[发明专利]通过将扩散区设计为钎焊连接部的扩散钎焊方法和带这种钎焊连接部的电子组件

说明书

本发明涉及一种扩散钎焊方法，其中将电子元器件(13)放置在衬底(12)上。在此，接合表面设计成，使得在接合缝(21)的区域内形成空腔(20、27)。这可以例如通过在元器件(13)的安装面(18)中和/或在衬底(12)的接触面(14)中设置凹槽来确保，所述凹槽(27)为碗状或有利地为环绕柱状结构元件(22)的通道(20)，所述结构元件(22)的端面形成用于连接的安装面(18)和/或接触面(14)。空腔(20、27)的优点在于，当将元器件(13)放置在衬底(12)的接触面(14)上时焊料(19)会漏到空腔(20、27)中，以达到接合缝(21)的所需宽度。因此接合缝(21)可选成这样窄，使得该接合缝在钎焊时借助桥接接合缝(21)的扩散区(24)形成，该扩散区例如由金属间化合物构成。有利地即使在利用标准焊料的情况下也以这样的方式形成扩散焊连接。本发明进一步涉及一种以所述方法制造的电子组件(11)。

技术领域

本发明涉及一种用于在衬底上扩散钎焊电子元器件的方法。在该方法中，将元器件以其安装面放置在衬底接触面上，其中在衬底与元器件之间施加焊料。随后将焊料加热到引发焊料与元器件之间以及焊料与衬底之间的扩散过程的温度，其中形成钎焊连接部。在此，化学元素从元器件和衬底扩散到所形成的钎焊连接部中，其中在该钎焊连接部中化学成分改变了。严格地说，化学元素从为此提供的金属镀层扩散到钎焊连接部中。元器件和衬底上的这些金属镀层在本发明的意义上被理解为元器件和衬底的一部分。

背景技术

优选液化焊料，因为由此能够极大地加速在焊料中的扩散过程。另外则还存在足够高的温度，从而引发元器件和衬底中的扩散过程。更准确地说，在构成接触面和安装面的接触材料中引发该扩散过程，其中，这些接触材料在本发明的意义中分别要理解为该元器件的部分和该衬底的一部分。

所形成的钎焊连接部具有桥接所述接触面与安装面之间的间隙的扩散区。在此，该扩散区是来自接触材料的材料所扩散入的区域，从而形成与焊料、即原料相比更高熔化温度的材料。当接触材料含铜时，该扩散区可以在含锡的焊料的情况下例如通过铜和锡之间的金属间化合物而形成。该金属间化合物的熔点约420℃，明显高于相应的锡基焊料。

本发明还涉及一种电子组件，该电子组件包含带有接触面的衬底，带有安装面的电子元器件钎焊在该接触面上。钎焊连接部具有桥接所述接触面和安装面之间的间隙的扩散区。该扩散区以上文已经描述的方式形成。例如，该扩散区可以由金属间化合物构成。另外，该钎焊连接部也可具有由凝固的焊料构成的区域。所述由凝固的焊料构成的区域通常与接触面和安装面的距离为，使得接触材料不能从那里进入钎焊连接部的这些部分中。

电子组件和用于在这样的电子组件中形成扩散钎焊连接部的方法例如在DE 102012 214 901 A1中得以描述。所建议的是，将所谓的半导体装置如半导体芯片用扩散钎焊层固定在经烧结的银层上。在此由银膏制成经烧结的银层，在该银层上施加焊料。扩散钎焊工艺在于，在所述两个层之间发生材料的扩散，由此形成扩散区。因此，出于形成扩散区的目的，有必要施加不同的材料，其中在所述焊料之间的扩散有助于形成扩散区和因此桥接待钎焊的构件之间的焊接缝。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于扩散钎焊的方法和一种电子组件，该电子组件具有至少一个经扩散钎焊的钎焊连接部，在所述钎焊连接部中所形成的扩散钎焊点能够以低廉的元器件和以大的运行可靠性来制造。

根据本发明，该技术问题通过前述方法解决的方式是，元器件的安装面和/或衬底的接触面设有凹槽，该凹槽在钎焊连接部形成之后位于桥接所述接触面与安装面之间的间隙的扩散区以外。

作为替代方案，该技术问题也可通过前述类型的电子组件解决的方式是，元器件的安装面和/或衬底的接触面设有凹槽，该凹槽位于桥接所述接触面与安装面之间的间隙的扩散区以外。换言之，电子组件是能借助前述方法制造的产品。因此，只要在接下来描述的方法特征中直接涉及所制造的电子组件的结构，这些方法特征就也能够转用到该电子组件上。