特許 6976984 電子部品に接続するための基板アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6976984

(24)【登録日】2021年11月12日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】電子部品に接続するための基板アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/12 20060101AFI20211125BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20211125BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20211125BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/12 F

   H01L21/52 C

   H05K1/02 C

【請求項の数】15

【外国語出願】

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2019-72016(P2019-72016)

(22)【出願日】2019年4月4日

(65)【公開番号】特開2019-186547(P2019-186547A)

(43)【公開日】2019年10月24日

【審査請求日】2019年5月29日

(31)【優先権主張番号】18166812.0

(32)【優先日】2018年4月11日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】515131116

【氏名又は名称】ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(72)【発明者】

【氏名】ベッカー マーティン

(72)【発明者】

【氏名】シェフス フランク

(72)【発明者】

【氏名】ヒンリッヒ アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】クライン アンドレアス シュテッフェン

【審査官】 綿引 隆

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２７０２０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／０２ − ２３／５０

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０５Ｋ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子部品（５０、５０’）との接続のための基板アセンブリであって、
第１の面および前記第１の面に向き合う第２の面を有する少なくとも１つの基板（３０、３０’）、
少なくとも部分的に前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上に配置された少なくとも１つの接触材料層（９０、９０’）、
少なくとも部分的に前記接触材料層（９０、９０’）の前記基板（３０、３０’）とは反対側上に、および／または少なくとも部分的に前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上に配置された少なくとも１つの予備固定剤（７０、７０’）、
を備え、
前記基板（３０、３０’）が前記第１の面から前記向き合う第２の面への第１開口部および第２開口部を有する少なくとも１つの通路開口部（１１０、１１０’）を備え、
前記予備固定剤は、予備固定剤組成物であり、前置予備固定剤組成物は、
（ｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機化合物、
（ｉｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機物質の混合物、および
（ｉｉｉ）有機ポリマー
からなる群から選択された少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍを３〜１００重量％を含むことを特徴とする、基板アセンブリ。

【請求項2】

前記基板（３０、３０’）が前記第１の面から前記向き合う第２の面への多数の通路開口部（１１０、１１０’）を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板アセンブリ。

【請求項3】

単数の前記通路開口部（１１０、１１０’）のまたは複数の前記通路開口部（１１０、１１０’）の前記第１開口部が前記基板（３０、３０’）の前記第１の面で少なくとも領域ごとに前記予備固定剤（７０、７０’）に配置され、および／または前記予備固定剤（７０、７０’）と結合し、および／または少なくとも領域ごとに前記予備固定剤（７０、７０’）にも前記接触材料層（９０、９０’）にも覆われていない前記基板（３０、３０’）の前記第１の面の領域に少なくとも領域ごとに配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板アセンブリ。

【請求項4】

前記通路開口部（１１０、１１０’）の形状が前記第１開口部から前記第２開口部への延在に亘って略一定に形成されるか、または前記通路開口部（１１０、１１０’）の形状が前記第１開口部から前記第２開口部への延在に亘って縮小して形成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の基板アセンブリ。

【請求項5】

前記通路開口部（１１０、１１０’）が略長方形に形成され１０〜１００μｍの幅を有し、および／または前記通路開口部（１１０、１１０’）の容積が前記予備固定剤（７０、７０’）の容積の少なくとも５％であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の基板アセンブリ。

【請求項6】

前記接触材料層（９０、９０’）が金属粒子を含み、前記予備固定剤（７０、７０’）が少なくとも１つの有機成分を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の基板アセンブリ。

【請求項7】

前記接触材料層（９０、９０’）が前記基板（３０、３０’）の前記第１の面の面上に配置され、接触材料のない領域を接触材料層がない前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上に形成し、前記予備固定剤（７０、７０’）が少なくとも部分的に接触材料のない領域に配置されることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の基板アセンブリ。

【請求項8】

前記基板（３０、３０’）が金属板または金属帯部分またはリードフレームまたはＤＣＢ基板またはＰＣＢ基板を含み、および／または前記基板（３０、３０’）が前記第１および／または前記第２の面上に金（Ａｕ）、ニッケル−金（ＮｉＡｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル−銀（ＮｉＡｇ）および／またはニッケル−パラジウム−金（ＮｉＰｄＡｕ）の材料で被膜されまたは化学蒸着されることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の基板アセンブリ。

【請求項9】

電子部品（５０、５０’）との接続のための基板アセンブリの製造のための方法であって、
第１の面および前記第１の面に向き合う第２の面を有する少なくとも１つの基板（３０、３０’）を提供するステップであって、前記基板（３０、３０’）は前記第１の面から前記向き合う第２の面への第１開口部および第２開口部を有する少なくとも１つの通路開口部（１１０、１１０’）を備える、提供するステップと、
少なくとも１つの接触材料層（９０、９０’）を少なくとも部分的に前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上に塗布するステップと、
少なくとも１つの予備固定剤（７０、７０’）を少なくとも部分的に前記接触材料層（９０、９０’）の前記基板（３０、３０’）とは反対側に塗布し、および／または前記予備固定剤（７０、７０’）を少なくとも部分的に前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上に塗布するステップと
を含み、
前記予備固定剤は、予備固定剤組成物であり、前置予備固定剤組成物は、
（ｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機化合物、
（ｉｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機物質の混合物、および
（ｉｉｉ）有機ポリマー
からなる群から選択された少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍを３〜１００重量％を含む、方法。

【請求項10】

前記基板（３０、３０’）の提供が、少なくとも１つの通路開口部（１１０、１１０’）を前記基板（３０、３０’）の前記第１の面から前記基板（３０、３０’）の前記向き合う第２の面に設けることを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

単数の前記通路開口部または複数の前記通路開口部（１１０、１１０’）の前記第１開口部が前記基板（３０、３０’）の前記第１の面で少なくとも領域ごとに前記予備固定剤（７０、７０’）に配置され、および／または前記予備固定剤（７０、７０’）と結合し、および／または少なくとも領域ごとに前記予備固定剤（７０、７０’）にも前記接触材料層（９０、９０’）にも覆われていない前記基板（３０、３０’）の前記第１の面の領域に少なくとも領域ごとに配置されることを特徴とする請求項９または１０に記載の方法。

【請求項12】

前記通路開口部（１１０、１１０’）の形状が前記第１開口部から前記第２開口部への延在に亘って略一定に形成されるか、または前記通路開口部（１１０、１１０’）の形状が前記第１開口部から前記第２開口部への延在に亘って縮小して形成されることを特徴とする請求項９〜１１の何れか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記通路開口部（１１０、１１０’）が略長方形に形成され、１０〜１００μｍの幅を有し、および／または前記通路開口部（１１０、１１０’）の容積が前記予備固定剤（７０、７０’）の容積の少なくとも５％であることを特徴とする請求項９〜１２の何れか一項に記載の方法。

【請求項14】

少なくとも１つの電子部品（５０、５０’）と請求項１〜８の何れか一項に記載の基板アセンブリおよび／または請求項９〜１３の何れか一項に記載の方法によって製造された基板アセンブリとの接続のための方法であって、
前記基板アセンブリを前記電子部品（５０、５０’）上に前記第１の面を前記電子部品（５０、５０’）の方向に向けて位置付けるステップと、
前記基板アセンブリを前記電子部品（５０、５０’）上に前記基板（３０、３０’）の前記第１の面上の前記予備固定剤（７０、７０’）によってあらかじめ固定するステップと、
前記基板アセンブリを前記少なくとも１つの電子部品（５０、５０’）と接続するステップと
を含む、方法。

【請求項15】

前記基板アセンブリの前記電子部品（５０、５０’）との焼結、押圧、はんだ付けおよび／または接着を含み、接続中に前記予備固定剤（７０、７０’）の部分または残りが前記基板（３０、３０’）の前記通路開口部（１１０、１１０’）中に受容され、および／または前記通路開口部（１１０、１１０’）から前記基板（３０、３０’）の前記第２の面上に通り抜けることを特徴とする請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子部品に接続するための基板アセンブリに関する。さらに本発明は基板アセンブリの製造のための方法および少なくとも１つの電子部品の基板アセンブリとの接続のための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パワーエレクトロニクスでは、基板が例えばあらかじめ乾燥された焼結ペーストのようなあらかじめ塗布された接触材料層とともに提供されることが知られている。比較的高い生産段階で基板は例えばパワートランジスタのような電子部品に付着されその後焼結される。基板のあらかじめ塗布された焼結層との同時の熱印加があるまたはない付着は不十分な運搬強度しか実現できない。なぜなら基板と電子部品間の癒着が装備の場所から焼結の場所までの確実な運搬を実現するには不十分だからである。

【0003】

装備の場所から焼結の場所までの運搬の際に基板が電子部品上を滑らないように、接触材料層の基板とは反対の側の上および／または接触材料層と同じ側の上の基板の上にも配置された予備固定剤を使って、基板を電子部品に運搬のために固定することが従来技術から公知である。例えば特許文献１は運搬の際の滑り止めのためのそのような予備固定剤の塗布を説明する。この説明された予備固定剤は電子部品への良好な固定を達成するために溶媒および／またはポリマーのような少なくとも１つの有機化合物を含む。

【0004】

このような予備固定剤により基板の電子部品に関して滑ることが実質的に防止できても公知の従来技術には予備固定剤の部分または残りが焼結後、焼結接続の耐久性および／または寿命を低下させることにより焼結接続に負の影響を与えうるという不利がある。さらに基板と電子部品の間の側方に流出する予備固定剤の部分または残りがしばしば例えば少なくとも１つのボンディングワイヤを使った接触に使われる基板の向き合う側を汚染し、それによって使用可能な接触領域を縮小し、および／またはボンディング結合の質を低下させうる。流出した残りは電子部品上の近接領域を汚染し最悪の場合、電子部品を破壊しうる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０７３１０２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

そのため本発明の課題は、電子部品との接続のための改良された基板アセンブリ、基板アセンブリの製造のための方法および電子部品の基板アセンブリとの接続方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は本発明によって特許請求項１の主題に従った基板アセンブリによる改良された基板アセンブリの観点から解決される。本発明の電子部品との接続のための基板アセンブリはここでは以下を備える：第１の面および第１の面に向き合う第２の面を有する少なくとも１つの基板、少なくとも部分的に基板の第１の面上に配置された少なくとも１つの接触材料層、および少なくとも部分的に接触材料層の基板とは反対側の上および／または少なくとも部分的に基板の第１の面上に配置された少なくとも１つの予備固定剤。そのとき基板は第１の面から向き合う第２の面への第１開口部および第２開口部を有する少なくとも１つの通路開口部を備える。

【0008】

これに関連して電子的、または電気的部材を表すために「電子部品」という概念が適用されうる。そのため「電子部品」という概念は例えばパワートランジスタのようなパワーエレクトロニクスにおいて使用される部材を含む。一例では本発明の基板アセンブリは電子部品とともに使用されることができる。本発明のさらなる例では本発明の基板アセンブリが電子部品を含むことができる。

【0009】

「接触材料層」という概念は、基板を電子部品と持続的かつ確実に結合するための、例えば焼結ペースト、ロット、導電性接着剤またはその他の接着剤を含みうる焼結材料のような少なくとも１つの接触材料を含む層を表すために適用できる。使用された接触材料に応じて最終的な結合の生成のために例えば焼結工程のような温度および／または圧力処理を必要としうる。接触材料層は完全にまたは部分的に平坦であり、基板の第１の面上に配置されることができ、層厚は５〜５００μｍでありうる。

【0010】

予備固定剤は基板を電子部品にまたは電子部品を基板にあらかじめ固定するかあるいは仮に付着するために用いられる。予備固定あるいは付着により部品の十分な運搬能力が装備の場所から再加工の場所までも例えば焼結のような再加工自体においても達成される。これに関連して「予備固定剤」として基板アセンブリあるいは基板の電子部品との少なくとも一時的な固定を可能にする臨時のまたは溶解可能な固定剤が理解される。予備固定剤は付着を可能にするための例えば溶媒またはポリマーのような有機化合物を含むことができる。

【0011】

予備固定剤は予備固定剤組成から適用されることができる。この予備固定剤組成は以下の構成要素を備えうる：水と有機溶媒から成る群から選ばれた少なくとも１つの溶媒の０〜９７重量％、（ｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機化合物、（ｉｉ）３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機物の混合物および（ｉｉｉ）有機ポリマーから成る群から選択された少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍの３〜１００重量％、少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍと異なる有機フリー添加剤の０〜２０重量％および、１つのまたは複数の無機固体充填剤の０〜３０重量％。ここで重量％は１００重量％まで積算されうる。

【0012】

ここで用いられる「有機化合物」、「有機物」、「有機ポリマー」および「有機添加剤」という概念は有機的および無機的部分を有する物質も含みうる。純粋に無機的物質のみこれらの概念には含まれない。

【0013】

水と有機溶媒から成る群から選ばれた少なくとも１つの溶媒の０〜９７重量％のその含有量に相応し、それから予備固定剤が適用される予備固定剤組成は無溶媒の、水性の無有機溶媒の、水性有機溶媒を含む、または非水性の有機溶媒を含む組成でありうる。

【0014】

無溶媒の予備固定剤組成の例は、例えば箔、綱、粉末、滴、ホットメルト材料、油性または樹脂材料の形の適用の際に固形性から粘着性の予備固定剤組成である。該当する無溶媒の固定剤組成の硬度に応じて専門家が適用に合う方法を選択する。

【0015】

水性固定剤組成の例は水性の有機溶媒のないまたは水性の有機溶媒を含む予備固定剤組成である。そのときそれは、それらのレオロジー挙動が幅広い領域で液状からペースト状にありうる溶液、懸濁液または分散液でありうる。それに相応して水性予備固定剤組成は、例えば噴射、調剤、吹き付け、塗装、タッピング、浸潤または印刷による様々な方法で塗布されることができ、広範囲で好ましくは完全に水および場合によっては含有された有機溶媒を除去するまでを目的とする乾燥が続く。

【0016】

非水性の有機溶媒を含む予備固定剤組成は、それらのレオロジー挙動が幅広い領域で液状からペースト状にありうる溶液、懸濁液または分散液でありうる。それに相応して非水性の有機溶媒を含む予備固定剤組成は、例えば噴射、調剤、吹き付け、塗装、タッピング、浸潤または印刷による様々な方法で塗布されることができ、広範囲で好ましくは完全に有機溶媒を除去するまでを目的とする乾燥が続く。

【0017】

少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍとして有機ポリマー、特に部分的または完全に合成の有機ポリマーが好ましい。

【0018】

３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機化合物の好ましい例は例えばラウロラクタムのようなラクタム；および例えば１−ドデカノール（ラウリルアルコール）、１−テトラデカノール（ミリスチルアルコール）、１−ヘキサデカノール（セチルアルコール）、１−ヘプタデカノール（マルガリールアルコール）、１−オクタデカノール（ステアリルアルコール）、１−エイコサノール（アラキジルアルコール）、１−ドコサノール（ベヘニルアルコール）、１−テトラコサノール（リグノセリルアルコール）、１−ヘキサコサノール（セリルアルコール）、１−オクタコサノール（モンタニルアルコール）、１−トリアコンタノール（メリシルアルコール）などの脂肪アルコールである。

【0019】

３０〜１８０℃の範囲で溶融する有機物の混合物の好ましい例は相応な油、脂肪、ワックス、例えば蜜蝋、パラフィンワックスおよびワセリンのような天然ワックスである。

【0020】

有機ポリマーの例には好ましい熱可塑性プラスチックの他に硬化性ポリマーがある。物質的に単数または複数の有機ポリマーに制限はない。それは例えばそのような前述のポリマーのビニルコポリマー、（メタ）アクリルコポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、ポリマー前駆体および／または例えばセルロースエーテルおよびセルロースエステルのようなセルロース誘導体でありうる。特に好ましくは（メタ）アクリルコポリマーおよびメチルセルロースまたはエチルセルロースのようなセルロース誘導体である。

【0021】

ここで用いられる「有機ポリマー」という表現は有機オリゴマーも含む。有機ポリマーは例えば１０００〜３００，０００領域のＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー、ポリスチレン標準、固定相としてのポリスチレンゲル、移動相としてのテトラヒドロフラン）によって決定できる重量平均分子量Ｍｗを有する。

【0022】

予備固定剤組成は少なくとも１つの３０〜１８０℃の範囲で溶融する材料Ｍとは異なる例えば硬化剤、湿潤添加剤、レオロジー添加剤、触媒、光開始剤である少なくとも１つの有機フリー添加剤の０〜２０重量％を含有しうる。

【0023】

予備固定剤組成は１つのまたは複数の無機固体充填剤の０〜３０重量％を含有できる。無機固体充填剤の例は二酸化ケイ素と酸化アルミニウムである。

【0024】

予備固定剤組成から適用される予備固定剤はその組成中で質的および／または量的に予備固定剤組成とは異なりうる。これは例えばその適用および／またはその適用の枠内で意識的に実施された溶媒の除去または乾燥および／または熱的および／または光化学的処理の結果でありうる。溶媒から得られた予備固定剤組成を適用する予備固定剤の場合、その溶媒含有量が予備固定剤組成に対して＞５０〜１００重量％、好ましくは＞８０〜１００重量％削減される。換言すると、溶媒を含有する予備固定剤組成と比較して適用された予備固定剤中で半分以上、好ましくは元々溶媒を含有する予備固定剤組成の中に含有された溶媒の８０重量％以上が除去される。

【0025】

本発明により基板は第１の面から向き合う第２の面への第１開口部および第２開口部を有する少なくとも１つの通路開口部を備える。「通路開口部」という概念は、基板側の第１開口部から基板の第２の面上の第２開口部へと延在する基板の材料中の凹部と理解される。開口部は様々な大きさおよび形状を有しうる。好ましくは基板が複数の通路開口部を備える。例えば通路開口部の数が予備固定剤の点数に相応しうる。

【0026】

単数の通路開口部／複数の通路開口部およびそれらの開口部は例えば円筒形、円形、長方形、楕円形、長円形または丸い角を持つ長方形に形成できる。

【0027】

それとともに本発明は、予備固定剤の部分または残りが例えば焼結工程のような温度および／または圧力処理の際に液化し、合目的的に通路開口部の中に通路開口部の毛細管現象によって受容されることができ、それによって予備固定剤の部分または残りの制御不能な流出を防ぐという驚くべき知見に基づいている。予備固定剤の部分または残りは例えば材料Ｍおよび／または他の有機的な材料Ｍとは異なる添加剤でありうる。

【0028】

本発明は、特に有機予備固定剤の使用の際、基板を電子部品と持続的に接続するための温度および／または圧力処理中に有機予備固定剤またはその部分あるいは残りが制御されない流出をすることを阻止する解決法を提供することに初めて成功した。平常は温度および／または圧力処理中に液相に移行する予備固定剤の部分または残りが通路開口部に受容されそれによって空間的に保持されることができるため、予備固定剤の部分または残りは例えば電子部品上のまたは接触材料層の結合領域内の機能部位内で障害とはならず、またはより僅かな障害にしかならない。

【0029】

一例では基板が第１の面から向き合う第２の面への多数の通路開口部を備え、好ましくは基板が基板の縁部領域に通路開口部を備える。

【0030】

すでに説明したように通路開口部は様々な大きさおよび形状を有することができる。ここでは適用される予備固定剤の特別な用法および量に応じて（単数または複数の）通路開口部の長さが、予備固定剤の液状になる部分または残りの定義された量が温度および／または圧力処理の際に通路開口部の中に受容されるように選択されることができる。幅は、予備固定剤の部分または残りを重力に反して上昇させるために必要な毛管力が生成されるように小さく選択されうる。

【0031】

有利には通路開口部の基板の縁部領域における配置が流出する予備固定剤に対する効率的な保護を提供する。例えば複数の長い通路開口部も温度および／または圧力処理の際の予備固定剤の流出防止をさらに向上するために、基板の縁部に略平行に延在し前後して配置されることができる。

【0032】

さらなる例では単数または複数の通路開口部の第１開口部が基板の第１の面で少なくとも領域ごとに予備固定剤に配置され、および／または予備固定剤と結合され、および／または少なくとも領域ごとに予備固定剤にも接触材料層にも覆われていない基板の第１の面の領域に少なくとも領域ごとに配置される。

【0033】

「領域ごとに予備固定剤に配置される」という概念は、通路開口部の第１開口部に接したおよび／または上への予備固定剤の配置と理解されることができ、例えば予備固定剤は第１開口部の上／中に配置され例えば印刷されることができる。これによって有利に十分な予備固定あるいは付着を電子部品に設けられた基板アセンブリの運搬中に可能にし、基板のおよび／または電子部品のさらなる領域を汚染しおよび／または接触材料層の結合を損なうことなく温度および／または圧力処理の際に迅速に通路開口部中に受容されることができるようにあらかじめ決められた量の予備固定剤が配置されることができる。

【0034】

「予備固定剤と結合する」という概念は「関連する」と理解されることができ、第１開口部は直接または間接的に予備固定剤と関連されうる。例えば第１開口部と予備固定剤の間に空隙がある可能性があり、および／または接触材料層部分が第１開口部と予備固定剤の間にありうる。

【0035】

一例では通路開口部の形状が第１開口部から第２開口部への延在に亘って略一定に形成されるか、または通路開口部の形状が第１開口部から第２開口部への延在に亘って縮小し、特に徐々に縮小するかまたは段階的に縮小して形成される。

【0036】

有利には通路開口部の第１開口部から第２開口部までの縮小するまたは縮尺する延在は温度および／または圧力処理の際に液化する予備固定剤の部分または残りの定義された量の通路開口部への受容のために十分な容積が基板の第２の面のほぼ完全に閉じた表面で提供されることができる。この例では第２開口部が毛管効果が発生するようにのみ大きく選択され、液状予備固定剤の実質的部分または残りは基板の材料中にそのようにして生成された空洞に似た凹部の中に収集される。

【0037】

さらなる例では通路開口部が略長方形に形成され１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μｍの幅を有し、および／または通路開口部の容積が予備固定剤の容積の少なくとも５％である。

【0038】

これに関連して「長方形」という概念は「スロット型」とも理解されることができる。特に良好な結果は幅が狭いが相応に長い、基板の材料の中に拡張しその中に液状予備固定剤が迅速に受容されることができる通路開口部としてのスロットによって達成されることができる。

【0039】

驚くべきことに、予備固定剤の液状になる部分または残りを実質的に完全に受容することができるためには、単数／複数の通路開口部の容積は予備固定剤の容積の実質的に５％〜８０％のみであるべきことが判明した。なぜなら予備固定剤の大部分が蒸発し、および／または他のあり方で揮発するためである。

【0040】

もう１つの例では接触材料層が特に銀粒子である金属粒子を含み、予備固定剤が特に少なくとも１つの溶媒および／または少なくとも１つのポリマーである少なくとも１つの有機成分を含む。

【0041】

さらに接触材料層の接触材料は結合剤および／または脂肪酸を含みうる。結合剤は例えばメチルセルロース、エチルセルロース、エチルメチルセルロース、カルボキシセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースである特にセルロース誘導体のようなポリマーでありうる。脂肪酸は特にカプリル酸（オクタン酸）、カプリン酸（デカン酸）、ラウリン酸（ドデカン酸）、ミリスチン酸（テトラデカン酸）、パルミチン酸（ヘキサデカン酸）、マルガリン酸（ヘプタデカン酸）、ステアリン酸（オクタデカン酸）、アラキン酸（エイコサン酸／イコサン酸）、ベヘン酸（ドコサン酸）、リグノセリン酸（テトラコサン酸）でありうる。

【0042】

さらなる例では接触材料層が基板の第１の面の面上に配置され、接触材料のない領域、特に接触材料層がない基板の第１の面上に縁部を形成し、予備固定剤は少なくとも部分的に接触材料のない領域に配置され、特に点状に配置される。

【0043】

有利には予備固定剤の配置により少なくとも部分的に基板の第１の面上の接触材料の周りに運搬のために十分な基板の電子部品への付着および実質的に汚染のない接触材料層、例えば焼結層が温度および／または圧力処理後に実現されることができる。

【0044】

もう１つの例では基板が金属板または金属帯部分、特に銅板または銅板部分またはリードフレームまたはＤＣＢ基板またはＰＣＢ基板を含み、および／または基板が第１および／または第２の面上に金（Ａｕ）、ニッケル−金（ＮｉＡｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル−銀（ＮｉＡｇ）および／またはニッケル−パラジウム−金（ＮｉＰｄＡｕ）の材料を含んで被膜され、特に亜鉛メッキまたは化学蒸着されている。

【0045】

有利には相応の被膜および／または基板のおよび基板の構成の材料選択によって電子部品上あるいは電子部品の接触上に例えばボンディングワイヤを使った接触のより良好な接着が実現されることができる。

【0046】

本発明は電子部品との接続のための基板アセンブリの製造のための以下のステップを有する方法も提案する：第１の面および第１の面に向き合う第２の面を有する少なくとも１つの基板を提供するステップであって、基板は第１の面から向き合う第２の面へと第１開口部および第２開口部を有する少なくとも１つの通路開口部を備えるステップ、少なくとも１つの接触材料層を少なくとも部分的に基板の第１の面上に塗布するステップ、少なくとも１つの予備固定剤組成を少なくとも部分的に接触材料層の基板とは反対側に塗布し、および／または予備固定剤組成を少なくとも部分的に基板の第１の面上に塗布するステップ。

【0047】

一例では基板の提供が以下を有する：少なくとも１つの、好ましくは多数の通路開口部を特にエッチング、打ち抜きおよび／またはレーザー／ウォータージェットにより基板の第１の面から基板の向き合う第２の面へと設け、好ましくは通路開口部を基板の縁部領域に設ける。

【0048】

もう１つの例では単数の通路開口部のまたは複数の通路開口部の基板の第１の面にある第１開口部が少なくとも領域ごとに予備固定剤に配置され、および／または予備固定剤と結合され、および／または少なくとも領域ごとに予備固定剤にも接触材料層にも覆われていない基板の第１の面の領域に少なくとも領域ごとに配置される。

【0049】

さらなる例では通路開口部の形状が第１開口部から第２開口部への延在に亘って略一定に形成されるか、または通路開口部の形状が第１開口部から第２開口部への延在に亘って縮小し、特に徐々に縮小するかまたは段階的に縮小して形成される。

【0050】

もう１つの例では通路開口部が略長方形に形成され１０〜１００μｍ、好ましくは２０〜７０μｍの幅を有し、および／または通路開口部の容積が予備固定剤の容積の少なくとも５％である。

【0051】

さらに本発明は少なくとも１つの電子部品を本発明による基板アセンブリおよび／または以下のステップを有する本発明の方法によって製造される基板アセンブリと接続するための方法も提案する：基板アセンブリを電子部品上に第１の面を電子部品の方向に向けて位置付けるステップ、基板アセンブリを電子部品上に基板の第１の面上の予備固定剤によってあらかじめ固定するステップ、および基板アセンブリを少なくとも１つの電子部品と接続するステップ。

【0052】

一例では接続が以下を有する：基板の電子部品との焼結、押圧、はんだ付けおよび／または接着。接続中、予備固定剤の部分または残りは基板の通路開口部中に受容され、および／または通路開口部から基板の第２の面上に通り抜ける。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】電子部品と接続された従来技術から公知の基板アセンブリの上面図である。

【図2】本発明の実施形態による電子部品と接続された焼結前の基板アセンブリの概略断面図である。

【図3a】本発明の実施形態による電子部品と接続された焼結後の基板アセンブリの概略断面図である。

【図3b】本発明の実施形態による電子部品と接続された焼結後の基板アセンブリの詳細図である。

【発明を実施するための形態】

【0054】

本発明のさらなる特徴および利点は、概略図を参照しながら本発明の好ましい実施形態において説明される以下の説明から明らかになる。

【0055】

図１では電子部品５と接続された従来技術から公知の基板アセンブリ１の上面図が示される。図１では電子部品５がパワー半導体として示され、ボンディングワイヤを使って接触の接着を可能にするために基板３は電子部品５と接触して配置される。

【0056】

基板３の図示されない第１の面上に電子部品５との接続前に接触材料層および予備固定剤が配置され、配置後に電子部品５と焼結される。図１の中で色付けによって示されるように、温度および／または圧力処理によって液化された予備固定剤７の部分または残りは基板３の第２の面上および電子部品５の近接する領域に分配される。この予備固定剤７の部分または残りは、焼結接続部の耐久性および／または寿命を低下させることにより焼結結合に負の影響を与えうる。さらに図示された側方に流出する予備固定剤７の部分または残りがしばしば例えば少なくとも１つのボンディングワイヤを使った接触に使われる基板３の図示された第２の面を汚染し、それによって使用可能な接触領域を縮小し、ボンディング結合の質を低下させうる。電子部品５の近接した領域上に流出した予備固定剤７の部分または残りは電子部品５を破壊しうる。

【0057】

図２は本発明の実施形態による電子部品５０と接続された焼結前の基板アセンブリ１０の概略断面図である。

【0058】

基板３０の第１の面上に接触材料層９０および予備固定剤７０が配置される。予備固定剤７０が図示された実施形態中で滴状に基板３０の縁部領域に配置されるのに対し、予備固定剤７０は基板３０の中央に向かって配置される。図示されない実施形態では予備固定剤７０が接触材料層９０に囲まれていることもでき、または予備固定剤７０が接触材料層９０上に配置されることもありうる。

【0059】

図示された実施形態中では予備固定剤７０と接触材料層９０の間に間隔があるため、予備固定剤７０と接触材料層９０は直接接触しない。さらに第１開口部および第２開口部を有する、基板３０の第１の面から向き合う第２の面へと延在する通路開口部１１０が示される。図示された実施形態中には通路開口部１１０がその上に予備固定剤７０も接触材料層９０も配置されない基板３０の領域中にある。図示されない実施形態では予備固定剤７０が直接通路開口部１１０に配置されることもありうる。

【0060】

図２中に概略的に描き入れられた矢印は、予備固定剤７０の部分または残りが焼結工程のような温度および／または圧力処理の際に液化し、予備固定剤７０の部分または残りの制御不能な流出を防ぐために、合目的的に通路開口部１１０の中に通路開口部１１０の毛細管現象によって受容されうることを示す。

【0061】

図３ａ、図３ｂは本発明の実施形態による電子部品５０’と接続された焼結後の基板アセンブリ１０’の概略断面図および詳細図である。

【0062】

図示された基板アセンブリ１０’は実質的に図２に示された焼結後の基板アセンブリ１０に相応する。図３ａ、図３ｂに示されるように焼結後に残った予備固定剤７０’の部分または残りは通路開口部１１０’にある。

【0063】

それによって基板３０’の電子部品５０’との持続的な接続のための温度および／または圧力処理中の予備固定剤７０’の制御されない流出は防止されることができる。図３ａ、図３ｂに示されるように平常は温度および／または圧力処理中に液相に移行する予備固定剤７０’は通路開口部１１０’に受容され、それによって空間的に保持されることができるため、予備固定剤７０’は例えば電子部品５０’上のまたは接触材料層９０’の結合領域内で障害とはならず、またはより僅かな障害にしかならない。

【0064】

前述の説明、特許請求の範囲および図面に記載されている特徴は本発明の様々な実施形態において個々におよび任意の組み合わせの両方で本発明にとって不可欠でありうる。

【符号の説明】

【0065】

１ 基板アセンブリ−従来技術
３ 基板−従来技術
５ 電子部品
７ 予備固定剤−従来技術
１０、１０’ 基板アセンブリ
３０、３０’ 基板
５０、５０’ 電子部品
７０、７０’ 予備固定剤
９０、９０’ 接触材料層
１１０、１１０’ 通路開口部
Ａ 部分

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】