电子部件的制作方法

文档序号:11161490阅读:667来源:国知局
电子部件的制造方法与工艺

本发明涉及电子部件。



背景技术:

具备光电二极管、配置于光电二极管的上表面的受光部以外的部位的端子、及配置于端子的凸块的电子部件为已知(例如,参照专利文献1)。在该电子部件,安装IC芯片作为其他电子部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-307133号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

本发明的一方面的目的在于提供一种即便在使用Au-Sn合金焊料安装其他电子部件的情形,也可适当进行该其他电子部件的安装的电子部件。

解决问题的技术手段

本发明的一个形态的电子部件包含基材、配置于基材上的多层导电性金属材料层的层叠体、配置于层叠体上且由Au-Su合金焊料构成的焊料层。作为构成最外层的导电性金属材料层,层叠体具有由Au构成的表面层。表面层包含配置有焊料层的焊料层配置区域、与不配置焊料层的焊料层非配置区域。焊料层配置区域与焊料层非配置区域空间性地隔开。

在本形态的电子部件中,构成层叠体的最外层的由Au构成的表面层包含焊料层配置区域与焊料层非配置区域,焊料层配置区域与焊料层非配置区域空间性地隔开。在上述一个形态的电子部件安装其他电子部件时,配置于层叠体上的焊料层(Au-Sn合金焊料)熔融。熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域流出至焊料层非配置区域的情形被抑制。

因焊料层与表面层的受热历程,而有表面层的Au扩散至焊料层,使Au-Sn合金焊料的组成发生变化的情况。在Au-Sn合金焊料的组成发生变化时,有Au-Sn合金焊料的熔点产生差异、或其他电子部件的接合状态变得不均一的担忧。如上所述,因焊料层配置区域与焊料层非配置区域系空间性地隔开,故即便表面层的Au扩散至焊料层时,焊料层非配置区域的Au也不会扩散至焊料层。因来自表面层的Au的扩散量受抑制,故Au-Sn合金焊料的组成变化受抑制。

由上述,根据本形态,即便使用Au-Sn合金焊料安装其他电子部件时,也可适当进行该其他电子部件的安装。

焊料层配置区域也可以被焊料层非配置区域包围的方式位于焊料层非配置区域的内侧,且于其全周与焊料层非配置区域空间性地隔开。该情形时,可进一步确实地抑制熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域流出至焊料层非配置区域。因来自焊料层配置区域的Au的扩散量进一步被抑制,故可确实地抑制Au-Sn合金焊料的组成变化。

焊料层配置区域与焊料层非配置区域也可通过形成于表面层的狭缝而空间性地隔开。该情形时,可简易实现焊料层配置区域与焊料层非配置区域空间性地隔开的结构。

焊料层也可经由由Pt构成的障壁层而配置于层叠体上。该情形时,因防止来自焊料层配置区域的Au的扩散,故可进一步确实地抑制Au-Sn合金焊料的组成变化。

[发明的效果]

根据本发明的上述一形态,可提供即便在使用Au-Sn合金焊料安装其他电子部件的情形时,也可适当进行该其他电子部件的安装的电子部件。

附图说明

图1为显示一实施方式的电子部件的俯视图。

图2为用以说明沿图1所示的II-II线的剖面结构的图。

图3为用以说明本实施方式的变形例的电子部件的剖面结构的图。

图4为用以说明形成焊料层的过程的图。

图5为用以说明焊料层配置区域与焊料层非配置区域未空间性地隔开的电子部件的剖面结构的图。

图6为显示本实施方式的其他变形例的电子部件的俯视图。

图7为用以说明本实施方式的其他变形例的电子部件的剖面结构的图。

图8为显示本实施方式的其他变形例的电子部件的俯视图。

具体实施方式

在下文中,一面参照附图一面详细说明本发明的实施方式。另外,在说明中,对相同要件或具有相同功能的要件使用相同符号,且省略重复说明。

参照图1及图2,说明本实施方式的电子部件1A的结构。图1为本实施方式的电子部件的俯视图。图2为用以说明沿图1所示的II-II线的剖面结构的图。

电子部件1A包含基材10、层叠体20、及焊料层30。电子部件1A例如作为安装有其他电子部件3的子安装基板而发挥功能。其他电子部件3为例如激光二极管等。所谓安装,不仅包含电性且物理性连接,也包含仅物理性连接的情形。

基材10包含半导体基板11。半导体基板11具有彼此相对向的一对主表面11a、11b、与侧面11c的第1导电型(例如N型)的硅基板。侧面11c以连结一对主表面11a、11b间的方式在一对主表面11a、11b的相对方向延伸。在本实施方式中,如图1所示,半导体基板11在俯视时呈矩形形状,且具有四个侧面11c。

半导体基板11具有位于主表面11a侧的第二导电型(例如P型)的第1半导体区域13。第一半导体区域13为添加有第二导电型的杂质(硼等)的区域。第一半导体区域13的杂质浓度高于半导体基板11。第一半导体区域13为例如通过利用离子注入法或扩散法,将第二导电型的杂质自主表面11a侧添加至半导体基板11而形成。

在基材10中,以半导体基板11与第一半导体区域13形成PN结。即,基材10为其主表面11a为光入射面的表面入射型光电二极管。第一半导体区域13与半导体基板11构成光感应区域。在将作为其他电子部件3的激光二极管安装于电子部件1A的情形时,上述光电二极管监控激光二极管的输出。

基材10包含钝化膜15。钝化膜15配置于半导体基板11的主表面11a上。在钝化膜15,在与第一半导体区域13对应的位置形成有开口15a。在第一半导体区域13(光感应区域),通过形成于钝化膜15的开口15a而入射光。钝化膜15例如由SiN构成。钝化膜15例如由CVD(Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法而形成。在本实施方式中,省略了连接于上述光电二极管的阴极电极(焊垫)及阳极电极(焊垫)的图示。

层叠体20配置于基材10(钝化膜15)上。详细而言,层叠体20配置于钝化膜15中未形成开口15a的区域上。层叠体20由多层导电性金属材料层构成。在本实施方式中,层叠体20包含三层的导电性金属材料层21、22、23。各导电性金属材料层21、22、23为由导电性金属材料构成的层。三层的导电性金属材料层21、22、23为自基材10侧按导电性金属材料层21、导电性金属材料层22、导电性金属材料层23的顺序层叠而成。各导电性金属材料层21、22、23为例如通过真空蒸镀法或溅镀法而形成。

导电性金属材料层21构成与基材10(钝化膜15)的接触层。导电性金属材料层21提高与基材10(钝化膜15)的密接性。导电性金属材料层21例如由Ti构成。导电性金属材料层21的厚度例如为0.1~0.2μm。导电性金属材料层21除Ti以外,也可由Cr等构成。

导电性金属材料层22构成中间障壁层。导电性金属材料层22防止来自其他导电性金属材料层21、23的金属材料(金属原子)扩散。导电性金属材料层22例如由Pt构成。导电性金属材料层22的厚度例如为0.2~0.3μm。

导电性金属材料层23构成层叠体20的最外层。即,导电性金属材料层23构成表面层。导电性金属材料层23例如由Au构成。导电性金属材料层23的厚度例如为0.1~0.5μm。

导电性金属材料层23包含配置有焊料层30的焊料层配置区域23a、及不配置焊料层30的焊料层非配置区域23b。焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b在导电性金属材料层22上空间性地隔开。即,在焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b空间性地隔开的区域中,露出导电性金属材料层22。

在本实施方式中,焊料层配置区域23a以被焊料层非配置区域23b包围的方式,位于焊料层非配置区域23b的内侧,且在其全周与焊料层非配置区域23b空间性地隔开。焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b通过形成于导电性金属材料层23的狭缝23c而空间性地隔开。

焊料层30包含Au-Sn合金焊料,且配置于层叠体20(导电性金属材料层23的焊料层配置区域23a)上。焊料层30相接于导电性金属材料层23(焊料层配置区域23a)。焊料层30例如通过使用光致抗蚀剂(负型光阻剂)的剥离法而形成。焊料层30的厚度例如为2.0~5.0μm。

如上所述,在本实施方式中,由Au构成的导电性金属材料层23包含焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b,且焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b空间性地隔开。在电子部件1A上安装其他电子部件3时,配置于层叠体20上的焊料层30(Au-Sn合金焊料)熔融。熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域23a流出至焊料层非配置区域23b的情形受到抑制。

因电子部件1A的制造过程中焊料层30与导电性金属材料层23的受热历程,而有导电性金属材料层23的Au扩散至焊料层30,使得Au-Sn合金焊料的组成发生变化的情况。在Au-Sn合金焊料的组成发生变化时,有Au-Sn合金焊料的熔点产生差异、或其他电子部件3的接合状态变得不均一的担忧。

在本实施方式中,因焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b空间性地隔开,故即便在导电性金属材料层23的Au扩散至焊料层30的情形,焊料层非配置区域23b的Au也不会扩散至焊料层30。因来自导电性金属材料层23的Au的扩散量受到抑制,故Au-Sn合金焊料的组成变化受到抑制。

根据这些的结果,电子部件1A,即便在使用Au-Sn合金焊料安装其他电子部件3时,也可适当地进行其他电子部件3的安装。

在本实施方式中,焊料层配置区域23a以被焊料层非配置区域23b包围的方式,位于焊料层非配置区域23b的内侧,且在其全周与焊料层非配置区域23b空间性地隔开。由此,可进一步确实地抑制熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域23a流出至焊料层非配置区域23b。因可进一步抑制来自焊料层配置区域23a的Au的扩散量,故可确实地抑制Au-Sn合金焊料的组成变化。

在本实施方式中,焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b通过形成于导电性金属材料层23的狭缝而空间性地隔开。由此,可简单实现焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b空间性地隔开的结构。

其次,参照图3,说明本实施方式的变形例的电子部件1B的结构。图3为用以说明本实施方式的变形例的电子部件的剖面结构的图。

电子部件1B包含基材10、层叠体20、焊料层30、及障壁层40。电子部件1B也与电子部件1A同样,例如作为安装有其他电子部件3的子安装基板而发挥功能。

障壁层40配置于层叠体20与焊料层30之间。障壁层40相接于层叠体20(导电性金属材料层23),且相接于焊料层30。即,焊料层30经由障壁层40而配置于层叠体20上。障壁层40由Pt构成。障壁层40例如通过剥离法而与焊料层30一起形成。障壁层40的厚度例如为0.2~0.3μm。

在本变形例中,通过障壁层40防止来自导电性金属材料层23(焊料层配置区域23a)的Au扩散。因此,在电子部件1B中,可进一步确实地抑制Au-Sn合金焊料的组成变化。

在障壁层40配置于层叠体20与焊料层30之间的情形,即便焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b未空间性地隔开,期待也能抑制熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域23a向焊料层非配置区域23b的流出。然而,由于下述事由,即便在存在障壁层40的情形,也难以抑制上述熔融的Au-Sn合金焊料的流出。

在焊料层30通过上述的剥离法而形成的情况下,因光致抗蚀剂50的形状而如图4及图5所示,焊料层30形成为较障壁层40更广。即,焊料层30以覆盖障壁层40且与层叠体20(导电性金属材料层23)相接的方式形成。焊料层30的厚度一般大于障壁层40的厚度。因此,焊料层30容易在平行于该焊料层30的方向扩开,致使焊料层30形成为比障壁层40更广。若焊料层30相接于导电性金属材料层23,则熔融的Au-Sn合金焊料有在导电性金属材料层23上润开的担忧。因此,熔融的Au-Sn合金自焊料层配置区域23a流出至焊料层非配置区域23b。

在本变形例中,与电子部件1A同样,焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b空间性地隔开。由此,熔融的Au-Sn合金焊料自焊料层配置区域23a向焊料层非配置区域23b的流出的情形被确实地抑制。

以上虽说明了本发明的实施方式,但本发明并非限定于上述实施方式者,也可在未脱离其主旨的范围内进行各种变化。

基材10并未限定于表面入射型的光电二极管。基材10也可为如图6及图7所示,至少一者的侧面11c为光入射面的侧面入射型的光电二极管。在图6及图7所示的电子部件1A中,以自钝化膜15露出的方式,配置阴极电极(焊垫)61、与阳极电极(焊垫)63。图6为显示本实施方式的其他变形例的电子部件的俯视图。图7为用以说明本实施方式的其他变形例的电子部件的剖面结构的图。

焊料层配置区域23a并无必要以被焊料层非配置区域23b包围的方式位于焊料层非配置区域23b的内侧且在其全周与焊料层非配置区域23b空间性地隔开。例如,焊料层配置区域23a与焊料层非配置区域23b也可如图8所示,以被直线状的狭缝23c分割的方式空间性地隔开。

层叠体20不一定要由三层的导电性金属材料层21、22、23构成。层叠体20也可由二层的导电性金属材料层构成,又可由四层以上的导电性金属材料层构成。在这些的情形,只要层叠体20中的构成最外层的导电性金属材料层即表面层由Au构成即可。

基材10也可不为光电二极管,另外,基材10未必包含半导体基板11。基材10也可包含例如陶瓷基板或玻璃基板等取代半导体基板11。陶瓷基板使用氮化铝(AlN)基板或氧化铝(Al2O3)基板等。

安装于电子部件1A、1B的其他电子部件3未必为激光二极管。其他电子部件3也可为例如受光元件、发光元件、半导体封装、电路基板、主动部件、或被动部件。

产业上的可利用性

本发明可用于子安装基板等的电子部件。

符号说明

1A,1B 电子部件

10 基材

20 层叠体

21,22,23 导电性金属材料层

23a 焊料层配置区域

23b 焊料层非配置区域

23c 狭缝

30 焊料层

40 障壁层

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