在消费电子产品以及微处理器的构装中，有两种趋值得注意，第一个趋势是将以无铅焊锡取代传统的含铅焊锡。第二个趋势是直接将矽晶片接在organic的基板上，此技术称为Direct Chip Attachment(DCA)或是Flip Chip on Organic.含铅焊锡的使用一直是造成铅环境污染的一个重要原因之一。因此，美国、欧洲和日本已开始注重此问题。并将於近年内禁止铅在电子产品的使用。同时随着消
　　费电子产品的小型化，电子构装中用的焊锡即将面临一个严重的可靠性（reliability）问题：即Electromigration，电迁移。本计画拟设计适合研究焊锡Electromigration的结构:即矽V形槽(V-grove)、Blech和球状三种试片，并运用
　　NDL和交大半导体中心的制程仪器及技术来制作焊锡Electromigration试片。将使用SnAg、SnSb、SnAgCu、以及纯Sn等四种无铅焊锡，进行焊锡Electromigration的量测及研究。本计划将针对纯锡、SnAg  SnAgCu和SnSb
　　种无铅焊锡进行研究。建立Blechstructure试片及制备球状Electromigration试片及，模拟Flip Chip中的焊锡球。研究的重点包括以下两项重要的课题：（1
　　）观察和分析焊锡的显微结构演化和电流密度、温度以及时间的关系。（2
　　）量测Electromigration速率。将对无铅锡焊锡的Electromigration特性做一个有系统的研究。。关键词：电子构装、电迁移、无铅焊锡
　　二、缘由与目的
　　为了加强微处理器以及逻辑元件的性能及速度，半导体工业界一直追求较高密
　　度的输入/输出接点（I / O terminal）和较小的IC晶片[1]。因此BGA(Ball Grid Array)制造技术已经被广泛采用。当焊锡球的尺寸渐渐缩小，以便容纳更多的I/O接点时，焊锡球的机械强度及散热问题都会变的更严重。台湾也开始重视这些问题，已经有许多学者投入焊锡球的机械强度研究。然而，由於焊锡球的尺寸缩小，同时也引起另一个新的挑战：焊锡的电迁移(Electromigration) [2-4]。
　　电迁移一种由於电场和带电载子所造成的质量移动。此现象通常在微电子元件
　　中有高电流密度的导线内发生。例如在一条5μm宽，0.2μm厚的铝导线，在室温下通入1mA的电流(电流密度为105amp/cm2)，则会造成一端有void生成,而另一端有extrusion产生。严重时会造成电路短路。它是在1965年被发现会对半导体
　　产品的可靠度会有威胁。因此，在过去三十多年中，一直有许多学者在研究此问题，并已经研究出有效的防治之道，即在铝线中加入2-3%的铜，而使电迁移不致於危害到电子元件。对於封装中的焊锡接点，以前由於焊锡的尺寸较大(
　　约200μm)，所以电流密度较低，电迁移对焊锡接点并不构成威胁。然而，目前工业界使用150μm的焊锡球，而几年後会降到75μm。对 於150μm的焊锡球，它的工作电流密度是104amp/cm2，此电流密度造成焊锡温度升高至80°C左右。对於125μm共晶锡铅焊锡（溶点183°C），Elenius在去年指出，在150
　　°C下通入6-8×103A/cm2的电流密度，经过100小时後，Electromigration会破坏焊锡接点(见图一)，所以当焊锡的尺寸渐渐地缩小时，所通入的电流密度也跟着增加，Electromigration对於元件的可靠性将会有很严重的影响。

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