[发明专利]具有薄的焊料阻止层的电元器件和用于制造的方法

说明书

本发明涉及一种电气模块(EB)以及用于制备电气模块(EB)的方法。所述模块(EB)具有基底(TR)，所述基底具有布置在其上的上层(O)和金属接触表面(MK)以及覆盖所述上侧(O)的一部分但不覆盖所述接触表面(MK)的阻焊层(LSS)。所述模块(EB)还包括电气部件(EK)，所述电气部件具有位于所述下侧上的接触表面(KF)和连接所述两个接触表面(MK,KF)的焊料凸块连接(BU)。所述阻焊层(O)具有200nm的最大厚度并且从而简化了用于通过模具模块(MM)封装所述模块(EB)的后续方法步骤。

本发明涉及电元器件，例如适用于表面安装(SMT＝表面贴装技术)的元器件或带有以SMT技术装配的电构件的元器件以及用于制造的方法。

在现代的SMT技术中可焊接的凸点被用于在载体例如电路板和电构件例如分立的部件或模块之间的电连结和机械连接。凸点的材料在一个步骤中例如借助于模版印刷方法(stencil printing)施加且接着被加热(回流过程)。常见的可焊接的材料如例如焊膏能够包含助熔剂，该助熔剂在加热时侵蚀载体的表面。此外存在危险：焊膏到达这样的可焊接的表面处，即该表面应保持没有焊料，以例如为了避免电短路。

为了避免该危险，可以通过保护层例如焊料阻止层遮盖表面的敏感区域。

在使用焊料阻止层时的问题是在制造元器件时的耗费增加，因为焊料阻止层必须如此结构化，即使得在最佳情况中所有敏感区域，但是不是实际上应设有焊料的区域通过保护层遮盖。此外适用的是，电元器件应具有变得越来越小的尺寸。传统的焊料阻止层与凸点连接部的当前的尺寸相比较已经如此厚，使得在另外的用于封装元器件的步骤中能够出现其他问题。通过上侧浇注有模制物质且物质接着硬化，许多元器件被封装且机械上稳定。现在问题是，在以下情况下模制物质不再足够可靠地填充在构件和载体之间的中间空间，即当该中间空间由于焊料阻止层的厚度而过低时。

因此存在这样的任务，即给出一种电元器件，在其中焊料只润湿期望的区域且如有可能在加热之后形成球体或者半球体，而不扩散到处于接触面附近的区域上。保护层应在此具有在载体的表面上的良好的附着性、在回流过程中经受高的温度例如大于250℃而不降解、在机械方面稳定、在化学方面中性且钝态的并且不引导电流。尤其为了稍后待分布的模制物质尽可能还填充中间空间，保护层应尽可能薄。此外存在对于用于制造这样的元器件的方法的期望。

这些期望相应于根据独立权利要求所述的电元器件和用于制造电元器件的方法。从属权利要求给出了有利的构造方案。

电元器件包括带有上侧的载体、在上侧上的金属接触面和焊料阻止层，该焊料阻止层遮盖上侧的一部分，但不遮盖接触面。焊料阻止层具有200nm或更小的厚度。

由此焊料阻止层具有这样的厚度，即对于该厚度而言即使在凸点连接件当前小的尺寸和由此在载体和电部件之间的小的间距的情形下也还能够可靠地填充中间空间。

载体能够在此为电路板或芯片。金属接触面优选为可焊接的金属面，该金属面设置成通过凸点连接件电连结。金属接触面能够在此尤其为所谓的凸点下金属化物且继而具有多层的结构。

可行的是，焊料阻止层具有介于30nm和80nm之间的厚度。

此外可行的是，元器件在金属接触面上具有凸点球体。

在金属接触面上的凸点球体则能够由焊料材料制成，该焊料材料通过模版印刷方法施加到金属接触面的区域上。在接着加热时材料熔化且由于表面张力形成带有相对小的表面的形状即球体。金属接触面能够与在载体的上侧上的另外的金属化物例如以带状线路形式的信号线路连接。除了该金属化物之外还能够在载体的上侧上布置另外的金属化物。优选两个另外的金属化物在处于载体的上侧上的接触面附近通过焊料阻止层遮盖。焊料阻止层能够具有由焊料较差润湿的润湿性。那么焊料材料在加热时自主地远离较差润湿性的区域朝向金属接触面集中，该金属接触面不具有焊料阻止层的材料。