導(dǎo)電鍵合材料、其制造方法以及電子裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種導(dǎo)電鍵合材料、其制造方法以及電子裝置的制造方法，該導(dǎo)電鍵合材料包括焊料成分，該焊料成分包括：具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬的金屬發(fā)泡體，當(dāng)金屬發(fā)泡體在高于第一金屬的熔點(diǎn)的溫度下被加熱時(shí)，孔隙吸收熔化的第一金屬；以及第二金屬，其熔點(diǎn)低于第一金屬的熔點(diǎn)。
【專利說明】導(dǎo)電鍵合材料、其制造方法以及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文討論的實(shí)施例涉及一種導(dǎo)電鍵合(bonding)材料、使用導(dǎo)電鍵合材料制造的電子部件以及包括電子部件的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]包括電路板上的電子元件(例如片式元件或半導(dǎo)體元件)的電子部件有時(shí)被安裝在諸如母板或系統(tǒng)板的大電路板(在下文中，也稱為印刷電路板)上。使用焊膏作為導(dǎo)電鍵合材料將電子部件的元件(例如片式元件)安裝在電路板上。這種安裝稱為第一安裝。第一安裝可以通過回流加熱(第一回流)來執(zhí)行。在首先以此方式將元件(例如片式元件)安裝在電路板上之后，有時(shí)用密封樹脂來密封電子部件除電極和一些元件之外的部分。這種用密封樹脂密封的電子部件有時(shí)稱為“樹脂模塊元件”。
[0003]在電子裝置中，使用焊膏作為導(dǎo)電鍵合材料將這種電子部件安裝在印刷電路板上。此安裝稱為第二安裝。第二安裝可以通過回流加熱(第二回流)來執(zhí)行。
[0004]對樹脂模塊元件的第二回流加熱會(huì)再熔化樹脂模塊元件中的導(dǎo)電鍵合材料。再熔化的導(dǎo)電鍵合材料可以流過電子部件中的狹縫，而引起電極之間短路。該狹縫可以通過由第二回流加熱中熔化的導(dǎo)電鍵合材料的體積膨脹以及所造成的應(yīng)力引起的密封樹脂的破裂或密封樹脂從元件(片式元件)的脫落來形成。
[0005]因此，正在研究減小由第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹以及所造成的應(yīng)力。例如，提出了一種包含發(fā)泡焊料的合成物，該發(fā)泡焊料包含用于IC與外部結(jié)構(gòu)之間的鍵合的第一材料。發(fā)泡焊料的形式可從蜂窩狀發(fā)泡形式和網(wǎng)狀發(fā)泡形式中選擇，發(fā)泡焊料能夠緩解發(fā)泡焊料與發(fā)泡焊料所鍵合至的基板之間的熱應(yīng)力(包括沖擊和動(dòng)態(tài)負(fù)載)。該合成物不被用來安裝樹脂模塊元件。發(fā)泡焊料旨在緩解熱應(yīng)力，并期望即使在第二回流加熱之后(在第二安裝之后)也能保持空心結(jié)構(gòu)。
[0006]因此，需要一種能夠通過第一回流加熱首先在電路板上安裝元件(例如片式元件或半導(dǎo)體元件)且減小由第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的導(dǎo)電鍵合材料。
[0007]以下是參考文獻(xiàn)。
[0008][文獻(xiàn)I]日本特許專利公開第2009-515711號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，一種導(dǎo)電鍵合材料包括焊料成分，包括:第一金屬的金屬發(fā)泡體，具有至少一個(gè)孔隙，當(dāng)金屬發(fā)泡體在高于第一金屬的熔點(diǎn)的溫度下被加熱時(shí)，該孔隙吸收熔化的第一金屬；以及第二金屬，具有低于第一金屬的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過權(quán)利要求書中特別指出的元件和組合來實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0011]應(yīng)理解到前述的一般說明和下面的詳細(xì)說明都是示例性和解釋性的，而不用于限制如權(quán)利要求所要求保護(hù)的本發(fā)明?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1A為具有通過第二回流加熱形成的間隙的電子部件的示意性剖視圖；
[0013]圖1B為電子部件的示意性剖視圖，在該電子部件中熔化的導(dǎo)電鍵合材料進(jìn)入間隙而使電極之間短路；
[0014]圖2A為能夠減小由于包含第一金屬微粒和第二金屬微粒的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(初始狀態(tài))。第一金屬微粒能夠通過第二回流加熱被再熔化；
[0015]圖2B為能夠減小由于包含第一金屬微粒和第二金屬微粒的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(第一回流加熱狀態(tài))。第一金屬微粒能夠通過第二回流加熱被再熔化；
[0016]圖2C為能夠減小由于包含第一金屬微粒和第二金屬微粒的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(第二回流加熱狀態(tài))。第一金屬微粒通過第二回流加熱被再熔化；
[0017]圖3A為能夠減小由于包含涂敷微粒(coated particle)的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(初始狀態(tài))。涂敷微粒的每一個(gè)包括在第一金屬微粒的表面上的第二金屬層。第一金屬微粒能夠通過第二回流加熱被再熔化；
[0018]圖3B為能夠減小由于包含涂敷微粒的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(第一回流加熱狀態(tài))。涂敷微粒的每一個(gè)包括在第一金屬微粒的表面上的第二金屬層。第一金屬微粒能夠通過第二回流加熱被再熔化；
[0019]圖3C為能夠減小由于包含涂敷微粒的導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力的原理的說明圖(第二回流加熱狀態(tài))。涂敷微粒的每一個(gè)包括在第一金屬微粒的表面上的第二金屬層。第一金屬微粒通過第二回流加熱被再熔化；
[0020]圖4A為具有孔隙的第一金屬粉末的照片；
[0021 ] 圖4B為圖4A的片段放大照片；
[0022]圖4C為霧化處理(atomizing treatment)之后的第一金屬微粒的照片；
[0023]圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的流程圖；
[0024]圖6A為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0025]圖6B為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0026]圖6C為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0027]圖6D為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0028]圖6E為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0029]圖6F為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0030]圖6G為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖；
[0031]圖7A為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0032]圖7B為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0033]圖7C為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0034]圖7D為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0035]圖7E為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0036]圖7F為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0037]圖7G為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖；
[0038]圖8A為表示在實(shí)例I中第二安裝之后在電子部件中焊料熔化的發(fā)生率的評(píng)估結(jié)果的照片；
[0039]圖8B為圖8A的片段放大照片；
[0040]圖9A為表示在比較實(shí)例I中第二安裝之后在電子部件中焊料熔化的發(fā)生率的評(píng)估結(jié)果的照片；
[0041 ] 圖9B為圖9A的片段放大照片；
[0042]圖10為具有通過發(fā)泡熔化方法制造的孔隙的第一金屬微粒的照片；以及
[0043]圖11為在這些實(shí)例中制造的導(dǎo)電鍵合材料的測量結(jié)果的表格。
【具體實(shí)施方式】
[0044]導(dǎo)電鍵合材料
[0045]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料包含焊料成分(solder component),并可選擇地包含焊劑成分和其它成分。
[0046]<焊料成分>
[0047]焊料成分包含第一金屬體和第二金屬。
[0048]焊料成分優(yōu)選包含第一金屬的微粒(在下文中，也稱為“第一金屬微?！?和第二金屬的微粒(在下文中，也稱為“第二金屬微?！?。可替代地，焊料成分優(yōu)選包含涂敷微粒，該涂敷微粒是涂覆有第二金屬的第一金屬微粒。
[0049]〈〈第一金屬主體y>
[0050]第一金屬體由第一金屬制成，并具有用于吸收在加熱到高于第一金屬熔點(diǎn)的溫度時(shí)熔化的第一金屬的至少一個(gè)孔隙。第一金屬主體的形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)以及材料沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。第一金屬體可以具有微粒形狀。例如，第一金屬體是球狀、球形或橢圓形。第一金屬體可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
[0051 ] 第一金屬體的材料優(yōu)選是Sn-B1-X合金和Sn-Cu-X合金之一，其中X是Ag、N1、Zn、Pd或In。在這些當(dāng)中，從可焊性方面來說,尤其優(yōu)選Sn-B1-Ag合金和Sn-Cu-Ag合金。
[0052]Sn-B1-Ag合金可以是Sn-58.0B1-1.0Ag合金，其中Sn是主要成分，Bi構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約58.0%，以及Ag構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約1.0%。
[0053]Sn-Cu-Ag合金可以是Sn_0.5Cu_3.0合金,其中Sn是主要成分，Cu構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約0.5%,以及Ag構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約3.0%。
[0054]第一金屬微粒的體積平均(volume-average)微粒尺寸優(yōu)選處于0.5 μ m至50 μ m的范圍，更為優(yōu)選處于10 μ m至40 μ m的范圍。當(dāng)體積平均微粒尺寸小于0.5 μ m時(shí),難以制造具有小直徑的第一金屬微粒，并且第一金屬微粒難以構(gòu)成焊料成分的以質(zhì)量計(jì)的大約30%,可能導(dǎo)致導(dǎo)電鍵合材料對于電路板適用性差。
[0055]體積平均微粒尺寸可以通過激光衍射散射法利用微粒尺寸分布分析儀來確定。
[0056]第一金屬的熔點(diǎn)優(yōu)選是150° C或更大且230° C或更小，更為優(yōu)選處于160° C至220° C的范圍。大于230° C的熔點(diǎn)導(dǎo)致第二回流加熱溫度的提高，這會(huì)使導(dǎo)電鍵合材料再熔化。
[0057]熔點(diǎn)可以通過差示掃描量熱法(DSC)來測量。
[0058]-孔隙-
[0059]在加熱到高于第一金屬的熔點(diǎn)的溫度時(shí)，孔隙吸收熔化的第一金屬。
[0060]孔隙指的是第一金屬微粒內(nèi)的未用空間(vacant space)。孔隙的形狀、尺寸以及結(jié)構(gòu)沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇各種目的?？紫犊梢跃哂卸嗫仔螤?、網(wǎng)狀形狀、蜂窩狀形狀或空心形狀。由第一金屬包圍的兩個(gè)或多個(gè)孔隙可以彼此相通或也可不相通。
[0061]孔隙存在于第一金屬微粒內(nèi)，并且在第一金屬微粒的表面上沒有開口?？紫兜膬?nèi)部優(yōu)選處于減壓(reduced pressure)或真空，以減小由第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹以及所造成的應(yīng)力。
[0062]孔隙的存在可以通過對利用光學(xué)顯微鏡或掃描電子顯微鏡拍攝的第一金屬微粒的截面的照片進(jìn)行圖象分析而被檢測到。
[0063]孔隙可以具有使得能夠緩解由于第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的熱膨脹引起的應(yīng)力的任何體積。因此，孔隙的體積可以被適當(dāng)確定用于各種目的，并且孔隙的體積優(yōu)選為第一金屬微粒的按體積計(jì)的5%至按體積計(jì)的30%,更為優(yōu)選按體積計(jì)的10%至按體積計(jì)的20%。小于按體積計(jì)的5%的孔隙體積會(huì)導(dǎo)致由第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力減小得不充分。大于按體積計(jì)的30%的孔隙體積會(huì)因過高的孔隙的體積百分比而導(dǎo)致第一金屬微粒的強(qiáng)度低。
[0064]孔隙體積可以如下所述來加以確定。首先，在熔化之前測量第一金屬微粒的體積。在熔化之后同樣測量第一金屬微粒的體積。能夠使用以下公式從所測量的體積中計(jì)算第一金屬微粒的孔隙體積。
[0065]孔隙體積(μ m3)=熔化之前的第一金屬微粒的體積-熔化之后的第一金屬微粒的體積
[0066]第一金屬微粒沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)制造或者可以是工業(yè)品。下文將描述與用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法有關(guān)的用于制造第一金屬微粒的方法。[0067]<第二金屬>
[0068]第二金屬具有比第一金屬低的熔點(diǎn)。第二金屬的形狀、結(jié)構(gòu)、以及材料沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。第二金屬可以具有微粒形狀。例如，第二金屬是球狀、球形或橢圓形。第二金屬可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。
[0069]第二金屬可以是Sn-Bi合金或Sn-B1-Y合金,其中Y是Ag、N1、Zn、Pd或In。
[0070]Sn-Bi合金可以是Sn_58.0Bi合金,其中Sn是主要成分，并且Bi構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約 58.0%。Sn-B1-Y 合金可以是 Sn-B1-Ag 合金。Sn-B1-Ag 合金可以是 Sn_57.0B1-1.0Ag合金，其中Sn是主要成分，Bi構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約57.0%，以及Ag構(gòu)成以質(zhì)量計(jì)的大約1.0%。
[0071]第二金屬微粒的體積平均微粒尺寸優(yōu)選為10 μ m或更大，更為優(yōu)選處于ΙΟμπι至60 μ m的范圍,還更為優(yōu)選處于10 μ m至40 μ m的范圍。
[0072]體積平均微粒尺寸可以通過激光衍射散射法利用微粒尺寸分布分析儀來確定。
[0073]第二金屬的熔點(diǎn)低于第一金屬的熔點(diǎn)，并優(yōu)選小于150° C,更為優(yōu)選處于80° C至140° C的范圍。150° C或更大的熔點(diǎn)導(dǎo)致降低第一金屬與第二金屬之間的熔點(diǎn)差，使得低溫鍵合困難。
[0074]熔點(diǎn)可以通過差示掃描量熱法(DSC)來測量。
[0075]第二金屬微?？梢员贿m當(dāng)制造或者可以是工業(yè)品。用于制造第二金屬微粒的方法可以是霧化(atomizing)方法。根據(jù)霧化方法，熔化的第二金屬經(jīng)由噴嘴被噴射，通過與噴霧介質(zhì)(氣體或液體)的高速碰撞而被散射開來，并且合成液滴被冷卻并凝結(jié)成微粒。
[0076]焊料成分優(yōu)選包含第一金屬微粒和第二金屬微粒的混合物。
[0077]第一金屬微粒(A)與第二金屬微粒(B)的質(zhì)量比(A:B)優(yōu)選處于20:80至50:50的范圍，更優(yōu)選處于30:70至50:50的范圍。
[0078]當(dāng)?shù)谝唤饘傥⒘?gòu)成小于以質(zhì)量計(jì)的20%時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致孔隙體積低以及導(dǎo)致不能充分緩解由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的應(yīng)力。當(dāng)?shù)谝唤饘傥⒘?gòu)成大于以質(zhì)量計(jì)的50%時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致低焊接強(qiáng)度。
[0079]焊料成分可以包含涂敷微粒，該涂敷微粒是涂覆有第二金屬的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒。這是優(yōu)選的，這是因?yàn)閷?dǎo)電鍵合材料由涂敷微粒單獨(dú)構(gòu)成。
[0080]涂敷微?？梢员贿m當(dāng)制造或者可以是工業(yè)品。
[0081]涂敷微粒中具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微?？梢耘c第一金屬微粒和第二金屬微粒的混合物中的第一金屬微粒相同。
[0082]第一金屬微粒的平均微粒尺寸優(yōu)選為40 μ m或更小,更為優(yōu)選處于20 μ m至40 μ m
的范圍。
[0083]第二金屬的層的平均厚度優(yōu)選為5μπι或更大，更為優(yōu)選處于5μπι至20μπι的范圍。小于5μπι的平均厚度導(dǎo)致第二金屬的量降低，可能使在150° C或更低溫度的低溫鍵合困難。
[0084]覆蓋第一金屬微粒的每一個(gè)的第二金屬的層可以通過無電解鍍(electro lessplating)來形成。導(dǎo)電鍵合材料的焊料成分含量沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。焊料成分含量優(yōu)選在以質(zhì)量計(jì)的50%至以質(zhì)量計(jì)的95%的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選在以質(zhì)量計(jì)的70%至以質(zhì)量計(jì)的90%的范圍內(nèi)。[0085]<焊劑成分>
[0086]焊劑成分沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。焊劑成分優(yōu)選為環(huán)氧焊劑材料和松香焊劑材料的至少一種。在這些當(dāng)中，尤其優(yōu)選環(huán)氧焊劑材料，這是因?yàn)橛不沫h(huán)氧樹脂能夠提高導(dǎo)電鍵合材料的鍵合強(qiáng)度。
[0087]-環(huán)氧焊劑材料-
[0088]環(huán)氧焊劑材料包含環(huán)氧樹脂、羧酸、溶劑以及可選成分。
[0089]環(huán)氧樹脂沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。環(huán)氧樹脂的實(shí)例包括熱固性環(huán)氧樹脂(例如雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂)、酚醛環(huán)氧樹脂及其改性環(huán)氧樹脂。這些環(huán)氧樹脂可以單獨(dú)或以組合的形式使用。
[0090]羧酸沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。羧酸的實(shí)例包括飽和脂肪族二羧酸(aliphatic dicarboxylic acids)、不飽和脂肪族二羧酸、脂環(huán)族二羧酸(alicyclic dicarboxylic acids)、包含氨基的羧酸、包含輕基的羧酸、雜環(huán)二羧酸(heterocyclic dicarboxylic acids)及其混合物。更具體地，羧酸可以是琥拍酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、十二烷二酸、衣康酸、中康酸(mesaconic acid)、環(huán)丁烷二羧酸(cyclobutanedicarboxylic acid)、L-谷氨酸(L-glutamic acid)、朽1 樣酸、蘋果酸(malic acid)、巰基丙酸、硫代二丁酸(thiodibutyric acid)或二硫醇二輕基乙酸(dithioglycolic acid)。
[0091]溶劑的實(shí)例包括醇類(例如甲醇、乙醇以及丙醇)、乙二醇溶劑、二乙二醇單己醚(diethylene glycol monohexyl ether)以及辛二酉享(octanediol)。
[0092]可選成分的實(shí)例包括添加劑，例如觸變劑、螯合劑、表面活性劑以及抗氧化劑。
[0093]環(huán)氧焊劑材料沒有被特別限制，并且可以適當(dāng)合成或者可以是工業(yè)品。
[0094]-松香焊劑材料-
[0095]松香焊劑材料包含松香樹脂、催化劑、溶劑以及可選成分。
[0096]松香樹脂可以主要由天然松香樹脂或改性松香樹脂構(gòu)成。改性松香樹脂的實(shí)例包括聚合松香、氫化松香、酚醛樹脂改性松香以及馬來酸改性松香。
[0097]催化劑可以是任何能夠減少金屬上的氧化物、硫化物、氫氧化物、氯化物、硫酸鹽和/或碳酸鹽的成分以清潔金屬，并且可以被適當(dāng)選擇各種目的。例如，催化劑是二乙胺鹽
酸鹽或二乙胺草酸鹽。
[0098]溶劑的實(shí)例包括乙二醇溶劑、二乙二醇單己醚以及辛二醇。
[0099]可選成分的實(shí)例包括觸變劑、螯合劑、表面活性劑以及抗氧化劑。
[0100]松香焊劑材料沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)合成或者可以是工業(yè)品。
[0101]導(dǎo)電鍵合材料的焊劑成分含量沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。焊劑成分含量優(yōu)選在以質(zhì)量計(jì)的8%至以質(zhì)量計(jì)的14%的范圍內(nèi)。
[0102]〈其它成分〉
[0103]除金屬成分和焊劑成分之外，導(dǎo)電鍵合材料可以包含可選成分。可選成分的實(shí)例包括金屬吸附劑、分散劑以及抗氧化劑。
[0104]金屬吸附劑沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。金屬吸附劑的實(shí)例包括咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑、苯并三唑以及巰基苯并噻唑。
[0105]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料可以通過印刷而被施加到電子部件(其包括待利用密封樹脂進(jìn)行密封的元件(例如片式元件或半導(dǎo)體元件))中的電路板上的電極焊盤。對施加到電路板上的電極焊盤的導(dǎo)電鍵合材料的第一回流加熱允許電極焊盤連接至元件(例如片式元件或半導(dǎo)體元件)的電極。然后用密封樹脂來密封電路板上的元件(例如片式元件或半導(dǎo)體元件)。
[0106]由此密封的電子部件然后被安裝在大電路板(例如母板或系統(tǒng)板)上。電子部件的端子通過導(dǎo)電鍵合材料的第二回流加熱連接至電路板的引線端子。第二回流加熱可以再熔化電子部件的導(dǎo)電鍵合材料。再熔化的導(dǎo)電鍵合材料可以進(jìn)入電子部件中的間隙，而引起電極之間短路。
[0107]下文將參考圖1A和圖1B描述包含不具有孔隙的第一金屬微粒的已知導(dǎo)電鍵合材料的使用。
[0108]如圖1A所示，電子部件100包括:電路板I ;電極焊盤2，位于電路板I上；導(dǎo)電鍵合材料3 ;元件(例如，片式元件)5，經(jīng)由導(dǎo)電鍵合材料3連接至電路板I ;元件5的電極4 ；以及密封樹脂6，用于密封元件5。當(dāng)電子部件100通過第二回流加熱連接至大電路板(例如母板或系統(tǒng)板)時(shí)，由導(dǎo)電鍵合材料3的再熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力可以使密封樹脂6變形，從而造成在密封樹脂6中的裂紋或元件5與密封樹脂6之間的狹窄間隙7。如圖1B所示，再熔化的導(dǎo)電鍵合材料3會(huì)因毛細(xì)管現(xiàn)象而進(jìn)入間隙7，以電連接元件5的電極4或者相鄰元件5的電極4，從而造成短路(在下文中，也稱為“閃光(flash)現(xiàn)象”)。
[0109]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料能夠通過使用具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒和第二金屬微粒的組合或涂敷微粒(其為涂覆有第二金屬的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒)作為焊料成分來減少閃光現(xiàn)象。
[0110]在焊料成分包含具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒和第二金屬微粒的組合(混合物)的情況下，如圖2A所示，例如通過印刷僅被施加到電路板上的電極焊盤的導(dǎo)電鍵合材料包含具有孔隙13的第一金屬微粒11和第二金屬微粒12 (其具有比第一金屬低的熔點(diǎn))的混合物(初始狀態(tài))。如圖2B所示，第一回流加熱熔化了第二金屬微粒12，并且第一金屬微粒11被熔化的第二金屬12’所包圍(第一回流加熱狀態(tài))。如圖2C所示，第二回流加熱熔化了第一金屬微粒11。熔化的第一金屬進(jìn)入處于減壓或真空的孔隙13，并填充第一金屬微粒的孔隙13。這減小了第一金屬微粒的體積，并減小了施加到包圍體積減小的第一金屬微粒的熔化的第二金屬12’的向外應(yīng)力，從而減少閃光現(xiàn)象。第一金屬微粒11的孔隙13在第二回流加熱之后不存在了。
[0111]在焊料成分包含涂敷微粒(其為涂覆有第二金屬的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒)的情況下，如圖3A所示，例如通過印刷僅被施加到電路板上的電極焊盤的導(dǎo)電鍵合材料包含涂敷微粒10 (其為覆蓋有第二金屬層14的具有孔隙13的第一金屬微粒11)(初始狀態(tài))。如圖3B所示，第一回流加熱熔化了第一金屬微粒11上的第二金屬層14，并且具有處于減壓或真空的孔隙13的第一金屬微粒11被熔化的第二金屬14’所包圍(第一回流加熱狀態(tài))。如圖3C所示，第二回流加熱熔化了第一金屬微粒11。熔化的第一金屬進(jìn)入處于減壓或真空的孔隙13，并填充第一金屬微粒的孔隙13。這減小了第一金屬微粒的體積，并減小了施加到包圍體積減小的第一金屬微粒的熔化的第二金屬14’的向外應(yīng)力，從而減少閃光現(xiàn)象。第一金屬微粒11的孔隙13在第二回流加熱之后不存在了。
[0112]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料能夠通過使用具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒和第二金屬微粒的組合或涂敷微粒(其為涂覆有第二金屬的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒)作為焊料成分來減小由第二回流加熱中導(dǎo)電鍵合材料的熔化引起的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，并減小閃光現(xiàn)象。因此，導(dǎo)電鍵合材料能夠廣泛用于各種領(lǐng)域，并適用于下文描述的實(shí)施例中使用的用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件、根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置、用于使用導(dǎo)電鍵合材料制造電子部件的方法以及使用導(dǎo)電鍵合材料制造電子裝置的方法。
[0113]〈用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法〉
[0114]在這里討論的實(shí)施例中使用的用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法包括制造第一金屬微粒的過程、組合過程以及可選過程。
[0115]〈〈制造第一金屬微粒的過程》
[0116]根據(jù)第一實(shí)施例的制造第一金屬微粒的過程包括:熔化第一金屬；在真空下使熔化的第一金屬發(fā)泡以形成孔隙；冷卻第一金屬以形成具有孔隙的第一金屬體；在真空下切割第一金屬體；以及對第一金屬體執(zhí)行滾光流化床過程以形成第一金屬微粒。
[0117]根據(jù)第二實(shí)施例的制造第一金屬微粒的過程包括:通過電鍍方法形成第一金屬體；活化(activate)第一金屬體的表面；氧化所活化的第一金屬體；以及反復(fù)研磨(pulverize)所氧化的第一金屬體，以形成具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒。
[0118]在第二實(shí)施例中，通過電鍍方法形成的第一金屬體的表面被活化，活化的第一金屬體被氧化，以及氧化的第一金屬體被研磨兩次或多次，優(yōu)選兩次到10次。
[0119]在第一實(shí)施例中，第一金屬微?？梢酝ㄟ^下文描述的發(fā)泡熔化方法來制造。
[0120]首先，在高于第一金屬的熔點(diǎn)的溫度下熔化第一金屬。若需要，添加增稠劑(例如Ca)以增加熔化的第一金屬的粘度。然后將熔化的第一金屬與發(fā)泡劑(例如TiH2)混合。冷卻該混合物以制造發(fā)泡材料(foam)。將該發(fā)泡材料切割成大約50 μ m的尺寸。通過滾光流化床過程將切割的發(fā)泡材料制成球形。因此，具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒得以制造(參見圖10)。發(fā)泡劑可以是氣體。
[0121 ] 在第二實(shí)施例中，第一金屬微?？梢酝ㄟ^以下方法來制造。
[0122]首先，通過電鍍方法形成具有ΙΟμπι的體積平均微粒尺寸的第一金屬粉末。然后氧化第一金屬粉末。在真空噴射式研磨機(jī)(mill)中將氧化的第一金屬粉末研磨成處于
3μ m至4 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。
[0123]然后在還原性氣氛(reducing atmosphere)(例如氫氣氣氛)中活化第一金屬粉末的表面。具有活化表面的第一金屬粉末凝結(jié)成處于10 μ m至20 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。然后氧化凝結(jié)的第一金屬粉末。在真空噴射式粉碎機(jī)中將氧化的第一金屬粉末研磨成處于5 μ m至6 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。然后在還原性氣氛(例如氫氣氣氛)中活化第一金屬粉末的表面。具有活化表面的第一金屬粉末凝結(jié)成處于10 μ m至20 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。然后再次氧化第一金屬粉末。在真空噴射式粉碎機(jī)中將氧化的第一金屬粉末研磨成處于5 μ m至6 μ m范圍的體積平均微粒尺寸?？梢灾貜?fù)進(jìn)行這些處理，以形成多孔第一金屬粉末(參見圖4A和圖4B)。
[0124]將第一金屬粉末供應(yīng)到配備有用于經(jīng)由熔化噴嘴(melting nozzle)供給粉末的預(yù)處理單元的霧化器。在減壓(reduced pressure)下熔化并密封第一金屬粉末的表面,并且使第一金屬粉末的體積平均微粒尺寸均勻。因此，第一金屬微粒得以制造(參見圖4C)。然后用分類器來收集具有目標(biāo)體積平均微粒尺寸的第一金屬微粒。因此，具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒得以制造。
[0125]〈〈組合過程》
[0126]組合過程包括將第一金屬微粒與熔點(diǎn)低于第一金屬微粒的熔點(diǎn)的第二金屬組合在一起。
[0127]組合方法包括第一金屬微粒和第二金屬微粒的組合(混合物)或涂敷微粒(其為涂覆有第二金屬的第一金屬微粒)。
[0128]在第一金屬微粒和第二金屬微粒的組合(混合物)的情況下，第一金屬微粒(A)與第二金屬微粒(B)的質(zhì)量比(A:B)優(yōu)選處于20:80至50:50的范圍，更優(yōu)選處于30:70至50:50的范圍。
[0129]在涂敷微粒(其為涂覆有第二金屬的第一金屬微粒)的情況下，第二金屬層優(yōu)選具有5 μ m或更大的平均厚度,更優(yōu)選處于5μηι至20μηι的范圍。用于形成第二金屬層的方法可以是無電鍛法。
[0130]〈可選過程〉
[0131]可選過程沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，可選過程是混合過程。
[0132]在混合過程中，焊料成分、焊劑成分以及可選成分被混合以制備導(dǎo)電鍵合材料。
[0133]混合過程中的混合沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，在非氧化性氣氛中利用混合器或攪拌器進(jìn)行混合。
[0134]電子部件
[0135]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件包括電路板、元件、密封樹脂、端子以及可選元件。
[0136]電路板包括電極焊盤。元件包括多個(gè)電極。使用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料將元件的多個(gè)電極連接至電路板的電極焊盤。
[0137]〈電路板〉
[0138]電路板的形狀、結(jié)構(gòu)以及尺寸沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，電路板是金屬板(plate)。電路板可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。電路板的尺寸可以取決于電子部件的尺寸。
[0139]電路板的基板沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的?；宓膶?shí)例包括無機(jī)基板(例如玻璃基板、石英基板、硅基板以及覆蓋有SiO2膜的硅基板)和聚合物基板(例如環(huán)氧基板、苯酹基板、聚對苯二甲酸乙二醇酯(poly (ethylene terephthalate))基板、聚碳酸酯基板、聚苯乙烯基板、以及聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate))基板)。這些基板可以單獨(dú)或以組合的形式使用。在這些當(dāng)中，優(yōu)選玻璃基板、石英基板、硅基板、覆蓋有SiO2膜的硅基板，并且尤其優(yōu)選硅基板和覆蓋有SiO2膜的硅基板。
[0140]基板可以被適當(dāng)合成或者可以是工業(yè)品。
[0141]基板的平均厚度沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的?；宓钠骄穸葍?yōu)選為100 μ m或更大,更為優(yōu)選500 μ m或更大。
[0142]電路板的尺寸沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。電路板優(yōu)選長度處于IOmm至200mm的范圍，寬度處于IOmm至200mm的范圍，以及厚度處于0.5mm至5mm的范圍。[0143]用于該元件的電路板的安裝面的形狀沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，安裝面是正方形、矩形或圓形。
[0144]電路板優(yōu)選為在基板上具有多個(gè)電極的布線圖案的布線電路板。
[0145]布線電路板沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，布線電路板是單層電路板(單層印刷布線板)或多層電路板(多層印刷布線板)。
[0146]金屬層例如通過電鍍或?qū)訅盒纬稍陔娐钒宓碾姌O上。
[0147]金屬層可以由Cu、Ag、Au、N1、Sn、Al、T1、Pd或Si制成，優(yōu)選由Cu> Ag或Au制成。
[0148]當(dāng)導(dǎo)電鍵合材料被施加到電路板上的電極時(shí)，為了改善導(dǎo)電鍵合材料與電路板上的電極之間的連接，優(yōu)選涂覆電路板上的電極的表面。表面涂層沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，表面涂層是焊劑涂層、預(yù)焊劑涂層、金屬鍍層或焊錫。
[0149]〈元件〉
[0150]該元件是具有多個(gè)電極的任何元件，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，該元件是片式元件或半導(dǎo)體元件。
[0151]該元件被安裝在電路板上。片式元件沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。片式元件的實(shí)例包括電容和電阻。這些片式元件可以單獨(dú)使用或以組合的形式使用。
[0152]半導(dǎo)體元件沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。半導(dǎo)體元件的實(shí)例包括集成電路、大規(guī)模集成電路、晶體管、閘流晶體管以及二極管。這些半導(dǎo)體元件可以單獨(dú)或以組合的形式使用。
[0153]元件的尺寸沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇各種目的。例如，該元件是 1608 類型(1.6mm X 0.8mm X 0.8mm)、1005 類型(1_Χ0.5mm X 0.5mm)或 0603 類型(0.BmmX0.3mmX0.3mm)。
[0154]通常，多種類型的元件被安裝在電路板上。所有的元件不一定通過焊接來連接。至少部分元件可以通過焊接來連接，部分元件可以經(jīng)由引線框來連接。
[0155]〈〈導(dǎo)電鍵合材料的施加》
[0156]用于將導(dǎo)電鍵合材料施加到電路板的電極或電子部件的端子的方法沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的，假定能夠以期望厚度或期望重量施加導(dǎo)電鍵合材料。例如，用于施加導(dǎo)電鍵合材料的方法是絲網(wǎng)印刷方法、轉(zhuǎn)移印刷方法、分送排放(dispense discharge)方法或噴墨法。
[0157]-絲網(wǎng)印刷方法_
[0158]絲網(wǎng)印刷方法可以利用具有模版(mask)的印刷機(jī)來進(jìn)行。
[0159]具有模版的印刷機(jī)包括:用于固定電路板或電子部件的單元；用于將模版與電路板的電極或電子部件的端子對準(zhǔn)的單元；用于下述功能的單元:用于對著電路板或電子部件壓制模版，并使用刮板(squeegee)經(jīng)由模版的開口將根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料施加到位于模版下的電路板的電極或電子部件的端子；以及可選單元。
[0160]模版沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，模版是網(wǎng)孔模版(mesh mask)或金屬模版。在這些當(dāng)中，尤其優(yōu)選金屬模版，這是因?yàn)榻饘倌０娣隙喾N多樣的微粒尺寸并易于清潔。
[0161 ] _轉(zhuǎn)移印刷-[0162]根據(jù)轉(zhuǎn)移印刷方法，使用具有特定空隙的刮板從根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料中形成具有特定厚度的平坦涂覆膜，該平坦涂覆膜被轉(zhuǎn)移到壓模(stamper)并被壓印在電路板的電極或電子部件的端子上，以將特定量的導(dǎo)電鍵合材料施加到電路板的電極或電子部件的端子。轉(zhuǎn)移印刷機(jī)可以用于轉(zhuǎn)移印刷。
[0163]這種轉(zhuǎn)移印刷機(jī)可以包括:敷料器(applicator)，用于形成平坦涂覆膜；固定單元，用于固定電路板；轉(zhuǎn)移和壓印單元，用于三維地驅(qū)動(dòng)壓模、轉(zhuǎn)移平坦涂覆膜以及壓印平坦涂覆膜；以及可選單元。
[0164]-分送排放方法_
[0165]根據(jù)分送排放方法,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的特定量的導(dǎo)電鍵合材料被排放到電路板的電極或電子部件的端子上。分送器可以用于分送排放方法。
[0166]這種分送器包括:噴射器(injector)，用于將需要的排放壓力施加到在注射器(syringe)中的導(dǎo)電鍵合材料，以經(jīng)由注射器的尖端處的針頭噴射特定量的導(dǎo)電鍵合材料；用于三維地驅(qū)動(dòng)注射器以將注射器與電路板的電極或電子部件的端子對齊的單元；排放器，用于將期望量的導(dǎo)電鍵合材料排放到電路板的電極或電子部件的端子上；以及可選單
J Li ο
[0167]根據(jù)分送排放方法，排放位置和排放速率(discharge rate)能夠使用程序來改變。因此，導(dǎo)電鍵合材料能夠被施加到電路板或電子部件，該電路板或電子部件具有在水平部分差異或具有難以在其上壓制模版的凹陷部分和凸起部分。
[0168]-噴墨法_
[0169]根據(jù)噴墨法，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例`的導(dǎo)電鍵合材料經(jīng)由噴墨裝置的微細(xì)噴嘴被排放到電路板的電極或電子部件的端子上。電路板的電極或電子部件的端子上的導(dǎo)電鍵合材料被加熱到用于鍵合的特定溫度。
[0170]用于鍵合的裝置沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，用于鍵合的裝置是具有適合于焊接加熱處理的熔爐或高溫槽(high-temperature bath)的回流
>J-U ρ?α裝直。
[0171]使用這種回流裝置的熱處理優(yōu)選在100° C至300° C的溫度范圍進(jìn)行10到120分鐘。
[0172]〈密封樹脂〉
[0173]密封樹脂可以是任何能夠密封元件的樹脂，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。密封樹脂的實(shí)例包括熱固樹脂，例如酹醒樹脂、三聚氰胺樹脂(melamine resin)、環(huán)氧樹脂以及聚酯樹脂。
[0174]用于密封元件的方法沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，用于密封元件的方法是用于使用熱固樹脂封裝元件的鑄封(potting)或使用熱固樹脂的傳遞模塑(transfer molding)。
[0175]僅元件可以利用密封樹脂來密封，或者電路板的整個(gè)表面可以利用密封樹脂來密封。
[0176]< 端子 >
[0177]電子部件具有多個(gè)端子。該多個(gè)端子可以是任何能夠?qū)㈦娐钒迳系牟季€與外部基板連接的端子，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，該多個(gè)端子是引線。[0178]該多個(gè)端子的形狀沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，該多個(gè)端子具有導(dǎo)線形狀。
[0179]這種引線的材料沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，這種引線的材料是金、銀或銅。
[0180]電子裝置
[0181]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置包括電子部件和可選組件。
[0182]電子部件可以是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件。通過使用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料將電子部件的端子焊接至電子裝置而將電子部件安裝在電子裝置上。
[0183]電子裝置沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。電子裝置的實(shí)例包括處理器(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器)、通信裝置(例如移動(dòng)電話和收音機(jī))、辦公設(shè)備(例如印刷機(jī)和復(fù)印機(jī))、視聽設(shè)備(例如電視機(jī)和音頻系統(tǒng))以及家用電器(例如空調(diào)和冰箱)。
[0184]圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的流程圖。
[0185]<用于使用導(dǎo)電鍵合材料制造電子部件的方法>
[0186]一種用于使用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料制造電子裝置的方法包括:制造第一金屬微粒的過程；組合過程；基板制備過程；印刷作為導(dǎo)電鍵合材料的焊膏的過程；片式元件安裝過程；第一回流加熱過程；引線安裝和塑形(shaping)過程；樹脂密封過程；以及可選過程。
[0187]制造第一金屬微粒的過程、組合過程以及可選過程與用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法中的相同，并且不再對其進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0188]-基板制備過程_
[0189]基板制備過程包括具有電極焊盤的電路板的制備。
[0190]-印刷焊膏的過程-
[0191]印刷焊膏的過程包括在電路板上印刷作為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料的焊膏，以將導(dǎo)電鍵合材料施加到電路板的電極焊盤。印刷方法沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，印刷方法是絲網(wǎng)印刷。
[0192]-片式元件安裝過程_
[0193]片式元件安裝過程包括在電路板的電極焊盤上安裝元件(例如片式元件)。
[0194]-第一回流加熱過程-
[0195]第一回流加熱過程包括進(jìn)行第一回流加熱以在電路板上焊接元件(例如片式元件)。第一回流加熱優(yōu)選在160° C的峰值溫度下進(jìn)行10分鐘。
[0196]-引線安裝和塑形過程_
[0197]弓I線安裝和塑形過程包括安裝并對弓I線進(jìn)行塑形。
[0198]-樹脂密封過程_
[0199]樹脂密封過程包括利用密封樹脂進(jìn)行密封。密封樹脂可以是任何能夠密封元件的樹脂，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。密封樹脂的實(shí)例包括熱固樹脂，例如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂以及聚酯樹脂。
[0200]經(jīng)由用于制造電子部件的方法的這些過程，元件被安裝在電路板上(第一安裝)，以制造電子部件。[0201]<用于使用導(dǎo)電鍵合材料制造電子裝置的方法>
[0202]一種用于使用根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料制造電子裝置的方法包括:制造第一金屬微粒的過程；組合過程；印刷電路板制備過程；印刷焊膏的過程；安裝電子部件的過程；第二回流加熱過程；以及可選過程。
[0203]制造第一金屬微粒的過程、組合過程以及可選過程與用于制造導(dǎo)電鍵合材料的方法中的相同，并且不再對其進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0204]-印刷電路板制備過程_
[0205]印刷電路板制備過程包括對具有引線端子的印刷電路板的制備。
[0206]-印刷焊膏的過程-
[0207]印刷焊膏的過程包括通過絲網(wǎng)印刷在印刷電路板上施加作為導(dǎo)電鍵合材料的焊膏，從而將導(dǎo)電鍵合材料施加到引線端子。
[0208]-安裝電子部件的過程-
[0209]安裝電子部件的過程包括在印刷電路板的引線端子上放置電子部件的引線。
[0210]-第二回流加熱過程-
[0211]第二回流加熱過程包括第二回流加熱。電子部件被焊接至印刷電路板(第二安裝)。第二回流加熱優(yōu)選在235° C的峰值溫度下進(jìn)行5分鐘。
[0212]經(jīng)由用于制造電子裝置的方法的這些過程，電子部件被安裝在印刷電路板上(第二安裝)，以制造電子裝置。
[0213]圖6A至圖6G為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性俯視圖。圖7A至圖7G為示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法的示意性剖視圖。
[0214]參照圖6A至圖6G以及圖7A至圖7G，下文將描述根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子部件的制造方法以及根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的制造方法。
[0215]首先，如圖6A和圖7A所示，制備具有電極焊盤21的電路板20。
[0216]如圖6B和圖7B所示，在電路板20上印刷作為根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的導(dǎo)電鍵合材料22的焊膏，以將導(dǎo)電鍵合材料22施加到部分電極焊盤21。印刷方法沒有被特別限制，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。例如，印刷方法是絲網(wǎng)印刷。
[0217]如圖6C和圖7C所示，多個(gè)元件23被放置在導(dǎo)電鍵合材料22 (其被放置在部分電極焊盤21上)上。
[0218]如圖6D和圖7D所示，通過第一回流加熱來焊接元件23。第一回流加熱優(yōu)選在160° C的峰值溫度下進(jìn)行10分鐘。
[0219]如圖6E和圖7E所示，如果需要的話，安裝另一個(gè)元件23a，并且安裝引線24且如果需要的話對其進(jìn)行塑形。
[0220]如圖6F和圖7F所示，利用密封樹脂25進(jìn)行密封，從而完成元件23的安裝(第一安裝)。因此，根據(jù)本實(shí)施例的電子部件得以制造。
[0221]密封樹脂可以是任何能夠密封元件的樹脂，并且可以被適當(dāng)選擇用于各種目的。密封樹脂的實(shí)例包括熱固樹脂，例如酚醛樹脂、三聚氰胺樹脂、環(huán)氧樹脂以及聚酯樹脂。
[0222]如圖6G和圖7G所示，制備具有引線端子27的印刷電路板26。焊膏通過絲網(wǎng)印刷被施加到印刷電路板26，以將導(dǎo)電鍵合材料28施加到引線端子27。將電子部件的引線24放置在印刷電路板26的引線端子27上。電子部件通過第二回流加熱被焊接至印刷電路板26 (第二安裝)。第二回流加熱優(yōu)選在235° C的峰值溫度下進(jìn)行5分鐘。因此，根據(jù)本實(shí)施例的電子裝置得以制造。
[0223]實(shí)例
[0224]雖然將在以下實(shí)例中進(jìn)一步描述這里討論的實(shí)施例，但是這些實(shí)施例不限于這些實(shí)例。
[0225]在以下實(shí)例和比較實(shí)例中，如下所述測量第一金屬微粒和第二金屬微粒的體積平均微粒尺寸、涂敷微粒的第二金屬層的平均厚度以及第一金屬微粒和第二金屬微粒的熔點(diǎn)。
[0226]<用于測量第一金屬微粒和第二金屬微粒的體積平均微粒尺寸的方法>
[0227]從利用激光散射衍射微粒尺寸分布分析儀(CILAS1090，由Cilas制造的)測量的對象總體(population)的微粒尺寸分布中計(jì)算金屬微粒的體積平均微粒尺寸。
[0228]<用于測量涂敷微粒的第二金屬層的平均厚度的方法>
[0229]第二金屬層的平均厚度通過X射線熒光分析方法(熒光X射線電鍍厚度測量裝置，由Alex公司制造)來測量。
[0230]<用于測量第一金屬微粒和第二金屬微粒的熔點(diǎn)的方法>
[0231]以在25° C至250° C溫度范圍內(nèi)的0.5° C/S的溫度梯度，利用差示掃描量熱儀(DSC) (DSC6200,由精工電子有限公司制造)來測量金屬微粒的熔點(diǎn)。
[0232]制造實(shí)例I
[0233]-具有孔隙的第一金屬微粒的制造-
[0234]具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒也即Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒通過以下方法來制造。
[0235]首先，通過電鍍方法形成具有10 μ m體積平均微粒尺寸的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末。氧化Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末。在真空噴射式研磨機(jī)(mill)中將氧化的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末研磨成處于3 μ m至4 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。
[0236]在氫氣氣氛中活化Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末的表面。具有活化表面的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末凝結(jié)成處于10 μ m至20 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。然后氧化所凝結(jié)的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末。然后在真空噴射式研磨機(jī)中將氧化的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末研磨成處于5 μ m至6 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。在氫氣氣氛中活化研磨的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末的表面。具有活化表面的Sn_3.0Ag-0.5Cu合金粉末凝結(jié)成處于10 μ m至20 μ m范圍的體積平均微粒尺寸。然后氧化凝結(jié)的Sn_3.0Ag-0.5Cu合金粉末。然后在真空噴射式研磨機(jī)中將氧化的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末研磨成處于5 μ m至6 μ m范圍的體積平均微粒尺寸，以制造多孔Sn_3.0Ag-0.5Cu合金粉末(參見圖4A和圖4B)。
[0237]將Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末供應(yīng)到具有用于經(jīng)由熔化噴嘴供給粉末的預(yù)處理單兀的霧化器。在減壓下熔化并密封第一金屬粉末的表面，并且使Sn-3.0Ag-0.5Cu合金粉末的體積平均微粒尺寸均勻。因此，Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒得以制造(參見圖4C)。然后用分類器收集具有目標(biāo)體積平均微粒尺寸的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒。因此，具有至少一個(gè)孔隙的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒(具有217° C的熔點(diǎn)、40 μ m的體積平均微粒尺寸以及20 μ m的孔隙直徑)得以制造。
[0238]制造實(shí)例2
[0239]-不具有孔隙的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒的制造-
[0240]熔化的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金通過霧化(atomizing)法形成微粒。冷卻并收集Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒。經(jīng)由篩選機(jī)(sifter)將Sn_3.0Ag-0.5Cu合金微粒分類成期望的微粒尺寸范圍。因此，根據(jù)制造實(shí)例2的Sn-3.0Ag-0.5Cu合金微粒(具有217° C的熔點(diǎn)和40 μ m的體積平均微粒尺寸)得以制造。
[0241]制造實(shí)例3 [0242]-第二金屬微粒的制造-
[0243]熔化的Sn-57.0B1-1.0Ag合金通過霧化方法形成微粒。冷卻并收集Sn-57.0B1-1.0Ag合金微粒。經(jīng)由篩選機(jī)將Sn_57.0B1-1.0Ag合金微粒分類成期望的微粒尺寸范圍。因此，Sn-57.0B1-1.0Ag合金微粒(具有139° C的熔點(diǎn)和40 μ m的體積平均微粒尺寸)被制造為第二金屬微粒。
[0244]制造實(shí)例4
[0245]-涂敷微粒的制造-
[0246]具有至少一個(gè)孔隙的Sn-3Ag_0.5Cu合金微粒(具有217° C的熔點(diǎn)、30 μ m的體積平均微粒尺寸以及20 μ m的孔隙直徑)以與制造實(shí)例I相同的方式被制造為第一金屬微粒。
[0247]將具有至少一個(gè)孔隙的Sn-3Ag-0.5Cu合金微粒浸沒在包含Sn_57.0B1-1.0Ag合金的無電鍍?nèi)芤旱碾婂儾壑?。形成具有IOym厚度的Sn-57.0B1-1.0Ag合金電鍍膜，并且洗滌并干燥涂敷微粒。因此，根據(jù)制造實(shí)例4的涂敷微粒得以制造。
[0248]實(shí)例I
[0249]在非氧化性氣氛中混合以下成分，以制備作為導(dǎo)電鍵合材料的焊膏。
[0250]<焊劑成分:以質(zhì)量計(jì)的10%>
[0251 ] 聚合松香(松木樹脂):以質(zhì)量計(jì)的48%
[0252]二苯胍HBr (催化劑):以質(zhì)量計(jì)的2%
[0253]氫化蓖麻油(觸變劑):以質(zhì)量計(jì)的5%
[0254]二溴己烷(脂肪族化合物):以質(zhì)量計(jì)的5%
[0255]α -松油醇(a -terpineol)(溶劑):以質(zhì)量計(jì)的40%
[0256]<焊料成分:以質(zhì)量計(jì)的90%>
[0257]?第一金屬微粒:以質(zhì)量計(jì)的50%?
[0258]使用在制造實(shí)例I中制造的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒。
[0259]第一金屬微粒的構(gòu)成:Sn_3.0Ag-0.5Cu (以質(zhì)量計(jì)的％)
[0260]體積平均微粒尺寸:40 μ m
[0261]平均體積:33510.32 μ m3
[0262]熔點(diǎn):217。C
[0263]孔隙的定義:第一金屬微粒中不具有第一金屬的部分(體積)
[0264]孔隙體積:按體積計(jì)的12.5% (孔隙直徑20 μ m,第一金屬微粒直徑40 μ m)
[0265](4188.79020 μ m3/33510.32 μ m3) X 100=按體積計(jì)的 12.5%
[0266]熱膨脹系數(shù):23.4ppm/° C[0267]250 C 時(shí)的體積膨脹:505.18 μ m3
[0268]《第二金屬微粒:以質(zhì)量計(jì)的50%》
[0269]使用在制造實(shí)例3中制造的第二金屬微粒。
[0270]第二金屬微粒的構(gòu)成:Sn_57.0B1-1.0Ag (以質(zhì)量計(jì)的％)
[0271 ] 體積平均微粒尺寸:40 μ m
[0272]平均體積:33510.32 μ m3
[0273]熔點(diǎn):139°C
[0274]熱膨脹系數(shù):15.0ppm/° C
[0275]250°C 時(shí)的體積膨脹:327.78 μ m3
[0276]如下所述測量由此制備的導(dǎo)電鍵合材料中孔隙的真空度和孔隙體積。如下所述評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率(occurrence)和電氣可靠性。圖11列出結(jié)果。
[0277]<用于測量孔隙體積的方法>
[0278]首先，計(jì)算熔化之前的焊料成分(第一金屬微粒和第二金屬微粒)的體積。測量熔化之后的焊料成分(第一金屬微粒和第二金屬微粒)的體積。使用以下公式從這些體積中計(jì)算孔隙體積?？紫扼w積是10次測量的平均值。
[0279]孔隙體積(μ m3)=熔化之前的焊料成分的體積-熔化之后的焊料成分的體積
[0280]<用于測量孔隙的真空度的方法>
[0281]在處于KT7Torr的真空中熔化焊料成分(第一金屬微粒和第二金屬微粒)。測量焊料成分(第一金屬微粒和第二金屬微粒)的熔化之前和之后的摩爾數(shù)。使用狀態(tài)方程計(jì)算摩爾數(shù)(孔隙中的摩爾數(shù))的增加。然后計(jì)算孔隙的真空度?？紫兜恼婵斩仁?0次測量的平均值。
[0282]孔隙的真空度(Torr) =760Torr/ (孔隙中的摩爾數(shù)/大氣壓下的摩爾數(shù))
[0283]<由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的理論增加體積的計(jì)算〉
[0284]由第二回流加熱中的熱膨脹引起的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒(具有40 μ m的直徑)的增加長度δ L能夠使用以下公式來計(jì)算。
[0285]常溫(25° C)時(shí)的第一金屬微粒的直徑X熱膨脹系數(shù)X從常溫增加的溫度=第二回流加熱中的第一金屬微粒的直徑
[0286]第一金屬微粒的熱膨脹系數(shù)是25ppm/° C，第二回流加熱溫度是260° C的峰值溫度(常溫:25° C)。
[0287]由熱膨脹引起的第一金屬微粒的增加長度δ L=40μmX (25Χ10_6)Χ (260-25)=0.235 μ m。
[0288]由第二回流加熱中的熱膨脹引起的具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒的增加體積δV能夠使用以下公式來計(jì)算。
[0289]熱膨脹之后的第一金屬微粒的體積(直徑40 μ m+0.235 μ m=40.235 μ m)-熱膨脹之前的第一金屬微粒的體積(直徑40 μ m)
[0290]由熱膨脹引起的第一金屬微粒的增加體積δ V=34104.42 μ m3-33510.32 μ m3=594.1 μ m3
[0291]由熱膨脹引起的焊料成分的增加體積δ V=594.1 Um3X2 (第一金屬微粒+第二金屬微粒)=1188.2 μ m3[0292]<具有孔隙的第一金屬微粒中孔隙的理論真空度的計(jì)算>
[0293]假設(shè)液體具有彎曲表面時(shí)，使用以下拉普拉斯方程式能夠從壓力差中計(jì)算使熔化的第一金屬的表面面積最小化的力。
[0294]?拉普拉斯方程式>>
[0295]壓力差δΡ=Ρ (空氣)- P (液體)
[0296]其中P (空氣)基本為零。
[0297]熔化的第一金屬的內(nèi)聚力(cohesive force)在250° C時(shí)是50000Pa。
[0298]確定使壓力小于或等于在250° C時(shí)熔化的第一金屬的內(nèi)聚力(50000Pa)的孔隙
的真空度。
[0299]如果第一金屬微粒具有20μπι的孔隙直徑，則孔隙體積是4188.79 μ m3=4.18879X 10-12 升。
[0300]760Torr (大氣壓)的真空度下的摩爾數(shù)是4.18879 X 10-12升/22.4升。
[0301]使用這些值，通過處于250° C的第一金屬的內(nèi)聚力是50000Pa或更小時(shí)的摩爾數(shù)，根據(jù)波義耳查爾斯定律(Boyle-Charles)計(jì)算真空度(Torr)。
[0302]?波義耳查爾斯定律>>
[0303]P (50000Pa) = (n/V) RT (523K)
[0304]與在250 ° C時(shí)50000Pa的第一金屬的內(nèi)聚力平衡的孔隙的真空度是195.88Torr0
[0305]<用于評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率的方法(閃光現(xiàn)象)>
[0306]銅圖案(焊盤尺寸:長度0.3mmX寬度0.3臟，焊盤之間的距離(間距):0.2mm)形成在電路板(長度IlOmmX寬度IlOmmX厚度1.0mm)上。
[0307]使用金屬絲網(wǎng)和金屬刮板(metal squeegee)將導(dǎo)電鍵合材料絲網(wǎng)印刷在電路板上。將片式元件(0603類型片式元件(長度0.6mmX寬度0.3mmX厚度0.3mm),Sn電極)放置在絲網(wǎng)印刷的導(dǎo)電鍵合材料上。片式元件在160° C的峰值溫度下在非氧化性氣氛中(小于IOOppm的氧氣濃度)經(jīng)受第一回流加熱10分鐘，用于在電路板上進(jìn)行第一安裝。
[0308]在電路板被洗滌之后，密封樹脂(環(huán)氧粘合劑)被施加到電路板，該密封樹脂在150° C下被固化一個(gè)小時(shí)，并24小時(shí)承受高溫和高濕度(85° C和85%RH)，因此制造電子部件。
[0309]電子部件在235° C的峰值溫度下經(jīng)受第二回流加熱5分鐘(第二安裝)。
[0310]在第二回流加熱之后，目視檢查電子部件。在片式元件之間以及片式元件內(nèi)具有焊料熔化的芯片的數(shù)量。確定400個(gè)片式元件的發(fā)生率(％)。圖8A和圖8B為實(shí)例I中評(píng)估的第二安裝之后的電子部件的照片。如圖8A和圖SB描述的，在實(shí)例I中沒有發(fā)生焊料熔化。[0311]〈用于評(píng)估電氣可靠性的方法〉
[0312]以與用于評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率的方法相同的方式，電子部件在235° C的峰值溫度下經(jīng)受第二回流加熱5分鐘(第二安裝)。在第二安裝之后，電子部件的焊接部分的電阻用電阻計(jì)(由Fluke公司制造的77MULHMETER)來測量。電子部件的電氣可靠性根據(jù)以下標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估。
[0313][評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)][0314]良好(圓圈):電阻沒有增加
[0315]中等(三角形):電阻增加
[0316]差(十字形):開路故障(open fault)
[0317]實(shí)例2
[0318]除在制造實(shí)例4中制造的涂敷微粒被用作焊料成分之外，根據(jù)實(shí)例2的導(dǎo)電鍵合材料以與實(shí)例I相同的方式來制造。
[0319]以與實(shí)例I相同的方式測量導(dǎo)電鍵合材料的孔隙體積和孔隙的真空度。以與實(shí)例I相同的方式評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率和電氣可靠性。圖11列出結(jié)果。
[0320]實(shí)例3
[0321]除通過改變在制造實(shí)例I中第一金屬微粒的制造條件來制造第一金屬微粒之外，根據(jù)實(shí)例3的導(dǎo)電鍵合材料以與實(shí)例I相同的方式來制造。第一金屬微粒具有在圖11中列出的孔隙體積和孔隙的真空度。
[0322]以與實(shí)例I相同的方式測量導(dǎo)電鍵合材料的孔隙體積和孔隙的真空度。以與實(shí)例I相同的方式評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率和電氣可靠性。圖11列出結(jié)果。
[0323]實(shí)例4
[0324]除通過改變制造實(shí)例I中第一金屬微粒的制造條件來制造第一金屬微粒之外，根據(jù)實(shí)例4的導(dǎo)電鍵合材料以與實(shí)例I相同的方式來制造。第一金屬微粒具有在圖11中列出的孔隙體積和孔隙的真空度。
[0325]以與實(shí)例I相同的方式測量導(dǎo)電鍵合材料的孔隙體積和孔隙的真空度。以與實(shí)例I相同的方式評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率和電氣可靠性。圖11列出結(jié)果。
[0326]比較實(shí)例I
[0327]除了使用以下焊料成分之外，根據(jù)比較實(shí)例I的導(dǎo)電鍵合材料以與實(shí)例I相同的方式來制造。
[0328]<焊料成分:以質(zhì)量計(jì)的90%>
[0329]在制造實(shí)例2中制造的不具有孔隙的Sn-3Ag_0.5Cu合金微粒(具有218° C的熔點(diǎn)和40 μ m的體積平均微粒尺寸):以質(zhì)量計(jì)的50%
[0330]在制造實(shí)例3中制造的作為第二金屬微粒的Sn-57.0B1-1.0Ag合金微粒(具有139° C的熔點(diǎn)和40 μ m的體積平均微粒尺寸):以質(zhì)量計(jì)的50%
[0331]以與實(shí)例I相同的方式測量導(dǎo)電鍵合材料的孔隙體積和孔隙的真空度。以與實(shí)例I相同的方式評(píng)估焊料熔化的發(fā)生率和電氣可靠性。圖11列出結(jié)果。圖9A和圖9B為在比較實(shí)例I中評(píng)估的第二安裝之后的電子部件的照片。圖9A和圖9B表示在比較實(shí)例I中發(fā)生的焊料熔化。
[0332]在圖11中，實(shí)例I中的孔隙體積為4112.31 μ m3，該孔隙體積大于由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的理論增加體積(1188.2μπι3)。實(shí)例I中的孔隙的真空度為85.23Torr，該真空度低于孔隙的理論真空度(195.88Torr)。因此，在實(shí)例I中，第一金屬微粒的孔隙能夠充分減小第二回流加熱中的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，并且焊料熔化的發(fā)生
率為0%。
[0333]實(shí)例2中的孔隙體積為4091.56 μ m3，該孔隙體積大于由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的理論增加體積(1188.2 μ m3)。實(shí)例2中孔隙的真空度為65.65Torr，該真空度低于孔隙的理論真空度(195.88Torr)。因此，在實(shí)例2中，第一金屬微粒的孔隙能夠充分減小第二回流加熱中的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，并且焊料熔化的發(fā)生率為0%。
[0334]實(shí)例3中的孔隙體積為4132.14 μ m3，該孔隙體積大于由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的理論增加體積(1188.2 μ m3)。實(shí)例3中孔隙的真空度為420.31Torr，該真空度高于孔隙的理論真空度(195.88Torr)。因此，在實(shí)例3中，雖然第一金屬微粒的孔隙能夠減小第二回流加熱中的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，但是孔隙的高真空度會(huì)導(dǎo)致對熔化的第一金屬的吸收不良，并且焊料熔化的發(fā)生率為10.5%。這導(dǎo)致電阻增加。[0335]實(shí)例4中的孔隙體積為1212.34 μ m3,該孔隙體積大于由第二回流加熱中焊料成分的熱膨脹引起的理論增加體積(1188.2 μ m3)。實(shí)例4中孔隙的真空度為68.97Torr，該真空度低于孔隙的理論真空度(195.88Torr)0因此，在實(shí)例4中，第一金屬微粒的孔隙不能充分減小第二回流加熱中的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，焊料熔化的發(fā)生為23.75%。這導(dǎo)致電阻增加。
[0336]在比較實(shí)例I中，不具有孔隙的第一金屬微粒不能夠減小第二回流加熱中的體積膨脹和所造成的應(yīng)力，焊料熔化的發(fā)生率為38.75%。這導(dǎo)致開路故障的發(fā)生以及非常低的電氣可靠性。
[0337]實(shí)例5
[0338]〈電子部件和電子裝置的制造〉
[0339]使用實(shí)例I中制造的導(dǎo)電鍵合材料來制造如下所述的電子部件和電子裝置。
[0340]?電子部件的制造>>
[0341]首先，銅圖案(焊盤尺寸:長度0.3mmX寬度0.3mm，焊盤之間的距離(間距):
0.2mm)形成在電路板(長度IlOmmX寬度IlOmmX厚度1.0mm)上。使用金屬絲網(wǎng)和金屬刮板將實(shí)例I中制造的導(dǎo)電鍵合材料絲網(wǎng)印刷在電路板上。金屬絲網(wǎng)具有100%的焊盤開口和150μηι的厚度。片式兀件(0603片式兀件、Sn電極)被放置在印刷導(dǎo)電鍵合材料上。片式元件在160° C的峰值溫度下在非氧化性氣氛中(小于IOOppm的氧氣濃度)經(jīng)受第一回流加熱10分鐘，用于在電路板上進(jìn)行第一安裝。
[0342]在電路板被洗滌之后，密封樹脂(環(huán)氧粘合劑)被施加到電路板，該密封樹脂在150° C下被固化一個(gè)小時(shí)，并24小時(shí)承受高溫和高濕度(85° C和85%RH)，從而制造電子部件。不連接引線。
[0343]?電子裝置的制造>>
[0344]導(dǎo)電鍵合材料作為焊膏被絲網(wǎng)印刷在具有引線端子的電路板上，以將導(dǎo)電鍵合材料施加到引線端子。電子部件的引線被放置在電路板的引線端子上。電子部件通過在235° C的峰值溫度下第二回流加熱5分鐘而被焊接至電路板。因此，電子裝置得以制造。
[0345]? 評(píng)估 >>
[0346]以與實(shí)例I相同的方式評(píng)估電子裝置的焊料熔化的發(fā)生率和電氣可靠性。焊料熔化的發(fā)生率為0%，并且觀察到電阻沒有增加。因此，電子裝置具有高的電氣可靠性。
[0347]本文引用的所有實(shí)例和條件語言都傾向于教育目的以幫助讀者理解本發(fā)明和由發(fā)明人改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)所貢獻(xiàn)的概念，并解釋為不限制于具體引用的這些示例和條件，說明書中這些示例的組織也不涉及顯示本發(fā)明的優(yōu)劣。盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)理解在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可作出各種變化、替換以及更改。
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電鍵合材料，包括: 焊料成分，所述焊料成分包括: 第一金屬的金屬發(fā)泡體，具有至少一個(gè)孔隙，當(dāng)所述金屬發(fā)泡體在高于所述第一金屬的熔點(diǎn)的溫度下被加熱時(shí)，所述孔隙吸收熔化的第一金屬；以及第二金屬，具有低于所述第一金屬的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料,其中， 所述焊料成分包含所述金屬發(fā)泡體的微粒和所述第二金屬的微粒，或者所述焊料成分包含涂敷微粒，所述涂敷微粒為涂覆有所述第二金屬的所述金屬發(fā)泡體的微粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電鍵合材料，其中， 所述第一金屬的微粒(A)與所述第二金屬的微粒(B)的質(zhì)量比(A:B)處于20:80至50:50的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料,其中， 所述第一金屬具有150° C或更大且230° C或更小的熔點(diǎn)，以及所述第二金屬具有小于150° C的熔點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料,其中， 所述第一金屬的所述金屬發(fā)泡體是Sn-B1-X合金微粒和Sn-Cu-X合金微粒其中之一，X從Ag、N1、Zn、Pd以及In構(gòu)成的組里選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料,其中， 所述第二金屬是Sn-Bi合金和Sn-B1-Y合金其中之一，Y從Ag、N1、Zn、Pd以及In構(gòu)成的組里選擇。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料,其中， 所述焊料成分構(gòu)成所述導(dǎo)電鍵合材料的以質(zhì)量計(jì)的50%或更多且以質(zhì)量計(jì)的95%或更少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電鍵合材料，還包括:由環(huán)氧焊劑材料和松香焊劑材料的至少一個(gè)制成的焊劑成分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電鍵合材料，其中，所述焊劑成分構(gòu)成所述導(dǎo)電鍵合材料的以質(zhì)量計(jì)的5%或更多且以質(zhì)量計(jì)的50%或更少。
10.一種導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，包括: 熔化第一金屬； 在真空下使所熔化的第一金屬發(fā)泡以形成孔隙； 冷卻所熔化的第一金屬以形成金屬發(fā)泡體； 在真空下切割所述金屬發(fā)泡體； 對所切割的金屬發(fā)泡體執(zhí)行滾光流化床過程以形成第一金屬微粒；以及 將所述第一金屬微粒與熔點(diǎn)低于所述第一金屬微粒的熔點(diǎn)的第二金屬組合在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，其中， 所述導(dǎo)電鍵合材料包含焊料成分，所述焊料成分包含所述第一金屬微粒和所述第二金屬的微粒，或者所述焊料成分包含涂敷微粒，所述涂敷微粒為涂覆有所述第二金屬的所述第一金屬微粒。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，其中，所述第一金屬具有150° C或更大且230° C或更小的熔點(diǎn)，以及所述第二金屬具有小于150° C的熔點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，其中， 所述第一金屬是Sn-B1-X合金微粒和Sn-Cu-X合金微粒其中之一，X從Ag、N1、Zn、Pd以及In構(gòu)成的組里選擇。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，其中， 所述第二金屬是Sn-Bi合金和Sn-B1-Y合金其中之一，Y從Ag、N1、Zn、Pd以及In構(gòu)成的組里選擇。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的導(dǎo)電鍵合材料的制造方法，其中， 所述焊料成分構(gòu)成所述導(dǎo)電鍵合材料的以質(zhì)量計(jì)的50%或更多且以質(zhì)量計(jì)的95%或更少。
16.—種導(dǎo)電鍵合材料的制造方法,包括: 通過電鍍法形成第一金屬體； 活化所述第一金屬體的表面； 氧化所活化的第一金屬體，并反復(fù)研磨所氧化的第一金屬體以形成具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬微粒；以及 將所述第一金屬微粒與熔點(diǎn)低于所述第一金屬微粒的熔點(diǎn)的第二金屬組合在一起。
17.一種電子裝置的制造方法，包括: 將導(dǎo)電鍵合材料施加到電路板的電極焊盤； 在所述電路板的所述電極焊盤之上安裝元件； 進(jìn)行第一回流加熱以加熱所述元件與所述電路板； 安裝并塑形引線至所述元件； 利用密封樹脂密封所述元件； 將焊膏施加到印刷電路板的引線端子； 將樹脂密封的所述元件安裝在所述印刷電路板之上，從而將所述引線放置在所述引線端子上；以及 進(jìn)行第二回流加熱以加熱所述元件與所述印刷電路板，其中， 所述導(dǎo)電鍵合材料包括: 具有至少一個(gè)孔隙的第一金屬的金屬發(fā)泡體，當(dāng)所述金屬發(fā)泡體在高于所述第一金屬的熔點(diǎn)的溫度被加熱時(shí)，所述孔隙吸收熔化的第一金屬；以及第二金屬，具有低于所述第一金屬的熔點(diǎn)的熔點(diǎn)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子裝置的制造方法，其中， 所述第一回流加熱在160° C的峰值溫度下進(jìn)行10分鐘。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子裝置的制造方法，其中， 所述第二回流加熱在235° C的峰值溫度下進(jìn)行5分鐘。
【文檔編號(hào)】B23K35/26GK103447713SQ201310125016
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】北島雅之, 山上高豐, 久保田崇, 石川邦子 申請人:富士通株式會(huì)社