之後再經研磨拋光而擷取的 SEM 影像。電子流方向由箭號標出，
經由 passivation opening 截面積計算得其電流密度為 7.4 x 104 安培/平方公分。圖 4-3(a)為電子流方向由下往右上的銲錫凸
表面上大大小小的孔洞為機械研磨所造成，在此條件下做的通電
圖 4-6 為試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 160 小時之
4-1-2 改變實驗條件驗證破壞
4-2 雙重破壞模式 在＂Damages and Microstructural Variation of High-Lead and Eutectic SnPb Composite Flip Chip Solder Bumps Induced by Electromigration,＂ JMR(2005)[29]，闡述過其破壞模式，如
層(barrier layer)，一旦它開始破壞，便使得鋁導線無法抵抗 的破壞，就是雙重的破壞模式(dual-failure mode)。圖 4-12 為 試片在 150 ℃下，經 0.8 安培通電時間 500 小時的截面 SEM 圖。
圖 4-12(a)的裂縫為機械研磨時造成，在低電流密度的測試下，
也出現雙重破壞模式，所以跟銲錫與銅墊層界面的電遷移破壞相
圖4-7改變研磨方向，使其平行銅導線，垂直於鋁導線的截面SEM 影像圖，對照觀看，銲錫邊緣電流密度為1.48以及1.03×104安培/
平方公分 ，後方之電流密度不亞於銅導線入口處的電流密度，
銅電阻率為1.7mΩ/cm，錫為 12.3mΩ/cm，銅墊層厚度為 20μm，
銲錫凸塊高度為 105μm，代入公式計算得:
由上兩式得之，銅墊層所具有的電阻小於銲錫電阻，所以當
圖 4-16(a) 是微結構未發生破壞前的銲錫底層電流密度分布。右 端為銲錫底層與銅墊層電子流入口處接壤的位置，電流密度約為 1.6×104安培/平方公分 ，左端為遠離入口處，電流密度約為 1.2
×104安培/平方公分 ，兩者電流密度差距不大，且電流密度分布 呈現碗狀，可以知道電流密度在銲錫底部是以周圍一圈較高，所 以破壞也由周圍開始生成。圖 4-16(b)是銲錫凸塊底層生成介金 屬化合物且銅墊層生成孔洞的銲錫底層電流密度分布。左端電流 密度約為 2.5×104安培/平方公分 ，右端約為 1.5×104安培/平方 公分，由於孔洞的生成與介金屬化合物的成長，銲錫底層周圍的 電流密度皆升高，且電流密度變成更深的碗狀，等於周圍的電流 密度相對中間部分更加的大，此舉會成為孔洞成長的助力，進一 步加劇破壞。
圖 4-1 銲錫凸塊破壞為生成孔洞以及 UBM 消耗之 SEM 剖面圖，箭 號為電子流方向。
圖 4-2 利用遠紅外線探測儀得知 1.5 安培電流下，表面溫升為 17
℃。
圖 4-3 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 140 小時之後截面 的 SEM 影像圖。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
圖 4-4 試片在 150 ℃下，經 0.7 安培通電時間 480 小時的截面 SEM 影像。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
圖 4-5 試片經 X 光能量分布圖譜分析介金屬化合物的成分。
圖 4-6 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 160 小時，之後研磨 拋光並且擷取電子流向上的銲錫凸塊 SEM 影像，右下角圖片表示研 磨方向。
圖 4-7 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 350 小時，改變研磨 方向，使其平行銅導線，垂直於鋁導線的截面 SEM 影像圖。電子流 方向同箭號，由銲錫凸塊左下進入往上。
圖 4-8 試片在 150 ℃下，基板端黏著在加熱板上，經 1.3 安培通電 時間 140 小時截面 SEM 影像圖。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
圖 4-9 試片在 150 ℃下，晶片端黏著在加熱板上，經 1.3 安培通 電時間 140 小時截面 SEM 影像圖。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
圖 4-10 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 60 小時的 SEM 截 面圖。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
可以看到鋁導線處有明顯微結構改變。
圖 4-11 四點量測電阻改變量對時間曲線圖。
(a) 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 140 小時，電阻 上升 22mΩ，僅有一種破壞模式。[圖 4-3]
(b) 試片在 150 ℃下，經 1.5 安培通電時間 60 小時，電阻 上升 25mΩ，具有雙重破壞模式。[圖 4-10]
圖 4-12 試片在 150 ℃下，經 0.8 安培通電時間 500 小時的截面 SEM 圖。
(a) 為電子流方向由下往右上的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
(b) 為電子流方向由左上往下的銲錫凸塊，截面的 SEM 影像。
圖 4-13 (a)模擬銲錫接點內三維電流密度分布。
(b)模擬銲錫接點剖面電流密度分布。
(c)對應圖(b)四點的電流密度實際值。
圖 4-14 銲錫凸塊內，平行銅導線的截面的模擬電流密度分布。
圖 4-15 模擬銅墊層的電流密度分布圖。
(a) 微結構未發生變化的銅墊層電流密度分布圖。
(b) 銲錫凸塊底層生成介金屬化合物且銅墊層生成孔洞的 銅墊層電流密度分布圖。
圖 4-16 三維座標表示銲錫凸塊底層的電流密度圖，XY 軸為銅 墊層界面，Z 軸為電流密度。
(a) 微結構未發生破壞前的銲錫底層電流密度分布圖。
(b) 銲錫凸塊底層生成介金屬化合物且銅墊層生成孔洞 的銲錫底層電流密度分布圖。