了第一接合部150的連接的可靠性。Cu電極121上的阻擋金屬膜125可以抑制連接介質(zhì)161的擴(kuò)散到Cu電極121中并且提高了第二接合部160的連接的可靠性。在下面描述的用于制造根據(jù)第二實施方案的電裝置的方法中，為了簡潔的目的在附圖中省略了在Cu電極111和Cu電極121上的阻擋金屬膜。
[0105]通過化學(xué)鍍方法或通過電鍍方法利用阻擋金屬膜作為籽晶層，在Cu電極111上形成由熔點為138°C的Sn-58Bi合金構(gòu)成的用于一次安裝151的連接介質(zhì)。在用于一次安裝151的連接介質(zhì)是通過電鍍方法形成的情況下，在形成用于一次安裝151的連接介質(zhì)之后去除軒晶層。
[0106]如圖15所示，當(dāng)在圖13中的半導(dǎo)體器件101被倒裝芯片接合器(未示出)保持時，半導(dǎo)體器件101的電極102和插入件110的電極111被合適地放置。然后向插入件110施加助焊劑136以將半導(dǎo)體器件101臨時地附接至插入件110。
[0107]如圖16所示，然后在溫度不小于Sn_58Bi合金的熔點(138°C )的溫度(例如在160°C至180°C范圍內(nèi))下對由Sn-58Bi合金構(gòu)成的用于一次安裝151的連接介質(zhì)進(jìn)行回流以將半導(dǎo)體器件101接合至插入件110。在將半導(dǎo)體器件101和插入件110接合在一起之后，以與在第一實施方案中的方式相同的方式去除助焊劑136，并且向半導(dǎo)體器件101與插入件I1之間澆注底部填料130。在半導(dǎo)體器件101與插入件110之間的底部填料130增加了其間的接合強(qiáng)度并且提高了電裝置100的連接的可靠性。因而，完成了一次安裝。
[0108]如圖17所示，利用光學(xué)粘合劑(未示出)將光學(xué)部件170接合至半導(dǎo)體器件110。通過紫外輻射使光學(xué)粘合劑固化來將光學(xué)部件170接合至半導(dǎo)體器件110。
[0109]如圖18所示，通過化學(xué)鍍方法在電路板120的表面上形成主要由Cu構(gòu)成的Cu電極131。如在第一實施方案中在半導(dǎo)體器件11上的Cu電極12中一樣，可以形成阻擋金屬膜。在Cu電極131上的阻擋金屬膜135可以抑制連接介質(zhì)161的擴(kuò)散到Cu電極131中并且提高了第二接合部160的連接的可靠性。在下面描述的用于制造根據(jù)第二實施方案的電裝置的方法中，為了簡潔的目的在附圖中省略了在Cu電極131上的阻擋金屬膜。
[0110]在Cu電極131上沉積由In-Sn-Ag構(gòu)成并且厚度在約10 μπι至15 μπι范圍內(nèi)的用于二次安裝161的連接介質(zhì)。由In-Sn-Ag構(gòu)成的用于二次安裝161的連接介質(zhì)優(yōu)選包含不小于43重量％并且不大于60重量％的In以及不大于3重量％的Ag。在用于二次安裝161的連接介質(zhì)由含有不小于43重量％并且不大于60重量％的In以及不大于3重量％的Ag的In-Sn-Ag構(gòu)成的情況下，回流之后連接介質(zhì)161可以包含與Ag2In相比較多的AgIn2,并且在圖12Α中的電裝置100的第二接合部160具有高的強(qiáng)度和延展性。
[0111]如圖19所示，在附圖17中的其中半導(dǎo)體器件101和插入件110接合在一起的結(jié)構(gòu)99被倒裝芯片接合器(未示出)保持時，結(jié)構(gòu)99的電極121和電路板120的電極131被合適地放置。然后向電路板120施加助焊劑141以將結(jié)構(gòu)99臨時地附接至電路板120。
[0112]如圖20所示，然后在溫度不小于用于二次安裝161的連接介質(zhì)的熔點(113°C)的溫度(例如在115°C至130°C范圍內(nèi))下對由包含不小于43重量％并且不大于60重量％的In以及不大于3重量％的Ag的In-Sn-Ag合金構(gòu)成的用于二次安裝161的連接介質(zhì)進(jìn)行回流以將結(jié)構(gòu)99接合至電路板120。用于二次安裝161的連接介質(zhì)的熔融溫度的上限溫度低于在一次安裝中使用的用于一次安裝151的連接介質(zhì)的熔點。在一次安裝中使用的用于一次安裝151的連接介質(zhì)的熔點以上，用于一次安裝151的連接介質(zhì)再次熔融，導(dǎo)致錯誤的定位和差的連接的可靠性。
[0113]在通過回流將結(jié)構(gòu)99接合至電路板120之后，在第一實施方案中所描述的冷卻條件下執(zhí)行冷卻。更具體地，例如在用于二次安裝161的連接介質(zhì)的固相線溫度以上的溫度下的平均冷卻速率優(yōu)選地不小于1.(TC /S。用于二次安裝161的連接介質(zhì)的固相線溫度以下的溫度下的平均冷卻速率可以為0.40C /s，其低于用于二次安裝161的連接介質(zhì)的固相線溫度以上的溫度下的平均冷卻速率(小于1.00C /s)。在這樣的冷卻條件下的冷卻致使在圖1lA中示出的電裝置100的第二接合部160的AgIn2^量高于Ag2In含量并且致使了第二接合部160的高的強(qiáng)度和延展性。
[0114]在圖20中所示出的步驟之后，去除助焊劑141并且澆注底部填料140。因而，完成了在圖21中所示出的電裝置100。在插入件110與電路板120之間的底部填料140增加了其間的接合強(qiáng)度并且提高了電裝置100的連接的可靠性。前述是用于制造根據(jù)第二實施方案的電裝置100的方法。
[0115]如上所述，在根據(jù)第二實施方案的電裝置100中，電部件之間的接合部由熔點為約113°C并且Ag2In含量低于AgIn2含量的In-Sn-Ag合金構(gòu)成。因此，可以通過在低的溫度下進(jìn)行回流來將電部件接合在一起。這降低了電部件的翹曲，并且即使在沖擊或應(yīng)力下接合部也具有高的延展性和強(qiáng)度。因而，接合部無缺陷(例如，裂紋)，并且電裝置具有高的連接的可靠性。此外，例如在包括具有低的耐熱性的部件(例如光學(xué)部件)的電部件是分階段接合的情況下，可以制造具有高的連接可靠性的電裝置而不會熱影響光學(xué)部件和電部件。
[0116]本文所討論的實施方案不限于這些實施方案并且可以在不脫離實施方案的要點的情況下進(jìn)行各種改變。
[0117][附圖標(biāo)記列表]
[0118] I電裝置，11半導(dǎo)體器件，12電極，13 Ni膜，14 Au膜，15阻擋金屬膜，21電極，22電路板，23 Ni膜，24 Au膜，25阻擋金屬膜，31接合部，32連接介質(zhì)，41底部填料，51助焊劑，61倒裝芯片接合器，100電裝置，101半導(dǎo)體器件，102電極，103 Ni膜，104 Au膜，105阻擋金屬膜，110插入件，111電極，112 Ni膜，113 Au膜，115阻擋金屬膜，120電路板，121電極，122 Ni膜，123 Au膜，125阻擋金屬膜，130底部填料，131電極，132 Ni膜，133 Au膜，135阻擋金屬膜，136助焊劑，140底部填料，141助焊劑，150第一接合部，151用于一次安裝的連接介質(zhì)，160第二接合部，161用于二次安裝的連接介質(zhì)，170光學(xué)部件。
【主權(quán)項】
1.一種電裝置，包括: 第一電部件； 第二電部件；以及 連接所述第一電部件與所述第二電部件的In-Sn-Ag合金，所述In-Sn-Ag合金包含AgIn2和 Ag 2In，Ag2In 含量低于 AgIn2含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，還包括: 設(shè)置在所述第一電部件處的第一電極；以及 設(shè)置在所述第二電部件處的第二電極，所述In-Sn-Ag合金連接所述第一電極與所述第二電極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述In-Sn-Ag合金包含不小于43重量％并且不大于60重量％的In。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述In-Sn-Ag合金包含不大于3重量％的Ag。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，還包括: 第三電部件；以及 連接所述第二電部件與所述第三電部件的合金，所述合金由與所述In-Sn-Ag合金不同的材料制成。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電裝置，還包括: 設(shè)置在所述第三電部件處的第三電極，所述合金連接所述第二電極與所述第三電極。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電裝置，其中所述材料的熔點高于所述In-Sn-Ag合金的熔點。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述第一電部件為半導(dǎo)體器件，并且所述第二電部件為電路板。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述第一電部件為半導(dǎo)體器件，并且所述第二電部件為封裝基板。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述第一電部件為半導(dǎo)體器件，并且所述第二電部件為插入件。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述第一電部件為封裝基板，并且所述第二電部件為電路板。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電裝置，其中所述第一電部件為插入件，并且所述第二電部件為封裝基板。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電裝置，其中所述第三電部件為電路板。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電裝置，其中所述第三電部件為電路板。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電裝置，其中所述第三電部件為電路板。16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電裝置，其中所述第三電部件為封裝基板。17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電裝置，其中所述第三電部件為封裝基板。18.—種制造電裝置的方法，包括: 經(jīng)由In-Sn-Ag合金連接第一電部件與第二電部件，所述In-Sn-Ag合金包含不小于43重量％并且不大于60重量％的In，所述In-Sn-Ag合金包含不大于3重量％的Ag ； 在不低于所述In-Sn-Ag合金的固相線溫度的溫度下以第一冷卻速率對連接所述第一電部件與所述第二電部件的所述In-Sn-Ag合金進(jìn)行冷卻；以及在不高于所述In-Sn-Ag合金的固相線溫度的溫度下以第二冷卻速率對連接所述第一電部件與所述第二電部件的所述In-Sn-Ag合金進(jìn)行冷卻，所述第二冷卻速率低于所述第一冷卻速率。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造電裝置的方法，其中所述第一冷卻速率不小于1°C/S。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造電裝置的方法，其中所述第二冷卻速率小于1°C/S。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電裝置及其制造方法。電裝置包括：第一電部件、第二電部件、以及連接第一電部件與第二電部件的In-Sn-Ag合金，所述In-Sn-Ag合金包含AgIn2和Ag2In，Ag2In含量低于AgIn2含量。
【IPC分類】C22C30/00, H05K3/34, C22C30/04, C22C28/00, C22C13/00
【公開號】CN105592636
【申請?zhí)枴緾N201510741043
【發(fā)明人】上村泰紀(jì), 清水浩三, 作山誠樹
【申請人】富士通株式會社
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月4日
【公告號】US20160133595