厚膜UBM之覆晶銲錫接點電遷移及銲錫電遷移臨界長度之研究

Abstract

本計畫預計在銲錫電遷移議題上作一有系統且深入的研究，包含厚膜 UBM 之覆晶銲錫接點電遷移以及銲錫電遷移臨界長度(critical length)之研 究。本計劃的第一年中，我們將製作不同長度的錫鉛銲料合金錫膜， 求出臨界值(critical product)、飄移速度(drift velocity)、DZ*值等重要之電遷 移參數。並針對SnPb 及SnAg 銲錫的覆晶凸塊試片進行研究。首先建立厚 膜與薄膜UBM 之銲錫failure time 之資料，進而分析此他們的破壞模式。 本年度計畫首要是在探討出厚膜UBM 銲錫凸塊其電遷移行為，來和薄膜 UBM 做比較。 第二年的研究將利用第一年所建立之技術來製作出SnCu、SnAg 與 SnAgCu 之solder stripe 進行無鉛銲錫之研究。求出臨界值(critical product)、 飄移速度(drift velocity)、DZ*值等重要之電遷移參數外。於真實solder bump 方面，將針對不同材料UBM 之厚膜UBM 銲錫接點進行研究。預計預計會 有Cu/Cu，Ni/Cu 之材料的厚膜UBM。然後再搭配Kelvin bump probes 的量 測方式來建立銲錫接點中，不同通電狀態下之微結構變化之資料。 第三年的研究重點將改變原本Blech 試片結構中之濕潤層，用Ni 墊層來取 代原本的Cu 墊層。藉以探討當Ni 與銲錫形成Ni3Sn4 時將如何影響電遷 移之重要參數。另外，將針對不同Bump Height 之厚膜UBM 銲錫接點進 行研究，預定探討出Volume effect 在銲錫接點中所帶來的影響。同時我們 將以3D 電腦模擬來輔助研究電遷移破壞模式，研究在通電候不同階段電 與熱的重新分佈。相信在三年後能在銲錫電遷移領域有很大的貢獻。