使用富含铋的焊料的电子组合件制造技术

一些形式涉及电子组合件，包含第一衬底，所述第一衬底具有安装在第一衬底的铜衬垫。电子组合件进一步包含第二衬底，所述第二衬底包含安装在第二衬底上的铜重分布层。电子组合件进一步包含富含铋的焊料，所述富含铋的焊料包含10‑40 w.t.%的锡。富含铋的焊料与铜衬垫和铜重分布层电接合。在一些形式中，铜重分布层是另一铜衬垫。第一衬底可包含存储器管芯以及第二衬底可包含逻辑管芯。在其它形式中，第一和第二衬底可以是各种不同的电子组件的部分。与第一和第二衬底关联的电子组件的类型将部分地取决于在其中电子组合件（连同其它因素一道）被利用的应用。

Electronic assembly using bismuth rich solder

Some forms involve an electronic assembly, including a first substrate, and the first substrate has a copper pad mounted on the first substrate. The electronic assembly further comprises a second substrate, and the second substrate comprises a copper redistribution layer mounted on the second substrate. The electronic assembly further contains bismuth rich solder, which contains 10 40 w.t.% tin. Bismuth rich solder is electrically bonded to copper pad and copper redistribution layer. In some forms, the copper redistribution layer is another copper liner. The first substrate may include a memory core and the second substrate may include a logic core. In other forms, the first and second substrates can be part of a variety of electronic components. The type of electronic components associated with the first and second substrates will depend in part on the applications in which electronic assemblies (together with other factors) are utilized.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用富含铋的焊料的电子组合件
技术介绍
焊点典型地包含一个衬底上的镍凸起和另一衬底上的铜衬垫的顶部上的电镀的阻挡层。电镀的阻挡层通常用于保护铜衬垫。在跨越铜衬垫的阻挡层中典型地缺乏均匀性。这种均匀性的缺乏消极地影响阻挡层的有效性。这些阻挡层也通常要求不需要的额外的处理步骤和增加的成本。此外，阻挡层在创建适当的焊点中可不是特别有效的。在焊点的形成期间，铜衬垫经常被完全消耗。如果在焊点的形成期间消耗太多铜衬垫，则焊点可形成不可靠的电连接。附图说明图1是在电子组件装配到一起之前的电子组合件中的电子组件的示意性侧视图。图2示出在电子组件装配到一起以形成电子组合件之后的图1的电子组合件。图3是在电子组件装配到一起之前的示例电子组合件中的电子组件的示意性侧视图。图4是在电子组件装配到一起之前的另一示例电子组合件中的电子组件的示意性侧视图。图5示出在电子组件装配到一起以形成电子组合件之后的图3或4的示例电子组合件。图6是图示制作电子组合件的示例方法的流程图。图7是电子装置的框图，所述电子装置包含本文描述的电子组合件和/或方法。具体实施方式以下描述和附图充分地图示具体的实施例以使本领域技术人员能够实践它们。其它实施例可包含结构、逻辑、电、工艺以及其它改变。一些实施例的部分和特征可包含在其它实施例的那些部分和特征中或替代它们。权利要求中阐述的实施例包含那些权利要求的所有可用的等同物。如在本应用中使用的定向术语（诸如“水平”）关于与晶片或衬底的常规平面或表面平行的平面来定义，而不管晶片或衬底的定向。术语“垂直”指的是与如上面定义的水平正交的方向。诸如“在……上”、“侧”（如在“侧壁”中）、“更高”、“更低”、“在……上方”以及“在……下面”的介词关于在晶片或衬底的顶部表面上的常规平面或表面来定义，而不管晶片或衬底的定向。本文描述的电子组合件和方法使用富含铋的焊料以形成具有最优化的锡含量的焊点。在焊点内最优化锡含量可解决在装配工艺期间由铜重分布层到金属间化合物的完全转换导致的重分布层铜衬垫打开问题。在常规电子组合件和方法中的铜重分布层的这种完全转换是有问题的，因为理想的是将铜迹线的厚度最小化。在常规工艺中，在在通常使用的装配工艺期间发生的多个回流期间，可以迅速消耗薄的铜迹线。尤其当使用常规焊料时，这些多个回流可以导致形成为打开的焊点。图1是在电子组件1、2装配到一起之前的常规电子组合件10中的电子组件1、2的示意性侧视图。图2示出在电子组件1、2装配到一起以形成电子组合件10之后的图1的电子组合件10。焊点包含一个衬底4上的镍凸起3并且进一步包含另一衬底7上的铜衬垫6的顶部上的电镀的阻挡层5。电镀的阻挡层5通常用于保护铜衬垫6。电子组合件10中的焊点遭受若干缺点的影响。一个缺点涉及在阻挡层5内维持质量。另一缺点涉及跨越铜衬垫6的阻挡层5中均匀性的缺乏。这种均匀性的缺乏消极地影响阻挡层5的有效性。电子组合件10和关联的制作工艺包含不需要的额外的处理步骤和增加的成本。这些不需要的额外的处理步骤和增加的成本最通常与将阻挡层5镀在铜衬垫6上关联。此外，阻挡层5在创建适当的焊点中可不是特别有效的。最主导的顾虑涉及在焊点的形成期间铜衬垫6（或连接到铜衬垫6的导电迹线）被完全消耗。如果在焊点的形成期间消耗太多铜衬垫6，则焊点可形成不可靠的电连接。本文所描述的电子组合件和方法利用仅提供用于与铜衬垫反应的限量的锡的富含铋的焊点。因为焊点包含适量的锡，所以焊点被最优化以在不使用任何阻挡层的情况下而消除铜重分布层消耗问题。本文所描述的电子组合件和方法是对于典型地要求阻挡层来保护铜重分布层的常规途径的改进。图3是在电子组件装配到一起之前的示例电子组合件30中的电子组件的示意性侧视图。图4是图3中所示的电子组件的示意性侧视图，其中在电子组件装配到一起之前，富含铋的焊料包含共晶的锡-铋焊料。图5示出在电子组件装配到一起以形成电子组合件30之后的图3或4的示例电子组合件30。如图3和5所示，电子组合件30包含第一衬底31，所述第一衬底31具有安装在第一衬底31的铜衬垫32。电子组合件进一步包含第二衬底33，所述第二衬底33包含安装在第二衬底33上的铜重分布层34。电子组合件进一步包含富含铋的焊料35，所述富含铋的焊料35包含10-40w.t.%的锡。富含铋的焊料35与铜衬垫32和铜重分布层34电接合。作为一个示例，富含铋的焊料35可包含10-40w.t.%的锡，并且富含铋的焊料35的剩余部分为铋。作为另一示例，富含铋的焊料35可包含10-40w.t.%的锡，并且富含铋的焊料35的大部分（即大于50w.t.%）可为铋。作为另一示例，富含铋的焊料35可包含10-40w.t.%的锡以及60-90w.t.%的铋。应注意的是富含铋的焊料35可具有170和260摄氏度之间的回流温度。更具体地，富含铋的焊料35可具有180和220摄氏度之间的回流温度。在一些形式中，铜重分布层34是另一铜衬垫。应注意的是，取决于在其中电子组合件要被使用的应用以及用于制作电子组合件30的制造工艺，铜重分布层34可采用各种形式并且可以是各种不同的材料。作为示例，第一衬底31可包含存储器管芯以及第二衬底33可包含逻辑管芯。其它形式中，第一和第二衬底31、33可以是各种不同的电子组件的部分。与第一和第二衬底31、33关联的电子组件的类型将部分地取决于在其中电子组合件30（连同其它因素一道）被利用的应用。如图4所示，富含铋的焊料35可包含接合铜重分布层34的共晶的锡-铋焊料36。作为示例，即使预期将共晶的锡-铋焊料36附接到富含铋的焊料35的其它形式，共晶的锡-铋焊料36可被电镀到富含铋的焊料35。在一些形式中，在将第一衬底31附接到第二衬底33之前，共晶的锡-铋焊料36为1-3微米厚。此外，在将第一衬底31附接到第二衬底33之前，富含铋的焊料35可具有10-15微米的z高度。可向富含铋的焊料35添加共晶的富含铋的焊料36以改进富含铋的焊料的可湿性。改进富含铋的焊料35的可湿性可改进焊点的形成。图3-5示出电子组合件30可进一步包含第二衬底33上的钝化层37。钝化层37可包含开口38使得铜重分布层34通过开口38暴露。应注意的是，在制造工艺期间，只有锡将与铜重分布层34反应。铋将不与铜重分布层34反应。最优化锡的量以便在回流操作期间，铜重分布层34将不被完全消耗。图6是图示制作电子组合件的示例方法[600]的流程图。方法[600]包含[610]使用包含10-40w.t.%的锡的富含铋的焊料35，将第一衬底31上的铜衬垫32附接到第二衬底33上的铜重分布层34。富含铋的焊料35与铜衬垫32和铜重分布层34电接合（见图5）。将第一衬底上的铜衬垫32附接到第二衬底33上的铜重分布层34可包含将逻辑管芯附接到存储器管芯。第一和第二衬底31、33可以是其它类型的电子组件的部分。在方法[600]中使用的电子组件的类型将部分地取决于在其中要使用电子组合件30的应用。方法[600]可进一步包含[620]在将第一衬底31附接到第二衬底33之前，将共晶的锡-铋焊料36（见图4）电镀到富含铋的焊料35。共晶的锡-铋焊料36可采用现在已知或在未来发现的任何方式来附接到富含铋的焊料35。共晶的锡-铋焊料36本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子组合件，包括：第一衬底，其中铜衬垫安装在所述第一衬底；第二衬底，包含安装在所述第二衬底上的铜重分布层；以及富含铋的焊料，包含10‑40 w.t. %的锡，所述富含铋的焊料与所述铜衬垫和所述铜重分布层电接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电子组合件，包括：第一衬底，其中铜衬垫安装在所述第一衬底；第二衬底，包含安装在所述第二衬底上的铜重分布层；以及富含铋的焊料，包含10-40w.t.%的锡，所述富含铋的焊料与所述铜衬垫和所述铜重分布层电接合。2.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述铜重分布层是另一铜衬垫。3.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述第一衬底包含存储器管芯。4.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述第二衬底包含逻辑管芯。5.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述富含铋的焊料包含接合所述铜重分布层的共晶的锡-铋焊料。6.如权利要求5所述的电子组合件，其中所述共晶的锡-铋焊料被电镀到所述富含铋的焊料。7.如权利要求5所述的电子组合件，其中在将所述第一衬底附接到所述第二衬底之前，所述共晶的锡-铋焊料为1-3微米厚。8.如权利要求5所述的电子组合件，其中在将所述第一衬底附接到所述第二衬底之前，所述富含铋的焊料具有10-15微米的z高度。9.如权利要求1所述的电子组合件，进一步包括所述铜重分布层上的钝化层。10.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述钝化层包含开口使得所述铜重分布层通过所述开口暴露。11.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述富含铋的焊料包含10-40w.t.%的锡，以及所述富含铋的焊料的剩余部分为铋。12.如权利要求1所述的电子组合件，其中所述富含铋的焊料包含10-40w.t.%的锡，以及所述富含铋的焊料的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丕林，PK穆图尔斯里纳，D戈亚尔，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US