定之後，一樣使用熱電偶溫度量測儀確保烘箱內部溫度，然 後再將試片放入烘箱內，而反應的時間即為試片在烘箱內部的時間，等反應結束 後，再將試片放置在室溫下空冷。
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3.3 試片製備
經過反應的試片，會分冸從側視及俯視觀測，以利觀察及量測介金屬化合物 的厚度、形貌、成長。
在觀測試片側視的部分，首先將試片泡入專用於金相切片的冷鑲埋液中，以 利之後的研磨，待冷鑲埋液硬化後，分冸用不同號數的砂紙研磨到欲觀察的銲錫 位置，再用氧化鋁粉(Aluminum Oxide Suspension)進行表面的拋光處理，為使介 金屬化合物的表面更加容易觀察，拋光處理最後，會加入 pH:9.8 的矽酸膠 (Colloidal Silica)微腐蝕液，將銲錫稍加蝕刻，露出介金屬化合物的表面。
在觀測試片的俯視部分，直接將試片浸泡到硝酸(HNO3)：醋酸(CH3COOH)：
甘油(C3H5(OH)3)=1：1：1 的溶液中，待蝕刻完成後，將試片放入清水並在超音 波震盪機(Ultrasonic Cleaner)清洗試片表面。由於上述蝕刻液的蝕刻具有選擇性，
對銲錫蝕刻的速率大於介金屬化合物的速率，因此，可以將未反應的銲錫除去，
以利介金屬化合物形貌的觀測。
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3.4 分析工具
在觀察介金屬化合物的部分，本研究使用光學金相顯微鏡先觀察其表面的形 貌，但是由於光學顯微鏡的景深不是很大，往往無法將整顆銲錫內部的形貌顯現 出來，是故，經由光學顯微鏡觀察完的試片，會再放入電子顯微鏡做觀察。本實 驗所使用的電子顯微鏡為熱場發式電子顯微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope, FESEM)，廠牌為日本電子光學株式會社(Japan Electron Optics Laboratory, JEOL )，型號為：JEOL_JSM-6500F，場發射電子槍。由於二次電子 (Secondary Electron)產生的數量，會受到試片表面起伏的影響，因此，藉由二次 電子影像，可以很清楚的呈現整顆銲錫的表面形貌。此外，因為在銲錫反應的過 程中，不只產生一種介金屬化合物，為了能夠比較清楚的分辨介金屬化合物的分 布，背相散射電子影像(Backscatter Electron Image ,BEI)被採取做為觀測的影像，
因為背相散射電子產生的數量，會因不同元素的差異而有影響。
在觀察完銲錫表面的形貌之後，本研究利用 X 光能量散佈分析儀(Energy Dispersive Spectrometer, EDS)做特定區域的成分分析。而 X 光能量散佈分析儀可 以提供半定性半定量，線掃瞄以及面掃描的分析。
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