电子装置及其制造方法与流程

文档序号:17932710发布日期:2019-06-15 01:02阅读:148来源:国知局
电子装置及其制造方法与流程

本申请基于2016年10月18日提出申请的日本专利申请第2016-204479号以及第2016-204480号,在此通过参照而编入其记载内容。

本公开涉及电子装置及其制造方法。



背景技术:

已知有一种具有在金属表面接合电子部件(例如,ic芯片)、并且使树脂部件紧密接合而成的构造的半导体装置及其制造方法(例如,参照日本特开2016-20001号公报等)。另外,日本特开2016-20001号公报公开了通过激光束照射使金属表面表面粗糙化而提高与树脂部件的紧密接合性的技术。



技术实现要素:

例如,在这种装置中,要求进一步提高金属表面与树脂部件的紧密接合性。

本公开的一个观点的电子装置具有经由导电性接合层而搭载了电子部件的构成。

该电子装置具备:

支承部件,具有搭载面和密封面,该搭载面是与所述导电性接合层接合的金属质表面,该密封面是以在所述搭载面的面内方向上与所述搭载面邻接、并且包围所述搭载面的方式设于所述搭载面的外侧的金属质表面;以及

树脂部件,是合成树脂成形体,覆盖所述电子部件,并且与所述密封面接合,

所述密封面具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面,

所述粗糙面包含第一区域和第二区域,该第二区域的所述面内方向上的所述激光照射痕的密度比所述第一区域的所述面内方向上的所述激光照射痕的密度高。

在上述构成中,通过激光束对所述支承部件的照射,在所述支承部件中的所述密封面形成由多个所述激光照射痕形成的所述粗糙面。在该粗糙面形成所述第一区域、以及所述面内方向上的所述激光照射痕的密度比所述第一区域的所述面内方向上的所述激光照射痕的密度高的所述第二区域。所述激光照射痕的密度高的所述第二区域可以对应于希望的部分、例如所述支承部件与所述导电性接合层或所述树脂部件的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力的高的部分而设置。由此,所述支承部件中的作为金属质表面的所述密封面与所述树脂部件的紧密接合性进一步提高。

本公开的另一个观点的电子装置具有经由导电性接合层而搭载有电子部件的构成。

该电子装置具备:

支承部件,具有搭载面和密封面,该搭载面是与所述导电性接合层接合的金属质表面,该密封面是以在所述搭载面的面内方向上与所述搭载面邻接、并且包围所述搭载面的方式设于所述搭载面的外侧的金属质表面;以及

树脂部件,是合成树脂成形体,覆盖所述电子部件,并且与所述密封面接合。

另外,在该电子装置中,

所述密封面具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面,

所述粗糙面对应于所述支承部件与所述导电性接合层或所述树脂部件的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设置。

在上述构成中,通过激光束对所述支承部件的照射,在所述支承部件中的所述密封面形成由所述激光照射痕形成的所述粗糙面。该粗糙面对应于所述支承部件与所述导电性接合层或所述树脂部件的所述接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设置。由此,所述支承部件中的作为金属质表面的所述密封面与所述树脂部件的紧密接合性进一步提高。

本公开的又一个观点的制造方法是具有经由导电性接合层而搭载了电子部件的构成的电子装置的制造方法。

该制造方法包含以下的工序。

通过对搭载所述电子部件的支承部件所具有的一个平面状的金属表面的一部分、且是比所述金属表面的面内方向上的靠近中心部的区域即激光非照射区域更靠所述面内方向上的外侧照射脉冲振荡的激光束,从而将具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面的作为金属质表面的密封面设于比不具有所述激光照射痕的所述激光非照射区域更靠所述面内方向上的外侧,该粗糙面包含第一区域和所述面内方向上的所述激光照射痕的密度高于所述第一区域的所述面内方向上的所述激光照射痕的密度的第二区域,

将所述导电性接合层接合于包含所述激光非照射区域的搭载面,从而经由所述导电性接合层将所述电子部件搭载于所述支承部件,

将作为合成树脂成形体的树脂部件接合于所述密封面,从而利用所述树脂部件覆盖所述电子部件。

根据该制造方法,可以良好地制造所述电子装置。

本公开的又一个观点的制造方法是具有经由导电性接合层而搭载了电子部件的构成的电子装置的制造方法。

该制造方法包含以下的工序。

通过对搭载所述电子部件的支承部件所具有的一个平面状的金属表面的一部分、并且是比所述金属表面的面内方向上的靠近中心部的区域即激光非照射区域更靠所述面内方向上的外侧照射脉冲振荡的激光束,从而将具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面的作为金属质表面的密封面设于比不具有所述激光照射痕的所述激光非照射区域更靠所述面内方向上的外侧、并且是与所述支承部件和所述导电性接合层或作为合成树脂成形体的树脂部件的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分对应的位置,

将所述导电性接合层接合于包含所述激光非照射区域的搭载面,经由所述导电性接合层将所述电子部件搭载于所述支承部件,

将所述树脂部件接合于所述粗糙面,从而利用所述树脂部件覆盖所述电子部件。

根据该制造方法,可以良好地制造所述电子装置。

在这种装置中,有可能存在基于激光束照射的表面粗糙化的影响也波及到金属表面中的与电子部件的紧密接合部分的情况。在该情况下,存在金属表面与电子部件的紧密接合性降低的隐患。本公开的其他又一观点提供即使通过激光束照射将金属表面表面粗糙化而提高与树脂部件的紧密接合性,也可得到金属表面与电子部件的良好的紧密接合性的构成及其制造方法。

该观点的电子装置具有经由导电性接合层而搭载了电子部件的构成。

该电子装置具备:

支承部件,具有搭载面和密封面,该搭载面是与所述导电性接合层接合的金属质表面,该密封面是以在所述搭载面的面内方向上与所述搭载面邻接、并且包围所述搭载面的方式设于所述搭载面的外侧的金属质表面;以及

树脂部件,是合成树脂成形体,覆盖所述电子部件,并且与所述密封面接合,

所述密封面具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面,

在所述面内方向上,所述搭载面中的与所述密封面邻接的部分即边界部形成为,相比于所述密封面中的所述粗糙面,构成所述导电性接合层材料的浸润性更加良好。

本公开的其他另一观点的制造方法是具有经由导电性接合层而搭载了电子部件的构成的电子装置的制造方法。

该制造方法包含以下的工序。

通过对搭载所述电子部件的支承部件所具有的一个平面状的金属表面的一部分、并且是比所述金属表面的面内方向上的靠近中心部的区域即非照射区域更靠所述面内方向上的外侧照射作为脉冲振荡的激光束的表面粗糙化光束,从而将具有由多个大致圆形状的激光照射痕形成的粗糙面的作为金属质表面的密封面设于比不具有所述激光照射痕的所述非照射区域更靠所述面内方向上的外侧,

为了使包含所述非照射区域的外缘部的边界部中的构成所述导电性接合层的材料的浸润性比所述密封面中的所述粗糙面的构成所述导电性接合层的材料的浸润性良好,对所述边界部照射比所述表面粗糙化光束能量低的激光束即后处理光束,

对所述边界部照射所述后处理光束,从而在所述支承部件形成作为与所述导电性接合层接合的金属质表面、且包含所述边界部及所述非照射区域的搭载面,

将所述导电性接合层接合于所述搭载面,从而经由所述导电性接合层将所述电子部件搭载于所述支承部件,

将作为合成树脂成形体的树脂部件接合于所述密封面,从而利用所述树脂部件覆盖所述电子部件。

在上述构成以及制造方法中,通过所述表面粗糙化光束对所述支承部件的照射,形成具有多个所述激光照射痕的所述粗糙面。由此,所述支承部件中的作为金属质表面、且具有所述粗糙面的所述密封面与所述树脂部件的紧密接合性进一步提高。另一方面,在所述支承部件的所述面内方向上的靠中心部形成所述非照射区域。即,在比所述非照射区域更靠所述面内方向上的外侧形成所述密封面。

此时,在所述激光照射痕的内侧以及周围堆积堆积物。构成该堆积物的物质为构成所述支承部件的金属和/或其化合物(例如,氧化物)等。伴随该堆积物的堆积等,在所述激光照射痕的内侧以及周围产生微细的凹凸。

上述那样的堆积物的堆积和/或微细的凹凸可以也在所述搭载面中的在所述面内方向上与所述密封面邻接的所述边界部产生。于是,由于所述化合物等的影响,存在在所述边界部构成所述导电性接合层的材料的浸润性恶化的隐患。

因此,在上述构成以及制造方法中,对所述边界部照射比所述表面粗糙化光束能量低的激光束即所述后处理光束。通过所述后处理光束的照射,作为所述浸润性的恶化的重要因素的述化合物等被良好地去除。由此,所述边界部形成为,所述浸润性比所述密封面中的所述粗糙面的浸润性良好。因此,可以实现所述密封面与所述树脂部件的良好的紧密接合性,并且良好地确保所述搭载面中的所述导电性接合层的紧密接合性。

另外,赋予权利要求栏中的各机构的带括号的参照附图标记是表示该机构与后述的实施方式所记载的具体机构的对应关系的一个例子。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电子装置的概略构成的剖面图。

图2是图1所示的电子装置的俯视图。

图3是图1所示的支承部件的俯视图。

图4a是图1所示的支承部件的局部放大剖面图。

图4b是图1所示的支承部件的局部放大剖面图。

图5是与图1所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图6是与图1所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的俯视图。

图7是表示第一实施方式的变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图8是与图7所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的俯视图。

图9是表示第一实施方式的其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图10是表示第一实施方式的另一一其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图11是表示第二实施方式的电子装置的概略构成的剖面图。

图12是图11所示的电子装置的俯视图。

图13是图11所示的支承部件的俯视图。

图14是图11所示的支承部件的局部放大剖面图。

图15是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图16是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图17是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图18是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图19是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件等的局部放大剖面图。

图20是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、支承部件等的局部放大剖面图。

图21是与图11所示的电子装置的制造工序对应的、电子装置的局部放大剖面图。

图22是与第二实施方式的变形例的电子装置的制造工序对应的、支承部件的局部放大剖面图。

图23是与上述变形例的电子装置的制造工序对应的、支承部件的俯视图。

图24是与上述变形例的电子装置的制造工序对应的、支承部件等的局部放大剖面图。

图25是表示第二实施方式的其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图26是表示第二实施方式的另一其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图27是表示第二实施方式的另一其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

图28是表示第二实施方式的另一其他变形例的电子装置的概略构成的俯视图。

具体实施方式

以下,基于附图对实施方式进行说明。另外,在多个实施方式彼此间、以及实施方式与后述的变形例中,对彼此相同或均等的部分赋予相同的附图标记。在该情况下,在后续的实施方式或变形例中,只要没有技术矛盾或特别的追加说明,则可以适当援引在先的实施方式中的说明。

(第一实施方式的构成)

参照图1~图3、以及图4a及图4b对本实施方式的电子装置1的构成进行说明。如图1所示,电子装置1具备支承部件2、电子部件3、导电性接合层4、以及树脂部件5。另外,为了便于图示以及说明,关于通常在电子装置1设置的保护膜、布线部等的细节,在各图中省略了图示以及说明。另外,由于相同的理由,在图2的俯视图中,省略了树脂部件5的图示。

支承部件2是支承电子部件3的部件,并且在本实施方式中构成为金属部件。具体而言,支承部件2是所谓的引线框,并且至少在与电子部件3接合的部分及其附近部分形成为平板状。支承部件2的构成的详细情况会在后面进行说明。在本实施方式中,电子部件3为ic芯片,并且如图2所示那样平面形状形成为矩形状。“平面形状”是指,以与形成为六面体状的电子部件3中的具有最大的面积的一对表面即一对主面的一方的法线方向平行的视线观察该一对主面中的一方的情况下的、该一方的主面的形状。另外,“平面形状”有时指俯视时的形状、即俯视图中的形状。

导电性接合层4是用于将电子部件3粘接于作为支承部件2的一表面的安装面20的部件,并且由焊料或导电性粘合剂形成。以下将安装面20的面内方向、即与安装面20平行的方向仅称为“面内方向”。树脂部件5是合成树脂成形体,由环氧树脂、聚酰胺类树脂、聚苯硫醚树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等热固化性或热塑性合成树脂形成。电子装置1具有经由导电性接合层4而将电子部件3搭载于支承部件2的安装面20、并且由树脂部件5将搭载的电子部件3以及安装面20覆盖的构成。

支承部件2具有主体部21与金属化层22。主体部21由导电性良好的金属材料、例如cu、fe、ni、pd、pt、al、或包含这些金属元素的至少一种的合金(例如,42合金等)形成。金属化层22是形成于主体部21上的金属薄膜,并且具有安装面20。即,安装面20被设为金属化层22的表面。在本实施方式中,金属化层22通过利用镀覆等将以ni、au、pd、ag中的至少一个为主要成分的金属材料成膜而形成。

安装面20通过对支承部件2所具有的一个平面状的金属表面的一部分实施用于提高与树脂部件5的接合性(即,紧密接合性)的激光束照射处理而形成。具体而言,安装面20具有搭载面23与密封面24。搭载面23是与导电性接合层4接合的金属质表面,并且设于面内方向上的安装面20的中心部。“金属质表面”是指,以金属为主要成分的表面,并且包含金属表面以及金属化合物表面(例如,金属氧化物表面)。在本实施方式中,搭载面23形成为构成导电性接合层4的材料的浸润性良好的金属表面。

如图3所示,搭载面23对应于电子部件3中的矩形状的平面形状而形成为矩形状的平面形状。密封面24是在面内方向上与搭载面23邻接的金属质表面,并且以包围搭载面23的方式设于搭载面23的外侧。树脂部件5覆盖电子部件3,并且与密封面24接合。

密封面24具有粗糙面25。粗糙面25由多个大致圆形状的激光照射痕迹26形成。激光照射痕迹26是外径为5~300μm左右的凹坑状的凹凸部,并且通过对安装面20照射脉冲振荡的激光束形成。另外,一个大致圆形状的激光照射痕迹26对应于一次脉冲振荡的激光束照射。

如图3所示,在本实施方式中,粗糙面25在俯视时形成为具有规定的线宽、具体为相当于激光照射痕迹26的外径的二倍的宽度的矩形状。即,在密封面24的比矩形状的粗糙面25更靠面内方向上的内侧形成有不具有激光照射痕迹26的激光非照射区域27。另外,在本实施方式中,在密封面24的比粗糙面25更靠面内方向上的外侧也形成有不具有激光照射痕迹26的区域。

如上述那样,粗糙面25通过对比安装面20的面内方向上的靠近中心部的激光非照射区域27更靠面内方向上的外侧照射脉冲振荡的激光束而形成。通过该激光非照射区域27形成有搭载面23的主要部分。具体而言,在本实施方式中,搭载面23与激光非照射区域27大致一致。

粗糙面25包含第一区域291与第二区域292。第一区域291以及第二区域292分别形成有多个激光照射痕迹26。第二区域292是面内方向上的激光照射痕迹26的密度比第一区域291的面内方向上的激光照射痕迹26的密度高的区域。具体而言,在本实施方式中,第二区域292是通过将激光束照射密度设为第一区域291的激光束照射密度的1.25倍以上而形成的。

另外,在本实施方式中,第二区域292对应于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设置。具体而言,第二区域292设于电子部件3的矩形状中的四角的附近部分。即,第二区域292设于粗糙面25的矩形状的平面形状中的角部。

图4a是表示图3中的iv-iv截面中的与第一区域291对应的部分。图4b是表示图3中的iv-iv截面中的与第二区域292对应的部分。如图4a以及图4b所示,在粗糙面25分别形成有多个第一凸部261与第二凸部262。

第一凸部261是对应于凹坑状的激光照射痕迹26的外缘部而形成的并且凸部,并且具有0.5~5μm的高度。第一凸部261的高度在图4a以及图4b中通过箭头h1表示,其定义会在后面进行说明。

第二凸部262是形成于第一凸部261内以及第一凸部261的周围的凸部,并且具有1~500nm的高度以及1~300nm的宽度。即,第二凸部262形成于激光照射痕迹26内以及激光照射痕迹26的周围。另外,第二区域292中的第二凸部262形成为比第一区域291中的第二凸部262高。第二凸部262的高度在图4a以及图4b中通过箭头h2表示,其定义会在后面进行说明。

第二凸部262具有1~300nm的宽度。第二凸部262的宽度的定义也会在后面进行说明。粗糙面25以使相邻的两个第二凸部262的间隔为1~300nm的方式形成。

如上述那样,第二凸部262的高度与第一凸部261的高度相比足够小。因此,第一凸部261的高度能够舍去第二凸部262的高度而进行定义。即,第一凸部261的高度是将第二凸部262平滑化而形成第一凸部261的虚拟的截面曲线(参照图4a以及图4b中的虚线)的情况下的、与面内方向正交的方向、即图4a以及图4b中的上下方向上的第一凸部261的最高位置与最低位置之间的距离。

第二凸部262的高度是将第一凸部261中的上述的虚拟的截面曲线水平延伸了的情况下的、与水平线正交的方向上的第二凸部262的最高位置与最低位置之间的距离。第二凸部262的宽度是与规定第二凸部262的高度的方向正交的方向上的、第二凸部262的邻接的两个最低位置的之间的距离。

(第一实施方式的构成的制造方法)

具有上述构成的电子装置1能够像以下那样制造。另外,关于通常在电子装置1设置的上述的细节,省略制造工序的说明。

首先,在支承部件2的一金属表面的一部分、即比激光非照射区域27更靠面内方向上的外侧的区域,一边扫描脉冲振荡的激光束一边进行多次照射,从而形成具有多个大致圆形状的激光照射痕迹26的粗糙面25。激光束的照射条件如以下那样。激光光源例如能够使用nd:yag。“nd:yag”是“掺钕钇铝石榴石”的简称。在nd:yag的情况下,波长能够使用作为基本波长的1064μm、或者作为其高次谐波的533μm或355μm的波长。激光束的照射光斑直径为5~300μm,能量密度为5~100j/平方cm,脉冲宽度、即每一个光斑的照射时间为10~1000ns。

图5示出了通过一次激光束照射而形成了一个激光照射痕迹26的情形。在图中,虚线表示激光束。通过激光束的照射,产生金属的熔融和/或气化、以及伴随于此的金属的凝固和/或堆积。由此,如图5所示,微米尺寸的第一凸部261在俯视时形成为大致圆形。第一凸部261的外径比激光束的照射光斑直径稍大。另外,在第一凸部261的内侧以及周围,形成纳米尺寸或亚微米尺寸的第二凸部262。

激光束的扫描条件如以下那样。在本实施方式中,以不容易移动的方式固定地设置有用于将激光光源、光学系统以及支承部件2能够装卸地支承的xy工作台。支承部件2安装于xy工作台上。使激光光源的驱动与xy工作台的驱动同步,并且对安装面20上的希望的位置照射激光束。由此,能够在安装面20上以希望的图案扫描激光束。在以下的说明中,为了简化说明,有时使用激光束在安装面20上移动这样的表达方式。

在本实施方式中,如图6所示,首先,以位置p10为起点,在矩形p11-p12-p13-p14上扫描激光束。由此,在矩形p11-p12-p13-p14上,无间隙地形成多个激光照射痕迹26。另外,位置p10是比边p14-p11上的位置p14在图中x轴正方向上位移了激光束的照射光斑直径的1/2左右的位置。

具体而言,首先,通过支承部件2向图中x轴负方向的移动,从位置p10向p11在安装面20上沿图中x轴正方向以一条直线状扫描激光束。接下来,通过支承部件2向图中y轴正方向的移动,从位置p11向p12,在安装面20上沿图中y轴负方向以一条直线状扫描激光束。接着,通过支承部件2向图中x轴正方向的移动,从位置p12向p13,在安装面20上沿图中x轴负方向以一条直线状扫描激光束。进一步,通过支承部件2向图中y轴负方向的移动,从位置p13向p14,在安装面20上沿图中y轴正方向以一条直线状扫描激光束。

之后,以位置p20为起点,在矩形p21-p22-p23-p24上扫描激光束。由此,在矩形p21-p22-p23-p24上无间隙地形成多个激光照射痕迹26。另外,矩形p21-p22-p23-p24设于比矩形p11-p12-p13-p14靠外侧一个激光束光斑量的位置。另外,边p21-p22与边p11-p12邻接,边p22-p23与边p12-p13邻接,边p23-p24与边p13-p14邻接,边p24-p21与边p14-p11邻接。位置p20是比边p24-p21上的位置p24向沿图中x轴正方向位移了激光束的照射光斑直径的1/2左右的位置。

具体而言,首先,从位置p20向p21,沿图中x轴正方向以一条直线状扫描激光束。接下来,从位置p21向p22,沿图中y轴负方向以一条直线状扫描激光束。接着,从位置p22向p23,沿图中x轴负方向以一条直线状扫描激光束。进而,从位置p23向p24,沿图中y轴正方向以一条直线状扫描激光束。

以位置p10为起点经由p11、p12、以及p13至p14的激光束的扫描速度并不是恒定。具体而言,在位置p10处的激光束照射前,支承部件2停止。在位置p10处的激光束照射时或其紧前,开始支承部件2向图中x轴负方向的移动。之后,直到激光束照射位置到达位置p11为止,支承部件2连续地移动。

从支承部件2的移动开始到规定的加速时间期间,支承部件2的移动速度被加速,之后,移动速度成为恒定。再之后,支承部件2的移动速度被减速,位置p11处的激光束照射时或其紧后,由于支承部件2的移动方向被转换,支承部件2沿图中x轴负方向的移动被停止。因此,在扫描刚开始后的位置p10附近以及扫描即将结束的位置p11附近扫描速度相对较慢。因此,在位置p10附近以及位置p11附近,激光照射痕迹26的密度变得相对较高。与此相对,在p10与p11的中间位置附近,扫描速度变得相对较高,因此,激光照射痕迹26的密度变得相对较低。

在位置p11,支承部件2的移动方向被转换。即,支承部件2在激光束进行从位置p11向p12的扫描时沿图中y轴正方向移动。从开始支承部件2的图中y轴正方向的移动起至激光束照射位置到达位置p12为止,支承部件2连续地移动。此时,与上述的位置p10-p11间的扫描相同,在扫描刚开始后的位置p11附近以及扫描即将结束的位置p12附近扫描速度变得相对较慢。因此,在位置p11附近以及位置p12附近,激光照射痕迹26的密度变得相对较高。与此相对,在p11与p12的中间位置,扫描速度变得相对较高,因此,激光照射痕迹26的密度变得相对较低。

在进行激光束的从位置p12向p13的扫描以及从位置p13向p14的扫描时也与上述相同。由此,在矩形p11-p12-p13-p14的角部,激光照射痕迹26的密度变得相对较高。与此相对,在矩形p11-p12-p13-p14的各边上的中间位置附近,激光照射痕迹26的密度变得相对较低。

关于以位置p20为起点经由p21、p22、以及p23至p24的激光束的扫描,也与上述的以位置p10为起点经由p11、p12、以及p13至p14的激光束的扫描相同。由此,在矩形p21-p22-p23-p24的角部,激光照射痕迹26的密度变得相对较高。与此相对,在矩形p21-p22-p23-p24的各边上的中间位置附近,激光照射痕迹26的密度变得相对较低。这样,在粗糙面25的矩形状的平面形状中的角部,形成面内方向上的激光照射痕迹26的密度比第一区域291的面内方向上的激光照射痕迹26的密度高的第二区域292。

在激光照射痕迹26的密度比第一区域291的激光照射痕迹26的密度高的第二区域292中,激光束照射带来的金属的气化量以及堆积量相对较多。因此,第二区域292中的第二凸部262形成为比第一区域291中的第二凸部262的高度高。

如上述那样,在通过激光束照射在安装面20形成了粗糙面25之后,在包含激光非照射区域27的搭载面23接合导电性接合层4。接着,在导电性接合层4中的与接合于安装面20的一侧相反的一侧接合电子部件3。这样,电子部件3经由导电性接合层4搭载于支承部件2。

之后,将作为合成树脂成形体的树脂部件5接合于密封面24,从而电子部件3被树脂部件5覆盖。此时,在密封面24形成有粗糙面25。该粗糙面25微观上如图4a以及图4b所示那样,具有微米尺寸的第一凸部261、以及纳米尺寸或亚微米尺寸的第二凸部262。因此,支承部件2与树脂部件5良好地紧密接合。

(第一实施方式的效果)

如上述那样,在本实施方式中,通过激光束对支承部件2的照射,在支承部件2中的密封面24上形成由多个激光照射痕迹26形成的粗糙面25。在用于提高与树脂部件5的接合性(即,紧密接合性)的粗糙面25上,形成第一区域291、以及面内方向上的激光照射痕迹26的密度比第一区域291的面内方向上的激光照射痕迹26的密度高的第二区域292。

激光照射痕迹26的密度高的第二区域292可以根据需要设于希望的部分。具体而言,例如,激光照射痕迹26的密度高的第二区域292设于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力高的部分、即电子部件3的矩形状中的四角的附近部分。由此,可以尽可能地抑制由内部应力引起的树脂部件5的剥离等不良情况的产生。即,支承部件2中的作为金属质表面的密封面24与树脂部件5的紧密接合性进一步提高。

激光照射痕迹26的密度高的第二区域292形成为,相比于激光照射痕迹26的密度低的第一区域291,第二凸部262的高度更高。由此,内部应力高的部分中的树脂部件5的紧密接合性进一步提高。

在本实施方式中,激光照射痕迹26的密度高的第二区域292并不设于粗糙面25的全部,而是仅设于所需的一部分。具体而言,在安装面20上的激光束的一个方向扫描中的起点附近以及终点附近选择地形成第二区域292。因此,根据本实施方式,能够将加工时间的增加抑制在最小限度,并且确保良好的紧密接合力。

(第二实施方式的构成)

参照图11~图14对本实施方式的电子装置1的构成进行说明。如图11所示,电子装置1具备支承部件2、电子部件3、导电性接合层4、以及树脂部件5。

支承部件2具有主体部21与金属化层22。在本实施方式中,金属化层22通过利用镀覆等将构成导电性接合层4的材料的浸润性良好的金属材料(例如,镍类金属)成膜而形成。

安装面20通过对支承部件2所具有的一个平面状的金属表面的一部分实施用于提高与导电性接合层4以及树脂部件5的接合性(即,紧密接合性)的激光束照射处理而形成。具体而言,在安装面20中包含搭载面23与密封面24。即,金属化层22具有搭载面23与密封面24。

密封面24具有粗糙面25。粗糙面25由多个大致圆形状的激光照射痕迹26形成。以下,有时将用于形成粗糙面25的激光束称为“表面粗糙化光束”。

搭载面23具有边界部231。在边界部231实施比表面粗糙化光束能量低的激光束即后处理光束的照射处理。由此,边界部231以使构成导电性接合层4的材料的浸润性相比于密封面24中的粗糙面25良好的方式形成。边界部231是搭载面23中的、在面内方向上与密封面24邻接的俯视时大致矩形状的带状部分。具体而言,边界部231设于激光非照射区域27的外缘部。这样,搭载面23整体形成为构成导电性接合层4的材料的浸润性良好的金属质表面。

图14表示图13中的xiv-xiv截面中的一部分。如图14所示,在粗糙面25分别形成多个第一凸部261与第二凸部262。

(制造方法以及效果)

具有上述构成的电子装置1能够像以下那样制造。另外,关于在电子装置1上通常设置的上述的细节省略制造工序的说明。

首先,在支承部件2的一金属表面的一部分、即比激光非照射区域27更靠面内方向上的外侧的区域一边扫描脉冲振荡的表面粗糙化光束一边进行多次照射,从而形成具有多个大致圆形状的激光照射痕迹26的粗糙面25。表面粗糙化光束的照射条件如以下那样。激光光源例如能够使用nd:yag。在nd:yag的情况下,波长能够使用作为基本波长的1064μm、或者作为其高次谐波的533μm或355μm的波长。照射光斑直径为5~300μm,能量密度为5~100j/平方cm,脉冲宽度即每一个光斑的照射时间为10~1000ns。

图15示出了通过表面粗糙化光束的一个光斑量的照射而形成了一个激光照射痕迹26的情形。在图中,虚线表示表面粗糙化光束。通过表面粗糙化光束的照射,产生金属的熔融和/或气化、以及伴随于此的金属的凝固和/或堆积。由此,如图15所示,微米尺寸的第一凸部261在俯视时形成为大致圆形。第一凸部261的外径比表面粗糙化光束的照射光斑直径稍大。另外,在第一凸部261的内侧以及周围形成纳米尺寸或亚微米尺寸的第二凸部262。

表面粗糙化光束以及后述的后处理光束的扫描方式如以下那样。在本实施方式中,以不容易移动的方式固定地设置有用于将激光光源、光学系统以及支承部件2能够装卸地支承的xy工作台。支承部件2安装于xy工作台上。使激光光源的驱动与xy工作台的驱动同步,并且对安装面20上的希望的位置照射激光束。由此,能够在安装面20上以希望的图案扫描激光束。另外,以下的说明中,为了简化说明,有时使用激光束在安装面20上移动这样的表达方式。

图16示出了通过表面粗糙化光束的朝向图中左方向的扫描而依次形成多个激光照射痕迹26的情形。另外,为了简化图示以及说明,在图16中省略了粗糙面25中的第二凸部262(参照图15)的图示。

如图16所示,通过表面粗糙化光束对支承部件2的照射以及扫描,在支承部件2中的密封面24形成由多个激光照射痕迹26形成的粗糙面25。另一方面,在支承部件2的面内方向上的靠中心部形成激光非照射区域27。即,在比激光非照射区域27更靠面内方向上的外侧形成密封面24。

在通过表面粗糙化光束的照射来形成多个激光照射痕迹26时,在各激光照射痕迹26的内侧以及周围堆积堆积物263。堆积物263由构成金属化层22的金属及其化合物(即,典型为氧化物)等形成。通过该堆积物263的堆积等,在激光照射痕迹26的内侧以及周围产生微细的凹凸。即,堆积物263成为形成图15所示的第二凸部262的一个重要因素。

堆积物263的堆积以及伴随于此的微细的凹凸有时也产生于搭载面23中的在面内方向上与密封面24邻接的边界部231。在该情况下,由于上述的化合物等的影响,存在在边界部231中构成导电性接合层4的材料的浸润性恶化的隐患。特别是,在作为金属化层22使用了对焊料的浸润性良好的镍类的金属镀层的情况下,因作为镍氧化物的堆积物263的产生,导致对焊料的浸润性大幅恶化。若考虑这样的边界部231中的浸润性的恶化而在搭载面23与粗糙面25之间形成规定宽度的边缘区域,则电子装置1会大型化。

另外,在电子部件3的矩形状的平面形状中的角部附近是容易产生热应力等内部应力的部分。关于这一点,由于上述那样的边界部231中的浸润性的恶化和/或边缘区域的形成而导致电子部件3的角部附近的支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的紧密接合性降低。由此,存在在电子部件3的角部附近,在导电性接合层4产生剥离和/或裂纹的隐患。

因此,在本实施方式中,如图17所示那样在边界部231照射后处理光束。后处理光束的照射在表面粗糙化光束的照射结束之后,使用与表面粗糙化光束的照射相同的激光照射设备来进行。该激光照射设备包括激光光源、光学系统、xy工作台以及它们的控制装置等。由此,一旦在上述的xy工作台安装支承部件2,则直到表面粗糙化光束的照射与之后的后处理光束的照射完成为止,支承部件2不会被从xy工作台卸下。

后处理光束的照射条件如以下那样。后处理光束的波长、照射光斑直径以及脉冲宽度能够使用与表面粗糙化光束相同的值。能量密度为0.5~3j/平方cm。为了使浸润性提高更加良好,照射间距、即连续的两个光斑的中心间距离设定为比表面粗糙化光束短。具体而言,例如,在表面粗糙化光束的光斑直径设定为80μm、照射间距设定为70μm的情况下,后处理光束的光斑直径可以设定为80μm、照射间距可以设定为35μm以下。

通过后处理光束的照射,如图18所示那样,作为构成导电性接合层4材料的浸润性的恶化的重要因素的上述的化合物等被从边界部231良好地去除。由此,边界部231形成为,构成导电性接合层4的材料的浸润性比密封面24中的粗糙面25的构成导电性接合层4的材料的浸润性良好。

这样,在通过表面粗糙化光束的照射而在安装面20形成了粗糙面25之后,对边界部231照射后处理光束。由此,作为与导电性接合层4接合的金属质表面、且包含边界部231以及激光非照射区域27的搭载面23形成于支承部件2。表面粗糙化光束的照射和之后的后处理光束的照射使用相同的激光照射设备,在中途不经过支承部件2的装卸作业而连续地进行。因此,可以以良好的位置精度迅速地进行构成导电性接合层4的材料的浸润性良好的搭载面23的形成。

之后,通过涂覆等,如图19所示那样,在搭载面23上形成导电性接合层4。接着,如图20所示那样,在导电性接合层4中的与接合于安装面20的一侧相反的一侧接合电子部件3。这样,电子部件3经由导电性接合层4而搭载于支承部件2。

如上述那样,搭载面23中的边界部231形成为,构成导电性接合层4的材料的浸润性相比于密封面24中的粗糙面25良好。因此,可以良好地确保搭载面23中的导电性接合层4的紧密接合性。

之后,如图21所示那样,将作为合成树脂成形体的树脂部件5接合于密封面24,并利用树脂部件5覆盖电子部件3,从而制造了电子装置1。此时,在密封面24形成有粗糙面25。该粗糙面25在微观上如图14所示那样,具有微米尺寸的第一凸部261、以及纳米尺寸或亚微米尺寸的第二凸部262。因此,支承部件2与树脂部件5通过锚固效果而良好地紧密接合。

如上述那样,在本实施方式中,可以实现密封面24与树脂部件5的良好的紧密接合性,并且良好地确保搭载面23中的导电性接合层4的紧密接合性。

(变形例)

本公开并不限定于上述实施方式,能够适当变更上述实施方式。以下,对代表性的变形例进行说明。在以下的变形例的说明中,仅对与上述实施方式不同的部分进行说明。因此,在以下的变形例的说明中,关于具有与上述实施方式相同的附图标记的构成要素,只要没有技术矛盾或特别的说明,则可以适当援引上述实施方式中的说明。

支承部件2并不限定于引线框。例如,支承部件2也可以是所谓的soi基板。soi是silicononinsulator(绝缘衬底上的硅)的简称。另一方面,若主体部21为金属部件、并且与其表面的导电性接合层4以及树脂部件5的接合性为规定程度良好,则支承部件2也可以不具有金属化层22。

电子部件3并不限定于ic芯片。即,例如,电子部件3也可以是电容器元件等。

密封面24中的未设有粗糙面25的部分也可以不被树脂部件5覆盖。或者粗糙面25、即多个激光照射痕迹26也可以形成于密封面24的整体(参照图7~图9)。粗糙面25的一部分、即面内方向上的外缘部也可以不被树脂部件5覆盖。

如图7所示,第二区域292也可以设于电子部件3的矩形状中的各边的附近部分。另外,在图7的例子中,激光照射痕迹26的构造也与上述实施方式(参照图4a以及图4b)相同。

激光的种类并不限定于上述实施方式。即,例如,能够利用二氧化碳激光、准分子激光等。

激光束的扫描方式也不限定于上述实施方式。即,例如,能够将支承部件2固定并利用光学系统使激光束光斑在安装面20上移动。

激光束的扫描方向也没有特别的限定。即,例如,可以如图6所示那样激光束在闭合曲线上扫描。或者,例如,可以如图8中实线箭头所示那样激光束多次往复扫描。具体而言,在图8的扫描方式中,在支承部件2向副扫描方向(参照图8中的虚线箭头)相对移动时,不进行激光束的照射。在一次副扫描方向的扫描与下次副扫描方向的扫描之间进行的、支承部件2向主扫描方向(参照图8中的实线箭头)相对移动时,进行激光束的照射。在一次主扫描方向的扫描与下次的主扫描方向的扫描中,支承部件2的相对移动方向成为相反。

如图9所示,在粗糙面25形成于密封面24的整体的情况下,激光照射痕迹26的密度高的第二区域292也可以对应于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设置。即,第二区域292也可以形成为,包含电子部件3的矩形状中的四角的附近部分、并且从该部分沿着俯视电子部件3时的矩形状的外形形状中的一边(即,图9中的上边)那样的带状。在图9的例子中,激光照射痕迹26的构造也与上述实施方式(参照图4a以及图4b)相同。

在图9的扫描方式中,在支承部件2向副扫描方向(参照图9中的虚线箭头)相对移动时不进行激光束的照射。在一次副扫描方向的扫描与下次副扫描方向的扫描之间进行的、支承部件2向主扫描方向(参照图9中的实线箭头)相对移动时,进行激光束的照射。在一次主扫描方向的扫描与下次的主扫描方向的扫描中,支承部件2的相对移动方向成为相反。

第二凸部262形成于第一凸部261内或第一凸部261的周围即可。

激光照射痕迹26的密度高的第二区域292的形成方法并不限定于上述实施方式所示的具体例。即,在上述实施方式中,使用支承部件2与光学系统的相对移动速度的变化而形成了激光照射痕迹26的疏密,但本公开并不限定于该方法。具体而言,例如,在激光束光斑通过相当于粗糙面25的安装面20上的区域内期间,可以使支承部件2与光学系统的相对移动速度恒定。在该情况下,通过调整激光束的振荡频率,能够形成激光照射痕迹26的疏密。或者,通过控制支承部件2与光学系统的相对移动速度和激光束的振荡频率这两方也能够形成激光照射痕迹26的疏密。

第一区域291以及第二区域292中的激光照射痕迹26的形成方式也不限定于上述实施方式所示的具体例。例如,也可以是在第一区域291没有激光照射痕迹26的部分。第二区域292中的激光照射痕迹26的形成密度也是可以恒定,还可以在第二区域292内的特定的区域存在形成密度特别高的部分。

如图10所示,粗糙面25也可以仅对应于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设至。具体而言,粗糙面25也可以设于电子部件3的矩形状中的四角的附近部分。另外,在图10的例中,激光照射痕迹26的构造也与上述实施方式(参照图4a以及图4b)相同。通过该构成,也可以起到与上述实施方式相同的效果。

图19所示的导电性接合层4向搭载面23上的形成与图20所示的电子部件3向搭载面23的搭载可以同时进行。

在表面粗糙化光束与后处理光束中,照射条件、即波长、照射光斑直径、脉冲宽度等也可以不同。例如,从去除氧化物等的观点出发,后处理光束的波长可以设定为短波长(即,例如紫外波长)。具体而言,在nd:yag的情况下,在表面粗糙化光束中可以使用基本波长的1064μm,在后处理光束中可以使用三次谐波的355μm。在该情况下,通过紫外波长的后处理光束的照射而进行的氧化物等的去除成为不伴有热处理的烧蚀加工。因此,能够使氧化物等的去除对周围的热影响为最小限度。另外,后处理光束也可以不是脉冲振荡,而是连续照射。

在表面粗糙化光束与后处理光束中,也可以使用不同种类的激光。例如,作为表面粗糙化光束,可优选使用容易产生基于热处理的金属的熔融的长波长激光。另一方面,作为后处理光束,如上述那样,从使对周围的热影响最小限度并去除氧化物等的观点出发,可优选使用准分子激光等短波长激光。

也可以在表面粗糙化光束的照射与后处理光束的照射之间进行支承部件2的装卸。

如图22所示,后处理光束除了激光非照射区域27的外缘部之外,可以也对在面内方向上与激光非照射区域27邻接的激光照射痕迹26进行照射。在该情况下,如图23所示,边界部231包含激光非照射区域27的外缘部(即,粗糙面25的内缘部)、以及在面内方向上与该外缘部邻接并且在俯视时呈矩形状排列的多个激光照射痕迹26的一部分。

于是,如图24所示那样,导电性接合层4也紧密接合于激光照射痕迹26中的、包含于边界部231的部分。在该构成中,导电性接合层4的外缘部通过由激光照射痕迹26形成的凹凸而良好地固接于搭载面23。因此,根据该构成,可以进一步良好地确保搭载面23中的导电性接合层4的紧密接合性。

俯视搭载面23时的外形形状并不限定于如图13所示的矩形状。但是,如上述那样,从内部应力的观点出发,优选构成导电性接合层4的材料的浸润性在与电子部件3的角部对应的位置良好。因此,优选在搭载面23中的至少与电子部件3的角部对应的位置照射后处理光束。即,构成导电性接合层4的材料的浸润性良好的搭载面23的俯视时的角部可以形成为,直角状的部分在面内方向上向外侧突出。

例如,在图25所示的例子中,搭载面23具有从矩形状的激光非照射区域27中将四个边缘区域281排除而成的平面形状。边界部231分别设于矩形状的激光非照射区域27中的四个角部。边缘区域281形成为梯形形状,并配置为下底位于比上底靠外侧的位置。另外,边缘区域281配置为,下底与矩形状的激光非照射区域27的各边相接。即,边缘区域281设于在图中上下方向或左右方向上邻接的两个边界部231之间。换言之,搭载面23形成为将激光非照射区域27的内侧的矩形状区域与分别从该矩形状区域中的四个角部突出的大致矩形状的四个边界部231重叠的区域。

在设于搭载面23与粗糙面25之间的边缘区域281中,存在构成导电性接合层4的材料的浸润性恶化的可能性。但是,在该构成中,边缘区域281并不设于与电子部件3的角部对应的位置。即,与电子部件3的角部对应的位置的边界部231的构成导电性接合层4的材料的浸润性良好地形成。另外,与边界部231的面内方向上的外侧邻接的粗糙面25的内缘部中的角部与树脂部件5良好地紧密接合。因此,根据该构成,可良好地抑制电子部件3的角部附近的导电性接合层4的剥离和/或裂纹的产生。

即使搭载面23为矩形状,也可在其角部以外的位置设置边缘区域281。例如,在图26所示的例子中,俯视时形成为框状的粗糙面25的内缘部中的角部(即,内侧的角部)具有向搭载面23侧突出的扇形的形状。即,在粗糙面25中的内侧的角部形成有向搭载面23的面内方向上的中央部突出的扇形的部分。边界部231通过对该扇形的部分中的一部分(即,突出方向上的前端部)照射后处理光束而形成。在该构成中,边缘区域281也不设于与电子部件3的角部对应的位置。因此,可以良好地抑制电子部件3的角部附近的导电性接合层4的剥离和/或裂纹的产生。

如图27所示,粗糙面25也可以包含第一区域291与第二区域292。在第一区域291以及第二区域292分别形成有多个激光照射痕迹26。第二区域292是面内方向上的激光照射痕迹26的密度比第一区域291的面内方向上的激光照射痕迹26的密度高的区域。具体而言,在本变形例中,第二区域292通过将激光束照射密度设为第一区域291的1.25倍以上来形成。

另外,在本变形例中,第二区域292对应于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分设置。具体而言,第二区域292设于电子部件3的角部附近。即,第二区域292设于粗糙面25的矩形状的平面形状中的角部。

在激光照射痕迹26的密度比第一区域291的激光照射痕迹26的密度高的第二区域292中,基于激光束照射的金属的气化量以及堆积量相对较多。因此,第二区域292中的第二凸部262形成为比第一区域291中的第二凸部262的高度高。因此,电子部件3的角部附近的支承部件2与树脂部件5的紧密接合性进一步提高。

另一方面,在搭载面23的作为外缘部的边界部231中,如上述那样,存在构成导电性接合层4的材料的浸润性恶化的隐患。特别是,在激光照射痕迹26的密度高的第二区域292的附近位置,该隐患较大。然而,在本变形例中也对边界部231照射后处理光束。由此,即使将激光照射痕迹26的密度高的第二区域292设于电子部件3的角部附近,在边界部231中的与电子部件3的角部对应的位置处,构成导电性接合层4的材料的浸润性也良好。因此,根据该构成,可以实现密封面24与树脂部件5的良好的紧密接合性,并且良好地确保搭载面23中的导电性接合层4的紧密接合性。另外,尽可能地抑制了由内部应力引起的导电性接合层4的剥离和/或裂纹的产生、或者树脂部件5的剥离等的产生。

在本变形例中,激光照射痕迹26的密度高的第二区域292并不设于粗糙面25的全部,而是仅设于所需的一部分。具体而言,在安装面20上的激光束的一个方向扫描中的起点附近以及终点附近选择地形成第二区域292。因此,根据本变形例,能够将加工时间的增加抑制在最小限度,并且确保良好的紧密接合力。

第一区域291以及第二区域292中的激光照射痕迹26的形成方式也不限定于上述具体例。例如,也可以是在第一区域291中没有激光照射痕迹26的部分。第二区域292中的激光照射痕迹26的形成密度也是可以恒定,还可以在第二区域292内的特定的区域存在形成密度特别高的部分。

如图28所示,粗糙面25也可以仅对应于支承部件2与导电性接合层4以及树脂部件5的接合部中的内部应力比其他部分的内部应力高的部分而设置。具体而言,粗糙面25也可以设于电子部件3的角部的附近部分。另外,在图28的例子中,激光照射痕迹26的构造也与上述实施方式(参照图14以及图15)相同。

变形例也不限定于上述的示例。即,可以将多个变形例相互组合。另外,可以将多个实施方式相互组合。进而,可以相对于多个实施方式的组合而适当地组合上述变形例的全部或一部分。

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