本申請為2014年11月26日提交的申請?zhí)枮?01410708719.0、發(fā)明名稱為“電子設備及其制造方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本文所討論的實施例涉及一種電子設備和一種電子設備制造方法。

背景技術：

已知通過使用接合材料來接合電子部件的端子的電連接電子部件的端子的技術。例如，包含一種或更多種成分的焊料用作接合材料。例如，已知通過使用焊料凸塊在諸如印刷版的板上方安裝半導體元件或半導體封裝的技術。

日本已公開專利公報第2002-239780號

日本已公開專利公報第2007-242783號

由于外部影響或電子部件產(chǎn)生的熱或施加于電子部件的熱所產(chǎn)生的熱應力，在電子部件的端子之間的接合部中可能出現(xiàn)接合故障，例如，裂紋、剝離或斷開連接。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)一個方面，提供了一種電子設備，該電子設備包括具有第一端子的第一電子部件，具有與第一端子相對的第二端子的第二電子部件、以及接合部，該接合部將第一端子與第二端子相接合，并且該接合部包含在第一端子與第二端子彼此相對的方向上延伸的第一極狀化合物。

附圖說明

圖1例示了根據(jù)第一實施例的電子設備的示例；

圖2a、圖2b以及圖2c例示了根據(jù)第一實施例的電子部件接合處理的示例；

圖3例示了半導體元件的結構的示例；

圖4例示了半導體封裝的結構的示例(部分1)；

圖5例示了半導體封裝的結構的示例(部分2)；

圖6例示了半導體封裝的結構的示例(部分3)；

圖7a和圖7b例示了電路板的結構的示例；

圖8a、圖8b以及圖8c例示了根據(jù)第二實施例的電子部件接合處理的示例；

圖9例示了根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第一示例；

圖10a和圖10b例示了根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第二示例；

圖11a、圖11b和圖11c例示了根據(jù)第三實施例的電子部件接合處理的示例；

圖12例示了根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第一示例；

圖13a和圖13b例示了根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第二示例。

圖14a、圖14b和圖14c例示了根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的示例；

圖15是用于描述根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的另一示例的視圖(部分1)；

圖16是用于描述根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的另一示例的視圖(部分2)；

圖17是用于描述根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的另一示例的視圖(部分3)；

圖18例示制造電子設備的設備的示例。

具體實施方式

首先將描述第一實施例。

圖1例示了根據(jù)第一實施例的電子設備的示例。圖1是根據(jù)第一實施例的電子設備的示例的局部示意性剖視圖。

圖1中例示的電子設備1包括電子部件10、電子部件20、以及將電子部件10與電子部件20接合的接合部30。

電子部件10具有在表面10a上方形成的端子11。在圖1的示例中，例示了一個端子11。

電子部件20與電子部件10相對設置。電子部件20具有在與電子部件10的表面10a相對的表面20a上方形成的端子21。在圖1的示例中，例示了一個端子21。電子部件20的端子21形成在與電子部件10的端子11對應的位置處。

接合部30形成在電子部件10的端子11與電子部件20的端子21之間并且將端子11與端子21相接合。

半導體元件(半導體芯片)、包括半導體元件的半導體封裝、電路板等用作電子部件10和電子部件20中的每一個。后面將描述電子部件10和電子部件20中的每一個的結構的細節(jié)。

焊料用于形成將電子部件10與電子部件20接合的接合部30。使用包含錫(sn)的焊料。例如，使用不包含鉛(pb)的無鉛焊料。例如，使用包含sn和銀(ag)的sn-ag焊料來形成接合部30。例如，使用含0.5wt％或更多ag的sn-ag焊料。

在電子設備1中，接合部30包含極狀化合物31，其在電子部件10的端子11與電子部件20的端子21彼此相對的方向上(在從端子11側至端子21側的方向上或在從端子21側至端子11側的方向上)延伸。例如，如果上面的sn-ag焊料用于形成接合部30，則接合部30包含極狀化合物31(imc(金屬間化合物，intermetalliccompound))，其是ag3sn。

在通過使用形成接合部30的材料(接合材料)來接合電子部件10和電子部件20的處理中形成極狀化合物31。

圖2a、圖2b以及圖2c例示了根據(jù)第一實施例的電子部件接合處理的示例。圖2a、圖2b以及圖2c均是根據(jù)第一實施例的電子部件接合處理的示例的局部示意性剖視圖。圖2a例示了接合之前的狀態(tài)的示例。圖2b例示了接合時的狀態(tài)的示例。圖2c例示了接合之后的狀態(tài)的示例。

首先，制備圖2a中例示的要接合在一起的電子部件10和電子部件20。接合材料30a預先放置在所制備的電子部件10和電子部件20中的一個的端子上。在圖2a的示例中，接合材料30a預先放置在電子部件20的端子21上。接合材料30a用于形成上面的接合部30。例如，焊料用作接合材料30a。對sn-ag焊料用作接合材料30a的情況作為示例來給出描述。

例如，按下面的方式來形成圖2a中例示的電子部件20的端子21上的接合材料30a。通過在端子21上安裝焊料球或通過在端子21上通過電鍍來沉積焊料而放置在端子21上的焊料通過加熱被熔化并且通過冷卻被固化。在圖2a的示例中，將接合材料30a形成為具有接近球的形狀。然而，接合材料30a的形狀不受限制并且接合材料30a可以采用各種形狀。

在制備了以上電子部件10和其上放置了接合材料30a的以上電子部件20之后，如圖2a中所例示的，電子部件10的端子11與電子部件20的端子21(接合材料30a)對準，以將它們布置成彼此相對。

如圖2b中所例示的，然后，電子部件20的端子21上的接合材料30a通過加熱被熔化并且連接至電子部件10的端子11。在接合材料30a連接至端子11之后，通過冷卻來固化接合材料30a。在這種情況下，接合材料30a在惰性氣體例如氮氣(n2)的氣氛中在爐中被加熱。接合材料30a在惰性氣體的氣氛中在爐中冷卻。例如，通過使爐的內(nèi)部換氣(purge)來冷卻接合材料30a，或者允許在爐內(nèi)冷卻接合材料30a。

接合材料30a在加熱之后進行冷卻的處理中，進行調(diào)節(jié)以例如至少在從接合材料30a的固化的開始至結束的時段期間使得電子部件10和電子部件20中的一個的溫度高于另一個的溫度。例如，進行調(diào)節(jié)以使得電子部件20的溫度高于電子部件10的溫度?？商鎿Q地，進行調(diào)節(jié)以使得電子部件10的溫度高于電子部件20的溫度。

例如，具有確定熱容量的構件布置在電子部件10和電子部件20中的一個上方，以降低其上方布置有該構件的那個電子部件冷卻的速率。這使得例如在從接合材料30a的固化的開始至結束的時段期間，一個電子部件的溫度高于另一個電子部件的溫度。

可以使用另一方法。選擇性地加熱一個電子部件，以降低這一個電子部件冷卻的速率?？商鎿Q地，選擇性地冷卻另一個電子部件，以提高該另一個電子部件冷卻的速率。這使得例如在從接合材料30a的固化的開始至結束的時段期間，一個電子部件的溫度高于另一個電子部件的溫度。

如已描述的那樣，例如，接合材料30a在加熱之后進行冷卻的處理中，在從接合材料30a的固化的開始至結束的時段期間，使得一個電子部件的溫度高于另一個電子部件的溫度。通過這樣做，在固化時間在接合材料30a中產(chǎn)生溫度梯度。也就是說，產(chǎn)生了下面的溫度梯度。溫度高的這一電子部件側上的接合材料30a的溫度高于另一電子部件側上的接合材料30a的溫度。產(chǎn)生這樣的溫度梯度，使得接合材料30a的固化通常從溫度低的這一電子部件側向溫度高的這一電子部件側進行。

固化以這種方式進行。因此，如圖2c中例示的，極狀化合物31(其是ag3sn)在接合材料30a(其是sn-ag焊料)中形成，因此，極狀化合物31在固化進行的方向上延伸，也就是說，在電子部件10的端子11與電子部件20的端子21彼此相對的方向上延伸。在圖2c的示例中，例示了多個極狀化合物31。極狀化合物31(其是ag3sn)被部分32覆蓋，部分32包含接合材料30a中所包含的sn和ag。隨著固化的進行，包含極狀化合物31的接合部30在部分32內(nèi)形成。結果，如圖2c中所例示的，獲得了電子部件10和電子部件20通過接合部30接合的電子設備1。

在接合部30中形成了在電子部件10的端子11和電子部件20的端子21彼此相對的方向上以這種方式延伸的極狀化合物31。極狀化合物31用作金屬加固物，使得接合部30對抗外部力或熱產(chǎn)生的應力的強度提高。例如，接合部30對抗在與極狀化合物31延伸的方向相交的方向上產(chǎn)生的應力的強度提高。

例如，隨著所安裝的半導體元件的密度增大或者端子之間的間距減小，半導體元件或半導體封裝的尺寸增大或者半導體元件或半導體封裝與電路板之間的焊料接合部變得微小。結果，更大的外部力或應力會被施加于接合部。如果上面的sn-ag焊料用于形成接合部并且不使用在圖2a至圖2c中描述的以上接合方法，則在接合部中可能形成粗糙的ag3sn化合物，或者在接合部中形成的極狀ag3sn化合物可能在端子表面的方向上延伸。如果，外部力或熱產(chǎn)生的應力集中在這樣的化合物上，則裂紋、剝離、由于剪切應力導致的剪切剝離往往出現(xiàn)在接合部中，以該化合物的部分作為起點。

如上所述，在電子部件10與電子部件20之間的接合部30中形成在電子部件10的端子11與電子部件20的端子21彼此相對的方向上延伸的極狀化合物31。通過這樣做，接合部30對抗外部力或熱產(chǎn)生的應力的強度提高。接合部30的強度上的這種提高有效地控制了接合部30中由外部力或應力造成的裂紋或剝離或由這種裂紋或剝離造成的斷開的出現(xiàn)。

不需要所形成的極狀化合物31從電子部件10的端子11到達電子部件20的端子21。即使極狀化合物31短并且沒有從端子11到達端子21，接合部30中存在極狀化合物31仍能引起接合部30的強度上的以上提高并且控制了裂紋或剝離的出現(xiàn)。例如，所形成的以上極狀化合物31的長度可以是端子11與端子21之間的距離的一半或更長。

例如，多個極狀化合物31形成在電子部件10的端子11與電子部件20的端子21之間并且在端子11與端子21彼此相對的方向上延伸。在這種情況下，該多個極狀化合物31不必彼此平行延伸。此外，該多個極狀化合物31不必延伸以具有相同的長度。另外，該多個極狀化合物31不必從端子11或端子21的表面以在同一水平的位置作為起點來延伸。

此外，接合部30不必包含多個極狀化合物31。接合部30中存在至少一個極狀化合物31引起接合部30的強度上的以上提高并且控制了裂紋或剝離的出現(xiàn)。

ag3sn作為極狀化合物31的一個示例。然而，極狀化合物31可包含其他包含ag和sn的結晶相。即使在那種情況下，包含了極狀化合物31，因此實現(xiàn)了接合部30的強度上的以上提高。結果，控制了裂紋或剝離的出現(xiàn)。

此外，sn-ag焊料作為接合材料30a的一個示例。然而，其他焊料可以用作接合材料30a。包含sn和鎳(ni)的sn-ni焊料、包含sn和銅(cu)的sn-cu焊料、包含sn和金(au)的sn-au焊料、包含sn和鈀(pd)的sn-pd焊料等可用作接合材料30a。即使它們中的一個用作接合材料30a，通過使用在圖2a至圖2c中描述的以上接合方法能夠形成包含極狀化合物31的接合部30，并且通過形成極狀化合物31能夠獲得上述相同效果。用作接合材料30a的焊料不限于包含兩種元素的焊料。

另外，接合材料30a預先放置在電子部件20的端子21上。然而，接合材料30a可預先放置在電子部件10的端子11上以將電子部件10與電子部件20相接合。

如上所述，半導體元件，包括半導體元件的半導體封裝、電路板等用作電子部件10和電子部件20中的每一個。將參考圖3至圖7a和圖7b來描述半導體元件、半導體封裝以及電路板的結構的示例。

圖3例示了半導體元件的結構的示例。圖3是半導體元件的示例的局部示意性剖視圖。

圖3中例示的半導體元件100包括半導體基板110和在半導體基板110上方形成的布線層120，在半導體基板110中形成了元件，例如，晶體管。

硅(si)基板、鍺(ge)基板、硅鍺(sige)基板、砷化鎵(gaas)基板、磷化銦(inp)基板等用作半導體基板110。元件，例如，晶體管、電容器以及電阻器，在半導體基板110中形成。圖3例示了mos(金屬氧化物半導體，metaloxidesemiconductor)晶體管130作為元件的示例。

在半導體基板110中形成的隔離區(qū)域110a劃界的元件區(qū)域中形成mos晶體管130。mos晶體管130包括在半導體基板110上方形成的柵電極132，其中在源極區(qū)133和漏極區(qū)134之間的柵極絕緣膜131形成在柵電極132的兩側上的半導體基板110中。在柵電極132側面上形成隔層(側壁)135，隔層是絕緣膜。

布線層120在半導體基板110上方形成，在半導體基板110中形成了以上mos晶體管130等。布線層120包括電連接至在半導體基板110中形成的mos晶體管130等的導體部(布線和通孔)121和覆蓋導體部121的絕緣部122。圖3例示了電連接至mos晶體管130的源極區(qū)133和漏極區(qū)134的導體部121作為示例。各種導電材料，例如cu和鋁(al)，用于形成導體部121。諸如氧化硅的無機絕緣材料或者諸如樹脂的無機絕緣材料用于形成絕緣部122。

在布線層120的表面中的導體部121包括用作用于外部連接的端子121a的部分。在半導體元件100接合至另一電子部件時或之前，與上面的接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等放置在端子121a上。

圖4至圖6中的每一個例示了半導體封裝的結構的示例。圖4至圖6中的每一個是半導體封裝的示例的局部示意性剖視圖。

首先將描述圖4中例示的半導體封裝200。

圖4中例示的半導體封裝200包括封裝基板(電路板)210、安裝在封裝基板210上方的半導體元件220、以及密封半導體元件220的密封層230。

印刷版等用作封裝基板210。封裝基板210包括導體部(布線和通孔)211和覆蓋導體部211的絕緣部212。各種導電材料，例如cu和al，用于形成導體部211。諸如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂或聚酰亞胺樹脂的樹脂材料、通過使玻璃纖維或碳纖維浸漬這種樹脂產(chǎn)生的復合樹脂材料等用于形成絕緣部212。

半導體元件220通過使用晶片附接材料240(例如，樹脂或導電糊膏)附接并且固定在以上封裝基板210上方并且通過引線250電連接(引線結合)至封裝基板210。封裝基板210上方的半導體元件220和引線250被密封層230密封。諸如環(huán)氧樹脂的樹脂材料，通過使這樣的樹脂材料包含絕緣填料產(chǎn)生的材料等用于形成密封層230。

與其上方安裝了半導體元件220的表面相對的封裝基板210的表面中的導體部211包括用作用于外部連接的端子211a的部分。在半導體封裝200接合至另一電子部件時或之前，與上面的接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等放置在端子211a上。

在圖4的示例中，半導體元件220引線結合(wire-bonded)至封裝基板210。然而，半導體元件220可以倒裝鍵合至封裝基板210。

此外，多個半導體元件220可安裝在封裝基板210上方。另外，不僅半導體元件220，而且諸如芯片電容器的其他電子部件可安裝在封裝基板210上方。

接下來，將描述圖5中例示的半導體封裝300。

圖5中例示的半導體封裝300包括封裝基板(電路板)310、安裝在封裝基板310上方的半導體元件320、以及覆蓋半導體元件320的覆蓋材料330。

印刷版等用作封裝基板310。封裝基板310包括通過使用cu、al、等形成的導體部(布線和通孔)311和覆蓋導體部311并且通過使用樹脂材料等形成的絕緣部312。

半導體元件320通過在半導體元件320上形成的焊料的凸塊等340電連接(倒裝鍵合)至以上的封裝基板310。封裝基板310與半導體元件320之間的空間填充有底部填充(under-fill)材料341。封裝基板310上方的半導體元件320用覆蓋材料330來覆蓋。導熱材料，例如，cu，用作覆蓋材料330。覆蓋材料330通過使用熱界面材料(tim，thermalinterfacematerial)350附接至半導體元件320并且熱連接至半導體元件320。例如，覆蓋材料330的端部通過使用粘合劑351附接至封裝基板310。

封裝基板310的與其上方安裝了半導體元件320的表面相對的表面中的導體部311包括用作用于外部連接的端子311a的部分。在半導體封裝300接合至另一電子部件時或之前，與上面的接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等被放置在端子311a上。

多個半導體元件320可以安裝在封裝基板310上方。另外，不僅半導體元件320，而且諸如芯片電容器的其他電子部件可安裝在封裝基板310上方。

接下來，將描述圖6中例示的半導體封裝400。

圖6中例示的半導體封裝400包括樹脂層410、嵌入樹脂層410中的多個(在此示例中，兩個)半導體元件420、以及在樹脂層410上方形成的布線層(再布線層)430。

每個半導體元件420嵌入在樹脂層410中，使得其布置了端子420a的表面將暴露出來。布線層430包括通過使用cu、al等形成的導體部(再布線和通孔)431和覆蓋導體部431并且通過使用樹脂材料等形成的絕緣部432。

在布線層430的表面中的導體部431包括用作用于外部連接的端子431a的部分。每個半導體元件420的端子420a的位置通過在用于外部連接的端子431a的位置處的導體部431來重新放置。在半導體封裝400接合至另一電子部件時或之前，與以上接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等放置在端子431a上。

一個或三個或更多個半導體元件420可嵌入在樹脂層410中。此外，不僅半導體元件420，而且諸如芯片電容器的其他電子部件可嵌入在樹脂層410中。

圖7a和圖7b中的每一個例示了電路板的結構的示例。圖7a和圖7b中的每一個是電路板的示例的局部示意性剖視圖。

在圖7a的示例中，包括多個布線層的多層印刷電路板例示為電路板500。電路板500包括通過使用cu、al等形成的導體部(布線和通孔)511和覆蓋導體部511并且通過使用樹脂材料等形成的絕緣部512。這與圖4中例示的封裝基板210和圖5中例示的封裝基板310相同。

在電路板500的表面中的導體部511包括用作用于外部連接的端子511a的部分。在電路板500接合至另一電子部件時或之前，與上面的接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等放置在端子511a上。

在圖7b的示例中，通過使用積層方法形成的積層板例示為電路板600。電路板600包括芯板610、在芯板610上方形成的絕緣層620、其間形成有絕緣層620的導體圖案630、以及連接不同的導體圖案630的通孔640。陶瓷材料、有機材料等用于形成芯板610。絕緣材料，例如，預浸料坯用于形成絕緣層620。導電材料，例如cu，用于形成導體圖案630和通孔640。

在電路板600的表面中的導體圖案630包括用作用于外部連接的端子630a的部分。在電路板600接合至另一電子部件時或之前，與上面的接合材料30a(圖2a至圖2c)對應的焊料的凸塊等放置在端子630a上。

例如，圖3中例示的半導體元件100、圖4中例示的半導體封裝200、圖5中例示的半導體封裝300、圖6中例示的半導體封裝400、在圖7a中例示的電路板500或在圖7b中例示的電路板600可用作在圖1和圖2a至圖2c中例示的電子部件10或電子部件20。

例如，要接合在一起的電子部件10和電子部件20的組合可以是半導體元件與電路板的組合、半導體封裝與電路板的組合、或者半導體元件與半導體封裝的組合?？商鎿Q地，要接合在一起的電子部件10與電子部件20的組合可以是半導體元件的組合、半導體封裝的組合、或者電路板的組合。

通過使用在圖2a至圖2c中描述的用于接合電子部件10和電子部件20的各種組合中的每一個的以上接合方法，在由于接合材料30a的固化而形成的接合部30中形成在端子11和端子21彼此相對的方向上延伸的極狀化合物31。因此，接合部30的強度提高。結果，有效控制了接合部30中由外部力或應力造成的裂紋或剝離或者由這種裂紋或剝離造成的斷開的出現(xiàn)。

現(xiàn)在將描述第二實施例。

將針對如下情形給出描述：其中，要接合在一起的電子部件中的一個是電路板，其中，另一電子部件是半導體封裝，并且其中，它們通過使用作為示例的sn-ag焊料接合在一起。

圖8a、圖8b以及圖8c例示了根據(jù)第二實施例的電子部件接合處理的示例。圖8a、圖8b以及圖8c中的每一個均是根據(jù)第二實施例的電子部件接合處理的示例的局部示意性剖視圖。圖8a例示了接合之前的狀態(tài)的示例。圖8b例示了接合時的狀態(tài)的示例。圖8c例示了接合之后的狀態(tài)的示例。

在這種情況下，首先制備圖8a中例示的電路板40和半導體封裝50，作為要接合在一起的電子部件。

電路板40具有在表面40a上方形成的端子41。端子41包括通過使用cu等形成的電極層41a和例如在電極層41a上方形成并且具有ni和au的層疊結構的ni-cu電極層41b。接合材料60b(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在電路板40的端子41(電極層41b)上。例如，通過將焊膏施加于端子41或者通過電鍍沉積焊料來形成接合材料60b。

半導體封裝50與電路板40相對布置并且具有在與電路板40的表面40a相對的表面50a上方形成的端子51。端子51包括通過使用cu等形成的電極層51a和例如在電極層51a上方形成的ni-au電極層51b。接合材料60a(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在半導體封裝50的端子51(電極層51b)上。通過借助加熱熔化通過安裝焊料球或通過電鍍沉積焊料而放置在端子51上的焊料并且通過冷卻固化焊料來形成接合材料60a。

具有確定熱容量的構件70a布置在半導體封裝50的與其上方形成了端子51的表面相對的表面(上表面)50b上方。如后面描述的，具有這樣的熱容量的材料用作構件70a，該熱容量使得，當通過加熱來熔化接合材料60a和接合材料60b并且然后通過冷卻固化它們時，其上方布置了構件70a的半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。為了使構件70a具有確定的熱容量，選擇材料(特定熱)并且設置其平面尺寸和厚度。cu、al等的板用作構件70a。

構件70a通過使用粘合劑例如樹脂或金屬膏(圖8a、圖8b或圖8c中未例示)附接至半導體封裝50的上表面50b。將在后面描述構件70a在半導體封裝50上方的布置。

如圖8a中所例示的，電路板40的其上方形成有接合材料60b的端子41(接合材料60b)與其上方形成有接合材料60a并且其上方布置有構件70a的半導體封裝50的端子51(接合材料60a)對準，以將它們布置成彼此相對。

如圖8b中例示的，然后，在半導體封裝50的端子51上的接合材料60a通過加熱被熔化并且連接至在電路板40的端子41上也被熔化的接合材料60b。接合材料60a和接合材料60b以這種方式熔化并連接，并且彼此成一體。通過以這種方式使接合材料60a和接合材料60b彼此成一體而形成的部分(接合部)60c通過冷卻固化。

如上所述，具有確定熱容量的構件70a布置在半導體封裝50上方。接合材料60a和接合材料60b在加熱之后進行冷卻的處理中，通過構件70a進行調(diào)節(jié)，使得例如，在從接合材料60a和接合材料60b(接合部60c)的固化開始至結束的時段期間，半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。

與其上方未布置構件70a的半導體封裝50相比，其上方布置了構件70a的半導體封裝50的熱容量更大。因此，當通過借助于加熱熔化接合材料60a和接合材料60b并且通過使它們彼此成一體而形成的接合部60c進行冷卻以固化時，其上方布置有構件70a的半導體封裝50的冷卻速率低于其上方未布置有構件70a的半導體封裝50的冷卻速率。也就是說，構件70a的布置使得更難以冷卻半導體封裝50。例如，其上方布置有構件70a的半導體封裝50的冷卻速率是1℃/分鐘，或1℃/分鐘以下。

當通過借助于加熱熔化接合材料60a和接合材料60b并且通過使它們彼此成一體而形成的接合部60c進行冷卻以固化時，不僅半導體封裝50，而且電路板40進行冷卻。此時，由于構件70a的存在，半導體封裝50的冷卻速率下降。與其上方未布置構件70a的半導體封裝50相比，其上方布置了構件70a的半導體封裝50緩慢冷卻。同時，電路板40進行冷卻。結果，其上方布置了構件70a的半導體封裝50的溫度會變成高于電路板40的溫度。具有確定熱容量的構件70a布置成使得例如，在從接合部60c的固化開始至結束的時段期間，以這種方式在其上方布置了構件70a的半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。

布置以上構件70a，并且使半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。通過這樣做，在固化時在接合部60c中產(chǎn)生了使半導體封裝50側的溫度高于電路板40側的溫度的溫度梯度。產(chǎn)生了這樣的溫度梯度，因此，接合部60c的固化通常從處于更低溫度的電路板40側向處于更高溫度的半導體封裝50側進行。

固化以這種方式進行。因此，如圖8c中所例示的，在接合部60c中形成了極狀化合物61(其是ag3sn)，使得極狀化合物將在固化進行方向上延伸，也就是說，在電路板40的端子41與半導體封裝50的端子51彼此相對的方向上延伸。在圖8c的示例中，例示了多個極狀化合物61。然而，化合物61的數(shù)量或布置不限于圖8c中例示的化合物61的數(shù)量或布置。極狀化合物61(其是ag3sn)被部分62覆蓋，部分62包含接合材料60a和接合材料60b中所包含的sn、ag和cu。隨著固化的進行，包含極狀化合物61的接合部60在部分62內(nèi)形成。結果，如圖8c中所例示的，獲得了其中電路板40和半導體封裝50通過接合部60接合的電子設備1a。

在端子41的電極層41b和端子51的電極層51b中的每一個中所包括的ni層具有防止接合部60c或接合部60的焊料成分擴散進通過使用cu等形成的基礎電極層41a或電極層51a的功能。電極層41b或電極層51b中所包括的ni層可以與接合部60c或接合部60的焊料成分反應，以形成金屬間化合物。電極層41b或電極層51b中所包括的au層具有防止ni層在接合之前氧化的功能。電極層41b或電極層51b中所包括的au層可在接合時與接合部60c或接合部60的焊料成分反應，以形成金屬間化合物。

如已描述的，通過如圖8c中例示的電子設備1a，在電路板40的端子41與半導體封裝50的端子51通過其相接合的接合部60中形成在端子41和端子51彼此相對的方向上延伸的極狀化合物61。極狀化合物61功能如同金屬加固物，使得接合部60對抗外部力和熱產(chǎn)生的應力的強度提高。例如，接合部60對抗在與極狀化合物61延伸的方向相交的方向上所產(chǎn)生的應力的強度提高。通過在接合部60中形成極狀化合物61，例如，在重復彎曲試驗或溫度循環(huán)試驗中，接合部60的壽命是其中未形成極狀化合物61的接合部60的壽命的兩倍或更長。

現(xiàn)在將參考圖9、圖10a以及圖10b來描述在半導體封裝50上方的具有確定熱容量的構件70a的布置。

圖9例示了根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第一示例。圖9是根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第一示例的局部示意性剖視圖。

如在圖9中例示的電子設備1aa中，通過使用粘合劑80a，將構件70a設置在半導體封裝50的上表面50b上方。例如，樹脂材料，例如，環(huán)氧樹脂，用作粘合劑80a?？商鎿Q地，例如，金屬膏材料，例如，銦銀(inag)合金或金錫(ausn)合金用作粘合劑80a。

制備半導體封裝50，構件70預先通過使用粘合劑80a附接至該半導體封裝50。如圖8a至圖8c中所例示的，所制備的半導體封裝50接合至電路板40。結果，如圖9中所例示的，獲得了電子設備1aa，其中，通過使用粘合劑80a附接了構件70a的半導體封裝50與電路板40經(jīng)由包含極狀化合物61的接合部60來接合。在電子設備1aa中附接至半導體封裝50的構件70a用作例如熱輻射構件，用于向外部輻射在使用電子設備1aa時半導體封裝50所產(chǎn)生的熱。

圖10a和圖10b例示了根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第二示例。圖10a和圖10b中的每一個是根據(jù)第二實施例的電子設備的結構的第二示例的局部示意性剖視圖。

在此示例中，如圖10a中所例示的，構件70a通過使用粘合劑80b附接至半導體封裝50的上表面50b。紫外線固化樹脂用作粘合劑80b。當紫外線固化樹脂被紫外線照射時，其固化并且其可脫離性出現(xiàn)(其粘合性減弱)。

紫外線固化樹脂用作粘合劑80b并且制備預先附接了(暫時附接)構件70a的半導體封裝50。如圖8a至圖8c中所例示的，所制備的半導體封裝50接合至電路板40。結果，如圖10a中例示的，獲得了其中通過使用粘合劑80b暫時附接了構件70a的半導體封裝50與電路板40經(jīng)由包含極狀化合物61的接合部60來接合的結構。

在獲得了這種結構之后，用紫外線照射粘合劑80b。結果，粘合劑80b的可脫離性出現(xiàn)，并且暫時附接至半導體封裝50的構件70a和粘合劑80b能夠從半導體封裝50脫離的狀態(tài)呈現(xiàn)。從半導體封裝50上方去除處于這種狀態(tài)下的構件70a和粘合劑80b，并且獲得了圖10b中例示的電子設備1ab。如已描述的，構件70a在電路板40與半導體封裝50接合時暫時附接至半導體封裝50，并且可在電路板40與半導體封裝50接合之后被去除。

在第二實施例中，sn-ag焊料用于形成接合材料60a和接合材料60b(接合部60c)和接合部60的情況作為示例。然而，這同樣適用于使用sn-ni焊料、sn-cu焊料、sn-au焊料、sn-pd焊料等的情況。此外，還可能在半導體封裝50上方形成以上接合材料60b，在電路板40上方形成以上接合材料60a，以及將半導體封裝50與電路板40接合。

在第二實施例中，將電路板40與半導體封裝50接合的情況作為示例來給出描述。然而，使用以上構件70a的技術還適用于將各種電子部件進行接合的情況。

現(xiàn)在將描述第三實施例。

在第三實施例中，將針對如下情況給出描述：其中，要接合的電子部件中的一個是電路板，其中另一個電子部件是半導體封裝，并且其中，它們通過使用作為示例的sn-ag焊料來接合。這與上面的第二實施例相同。

圖11a、圖11b和圖11c例示了根據(jù)第三實施例的電子部件接合處理的示例。圖11a、圖11b和圖11c中的每一個均是根據(jù)第三實施例的電子部件接合處理的示例的局部示意性剖視圖。圖11a例示了接合之前的狀態(tài)的示例。圖11b例示了接合時的狀態(tài)的示例。圖11c例示了接合之后的狀態(tài)的示例。

根據(jù)圖11a至圖11c中例示的第三實施例的電子部件接合處理不同于根據(jù)上面的第二實施例的電子部件接合處理之處在于具有確定熱容量的構件70b布置在電路板40上方。

在第三實施例中，如圖11a中所例示的，首先，制備了半導體封裝50和其上方布置了構件70b的電路板40，作為要接合的電子部件。

電路板40具有在表面40a上方形成的端子41。端子41包括通過使用cu等形成的電極層41a和通過使用例如ni和au形成的電極層41b。接合材料60b(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在電路板40的端子41(電極層41b)上。

具有確定熱容量的構件70b布置在電路板40的與其上方形成了端子41的表面40a相對的表面(下表面)40b上方。如后面描述的，具有這樣的熱容量的材料用作構件70b，該熱容量使得，當通過加熱來熔化接合材料60a和接合材料60b并且然后通過冷卻固化它們時，布置了構件70b的電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。為了使構件70b具有確定的熱容量，選擇材料(特定熱)并且設置其平面尺寸和厚度。cu、al等的板用作構件70b。

構件70b直接布置在電路板40的下表面40b上。可替換地，構件70b通過使用粘合劑例如樹脂(在圖11a、圖11b或圖11c中未示出)可布置在電路板40的下表面40b下面。將在后面描述在電路板40下面的構件70b的布置。

半導體封裝50與電路板40相對布置并且具有在表面50a上方形成的端子51。端子51包括通過使用cu等形成的電極層51a和通過使用例如ni和au形成的電極層51b。接合材料60a(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在半導體封裝50的端子51(電極層51b)上。

如圖11a中所例示，其上方放置有接合材料60b并且其下面布置有構件70b的電路板40的端子41(接合材料60b)與其上方放置有接合材料60a的半導體封裝50的端子51(接合材料60a)對準，以將它們布置成彼此相對。

如圖11b所例示的，然后，在半導體封裝50的端子51上的接合材料60a通過加熱被熔化并且連接至在電路板40的端子41上也被熔化的接合材料60b。接合材料60a和接合材料60b以這種方式熔化并連接并且彼此成一體。通過使接合材料60a和接合材料60b彼此成一體形成的接合部60c通過冷卻而固化。

如上所述，具有確定熱容量的構件70b布置在電路板40下面。接合材料60a和接合材料60b在加熱之后進行冷卻的處理中，通過構件70b進行調(diào)節(jié)使得例如在從接合部60c的固化開始至結束的時段期間，電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。

與其下面未布置構件70b的電路板40相比，其下面布置了構件70b的電路板40的熱容量大。因此，當通過熔化接合材料60a和接合材料60b并且通過使它們彼此成一體而形成的接合部60c進行冷卻以固化時，其下面布置有構件70b的電路板40的冷卻速率低于其下面未布置構件70b的電路板40的冷卻速率。也就是說，構件70b的布置使得更難以冷卻電路板40。例如，其下面布置有構件70b的電路板40的冷卻速率是1℃/分鐘或更低。

當接合部60c進行冷卻以固化時，不僅電路板40，而且半導體封裝50進行冷卻。此時，由于構件70b的存在，電路板40的冷卻速率下降。與其下面未布置構件70b的電路板40相比，其下面布置有構件70b的電路板40冷卻緩慢。同時，半導體封裝50進行冷卻。結果，其下面布置有構件70b的電路板40的溫度會變成高于半導體封裝50的溫度。具有確定熱容量的構件70b布置成例如在從接合部60c的固化開始至結束的時段期間，以這種方式使其下面布置有構件70b的電路板的溫度高于半導體封裝50的溫度。

布置以上構件70b，并且使電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。通過這樣做，在固化時在接合部60c中產(chǎn)生了使電路板40側的溫度高于半導體封裝50側的溫度的溫度梯度。產(chǎn)生了這樣的溫度梯度，因此，接合部60c的固化通常從處于更低溫度的半導體封裝50側向處于更高溫度的電路板40側進行。

固化以這種方式進行。因此，如圖11c所例示的，在接合部60c中形成了極狀化合物61(其是ag3sn)，使得極狀化合物在固化進行方向上延伸，也就是說，在電路板40的端子41與半導體封裝50的端子51彼此相對的方向上延伸。在圖11c的示例中，例示了多個極狀化合物61。然而，化合物61的數(shù)量或布置不限于圖11c中例示的化合物61的數(shù)量或布置。極狀化合物61(其是ag3sn)被部分62覆蓋，部分62包含接合材料60a和接合材料60b中所包含的sn、ag和cu。隨著固化的進行，包含極狀化合物61的接合部60在部分62內(nèi)形成。結果，如圖11c中所例示的，獲得了其中電路板40和半導體封裝50通過接合部60接合的電子設備1b。

如已經(jīng)描述的，即使具有確定熱容量的構件70b布置在電路板40下面，在電路板40的端子41與半導體封裝50的端子51通過其相接合的接合部60中形成在電路板40的端子41和半導體封裝50的端子51彼此相對的方向上延伸的極狀化合物61。結果，獲得了其中接合部60對抗外部力或熱所產(chǎn)生的應力的強度提高的電子設備1b。在電子設備1b中，例如，接合部60對抗在與極狀化合物61延伸的方向相交的方向上所產(chǎn)生的應力的強度提高。通過在接合部60中形成極狀化合物61，例如，在重復彎曲試驗或溫度循環(huán)試驗中，接合部60的壽命是其中未形成極狀化合物61的接合部60的壽命的兩倍或更長。

現(xiàn)在將描述具有確定熱容量的構件70b在電路板40下面的布置。

將電路板40放置在構件70b上有可能作為用于將構件70b布置在電路板40下面的方法之一。在這種情況下，電路板40僅僅是放置在構件70b上。不需要例如通過使用粘合劑附接電路板40來將電路板40固定在構件70b上。如圖11a至圖11c中所例示的，通過利用接合材料60a和接合材料60b，半導體封裝50接合至以這種方式放置在構件70b上方的電路板40。從構件70b取走接合之后的結構。結果，獲得了其中電路板40與半導體封裝50通過接合部60接合的無構件70b的電子設備1b。

此外，構件70b可以通過使用粘合劑布置在電路板40的下面。這樣的方法將參考圖12、圖13a和圖13b來描述。

圖12例示了根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第一示例。圖12是根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第一示例的局部示意性剖視圖。

如果電路板40是單面電路板并且在下表面40b上不具有電路圖案或用于外部連接的端子，則構件70b可通過使用如圖12中例示的粘合劑80a諸如樹脂材料或金屬膏材料布置在電路板40的下表面40b的下面。制備通過使用粘合劑80a預先附接了構件70b的電路板40。如圖11a至圖11c中所例示的，通過使用接合材料60a和接合材料60b來接合所制備的電路板40和半導體封裝50。結果，如圖12中所例示的，獲得了其中半導體封裝50與通過使用粘合劑80a附接了構件70b的電路板40經(jīng)由包含極狀化合物61的接合部60接合的電子設備1ba。電子設備1ba中附接至電路板40的構件70b用作熱輻射構件，用于向外部輻射在使用電子設備1ba時傳導至電路板40的熱。

圖13a和圖13b例示了根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第二示例。圖13a和圖13b中的每一個是根據(jù)第三實施例的電子設備的結構的第二示例的局部示意性剖視圖。

在此示例中，如圖13a中所例示的，粘合劑80b(其是紫外線固化樹脂)用于將構件70b附接至電路板40的下表面40b。制備通過使用以上粘合劑80b預先附接(暫時附接)了構件70b的電路板40并且將該電路板40使用接合材料60a和接合材料60b如圖11a至圖11c中所例示的接合至半導體封裝50。結果，如圖13a所例示的，獲得了其中半導體封裝50與通過使用粘合劑80b暫時附接了構件70b的電路板40經(jīng)由包含極狀化合物61的接合部60接合的結構。之后，用紫外線照射粘合劑80b，并且從電路板40的下面去除構件70b和粘合劑80b，并且獲得了圖13b中例示的電子設備1bb。如已經(jīng)描述的，構件70b在電路板40與半導體封裝50接合時暫時附接至電路板40，并且可在電路板40與半導體封裝50接合之后被去除。

在第三實施例中，sn-ag焊料用于形成接合材料60a和接合材料60b(接合部60c)和接合部60的情況作為示例。然而，這同樣適用于使用sn-ni焊料、sn-cu焊料、sn-au焊料、sn-pd焊料等的情況。此外，還可能在半導體封裝50上方形成以上接合材料60b，在電路板40上方形成以上接合材料60a，以及將半導體封裝50與電路板40接合。

在第三實施例中，電路板40與半導體封裝50接合的情況作為示例來給出描述。然而，使用以上構件70b的技術還適用于將各種電子部件進行接合的情況。

現(xiàn)在將描述第四實施例。

在第四實施例中，將針對如下情況給出描述：其中，要接合的電子部件中的一個是電路板，其中另一個電子部件是半導體封裝，并且其中，它們通過使用作為示例的sn-ag焊料來接合。這與上面的第二實施例或第三實施例相同。

圖14a、圖14b和圖14c例示了根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的示例。圖14a、圖14b和圖14c中的每一個均是根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的示例的局部示意性剖視圖。圖14a例示了接合之前的狀態(tài)的示例。圖14b例示了接合時的狀態(tài)的示例。圖14c例示了接合之后的狀態(tài)的示例。

在此示例中，如圖14a中所例示的，首先制備電路板40和半導體封裝50，作為要接合的電子部件。

電路板40具有在表面40a上方形成的端子41。端子41包括通過使用cu等形成的電極層41a和通過使用例如ni和au形成的電極層41b。接合材料60b(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在電路板40的端子41(電極層41b)上。

半導體封裝50與電路板40相對布置并且具有在表面50a上方形成的端子51。端子51包括通過使用cu等形成的電極層51a和通過使用例如ni和au形成的電極層51b。接合材料60a(例如，其是sn-ag-cu焊料)預先放置在半導體封裝50的端子51(電極層51b)上。

如圖14a中所例示，電路板40的其上方放置有接合材料60b的端子41(接合材料60b)與半導體封裝50的其上方放置有接合材料60a的端子51(接合材料60a)對準，以將它們布置成彼此相對。

如圖14b中所例示，然后，在半導體封裝50的端子51上的接合材料60a通過加熱被熔化并且連接至在電路板40的端子41上也被熔化的接合材料60b。接合材料60a和接合材料60b以這種方式熔化并連接并且彼此成一體。通過使接合材料60a和接合材料60b彼此成一體形成的接合部60c通過冷卻來固化。

當接合部60c進行冷卻時，電路板40和半導體封裝50中的一個選擇性地冷卻。在這種情況下，例如，選擇性地冷卻半導體封裝50。如圖14c中所例示的，例如，通過使用風扇等將空氣91選擇性地吹送至半導體封裝50，以冷卻半導體封裝50。以這種方式通過吹送空氣91至半導體封裝50來冷卻半導體封裝50，以提高其冷卻速率。

當接合部60c進行冷卻以固化時，電路板40和半導體封裝50兩者都冷卻。此時，空氣91選擇性地吹送至半導體封裝50，以提高半導體封裝50的冷卻速率。結果，電路板40的溫度會變成高于半導體封裝50的溫度。以這種方式通過吹送空氣91至半導體封裝50來冷卻半導體封裝50。通過這樣做，進行了調(diào)節(jié)使得例如在從接合材料60a的固化的開始至結束的時段期間，電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。

使電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。通過這樣做，在固化時在接合部60c中產(chǎn)生了使電路板40側的溫度高于半導體封裝50側的溫度的溫度梯度。產(chǎn)生了這樣的溫度梯度，因此，接合部60c的固化通常從處于更低溫度的半導體封裝50側向處于更高溫度的電路板40側進行。

固化以這種方式進行。因此，如圖14c所例示的，在接合部60c中形成了極狀化合物61(其是ag3sn)，使得極狀化合物在電路板40的端子41與半導體封裝50的端子51彼此相對的方向上延伸。在圖14c的示例中，例示了多個極狀化合物61。然而，化合物61的數(shù)量或布置不限于圖14c中例示的化合物61的數(shù)量或布置。極狀化合物61(其是ag3sn)被部分62覆蓋，部分62包含接合材料60a和接合材料60b中所包含的sn、ag和cu。隨著固化的進行，包含極狀化合物61的接合部60在部分62內(nèi)形成。結果，如圖14c中所例示的，獲得了電路板40和半導體封裝50通過接合部60接合的電子設備1c。

如已描述的，通過將空氣91選擇性地吹送至半導體封裝50的方法，在電路板40與半導體封裝50之間的接合部60中也形成了在電路板40的端子41和半導體封裝50的端子51彼此相對的方向上延伸的極狀化合物61。結果，獲得了其中接合部60對抗外部力或熱產(chǎn)生的應力的強度提高的電子設備1c。在電子設備1c中，例如，接合部60對抗在與極狀化合物61延伸的方向相交的方向上所產(chǎn)生的應力的強度改善。

圖15至圖17中的每一個是用于描述根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的另一示例的視圖。圖15至圖17中的每一個是根據(jù)第四實施例的電子部件接合處理的另一示例的局部示意性剖視圖。

圖14c例示了如下情形作為示例，其中，在圖14b中例示的接合部60c進行冷卻以固化時，將空氣91選擇性地吹送至半導體封裝50，用于冷卻半導體封裝50，并且使電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度。

另外，為了在圖14b中例示的接合部60c冷卻以固化時使電路板40的溫度高于半導體封裝50的溫度，可以采用如圖15中所例示的通過使用加熱器等向電路板40選擇性地施加熱92的方法。通過施加熱92，電路板40被加熱并且其冷卻速度降低。該方法用于在固化時在接合部60c中產(chǎn)生電路板40側的溫度高于半導體封裝50側的溫度的溫度梯度。通過這樣做，接合部60c的固化通常向電路板40側進行。結果，形成了以上極狀化合物61，其是ag3sn。

圖14c例示了將空氣91選擇性地吹送至半導體封裝50的情況作為示例。然而，如圖16中所例示的，可將空氣91選擇性地吹送至電路板40，用于使半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。在這種情況下，如圖14a和圖14b中所例示的，首先電路板40和半導體封裝50彼此相對布置，接合材料60a和接合材料60b被熔化并且連接，并且形成接合部60c。之后，通過冷卻固化接合部60c。在冷卻時，通過使用風扇等將空氣91選擇性地吹送至電路板40，以冷卻電路板40。以這種方式通過將空氣91吹送至電路板40來冷卻電路板40，以提高其冷卻速度。通過這樣做，例如，在從接合材料60a的固化的開始至結束的時段期間，使半導體封裝50的溫度高于電路板40的溫度。該方法用于在固化時在接合部60c中產(chǎn)生半導體封裝50側的溫度高于電路板40側的溫度的溫度梯度。結果，接合部60c的固化通常向半導體封裝50側進行，并且形成了以上極狀化合物61，其是ag3sn。

如圖17中所例示，為了使半導體封裝50側的溫度高于電路板40側的溫度，可以采用通過使用加熱器等向半導體封裝50選擇性地施加熱92的方法。通過將熱92施加于半導體封裝50，半導體封裝50被加熱并且其冷卻速度降低。該方法用于在固化時在接合部60c中產(chǎn)生半導體封裝50側的溫度高于電路板40側的溫度的溫度梯度。結果，形成了以上極狀化合物，其是ag3sn。

在第四實施例中，sn-ag焊料用于形成接合材料60a和接合材料60b(接合部60c)和接合部60的情況作為示例。然而，這同樣適用于使用sn-ni焊料、sn-cu焊料、sn-au焊料、sn-pd焊料等的情況。此外，還可能在半導體封裝50上方形成以上接合材料60b，在電路板40上方形成以上接合材料60a，以及將半導體封裝50與電路板40接合。

在第四實施例中，電路板40與半導體封裝50接合的情況作為示例來給出描述。然而，吹送空氣91或施加熱92的技術還適用于各種電子部件進行接合的情況。

例如，通過使用下列制造設備分別制造根據(jù)以上第一實施例至第四實施例的電子設備1、1a(1aa和1ab)、1b(1ba和1bb)以及1c。現(xiàn)在將對其中要接合的電子部件中的一個是電路板40并且另一個是半導體封裝50的情況作為示例給出描述。

圖18例示了制造電子設備的設備的示例。

圖18中例示的制造設備1000包括布置部1100、加熱部1200、以及冷卻部1300。

首先，將所制備的電路板40和半導體封裝50傳送至布置部1100，并且在布置部1100中彼此對準，并且在那里彼此相對布置。所制備的電路板40和半導體封裝50例如是電路板40和其上方布置有構件70a的半導體封裝50。否則，所制備的電路板40和半導體封裝50可以是例如其下面布置有構件70b的電路板40和半導體封裝50。否則，所制備的電路板40和半導體封裝50可以是例如其下面未布置有構件70b的電路板40和其上方未布置有構件70a的半導體封裝50。為了方便，在圖18中未例示構件70a或構件70b。

彼此對準的電路板40與半導體封裝50被傳送至位于布置部1100后面的加熱部1200，并且在與分別在電路板40和半導體封裝50上方形成的接合材料60b和接合材料60a的類型對應的溫度下加熱。該加熱在惰性氣體的氣氛中執(zhí)行。在加熱部1200中，在電路板40上方形成的接合材料60b和在半導體封裝50上方形成的接合材料60a被熔化并且相連接，并且彼此成一體，以形成接合部60c。在加熱部1200中，可以分階段地升高加熱溫度。也就是說，可以執(zhí)行在較低溫下的加熱(預熱)和在較高溫下的加熱(主加熱)。

其之間通過加熱形成了接合部60c的電路板40和半導體封裝50被傳送至位于加熱部1200后面的冷卻部1300，并且通過冷卻固化接合部60c。此冷卻在惰性氣體的氣氛中執(zhí)行。

冷卻部1300包括溫度控制器1310，其通過用于冷卻電路板40、半導體封裝50以及接合部60c的換氣(purge)等來控制內(nèi)部氣氛的整個溫度。除了以上溫度控制器1310，冷卻部1300還包括位于電路板40側的溫度控制器1320和位于半導體封裝50側的溫度控制器1330。溫度控制器1320具有例如空氣吹送功能、加熱功能、或這兩個功能。溫度控制器1330具有例如空氣吹送功能、加熱功能、或這兩個功能。

如果所制備的電路板40和半導體封裝50是其下面布置有構件70b的電路板40和其上方布置有構件70a的半導體封裝50，則溫度控制器1310用于執(zhí)行在上面的第二實施例和第三實施例中描述的接合部60的冷卻和形成。在這種情況下，不需要使用溫度控制器1320或溫度控制器1330。

如果所制備的電路板40和半導體封裝50是其下面未布置有構件70b的電路板40和其上方未布置有構件70a的半導體封裝50，則使用溫度控制器1310以及溫度控制器1320或溫度控制器1330。也就是說，溫度控制器1320或溫度控制器1330用于選擇性地加熱或冷卻電路板40和半導體封裝50中的一個。結果，執(zhí)行在上面的第四實施例中所描述的接合部60的冷卻和形成。

例如，其結構在圖18中例示的制造設備1000用于制造分別根據(jù)以上第一實施例至第四實施例的電子設備1、1a(1aa和1ab)、1b(1ba和1bb)以及1c。

示例如下。

(示例1)

cu板(構件)布置在其平面尺寸是35mm×35mm的半導體封裝的背面上方。cu板尺寸等于半導體封裝的尺寸。然后，其背面上方布置有cu板的半導體封裝與電路板通過使用sn-3.0ag-0.5cu(3.0wt％的ag和0.5wt％的cu)焊料球相接合。該接合在基本上是217℃并且不超過245℃的溫度下在氮氣的氣氛(o2濃度為100ppm或更少)中執(zhí)行2分鐘。

在確定了通過以這種方式結合電路板和半導體封裝而獲得的電子設備的接合部的連續(xù)性沒有問題之后，估計接合部的可靠性。在從-40℃至125℃的溫度循環(huán)測試的1000個循環(huán)之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。此外，在電子設備置于其中溫度是121℃并且其中濕度是85％的環(huán)境中1000小時之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。這與溫度循環(huán)測試相同。通過使用電子顯微鏡來觀察接合部的部分。結果，確定了在電路板和半導體封裝的端子彼此相對的方向上延伸的極狀化合物(其是ag3sn)在電路板和半導體封裝的端子之間形成。

(示例2)

al板(構件)布置在平面尺寸是35mm×35mm的半導體封裝的背面上方。al板尺寸等于半導體封裝的尺寸。然后，其背面上方布置有al板的半導體封裝與電路板通過使用sn-3.0ag-0.5cu(3.0wt％的ag和0.5wt％的cu)焊料球相接合。該接合在基本上是217℃并且不超過245℃的溫度下在氮氣的氣氛(o2濃度為100ppm或更少)中執(zhí)行2分鐘。

在確定了通過以這種方式結合電路板和半導體封裝而獲得的電子設備的接合部的連續(xù)性沒有問題之后，估計接合部的可靠性。在從-40℃至125℃的溫度循環(huán)測試的1000個循環(huán)之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。此外，在電子設備置于其中溫度是121℃并且其中濕度是85％的環(huán)境中1000小時之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。這與溫度循環(huán)測試相同。通過使用電子顯微鏡來觀察接合部的部分。結果，確定了在電路板和半導體封裝的端子彼此相對的方向上延伸的極狀化合物(其是ag3sn)在電路板和半導體封裝的端子之間形成。

(示例3)

cu板(構件)布置在其平面尺寸是35mm×35mm的半導體封裝的背面上方。cu板尺寸等于半導體封裝的尺寸。然后，其背面上方布置有cu板的半導體封裝與電路板通過使用sn-57bi-1.0ag(57wt％的bi和1.0wt％的ag)焊料球相接合。該接合在基本上是139℃并且不超過210℃的溫度下在氮氣的氣氛(o2濃度為100ppm或更少)中執(zhí)行3分鐘。

在確定了通過以這種方式結合電路板和半導體封裝而獲得的電子設備的接合部的連續(xù)性沒有問題之后，估計接合部的可靠性。在從-40℃至125℃的溫度循環(huán)測試的1000個循環(huán)之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。此外，在電子設備置于其中溫度是121℃并且其中濕度是85％的環(huán)境中1000小時之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。這與溫度循環(huán)測試相同。通過使用電子顯微鏡來觀察接合部的部分。結果，確定了在電路板和半導體封裝的端子彼此相對的方向上延伸的極狀化合物(其是ag3sn)在電路板和半導體封裝的端子之間形成。

(示例4)

cu板(構件)布置在電路板的背面下面。cu板尺寸等于電路板的尺寸。然后，其背面下面布置有cu板的電路板與其平面尺寸是35mm×35mm的半導體封裝通過使用sn-57bi-1.0ag(57wt％的bi和1.0wt％的ag)焊料球相接合。該接合在基本上是139℃并且不超過210℃的溫度下在氮氣的氣氛(o2濃度為100ppm或更少)中執(zhí)行3分鐘。

在確定了通過以這種方式結合電路板和半導體封裝而獲得的電子設備的接合部的連續(xù)性沒有問題之后，估計接合部的可靠性。在從-40℃至125℃的溫度循環(huán)測試的1000個循環(huán)之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。此外，在電子設備置于其中溫度是121℃并且其中濕度是85％的環(huán)境中1000小時之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。這與溫度循環(huán)測試相同。通過使用電子顯微鏡來觀察接合部的部分。結果，確定了在電路板和半導體封裝的端子彼此相對的方向上延伸的極狀化合物(其是ag3sn)在電路板和半導體封裝的端子之間形成。

(示例5)

電路板與其平面尺寸是35mm×35mm的半導體封裝通過使用sn-57bi-1.0ag(57wt％的bi和1.0wt％的ag)焊料球相接合。該接合在基本上是139℃并且不超過210℃的溫度下在氮氣的氣氛(o2濃度為100ppm或更少)中執(zhí)行3分鐘。在冷卻時，n2選擇性地吹在半導體封裝上。

在確定了通過以這種方式結合電路板和半導體封裝而獲得的電子設備的接合部的連續(xù)性沒有問題之后，估計接合部的可靠性。在從-40℃至125℃的溫度循環(huán)測試的1000個循環(huán)之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。此外，在電子設備置于其中溫度是121℃并且其中濕度是85％的環(huán)境中1000小時之后，電阻上升率是10％或更少，并且獲得了好的結果。這與溫度循環(huán)測試相同。通過使用電子顯微鏡來觀察接合部的部分。結果，確定了在電路板和半導體封裝的端子彼此相對的方向上延伸的極狀化合物(其是ag3sn)在電路板和半導體封裝的端子之間形成。

根據(jù)所公開的技術，電子部件之間的接合部的強度增大，并且實現(xiàn)了包括具有高可靠性的接合部的電子部件。

附記

1.一種電子設備，包括：

第一電子部件，所述第一電子部件具有第一端子；

第二電子部件，所述第二電子部件具有與所述第一端子相對的第二端子；以及

接合部，所述接合部將所述第一端子與所述第二端子相接合，并且所述接合部包含在所述第一端子和所述第二端子彼此相對的方向上延伸的第一極狀化合物。

2.根據(jù)附記1所述的電子設備，其中，所述接合部包括覆蓋所述第一化合物的部分，所述部分包含第一元素和不同于第一元素的第二元素，所述第一化合物是包含所述第一元素和所述第二元素的金屬間化合物。

3.根據(jù)附記1所述的電子設備，其中，所述接合部包含第一化合物和第二極狀化合物，所述第二極狀化合物在所述第一端子與所述第二端子彼此相對的方向上延伸。

4.根據(jù)附記3所述的電子設備，其中，所述接合部包括覆蓋所述第一化合物和所述第二化合物的部分，所述部分包含第一元素和不同于所述第一元素的第二元素，所述第一化合物和所述第二化合物中的每一個是包含所述第一元素和所述第二元素的金屬間化合物。

5.根據(jù)附記1至4中任意一項所述的電子設備，還包括第一構件，所述第一構件布置在所述第一電子部件上方并且具有第一熱容量。

6.根據(jù)附記5所述的電子設備，其中，所述第一構件與所述第二電子部件分開。

7.根據(jù)附記5所述的電子設備，其中，其上方布置了所述第一構件的所述第一電子部件的熱容量大于所述第二電子部件的熱容量。

8.一種電子設備制造方法，包括：

制備具有第一端子的第一電子部件；

制備具有第二端子的第二電子部件；以及

使所述第一端子與所述第二端子彼此相對并且通過使用接合材料將所述第一端子與所述第二端子接合，

所述通過使用接合材料將所述第一端子與所述第二端子接合包括：

加熱并且熔化所述接合材料；以及

在使所述第一電子部件的溫度高于所述第二電子部件的溫度的狀態(tài)中冷卻并且固化所述接合材料。

9.根據(jù)附記8所述的電子設備制造方法，還包括：在制備了具有所述第一端子的所述第一電子部件之后，在所述第一電子部件上方布置具有第一熱容量的第一構件，其中，所述通過使用接合材料將所述第一端子與所述第二端子接合包括：將其上方布置了所述第一構件的所述第一電子部件的第一端子與所述第二電子部件的第二端子接合。

10.根據(jù)附記9所述的電子設備制造方法，還包括：在通過使用接合材料將所述第一端子與所述第二端子接合之后去除所述第一構件。

11.根據(jù)附記10所述的電子設備制造方法，其中，

所述在所述第一電子部件上方布置所述第一構件包括：通過使用粘合劑將所述第一構件附接至所述第一電子部件；以及

所述去除所述第一構件包括：減弱所述粘合劑的附接力并且從所述第一電子部件去除所述第一構件。

12.根據(jù)附記8所述的電子設備制造方法，其中，所述冷卻并且固化所述接合材料包括：選擇性地冷卻所述第一電子部件和所述第二電子部件中的所述第二電子部件，從而使所述第一電子部件的溫度高于所述第二電子部件的溫度。

13.根據(jù)附記8所述的電子設備制造方法，其中，所述冷卻并且固化所述接合材料包括：選擇性地加熱所述第一電子部件和所述第二電子部件中的所述第一電子部件，從而使所述第一電子部件的溫度高于所述第二電子部件的溫度。

14.一種用于制造電子設備的設備，所述設備包括：

布置部，在所述布置部中，布置具有第一端子的第一電子部件和具有第二端子的第二電子部件，所述第一端子與所述第二端子彼此相對，接合材料在所述第一端子與所述第二端子之間；

加熱部，所述加熱部位于所述布置部的后面，在所述加熱部中，所述第一端子與所述第二端子之間的接合材料通過加熱熔化，并且所述第一端子與所述第二端子通過熔化的接合材料連接；以及

冷卻部，所述冷卻部位于所述加熱部的后面，在所述冷卻部中，在所述第一端子與所述第二端子之間熔化的接合材料通過冷卻來固化，其中，所述冷卻部包括：

第一溫度控制器，所述第一溫度控制器控制所述冷卻部中的氣氛的溫度；以及

第二溫度控制器，所述第二溫度控制器能夠選擇性地控制所述第一電子部件和所述第二電子部件中的一個的溫度。