電子產品軟焊焊點及界面之研究-覆晶銲錫接點之熱電效應及其抗電遷移之研究

Abstract

隨著消費電子產品的小型化，電子封裝中用的銲錫即將面臨一個嚴重的可靠 性（reliability）問題：電遷移。本計畫預計更深入地研究銲錫電遷移行為。第一 年將繼續研究銲錫電遷移的破壞機制。我們將從三方面來深入地研究此電熱效 應：(一)通電後顯微結構的觀測。(二)以紅外線測溫儀來量測通電後溫度升溫及 溫度梯度。(三)根據以上實驗結果，以電腦模擬來解出銲錫接點內的電流密度分 佈及溫度分佈，以及孔洞的生成與propagate. 第二年將著重在如何增加銲錫接點的抗電遷移能力。瞭解銲錫電遷移的破壞 後，我們將開始研究如何藉由線路設計及材料選擇來增加銲錫接點的抗電遷移 能力，以增加其使用壽命。將會從實驗及電腦模擬著手。並同時量測thermal migration. 將研究如何可以降低銲錫接點的焦耳熱效應及如何可以降低銲錫接 點的電流集中效應，以至於將銲錫電遷移危害降至最低。 第三年除了將繼續研究如何增加銲錫接點的抗電遷移能力外，另一個重 製備銲錫Blech 試片，以edge displacement technique 量測銲錫電遷移重要參 數，例如 threshold current density, drift velocity, activation energy, and the product of diffusivity and effective charge number (DZ*). 此方法的優點是，可 以有系統地將不同銲錫，在各種的電流與溫度下，直接量測電遷移速率及這 些參數。現在預定量測的銲錫包括共晶錫鉛、高鉛、共晶錫銀銅、共晶錫銀。 當這些基本的參數資料建立時，將對銲錫電遷移領域有很大的貢獻， 同時 也可以得知哪些銲錫有較佳的抗電遷移領能力。