以電流驅動錫晶鬚的成長之研究

Abstract

因近年來環境保護的考量，在微電子構裝工業中，無鉛銲錫逐漸地取代傳統的有鉛 銲錫。以使得而在大部份的無鉛銲料中，錫的成分比例皆超過95%，造成錫晶鬚的議題 變得很重要。但要研究錫晶鬚成長並不容易，主要是溫度太低(低於30°C)，錫晶鬚成長 非常慢，溫度太高(高於70°C)，應力被釋放而不會成長。對此議題我們發展出利用電流 驅動錫晶鬚成長。先期研究發現我們可以在室溫到100°C皆能在數十小時到數百小時內 成長錫晶鬚。因此，此方法能提供錫晶鬚成長的加速測試。對於錫晶鬚成長機制能夠有 系統地研究。 我們將以國際合作的方式來執行此計畫，與美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）材 料系的杜經寧教授合作，因為杜教授在這方面有幾十年的經驗，以及他們可以用美國 Advanced Light Source 國家實驗室的同步輻射（synchrotron radiation）來量測小區域 的應力大小及分佈。本計劃中將於第一年裡，將分析錫鉛銲錫薄膜合金試片，而於第一 年中建立起分析錫鉛銲錫晶鬚的成長速率。第二年將開始研究無鉛銲錫的晶鬚成長，與 其應力分佈。除了實驗的觀測外，也將會與杜教授合作，以理論來推導晶鬚的成長速率。 爾後，在本國合計劃的第二年裡，杜教授團隊將觀測薄膜通電前後的陽極端壓應力變化 與其對晶鬚成長的影響。為分析晶鬚成長之活化能，於本計畫的第三年裡將主要對於薄 膜不同溫度下通電前後的陽極端壓應力變化與其對晶鬚成長的影響。由於後學已經與杜 教授有多年的合作經驗，並共同發表多篇優質期刊論文，我們將會密切合作，相信將會 很成功並對錫晶鬚成長機制有更深入的瞭解。