金属接合体、半导体装置、波导管及被接合构件的接合方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供通过大气中的固相接合而接合、不发生接合材料的熔融所引起的溢出、因此能够提高尺寸稳定性的金属接合体。金属接合体(100)通过(A)使在作为被接合构件的Al基材(1)上依次层叠Zn膜(2)和Ag膜(3)的2个金属层叠体(10)的Ag膜(3)彼此对置，(B)使Ag膜(3)彼此接触，然后(C)一边加压一边进行加热，使Ag膜(3)彼此密合，进行固相接合而形成。完成的金属接合体(100)是在Ag

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属接合体、半导体装置、波导管及被接合构件的接合方法


[0001]本公开涉及金属接合体、半导体装置、波导管及被接合构件的接合方法。

技术介绍

[0002]以往，在半导体装置及波导管等工业制品中的金属构件彼此的接合中，广泛使用焊接。然而，在伴随着制品的高温工作化而使用高熔点的焊料的情况下，需要在还原气氛下进行接合。因此，存在如下技术：通过使用包含Zn(锌)的嵌入材料进行加压及加热而生成由共晶反应所产生的熔融物，在大气中将金属构件彼此接合(例如参照专利文献1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2013
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176782号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的课题
[0007]然而，在使用嵌入材料的接合中，由于生成由共晶反应所产生的熔融物而进行接合，因此存在需要考虑熔融物的溢出来调整被接合物的尺寸的课题。
[0008]本公开是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到能够不熔融接合材料地进行接合的金属接合体。
[0009]用于解决课题的手段
[0010]本公开涉及的金属接合体具备：Ag
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Zn
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Al合金层、和设置于Ag
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Zn
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Al合金层的两面的Al
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Ag合金层。
[0011]专利技术的效果
[0012]就本公开涉及的金属接合体而言，通过固相接合而被接合，不产生因接合材料的熔融而导致的溢出，因此具有能够提高尺寸稳定性的效果。
附图说明
[0013]图1是表示实施方式1的金属接合体的剖视图。
[0014]图2是用于说明实施方式1的被接合构件的接合方法的剖视图。
[0015]图3是表示实施方式2的半导体装置的剖视图。
[0016]图4是用于说明作为实施方式2的半导体装置的制造工序的一部分的金属基底与布线基板的接合方法的剖视图。
[0017]图5是用于说明作为实施方式2的半导体装置的制造工序的一部分的半导体元件与布线基板的接合方法的剖视图。
[0018]图6是用于说明实施方式3的波导管的立体图。
[0019]图7是表示实施方式3的波导管的剖视图。
[0020]图8是用于说明实施方式3的波导管的制造方法的剖视图。
[0021]图9是表示实施方式3的波导管的变形例的剖视图。
[0022]图10是用于说明实施方式3的波导管的变形例的制造方法的剖视图。
[0023]图11是对于实施例的金属接合体、表示相对于Al
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Ag合金层中的Ag含有率的接合强度的坐标图。
[0024]图12是对于实施例的金属接合体、表示相对于Ag
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Zn
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Al合金层中的Zn含有率的接合强度的坐标图。
[0025]图13是对于实施例的金属接合体、表示相对于Ag
‑
Zn
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Al合金层中的Al含有率的接合强度的坐标图。
具体实施方式
[0026]以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。予以说明，在以下的附图中，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
[0027]实施方式1.
[0028]对于实施方式1的金属接合体及被接合构件的接合方法，使用图1及图2来进行说明。图1是表示本实施方式的金属接合体100的剖视图。另外，图2是用于说明金属接合体100的制造方法的剖视图。
[0029]首先，对于金属接合体100的构成，使用图1来简单地进行说明。予以说明，对于金属接合体100的详细情况，在被接合构件的接合方法的说明中将后述。
[0030]就金属接合体100而言，如图1中所示，设置在作为2个被接合构件的Al基材1彼此之间，是将Al基材1彼此接合的部分，是在Ag
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Zn
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Al合金层5的两面设置Al
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Ag合金层4而层叠的部分。即，在此，为了作为2个被接合构件的Al基材1间的接合，设置有由Al
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Ag合金层4/Ag
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Zn
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Al合金层5/Al
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Ag合金层4构成的金属接合体100，作为层叠体整体的构成，成为Al基材1/Al
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Ag合金层4/Ag
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Zn
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Al合金层5/Al
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Ag合金层4/Al基材1。
[0031]其次，对于作为被接合构件的Al基材1的接合方法，使用图2来进行说明。
[0032]作为金属接合体100的制造方法，首先，如图2(A)中所示，在作为被接合构件的Al基材1(Al层)上形成作为Zn层的Zn膜2，在接合于Zn膜2的Al基材1上的第一面2a的相反侧的第二面2b上形成作为Ag层的Ag膜3，由此制作2个金属层叠体10。即，金属层叠体10成为依次层叠有Al基材1/Zn膜2/Ag膜3的构成。
[0033]在此，Al基材1是以Al(铝)作为主成分的Al合金构件。应予说明，就Al基材1而言，只要以Al作为主成分，则不限于Al合金构件，例如可以是以Al作为主成分且剩余部分含有杂质的构件，也可以是仅由Al构成的构件。Al基材1优选含有99原子％以上的作为主成分的Al，进一步优选Al为100原子％。
[0034]另外，Zn膜2是以Zn(锌)作为主成分的薄膜状的层，Ag膜3是以Ag(银)作为主成分的薄膜状的层。Zn膜2及Ag膜3优选分别含有99原子％以上的作为主成分的Zn或Ag，进一步优选Zn或Ag为100原子％。就Zn膜2及Ag膜3而言，即使剩余部分含有杂质也没有问题。
[0035]应予说明，在此以Al层由作为被接合构件的Al基材1所构成的情况为例进行说明，但不限于此，作为Al层，也可以代替Al基材1而形成为在作为另外的构件的被接合构件上设置为薄膜状的Al膜。即，被接合构件也可以是Al基材或另外的构件。在被接合构件为Al基材的情况下，Al基材为Al层，在被接合构件为另外的构件的情况下，形成于被接合构件上的Al
膜为Al层。
[0036]另外，对于Al层，在如本实施方式的Al基材1那样作为1个构件而设置的情况下或在另外的构件上以薄膜状设置Al膜的情况中的任一种情况下，关于其厚度，都没有特别限定。另一方面，就Zn膜2而言，为了确保稳定的密合性，从形成基于充分的原子扩散的合金的观点考虑，优选形成为0.1μm以上且2μm以下。另外，就Ag膜3而言，从除了充分的原子扩散所引起的接合强度的提高以外、还更均匀地成膜的观点考虑，优选形成为0.1μm以上且50μm以下。
[0037]对Zn膜2及Ag膜3的成膜的手法没有特别限定，例如，除了电镀或非电解镀敷以外，还能够通过物理蒸镀(Physical Vapor Deposition/PVD)、化学蒸镀(Chemical本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种金属接合体，具备：Ag
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Zn
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Al合金层；和Al
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Ag合金层，其设置在所述Ag
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Zn
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Al合金层的两面。2.根据权利要求1所述的金属接合体，其特征在于，所述Ag
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Zn
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Al合金层含有1原子％以上且10原子％以下的Al、含有1原子％以上且40原子％以下的Zn。3.根据权利要求2所述的金属接合体，其特征在于，所述Al
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Ag合金层含有1原子％以上且10原子％以下的Ag。4.一种半导体装置，具备：金属基底；布线基板，其接合在所述金属基底上；和半导体元件，其接合在所述布线基板的与所述金属基底接合的面的相反侧的面上，其特征在于，在所述金属基底与所述布线基板之间以及所述布线基板与所述半导体元件之间中的至少任一者设置有权利要求1至3中任一项所述的金属接合体。5.一种波导管，是在内部具有空洞的筒状的波导管，其特征在于，所述波导管的一部分的侧壁通过权利要求1至3中任一项所述的金属接合体来接合。6.根据权利要求5所述的波导管，其特征在于，所述波导管...

【专利技术属性】
技术研发人员：井岛乔志，山崎浩次，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：