基板结构及其制造法、电子部件及其与基板结构的结合法
【专利摘要】本发明提供了基板结构及其制造法、电子部件及其与基板结构的结合法。一种制造用于与电子部件(50；51)结合的基板结构(10、10')的方法，包括以下步骤：制备具有第一面(22)与第二面(23)的基板(20)，特别是DCB基板或PCB基板或引线框架；将初始固定剂(30)施加至基板(20)的第一面(22)的一些部分上。
【专利说明】基板结构及其制造法、电子部件及其与基板结构的结合法
[0001 ] 描述
[0002]本发明涉及制造用于与电子部件结合的目的的基板结构的方法。此外，本发明涉及用于与电子部件结合的目的的基板结构。本发明更涉及用于结合电子部件与基板结构的方法。本发明还涉及用于结合电子部件与基板的方法。而且，本发明涉及与基板结构进行结合的电子部件。
[0003]在电力电子中，通过干燥的烧结膏制备基板或部件是已知的技术，干燥的烧结膏仅仅需要例如通过用户被施加。在生产工艺内，部件，特别是通过初始干燥的烧结膏附接至基板的电子部件在它们从它们被安装的位置被运送至它们被烧结的位置时可能滑动。
[0004]在这方面，部件，特别是电子部件设置至干燥烧结膏上同时施加热是已知的技术。已经被证明的是，对于许多电子部件，在施加热的情况下的这样的装配仅仅提供不足的运送鲁棒性，这是由于作为弯曲部件和/或污染的表面和/或不利的表面的结果，该黏附不足以允许电子部件从它们被装配的位置可靠地运送至它们被烧结的位置。因此，借助于掩模或模具来固定安装的但尚未焊接或烧结的电子部件，或借助于弹簧以费时的方式夹紧电子部件是已知的技术。
[0005]基于所述现有技术，本发明的任务是具体说明制造用于与电子部件结合的目的的基板结构的方法，使得当电子部件从其被安装的位置运送至其被烧结的位置时存在足够的运送鲁棒性。
[0006]此外，本发明的任务是具体说明用于与电子部件结合的目的的基板结构，其中，该基板结构被设计成使得安装的但尚未焊接或烧结的部件在基板结构上具有足够的运送鲁棒性。
[0007]此外，本发明的任务是具体说明电子部件与基板结合的方法。而且，本发明的任务是具体说明与基板结构结合的电子部件。
[0008]根据本发明，通过参考制造用于与电子部件结合的目的的基板结构的方法，由权利要求I所述的主题，通过参考基板结构，由权利要求9所述的主题，通过参考结合电子部件与基板结构的方法，由权利要求17所述的主题，通过参考结合电子部件与基板的方法，由权利要求22所述的主题，以及通过参考电子部件，由权利要求31所述的主体，实现所述任务。
[0009]本发明以具体说明制造用于与电子部件结合的目的的基板结构的方法的概念为基础，该方法包括以下步骤:
[0010]-制备具有第一面与第二面的基板，特别是DCB基板或PCB基板或引线框架，
[0011]-将初始固定剂施加至基板的第一面的一些部分上。
[0012]在本发明的方法的辅助下制造的基板结构用于能够与电子部件进行后续的结合。
[0013]在本发明的方法的实施方案的优选的形式中，结合材料被施加至该基板的第一面的一些部分上，特别是在施加初始固定剂之前。结合材料不完全覆盖基板的第一面。初始固定剂以及结合材料两者都被施加至基板的第一面上。
[0014]为烧结膏，特别是包含银的烧结膏，或焊接剂，或导电粘合剂，或粘合薄膜的结合材料，用于提供基板与电子部件的实际结合。初始固定剂单纯地用于提供初始固定，即将基板临时附接至电子部件上，或将电子部件临时附接至基板上。在初始固定即附接的辅助下，产生足够的能力用于将部件从其安装的位置运送至其烧结的位置。该初始固定剂是临时的固定剂。换言之，该初始固定剂是能够使基板结构或基板与电子部件临时固定的固定剂。
[0015]该初始固定剂可以采用焊接剂和/或粘合剂的形式。特别地，该初始固定剂是具有20%至45%重量百分比的热塑性聚合物和40%至70%重量百分比的有机溶剂和10%至25%重量百分比的无机填料颗粒和O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂。
[0016]该初始固定剂的热塑性聚合物具有例如，60°C至120°C的玻璃化转变温度。该玻璃化转变温度的确定借助于DDC执行，S卩，借助于动态差量热法，或借助DSC，即，以1K/分钟的加热速率的差示扫描量热法。
[0017]该热塑性聚合物可以采用(甲基)丙烯酸共聚物的特殊形式。该热塑性(甲基)丙烯酸共聚物的摩尔质量范围可以为35，000至70，00(^/11101(]\^ = 35，000至70，00(^/11101)。摩尔质量范围借助于凝胶渗透色谱法(GPC)确定。对于凝胶渗透色谱法，应用以下:聚苯乙烯凝胶作为固定相，四氢呋喃作为流动相，聚苯乙烯标准。
[0018]40%至70%重量百分比的有机溶剂具有30%至100%重量百分比的萜品醇。
[0019]10%至25%重量百分比的无机填料颗粒具有5至20μπι，优选地为5至ΙΟμπι的颗粒尺寸(d50)。所述无机填料颗粒可以采用例如，氧化铝和/或二氧化硅的形式。颗粒尺寸(d50)的确定优选地借助于激光衍射法进行。
[0020]O至0.5%重量百分比的其它添加剂可以采用例如润湿剂的形式。
[0021]在粘合剂的辅助下，特别是在具有指定的组份，S卩，具有指定配方的粘合剂的辅助下，可以产生具有可计算的最终高度的均匀分布的初始固定剂点，特别是粘合点。
[0022]该初始固定剂借助于分配、浸渍或喷射工艺可以被施加至基板的第一面上。特别地，该初始固定剂以半球形粘合点，即，半球形点的形式施加。
[0023]可以干燥施加至基板上的初始固定剂，特别是施加至基板上的初始固定剂和施加至基板上的结合材料。换言之，基板与施加的初始固定剂，和/或施加的结合材料经历干燥工艺。该干燥工艺可以在100°C至150°C的目标温度下执行2至30分钟。
[0024]如果干燥工艺，或初始干燥工艺被执行，由于该干燥工艺或初始干燥工艺，在该干燥工艺或初始的干燥工艺之后，施加的初始固定剂的厚度减小。
[0025]在本发明的实施方案的另外的形式中，具有施加的初始固定剂，特别是具有施加的初始固定剂和施加的结合材料的基板可以被定位在支撑件上，使得基板的第一面布置成面向该支撑件，其中，该初始固定剂和/或结合材料与该支撑件至少黏附地结合。基板可以因此被施加在支撑件上，使得包括基板、初始固定媒介、可选的接触材料和可选的支撑件的基板结构可以被运送至另一个生产设施，或运送至另一个加工设备。仅该初始固定剂与支撑件黏附地结合是可能的。例如，在该支撑件与可选地存在的结合材料之间可以存在小的间隙。
[0026]该初始固定剂在结合材料的一侧处被施加至基板的第一面的至少一些部分上。该初始固定剂借助于分配、浸渍或喷射工艺被施加在结合材料的一侧处。例如，该初始固定剂在结合材料的一侧处可以施加为至少一个粘合点。此外，可以想到初始固定剂在结合材料的一侧处以杆的形式被施加至基板的第一面上。同样，结合材料在所有侧上被初始固定剂环绕是可能的。
[0027]该初始固定剂可以被施加至基板的第一面上，使得初始固定剂比结合材料厚。换言之，初始固定剂在垂直方向上突出高于结合材料。初始固定剂具有比结合材料更大的材料厚度。在可选的干燥工艺或初始干燥工艺之前，该初始固定剂比在干燥工艺或初始干燥工艺之后厚O
[0028]此外，本发明以具体说明用于与电子部件结合的目的的基板结构的概念为基础，其中，该基板结构通过上面提到的本发明的方法被优选地制造。本发明的基板结构包括具有第一面与第二面的基板，其中，初始固定剂被施加至基板的第一面的一些部分上。
[0029]基板可以采用DCB基板或PCB基板或引线框架的形式。
[0030]该初始固定剂可以是焊接剂和/或粘合剂。特别地，该初始固定剂采用具有20%至45 %重量百分比的热塑性聚合物，和40 %至70 %重量百分比的有机溶剂，和10 %至25 %重量百分比的无机填料颗粒，和O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂的形式。关于粘合剂和其组份，和关于确定该粘合剂的单独参数的方法，参考关于上面提到的方法已经列出的意见。所述意见还适用于该基板结构。
[0031]而且，结合材料被优选地施加至基板的第一面的一些部分上。初始固定剂与还有的结合材料两者因此可以被施加至基板的第一面上。初始固定剂用在在电子部件的初始固定中将电子部件施加至基板结构上的方法中。相反，结合材料用于提供实际的固定，即，基板结构与电子部件的有效且永久的结合。该结合材料可以是烧结膏，特别是包含银的烧结膏，或焊接剂，或导电粘合剂，或粘合薄膜。
[0032]该初始固定剂在结合材料的一侧处被施加至基板的第一面的至少一些部分上。该初始固定剂在结合材料的一侧处可以设计成滴、半球或杆的形式。在本发明的实施方案的一种形式中，结合材料在所有侧上被初始固定剂环绕是可能的。
[0033]初始固定剂优选地设计成比结合材料厚。换言之，初始固定剂在垂直方向上突出高于结合材料。
[0034]在实施方案的另外的形式中，该基板结构具有支撑件，该支撑件与初始固定剂和/或与结合材料至少黏附地结合。该基板相对于支撑件布置，使得基板的第一面布置成面向该支撑件。该支持件用于使基板结构能够从第一生产设施运送至另一个生产设施，或从第一生产设备运送至另一个生产设备的目的。该支撑件可以采用例如具有低粘合力的支撑薄膜的形式。
[0035]此外，本发明以具体说明结合电子部件与基板结构的方法的概念为基础。特别地，该基板结构可以采用本发明的基板结构的形式，和/或采用在描述的发明性方法的辅助下制造的基板结构的形式。用于结合电子部件与基板结构的发明性方法包括以下步骤:
[0036]-将基板结构与电子部件相对于彼此定位，使得基板的第一面布置成面向电子部件，
[0037]-通过施加在基板的第一面的一些部分上的初始固定剂将基板结构初始地固定在电子部件上，
[0038]-将基板结构与电子部件进行结合。
[0039]基板结构与电子部件相对于彼此的定位使得基板的第一面布置成面向电子部件，另一方面，该定位可以被执行使得该基板结构被设置在电子部件上。在实施方案的另外的形式中，可以想到电子部件安装在基板结构上。
[0040]在基板结构与电子部件相对于彼此定位之后，开始进行基板结构与电子部件一起的初始固定。所述初始固定在施加至基板的第一面的一些部分上的初始固定剂的辅助下执行。为了该目的，优选地施加热。优选地施加100°C至150°C的温度，使得初始固定剂借助于施加的热被激活，且因此该基板结构与电子部件可以初始地固定在一起。由于初始固定工艺，关于电子部件与基板结构在初始固定中结合，可以实现运送鲁棒性，使得电子部件可以不再因为运送带的进给而摇动松动。相反，电子部件保持在初始固定位置中。
[0041]电子部件可以采用半导体或DCB基板或PCB基板的形式。就时间而言，基板结构与电子部件的结合发生在初始固定工艺之后。例如，基板结构与电子部件的结合可以借助于烧结、按压或焊接工艺进行。基板结构与电子部件优选地烧结在一起。为了该目的，基板结构具有结合材料，特别是烧结膏。
[0042]关于与电子部件和基板结构进行结合的发明性方法有关的初始固定剂，参考关于初始固定剂已经列出的意见。还有关于初始固定剂与结合材料相对于彼此的布置，参考已经列出的意见。
[0043]为了结合基板结构与电子部件的目的，与电子部件固定在一起的基板结构被优选地运送至处理炉中。该处理炉可以采用例如，压力烧结炉或回流炉或层压窑的形式。在烧结工艺过程中，或在压力烧结工艺过程中，初始固定剂的有机成分和/或聚合物成分大部分蒸发。
[0044]初始固定剂的有机成分和/或聚合物成分被蒸发和/或热分解。在基板结构与电子部件的结合过程中，由初始固定剂形成的与电子部件的结合部被移除，特别地，该结合部被烧掉和/或熔化掉。
[0045]在基板结构与电子部件结合之后，特别是在烧结或压力烧结和/或焊接和/或按压工艺之后，初始固定剂的无机填料材料大部分或仅仅存在于基板结构的第一面上。因此，大部分或仅仅初始固定剂的无机填料材料余留。换言之，如描述的初始固定剂采用临时固定剂的形式，在实际的结合之后，即，基板结构与电子部件实际永久地结合之后，该临时固定剂大部分或完全地被移除。
[0046]在初始固定剂的组分中，具有玻璃化转变温度的20%至45%重量百分比的热塑性聚合物被优选地选定，使得该玻璃化转变温度比初始固定工艺过程中作用在基板结构上的温度小，特别地，该玻璃化转变温度比100°c至150°C的热施加的温度小。
[0047]本发明的另外的方面以用于将电子元件与基板，特别是DCB基板或PCB基板或引线框架进行结合的方法为基础，其中，该基板具有第一面与第二面，且该方法包括以下步骤:
[0048]-制备具有第一面与第二面的电子部件，
[0049]-将初始固定剂施加至电子部件的第一面的一些部分上，和/或施加至基板的第一面的一些部分上。
[0050]特别是在施加初始固定剂之前，将结合材料施加至基板的第一面的一些部分上，和/或施加至电子部件的第一面的一些部分上是可能的。结合材料不会完全覆盖基板的第一面，和/或电子部件的第一面。初始固定剂以及结合材料两者可以被施加至基板的第一面上。
[0051]为烧结膏，特别是包含银的烧结膏，或焊接剂，或导电粘合剂，或粘合薄膜的结合材料用于提供基板与电子部件的实际结合。初始固定剂单纯地用于初始固定，即，用于基板临时附接至电子部件上，或用于电子部件临时附接至基板上。在初始固定，即附接的辅助下，产生足够的能力用于将部件从其安装的位置运送至其烧结的位置。该初始固定剂是临时的固定剂。换言之，该初始固定剂是能够使基板与电子部件临时固定的固定剂。
[0052]该初始固定剂可以采用焊接剂和/或粘合剂的形式。特别地，该初始固定剂是具有20 %至45 %重量百分比的热塑性聚合物，和40 %至70 %重量百分比的有机溶剂，和10 %至25%重量百分比的无机填料颗粒，和O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂。
[0053 ]该初始固定剂的热塑性聚合物具有例如，60°C至120°C的玻璃化转变温度。该玻璃化转变温度的确定借助于DDC，即，借助于动态差量热法，或借助DSC，即，以1K/分钟的加热速率的差示扫描量热法执行。
[0054]该热塑性聚合物可以采用(甲基)丙烯酸共聚物的特殊形式。该热塑性(甲基)丙烯酸共聚物的摩尔质量范围可以为35，000至70，00(^/11101(]\^ = 35，000至70，00(^/11101)。摩尔质量范围将借助于凝胶渗透色谱法(GPC)确定。对于凝胶渗透色谱法，应用以下:聚苯乙烯凝胶作为固定相，四氢呋喃作为流动相，聚苯乙烯标准。
[0055]40%至70%重量百分比的有机溶剂具有30%至100%重量百分比的萜品醇。
[0056]10%至25 %重量百分比的无机填料颗粒具有5至20μπι，优选地为5至ΙΟμπι的颗粒尺寸(d50)。所述无机填料颗粒可以采用例如，氧化铝和/或二氧化硅的形式。颗粒尺寸(d50)的确定优选地借助于激光衍射法进行。
[0057]O至0.5%重量百分比的其它添加剂可以采用例如润湿剂的形式。
[0058]在粘合剂的辅助下，特别是在具有指定的组份，S卩，具有指定配方的粘合剂的辅助下，可以产生具有可计算的最终高度的均匀分布的初始固定剂点，特别是粘合点。
[0059]该初始固定媒介借助于分配或浸渍或喷射工艺可以被施加至电子部件的第一面上，和/或基板的第一面上。特别地，该初始固定剂以半球形粘合点，即，半球形点的形式施加。
[0060]施加的初始固定剂，特别地施加的初始固定剂与施加的结合材料可以被干燥。换言之，电子部件和/或基板，与施加的初始固定剂和/或施加的结合材料，经历干燥工艺。该干燥工艺可以在100°C至150°C的目标温度下执行2至30分钟。
[0061 ]如果干燥工艺或初始干燥工艺被执行，由于该干燥工艺或初始干燥工艺，在该干燥工艺或初始的干燥工艺之后，施加的初始固定剂的厚度减小。
[0062]该初始固定剂在结合材料的一侧处可以被施加至电子部件的第一面的至少一些部分上，和/或基板的第一面的至少一些部分上。该初始固定剂借助于分配、浸渍或喷射工艺被施加在结合材料的一侧处。例如，该初始固定剂在结合材料的一侧处可以施加为至少一个粘合点。此外，可以想到初始固定剂在结合材料的一侧处以杆的形式被施加至基板的第一面上。同样，结合材料在所有侧上被初始固定剂环绕是可能的。
[0063]该初始固定剂可以被施加至电子部件或基板的第一面上，使得初始固定剂比结合材料厚。换言之，初始固定剂在垂直方向上突出高于结合材料。初始固定剂具有比结合材料更大的材料厚度。在可选的干燥工艺或初始干燥工艺之前，该初始固定剂比在干燥工艺或初始干燥工艺之后厚。
[0064]在本发明的实施方案的另外的形式中，具有施加的初始固定剂，特别是具有施加的初始固定剂和/或施加的结合材料的电子部件可以被定位在支撑件上，使得电子部件的第一面布置成面向该支撑件，其中，该初始固定剂和/或结合材料与该支撑件至少黏附地结合。电子部件可以因此被施加至支撑件上，使得该结构可以被运送至另一个生产设施，或运送至另一个加工设备。仅该初始固定剂与支撑件黏附地结合是可能的。例如，在该支撑件与可选地存在的结合材料之间可以存在较小的间隙。
[0065]用于结合电子部件的方法还可以包括以下步骤:
[0066]-使电子部件与基板相对于彼此定位，使得电子部件的第一面布置成面向该基板，
[0067]-借助于施加在一些部分上的初始固定剂，初始地固定电子部件与基板，
[0068]-结合电子部件与基板。
[0069]—方面，可以执行电子部件与基板相对于彼此的定位使得基板设置在电子部件上。在实施方案的另外的形式中，可以想到电子部件被施加在基板上。
[0070]在基板与电子部件相对于彼此定位之后，开始进行电子部件与基板的初始固定。所述初始固定在施加至一些部分上的初始固定剂的辅助下执行。为了该目的，优选地施加热。优选地施加100°C至150°C的温度，使得初始固定剂借助于施加的热被激活，且因此该电子部件与基板可以被初始地固定在一起。
[0071]由于初始固定工艺，关于电子部件与基板初始地固定在一起的运送鲁棒性可以被实现，使得电子部件和/或基板可以不再因为运送带的进给而摇动松动。相反，电子部件和/或基板保持在初始固定位置中。
[0072]电子部件可以采用半导体或DCB基板或PCB基板的形式。就时间而言，电子部件与基板的结合发生在初始固定工艺之后。例如，基板与电子部件的结合可以借助于烧结、按压或焊接工艺进行。基板与电子部件优选地烧结在一起。为了该目的，基板和/或电子部件具有结合材料，特别是烧结膏。
[0073]关于与电子部件和基板进行结合的发明性方法有关的初始固定剂，参考关于初始固定剂已经列出的意见。
[0074]为了结合电子部件与基板的目的，与电子部件固定在一起的基板被优选地运送至处理炉中。该处理炉可以采用例如，压力烧结炉或回流炉，或层压窑的形式。在烧结工艺过程中或在压力烧结工艺过程中，初始固定剂的有机成分和/或聚合物成分大部分蒸发。初始固定剂的有机成分和/或聚合物成分被蒸发和/或热分解。在电子部件与基板的结合过程中，由初始固定剂形成的结合部被移除，特别地，该结合部被烧掉和/或熔化掉。
[0075]在电子部件与基板结合之后，特别是在烧结或压力烧结和/或焊接和/或按压工艺之后，初始固定剂的无机填料材料大部分或仅仅存在于基板的第一面上或电子部件的第一面上。因此，大部分或仅仅初始固定剂的无机填料材料余留。换言之，如所描述的初始固定剂采用临时固定剂的形式，在实际的结合，即，电子部件与基板的实际永久地结合之后，该临时固定剂大部分或完全地被移除。
[0076]在初始固定剂的组份中，具有玻璃化转变温度的20%至45%重量百分比的热塑性聚合物被优选地选定，使得该玻璃化转变温度比初始固定工艺过程中作用的温度小，特别地，该玻璃化转变温度比100至°(3150°(3温度时的热施加小。
[0077]此外，本发明以具体说明与基板结构或基板结合的电子部件的概念为基础。该基板结构可以采用本发明的基板结构，即，采用在发明性方法的辅助下制造的基板结构的形式。特别地，在发明性方法的辅助下电子部件与基板结构进行结合。可选择地，该电子部件根据发明性方法已经与基板进行结合。
[0078]基板，特别地基板结构的基板，包括第一面与第二面，其中，在基板的第一面上，和/或在电子部件的面向基板的第一面上，初始固定剂的残留物形成在一些部分上，其中，基板结构或基板与电子部件进行结合使得基板的第一面布置成面朝向电子部件。而且，结合材料被可施加至基板的第一面的一些部分上。
[0079]基板可以是DCB基板或PCB基板或引线框架。电子部件可以是半导体或DCB基板或PCB基板。该初始固定剂的残留物可以是焊接剂和/或粘合剂的残留物。该粘合剂可以采用最初的热塑性(甲基)丙烯酸共聚物的形式，其中，无机填料颗粒，特别是氧化铝和/或二氧化硅的大部分，特别是完全地形成在基板的第一面上，和/或形成在电子部件的面向基板的面上。
[0080]在下面本发明在实施方案的示例的辅助下参考所附的示意图进行更加详细地解释。在示意图中:
[0081]图1-图4:示出用于制造基板结构的方法的各个步骤；
[0082]图5-图6:示出用于制造基板结构的另外的可选的步骤；
[0083]图7-图9:示出根据实施方案的第一形式用于结合电子部件与基板结构的发明性方法的各个步骤;和
[0084]图10-图12:示出根据实施方案另外的形式用于结合电子部件与基板结构的发明性方法的各个步骤。
[0085]在下面相同的参考标记被用于类似的部分和以类似的方式运行的部分。
[0086]图1表示基板20。基板20以结构化的形式存在，S卩，单独的基板部分21、21’被形成。基板可以采用例如，引线框架、DCB基板或PCB基板的形式。此外，可以制定规定用于在一个或两个面上涂覆基板20。该涂层可以采用例如金属涂层或金属合金涂层的形式。基板20具有第一面22与第二面23。在表示的示例中，基板20的第一面22设计成平行于基板20的相对的第二面23。
[0087]图2表示将结合材料25施加至基板20的第一面22上。结合材料25可以采用焊接剂或导电粘合剂或粘合薄膜的形式。特别地，结合材料25采用烧结膏的形式。烧结膏优选地包含银或银合金。结合材料25借助于印刷(特别是丝网印刷和/或模板印刷)，和/或通过刮板，和/或借助于喷涂和/或喷射和/或分配工艺可以被施加至基板20的第一面22上。
[0088]在待被生产的基板结构10的情况下，结合材料25用于提供与电子部件50、51的结合。特别地，结合材料25用于提供基板结构1与电子部件50、51的永久的结合。
[0089]图3表示初始固定剂30在结合材料25的一侧如何被施加至基板20的第一面22上。初始固定剂30以滴的形式被施加至基板20的第一面22上。在表示的示例中，四滴初始固定剂30被施加。初始固定剂30被施加至左侧基板部分21上且还施加至右侧基板部分21’上。初始固定剂30靠近结合材料25的侧边缘26被施加至基板20的第一面22上。间隙可以形成在初始固定剂30与结合材料25的侧边缘26之间。此外，可以想到初始固定剂30以杆的形式被施加。而且，结合材料25在所有侧上被初始固定剂30环绕是可能的。在本文中，还可以想到在当结合材料25在所有侧上被初始固定剂30环绕时的情况下，间隙形成在初始固定剂30与结合材料25之间。初始固定剂30优选地具有以下组分:
[0090]-20%至45%重量百分比的热塑性聚合物，特别是具有例如60°C至120°C的玻璃化转变温度的热塑性(甲基)丙烯酸共聚物。
[0091 ] -40 %至70 %重量百分比的有机溶剂，其中，所述有机溶剂优选地具有30 %至100 %重量百分比的萜品醇。
[0092]-10%至25%重量百分比的颗粒尺寸(d50)为5至20μπι，特别是5至ΙΟμπι的无机填料颗粒，该无机填料颗粒优选地采用氧化铝和/或二氧化硅的形式。
[0093]-O至0.5%重量百分比的其它添加剂，例如润湿剂。
[0094]该初始固定剂30借助于分配、浸渍或喷射工艺可以被施加至基板20的第一面22上。初始固定剂30优选地以半球形粘合点的形式被施加至基板20的第一面22上。初始固定剂30的厚度办打具有比结合材料25的厚度d?大的值。换言之，初始固定剂30的厚度dVF1比结合材料25的厚度d?大。在图3中，初始固定剂30处于未干燥的状态，或更特别地，还未干燥。
[0095]图4表示基板结构10，其在该方法的该阶段中包括基板20，初始固定剂30与结合材料25—起处于初始干燥状态。初始固定剂30与结合材料25的干燥优选地在100°C至150°C的目标温度下进行2至30分钟。在初始干燥工艺或干燥工艺之后，初始固定剂30的厚度dVF2比在干燥工艺之前的初始固定剂30的厚度dVF1小。因此，厚度dVF1在干燥工艺的过程中减小。然而，甚至在干燥工艺之后，厚度dVF2优选地比结合材料25的厚度d?大。
[0096]如图4所表示的，基板结构10是中间产品，例如，该中间产品可以从第一产品机器运送至另一个产品机器。此外，可以想到该中间产品可以被运送至另一个产品设施，或运送至用户。
[0097]根据图5，可选地可以制定用于基板结构10的供应物以包括支撑件35。支撑件35可以采用例如转移元件，特别是转移薄膜的形式。基板20与施加的初始固定剂30以及施加的结合材料25—起相对于支撑件35布置，使得基板20的第一面22被布置成面向支撑件35。换言之，基板20的第一面22指向支撑件35。在表示的示例中，至少初始固定剂30与支撑件35黏附地结合。结合材料25与支撑件35类似地黏附地结合也是可能的。
[0098]粘合力作用在初始固定剂30与支撑件35之间，使得基板10容易运送，其中，在运送过程中，基板20不能从支撑件35脱离。然而，如果部件与基板结构10结合，初始固定剂30与支撑件35之间的粘合力足够低以使基板20与初始固定剂30以及结合材料25—起能够从支撑件35脱离。基板部分21以及还有基板部分21’两者被布置在支撑件35上。换言之，多个基板部分21、21’用适当的初始固定剂30与结合材料25可以布置在支撑件35上。
[0099]图6表示基板结构10，其在吸嘴40的辅助下可以从支撑件35脱离。例如，在拾取与放置工艺的情况下，可以在吸嘴40的辅助下执行将基板20与初始固定剂30以及结合材料25一起从支撑件35脱离。
[0100]图7至图9示出根据本发明的实施方案的第一形式用于将电子部件50与基板结构10进行结合的方法。在这种情况下，基板结构10在吸嘴40的辅助下首先从支撑件35移除。在吸嘴40的辅助下，基板结构10被定位在电子部件50上，使得基板20的第一面22被布置成面向电子部件50。吸嘴40作用在基板20的第二面23上。如图7表示的，基板结构10设置在电子部件50上，其中，只有初始固定剂30与部件50接触，S卩，只有初始固定剂30与部件50结合。表示的部件50可以例如采用硅半导体的形式。间隙形成在结合材料25与部件50之间，其中，所述间隙由于初始固定剂与结合材料的不同的厚度形成。
[0101]在图8中，吸嘴40已经从基板结构10移除。热在100°C至150°C的温度下施加。通过这种方式，初始固定剂30被激活，使得基板结构10与电子部件50初始固定在一起。该初始固定工艺优选地采用基板20(特别是基板20的第一面22)与电子部件50(特别是电子部件50的面向基板20的面52)之间进行粘合结合的形式，其中，粘合结合部在初始固定剂30的辅助下被制造。
[0102]在这点上，应注意初始干燥工艺，S卩，图4中表示的干燥步骤是可选的。初始固定剂30施加在基板20的第一面22上，且其中紧接着在此之后电子部件50、51与基板结构10初始固定在一起是可能的。在这种情况下没有必要提供支撑件35。在这种情况下，初始固定剂30在与电子部件50、51安装之前被立即地施加，S卩，在将电子部件50、51安装至基板20上之前被立即地施加。
[0103]在如图8所表示的初始固定之后，进行基板结构10与电子部件50的实际结合。“结合”将被理解成将基板结构10与电子部件51连接在一起。借助于焊接或按压或烧结工艺可以进行结合。这里，可以想到基板结构10与电子部件50在例如压力烧结炉或回流炉或层压窑的处理炉中被烧结在一起。在压力烧结工艺过程中，初始固定剂30的有机成分和/或聚合物成分大部分蒸发。换言之，在结合工艺过程中或在结合工艺之后，初始固定剂30被至少部分地移除，特别地，初始固定剂30被烧掉和/或熔化掉。借助于热分解，和/或借助于发生的汽化，初始固定剂30的有机成分/聚合物组分被移除。因此，在烧结和/或按压和/或焊接工艺之后，在基板20与部件50之间不再形成粘合结合部。
[0104]只有原始的初始固定剂30的残留物31，特别是无机填料材料大部分或优选地仅形成在电子部件50上，和/或在基板20上，特别是在基板20的第一面22上。在该表示的示例中，初始固定剂30的残留物31形成在电子部件50第一面52上。
[0105]图10至图12示出根据实施方案的另外的示例用于将电子部件50和51与基板结构10进行结合的方法。
[0106]图10不出包括两个基板部分21与21’的基板结构10，该基板结构安装有第一电子部件50和第二电子部件51。基板部分21与还有的基板部分21’两者包括结合材料25以及形成在结合材料25的侧面处的初始固定剂30。
[0107]第一电子部件50与还有的第二电子部件51两者在吸嘴40和40’的辅助下相对于基板结构10被定位，使得基板20的第一面22布置成面向第一电子部件50与第二电子部件51。第一电子部件50可以采用硅半导体的形式。第二电子部件51具有在第一面52与还有的第二面53上的涂层54。
[0108]如图11所表示的，基板结构10连同第一电子部件50以及第二电子部件51的初始固定借助于施加在基板20的第一面22的一些部分上的初始固定剂30进行。结合图1至图9已经列出的意见关于初始固定剂30施加。为了借助于初始固定剂30进行初始固定的目的，基板结构10与第一电子部件50以及第二电子部件52—起经历热的施加，特别是温度在100°C至150°C之间的热。粘合结合部形成在第一电子部件50与基板20之间，特别是在第一电子部件50与基板20的第一面22之间。而且，粘合结合部形成在第二电子部件51与基板20，特别是基板20的第一面22之间。
[0109]在初始固定之后，基板结构10与第一电子部件50以及第二电子部件51进行结合。在结合工艺过程中，优选地在烧结工艺过程中，初始固定剂30从至少一些部分被移除，特别地，初始固定剂30被烧掉和/或熔化掉。
[0110]如图12所表示的，只有初始固定剂30的残留物31余留在基板20的第一面22上。初始固定剂30的所述余留的残留物31优选地采用原始的初始固定剂30的无机填料材料的形式。
[0111]在图12中，电子部件50与第二电子部件51—起与基板结构10进行完全地结合。基板结构10具有带有第一面22与第二面23的基板20。原始的初始固定剂30的残留物31位于基板20的第一面22上。
[0112]在这点上，应注意，结合根据图1至图12的实施方案的形式的上面描述的单独地或者以任何组合的形式所有方法步骤和元件，特别是图中表示的细节被要求作为本发明必不可少的。根据权利要求1至8中的一个的方法步骤与根据权利要求21至31中的一个的方法步骤的任何选定的组合也是可能的。
[0113]参考标记清单
[0114]10、10’基板结构
[0115]20基板
[0116]21、21’基板部分
[0117]22 基板的第一面
[0118]23 基板的第二面
[0119]25结合材料
[0120]26 侧边缘
[0121]30 初始固定剂
[0122]35 支撑件
[0123]40,40'吸嘴
[0124]50电子部件
[0125]51电子部件
[0126]52 电子部件的第一面
[0127]53 电子部件的第二面
[0128]54 涂层
[0129]dvFi 干燥之前初始固定剂的厚度
[0130]dvF2 干燥之后初始固定剂的厚度
[0131]dKM 结合材料的厚度
【主权项】
1.一种制造用于与电子部件(50;51)结合的基板结构(10)的方法，包括以下步骤: -制备具有第一面(22)与第二面(23)的基板(20)，特别是DCB基板或PCB基板，或引线框架， -将初始固定剂(30)施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 将结合材料(25)施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上，特别是在施加所述初始固定剂(30)之前。3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)是焊接剂和/或粘合剂，特别是具有20 %至45 %重量百分比的热塑性聚合物、40%至70%重量百分比的有机溶剂、10%至25%重量百分比的无机填料颗粒以及O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂。4.根据权利要求1至3中的一项所述的方法， 其特征在于， 所述结合材料(25)是烧结膏，特别是包含银的烧结膏，或焊接剂，或导电粘合剂，或粘合薄膜。5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，特别是根据权利要求2至4中的一项所述的方法， 其特征在于， 施加至所述基板(20)上的所述初始固定剂(30)，特别是施加至所述基板(20)上的所述初始固定剂(30)以及施加至所述基板(20)上的结合材料(25)被干燥。6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，特别是根据权利要求2至5中的一项所述的方法， 其特征在于， 将带有施加的初始固定剂(30)，特别是带有施加的初始固定剂(30)和施加的结合材料(25)的所述基板(20)定位在支撑件(35)上，使得所述基板(20)的所述第一面(22)被布置成面向所述支撑件(35)，其中，所述初始固定剂(30)和/或所述结合材料(25)与所述支撑件(35)至少黏附地结合。7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，特别是根据权利要求2至6中的一项所述的方法， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)在所述结合材料(25)的一侧处被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的至少一些部分上。8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，特别是根据权利要求2至7中的一项所述的方法， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)上，使得所述初始固定剂(30)比所述结合材料(25)厚。9.一种基板结构(10)，其用于与电子部件(50;51)进行结合，所述基板结构(10)包括具有第一面(22)与第二面(23)的基板(20)，其中，初始固定剂(30)被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上。10.根据权利要求9所述的基板结构(10)， 其特征在于， 所述基板(10)是DCB基板或PCB基板或弓I线框架。11.根据权利要求9或10所述的基板结构(10)， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)是焊接剂和/或粘合剂，特别是具有20 %至45 %重量百分比的热塑性聚合物、40%至70%重量百分比的有机溶剂、10%至25%重量百分比的无机填料颗粒以及O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂。12.根据权利要求9至11中的一项所述的基板结构(10)， 其特征在于， 结合材料(25)被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上。13.根据权利要求12所述的基板结构(10)， 其特征在于， 所述结合材料(25)是烧结膏，特别是包含银的烧结膏，或焊接剂，或导电粘合剂，或粘合薄膜。14.根据权利要求12或13所述的基板结构(10)， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)在所述结合材料(25)的一侧处被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的至少一些部分上。15.根据权利要求12至14中的一项所述的基板结构(10)， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)比所述结合材料(25)厚。16.根据权利要求9至15中的一项所述的基板结构(10’)， 其特征在于， 支撑件(35)，其与所述初始固定剂(30)和/或与所述结合材料(25)至少黏附地结合。17.—种用于将电子部件(50;51)与基板结构(10;10’)进行结合的方法，特别是与根据权利要求9至16中的一项所述的基板结构(10;10’)，和/或与根据权利要求1至8中的一项所述的方法制造的基板结构(10; 10 ’)进行结合的方法，包括以下步骤: -将所述基板结构(10; 10’)与所述电子部件(50;51)相对于彼此定位，使得所述基板(20)的第一面(22)布置成面向所述电子部件(50;51)， -通过施加在所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上的初始固定剂(30)，将所述基板结构(10; 10 ’)初始地固定在所述电子部件(50; 51)上， -将所述基板结构(10)与所述电子部件(50;51)进行结合。18.根据权利要求17所述的方法， 其特征在于， 所述电子部件(50; 51)是半导体或DCB基板或PCB基板。19.根据权利要求17或18所述的方法， 其特征在于， 在所述基板结构(10; 10’)与所述电子部件(50;51)初始地固定在一起期间，施加热。20.根据权利要求17至19中的一项所述的方法， 其特征在于， 当与所述电子部件(50;51)结合时，所述基板结构(10; 10’)与后者被烧结或按压或焊接在一起。21.根据权利要求17至20中的一项所述的方法，特别是根据权利要求20所述的方法， 其特征在于， 在所述结合工艺期间或在所述结合工艺之后，特别是在所述基板结构(10; 10’)与所述电子部件(50 ;51)烧结和/或焊接和/或按压在一起期间，所述初始固定剂(30)被至少部分地移除，特别地，所述初始固定剂(30)被烧掉和/或熔化掉。22.—种用于将电子部件(50;51)与基板(20)进行结合的方法，特别是与DCB基板或PCB基板或引线框架进行结合的方法，其中， 所述基板(20)具有第一面(22)与第二面(23)，所述方法包括以下步骤: -制备具有第一面(52)与第二面(53)的电子部件(50;51)， -将初始固定剂(30)施加至所述电子部件(50; 51)的所述第一面(52)的一些部分上，和/或所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上。23.根据权利要求22所述的方法， 其特征在于， 将结合材料(25)施加至所述电子部件(50;51)的所述第一面(52)的一些部分上，和/或所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上，特别是在施加所述初始固定剂(30)之前。24.根据权利要求22或23所述的方法， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)是焊接剂和/或粘合剂，特别地是具有20%至45%重量百分比的热塑性聚合物、40%至70%重量百分比的有机溶剂、10%至25%的重量百分比的无机填料颗粒以及O至0.5%重量百分比的其它添加剂的粘合剂。25.根据权利要求22至24中的一项所述的方法，特别是根据权利要求23或24所述的方法， 其特征在于， 施加的初始固定剂(30)，和/或施加的结合材料(25)被干燥。26.根据权利要求22至25中的一项所述的方法，特别是根据权利要求23至25中的一项所述的方法， 其特征在于， 所述初始固定剂(30)被施加至所述电子部件(50;51)的所述第一面(52)上，和/或所述基板(20)的所述第一面(22)上，使得所述初始固定剂(30)比所述结合材料(25)厚。27.根据权利要求22至26中的一项所述的方法， 其特征在于， -将所述电子部件(50;51)与所述基板(20)相对于彼此定位，使得所述电子部件(50;51)的所述第一面(52)布置成面向所述基板(20)， -借助于施加在一些部分上的所述初始固定剂(30)，将所述电子部件(50;51)与所述基板(20)—起初始地固定， -结合所述电子部件(50; 51)与所述基板(20)。28.根据权利要求27所述的方法， 其特征在于， 在所述电子部件(50;51)与所述基板(20)初始地被固定在一起期间，施加热。29.根据权利要求27或28所述的方法， 其特征在于， 当与所述基板(20)结合时，所述电子部件(50; 51)与后者被烧结或按压或焊接在一起。30.根据权利要求27至29中的一项所述的方法，特别是根据权利要求29所述的方法， 其特征在于， 在所述结合工艺期间或在所述结合工艺之后，特别是在所述基板结构(20)与所述电子部件(50; 51) —起进行烧结和/或焊接和/或按压工艺期间，所述初始固定剂(30)被至少部分地移除，特别地，所述初始固定剂(30)被烧掉和/或熔化掉。31.—种电子部件(50;51)，其与基板结构(10;10’)进行结合，特别是按根据权利要求17至21中的一项所述的方法与基板结构(10; 10’)进行结合，或者所述电子部件(50;51’)与基板(20)进行结合，特别是按根据权利要求22至30中的一项所述的方法与基板(20)进行结合，其中，基板(20 )，特别是基板结构(1; 10 ’)的基板(20)，包括第一面(22)与第二面(23)，其中，初始固定剂(30)的残留物(31)形成在所述基板(20)的第一面(22)的一些部分上，和/或形成在所述电子部件(50 ;51)的面向所述基板(20)的第一面(52)上，且所述基板结构(10; 10’)或所述基板(20)与所述电子部件(50;51)进行结合，使得所述基板(20)的第一面(22)布置成面朝向所述电子部件(50;51)。32.根据权利要求31所述的电子部件(50;51)， 其特征在于， 结合材料(25)被施加至所述基板(20)的所述第一面(22)的一些部分上。33.根据权利要求31或32所述的电子部件(50;51)， 其特征在于， 所述基板(20)是DCB基板或PCB基板或引线框架，和/或所述电子部件(50; 51)是半导体或DCB基板或PCB基板，和/或所述初始固定剂(30)的所述残留物(31)是焊接剂和/或粘合剂的残留物，特别是一定量的无机填料颗粒。
【文档编号】H01L23/488GK106057690SQ201610202072
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月1日 公开号201610202072.3, CN 106057690 A, CN 106057690A, CN 201610202072, CN-A-106057690, CN106057690 A, CN106057690A, CN201610202072, CN201610202072.3
【发明人】迈克尔·舍费尔, 沃尔夫冈·施密特, 安德列亚斯·欣里希, 玛丽亚·伊莎贝尔·巴雷拉-马林
【申请人】贺利氏德国有限及两合公司