本研究以實驗方法，挑選易缺鋁產品作為實驗樣本，以參數能適用於其他薄 鋁或是厚鋁的產品，並以三種銲線參數以銲墊受損缺點找出參數上下限，並使用 JMP 軟體進行差異分析，最後進行作業狀況的資料收集。
3.1 實驗流程
表 3.1.1 所示為在本研究中我們實驗的流程表；首先我們須先找目前作業中較 容易缺鋁的產品並收集缺鋁的樣品進行分析及研究，接下來我們須找出失敗的原 因，針對源頭進行參數的改善來解決此問題，為避免會有再發的問題產生，我們 須先進行一些驗證的實驗如拉力，來證明此產品不會有缺鋁的問題再發，確認完 成後就確認實際的作業狀況是否真的有達到我們改善的結果。
表 3.1.1 實驗流程表
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使用實驗數據並收集拉力強度測試(Wire Pull Test)，線強度需大於 3.5g，推銅 球強度測試(Ball Share Test)，銅球接合強度需大於 18g，銅球型大小量測(Ball Size )，
需符合 33um～38um，避免球型過小或擠鋁超出銲墊造成異常，所以本次實驗需要 管制銅球之球形大小，銅球厚度量測(Ball Thickness)， 需符合 7um～13um 避免球 型異常，及銲墊受損發生率。
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數），純度 99.99%，單捲銅線長度為 500m，尚有加入其他微量金屬如表 3.3.1 所示，
銀(Ag)大約 12ppm，硫(S) 大約 6ppm，鐵(Fe)大約 5ppm，鎳(Ni) 大約 2ppm，錳(Mn) 大約 3ppm。[6]
圖 3.3.a 未開封銅線: 200 天以內可正常燒球，超過 200 天發現氧化造成不穩 定燒球，圖 3.3.b 已開封銅線 :10 天內銅線可正常燒球，超過 10 天發現氧化造成 不穩定燒球，均以 SEM 1500 倍率觀察評估表現，依據 NIPPON[6]銅線保存期限研 究，銅線未開封且真空包裝並充氮氣可在常溫儲存下 200 天無氧化問題，無燒球 異常，已開封之銅線可在常溫儲存下 10 天無氧化問題，無燒球異常，為了有效管 制銅線氧化問題，目前有效期限及保存方式為未開封，真空包裝並充氮氣，有效 期限定義在 180 天，已開封銅線，定義在有效期限 7 天，以避免氧化問題。
表 3.3.1 銅線主要成分[6]
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圖 3.3.a 4N 銅線未開封銅線可使用期限評估
圖 3.3.b 銅線已開封銅線可使用期限評估
3.4 基本銲針外觀尺寸
圖 3.4.a 銲針基本尺寸示意圖，圖 3.4.b 銲針前端幾何示意圖。
銲針是銲線很重要的間接材料，銅線需依靠銲針前端的幾何構造，來成型第 一銲點所需的球型，與第二銲點所需的面積，形成一條完整的銲線。[7]
圖 3.4.a 銲針基本尺寸示意圖 [7]
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圖 3.4.b 銲針前端幾何示意圖[7]
3.5 銲針尺寸與第一，二銲點成型之關係
圖 3.5.a 所示第一銲點銲在銲墊上之成型示意，圖中 H 是說明銲針內徑大小 (Hold)，可決定適用何種線徑，圖中 CD 是說明銲針內(Chamfer Diameter )銲針孔 徑，可決定適用球型大小，圖中 CD 是說明銲針內錐體角度(Cone Angle)，可決定 銲針在銲球上應力角度。
圖 3.5.b 銲針與二銲點在導線架上之成型示意，圖中 T 是說明銲針內銲針頂部 寬度(Tip)，可決定二銲點成形長度，圖中 OR 是說明銲針銲針外部半徑(Outer Radius)，可決定二銲點成形角度，圖中 FA 是說明(Face Angle)銲針表面角度，可 決定二銲點成形厚度。
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圖 3.5.a 銲針與第一銲示意[7]
圖 3.5.b 銲針與第二銲示意[7]
3.6 光學顯微鏡
圖 3.6.a 為 Nikon 550 光學顯微鏡，為本實驗所使用的光學顯微鏡，較一般光 學顯微鏡量測倍率更高，且具有彩色拍照功能，可用來檢查更微小的缺點。
Nikon550 型號規格如表 3.6.1，操作倍率 100 倍至 500 倍，可做 X/Y/Z 三軸方向量 測 。
圖 3.6.a Nikon 550 光學顯微鏡
表 3.6.1 Nikon 550 型號規格表
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3.7 去金屬層測試 (Delayer test)
表 3.7.1 為去銅球與鋁墊鍵結測試溶劑調配比例及操作方法，去銅球與鋁墊鍵 結測試目的主要是使用王水移除銅球及銲墊上之鍵結。王水以硝酸與鹽酸 1:4 之比 例調製，並以滴管滴至晶粒表面，待銲球完全被侵蝕掉即可，再將樣本置於燒杯 內，以 DI 水浸泡並平行搖動，完成後取出讓樣本自然乾燥，避免破壞實驗樣本，
過程約 15 至 20 分鐘。
接下來表 3.7.2 為 Delayer 測試溶劑調配比例及操作方法，去 TIN 層目的主要 是使用 AB 劑移除鋁墊與下面的電路之金屬層。AB 劑以硫酸與雙氧水 1:2 之比例 實驗，將此兩種溶液倒入燒杯會有劇烈的反應，使用 DI 水做清潔完成後取出讓樣 本自然乾燥，避免破壞實驗樣本在使用顯微鏡確認是否有崩裂問題產生。
表 3.7.1 去銅球與鋁墊鍵結測試溶劑調配比例及操作方法[18]
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表 3.7.2 去 TIN 層測試溶劑調配比例及操作方法[18]
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3.8 IMC (Intermetallic coverage)測試
在銅線產品上，IMC 測試溶劑使用的是硝酸(HNO3)溶液，IMC 測試主要是計 算共金面積的比例，但與金線產品不同，如果直接使用硝酸溶液去除銅線來檢驗 IMC，會因為銅鋁間的 IMC 成長緩慢並不容易判別，所以將樣品使用烤箱催化 IMC
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的成長，烤箱的條件是 175℃，時間約是 2 小時，再將烘烤過的樣品，以滴管吸取 硝酸溶液並滴在晶粒表面，直到銲球完全侵蝕並脫離鋁墊，時間約為 60 秒，然後 使用去離子水清洗晶粒表面。
將完成的樣品放置 500 倍的顯微鏡下針對鋁墊拍攝，並使用分析軟體
Image-ProPlus 分析，分析結果如圖 3.8.a 所示，銲球下與鋁墊無色差區域代表無 IMC 成長，視為無共金區域，而共金區域越多，即數值越高，代表鋁墊與銲球之間的
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圖 3.9.a 推球機外觀及操作
3.10 拉力強度測試示意
圖 3.10.a 為拉力強度測試機，型號 AC-889，圖 3.10.b 為拉力機鉤針與受測線 拉力位置.將樣本固定再夾具上，再以 100～300 之倍率光學顯微鏡確認鉤針位置，
鉤針向上移動並自動記錄拉力測試記錄，數據越大，拉力強度越強。
圖 3.10.c 拉力斷裂點需在球上方算合格，圖 3.10.d 拉力測試有球脫落及第二 銲點脫落判拒收，拉力強度除了檢視數值外，也需要觀察斷裂位置，如拉力斷裂 點需在球上方表示第一及第二銲點銲黏強度足夠，如拉力測試有球脫落及第二銲 點脫落，則代表銲黏強度不足。[9]
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圖 3.10.a 拉力機外觀及操作[9]
圖 3.10.b 拉力機外觀及操作[9]
圖 3.10.c 拉力斷裂點需在球上方算合格[9]
圖 3.10.d 拉力測試有球脫落及第二銲點脫落判拒收[9]
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Macintosh，Linux 多種作業系統，其個性化的智慧功能表，能引導使用者準確的 進行分析，並自動將複雜的統計分析圖型化，幫助使用者方便的發現和察看資料 的分佈模式。[11]
圖 3.12.a JMP 統計軟體操作介面[11]
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