接合结构制造技术

本发明专利技术提供一种接合结构，将电子部件和配线基板接合，其中，具备：第一层，其设置于电子部件及配线基板的一侧，由含有Sn的第一金属构成；第二层，其设置于电子部件及配线基板的另一侧，由与Sn形成金属间化合物的第二金属构成；以及第三层，其设置于第一层和第二层之间的接合界面，由第一金属和第二金属的金属间化合物构成，第三层的平均厚度为0.1μm以上且0.5μm以下。0.5μm以下。0.5μm以下。

【技术实现步骤摘要】
接合结构


[0001]本专利技术涉及一种接合结构。

技术介绍

[0002]近年来，电子化发展，将电子部件安装于基板上的技术的开发随之发展。例如，迄今为止，在微细的电子部件的组装中，电子部件的端子采用金，在相对的配线基板侧通过镀敷或薄膜成膜来施加Sn，通过焊料接合或扩散接合进行接合。在通过镀Au和镀Sn将电子部件和配线基板接合的情况下，有在接合界面通过共晶反应形成Au和Sn的金属间化合物的倾向。例如，在日本特开2017
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216308号公报中，将含有AuSn合金的层设为规定范围内的厚度。

技术实现思路

[0003]在此，因为金属间化合物硬，所以即使对接合结构作用应力，接合结构也难以弯曲，另一方面，因为脆，所以存在断裂强度降低的问题。
[0004]本专利技术的目的在于提供一种断裂强度高的接合结构。
[0005]本专利技术的接合结构，将电子部件和配线基板接合，其中，具备：第一层，其设置于电子部件及配线基板的一侧，由含有Sn的第一金属构成；第二层，其设置于电子部件及配线基板的另一侧，由与Sn形成金属间化合物的第二金属构成；以及第三层，设置于其第一层和第二层之间的接合界面，由第一金属和第二金属的金属间化合物构成，第三层的平均厚度为0.1μm以上且0.5μm以下。
[0006]本专利技术的接合结构在由含有Sn的第一金属构成的第一层和由与Sn形成金属间化合物的第二金属构成的第二层之间具备由金属间化合物构成的第三层。在此，金属因为进行了金属键合，所以通常具有延展性且柔软，另一方面，金属间化合物是硬且脆的材料。因此，将由金属间化合物构成的第三层的平均厚度设为0.1μm以上且0.5μm以下。通过设置这样的薄的第三层，能够通过金属间化合物使接合结构不易弯曲，能够通过夹着金属间化合物的金属使断裂不易产生。如上，能够获得断裂强度高且高可靠性的接合结构。
[0007]第二金属是Au、Cu、Ni、Ag、Pd中的任意金属、或选自它们中的至少两种的合金。该情况下，第二层容易在与Sn之间形成金属间化合物。
[0008]第二金属可以是至少含有Au的金属。通过用金属中特别是杨氏模量低的柔软的Au的第二层和Sn的第一层夹着薄的第三层，断裂强度进一步提高。
[0009]第三层可以含有AuSn4。即使金属间化合物是AuSn金属间化合物中硬度低且容易破裂的AuSn4，通过与柔软的金属夹在一起，第三层也会成为不易弯曲且不易破裂的接合结构，能够进一步提高断裂强度。
[0010]电子部件可以是LED。因此，安装有LED的配线基板在之后经由很多工序组装于显示器等中，能够抑制这些工序中因断裂而产生的不良。
[0011]专利技术效果
[0012]根据本专利技术，能够提供一种断裂强度高的接合结构。
附图说明
[0013]图1是表示具备本专利技术的实施方式的接合结构的安装基板的概略截面图。
[0014]图2是表示应用本专利技术的实施方式的接合结构的配线基板的概略截面图。
[0015]图3是表示SEM像的一例的图。
[0016]图4是用于对电子部件和配线基板的接合方法进行说明的图。
[0017]图5是表示实施例及比较例的测定结果的表。
具体实施方式
[0018]参照图1及图2说明本专利技术的实施方式的接合结构100。图1是表示具备本专利技术的实施方式的接合结构100的安装基板1的概略截面图。图2是表示应用本专利技术的实施方式的接合结构100的配线基板3的概略截面图。
[0019]如图1所示，安装基板1具备电子部件2和配线基板3。安装基板1通过经由接合材料4将电子部件2安装于配线基板3而构成。
[0020]电子部件2具备主体部6和一对端子7。主体部6是用于发挥作为电子部件2的功能的部件。端子7是形成于主体部6的主面的金属制的部分。电子部件2例如由微LED等构成。微LED是根据来自配线基板3的输入而发光的部件。
[0021]配线基板3具备基材8、壁9以及一对端子10。基材8是配线基板3的平板状的主体部。壁9是由形成于基材8的上表面的绝缘体形成的部件。作为壁9的材料，例如采用环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂等树脂材料。作为壁9的材料，特别优选采用环氧树脂、丙烯酸树脂。端子10是形成于基材8的主面的金属制的部分。作为端子10的材料，采用Ni、Cu、Ti、Cr、Al、Mo、Pt、Au或选自它们中的至少两种的合金等。在端子10的上表面形成导电膜12。作为导电膜12的材料，采用Ti、Cu、Ni、Al、Mo、Cr、Ag等的膜或者混合了金属颗粒和粘合剂的膜等。
[0022]接合材料4是将电子部件2的端子7和配线基板3的端子10接合的部件。接合材料4作为焊料发挥作用。在组装前，配线基板3具备配置于导电膜12的上表面的状态的接合材料4A。在组装时，在将端子10、导电膜12、接合材料4以及端子7层叠以后进行焊料接合。因此，在接合材料4和端子7的连接界面，形成端子10、导电膜12、接合材料4、及端子7各自的金属发生了反应的金属间化合物(IMC)的IMC层20。
[0023]在壁9形成有凹部11。凹部11由贯通壁9的贯通孔构成。由此，在凹部11的底侧，基材8的上表面露出。从配线基板3的厚度方向观察，凹部11呈矩形。端子7、端子10、导电膜12、及接合材料4通过配置在形成于壁9的凹部11内，由壁9包围周围。在端子7、端子10、导电膜12、及接合材料4和凹部11的四方的内侧面(即，壁9的内侧面)之间形成微小的间隙。
[0024]在凹部11内，在电子部件2及接合材料4和壁9之间配置构成材料50。由此，通过由构成材料50支撑，能够使电子部件2不易从配线基板3剥离。另外，能够缓和施加在电子部件2、接合材料4、端子7、10的力，提高可靠性。作为构成材料50的材料，例如采用环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂或它们的混合物、或者上述树脂材料和SiOx、陶瓷等的混合物。作为构成材料50的材料，特别优选采用环氧树脂、丙烯酸树脂。
[0025]本实施方式的接合结构100具备从基材8的上表面依次层叠的端子10、导电膜12、接合材料4、IMC层20、及端子7。接合结构100具有第一层21，该第一层21设置于电子部件2及
配线基板3的一侧，由含有Sn的第一金属构成。另外，接合结构100具备第二层22，该第二层22设置于电子部件2及配线基板3的另一侧，由与Sn形成金属间化合物的第二金属构成。
[0026]在本实施方式中，电子部件2的端子7相当于第二层22，配线基板3侧的接合材料4相当于第一层21。因此，IMC层20设置于端子7和接合材料4之间的接合界面，由第一金属和第二金属的金属间化合物构成。
[0027]接合材料4的第一金属可以含有Sn，也可以由含有Sn的合金构成。第一金属除了Sn以外，还可以含有使Sn低熔点化的元素。作为使Sn低熔点化的元素，例如可举出Bi等。
[0028]端子10的第二金属是A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接合结构，其中，是将电子部件和配线基板接合的接合结构，具备：第一层，其设置于所述电子部件及所述配线基板的一侧，由含有Sn的第一金属构成；第二层，其设置于所述电子部件及所述配线基板的另一侧，由与Sn形成金属间化合物的第二金属构成；以及第三层，其设置于所述第一层和所述第二层之间的接合界面，由所述第一金属和所述第二金属的金属间化合物构成，所述第三层的平均厚度为0.1μm以上且...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛西谅平，渡边贵志，谷口晋，水户瀬智久，堀田裕平，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：