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電子元器件模塊及其制造方法

文檔序號:7259506閱讀:191來源:國知局
電子元器件模塊及其制造方法
【專利摘要】布線基板上的導(dǎo)電連接盤和柱狀的連接端子構(gòu)件通過接合部進行接合,且在布線基板上形成了密封連接端子構(gòu)件的樹脂層,由此構(gòu)成電子元器件模塊,在將該電子元器件模塊安裝到安裝基板時所實施的回流工序中,抑制構(gòu)成接合部的接合材料的流出。在導(dǎo)電連接盤7和連接端子構(gòu)件6的接合部10中,至少生成Cu-Sn類、M-Sn類(M是Ni及/或Mn)、Cu-M-Sn類的金屬間化合物,金屬間化合物生成區(qū)域25存在于連接端子構(gòu)件6一側(cè)。該金屬間化合物生成區(qū)域中,若將接合部的剖面在縱向及橫向均勻地等分為10塊,合計細分為100塊,此時,構(gòu)成元素不同的金屬間化合物至少存在2種的塊數(shù)相對于除去在1塊中只存在Sn類金屬成分的塊后的剩余全塊數(shù)的比例在70%以上。
【專利說明】電子元器件模塊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子元器件模塊及其制造方法,特別涉及在電子元器件模塊中連接端子構(gòu)件和布線基板之間的接合部的結(jié)構(gòu)以及接合部的制造方法,該電子元器件模塊具有布線基板,安裝在該布線基板上的電子元器件和柱狀的連接端子構(gòu)件,以及對電子元器件和連接端子構(gòu)件進行密封的樹脂層。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明所關(guān)注的技術(shù)記載在例如日本專利特開2008-16729號公報(專利文獻I)中。專利文獻I中記載了以下的半導(dǎo)體裝置:即,將作為柱狀的連接端子構(gòu)件的內(nèi)部連接用電極接合到配置在有機基板的布線圖案上規(guī)定位置的連接電極用金屬焊盤部,內(nèi)部連接用電極由密封樹脂進行密封。此外,專利文獻I中記載了內(nèi)部連接用電極與連接電極用金屬焊盤部也可是焊接。
[0003]但是,若內(nèi)部連接用電極由焊料進行連接,則在將半導(dǎo)體裝置安裝到安裝用基板時的回流工序中,由于作為接合材料的焊料發(fā)生再熔融而使體積膨脹,將會遇到如下問題:即,焊料通過內(nèi)部連接用電極和密封樹脂的間隙中而流到半導(dǎo)體裝置的外側(cè),或者噴出。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本專利特開2008 - 16729號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]因此,本發(fā)明的目的在于,在如上述半導(dǎo)體裝置那樣的電子元器件模塊中,在將半導(dǎo)體裝置安裝到安裝用基板時所實施的回流工序中,抑制接合材料的流出。
[0009]解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0010]本發(fā)明,簡單來說,其特征在于,在布線基板上的導(dǎo)電連接盤和柱狀的連接端子構(gòu)件間的接合部中,通過生成金屬間化合物,以在回流時抑制接合材料的流出。
[0011]首先,本發(fā)明是針對電子元器件模塊的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所涉及的電子元器件模塊,具有:布線基板,該布線基板包括相互相對的第I主面及第2主面;電子元器件,該電子元器件至少安裝在布線基板的第I主面上;以及導(dǎo)電連接盤,該導(dǎo)電連接盤至少形成在布線基板的第I主面上;柱狀的連接端子構(gòu)件,該柱狀的連接端子構(gòu)件具有相互相對的第I端面及第2端面,第I端面以面向?qū)щ娺B接盤的狀態(tài)進行配置,且通過接合部與導(dǎo)電連接盤接合;以及樹脂層,該樹脂層在使連接端子構(gòu)件的第2端面露出的狀態(tài)下,形成在布線基板的第I主面上,以將所述電子元器件及連接端子構(gòu)件密封。本發(fā)明所涉及的電子元器件模塊,為了解決所述的技術(shù)課題,其第I特征在于,在對所述接合部的剖面利用波長分散型X射線裝置(WDX)進行分析時,該接合部的剖面上,至少生成了 Cu-Sn類、M-Sn類、Cu-M-Sn類的金屬間化合物(M是Ni及/或Mn),存在金屬間化合物生成區(qū)域(以下,被稱為「生成區(qū)域」。)。在這些金屬間化合物中,例如,作為用于形成接合部的接合材料,使用以Sn類金屬為主要成分的接合材料,且連接端子構(gòu)件的至少表面由Cu — M類合金來形成,在此情況下,在使用Sn類金屬和Cu-M類合金此種組合的情況下必然會生成該金屬間化合物。
[0012]此外,其第2特征在于,所述生成區(qū)域中,若將接合部的剖面在縱向及橫向均勻地等分為10塊,合計細分為100塊,此時,構(gòu)成元素不同的金屬間化合物至少存在2種的塊數(shù)相對于除去在I塊中只存在Sn類金屬成分的塊后所剩余的全塊數(shù)的比例(以下,被稱為「分散度」)在70%以上。
[0013]所述的「除去只存在Sn類金屬成分的塊后的剩余塊數(shù)」,換而言之就是存在金屬間化合物的塊。
[0014]此外,所述的「構(gòu)成元素不同的金屬間化合物」是指像例如Cu — Mn — Sn金屬間化合物和Cu — Sn金屬間化合物這樣關(guān)系的金屬間化合物。例如,Cu6Sn5和Cu3Sn因為構(gòu)成元素(即,Cu和Sn)是互相相同的金屬間化合物,因此計數(shù)為I種。此外,所述的「至少2種」,并不僅僅是所述的Cu — Sn類、M-Sn類、Cu — M-Sn類3種金屬間化合物,除此之外的金屬間化合物(例如,Ag - Sn類等)也包含在內(nèi)進行計數(shù)的至少2種。
[0015]生成區(qū)域優(yōu)選為不含有Sn類金屬成分,即使含有Sn類金屬成分,優(yōu)選其含有率在30體積%以下。Sn類金屬成分例如放置在300°C以上的高溫環(huán)境下時,因為可能會發(fā)生再熔融而流出,因而會導(dǎo)致接合部的耐熱性降低。因此,通過將Sn類金屬成分的含有率控制在30體積%以下,能抑制耐熱性的降低。
[0016]并非接合部整體為生成區(qū)域,若在接合部中,使得生成區(qū)域位于連接端子構(gòu)件一偵牝使得含Sn類金屬成分比生成區(qū)域多的區(qū)域位于導(dǎo)電連接盤一側(cè),則因為用于生成金屬間化合物的反應(yīng)會從連接端子構(gòu)件一側(cè)開始發(fā)生,由此反應(yīng)所產(chǎn)生的氣泡較容易逃逸到導(dǎo)電連接盤一側(cè),而不容易殘留在生成區(qū)域的內(nèi)部。另一方面,在富含Sn類金屬成分的導(dǎo)電連接盤一側(cè),即使殘存了氣泡,因為這里實質(zhì)上沒有生成金屬間化合物,氣泡不會靠近集結(jié),而以分散的狀態(tài)存在,因此,氣泡將不會成為裂紋的起點。因此,能夠抑制裂縫的產(chǎn)生。
[0017]連接端子構(gòu)件優(yōu)選為例如利用Cu — M類合金來構(gòu)成其整體,在其表面上形成由Cu-M類合金所構(gòu)成的鍍膜。
[0018]優(yōu)選在連接端子構(gòu)件的第2端面、即與接合部相反側(cè)的端面上也存在所述生成區(qū)域。在連接端子構(gòu)件6以例如Cu為主要成分的情況下,在安裝到安裝用基板31的回流工序中,存在Cu被焊料侵食以導(dǎo)致接合可靠性降低的問題。但是,如上所述,若在與連接端子構(gòu)件的接合部相對側(cè)的端面上也存在生成區(qū)域,則由于即使在回流溫度下金屬間化合物也不會發(fā)生熔融,因此,在回流工程中,能防止焊料和連接端子間的擴散,其結(jié)果是,能維持較高的接合可靠性。
[0019]本發(fā)明還面向用于制造如上所述電子元器件模塊的制造方法。
[0020]本發(fā)明所涉及的電子元器件模塊的制造方法具有:準備布線基板的工序,該布線基板具有相互相對的第I主面及第2主面,且至少在第I主面上形成了導(dǎo)電連接盤;準備電子元器件的工序;準備柱狀的連接端子構(gòu)件的工序,該柱狀的連接端子構(gòu)件具有相互相對的第I端面及第2端面,且至少表面是由Cu — M類合金(M是Ni及/或Mn)所構(gòu)成的;準備接合材料的工序,該接合材料以熔點比Cu-M類合金低的低熔點金屬為主要成分;安裝工序,該安裝工序中,將電子元器件至少安裝到布線基板的第I主面上;配置工序,該配置工序中,在連接端子構(gòu)件和導(dǎo)電連接盤間加入接合材料,并且以第I端面以面向?qū)щ娺B接盤的狀態(tài)來配置連接端子構(gòu)件;熱處理工序,該熱處理工序中,在低熔點金屬發(fā)生熔融的溫度下進行熱處理,以通過接合材料將連接端子構(gòu)件和導(dǎo)電連接盤接合起來;以及形成工序,在該形成工序中,在布線基板的第I主面上形成樹脂層,以將電子元器件及連接端子構(gòu)件密封。
[0021]然后,本發(fā)明所涉及的電子元器件模塊的制造方法,其特征在于,所述低熔點金屬是Sn單體或者含有Sn70重量%以上的合金,所述Cu-M類合金與該低熔點金屬之間生成金屬間化合物,所述Cu-M類合金與該金屬間化合物的格子常數(shù)差在50%以上,所述熱處理工序包括在連接端子構(gòu)件與導(dǎo)電連接盤之間至少生成Cu-Sn類、M-Sn類、Cu-M-Sn類金屬間化合物的工序。
[0022]在本發(fā)明所涉及的電子元器件模塊的制造模塊中,優(yōu)選所述低熔點金屬為Sn單體或者含有Sn在85重量%以上的合金。因為這樣在低熔點金屬和Cu-M類合金之間更容易生成金屬間化合物。
[0023]另外,低熔點金屬優(yōu)選為Sn單體,或者從含有由Cu、N1、Ag、Au、Sb、Zn、B1、In、Ge、Al、Co、Mn、Fe、Cr、Mg、Mn、Pd、S1、Sr、Te及P所組成的組之中選擇至少一種與Sn的合金。由于低熔點金屬選擇為這樣的組成,由此與Cu — M類合金之間更容易生成金屬間化合物。
[0024]為了使Cu-M類合金和Sn類的低熔點金屬之間容易在更低溫、且短時間內(nèi)形成金屬化合物,優(yōu)選Cu-M類合金中含有M的比例為5?30重量%,更優(yōu)選含有M的比例為10?15重量%。
[0025]至少表面是由Cu-M類合金形成的連接端子構(gòu)件例如可由Cu — M類合金來構(gòu)成,也可通過在其表面形成由Cu — M類合金所形成的鍍膜來構(gòu)成。在前者的情況下,若熱處理工序中的溫度較高,時間延長,則和連接端子構(gòu)件的反應(yīng)將持續(xù)進行到接合材料中不含有的Sn成分為止,整個接合部能夠成為金屬間化合物生成區(qū)域。在后者的情況下,由于只有鍍膜的厚度部分才會發(fā)生生成金屬間化合物的反應(yīng),因此能通過調(diào)整鍍膜的厚度來調(diào)整金屬間化合物生成區(qū)域25的厚度。當然,即使是在前者的情況下,通過控制熱處理工序的溫度及/或時間,能夠調(diào)整金屬間化合物生成區(qū)域的厚度。
[0026]例如,如果采用上述后者的結(jié)構(gòu),則在熱處理工序中,較容易使導(dǎo)電連接盤一側(cè)生成的金屬間化合物的量比連接端子構(gòu)件一側(cè)生成的金屬間化合物的量少。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明,生成區(qū)域中說生成的金屬間化合物使接合部變?yōu)楦呷埸c。因此,后續(xù)工序或者用戶的回流工序中,在接合部不容易發(fā)生再熔融。由此,再熔融導(dǎo)致的接合材料的體積膨脹能夠抑制接合材料通過連接端子構(gòu)件和樹脂層之間的間隙流出或者噴出這一問題的發(fā)展。
[0029]此外,假設(shè)形成接合部的含有Sn類低熔點金屬的接合材料發(fā)生再熔融,即使通過連接端子構(gòu)件和樹脂層之間的間隙流出來,當接合材料和連接端子構(gòu)件接觸時,在比較短時間內(nèi),能實現(xiàn)生成Cu-Sn類、M — Sn類、Cu — M— Sn類的金屬間化合物的反應(yīng),低熔點金屬因此反應(yīng)而被消耗,這一點也能使接合材料的流出或者噴出的問題不容易發(fā)生。
[0030]另外,由于接合材料的體積膨脹,能降低樹脂層與連接端子構(gòu)件及接合部之間的剝離的問題?!緦@綀D】

【附圖說明】
[0031]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式所涉及的電子元器件模塊I的剖視圖。
[0032]圖2依次示出了用于制造圖1所示的電子元器件模塊I而實施的工序的剖視圖。
[0033]圖3是用于詳細地說明圖2 (A)中所示的工序,分別是對以下兩種狀態(tài)進行放大顯示后得到的剖視圖:(A)連接端子構(gòu)件6與導(dǎo)電連接盤7之間通過接合材料21來進行配置的狀態(tài),(B)因為連接端子構(gòu)件6與導(dǎo)電連接盤7通過接合部10接合,以此得到的熱處理后的狀態(tài)。
[0034]圖4是表示圖3 (A)中所示的連接端子構(gòu)件6的變形例的剖視圖。
[0035]圖5是表示圖1所示電子元器件模塊I安裝于安裝用基板31上的狀態(tài)的剖視圖。
[0036]圖6是在安裝到如圖5所示的安裝用基板31上的過程中、用于說明對連接端子構(gòu)件6有利而采用的優(yōu)選結(jié)構(gòu),示出了連接端子構(gòu)件6位于電子元器件模塊I的部分的擴大首1J視圖。
[0037]圖7是表示實驗例中所制作的試驗工件41的外觀的局部斷裂立體圖。
[0038]圖8是表示將圖7所示試驗工件41安裝到印刷基板47上的狀態(tài)的外觀的俯視圖。
【具體實施方式】
[0039]參照圖1,對本發(fā)明的一個實施方式中所涉及的電子元器件模塊I進行說明。
[0040]電子元器件模塊I包括布線基板4,該布線基板4具有相互相對的第I的主面2和第2的主面3。布線基板4是由多層陶瓷基板構(gòu)成的,該多層陶瓷基板是通過對例如多個陶瓷生片進行層疊、且燒成而制造得到。陶瓷生片是由將原本應(yīng)為低溫燒結(jié)陶瓷的原料的氧化鋁及玻璃等混合粉末與有機粘合劑及熔劑等一起混合而得到的漿液片化來形成的。陶瓷生層中通過激光加工等來形成通孔,在所形成的通孔中填充含有Ag、Cu等的糊料,以形成層間連接用的通孔導(dǎo)體。此外,在陶瓷生層上通過印刷導(dǎo)電性糊料來形成各種電極圖案。
[0041]然后,通過層疊、壓接多個陶瓷生層來形成陶瓷層疊體,在約1000° C左右的較低溫度下通過燒成來得到布線基板4。雖然圖1中未示出,在由此得到的布線基板4的內(nèi)部設(shè)置有包括通孔導(dǎo)體及內(nèi)部電極圖案的布線導(dǎo)體。
[0042]另外,布線基板4除了能如上述那樣的通過利用具有由低溫燒結(jié)陶瓷材料構(gòu)成的陶瓷層的多層陶瓷基板來形成以外,還可以是氧化鋁類基板,玻璃基板,復(fù)合材料基板,或者使用了樹脂、聚合物材料等的印刷基板,或者,也可以是單層基板,根據(jù)電子元器件模塊I的使用目的,可適當?shù)剡x擇最合適的材質(zhì)或者結(jié)構(gòu)。
[0043]在布線基板4的第I主面2上安裝有芯片元器件、IC等多個電子元器件5。此外,同樣地在第I主面2上安裝有多個柱狀的連接端子構(gòu)件6。圖1中示出了用于安裝連接端子構(gòu)件6的導(dǎo)電連接盤7。導(dǎo)電連接盤7形成在布線基板4的第I主面2上。柱狀的連接端子構(gòu)件6具有相互相對的第I端面8及第2端面9,第I端面8以面向?qū)щ娺B接盤7的狀態(tài)進行配置,且通過接合部10與導(dǎo)電連接盤接合。另外,關(guān)于接合部10的詳細組成及結(jié)構(gòu),將參照圖3在后面敘述。
[0044]電子元器件模塊I具有樹脂層11,該樹脂層11在使連接端子構(gòu)件6的第2端面9露出的狀態(tài)下形成在布線基板4的第I主面上,從而對所述電子元器件5及連接端子構(gòu)件進行密封。圖1中,電子元器件5的頂面也被樹脂層11所覆蓋,但也可以在電子元器件5的頂面露出的狀態(tài)下進行密封。
[0045]接著,參照圖2 (A)?(C),對電子元器件模塊I的制造方法進行說明。另外,圖2(A)?(C)中示出了與圖1中所示的電子元器件模塊I上下相反的情況。
[0046]首先,利用上述那樣的方法來制作布線基板,接著,如圖2 (A)所示,在布線基板4的第I主面上使用接合材料來安裝電子元器件5及連接端子構(gòu)件6。這里,特別參照圖3(A)及(B)來對連接端子構(gòu)件6的安裝進行詳細說明。
[0047]圖3 (A)及(B)示出了布線基板4及連接端子構(gòu)材6各自的局部擴大圖示。圖3(A)及(B)中,示出了設(shè)置在布線基板4上的導(dǎo)電連接盤7,在本實施方式中,導(dǎo)電連接盤7是具有基底層13,形成在基底層13上方的第I鍍層14,以及形成在第I鍍層14上的第2鍍層15構(gòu)成的。典型的是,基底層13是通過煅燒包含Cu的導(dǎo)電性糊料來形成的,第I鍍層是由Ni鍍層膜構(gòu)成的,第2鍍層是由Au鍍層膜構(gòu)成的。此外,圖3 (A)及(B)中還示出了在布線基板4的內(nèi)部形成的內(nèi)部電極圖案16及17。一個內(nèi)部電極圖案16與所述導(dǎo)電連接盤7進行電連接。
[0048]作為連接端子構(gòu)件6,準備至少表面是Cu-M類合金(M為Ni及/或Mn)所形成的連接端子構(gòu)件。連接端子構(gòu)件6如圖3 (A)所示,可整體由Cu-M合金來構(gòu)成,如圖4所示,也可利用表面覆蓋了由Cu-M類合金形成的鍍膜19來構(gòu)成。在后者的情況下,連接端子構(gòu)件6的主體部20由例如Cu來構(gòu)成。連接端子構(gòu)件6有所希望的截面尺寸及長度方向尺寸,例如,以規(guī)定的長度切斷具有圓形或者多角形的截面形狀的金屬線材來得到。
[0049]另一方面,準備了圖3(A)中所示的接合材料21。接合材料21用于形成上述的接合部10,是使由熔點比所述Cu-M類合金更低的低熔點金屬構(gòu)成的粉末22在助焊劑23中分散而得到的。
[0050]作為所述低熔點金屬,可使用Sn單體,或者含Sn在70重量%以上的合金,優(yōu)選為含Sn在85重量%以上的合金。更具體而言,低熔點金屬優(yōu)選為Sn單體,或者從包括Cu、N1、Ag、Au、Sb、Zn、B1、In、Ge、Al、Co、Mn、Fe、Cr、Mg、Mn、Pd、S1、Sr、Te 及 P 在內(nèi)的組中選擇至少一種金屬與Sn構(gòu)成的合金。通過將低熔點金屬選擇成這樣的組成,從而在與至少構(gòu)成所述連接端子構(gòu)件6表面的Cu-M類合金之間較容易生成金屬間化合物。
[0051]所述助焊劑23能起到除去作為接合對象物的連接端子構(gòu)件6及導(dǎo)電連接盤7、接合材料21中的金屬粉末22的表面氧化被膜的作用。但是,接合材料21中并非需含有助焊劑23,也可采用無需助焊劑23的接合法。例如,利用加壓同時加熱的方法、在強還原性氣氛下進行加熱的方法等,能去除接合對象物、金屬粉末表面的氧化被膜,以實現(xiàn)可靠性較高的接合。另外,在含有助焊劑23的情況下,對于接合材料21整體,優(yōu)選含有助焊劑的比例為7?15重量%。
[0052]作為助焊劑23,可使用包含媒介物、溶劑、觸變劑、活性劑等為公眾所知的助焊劑。
[0053]作為媒介物的具體的例子,可例舉出由松香及使松香變性后的變性松香等的介質(zhì)體形成的松香類樹脂、合成樹脂、或者松香類樹脂與合成樹脂的混合體等。作為由松香及使松香變性后的變性松香等的介質(zhì)體形成的松香類樹脂的具體的例子,可例舉出脂松香、浮油松香、木松香、聚合松香、加氫松香、甲酰化松香、松香酯、松香變性馬來酸樹脂、松香變性酚醛樹脂、松香變性醇酸樹脂、其它各種松香介質(zhì)體等。作為由松香及使松香變性后的變性松香等的介質(zhì)體所形成的合成樹脂的具體的示例,可例舉出聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、苯氧基樹脂、帖稀樹脂等。
[0054]此外,作為溶劑,已知有酒精、酮、酯、醚、芳香族類、烴類等,作為具體的例子,可例舉苯甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、二甘醇、乙二醇、甘油、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯甲酸丁酯、己二酸二乙基、十二烷、十四烯、α-萜品醇、萜品醇、2-甲基2、4_戊二醇、2-乙基己二醇、甲苯、二甲苯、苯氧異丙醇、二乙二醇單己醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇丁醚、己二酸二異丁酯、己二醇、環(huán)己烷二甲醇、2-萜品氧基乙醇、2-二氫萜品氧基乙醇、以及它們的混合物等。
[0055]此外,作為觸變劑的具體的示例,可例舉氫化蓖麻油、棕櫚蠟、酰胺類、羥基脂肪酸、二亞芐基山梨醇、雙(對甲基亞芐基)山梨糖醇、蜂蠟、硬脂酸酰胺、亞乙基雙酰胺羥基硬脂酸酯等。另外,根據(jù)需要,通過添加像辛酸、月桂酸、肉豆蘧酸、棕櫚酸、硬脂酸、山酸這樣的脂肪酸與像1,2羥基硬脂酸這樣的羥基硬脂酸、抗氧化劑、表面活性劑、胺類等,以作為觸變劑來使用。
[0056]此外,作為活性劑,例舉了胺的鹵化氫酸鹽、有機鹵素化合物、有機酸、有機胺、多
元醇等。
[0057]作為活性劑的所述胺的鹵化氫酸鹽的具體的示例,可例舉二苯胍氫溴酸鹽、二苯胍鹽酸鹽、環(huán)己胺氫溴酸鹽、乙胺鹽酸鹽、乙胺氫溴酸鹽、二乙基苯胺氫溴酸鹽、二乙苯胺鹽酸鹽、三乙醇胺氫溴酸鹽、單乙醇胺氫溴酸鹽等。
[0058]作為活性劑的所述有機鹵素化合物的具體的例,可例舉氯化石蠟、四溴乙烷、二溴丙醇、2,3- 二溴-1,4- 丁二醇、2,3- 二溴-丁烯-1,4- 二醇、三羥甲基氨基甲烷(2,3- 二溴丙基)異氰尿酸鹽等。
[0059]作為活性劑的有機酸的具體的示例,可例舉丙二酸、富馬酸、乙醇酸、檸檬酸、蘋果酸、丁二酸、苯基丁二酸、馬來酸、水楊酸、鄰氨基苯甲酸、戊二酸、辛二酸、己二酸、癸二酸、硬脂酸、松香酸、安息香酸、偏苯三甲酸、苯均四酸、十二烷酸等,并且作為有機胺的具體的示例,可例舉甲乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三丁胺、苯胺、二乙苯胺等。
[0060]此外、作為活性劑的多元醇,可例舉赤丁四醇、焦櫚酚(pyrogallol)、核糖醇等。
[0061]此外,作為助焊劑23可使用包含了從由環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂或者其變性樹脂、丙烯酸樹脂所形成的熱固性樹脂群中選出的至少一種,從或者從由聚酰胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚甲基丙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、纖維素類樹脂形成的熱可塑性樹脂群中選出的至少一種。
[0062]另一方面,至少構(gòu)成所述連接端子構(gòu)件6的表面的Cu-M類合金、通過使接合材料21加熱熔融,并且利用與所述Sn類的低熔點金屬的組合,以生成得到熔點在310° C以上的金屬間化合物。當Cu-M類合金是Cu-Mn的情況下,優(yōu)選Mn占該合金的比例為10?15重量%,當是Cu-Ni類合金的情況下,優(yōu)選Ni占該合金的比例為10?15重量%。
[0063]Cu-M類合金通過選擇為如上所述的組成,能夠容易地在較低溫且較短時間內(nèi)與Sn類的低熔點金屬之間形成金屬間化合物。此金屬化合物不會在之后實施的回流工序中發(fā)生熔融。
[0064]Cu-M類合金中,以不阻礙與Sn類的低熔點金屬之間的反應(yīng)的程度,例如,可以含有I重量%以下的比例的雜質(zhì)。作為雜質(zhì),可例舉出Zn、Ge、T1、Sn、Al、Be、Sb、In、Ga、S1、Ag、Mg、La、P、Pr、Th、Zr、B、Pd、Pt、N1、Au 等。
[0065]此外,考慮到接合性和反應(yīng)性,低熔點金屬粉末22中的氧濃度優(yōu)選為2000ppm以下,特別優(yōu)選在10?IOOOppm之間。
[0066]另外,Cu 一 M類合金生成在低熔點金屬粉末22的周圍,即生成于接合部10 (參照圖2 (A)、圖3 (B)),且進行選擇以使金屬間化合物與該Cu-M類合金之間的格子常數(shù)差在50%以上。如后述的公式所示,所述格子常數(shù)差是指金屬間化合物的格子常數(shù)減去Cu-M類合金的格子常數(shù)后得到的值再除以Cu-M類合金的格子常數(shù)后所得到的數(shù)值的絕對值的100倍的數(shù)值(% )。S卩,該格子常數(shù)差表示的是在與Cu-M類合金的界面上最初生成的金屬間化合物的格子常數(shù)相對于Cu-M類合金的格子常數(shù)有多少的差,而與哪一方的格子常數(shù)更大無關(guān)。
[0067]格子常數(shù)差用以下的公式來表示,
[0068]格子常數(shù)差(%)=〔| {(金屬間化合物的格子常數(shù))_ (Cu-M類合金的格子常數(shù))}/ (Cu-M類合金的格子常數(shù))〕XlOO
[0069]再次參照圖3(A),上述的接合材料21施加在連接端子構(gòu)件6與導(dǎo)電連接盤7之間,且連接端子構(gòu)件6是以該連接端子構(gòu)件6的第I端面8面向?qū)щ娺B接盤7的狀態(tài)進行配置的。然后,在此狀態(tài)下,在接合材料21中所包含的低熔點金屬粉末22發(fā)生熔融的溫度下進行熱處理。熱處理后的狀態(tài)在圖3(B)中表示。
[0070]通過上述的熱處理,接合材料21被加熱,若溫度到達構(gòu)成低熔點金屬粉末22的Sn類低熔點金屬的熔點以上,則低熔點金屬粉末22發(fā)生熔融,失去作為粉末的形態(tài)。
[0071]若在此后持續(xù)加熱的話,則Sn類低熔點金屬將與連接端子構(gòu)件6表面的Cu-M類合金發(fā)生反應(yīng),形成如圖3(B)所示形態(tài)的接合部10。
[0072]當用波長分散型X射線分析裝置(WDX)來分析接合部10的剖面時,在該接合部10的剖面上,至少可以確認到由Cu-Sn類、M-Sn類及Cu-M-Sn類的金屬間化合物所生成的金屬間化合物生成區(qū)域25的存在。在此金屬間化合物生成區(qū)域25,利用WDX還可以確認到:當將接合部10的剖面在縱向及橫向均勻地細分為10塊,合計100小塊,此時,相對于除去了I小塊中僅存在Sn類金屬后剩余的所有小塊數(shù)量,即相對于存在金屬間化合物的所有小塊數(shù)量,構(gòu)成元素不同的金屬間化合物至少存在2種以上的小塊數(shù)量的比例(分散度)在70%以上。
[0073]如上所述,金屬間化合物生成區(qū)域25中,至少存在Cu-Sn類、M-Sn類、Cu-M-Sn類這3種以上的金屬間化合物,且在生成區(qū)域25內(nèi)的金屬間化合物如果是分散度在70 %以上的良好分散狀態(tài)下,則不容易使應(yīng)力集中,因此,由后面闡述的實驗例可知,由于因熱沖擊等所產(chǎn)生的線膨脹系數(shù)差而引起的變形,使得接合部10上負載有應(yīng)力,即使在此情況下,也不容易產(chǎn)生裂紋,因此,不容易發(fā)生接合部10的電阻值上升、接合強度降低的問題。
[0074]如圖3 (B)所示,優(yōu)選上述的金屬間化合物生成區(qū)域25位于連接端子構(gòu)件6 —側(cè),使含Sn類金屬成分比生成區(qū)域25更多的富含Sn的區(qū)域26位于導(dǎo)電連接盤7 —側(cè)。其原因如下所述。
[0075]在生成區(qū)域25生成的過程中,通常會產(chǎn)生氣泡,假設(shè)在導(dǎo)電連接盤7 —側(cè)也配置有Cu-M類合金的情況下,接合部10的上下方向會同時生成金屬間化合物,因此產(chǎn)生的氣泡很容易集中在接合部10的中央。而且,在這樣的接合工序中,接合部10將自上下兩個方向被擠壓。由此,接合部10的內(nèi)部所產(chǎn)生的氣泡會相互連接,會留下較大的層狀的空隙。若接合部10的內(nèi)部存在較大的空隙,則在下落試驗或熱沖擊試驗中,以空隙為起點可能會產(chǎn)生裂紋。特別地,若裂縫變大,則接合部10會發(fā)生斷裂,從而引起嚴重的問題。
[0076]與此相對地,如圖3 (B)所示,在金屬間化合物生成區(qū)域25僅位于連接端子構(gòu)件6 一側(cè)的情況下,即,在僅連接端子構(gòu)件6與接合部10之間生成有金屬間化合物的情況下,由此從一個方向發(fā)生反應(yīng),因此所產(chǎn)生的氣泡很容易逃逸到導(dǎo)電連接盤7 —側(cè),不容易殘留在生成區(qū)域25的內(nèi)部。另一方面,在導(dǎo)電連接盤7 —側(cè)富含Sn的區(qū)域26中,例如即使殘存了氣泡,由于這里實質(zhì)上沒有生成金屬間化合物,所以氣泡不會靠近集結(jié),而以分散的狀態(tài)存在,因此,氣泡將不會成為裂紋的起點。因此,能夠抑制裂縫的產(chǎn)生。
[0077]如上所述,金屬間化合物生成區(qū)域25位于連接端子構(gòu)件6 —側(cè),且富含Sn的區(qū)域26位于導(dǎo)電連接盤7側(cè),這樣的結(jié)構(gòu)利用如圖4所示的由Cu-M類合金構(gòu)成的鍍膜19所形成的連接端子構(gòu)件6則更容易得到。其原因在于,由于只有鍍膜19的厚度部分才會發(fā)生生成金屬間化合物的反應(yīng),因此能通過調(diào)整鍍膜19的厚度來調(diào)整金屬間化合物生成區(qū)域25的厚度。
[0078]另外,如果不特別期望由金屬間化合物生成區(qū)域25位于連接端子構(gòu)件6 —側(cè)、且富含Sn的區(qū)域位于導(dǎo)電連接盤7 —側(cè)的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的上述優(yōu)點,則至少導(dǎo)電連接盤7的表面可由Cu-M類合金來構(gòu)成。
[0079]為了提高接合部10、特別是生成區(qū)域25的耐熱性,優(yōu)選生成區(qū)域25不含有Sn類金屬成分,即使在含有Sn類金屬成分的情況下,優(yōu)選其含有率在30體積%以下。例如將Sn類金屬成分放置在300° C以上的高溫環(huán)境下時,因為可能會發(fā)生再熔融而流出,因此會導(dǎo)致生成區(qū)域25的耐熱性降低。因此,通過將Sn類金屬成分的含有率控制在30體積%以下,能提高耐熱性。由于使像上述Sn類金屬成分的含有率降低,與格子常數(shù)有關(guān)。
[0080]如上所述,至少構(gòu)成連接端子構(gòu)件6的表面的Cu-M類合金的格子常數(shù)與生成區(qū)域25所生成的金屬間化合物的格子常數(shù)之間,若存在50%以上的格子常數(shù)差,則因接合材料21中含有的構(gòu)成低熔點金屬粉末22的Sn類低熔點金屬與至少構(gòu)成連接端子構(gòu)件6的表面的Cu-M類合金由發(fā)生反應(yīng)而迅速地生成金屬間化合物,在短時間之內(nèi),能充分地降低生成區(qū)域25中的Sn類金屬成分的含有量。
[0081]另外,接合材料21可以不是上述的糊料形態(tài),可以是例如板狀的固體形態(tài)。
[0082]此外,接合材料21不僅可以含有Sn類的低熔點金屬粉末,也可進一步含有由Cu 一 M類合金所構(gòu)成的粉末。在這種情況下,即使連接端子構(gòu)件6的至少表面都不是Cu -M類合金所構(gòu)成的,也就是說,即使連接端子構(gòu)件6是由Cu構(gòu)成的,在接合部10中會生成金屬間化合物生成區(qū)域25,該金屬間化合物生成區(qū)域25由至少Cu-Sn類、M-Sn類及Cu-M-Sn類的金屬間化合物來生成。
[0083]接著,如圖2 (B)所示,在布線基板4的第I主面2上形成有樹脂層11,從而密封電子元器件5及連接端子構(gòu)件6。樹脂層11可以利用在例如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、氰酸酯樹脂等熱固化樹脂中混合氧化鋁、二氧化硅(二氧化硅)、二氧化鈦等無機填料而形成的復(fù)合樹脂來構(gòu)成。
[0084]例如,在PET薄膜上使復(fù)合樹脂成型,使用半固化后的樹脂片來形成樹脂層11,在此情況下,在具有所希望的厚度的間隔件或模型配置在布線基板4周圍的狀態(tài)下,使樹脂片覆蓋于布線基板4上,對樹脂片進行加熱沖壓以使樹脂厚度成為間隔件或模型的厚度,然后,利用烤箱對布線基板4進行加熱而使樹脂固化,由此能形成具有所希望的厚度的樹脂層11。
[0085]另外,樹脂層11也可以采用如下所述的能夠形成得到樹脂層的其它一般的成形技術(shù)來形成:即,使用液態(tài)樹脂的罐封技術(shù)、傳遞模塑技術(shù)、壓縮模塑技術(shù)等。
[0086]接著,如圖2 (C)所示,利用滾筒等對樹脂層11的表面進行磨削、研磨,從而將不需要的樹脂去除,使樹脂層11的表面變平坦,并且連接端子構(gòu)件6的第2端面9從樹脂層11的表面露出。由此,電子元器件模塊I完成了。另外,雖圖中未示出,在此工序中,也可磨肖IJ、研磨以使電子元器件5的頂面露出。此外,在電子元器件5是IC的情況下,也可對IC的頂面本身進行磨削、研磨。由此,可以實現(xiàn)電子元器件模塊I的低高度化。
[0087]由于給予連接端子構(gòu)件6的第I端面8 一側(cè)的接合材料21的厚度等影響,連接端子構(gòu)件6的自布線基板4的第I主面2開始的高度會發(fā)生偏差,在此情況下,通過與樹脂層一起對連接端子構(gòu)件6的端面9一側(cè)進行磨削、研磨,連接端子構(gòu)件6的自配線基板4開始的高度能得到統(tǒng)一。另外,參照圖4如上所示那樣,連接端子構(gòu)件6被由Cu-M類合金形成的鍍膜19說覆蓋,在此情況下,即使在對連接端子構(gòu)件6進行磨削或研磨之后,也至少會殘留一部分的鍍膜19。
[0088]在圖2 (B)所示的階段中,以使連接端子構(gòu)件6的第2端面9適當?shù)芈冻龅姆绞絹硇纬蓸渲瑢?1,在此情況下,對樹脂層11的表面進行磨削或研磨的工序并非是必需實施的。
[0089]另外,電子元器件模塊I可以如上所述那樣,單個地進行制造,也可以采用在形成多個電子元器件模塊I的集合體之后再進行各個分割的方法。
[0090]如上所述得到的電子元器件模塊I如圖5所示,安裝于安裝用基板31上。圖5中示出了設(shè)置在安裝用基板31上的導(dǎo)電連接盤32,以及將導(dǎo)電連接盤32和電子元器件模塊I的連接端子構(gòu)件6接合起來的接合部33。接合部33例如由含有Sn類低熔點金屬的焊料而得到,因為形成了接合部33,因此適用于回流工序。
[0091]在上述的回流工序中,因為電子元器件模塊I的接合部10中特別是金屬間化合物生成區(qū)域25 (參照圖3 (B))具有良好的耐熱強度,因此不會發(fā)生再熔融。
[0092]此外,在回流工序中,假設(shè)接合部10的富含Sn的區(qū)域26 (參照圖3(B))發(fā)生再熔融,即使通過連接端子構(gòu)件6與樹脂層11之間的間隙流出,當富含Sn的區(qū)域26中所含有的Sn類低熔點金屬與連接端子構(gòu)件6接觸時,在短時間內(nèi)會發(fā)生用于生成Cu-Sn類、M-Sn類及Cu-M-Sn類這樣的金屬間化合物的反應(yīng),因為Sn類低熔點金屬因此反應(yīng)而被消耗,所以這一點上,不容易發(fā)生接合材料21的流出或噴出。
[0093]并且,還應(yīng)該關(guān)注以下的點。在所述連接端子構(gòu)件6和導(dǎo)電連接盤的接合工序的期間,因為對連接端子構(gòu)件6施加面向?qū)щ娺B接盤7的方向的力,如圖3 (A)所示,接合材料21擴展成其直徑大于連接端子構(gòu)件6的直徑。因此,由圖3 (B)可知,金屬間化合物生成區(qū)域25將變?yōu)榫哂斜冗B接端子構(gòu)件6的直徑大的直徑的狀態(tài)。其結(jié)果是,接合部10中的金屬間化合物生成區(qū)域25會成為遮擋連接端子構(gòu)件6和樹脂層11的間隙的屏障,由此,也能夠抑制接合材料21的流出或噴出。
[0094]圖6中示出了在安裝到所述安裝用基板31的過程中,對于電子元器件模塊I的連接端子構(gòu)件6有利而采用的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。在圖6中所示的連接端子構(gòu)件6的第2端面9、即與布線基板4的導(dǎo)電連接盤7的接合部10 (圖6中未圖示)相反一側(cè)的端面中,存在與所述金屬間化合物生成區(qū)域25相同的金屬間化合物生成區(qū)域35。
[0095]在連接端子構(gòu)件6的主要成分是例如Cu的情況下,在安裝到安裝用基板31的回流工序中,會發(fā)生Cu被焊料侵食而使接合可靠性降低的問題。但是,如上所述,若連接端子構(gòu)件6的第2端面9上也存在金屬間化合物生成區(qū)域35,則由于在回流溫度下金屬間化合物不會熔融,因此在回流工序中,能防止生成接合部33 (參照圖5)的作為接合材料的焊料和連接端子構(gòu)件6之間的擴散,其結(jié)果是,能夠維持較高的接合可靠性。
[0096]另外,對于如圖6所示的金屬間化合物生成區(qū)域35,如果使用與生成所述接合部10的接合材料21相同組成的接合材料來形成接合部33,則在安裝到安裝用基板31上的回流工序中,該生成區(qū)域35會自然地形成,但也可以在安裝到安裝用基板31之前的電子元器件模塊I階段預(yù)先形成。在后者的情況下,在圖3 (A)中所示工序中,如果在連接端子構(gòu)件6的第2端面9上也涂布與接合材料21相同組成的接合材料,那么在圖3 (B)所示的工序中,會形成金屬間化合物生成區(qū)域35。
[0097]如上所述,雖然與圖示的本發(fā)明的實施方式相關(guān)地說明了本發(fā)明,但本發(fā)明還適用于不僅在布線基板4的第I主面2、在第2主面3上也設(shè)置有電子元器件及/或連接端子構(gòu)件的電子元器件模塊。
[0098]接著,記載基于本發(fā)明而實施的實驗例。
[0099](實驗例I)
[0100]實驗例I中制作了如圖7所示的形態(tài)的試驗工件41。
[0101]試驗工件41具有:包括低溫燒結(jié)陶瓷材料而形成的布線基板42,在布線基板42的一側(cè)主面上以3個X4個的矩陣方式來形成的、由實施Ni鍍膜的Cu所構(gòu)成的12個的導(dǎo)電連接盤43,與各個導(dǎo)電連接盤43通過接合部44接合的柱狀的12個連接端子構(gòu)件45,以及以使連接端子構(gòu)件45密封的方式而在布線基板42的一側(cè)主面上形成的、由環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的樹脂層46。
[0102]布線基板42具有3mmX2.4mm的平面尺寸、以及Imm的厚度,連接端子構(gòu)件45的直徑是0.3mm,長度是0.5mm,排列間距是0.6mm,另外,樹脂層的厚度是0.55mm。
[0103]為了得到本試驗工件41的接合部44,準備了將表I的「構(gòu)成接合材料的低熔點金屬」欄中所表示的由低熔點金屬來形成的粉末和助焊劑混合后得到的糊劑狀的接合材料。作為糊料,使用以下的混合比例:松香為74重量%、二乙二醇丁醚為22重量%、三乙醇胺為
2重量%、及氫化蓖麻油為2重量%。此外,糊料的混合比例是糊料占接合材料整體的比例的10重量%。
[0104]此外,作為連接端子構(gòu)件45,準備了由表I的「連接端子構(gòu)件」欄中所記載的「組成」構(gòu)成的連接端子構(gòu)件。表I的「連接端子構(gòu)件」欄中,示出了以a軸為基準的「格子常數(shù)」。
[0105]然后,準備布線基板42,所述接合材料以0.05mm的厚度涂布在導(dǎo)電連接盤43上之后,將連接端子構(gòu)件45配置在該接合材料上。
[0106]接著,使用回流裝置,分別在150°C?180°C的溫度范圍內(nèi)維持90秒、在220°C以上維持40秒、在240°C以上維持15秒,利用峰值溫度為235°C?245°C的溫度分布來進行熱處理,由此將導(dǎo)電連接盤43與連接端子構(gòu)件45接合起來,形成接合部44。
[0107]接著,在此階段,對表1中所示「最初生成的金屬間化合物」進行評價?!缸畛跎傻慕饘匍g化合物」是指在接合材料與連接端子構(gòu)件45的界面中最初生成的金屬間化合物,通過用FE-WDX來映射分析接合部44的剖面以進行確認?!父褡映?shù)」是以a軸為基準而求得的。此外,表1的「格子常數(shù)」是通過上述公式而求得的。
[0108]另外,在表1中,接合部44中生成的金屬間化合物的典型例示出在「接合部中生成的金屬間化合物例」欄中。因而,在接合部44中也可能生成表1中所記載的金屬間化合物以外的金屬間化合物。關(guān)于接合部44中生成的金屬間化合物,也可以通過用FE-WDX來映射分析接合部的剖面以進行確認。
[0109]另外,上述分析的結(jié)果,在接合部44中可確認金屬間化合物生成區(qū)域位于連接端子45 —側(cè),含有Sn類金屬成分比金屬間化合物生成區(qū)域要多的區(qū)域位于導(dǎo)電連接盤43 —側(cè)。
[0110]此外,如表1所示,評價了「分散度」?!阜稚⒍取故怯梢韵虏襟E求出的。
[0111](I)在接合部44的剖面照中,在與連接端子構(gòu)件45界面附近的區(qū)域中將接合部44以縱向和橫向均勻地等分為10塊,細分為合計100小塊。
[0112]( 2 )對一塊中存在兩中以上金屬間化合物塊進行計數(shù)。
[0113](3)被細分化后的100小塊中,若有不存在金屬間化合物的塊,將除了這些塊以外而剩余的塊數(shù)作為全塊數(shù),(2)中將用存在兩種以上金屬間化合物的塊數(shù)除以全塊數(shù)再乘以100所得到的值作為分散度(%)。
[0114]接著,以密封連接端子構(gòu)件45的方式,在布線基板43的一側(cè)主面上形成樹脂層46,完成了圖7中所不的試驗工件41。
[0115]對于這樣制成的試驗工件41,如表1所示,實施了「流出試驗」、「下落試驗」、以及「熱沖擊試驗」。
[0116]在「流出試驗」中,對于試驗工件41,在125°C溫度下實施24小時的前處理,然后,在溫度85°C、相對濕度85%的高溫高濕環(huán)境下放置168小時,接著,在峰值溫度260°C的回流條件下進行3次加熱之后,通過外觀觀察,對在連接端子構(gòu)件45的露出面中有無接合材料流出進行評價。對于所有的連接端子構(gòu)件45都沒有確認到有流出的情況,判斷為合格,在「流出試驗」欄中用「O」表示,對于至少有一個連接端子構(gòu)件45被確認有流出的情況,判斷為不合格,在「流出試驗」欄中用「X」表示。
[0117]在「下落試驗」中,如圖8所示,將圖7中表示的10個試驗工件41安裝到印刷基板47上,該印刷基板47雖然未圖示,但該印刷基板47是安裝在由POM (聚甲醛)材料成形的、平面尺寸為120mmX 50mm、厚度為30mm的托架上的狀態(tài)。然后,對于該托架的6個表面,從1.5m高度的下落試驗各實施3次,檢查外觀上的損毀。其結(jié)果是,對于全部試驗工件41都沒有確認到損毀的情況,判斷為合格,在「下落試驗」欄中用「〇」表示,對于至少有一個試驗工件41被確認到有損毀的情況,判斷為不合格,在「下落試驗」欄中用「X」表示。
[0118]在「熱沖擊試驗」中,對于如圖7中所示的形態(tài)的試驗工件,將在_55°C和+125°C各自的溫度條件下分別保持30分鐘作為循環(huán),在實施該循環(huán)1000次之后,實施熱沖擊試驗,然后,對連接端子構(gòu)件的電導(dǎo)通狀態(tài)進行評價。其結(jié)果是,對于全部試驗工件500全都導(dǎo)通的情況,判斷為合格,在「熱沖擊試驗」欄中用「〇」表示,對于至少有一個試驗工件500變?yōu)椴涣奸_路的情況,判斷為不合格,在「熱沖擊試驗」欄中用「X」表示。
[0119][表1]
[0120]
【權(quán)利要求】
1.一種電子兀器件模塊,其特征在于,具有: 布線基板,該布線基板包括相互相對的第I主面及第2主面; 電子元器件,該電子元器件至少安裝在所述布線基板的所述第I主面上; 導(dǎo)電連接盤,該導(dǎo)電連接盤至少形成在所述布線基板的所述第I主面上; 柱狀的連接端子構(gòu)件,該柱狀的連接端子構(gòu)件具有相互相對的第I端面及第2端面,所述第I端面以面向所述導(dǎo)電連接盤的狀態(tài)進行配置,且通過接合部與所述導(dǎo)電連接盤接合;以及 樹脂層,該樹脂層在使所述連接端子構(gòu)件的所述第2端面露出的狀態(tài)下,形成在所述布線基板的所述第I主面上,以將所述電子元器件及所述連接端子構(gòu)件密封, 在對所述接合部的剖面利用波長分散型X射線分析裝置(WDX)來進行分析時,在該接合部的剖面上,至少生成了 Cu-Sn類、M-Sn類、Cu-M-Sn類的金屬間化合物(M是Ni及/或Mn),存在金屬間化合物生成區(qū)域,在所述金屬間化合物生成區(qū)域中,若將所述接合部的剖面在縱向及橫向均勻地等分為10塊,合計細分為100塊,此時,構(gòu)成元素不同的金屬間化合物至少存在2種以上的塊數(shù)相對于除去在I塊中只存在Sn類金屬成分的塊后所剩余的全塊數(shù)的比例在70%以上。
2.如權(quán)利要求1所述的電子元器件模塊,其特征在于, 所述金屬間化合物生成區(qū)域含有的Sn類金屬成分在30體積%以下。
3.如權(quán)利要求2所述的電子元器件模塊,其特征在于, 所述金屬間化合物生成區(qū)域不含`有Sn類金屬成分。
4.如權(quán)利要求1至3所述的任一電子元器件模塊,其特征在于, 所述接合部中,所述金屬間化合物生成區(qū)域位于所述連接端子構(gòu)件一側(cè),含有Sn類金屬成分比所述金屬間化合物生成區(qū)域多的區(qū)域位于所述導(dǎo)電連接盤一側(cè)。
5.如權(quán)利要求1至4所述的任一電子元器件模塊,其特征在于, 所述連接端子構(gòu)件是由Cu — M類合金構(gòu)成的。
6.如權(quán)利要求1至5所述的任一電子元器件模塊,其特征在于, 所述連接端子構(gòu)件具有在其表面形成的由Cu-M類合金所構(gòu)成的鍍膜。
7.如權(quán)利要求1至6所述的任一電子元器件模塊,其特征在于, 所述金屬間化合物生成區(qū)域還存在于所述連接端子構(gòu)件的所述第2端面上。
8.一種電子元器件模塊的制造方法,其特征在于,具有: 準備布線基板的工序,該布線基板具有相互相對的第I主面及第2主面,且至少在所述第I主面上形成了導(dǎo)電連接盤; 準備電子元器件的工序; 準備柱狀的連接端子構(gòu)件的工序,該柱狀的連接端子構(gòu)件具有相互相對的第I端面及第2端面,且至少表面是由Cu — M類合金(M是Ni及/或Mn)所構(gòu)成的; 準備接合材料的工序,該接合材料以比熔點比所述Cu-M類合金低的低熔點金屬為主要成分; 安裝工序,該安裝工序中,將所述電子元器件至少安裝于所述布線基板的所述第I主面上。 配置工序,該配置工序中,在所述連接端子構(gòu)件和所述導(dǎo)電連接盤之間加入所述接合材料,并且以所述第I端面面向所述導(dǎo)電連接盤的狀態(tài)來配置所述連接端子構(gòu)件的工序;熱處理工序,該熱處理工序中,在所述低熔點金屬發(fā)生熔融的溫度下進行熱處理,以通過接合材料將所述連接端子構(gòu)件和所述導(dǎo)電連接盤接合起來;以及 形成工序,在該形成工序中,在所述布線基板的所述第I主面上形成樹脂層,以將所述電子元器件及所述連接端子構(gòu)件密封, 所述低熔點金屬是Sn單體或者含有Sn在70重量%以上的合金,所述Cu — M類合金與所述低熔點金屬之間能生成金屬間化合物,且Cu — M類合金與該金屬間化合物的格子常數(shù)差在50%以上。 所述熱處理工序包括在所述連接端子構(gòu)件和所述導(dǎo)電連接盤之間至少生成Cu-Sn類、M-Sn類、及Cu-M-Sn類的金屬間化合物的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的電子元器件制造方法,其特征在于, 所述低熔點金屬是Sn單體或者含有Sn在85重量%以上的合金。
10.如權(quán)利要求8或9所述的電子元器件制造方法,其特征在于, 所述低熔點金屬是Sn單體,或者從含有由Cu、N1、Ag、Au、Sb、Zn、B1、In、Ge、Al、Co、Mn、Fe、Cr、Mg、Mn、Pd、S1、Sr、Te及P所組成的組之中選擇至少一種金屬與Sn的合金。
11.如權(quán)利要求8至10所述的任一電子元器件制造方法,其特征在于, 所述的Cu-M類合金含有所述M的比例是5~30重量%。
12.如權(quán)利要求11所述的電子元器件制造方法,其特征在于, 所述的Cu-M類合金含有所述M的比例是10~15重量%。
13.如權(quán)利要求8至12所述的任一電子元器件制造方法,其特征在于, 所述連接端子構(gòu)件由Cu — M類合金構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求8至13所述的任一電子元器件制造方法,其特征在于, 所述連接端子構(gòu)件具有在其表面形成的由所述Cu-M類合金所構(gòu)成的鍍膜。
15.如權(quán)利要求8至14所述的任一電子元器件制造方法,其特征在于, 在所述熱處理工序中,在所述導(dǎo)電連接盤一側(cè)所生成的所述金屬間化合物的量比所述連接端子構(gòu)件一側(cè)所生成的所述金屬間化合物的量少。
【文檔編號】H01L21/60GK103515343SQ201310245091
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月22日
【發(fā)明者】中越英雄, 高木陽一, 小川伸明, 高岡英清, 中野公介 申請人:株式會社村田制作所
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