用于焊接电子元件的方法和电子元件的焊接结构技术

在焊接电子元件中，出于在回流时引导熔化焊料的目的，将金属粉末（８）混合到所采用的焊剂中以夹置于凸点和电极之间。金属粉末（８）具有包括金属的核心部分（８ａ）和金属的表面部分（８ｂ）的片状或枝状形状，该金属的核心部分（８ａ）在高于构成焊料凸点的焊料的液相温度的温度下熔化，且该金属的表面部分（８ｂ）对于熔化焊料具有良好的润湿性且将固相溶解于熔化的核心部分（８ａ）内。通过回流在加热时，为被吸收到焊料部分内的焊剂中残留的金属粉末被熔化，并固化成基本上球形的金属粒子（１８）。因此在回流之后，该金属粉末不残留在焊剂残余物内处于迁移可能发生的状态，由此组合了焊料连接性和绝缘的保证。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于焊接电子元件在基板上的方法以及电子元件的焊接结构。
技术介绍
传统上广泛地采用焊接，作为将电子元件安装在基板上的方法。焊接的 方式包括各种技术，例如，通过焊接形成金属凸点作为形成于该电子元件上 的连接电极的方法，以及在基板的电极表面上形成焊料层的"焊料预涂覆(solder-precoating)"方法。近年来，乂人环境保护的角度考虑，在上述焊才妄 中，含有最少数量的有害的铅的"无铅焊料"已经被采用。无铅焊料在成分上与常规采用的铅系列焊料大不相同。因此，对于焊接 工艺中采用的焊剂(flux),不可以照搬使用传统上通常使用的焊剂。具体而 言，常规焊剂具有不充分的活化(activating)操作，使得焊料表面上氧化膜 的移除不充分。因此，难以保证良好的焊料润湿性。对于具有不良焊料润湿 性的这种焊料，具有如下成分的焊剂已经被提出，其中该成分中混合了具有 出色焊料润湿性的金属例如银的金属粉末(例如，见JP-A隱2000匿31210)。通 过使用这种焊剂，在回流工艺中熔化的焊料可以沿焊剂内金属粉末的表面被 润湿延展，使得熔化的焊料可以被牵引至为连接目标的电极。然而，在上述专利文献中披露的焊剂中，视具体情况而定，根据金属粉 末的含量会导致下述不便。近年来的主流是一种在焊接之后不实施用于消除 焊剂成分的清洗的无清洗技术。因此，在回流之后，焊剂成分残留下来作为 残余物沉积在焊接部分周围。因此，焊剂中包含的金属粉末也残留在焊接部 分周围。此时，如果大量金属粉末残留，则可能发生由于迁移引起的不良绝缘。 这种情况下，如果金属粉末的含量减少以防止该不良绝缘，则在回流工艺中 通过金属粉末的该熔化焊料的牵引效果降低。结果，焊料连接性恶化。具体 而言，在通过将封装元件与封装在树脂基板内的半导体元件堆叠来制造半导体装置的焊接中，在电极和待焊接的凸点之间由于树脂基板的翘曲而可能产 生间隙。结果，非常频繁地发生由于焊料润湿性引起的不良连接。如上所述， 使用包含金属粉末的焊剂的常规焊接方法存在的问题为，难以组合维持焊料 连接性和保证绝缘。
技术实现思路
鉴于上述情形，本专利技术的目的是提供一种可以组合焊料连接性的维护和 绝缘的保证的焊接电子元件的方法，以及该电子元件的焊接结构。本专利技术的 一 个方面提供了一种用于将电子元件焊接在基板上使得形成 于与该基板电极对准的该电子元件上的焊料凸点被加热且由此熔化的该焊料凸点被焊接在该电极上的方法，该方法包括步骤将该电子元件的该焊料 凸点与该基板的电极对准，焊剂夹置于该焊料凸点和该电极之间，该焊剂包 含金属粉末，该金属粉末具有包括金属的核心部分(core segment)和金属 的表面部分(surface segment)的片状或枝状，该金属的核心部分在比构成 该焊料凸点的焊料的液相温度高的温度熔化，该金属的表面部分对于该熔化 的焊料具有良好的润湿性且将固相溶解在该熔化的核心部分内；加热该电子 元件和该基板以熔化该坪料凸点，使得该熔化的焊料被润湿且沿该金属粉末 的表面延展而达到该电极；进一步继续加热，使得残留的不接触该熔化焊料 的该金属粉末熔化成基本上球形；以及，随后冷却该基板和该电子元件，使 得该熔化的金属粉末和该焊料固化。本专利技术的另 一方面提供了 一种用于将电子元件焊接在基板上使得形成 于与该基板电极对准的该电子元件上的焊料凸点被加热且由此熔化的该焊 料凸点被焊接在该电极上的方法，该方法包括步骤将该电子元件的该焊料 凸点与该基板的电极对准，热固性树脂夹置于该焊料凸点和该电极之间，该 热固性树脂包含金属粉末，该金属粉末具有包括金属的核心部分和金属的表 面部分的片状或枝状，该金属的核心部分在比构成该焊料凸点的焊料的液相 温度高的温度熔化，该金属的表面部分对于该熔化的焊料具有良好的润湿性 且将固相;容解在该熔化的核心部分内；加热该电子元件和该基^反以熔化该焊 料凸点，使得该熔化的焊料被润湿且沿该金属粉末的表面延展而达到该电 极；进一步继续加热，使得残留的不接触该熔化焊料的该金属粉末熔化成基 本上球形；通过该加热促进该热固性树脂的硬化反应；以及，随后冷却该基板和该电子元件，使得该熔化的金属粉末和该焊料固化。本专利技术的另 一方面提供了 一种通过该焊接方法而焊接在基板上的电子 元件的焊接结构，包括具有用于连接该电子元件和该电极的焊料部分，以及 残留在该焊料部分的表面上及该基板的表面上的焊剂残余物，其中由于未接 触该熔化焊料的该金属粉末被熔化成球形而产生的金属粒子被包含在该焊 剂残余物内。本专利技术的另 一方面提供了 一种通过该焊接方法而焊接在基板上的电子 元件的焊接结构，包括具有用于连接该凸点和该基板的电极的焊料部分，以 及用于强化该焊料部分和该电极之间的连接部分的树脂部分，其中由于未接 触该熔化焊料的该金属粉末被熔化成基本上球形而产生的金属粉末被包含 在该杉t脂部分内。根据本专利技术，出于在回流时牵引熔化焊料的目的而混合的该金属粉末具 有包括金属的核心部分和金属的表面部分的片状或枝状，该金属的核心部分 在比构成该焊料凸点的焊料的液相温度高的温度熔化，该金属的表面部分对 于该熔化的焊料具有良好的润湿性且将固相溶解在该熔化的核心部分内。因 此，残留的金属粉末在回流时被熔化成其基本上球形的状态，该状态难以产 生迁移。因此，焊料连接性和绝缘保证均可以被组合。附图说明图1A至1C为用于解释根据本专利技术第一实施例的电子元件安装工艺的视图。图2A至2C为用于解释根据本专利技术第一实施例的电子元件安装工艺的视图。图3A和3B为用于解释根据本专利技术第一实施例的用于焊接电子元件的 方法中釆用的焊剂的形状和成分的视图。图4A至4C为用于解释根据第一实施例的用于焊接电子元件的方法中 焊料连接工艺的视图。图5A至5C为根据本专利技术第一实施例的用于焊接电子元件的方法中采 用的焊剂中包含的金属粉末的剖面图。图6为根据本专利技术第一实施例的电子元件的焊接结构的剖面图。图7A至7C为用于解释根据本专利技术第一实施例的电子元件的安装中为 焊料连接供应浆料(paste)的方法的视图。图8为根据本专利技术第二实施例的电子元件的焊接结构的剖面图。具体实施方式 实施例1图1A至1C和图2A至2C为用于解释4艮据本专利技术第一实施例的用于焊 接电子元件的方法的工艺的视图。图3A和3B为用于解释根据本专利技术第一4A至4C为用于解释根据第 一 实施例的用于焊接电子元件的方法中焊料连接 工艺的视图。图5A至5C为根据本专利技术第一实施例的用于焊接电子元件的 方法中釆用的焊剂中包含的金属粉末的剖面图。图6为根据本专利技术第一实施 例的电子元件的焊接结构的剖面图。图7A至7C为用于解释根据本专利技术第首先，将参考图1A至1C和2A至2C来解释用于焊接电子元件的方法。 在用于焊接电子元件的该方法中，形成于与基板电极对准的电子元件上的焊 料凸点被力口热，且由此熔化的该焊料凸点被焊料连接到该电极。通过这种焊 接方法，电子元件安装在该基板上。在图1A中，电极2形成于基板1的上表面上。电子元件4具有下述结 构，其中元件电极4b形成于树脂基板4a的下表面上且元件安装部分5形成 于上表面上，焊料凸点6 (下文中简称为凸点6)形成于元件电极4b上。通 过将精细颗粒状焊料球焊料连接到元件电极4b来形成凸点6。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于焊接电子元件在基板上使得形成于与该基板的电极对准的该电子元件上的焊料凸点被加热且由此熔化的该焊料凸点被焊接在该电极上的方法，包括步骤：将所述电子元件的该焊料凸点与该基板的电极对准，焊剂夹置于该焊料凸点和该电极之间，该焊剂包含 金属粉末，该金属粉末具有包括金属的核心部分和金属的表面部分的片状或枝状，该金属的核心部分在比构成所述焊料凸点的焊料的液相温度高的温度熔化，该金属的表面部分对于所述熔化的焊料具有良好的润湿性且将固相溶解在所述熔化的核心部分内；加热所述 电子元件和所述基板以熔化所述焊料凸点，使得该熔化的焊料被润湿且沿该金属粉末的表面延展而达到该电极；进一步继续加热，使得残留的不接触所述熔化焊料的该金属粉末熔化成基本上球形；以及随后冷却所述基板和所述电子元件，使得该熔化的金属 粉末和所述焊料固化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：境忠彦，前田宪，大园满，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]