壞時間上的差異，我們更進一步的將試片通入電流直到斷路，同時記錄
內部的無電鍍鎳遭到破壞銅原子進入銲錫內部形成大量的介金屬化合 物；而低銲錫僅有板端的介金屬化合物因通電下變厚，因此電阻僅有些微 上升。造成此一差異的原因是因為，先前提到因為我們要使銲錫高度下 降，讓板端的開口變大，接觸面積增加，降低銲錫高度，此一結果導致高 銲錫接點和低銲錫接點中電子流方向向上的B2 電流密度不同。因為高銲 錫接點的板端opening 的直徑約為 140μm，而低銲錫接點板端 opening 的 直徑約為 280μm，使得高銲錫接點板端的接觸面積僅有低銲錫接點的四
發現此介金屬化合物的成分為(Cu,Ni)6Sn5，而錫原子進入銅UBM 中形成
的SEM 橫截面影像。結果與高銲錫凸塊的結果大致相同，孔洞一樣是沿
阻上升至 1.2 倍時為破壞，但是因為高銲錫凸塊的單顆電阻約為 1mΩ 左
度為6 × 105 A/cm2，在超過 1000 多小時的電遷移測試後，鋁導線也許出
電流密度變大，使低銲錫接點斷路。
所顯示的溫度分佈，我們再經由軟體計算圖中白光方框中的溫度，作為銲 750μm，因此我們將試片切成 850μm×750μm×1mm 的長方體大小。因為
試片的結構複雜，包含了許多部分，我們將體積較少的部分去除，例如：
在本研究中，其熱源來自兩個地方，(一)、下端加熱試片的加熱板其 來希望以鋁導線電阻溫度係數 (temperature coefficient of resistance, TCR)
來校正銲錫內實際溫度。首先，金屬熱電阻的電阻值和溫度一般可以用以
對加熱爐溫度變化的趨勢如圖 4-13 所示，再利用線性迴歸求得此直線之
遠離電子流進入的那一端也有孔洞的生成，如圖 4-16 所示，此為三組不
根據我們實驗的結果，在一開始定義破壞時間為電阻上升1.2 倍為破壞的
01
子流分流形成第二電流集中區，使最大電流密度下降，因此低銲錫凸塊內 的最大電流密度較大。綜合以上因素，低銲錫接點有較短的平均破壞時間。
我們利用鋁導線通電時的電阻變化結合電阻溫度係數求得銲錫凸塊 內的實際溫度，加上模擬出的做大電流密度，代入平均破壞時間公式，所 求的結果與實驗值大致吻合。
圖4-1 在 150℃下通入 0.9A，通電時間對電阻變化曲線圖，(a)高銲 錫接點，通電時間 405h，(b)低銲錫接點，通電時間 184h
圖 4-2 在 150℃下通入 0.9A，B3 電阻上升至 1.2 倍時之 B2 SEM 剖面圖，
(a)高銲錫接點，通電時間 405h，(b)低銲錫接點，通電時間 184h
圖 4-3 在 150℃下通入 0.9A，B3 電阻上升至 1.2 倍時之 B3 SEM 剖面圖，
(a)高銲錫接點，通電時間 380h，(b)低銲錫接點，通電時間 118h
(Cu,Ni)
6Sn
5圖 4-4 在 150℃下通入 0.9A，B3 電阻上升至 1.5 倍時之 B3 SEM 剖面圖，
(a) 高銲錫接點，通電時間 405h，(b)低銲錫接點，通電時間 184h
圖 4-5 低銲錫接點內介金屬化合物成分分析
圖4-6 (a)高銲錫接點斷路時，紅外線顯熱儀結果 (b) 低銲錫接點斷路時，紅外線顯熱儀結果
圖4-7 (a)高銲錫接點 (b)低銲錫球斷路時橫截面 SEM 圖
圖4-8 矮銲錫球斷路時(a)橫截面 SEM 圖 (b) EDX 成分分析結果
圖4-9 (a) 低銲錫接點斷路電阻變化對通電時間曲線圖 (b) 圖(a)中紅框位置放大圖
圖4-10 (a) 高銲錫接點橫截面通入 0.45A 之溫度分佈結果 (b) 低銲錫接點橫截面通入 0.45A 之溫度分佈結果
圖4-11 簡化試片示意圖
圖4-12 100℃下通入 0.9A 電流鋁導線與銲錫凸塊內部平均溫度
圖4-13 高低銲錫接點鋁導線電阻對溫度變化圖
圖4-14 銲錫接點通過 0.9A 電流之模擬結果，
(a) 高銲錫凸塊(b)低銲錫凸塊
圖4-15 銲錫接點通過 0.9A 電流之模擬結果，
(a)高銲錫凸塊內(b)低銲錫凸塊內
圖 4-16 高銲錫凸塊電阻上升 20%之橫截面 SEM 影像圖 (a) 293h, (b) 375h, (c) 339h 之通電時間
表4-1 不同條件下，高低銲錫接點的平均破壞時間
表4-2 計算溫差所使用之資料
表4-3 利用鋁導線電阻結合鋁電阻溫度係數，所求得知銲錫凸塊內溫度
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