3-1 試片製備
本論文實驗所使用的試片，主要是由米輯科技所提供的共晶錫鉛和共晶錫銀 銲錫接點覆晶封裝試片，試片的結構分別如圖十三。所使用的 UBM（under-bump
metallization）種類也是有兩種分別為Ti /Cu /Cu /Ni，厚度為 0.5 μm /0.5 μm /5 μm /3 μm，和Ti /Cu /Cu，厚度分別為 0.5 μm /0.5 μm /5 μm，其中 Ti 與 0.5 μm 厚 的 Cu 層是利用電子槍蒸鍍而成，5 μm 厚的 Cu 與 3 μm 厚的 Ni 則是電鍍而 成。以黃光顯影的方式定義出開口大小，再用濕式蝕刻法，定出UBM opening 為
110 μm，直徑125 μm，而contact opening 為85 μm。其中鋁導線寬為100μm 厚1.5 μm，銲錫接點間pitch 為1 mm。
銲料則先利用電鍍將銲錫固定在UBM 所在，再以加熱爐加熱到220 °C約1 分鐘。基板的部份，使用FR5 基板，而其接著的銅墊層之上為5 μm 的無電鍍鎳、
1 μm 金，下方銅墊層的直徑為280 μm。
圖十三 : 試片結構示意圖(a) 5 μm-Cu UBM 銲錫接點(b) 5 μm-Cu/3 μm-Ni UBM 銲錫接點。
3-2 溫度量測
校正步驟(真正量測之前處理)：
a.找尋欲量測位置並對焦取得黑白紅外線影像；
b.計算每點發射率；
c.擷取未施加負載之參考溫度影像(如果量測溫度影像結果與加熱平板溫度相 等，該影像即為基準影像)。
量測過程中，因為儀器屬於高精度與光學之輻射溫度量測系統。
故此，儀器對環境變化相當靈敏，以下幾點須特別注意：
1.試片表面高低起伏(影像有邊緣高溫效應)與擺設平整度(產生溫度誤差)；
2.試片發射率偏低時，需藉由特殊處理提高發射率(例如：噴漆)；
3.實驗人為因素影響，例如：儀器輕微搖晃、環境氣流急遽變化等。
圖十四 : 銲錫接點內溫度量測裝置示意圖。
本溫度量測實驗儀器為美國QFI(Quantum Focus Instrument)公司生產之第二
( 5 ) IR 可以穿透矽晶片，所以可以透過矽晶片觀察到晶片底下之線路結構與溫 度的分布。
圖十五 : 紅外線熱像儀結構圖。
交流電（Alternating Current）是指大小和方向都發生週期性變化的電流，因 為週期電流在一個週期內的運行平均值為零，稱為交變電流或簡稱交流電。不同 直流電，其方向都是一樣。通常波形為正弦曲線。交流電可以有效傳輸電力。但 實際上還有應用其他的波形，例如三角形波、正方形波。生活中使用的市電就是 具有正弦波形的交流電。因此電流的大小也會隨時間做規律性的變化，此種電源 如圖十六所示。基於交流電的特性，倘若我們對於銲錫接點施予交流電形式之電 流，是否可以觀察到沒有所謂的電遷移的現象產生?如果這個方法是可行的，那 在施予交流電的過程中，就只有單純熱量的產生，那對於銲錫接點的一些相關特 性是否就有影響呢，這是本實驗接下來想要作深入研究的領域。
圖十六 : 交流電示意圖。
3-3 以凱文結構來量測銲錫接點電阻
源Keithley38 2400與資料交換器（Data switch）Agilent 39E34970A 配合有二十個 獨立頻道的Agilent E34901A 模組，這兩組儀器在量測時間小於90 天、100 mV大小約在0.5 mV，亦即500 μV；而在破壞產生之初始階段的銲錫電阻變化約為20 μV，故此兩者儀器在本研究所需的量測範圍內可提供足夠的精確度。且上述兩 儀器皆符合通用儀器通訊協定，同時支援序列阜與GPIB 控制介面，配合上適當 的軟體便可利用在遠端對量測做穩定、長期、精確的連續控制，在本研究中即利 用美國國家儀器公司(National Instiuments, NI )40所開發的圖形化儀器控制軟體 LabVIEW，作為資料擷取及儀器控制的工具。
利用在前文中所提及的覆晶錫銀銲錫接點試片，在100 °C通入0.5 A的電流，
加熱的方式是將試片平貼於加熱墊表面，並用耐熱膠帶固定，靜置試片直到試片 溫度到達平衡才開始量測，電流流經的迴路與量測的位置則如前所述。利用UBM 半徑為60 μm 為考量，0.5 A的電流，同時量測b3 的銲錫電阻與整個回路上的總 電阻，在b3 銲錫電阻上升到b3 初始電阻的1.2、2.0、5.0、10.0、20.0 倍時停止 通電，取下試片，並分別定義為階段1 ~ 5 與最後破壞階段（Stage 1~Stage 5 and Stage final），此外再定義未通電時的狀態為階段0（Stage 0）。
圖十七 : (a) 凱文銲錫結構俯視圖(b) 凱文銲錫結構剖面側視圖。