破壞的重點可能出現在銲錫的區域，而值得注意的地方是，經由二次
較短距離朝高電位流入銲錫；而基板端銅導線的電阻值(1.7 X 10-6
C)
所以無法使用溫度-電阻關係圖去校正其中的溫度變化，但是我們認
出現在遠離電流堆積區的位置(圖 4-6a)；但是在電子流流向晶片端的
層與銲錫接觸區發生銅墊層反應為 Cu6Sn5的介金屬化合物，且觀察
屬化合物，在此溫度條件下仍然是(Cu,Ni)6Sn5，儘管其中的鎳原子含
境下，當加熱板溫度高於 130 ℃，也就是銲錫內部溫度高於 160 ℃的
形下，破壞模式出現進一步轉變，在電子流流向晶片端的銲錫接點中，
電子影像，發現在 120 ℃以上之加熱板溫度加以通電後，在電阻上升 結構的平均溫度為 185 ℃，而由兩側底部填充劑(underfill)的情形判斷，
銲錫即將進入鋁導線處在電阻上升 10 mΩ 時不會到達局部融化的情 形，因此在此時間範圍內可判定鎳層周圍反應是在固態情形，而由於 鎳的有效電荷數(effective charge number)及擴散係數均遠小於銅，故 鎳層在通電時受到電子驅動而進入介金屬化合物層參與反應的力將
間動量交換產生的電子流驅動力；右式則代表濃度梯度所造成的擴散
由於掃描式電子顯微鏡的二次電子影像對於相與相之間的顏色
基板端的銲錫接點來說：在相同的電流密度下，銲錫系統溫度較高時，
由於鎳 UBM 層的消耗速度因高溫而加速，使得鎳層被消耗，反應為 (Cu,Ni)6Sn5及 (Ni,Cu)3Sn4兩種介金屬化合物，並隨著電子流方向移 動。其中，鎳層的消耗是遵循擴散控制；也就是濃度梯度所造成的擴 散造成鎳層消耗的主要原因，當中央的鎳層因厚度較薄而先反應完畢 形成介金屬化合物，而在介金屬化合物剝離之後回填的銲錫相較之下 更無法抵抗電遷移的驅動，因此當通電更長時間直到靠近邊緣的 UBM 被反應完時，中央部分已經出現孔洞，最後造成銲錫電阻大幅 上升，也就是圖 4-13 中的巨大孔洞。而在較低溫度下(在本實驗中為 加熱板 100 ℃的情形)，由於上述消耗式中，鎳層的擴散係數因溫度 下降而呈指數大幅下降，使鎳層消耗速率極低時，銲錫內部承受電遷 移的影響將相對增加，最後使孔洞發生於介金屬化合物及銲錫內部之 間。
圖 4-1 試片結構示意圖
圖 4-2 通入 1.3 A 電流時，銲錫內部最大電流密度出現於鋁導線進 入銲錫之處
圖 4-3 施加電流 1.3 A 時，銲錫整體結構最大電流密度出現於鋁導線
圖 4-4 施加 1.3 A 電流時，基板端最大電流密度出現於銅導線進入 銲錫處
圖 4-5 經實驗所得出 TCR 之電阻與溫度關係圖
圖 4-6 加熱板溫度 150 ℃下，通入 1.3 A 電流值；電阻上升 10 mΩ 之 試片：a) 電子流流向基板端 b) 電子流流向晶片端 c) 為 4-9 b) 之二 次橫截面圖
圖 4-7 加熱板溫度 140 ℃下，通入 1.3 A 電流值；電阻上升 10 mΩ 之 試片 a) 電子流流向基板端 b) 電子流流向晶片端 c) 4-7 b) 中虛線所 示之二次橫截面
圖 4-8 加熱板溫度 130 ℃下，通入 1.3 A 電流值；電阻上升 10 mΩ 之 試片 a) 電子流流向基板端 b) 電子流流向晶片端 c) 4-8 b) 中虛線所 示之二次橫截面
圖 4-9 加熱板溫度 120 ℃下，通入 1.3 A 電流值；電阻上升 10 mΩ 之 試片：a) 電子流流向基板端 b) 電子流流向晶片端 c) 為 4-9 b) 之二 次橫截面圖
圖 4-10 加熱板溫度 100 ℃下，通入 1.3 A 電流值；電阻上升 10 mΩ 之試片 a) 電子流流向基板端 b) 電子流流向晶片端 c) 為 4-10 b) 之 二次橫截面圖
圖 4-11 加熱板溫度 140
向基板端之接點，回填銲錫與鋁墊層之離子影像 存在
圖 4-12 在 120 ℃通電環境下
化合物與銲錫之間開始有微孔洞生成
140 ℃下，通入 1.3 A 電流值之試片，
回填銲錫與鋁墊層之離子影像，可以發現有微孔洞
通電環境下，鎳 UBM 層的消耗減緩，
化合物與銲錫之間開始有微孔洞生成
，其電子流流 可以發現有微孔洞
，但在介金屬
圖 4-13 通電前不同 UBM 部位離子影像之厚度測量，a) UBM 邊緣 b) UBM 中間部位
圖 4-14 加熱板溫度 150 ℃、通入 1.3 A 電流試片，通電至電阻上升 超過 100 %，可以見到在電子流流向基板端之銲錫接點出現巨大孔 洞
通入電流通入電流通入電流
通入電流(A)(A)(A)(A) 加熱板溫度加熱板溫度加熱板溫度加熱板溫度((((℃℃℃℃)))) 校正後溫度校正後溫度校正後溫度校正後溫度((((℃℃℃℃)))) 溫升溫升溫升溫升 ((((℃℃℃℃))))
1.3 150 185 35
1.3 140 172 32
1.3 130 158 28
1.3 120 145 25
1.3 100 126 26
表 4-1 實驗所使用條件經溫度-電阻關係式校正後之溫度及溫升