塑膠封裝(Plastic packaging)是目前最普遍、快速且經濟的電子構裝方式，目的在施以物理、化學性的保護，期能滿足電性連接、實體支撐、環境抵抗與散熱等功能保護元件線路、防止外力的損害。本實驗所探討為高溫時效下對金鋁微接點可靠度之影響，以及導線架受時效處理時whisker成長的情形兩部份。在高溫時效下對金鋁微接點之影響的研究方面，利用不同的金線組成去做時效處理，觀察界金屬化合物成長的狀況，可看出純金線界金屬化合物成長的比較快，在金線中加入cu的金屬元素可以產生擴散障礙，因Cu可聚集在界金屬化合物的上層形成AuAlCu化合物，使界金屬化合物的成長減緩，故金鋁微接點比較不容易損壞;同時比較有封裝和未封裝的試片，未封裝的試片界金屬化合物成長比較緩慢，界金屬化合物層也幾乎觀察不到crack的現象，所以封裝樹酯有加速crack的發生（封裝樹酯的膨脹係數和金屬有很大的差別）。Whisker成長的原因，產生壓應力(Cu6Sn5/Sn)造成tin原子向表面流動而使得whisker的成長，把試片做時效處理可發現鍍錫層在6μm以下的錫鍍層會有whisker的出現，原因在於界金屬化合物(Cu6Sn5)表面成不規則的海貝狀組織，並在熱處理之後會朝特定面（221）成長，對Cu6Sn5/Sn造成壓應力，使Sn/SnO2層因受張應力而長出whisker，whisker的成長被視為一種應力釋放的現象，當whisker出現後，錫的殘留應力也隨whisker的出現而下降，而未有whisker出現的試片，錫的殘留應力也隨熱處理時間的增加而增加。

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目錄
壹、前言 1
1-1 研究背景 1
a. IC封裝流程 1
b. Wire bond的接合方 2
c. Au-Al ball bonds接合的重要性 3
d. Au-Al intermetallic的微觀組織 …………………………………….. 4
e.擴散模式 5
1-2導線架(leadframe)成長需晶(whisker)對晶片的影響 6
a. Tin whisker 的生長機制 7
(1)壓應力(compressive stress) 7
(2) Intermetallic compound . 7
(3)Deposit thickness ……………………………………………………… 8
(4).Recrystallization ……………………………………………………… 9
貳、實驗方法 10
2.1時效處理下對wire bonding的影響 10
a. 試片 10
b. 時效處理 10
c. 試片製作 10
d. 試片分析 11
2.1不同製成參數對導線架上成長錫鬚的影響 12
a. 試片 13
b. 時效處理 13
c. 試片製作 13
c. 試片分析 14
參、結果 16
3-1金鋁接合部金相組織觀察 16
a.時效處理所造成金鋁結合部變化 16
b.時效處理所造成金鋁結合部剖離的方式 17
c.時效處理所造成typeB、typeB(-)金鋁結合部成長的不同 18
3-2 Tin whisker成長條件觀察 18
a.觀察Tin whisker成長狀況 18
肆.討論 19
4-1金鋁微接點空洞形成與相變化的轉變 19
a. Au5Al2 phase轉換成Au4Al的路徑 19
b. typeA、typeB時效處理後微接點的剝落方式 21
c.時效處理對封裝和未封裝試片的影響 21
4.2 whisker的產生條件和熱處理後的影響 22
伍.結論 26
陸.參考文獻-------------------------------------------------------------------- 27
附錄(JCPDS)------------------------------------------------------------------- 70



圖目錄
Fig.1 背像散射電子、二次電子、X光及歐傑電子，其範圍及空間分佈情形
與產生X光及歐傑電子過程示意圖…………………………………… 29
Fig.2 金鋁二元相圖 30
Fig.3　 銅鋁二元相圖 31
Fig.4 175℃typeA界金屬化合物成的厚度與時效時間曲線圖 32
Fig.5 175℃ typeB界金屬化合物層厚度與時效時間曲線圖 33
Fig.6 205℃typeA界金屬化合物層的厚度與時效時間曲線圖 34
Fig.7 205℃typeB界金屬化合物層的厚度與時效時間曲線圖 35
Fig.8 175℃typeB(-)界金屬化合物層的厚度與時效時間曲線圖 36
Fig.9 175℃typeA經時效處理後之cross section morphology 37
Fig.10 175℃typeA經時效處理後之cross section morphology 38
Fig.11 175℃typeA經時效處理後之cross section morphology 39
Fig.12 175℃typeB經時效處理後之cross section morphology 40
Fig.13 175℃typeB經時效處理後之cross section morphology 41
Fig.14 175℃typeB經時效處理後之cross section morphology 42
Fig.15 205℃typeA經時效處理後之cross section morphology 43
Fig.16 205℃typeA經時效處理後之cross section morphology 44
Fig.17 205℃typeA經時效處理後之cross section morphology 45
Fig.18 205℃typeB經時效處理後之cross section morphology 46
Fig.19 205℃typeB經時效處理後之cross section morphology 47
Fig.20 205℃typeB經時效處理後之cross section morphology 48
Fig.21 205℃typeB(-)經時效處理後之cross section morphology 49
Fig.22 205℃typeB(-)經時效處理後之cross section morphology 50
Fig.23 205℃typeB(-)經時效處理後之cross section morphology 51
Fig.24 type A及type B在175℃及205℃時效處理下剝離的情形 52
Fig.25 經時效處理type A+、type B-的surface morphology 53
Fig.26 (a) type A (b) type B 試片經時效處理(175℃)後之 Cross section morphology 54
Fig.27 (a) type A 試片經時效處理(175℃)後之 Cross section morphology
及相變化示意圖 55
Fig.28 (a) type B 試片經時效處理(175℃)後之 Cross section morphology
及相變化示意圖 56
Fig.29 試片熱處理50小時界金屬化合物成長之比較 57
Fig.30 (a)TypeA-175℃ 600hrs(b)TypeB-175℃ 600hrs之介金屬化合物
WDS成分定量分析 58
Fig.31 typeA金鋁微接點剝離方式 59
Fig.32 typeB金鋁微接點剝離方式 60
Fig.33 typeA金鋁微接點剝離方式的cross section morphology及剝離方式示 意圖 61
Fig.34 typeA試片之界金屬相WDS成分定量分析 62
Fig.35 試片type(B-)經時效處理之Ball bond surface morphology
及WDS成分分析(a).0hrs(b).500hrs 63
Fig.36 介金屬化合物（Cu6Sn5）的(a)cross section 和(b) surface section 64
Fig.37 時效處理後x-ray的分析圖 65
Fig.38 時效處理(55℃)對typeA+和typeB-的應力變化圖 69






表目錄
表一 .typeA+之X-Ray角度分析值 66
表二 typeB-之X-Ray角度分析值 67
表三 typeA+和B-之X-Ray應力分析值 68

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