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銀合金線離子遷移機制研究

為了解決CrossOver 21 TNT的問題，作者吳華真 這樣論述：

由於純金銲線與銅銲線作為打線接合的線材會遭遇許多導致電子元件失效的潛在問題，許多電子封裝廠開始試圖研發純銀銲線和銀合金銲線來替代。然而當通入電流的純銀銲線遇上含有水氣的環境會發生銀離子的電化學遷移現象，造成樹枝狀銀鬚的生成，進而導致電子元件短路，此現象最初是在銀厚膜(Thick Film)電路中發現的。研究證明在純銀銲線中添加一定量鈀或金元素可有效抑制電化學遷移的現象，且在含有一定量鹵素離子的水溶液環境下也可抑制銀鬚的生成，因此本研究主要探討添加鈀和金元素的二元及三元銀合金線材在含鹵素離子的水溶液環境中是否能有效減緩銀離子遷移現象的發生。本研究主要是分別利用二元Ag-4Pd和三元Ag-8Au

-3Pd銀合金線材當作陰陽兩電極，在不同濃度的氯化鈉(NaCl)、溴化鈉(NaBr)、碘化鈉(NaI)三種水溶液，採用符合ASTM F-1996標準規範之水滴法進行離子遷移實驗，並透過透過數位光學顯微鏡、SEM、EDS等分析儀器，整理與討論出不同成分及濃度水溶液下分別對二種銀合金材的影響。離子遷移過程中，在含有鹵素離子的水溶液環境下，當銀合金線在高於其臨界離子遷移濃度時，會抑制銀離子遷移形成銀鬚。Ag-8Au-3Pd線和Ag-4Pd線在三種水溶液中當銀鬚碰觸到陽極端時並不會立即發生短路，皆有一段絕緣的時間。隨著鹵素離子含量的增加，提高了銀離子遷移速率，表示鹵素離子的存在對銀離子遷移的影響大過於

Au和Pd的抑制作用，但只有Ag-8Au-3Pd線在氯化鈉水溶液中隨著鹵素離子含量越高，銀離子遷移速率反而降低。隨著Pd和Au的添加，銀線材能防止銀鬚形成的臨界離子遷移濃度越高。陽極生成物的成分主要都以AgO及鹵化銀為主，其陽極生成物有多種不同的形貌。