JP2012210639A - Joining method using amorphous metal and package of electronic part - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、結晶化温度を有するアモルファス金属の結晶化反応を利用した接合方法及びこの方法によって製造した電子部品のパッケージに関する。さらに、詳しくは本発明は、被接合部材の間に結晶化温度を有するアモルファス金属を挟んで、直接或いは間接的な加熱によってアモルファス金属を結晶化させるときに、結晶化反応に伴って生じるアモルファス金属の発熱エネルギーを用いた接合方法とこの接合方法によって製造した電子部品のパッケージに関する。 The present invention relates to a bonding method using a crystallization reaction of an amorphous metal having a crystallization temperature and a package of an electronic component manufactured by this method. In more detail, the present invention relates to an amorphous metal produced in association with a crystallization reaction when an amorphous metal having a crystallization temperature is sandwiched between bonded members and the amorphous metal is crystallized by direct or indirect heating. The present invention relates to a bonding method using heat generation energy and a package of electronic components manufactured by this bonding method.
従来、チップ化された半導体装置、つまり半導体チップは、ワイヤボンドタイプのケーシングに収容されることによって気密封止されている。半導体チップには、ケーシングに接続するための端子としての電極パッドが設けられ、半導体チップの電極パッドとケーシングに設けられている端子とが金線や銅線からなるボンディングワイヤによって電気的に接続される。これにより、ケーシングの端子からなる配線がケーシングの外にある複数のピンに取り出され、これらのピンがプリント基板等の配線に接続されて、一定の機能を有する回路が形成されている。このような実装技術では、ボンディングワイヤやその両端における端子周辺の配線が必要となり、比較的大きなサイズのパッケージとなってしまい、高密度な実装が難しかった。 Conventionally, a semiconductor device formed into a chip, that is, a semiconductor chip, is hermetically sealed by being housed in a wire bond type casing. The semiconductor chip is provided with an electrode pad as a terminal for connection to the casing, and the electrode pad of the semiconductor chip and the terminal provided on the casing are electrically connected by a bonding wire made of gold wire or copper wire. The Thereby, the wiring which consists of the terminal of a casing is taken out by the some pin outside a casing, and these pins are connected to wiring, such as a printed circuit board, and the circuit which has a fixed function is formed. Such a mounting technique requires bonding wires and wiring around terminals at both ends thereof, resulting in a relatively large package, and high-density mounting is difficult.
そこで、ボンディングワイヤを用いないで半導体チップ自体をケーシングの一部として利用する、所謂、ウエハレベルパッケージ(Wafer Level Package、WLPとも呼ばれている。)が、小型化で高密度な実装が実現できる技術として、携帯電話端末に搭載される大規模集積回路(LSI)の実装技術として既に用いられている。 Therefore, a so-called wafer level package (also referred to as a wafer level package, WLP) that uses the semiconductor chip itself as a part of the casing without using a bonding wire can realize a compact and high-density mounting. As a technology, it is already used as a technology for mounting a large-scale integrated circuit (LSI) mounted on a mobile phone terminal.
ウエハレベルパッケージのように、半導体チップ自体をケーシングの一部として用いる接合技術、つまりウエハレベルの接合技術は、ワイヤボンディング及びコストの高いケーシングが不要であるため、低価格で大量生産ができる。このため、近年、マイクロマシン(Micro Electro Mechanical System、以下、MEMSと呼ぶ。)でも採用されている技術である。 The bonding technique using the semiconductor chip itself as a part of the casing as in the wafer level package, that is, the wafer level bonding technique does not require wire bonding and a high-cost casing, and can be mass-produced at a low price. For this reason, in recent years, it is a technique that has also been adopted in micromachines (hereinafter referred to as MEMS).
ウエハレベルの接合技術は、近時、高輝度の発光ダイオード(LED)、マイクロ流路デバイス、MEMS等のデバイス製造にも利用されている。特に最近では、世界的な潮流としてMEMS技術とLSI技術との融合が検討されている。 Wafer level bonding technology has recently been used in the manufacture of devices such as high-intensity light-emitting diodes (LEDs), microchannel devices, and MEMS. In particular, recently, fusion of MEMS technology and LSI technology has been studied as a global trend.
400℃以下の低温プロセスを用いることで、ケーシングの気密封止と、ケーシングと半導体チップとの電気的接続を、1回の接合プロセスで実現可能とする技術は、世界中で活発な研究開発が行われている。気密封止のためにシール材としてAu-Sn(金−錫)等の共晶合金を用いて、基板同士を機械的に接合すると共に、且つ、半導体チップの金属パッドと外部端子との電気的な接続を同時にできる接合手法は、実用化技術として特に求められている。従来、気密封止と電気的な接続の両者を同時に満足できる接合法は、金属拡散接合と共晶合金を用いた接合等があるが、密封性能、歩留まり、接合強度等のさらなる向上が望まれている。 The technology that enables the hermetic sealing of the casing and the electrical connection between the casing and the semiconductor chip by using a low-temperature process of 400 ° C. or less has been actively researched and developed all over the world. Has been done. Using eutectic alloy such as Au-Sn (gold-tin) as a sealing material for hermetic sealing, the substrates are mechanically bonded to each other, and the electrical connection between the metal pad of the semiconductor chip and the external terminal In particular, a joining method capable of simultaneously connecting is required as a practical technique. Conventionally, joining methods that can satisfy both hermetic sealing and electrical connection at the same time include metal diffusion bonding and bonding using eutectic alloy. However, further improvement in sealing performance, yield, bonding strength, etc. is desired. ing.
半導体のケーシングにおいては、接合物質を挟んで同種又は異種の物質を接合する技術が使用されており、その需要が益々増えている状況にあり、ナノフォイルなどを利用した技術が報告されている(非特許文献1参照)。 In the semiconductor casing, a technique for joining the same or different kinds of materials with a joining material in between is used, and the demand for the joining is increasing more and more, and technology utilizing nanofoil has been reported ( Non-patent document 1).
ところで、近年、金属ガラスの実用化研究が、日本国内のみならず世界中で活発に行われている。金属ガラスは新しい材料であり、非晶質、つまりアモルファス合金で、ガラス転移点を示す。つまり、金属ガラスは、ガラス転移温度と結晶化温度の間に存在する過冷却液体領域で、粘性流動特性を呈しガラスのように塑性変形を示す。金属ガラスは、結晶質金属にはない超高強度、高弾性伸び、低ヤング率、高耐食性といった種々の優れた特性を有している。 By the way, in recent years, research on practical application of metallic glass has been actively conducted not only in Japan but also around the world. Metallic glass is a new material, which is amorphous, that is, an amorphous alloy, and exhibits a glass transition point. That is, metallic glass exhibits viscous flow characteristics and exhibits plastic deformation like glass in a supercooled liquid region existing between the glass transition temperature and the crystallization temperature. Metallic glass has various excellent properties such as ultra-high strength, high elastic elongation, low Young's modulus, and high corrosion resistance not found in crystalline metals.
そして、金属ガラス同士を接合する場合、棒状や塊状のバルク状態での接合が報告されており、押圧のような動的な摩擦接合手法等が用いられている(特許文献1〜3参照)。 And when joining metal glass, joining in a rod-like or lump-like bulk state has been reported, and a dynamic friction joining technique such as pressing is used (see Patent Documents 1 to 3).
従来のウエハレベルパッケージにおいて、共晶金属からなる半田等を用いた接合技術では、可逆的反応である融点を利用して接合するので、接合を形成する半田の融点まで温度が上昇すると、接合した部分が解けてしまう。これでは、接合物質の融点より高い温度での加工は不可能である。また、半田の融点で接合を行う場合、融解反応が吸熱反応であるため、接合が終わるまで外からエネルギーを提供し続けなければならないので、被接合部材にダメージを与えるおそれがあり、好ましくない。 In a conventional wafer level package, since bonding using eutectic metal solder or the like is performed using a melting point that is a reversible reaction, bonding occurs when the temperature rises to the melting point of the solder forming the bonding. The part will be solved. This makes it impossible to process at a temperature higher than the melting point of the bonding material. Further, when bonding is performed at the melting point of the solder, since the melting reaction is an endothermic reaction, energy must be continuously supplied from the outside until the bonding is completed, which may cause damage to the members to be bonded, which is not preferable.
金属ガラスを用いた接合も一部が特許文献1〜3に報告されているが、大きな構造物を押圧等の動的な摩擦接合手法等で接合することしか試みられておらず、半導体素子やMEMSのパッケージやケーシング等の微細構造の接合には未だ適用されていない。 Part of joining using metallic glass is also reported in Patent Documents 1 to 3, but only attempts to join large structures by dynamic friction joining techniques such as pressing have been attempted. It has not yet been applied to the bonding of microstructures such as MEMS packages and casings.
本発明は上記課題に鑑み、金属ガラスを含むアモルファス金属を用いて、被接合部材を接合することが可能な接合方法を提供することを第1の目的とし、金属ガラスを含むアモルファス金属を用いて接合した電子部品のパッケージを提供することを第2の目的としている。 In view of the above problems, the present invention has a first object to provide a bonding method capable of bonding a member to be bonded using an amorphous metal including a metal glass, and using the amorphous metal including the metal glass. A second object is to provide a package of bonded electronic components.
本発明者らは、非可逆的反応であるアモルファス材料の結晶化現象の発熱反応に着目し、様々な結晶化温度を有するアモルファス材料を用いSi、SiO2、Al2O3などの被接合部材を、加熱によって発熱エネルギーを生じるアモルファス金属の結晶化反応によって接合を実現した。
また、アモルファス金属の結晶化は発熱反応であるため、発熱したエネルギーが結晶化を促進させ、自発的に結晶化が終わるまで結晶化が進んでしまうので、アモルファス金属の一部分の結晶化が始まると全体に広がるという特徴がある。この現象により、例えば、接合のために接合物質の全部を融点まで加熱しなければならない従来の方法に比べ、部分的な加熱で全体の接合が出来ることになる。本発明者らは、この現象に着目し、種々検討し実験を行った結果、アモルファス金属特有の特質により、被接合部材の温度を低く保つことができ、被接合部材に対するダメージを最小限にすることに成功し、本発明を完成させた。
The present inventors pay attention to the exothermic reaction of the crystallization phenomenon of an amorphous material, which is an irreversible reaction, and use amorphous materials having various crystallization temperatures to be bonded members such as Si, SiO 2 , Al 2 O 3. The bonding was realized by the crystallization reaction of amorphous metal that generates heat energy by heating.
In addition, since crystallization of amorphous metal is an exothermic reaction, the generated energy promotes crystallization, and crystallization proceeds spontaneously until crystallization is completed, so when crystallization of a part of amorphous metal begins It has the feature of spreading throughout. Due to this phenomenon, for example, the entire bonding can be performed by partial heating as compared with the conventional method in which the entire bonding material must be heated to the melting point for bonding. The inventors of the present invention paying attention to this phenomenon and conducted various examinations and experiments. As a result, the temperature of the bonded member can be kept low due to the characteristics unique to the amorphous metal, and the damage to the bonded member is minimized. The present invention was completed successfully.
上記第1の目的を達成するため、本発明の接合方法は、第1の被接合部材と第2の被接合部材との間にアモルファス金属を配設するアモルファス金属を配設する工程と、アモルファス金属をアモルファス金属の結晶化温度領域迄加熱する加熱工程と、を含み加熱工程の結晶化温度領域で第1の被接合部材と第2の被接合部材とをアモルファス金属を介して接合することを特徴とする。 In order to achieve the first object, the bonding method of the present invention includes a step of disposing an amorphous metal between the first member to be bonded and the second member to be bonded, and an amorphous metal. Heating the metal to the crystallization temperature region of the amorphous metal, and joining the first member to be joined and the second member to be joined via the amorphous metal in the crystallization temperature region of the heating step. Features.
上記構成において、アモルファス金属を、好ましくは、スパッタ、蒸着、鍍金、プリンティング、溶射、及び噴射の何れかの方法で第1の被接合部材及び第2の被接合部材の少なくとも一方に堆積する。
第1の被接合部材及び第2の被接合部材の少なくとも一方とアモルファス金属との間にさらに、好ましくは、断熱部材を配設することを特徴とする。
アモルファス金属を配設する工程において、好ましくは、アモルファス金属の片側又は両側にさらに、金属又は合金から成る接合部材を配設し、第2工程の結晶化温度領域でアモルファス金属の発熱によって第1の被接合部材と第2の被接合部材とをアモルファス金属及び接合部材によって接合する。
加熱工程の前に、好ましくは、アモルファス金属の還元処理又はプラズマ処理を行ってアモルファス金属の表面を洗浄する。
結晶化温度領域迄の加熱を、好ましくは、伝導加熱、マイクロ波、電磁気誘導及び光の何れかの方法で行う。
結晶化温度領域迄の加熱を、好ましくは、第1の被接合部材及び第2の被接合部材の全体の加熱又は部分的な加熱で行う。
アモルファス金属を、好ましくは、異なる結晶化温度を有する二つ以上の多層膜又はその混合体とする。
アモルファス金属を、好ましくは、金属ガラスとする。
In the above structure, the amorphous metal is preferably deposited on at least one of the first member to be bonded and the second member to be bonded by any one of sputtering, vapor deposition, plating, printing, thermal spraying, and spraying.
Preferably, a heat insulating member is further disposed between at least one of the first member to be bonded and the second member to be bonded and the amorphous metal.
In the step of disposing the amorphous metal, preferably, a joining member made of a metal or an alloy is further disposed on one side or both sides of the amorphous metal, and the first heat is generated by the heat generation of the amorphous metal in the crystallization temperature region of the second step. The member to be joined and the second member to be joined are joined by the amorphous metal and the joining member.
Before the heating step, the amorphous metal surface is preferably cleaned by performing a reduction treatment or plasma treatment of the amorphous metal.
The heating to the crystallization temperature region is preferably performed by any one of conductive heating, microwave, electromagnetic induction, and light.
The heating up to the crystallization temperature region is preferably performed by heating or partial heating of the entire first and second members to be bonded.
The amorphous metal is preferably two or more multilayer films having different crystallization temperatures or a mixture thereof.
The amorphous metal is preferably metallic glass.
上記第2の目的を達成するため、本発明の電子部品のパッケージは、第1の基板と第2の基板を有し、第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方に電子部品を搭載すると共に、電子部品を内包するように第1の基板と第2の基板とを接合部を介して接合して成る電子部品のパッケージにおいて、接合部がアモルファス金属で成ることを特徴とする。 In order to achieve the second object, an electronic component package of the present invention has a first substrate and a second substrate, and the electronic component is mounted on at least one of the first substrate and the second substrate. In addition, in the electronic component package formed by bonding the first substrate and the second substrate via the bonding portion so as to enclose the electronic component, the bonding portion is made of an amorphous metal.
上記構成において、接合部には、好ましくは、さらに金属又は合金から成る接合部材が配設されている。
第1の基板及び第2の基板の少なくとも一方とアモルファス金属との側にさらに、好ましくは、断熱部材が配設されている。
アモルファス金属が、好ましくは、異なる結晶化温度を有する二つ以上の多層膜又はその混合体で形成されている。
In the above configuration, preferably, a joining member made of a metal or an alloy is further disposed in the joining portion.
Preferably, a heat insulating member is further disposed on at least one of the first substrate and the second substrate and the amorphous metal side.
The amorphous metal is preferably formed of two or more multilayer films having different crystallization temperatures or a mixture thereof.
本発明において、結晶化温度を有するアモルファス金属の結晶化反応を用いて接合を行う場合、結晶化の現象が非可逆的であるため、結晶化温度領域の加熱で接合が形成できるので加工の温度領域が広くなる利点がある。さらに、従来の融点を使う結晶物質の接合が吸熱反応であるのに対し、アモルファス金属の結晶化は発熱反応であるため、発熱したエネルギーが結晶化を促進させ、自発的に結晶化が終わるまで結晶化が進んでしまうので、アモルファス金属の一部分の結晶化が始まると全体に広がるという特徴がある。この現象によって、例えば、従来の半田の融点を使う接合において、半田や結晶物質の全部を融点まで加熱する方法に比較して、部分的な加熱で全体の接合が形成できるという利点が生じる。これにより、被接合部材の温度を低く保つことができ、被接合部材に対するダメージを最小限にすることができる。 In the present invention, when bonding is performed using a crystallization reaction of an amorphous metal having a crystallization temperature, since the crystallization phenomenon is irreversible, the bonding can be formed by heating in the crystallization temperature region. There is an advantage that the area becomes wide. Furthermore, while the conventional bonding of crystalline materials using a melting point is an endothermic reaction, the crystallization of amorphous metal is an exothermic reaction, so the generated heat accelerates the crystallization until the crystallization ends spontaneously. Since crystallization proceeds, there is a feature that the entire portion of the amorphous metal spreads when crystallization starts. By this phenomenon, for example, in the conventional bonding using the melting point of solder, there is an advantage that the entire bonding can be formed by partial heating as compared with the method of heating all of the solder and crystal substance to the melting point. Thereby, the temperature of a member to be joined can be kept low, and damage to the member to be joined can be minimized.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態に係る接合方法の工程図である。図1は、(A)に示す第1の基板2に電子部品8を搭載し、この第1の基板2と(B)に示す第2の基板4とを、(C)に示すように接合して、電子部品を封止する工程を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a process diagram of a bonding method according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an
先ず、第1の基板2と第2の基板4の少なくとも一方の面に、電子部品8を囲繞するようにアモルファス金属3と、このアモルファス金属3上に接合部材5を形成する。
図1(A)では、第1の基板2に電子部品8としてLSIが形成されている。この第1の基板2で電子部品8を取り囲む領域にアモルファス金属3及び接合部材5を形成する。なお、図1(A)では、LSI8の一部の構成である絶縁膜9、配線層8Aを表し、その構成の全ての表示を省略している。本実施形態では、アモルファス金属3として金属ガラス薄膜を用いる。接合部材5として半田層を用いる。以下の説明でアモルファス金属3及び接合部材5を、それぞれ金属ガラス薄膜及び半田層として説明する。
First, the
In FIG. 1A, an LSI is formed as an
次に、第1の基板2と対向して設けられ、それらの間に封止領域を形成するための部材として、図1(B)に示す電子部品を覆う第2の基板4を準備する。第2の基板4を第1の基板2に重ねた際に、第1の基板2の金属ガラス薄膜3に接触する第2の基板4表面の対向する領域に半田層5を形成する。
Next, a second substrate 4 that is provided to face the
次に、第1の基板2の電子部品8の実装面と第2の基板4の半田層5を形成した面とを対向させ、第1の基板2と第2の基板4との間に電子部品8が内包されるように、金属ガラス薄膜3と半田層5とを対向させて位置合わせする。そして、図1(C)に矢印で示すように、第1の基板2と第2の基板4とに圧力を印加する。この圧接状態を維持しながら、金属ガラス薄膜3の結晶化温度まで第1の基板2と第2の基板4とを加熱する。
Next, the mounting surface of the
具体的には、図1(C)に示すように、電子部品8を搭載しかつ金属ガラス薄膜3及び半田層5が形成されている第1の基板2を試料ステージ11に載置する。そして、第1の基板2と第2の基板4とで電子部品8を内包するよう、第2の基板4を第1の基板2の上に積み重ねる。重ね合わせの際、位置合わせする。そして、第2の基板4上に加圧ツール12を載置する。加圧ツール12を利用して、第1の基板2と第2の基板4とに所定の圧力を所定の時間印加する。図1(C)において矢印で示すように、加圧ツール12によって第1の基板2と第2の基板4とを圧接し、さらに金属ガラス薄膜3の結晶化温度まで加熱する。
Specifically, as shown in FIG. 1C, the
加熱処理によって金属ガラス薄膜3を結晶化温度まで昇温することで、金属ガラス薄膜3が発熱状態となり、さらに加圧ツール12によって金属ガラス薄膜3が押圧されることで、半田層5が加熱される。半田層5が融点又は共晶点温度以上になると、第1の基板2に形成した半田層5と第2の基板4に形成した半田層5とが共に溶けた状態になり、所定時間加圧することで、接合部6(図1(C)参照)が形成される。そして、この接合部6と第1の基板2及び第2の基板4とが冷却される。金属ガラス薄膜3が電子部品8の外周を囲繞するように形成されている場合には、この金属ガラス薄膜3と半田層5とが加熱されて融合して接合部6となる。これにより、第1の基板2と第2の基板4とを接合部6で接合して電子部品8を気密封止することができる。第1の基板2と第2の基板4を接合部材に対して被接合部材とも呼ぶ。
ここで、電子部品8には金属ガラスの結晶温度になるように局所的に加熱した場合には、接合部6となる領域だけが高温になるので、電子部品8、特に温度敏感な電子部品8には熱ダメージを与えないようにすることができる。
By heating the metal glass
Here, when the
以上のように、金属ガラス薄膜3及び半田層5で第1の基板2及び第2の基板4を接合することで電子部品8を封止する。
As described above, the
図1では、(A)に示す第1の基板2に電子部品8を搭載し、この第1の基板2と(B)に示す第2の基板4とを、(C)に示すように接合して電子部品8を封止する工程を示している。図1(B)に破線で示すように、第2の基板4にさらに電子部品4A或いは第2の基板4にだけ電子部品4Aを搭載し、この電子部品4Aを第1の基板2と第2の基板4との間に封止するための接合も、本実施形態の接合方法を利用できる。
また、第1の基板2に金属ガラス薄膜3を形成せずに半田層5だけを形成し、第2の基板4に電子部品8を取り囲むようにしてもよい。つまり、第1の基板2と第2の基板4とを接合したときに電子部品8を取り囲むことができる第2の基板4の領域に、金属ガラス薄膜3と、この金属ガラス3上に半田層5と、を形成しておき、第1の基板2と第2の基板4とを電子部品8を内包するようにして対向させて位置合わせしてもよい。
In FIG. 1, the
Alternatively, only the
上記第2の基板4には金属ガラス薄膜3の下に酸化膜や熱絶縁膜を設けてもよい。酸化膜や熱絶縁膜は、金属ガラス薄膜3を結晶化温度領域で加熱する場合に、第1の基板2や第2の基板に熱を逃げ難くする。つまり、酸化膜や熱絶縁膜は断熱部材として作用する。
The second substrate 4 may be provided with an oxide film or a thermal insulating film under the metallic glass
第2の基板4に電子部品4Aが形成されている場合も、同様に電子部品4Aを封止することができることについては、これ以上説明を要しないであろう。また、図1では、第1の基板2に金属ガラス薄膜3を設けたが、金属ガラス薄膜3を第1の基板2と第2の基板4に両方に配置してもよい。
Even when the
図2は、図1に示す接合方法で作製した電子部品のパッケージ1の構造を示す断面図である。
図2に示すように、電子部品のパッケージ1は、第1の基板2と第2の基板4とを有する。第1の基板2及び第2の基板4の少なくとも一方に電子部品8,4Aを搭載している。電子部品8,4Aを内包するように、第1の基板2と第2の基板4とが接合部6を介して接合している。接合部6は、アモルファス金属3と半田層5と構成されている。図2では、電子部品8としてのLSIがSi基板などの半導体基板である第1の基板2上に形成されている場合を示しており、LSIの配線層8AとSiO2などの絶縁膜9だけを示し、LSIの構成部材の全体表示を省略している。図2に点線で示す電子部品4Aは、MEMSとして第2の基板4に形成されていてもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the electronic component package 1 manufactured by the bonding method shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the electronic component package 1 includes a
接合部6の厚さは、電子部品8,4Aを内包できる厚さに設定される。電子部品としてMEMSを内包する場合には、MEMSとなる振動子や片持ち梁等の動作に支障がないよう、言い換えれば、第1の基板2と第2の基板4との間にMEMSが機能を発揮できるようなギャップを画成するよう、接合部6の厚さが設定される。
The thickness of the
上記実施形態では、第1の基板2に金属ガラス薄膜3と、金属ガラス薄膜3上に半田層5を形成したが、第1の基板2に金属ガラス薄膜3だけを形成して、金属ガラス薄膜3と第2の基板2のSiとを接合してもよい。これにより、金属ガラス薄膜3を結晶化温度まで昇温することで、金属ガラス薄膜3が発熱状態となり、かつ、加圧ツール12で押圧されることにより、金属ガラス薄膜3とSiとを接合することができる。第2の基板2は、Si以外の基板でもよく、セラミック基板やガラス基板でもよい。
In the above embodiment, the metal glass
本発明において、アモルファス金属3は、全体的に非平衡相あるいは部分的に非平衡相を含む物質であり、結晶化反応により発熱反応を伴うものである。アモルファスからなる部材は、如何なる形状でもよく、薄膜、粉末、フォイル(箔)、シート、液体、ゲル、バルク、これらの多層膜及び混合体を含む。
In the present invention, the
アモルファス金属3は、所謂、金属ガラスを用いることができる。金属ガラスは2種以上の金属からなり、ガラス遷移温度と結晶化温度を有する非晶質、つまりアモルファスからなる合金である。
As the
本明細書で「金属ガラス」とは、ガラス遷移温度と結晶化温度を有するアモルファス金属3として、金属をベースにした合金系である。金属ガラスの主成分となる元素としては、Pd(パラジウム)、Zr(ジルコニウム)、Cu(銅)、Ti(チタン)、Au(金)、Ag(銀)、Pt(白金)、Al(アルミニウム)、Ni(ニッケル)、Fe(鉄)、Co(コバルト)、希土類元素等が上げられる。金属ガラスは、室温から800℃近傍までの幅広いガラス遷移温度と結晶化温度を有している。本発明では、例えばPdを主成分とする金属ガラス合金をPd基金属ガラス合金と呼び、希土類元素を主成分とする金属ガラス合金をランタノイド基金属ガラス合金と呼ぶ。
In this specification, “metallic glass” is an alloy system based on metal as the
ランタノイド基金属ガラスは、La(ランタン)、Ce(セリウム)、Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロメチウム)、Sm(サマリウム),Eu(ユウロピウム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、Dy(ジスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er(エルビウム)、Tm(ツリウム),Yb(イッテルビウム)、Lu(ルテチウム)などを主成分にした金属ガラスである。 Lanthanoid-based metallic glasses are La (lanthanum), Ce (cerium), Pr (praseodymium), Nd (neodymium), Pm (promethium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium). , Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium), Lu (lutetium) and the like.
金属ガラスでは、結晶化開始温度(Tx)とガラス遷移温度(Tg)との温度間隔ΔTx(=Tx−Tg)は、過冷却液体領域(ΔTx)と呼ばれている。広い過冷却液体領域(ΔTx)及び大きな換算ガラス化温度(Tg/T1)を有する金属ガラス合金は、結晶化に対する高い安定性を示して、大きな非晶質形成能を有することが知られている。T1は、金属ガラスの液相線温度である。非晶質形成能は、ガラス形成能(GFA)とも呼ばれている。金属ガラス合金は、従来の非晶質のアモルファス合金のように薄帯、ファイバー、微粉末に限らず、金型鋳造法により直径又は厚さがmmオーダーのバルク状非晶質合金材を作製することが可能である。 In metal glass, the temperature interval ΔTx (= Tx−Tg) between the crystallization start temperature (Tx) and the glass transition temperature (Tg) is called a supercooled liquid region (ΔTx). Metallic glass alloys having a wide supercooled liquid region (ΔTx) and a large reduced vitrification temperature (Tg / T 1 ) are known to have high amorphous formation ability, exhibiting high stability against crystallization. Yes. T 1 is the liquidus temperature of the metallic glass. The amorphous forming ability is also called glass forming ability (GFA). Metallic glass alloys are not limited to ribbons, fibers, and fine powders like conventional amorphous amorphous alloys, but bulk amorphous alloys with diameters or thicknesses on the order of mm are produced by a die casting method. It is possible.
「ガラス遷移温度(Tg)」とは、Differential scanning calorimeter(DSC)やDifferential thermo analysis(DTA)などの熱分析法で、加熱過程で固体から過冷却液体領域になるときの吸熱現象が始まる温度を示している。 “Glass transition temperature (Tg)” is a thermal analysis method such as Differential scanning calorimeter (DSC) or Differential thermo analysis (DTA). Show.
過冷却液体領域(ΔTx)とは、結晶化に対する抵抗力、すなわち非晶質の安定性及び加工性を示すもので、例えば0.3K/秒の加熱速度で示差走査熱量分析(DSC:Differential Scanning Calorimetry)を行うことで得られるガラス遷移温度Tgと結晶化温度Txの差で定義される値である。 The supercooled liquid region (ΔTx) indicates resistance to crystallization, that is, amorphous stability and processability. For example, a differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 0.3 K / sec. This is a value defined by the difference between the glass transition temperature Tg and the crystallization temperature Tx obtained by performing (Caorimetry).
「結晶化温度(Tx)」とは、Differential scanning calorimeter(DSC)やDifferential thermo analysis(DTA)などの熱分析法で、加熱過程で結晶化反応による発熱現象が始まる温度を示す。 The “crystallization temperature (Tx)” is a thermal analysis method such as differential scanning calorimeter (DSC) or differential thermo analysis (DTA), and indicates a temperature at which an exothermic phenomenon due to a crystallization reaction starts in the heating process.
「結晶化反応による発熱エネルギー」とは、アモルファス金属3が結晶化反応によって準安定状態から結晶の安定状態に変わる際、アモルファス金属3から出てくるエネルギーを示している。このエネルギーはDSCを用いた熱分析で得られる加熱温度と発熱との関係を示す図において、結晶化温度近傍の発熱ピークが占める面積に相当している。
“The exothermic energy by the crystallization reaction” indicates the energy emitted from the
次に接合部材5について説明する。
接合部材5は、結晶化反応により発熱反応を発現したときに、加熱され溶融する部材である、各種の金属や金属からなる合金を材料とすることができる。金属としては、In(インジウム),Snのような低融点金属や、AuとSnからなる合金、又はAuとSnからなる共晶合金等が使用できる。
Next, the joining
The joining
本発明の接合方法は、被接合部材2,4の間に結晶化温度を有するアモルファス金属3を挟んで、直接或いは間接的な加熱によりアモルファス金属3を結晶化させることで、結晶化反応に伴う発熱エネルギーを用いて被接合部材2、4、つまり第1の基板2と第2の基板4との接合を行う技術を提供することができる。
特に、本発明は、非可逆的現象である結晶化反応を用いるため、接合後にアモルファス金属3の結晶化温度より2倍ほど高い融点までアモルファス金属3が安定しているので、加工の温度領域が広くなる利点がある。
In the joining method of the present invention, the
In particular, since the present invention uses a crystallization reaction, which is an irreversible phenomenon, the
本発明では、アモルファス金属3の結晶化は発熱反応であるため、発熱したエネルギー自体が結晶化を促進させ自発的に結晶化が終わるまで結晶化が進むため、アモルファス金属3の一部分が結晶化し始まると全体に広がるという特徴がある。この現象は、例えば、接合のために半田の全部を融点まで加熱しなければならない従来の方法に比べ、部分的な加熱で全体の接合を形成することが可能である。このため、被接合部材2,4の温度を低く保つことができ、被接合部材2、4に対する熱的な損傷(ダメージ)を最小限にすることに有効である。
In the present invention, since the crystallization of the
本発明は、例えば、結晶化温度が300℃近傍のランタノイド基金属ガラスをアモルファス金属3として使う場合、300℃付近までの結晶化温度まで加熱することで結晶化が始まる。そして、アモルファス金属3の結晶化反応に伴う発熱エネルギーが自発的に結晶化を進め、この発熱現象から熱がさらにアモルファス金属3の温度を上昇させてアモルファス金属3と被接合部材2,4との接合ができる。さらに、金属ガラスの場合は、結晶化温度以前にガラス遷移温度を有するため、結晶化反応の前に過冷却液体領域において急激に粘性が下がるため、被接合部材2,4とアモルファス金属3との密封性と濡れ性が高くなる特徴がある。この特徴から、被接合部材2,4の接合面が平坦でない場合及び複雑構造を持っている場合にも、被接合部材2,4とアモルファス金属3とを接合できる。
In the present invention, for example, when a lanthanoid-based metallic glass having a crystallization temperature of about 300 ° C. is used as the
本発明では、金属ガラス薄膜3の結晶化反応が瞬時に起こり、被接合部材2、4の熱伝導率が低い場合或いは接合物質の量が十分多い場合は、結晶化反応による発熱エネルギーが接合面に溜まり、温度が被接合部材2,4及びアモルファス金属3の融点以上に上がることで、化学反応が起こり、強い接合を形成することも特徴の一つである。
In the present invention, when the crystallization reaction of the metallic glass
本発明は、酸素との親和性が高いランタノイド元素を含んだアモルファス金属3として使う場合、Al2O3,SiO2などのセラミックスの接合において、セラミックスの低い熱伝導率により結晶化反応よる発熱エネルギーが接合面に溜まり易い。このため、セラミックスを被接合部材2,4の少なくとも一方とした場合、結晶化反応よる発熱エネルギーによって、被接合部材2,4及びアモルファス金属3を融点以上の温度に短時間で上昇させることが可能であり、さらに、ランタノイド元素を含んだアモルファス金属3による酸素との強い親和力で接合性が強化されるという特徴がある。
When the present invention is used as an
本発明で使用できる加熱の手段は、直接的な加熱方法で、被接合部材2、4とアモルファス金属3を加熱炉に入れる、或いはホットプレートの上に置いて加熱させることができる。加熱は直接的な加熱方法ではなく、伝導加熱でもよい。
The heating means that can be used in the present invention is a direct heating method, in which the
間接的な加熱方法で、マイクロ波を吸収しやすいアモルファス金属3の場合、被接合部材2、4及びアモルファス金属3の全体或いは一部分にマイクロ波を照射し、アモルファス金属3だけ、被接合部材2,4だけ、又は被接合部材2,4及びアモルファス金属3を加熱することができる。
In the case of an
電磁気誘導により加熱できる被接合部材2,4とアモルファス金属3の場合、被接合部材2,4とアモルファス金属3の全体或いは一部分に電磁気誘導させて加熱できる。つまり、被接合部材2,4だけ、アモルファス金属3だけ、又は被接合部材2,4及びアモルファス金属3を加熱することができる。
In the case of the
光やレーザを照射する場合、被接合部材2,4、被接合部材2,4とアモルファス金属3の全体、或いは一部分に光やレーザを照射してもよい。被接合部材2,4のアモルファス金属3やアモルファス金属3及び半田層4だけの部分加熱でもよい。このような接合部6にだけ加熱を行う場合には、接合部6以外の被接合部材2,4がマイクロ波、電磁気誘導、光、レーザなどで加熱されない。これにより、接合部6以外の被接合部材2,4は温度上昇がないので、接合部6以外の被接合部材2,4のダメージを最小限にすることができる。
When irradiating light or a laser, you may irradiate light or a laser to the to-
さらに、アモルファス金属3の一部分のみ結晶化させることで、全てのアモルファス金属3の結晶化が進むという特徴から、加熱装置の小型化ができる。例えば、大型の被接合部材2,4を加熱炉に入れないで、携帯のマイクロ波発生装置を用いてマイクロ波を被接合部材2,4の一部分に照射することだけで、接合部6を形成できる。
Further, since only a part of the
結晶化温度領域における加熱は、アモルファス金属3や金属又は合金からなる接合部材5が酸化されないような雰囲気で行うとよい。窒素のような不活性ガス雰囲気が使用できる。結晶化温度領域における加熱は、真空中で行ってもよい。
Heating in the crystallization temperature region may be performed in an atmosphere in which the
結晶化温度を有するアモルファス金属3を被接合部材2,4の間に挟む方法は、アモルファスフォイル状或いはシート状にすることで、接合面積が広い被接合部材2,4に適用できる。
The method of sandwiching the
アモルファス金属3やアモルファス金属3と接合部材5を併用する場合、これらの材料は、スパッタ、蒸着、鍍金、プリンティング、噴射などを用いて、被接合部材2,4の全体或いは一部分に堆積することができる。これらの方法によれば、複雑な構造の接合や精密接合を必要とする被接合部材2,4の接合に適用できる。例えば、半導体製造工程に良く使われるマスキング、エッチング、リフトオフ等の技術を使い、アモルファス金属3を必要とする部分に正確に付着させることで、細かい電極などの接合にも応用ができる。
When the
これにより、電子部品同士の機械的且つ電気的接合から異なった機能をもつモジュール間のハイブリッド化が可能になる。さらに、アモルファス金属3を鍍金で付着させると、フォイル状、シート状、蒸着、プリンティング、噴射と違い、アモルファス金属3の三次元的な付着ができるので、三次元的に複雑構造を持つ被接合部材2,4の接合にも有効である。
This makes it possible to hybridize between modules having different functions from mechanical and electrical joining of electronic components. Furthermore, when the
アモルファス金属3やアモルファス金属3と接合部材5を堆積した後に、金属ガラス薄膜3や接合部材5の表面に形成される金属酸化物の除去又は減少を行う工程をさらに追加してもよい。金属酸化物の除去又は減少は、還元処理又はプラズマ処理をする工程である。このような還元処理工程は、水素ガス又は水素ガスを発生させる雰囲気で処理すればよい。このような処理工程としては、LSIのCu配線の処理に用いられる蟻酸処理が挙げられる。W(タングステン)等のホットフィラメントによって発生した原子状水素を用いた還元処理でもよい。プラズマ処理工程は、Ar(アルゴン)等を励起したプラズマで処理すればよい。つまり、前処理工程としては、金属接合を行う前のプラズマ活性化処理が挙げられる。この処理工程によって、金属ガラス薄膜3,5の表面が清浄になる。
下記に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
After depositing the
The following examples further illustrate the present invention.
最初に、接合に用いたAu基金属ガラス合金の製造方法及び金属ガラスの特性について説明する。
Au基金属ガラス合金の原料となる高純度金属を必要な組成に合わせて、電子天秤を用いて1mg単位まで測り、合計30gになるように秤量した。
次に、この原料を高純度アルゴン雰囲気中でアーク溶解法を用いて溶融状態とし、母合金を作製した。具体的には、秤量した30gの原料を銅製のハスの上に載せ、真空度が10−3Paになるまで真空引きした後、高純度のArガスを1気圧付近まで導入した。そして、Tiを溶かして残存酸素を除去した後に、原料をアーク溶解してボタン状の合金を作製した。その際、原料が均一になるように5回裏返しながら溶解した。
First, a method for producing an Au-based metallic glass alloy used for bonding and the characteristics of metallic glass will be described.
A high-purity metal used as a raw material for the Au-based metallic glass alloy was adjusted to the required composition, measured to the nearest 1 mg using an electronic balance, and weighed to a total of 30 g.
Next, this raw material was put into a molten state using an arc melting method in a high-purity argon atmosphere, and a mother alloy was produced. Specifically, 30 g of the weighed raw material was placed on a copper lotus and evacuated until the degree of vacuum became 10 −3 Pa, and then high-purity Ar gas was introduced to around 1 atm. Then, after dissolving Ti to remove residual oxygen, the raw material was arc-melted to produce a button-shaped alloy. In that case, it melt | dissolved, turning over 5 times so that a raw material might become uniform.
次に、銅製の金型を用いた金型鋳造法によって高純度アルゴン雰囲気中で棒状合金を作製した。具体的には、5g程度に分割した合金を石英製ノズルに入れて、真空度10−3Paになるまで真空を引いた後、高純度のArガスを約1気圧導入し、高周波溶解法で合金を溶かし、板状になっている銅製の金型に噴射することによって、四角形の板状のAu基金属ガラスからなる試料を作製した。このAu基金属ガラスの組成は、Au49Ag5.5Cu26.9Pd2.3Si16.3であった。 Next, a rod-shaped alloy was produced in a high purity argon atmosphere by a mold casting method using a copper mold. Specifically, an alloy divided into about 5 g is put into a quartz nozzle, and after evacuating until the degree of vacuum is 10 −3 Pa, high-purity Ar gas is introduced at about 1 atm. By melting the alloy and injecting it into a copper mold having a plate shape, a sample made of a square plate-shaped Au-based metal glass was produced. The composition of this Au-based metallic glass was Au 49 Ag 5.5 Cu 26.9 Pd 2.3 Si 16.3 .
図3は、実施例のAu基金属ガラス合金のX線回折を測定した結果を示す図である。図3の縦軸はX線回折強度(任意目盛)を示し、横軸は角度2θ(°)を示している。図3から明らかなように、実施例のAu基金属ガラス合金は2θが40〜45°の範囲で非常に幅の広い回折ピークを有しており、結晶からの回折を示す鋭い回折ピークが全く観察されないことから、非晶質であることが分かる。 FIG. 3 is a diagram showing the results of measuring the X-ray diffraction of the Au-based metallic glass alloy of the example. The vertical axis in FIG. 3 indicates the X-ray diffraction intensity (arbitrary scale), and the horizontal axis indicates the angle 2θ (°). As is clear from FIG. 3, the Au-based metallic glass alloy of the example has a very wide diffraction peak in the range of 2θ of 40 to 45 °, and there is no sharp diffraction peak showing diffraction from the crystal. Since it is not observed, it turns out that it is amorphous.
実施例で作製した試料のAu基金属ガラス合金の過冷却液体領域(ΔTx)の測定のために、0.67K/秒の加熱速度で示差走査熱量計を用いてDSC測定を行った。
図4は、実施例のAu基金属ガラス合金のDSC曲線を示す図である。図4の縦軸は熱量、横軸は温度(K)である。なお、通常のDSC曲線で相転移が起きる現象を調べる際には、結晶化温度(Tx)のように発熱反応が観測される。図中のTxに示す縦軸方向における上向き矢印は発熱を表現している。これに対して、金属ガラスでは吸熱反応が生起する過冷却液体領域を意識して、図中のガラス遷移温度Tgに示す縦軸方向における下向き矢印は吸熱を表現している。
図4から明らかなように、実施例のAu基金属ガラス合金のガラス遷移温度Tgは415K(142℃)であり、結晶化開始温度Txは450K(177℃)であった。
In order to measure the supercooled liquid region (ΔTx) of the Au-based metallic glass alloy of the sample prepared in the example, DSC measurement was performed using a differential scanning calorimeter at a heating rate of 0.67 K / second.
FIG. 4 is a diagram showing a DSC curve of the Au-based metallic glass alloy of the example. The vertical axis in FIG. 4 is the amount of heat, and the horizontal axis is the temperature (K). When examining the phenomenon in which phase transition occurs in a normal DSC curve, an exothermic reaction is observed like the crystallization temperature (Tx). An upward arrow in the vertical axis direction indicated by Tx in the figure represents heat generation. On the other hand, in the metal glass, taking into account the supercooled liquid region where the endothermic reaction occurs, the downward arrow in the vertical axis direction indicated by the glass transition temperature Tg in the figure represents the endotherm.
As is clear from FIG. 4, the glass transition temperature Tg of the Au-based metallic glass alloy of the example was 415 K (142 ° C.), and the crystallization start temperature Tx was 450 K (177 ° C.).
図5は、図4のAu基金属ガラス合金のDSC曲線に関し、結晶化温度(Tx)での発熱量を示す図である。図5の縦軸は熱量、横軸は温度(K)である。図5に示すように、矢印で示す面積がAu基金属ガラス合金を結晶化温度まで加熱したときの発熱量である。図示の場合の発熱量は、14.4J/gであった。 FIG. 5 is a diagram showing the amount of heat generated at the crystallization temperature (Tx) with respect to the DSC curve of the Au-based metallic glass alloy of FIG. The vertical axis in FIG. 5 is the amount of heat, and the horizontal axis is the temperature (K). As shown in FIG. 5, the area indicated by the arrow is the amount of heat generated when the Au-based metallic glass alloy is heated to the crystallization temperature. The calorific value in the illustrated case was 14.4 J / g.
次に、Au基金属ガラス合金とAu及びSnとからなる接合について説明する。
図6は実施例の接合工程を順次に示す斜視図である。
図6(A)に示すように、第1のAu基金属ガラス合金3の板状の試料に、厚さが70nmのCrと厚さが500nmのAu5をスパッタリング法で堆積した。第1のAu基金属ガラス合金3の大きさは、5mm×5mmであり、厚さは500μmである。
次に、第2のAu基金属ガラス合金3の板状の試料に、厚さが30nmのTiと厚さが190nmのSn5をスパッタリング法で堆積した。第2のAu基金属ガラス合金3の寸法は、第1のAu基金属ガラス合金3の寸法と同じである。
Next, the joining made of Au-based metallic glass alloy and Au and Sn will be described.
FIG. 6 is a perspective view sequentially showing the joining process of the embodiment.
As shown in FIG. 6A, Cr having a thickness of 70 nm and Au5 having a thickness of 500 nm were deposited on the plate-like sample of the first Au-based
Next, Ti having a thickness of 30 nm and Sn5 having a thickness of 190 nm were deposited on the plate-like sample of the second Au-based
ボンディング工程の前に金属酸化物を除去するために、前処理として蟻酸処理を行った。蟻酸処理は、100℃で蟻酸の圧力を2kPaとして、300秒間処理した。 In order to remove the metal oxide before the bonding step, formic acid treatment was performed as a pretreatment. Formic acid treatment was performed at 100 ° C. with a formic acid pressure of 2 kPa for 300 seconds.
次に、図6(B)及び(C)に示すように、第1のAu基金属ガラス合金3に第2のAu基金属ガラス合金5と断熱部材となるSiO2板15とを順に乗せた。
引き続き、図6(C)に示すように、第1のAu基金属ガラス合金3からなる試料と第2のAu基金属ガラス合金3からなる試料とを加圧ツール12で押圧しながら、Au基金属ガラス合金の結晶化温度領域の200℃迄に加熱して、加圧ツール12に371Nの圧力を15分間印加してボンディングを行った。実施例では、第1及び第2のAu基金属ガラス合金3からなる試料同士は強固に接合された。
Next, as shown in FIGS. 6B and 6C, the second Au-based
Subsequently, as shown in FIG. 6C, while pressing the sample made of the first Au-based
図7は実施例の接合の断面においてX線回折を測定した結果を示す図である。図7の縦軸はX線回折強度(任意目盛)を示し、横軸は角度2θ(°)を示している。
図7から明らかなように、実施例では、Au基金属ガラス合金に加え、AuとSnのピ−クも測定された。これから、Au基金属ガラス合金3の発熱によって、Au5とSn5とが共晶となる温度、つまり280℃迄加熱されて接合が形成されることが分かった。
FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring X-ray diffraction in the cross section of the joint of the example. The vertical axis in FIG. 7 indicates the X-ray diffraction intensity (arbitrary scale), and the horizontal axis indicates the angle 2θ (°).
As is apparent from FIG. 7, in the example, the peak of Au and Sn was measured in addition to the Au-based metallic glass alloy. From this, it was found that due to the heat generation of the Au-based
(比較例)
実施例で用いたAu基金属ガラスをSi基板に代えた以外は、実施例と同様にして、接合を試みた。第1及び第2のSi基板は、Au基金属ガラスと同じ寸法とした。第1のSi基板には、実施例と同様にして厚さが70nmのCrと厚さが500nmのAuとをスパッタリング法で堆積した。第2のSi基板には、実施例と同様にして厚さが30nmのTiと厚さが190nmのSnとをスパッタリング法で堆積した。
(Comparative example)
Joining was attempted in the same manner as in the example except that the Au-based metallic glass used in the example was replaced with a Si substrate. The first and second Si substrates have the same dimensions as the Au-based metallic glass. On the first Si substrate, Cr having a thickness of 70 nm and Au having a thickness of 500 nm were deposited by sputtering as in the example. On the second Si substrate, Ti having a thickness of 30 nm and Sn having a thickness of 190 nm were deposited by sputtering as in the example.
次に、第1及び第2のSi基板表面の蟻酸処理を行った。
そして、実施例と同様にして第1及び第2のSi基板を200℃迄に加熱して、加圧ツールに371Nの圧力を、15分間印加してボンディングを行った。この比較例1の場合には、第1の基板及び第2のSi基板との接合ができなかった。
Next, formic acid treatment was performed on the surfaces of the first and second Si substrates.
Then, similarly to the example, the first and second Si substrates were heated to 200 ° C., and a pressure of 371 N was applied to the pressure tool for 15 minutes for bonding. In the case of the comparative example 1, the first substrate and the second Si substrate could not be joined.
比較例で、第1の基板と第2のSi基板との接合ができなかったのは、加熱温度の200℃は、Snの融点である232℃及びAuの融点である1064℃、また共晶合金が形成される温度である217℃及び280℃の何れよりも低いからと推定される。 In the comparative example, the first substrate and the second Si substrate could not be joined because the heating temperature of 200 ° C. was Sn melting point of 232 ° C., Au melting point of 1064 ° C., and eutectic. It is estimated that the temperature is lower than both 217 ° C. and 280 ° C., which are temperatures at which the alloy is formed.
上記実施例では、比較的厚いAu基金属ガラスを被接合部材2、4とアモルファス金属3とを兼ねるようにして接合を行った。実施例の結果から、被接合部材2,4としてSi基板を使用し、このSi基板上にAu基金属ガラス薄膜3をスパッタ法で形成し、他は実施例と同様にすれば、実施例と同様に被接合部材2,4となるSi基板同士を接合できることは明らかである。
In the said Example, it joined so that the to-
本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。外部回路との電気的接続のためにパッケージに設ける端子は、第1及び第2の基板の何れに設けてもよく、パッケージの用途に応じて適宜に設計すればよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. A terminal provided in the package for electrical connection with an external circuit may be provided on either the first or second substrate, and may be appropriately designed depending on the use of the package.
1:パッケージ
2:第1の基板
2A:端子
2B:配線層
3:金属ガラス薄膜
3A、:第1の接合部
4、:第2の基板
5:接合部材
6:接合部
7:空隙
8:電子部品
8A:配線層
9:絶縁膜
12:加圧ツール
15:SiO2板
1: Package 2:
Claims (13)
上記アモルファス金属を該アモルファス金属の結晶化温度領域迄加熱する加熱工程と、を含み、
上記加熱工程の結晶化温度領域で上記第1の被接合部材と上記第2の被接合部材とを上記アモルファス金属を介して接合することを特徴とする、接合方法。 An amorphous metal disposing step of disposing an amorphous metal between the first member to be bonded and the second member to be bonded;
Heating the amorphous metal to a crystallization temperature region of the amorphous metal,
A joining method comprising joining the first member to be joined and the second member to be joined through the amorphous metal in a crystallization temperature region of the heating step.
前記第2工程の結晶化温度領域で前記アモルファス金属の発熱によって前記第1の被接合部材と第2の被接合部材とを前記アモルファス金属及び前記接合部材によって接合することを特徴とする、請求項1に記載の接合方法。 In the amorphous metal disposing step, a joining member made of a metal or an alloy is further disposed on one or both sides of the amorphous metal,
The first metal member and the second member to be joined are joined by the amorphous metal and the joining member by heat generation of the amorphous metal in the crystallization temperature region of the second step. 2. The joining method according to 1.
上記接合部がアモルファス金属で成ることを特徴とする、電子部品のパッケージ。 A first substrate and a second substrate, and an electronic component is mounted on at least one of the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate are included so as to enclose the electronic component. In an electronic component package formed by bonding a substrate to a joint,
A package for an electronic component, wherein the joint is made of an amorphous metal.
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