專利名稱：用于柱/球柵陣列的無鉛合金、有機(jī)插入物和無源元件組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子封裝，特別是，涉及一種用于具有常規(guī)陶瓷封裝的無源元件和有機(jī)襯底的組件的無鉛焊料組分。
背景技術(shù)：
芯片載體可以通過包括焊料合金的球柵陣列(BGA)或柱柵陣列(CGA)固定到電路板上。這種焊料合金通常包括Pb/Sn的共晶合金成分。芯片載體通常是承載半導(dǎo)體芯片的陶瓷襯底。BGA由焊料球陣列構(gòu)成，這些焊料球被焊接到電路板和襯底上的連接焊盤上。
美國專利US6333563(Jackson等人的)教導(dǎo)了使用高模量底填材料附著到陶瓷模件上的有機(jī)插入物。然后將有機(jī)插入物連接到有機(jī)板上。這個(gè)組件增加了BGA電互連的疲勞壽命。該組件采用了本領(lǐng)域公知的標(biāo)準(zhǔn)Pb/Sn焊料。
然而，由于各種原因，工業(yè)向用于元件組件的無鉛焊料戰(zhàn)略方向發(fā)展。任何無鉛互連結(jié)構(gòu)都將必須容納涉及的各種焊料接頭層次溫度。這不僅包括連接到卡組件上的常規(guī)芯片接頭和球柵陣列，而且包括有機(jī)插入物和無源元件組件。
由本發(fā)明的解決的另一問題涉及冷卻電路芯片。用于冷卻電路芯片的目前熱解決方案是將熱沉焊接到芯片上。優(yōu)選的焊料是共晶PbSn或Pb和Sn的一些組合，這取決于各種組件互連元件的溫度需求。隨著工業(yè)向無鉛焊料發(fā)展，這種焊接的芯片/熱沉界面是焊料層次結(jié)構(gòu)中的重要考慮，因?yàn)橥ǔＴ趯⒌诙?jí)組件附著到卡組件之前將熱沉附著到芯片上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于電子封裝的無鉛焊料層次結(jié)構(gòu)，其包括有機(jī)插入物。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于電子封裝的無鉛焊料層次結(jié)構(gòu)，其包括無源元件，如電容器和電阻器。
本發(fā)明的又一目的是提供一種用于將熱沉附著到電路芯片上的無鉛焊料方案。
本發(fā)明的這些和其它目的將從下面結(jié)合附圖的說明中更明顯看出。
相信作為新的本發(fā)明的特征和本發(fā)明的元件特性特別在所附權(quán)利要求書中描述。附圖只是用于表示目的的，并不是按照比例繪制的。然而，關(guān)于組織和操作方法，本發(fā)明本身可以通過參照下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明更好地體現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片，它利用第一焊料接點(diǎn)陣列附著到芯片載體的頂表面上，第一焊料接點(diǎn)陣列具有第一無鉛非共晶(off-eutectic)焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列，它附著到芯片載體的底表面上，第二焊料接點(diǎn)陣列具有第二無鉛非共晶焊料成分，第二無鉛非共晶焊料成分具有比第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物，其具有附著到第二焊料接點(diǎn)陣列上的頂表面；第三焊料接點(diǎn)陣列，它附著到有機(jī)插入物的底表面上，第三焊料接點(diǎn)陣列具有第三無鉛非共晶焊料成分，第三無鉛非共晶焊料成分具有比第二無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板，其具有附著到第三焊料接點(diǎn)陣列上的頂面，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
到電路板焊料接點(diǎn)上的有機(jī)插入物還可以是大致共晶Sn/Pb焊料成分。該結(jié)構(gòu)還可在芯片與芯片載體以及芯片載體與插入物界面處含有無源元件和底填材料。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，提供一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片，它利用第一焊料接點(diǎn)陣列附著到芯片載體的頂側(cè)上，第一焊料接點(diǎn)陣列具有第一無鉛非共晶焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列，它具有利用第二無鉛非共晶焊料成分附著到芯片載體的底表面上的第一端，第二無鉛非共晶焊料成分具有比第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物，其具有通過第三無鉛非共晶焊料成分附著到第二焊料接點(diǎn)陣列的第二表面上的頂表面，第三無鉛非共晶焊料成分具有比第二無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第三焊料接點(diǎn)陣列，它附著到有機(jī)插入物的底表面上，第三焊料接點(diǎn)陣列具有第四無鉛非共晶焊料成分，第四無鉛非共晶焊料成分具有比第三無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板，其具有附著到第三焊料接點(diǎn)陣列上的頂表面，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
到電路板焊料接點(diǎn)上的有機(jī)插入物還可以是大致共晶Sn/Pb焊料成分。
根據(jù)本發(fā)明的又一方案，提供一種用于電子封裝互連的焊料層次結(jié)構(gòu)，包括電子組件；焊料柱陣列，其具有利用無鉛焊料成分附著到組件的底側(cè)上的第一端；和電路板，其具有通過Sn/Pb焊料成分附著到焊料柱陣列的第二端上的頂側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明再一方案，提供一種用于將熱沉附著到電路芯片上的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，包括電路芯片；芯片上的金屬層；熱沉；熱沉上的金屬層；和將熱沉連接到芯片上的無鉛焊料。


相信作為新的本發(fā)明的特征和本發(fā)明的元件特性特別在所附權(quán)利要求書中描述。附圖只是用于表示目的的，并不是按照比例繪制的。然而，關(guān)于組織和操作方法，本發(fā)明本身可以通過參照下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說明更好地被理解，其中圖1是芯片/芯片載體/有機(jī)插入物/電路板組件的示意圖。
圖2是芯片/芯片載體/電路板組件的示意圖。
圖3是使用焊料柱的芯片/芯片載體/有機(jī)插入物/電路板組件的示意圖。
圖4是使用焊料柱的芯片/芯片載體/電路板組件的示意圖。
圖5是使用焊料柱的芯片/芯片載體/電路板組件的示意圖。
圖6是用于將熱沉附著到電路芯片上的無鉛焊料結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，通過采用無鉛焊料溫度層次提供各種焊料互連結(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明的目的，能使無鉛焊料解決方案適用于包括有機(jī)插入物、熱沉和無源元件的復(fù)雜的模件組件。
本發(fā)明采用了無鉛焊料合金。在一個(gè)實(shí)施例中，非共晶焊料成分包括在90.0-99.0重量％之間的Sn、在10.0-1.0重量％之間的Cu并具有中間金屬，所述中間金屬具有在280℃以上的熔化溫度。優(yōu)選實(shí)施例是93Sn/7Cu和97Sn/3Cu，兩種成分都具有SnCu金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒。
在另一實(shí)施例中，非共晶焊料成分包括在70.0-96.0重量％之間的Sn、在30.0-4.0重量％之間的Ag并具有中間金屬，所述中間金屬具有在280℃以上的熔化溫度。優(yōu)選實(shí)施例是72Sn/28Ag、78Sn/22Ag和82Sn/18Ag，所有成分都具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒。
下面參照?qǐng)D1介紹本發(fā)明的第一實(shí)施例。至少一個(gè)電路芯片10利用第一焊料接點(diǎn)陣列30附著到芯片載體20的頂表面上。在本實(shí)施例中，第一焊料接點(diǎn)陣列30由無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一焊料接點(diǎn)陣列30是大致72.0重量％Sn和28.0重量％Ag的成分，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度。
采用第二焊料接點(diǎn)陣列40將芯片載體20附著到有機(jī)插入物50上。在本實(shí)施例中，第二焊料接點(diǎn)陣列40包括無鉛非共晶焊料成分，該無鉛非共晶焊料成分具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二焊料接點(diǎn)陣列40是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag的成分，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。
采用第三焊料接點(diǎn)陣列60將有機(jī)插入物50附著到印刷電路板70上。在本實(shí)施例中，第三焊料接點(diǎn)陣列60包括無鉛非共晶焊料成分，其具有比第二焊料接點(diǎn)陣列40低的液相線溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，第三焊料接點(diǎn)陣列60是大約95.5重量％Sn和大約3.8重量％Ag以及大約0.7重量％Cu的成分，并具有大約217℃的液相線溫度。有機(jī)插入物50優(yōu)選由具有與電路板70相似膨脹系數(shù)的材料制造。例如，有機(jī)插入物50或電路板70可以由FR4、具有表面層疊電路的FR4、或者具有至少一種金屬和至少一種聚酰亞胺層的有機(jī)載體構(gòu)成。
在優(yōu)選實(shí)施例中，焊料互連結(jié)構(gòu)還可具有包圍第一焊料接點(diǎn)陣列30的第一底填包裝材料80。另外，焊料互連結(jié)構(gòu)可具有包圍第二焊料接點(diǎn)陣列40的第二底填包裝材料90。底填材料80、90優(yōu)選是高模量材料，它將芯片10耦合到芯片載體20上或?qū)⒂袡C(jī)插入物50耦合到芯片載體20上，并限制自由膨脹的能力。商業(yè)上可獲得的底填材料的例子是來自Dexter的Hysol 4526和來自Johnson Mathey的8800系列底填料。
焊料互連結(jié)構(gòu)還可包括附著到芯片載體20上的無源元件100。典型的無源元件包括電容器、電阻器和熱敏電阻。在本實(shí)施例中，利用無鉛非共晶焊料成分110將無源元件100附著到芯片載體20上，其中無鉛非共晶焊料成分110具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度。在優(yōu)選實(shí)施例中，焊料成分110是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，焊料成分110是78Sn/22Ag，但是第二焊料接點(diǎn)陣列40由大約82.0重量％Sn和大約18.0重量％Ag的無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
圖1中所示的焊料接點(diǎn)30、40和60是焊料球。然而，本發(fā)明不限于焊料球，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解這些焊料接點(diǎn)還可以是“柱”、“彈簧”、“s-連接器”、“c-連接器”“懸臂橫梁”或任何焊料接頭組件。
圖1所示的焊料互連結(jié)構(gòu)不限于所有無鉛非共晶焊料組件。例如，無源元件100可以利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Pb焊料成分附著到芯片載體20上?；蛘?，也可以使用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Bi或Sn/In焊料成分。此外。第三焊料接點(diǎn)陣列60可由共晶Sn/Pb焊料成分61構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，Sn/Pb焊料成分是大約63.0重量％Sn和37.0重量％Pb的共晶成分。然而，同樣可以使用大約58-70重量％Sn和大約42-30重量％Pb范圍內(nèi)的稍微非共晶Sn/Pb焊料成分。
現(xiàn)在參見圖2，其中示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括無源元件，但是沒有有機(jī)插入物。利用第一焊料接點(diǎn)陣列30將至少一個(gè)電路芯片10連接到芯片載體20的頂表面上。如在前實(shí)施例中那樣，第一焊料接點(diǎn)陣列30由無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成，優(yōu)選大約大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度。
至少一個(gè)無源元件100利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度的無鉛非共晶焊料成分110附著到芯片載體20上。在優(yōu)選實(shí)施例中，焊料成分110是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，焊料成分110是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
采用第二焊料接點(diǎn)陣列40將芯片載體20附著到電路板70上。在本例中，第二焊料接點(diǎn)陣列41由具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度的無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二焊料接點(diǎn)陣列41具有大約95.5重量％Sn和大約3.8重量％Ag以及大約0.7重量％Cu的成分，并具有大約217℃的液相線溫度。
圖2所示的焊料互連結(jié)構(gòu)也不限于所有無鉛非共晶焊料組件。例如，無源元件100可以利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Pb焊料成分附著到芯片載體20上?；蛘?，也可以采用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Bi或Sn/In焊料成分。此外，第二焊料接點(diǎn)陣列41可由共晶Sn/Pb焊料成分42構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，Sn/Pb焊料成分是大約63.0重量％Sn和大約37.0重量％Pb的共晶成分。然而，也可以采用大約58-70重量％Sn和大約42-30重量％Pb范圍內(nèi)的稍微非共晶Sn/Pn焊料成分。
下面參照?qǐng)D3介紹本發(fā)明的另一實(shí)施例。至少一個(gè)電路芯片10利用第一焊料接點(diǎn)陣列30連接到芯片載體20的頂表面上。在本實(shí)施例中，第一焊料接點(diǎn)陣列30由無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一焊料接點(diǎn)陣列30是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag的成分，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度。
采用第二焊料接點(diǎn)陣列43將芯片載體20附著到有機(jī)插入物50上。焊料接點(diǎn)43的第一端利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30大的液相線溫度的第二無鉛非共晶焊料成分44附著到芯片載體20的底部。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二無鉛非共晶焊料成分44是大約78.0重量％Sn和大約22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。焊料接點(diǎn)43的第二端利用具有比第二無鉛非共晶焊料成分44低的液相線溫度的第三無鉛非共晶焊料成分45附著到有機(jī)插入物50。在優(yōu)選實(shí)施例中，第三無鉛非共晶焊料成分45是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
采用第三焊料接點(diǎn)陣列62將有機(jī)插入物50附著到印刷電路板70上。在本例中，第三焊料接點(diǎn)陣列62由具有比第三無鉛非共晶焊料成分45低的液相線溫度的第四無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，第三焊料接點(diǎn)陣列62是大約95.5重量％Sn和大約3.8重量％Ag以及大約0.7重量％Cu的成分，并具有大約217℃的液相線溫度。
圖3所示的焊料互連結(jié)構(gòu)還可含有附著到芯片載體20上的無源元件100。在本例中，無源元件100利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度的第五無鉛非共晶焊料成分112附著到芯片載體20上。在優(yōu)選實(shí)施例中，第五無鉛非共晶焊料成分112是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，第五無鉛非共晶焊料成分112是78Sn/22Ag，但是，第二無鉛非共晶焊料成分44是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
圖3所示的焊料互連結(jié)構(gòu)不限于所有無鉛非共晶焊料組件。例如，無源元件100可以利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Pb焊料成分附著到芯片載體20上?；蛘?，也可以采用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Bi或Sn/In焊料成分。此外，第三焊料接點(diǎn)陣列62可由共晶Sn/Pb焊料成分63構(gòu)成。在優(yōu)選實(shí)施例中，Sn/Pb焊料成分是大約63.0重量％Sn和37.0重量％Pb。然而，也可以采用在大約58-70重量％Sn和大約42-30重量％Pb范圍內(nèi)的稍微非共晶Sn/Pn焊料成分。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括無源元件，但是沒有有機(jī)插入物。利用第一焊料接點(diǎn)陣列30將至少一個(gè)電路芯片10連接到芯片載體20的頂表面上。第一焊料接點(diǎn)陣列30由無鉛非共晶焊料成分構(gòu)成，優(yōu)選大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度。
至少一個(gè)無源元件100利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30低的液相線溫度的第二無鉛非共晶焊料成分111附著到芯片載體20上。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二無鉛非共晶焊料成分111是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。
采用第二焊料接點(diǎn)陣列43將芯片載體20附著到電路板70上。焊料接點(diǎn)43的第一端利用具有比第二無鉛非共晶焊料成分111低的液相線溫度的第三無鉛非共晶焊料成分44附著到芯片載體20的底部。在優(yōu)選實(shí)施例中，第三無鉛非共晶焊料成分44是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。焊料接點(diǎn)43的第二端利用具有比第三無鉛非共晶焊料成分44低的液相線溫度的第四無鉛非共晶焊料成分45附著到電路板70上。在優(yōu)選實(shí)施例中，第四無鉛非共晶焊料成分45是大約95.5重量％Sn和大約3.8重量％Ag以及大約0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
在上述實(shí)施例的替換實(shí)施例中，第二無鉛非共晶焊料成分111和第三無鉛非共晶焊料成分44可以是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag。另外，圖4所示的焊料互連結(jié)構(gòu)不限于所有無鉛非共晶焊料組件。例如，無源元件100可以利用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Pb焊料成分附著到芯片載體20上?；蛘?，也可以采用具有比第一焊料接點(diǎn)陣列30的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Bi或Sn/In焊料成分。此外，第二焊料接點(diǎn)陣列43可利用共晶Sn/Pb焊料成分46附著到電路板70上。在優(yōu)選實(shí)施例中，Sn/Pb焊料成分46是大約63.0重量％Sn和37.0重量％Pb的成分。然而，也可以采用在大約58-70重量％Sn和大約42-30重量％Pb范圍內(nèi)的稍微非共晶Sn/Pn焊料成分。
現(xiàn)在參見圖5，其中示出了本發(fā)明的另一實(shí)施例。用于電子封裝互連的焊料層次結(jié)構(gòu)由利用焊料柱陣列66附著到電路板70上的電子組件65構(gòu)成。電子組件65可以是具有或沒有無源元件的任何常規(guī)陶瓷或有機(jī)芯片載體。柱66的第一端利用無鉛焊料成分67附著到組件65的底側(cè)。電路板70的頂表面通過共晶或接近共晶Sn/Pb焊料成分68附著到焊料柱陣列66的第二端。在優(yōu)選實(shí)施例中，Sn/Pb焊料成分是大約63.0重量％Sn和37.0重量％Pb的成分。然而，也可以采用在大約58-70重量％Sn和大約42-30重量％Pb范圍內(nèi)的稍微非共晶Sn/Pn焊料成分。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，無鉛焊料成分67是Sn/Ag焊料成分。優(yōu)選的成分包括大約78重量％Sn和22重量％Ag、大約82重量％Sn和18重量％Ag、大約72重量％Sn和28重量％Ag、以及大約96.5重量％Sn和3.5重量％Ag。
在另一優(yōu)選實(shí)施例中，無鉛非共晶焊料成分67是Sn/Cu焊料成分。優(yōu)選的成分包括大約93重量％Sn和7重量％Cu、大約97重量％Sn和3重量％Cu以及大約99.3重量％Sn和0.7重量％Cu。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖6示出了利用無鉛焊料76將熱沉75連接到電路芯片10上的無鉛焊料結(jié)構(gòu)。用合適的可濕潤(rùn)表面(未示出)如本領(lǐng)域公知的鎳或，金將芯片10和熱沉75的匹配表面金屬化，在一個(gè)實(shí)施例中，無鉛焊料76是由大約72-96.5重量％Sn和28-3.5重量％Ag構(gòu)成的Sn/Ag焊料成分。在另一實(shí)施例中，無鉛焊料76是由大約93-99.3重量％Sn和7-0.7重量％Cu構(gòu)成的Sn/Cu焊料成分。
在另一實(shí)施例中，無鉛焊料76是Sn/Ag/Sn的分層焊料預(yù)成品。在優(yōu)選實(shí)施例中，無鉛分層焊料預(yù)成品包括大約10密耳厚的第一層Sn；大約5密耳厚的Ag層；Ag層與第一層Sn是連續(xù)的；和大約10密耳厚的第二層Sn，第二層Sn與Ag層是連續(xù)的。
在本例中，10密耳厚(0.01英寸)的錫、5密耳厚(0.005英寸)的銀和10密耳厚(0.01英寸)的錫的各層一旦回流將產(chǎn)生大約80Sn/20Ag體積％的非共晶SnAg合金?；亓鳒囟却蠹s為235℃，但是最終的非共晶熱沉/芯片焊料熱界面將在高達(dá)300℃的溫度下保持穩(wěn)定。
在優(yōu)選方法中，將商業(yè)上可獲得的錫和銀帶材大致切割成與芯片相同的平面面積尺寸。將上述的Sn/Ag/Sn分層夾持結(jié)構(gòu)放在芯片的金屬化(鎳/金等)背面上，并代替焊料助焊劑。然后將也被金屬化的熱沉放在芯片上的分層Sn/Ag/Sn焊料結(jié)構(gòu)上。然后對(duì)該組件進(jìn)行爐子回流，從而使焊料結(jié)構(gòu)熔化。錫的頂層和底層容易與芯片和熱沉上的金屬化層反應(yīng)，形成良好的接合。在回流期間其余焊料形成非共晶SnAg的均勻區(qū)域。
一旦預(yù)成品被熔化或回流，將產(chǎn)生具有合適溫度層次的SnAg非共晶焊料熱界面，從而在后面的組裝/卡連接組件期間保持穩(wěn)定。應(yīng)該確定每層的厚度，以便在將熱沉到芯片附著回流期間提供特定的焊料結(jié)構(gòu)。
已經(jīng)閱讀了本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以做出除這里具體所述的這些實(shí)施例以外的本發(fā)明的其他修改方式。因而，這些修改方式都被認(rèn)為是在僅由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂表面上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列(40)，該第二焊料接點(diǎn)陣列附著到所述芯片載體(20)的底表面上，所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)具有第二無鉛非共晶焊料成分，所述第二無鉛非共晶焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物(50)，其具有附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列上的頂表面；第三焊料接點(diǎn)陣列(60)，該第三焊料接點(diǎn)陣列附著到所述有機(jī)插入物(50)的底表面上，所述第三焊料接點(diǎn)陣列具有第三無鉛非共晶焊料成分，所述第三無鉛非共晶焊料成分具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有附著到所述第三焊料接點(diǎn)陣列上的頂側(cè)，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度；和其中所述第三無鉛非共晶焊料成分是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag以及大約0.7重量％Cu，并有大約217℃的液相線溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括包圍所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)的第一底填包裝材料(80)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括包圍所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)的第二底填包裝材料(90)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用具有比所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)低的液相線溫度的第四無鉛非共晶焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第四無鉛非共晶焊料成分是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第四無鉛非共晶焊料成分是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度，其中所述第二無鉛非共晶焊料成分是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)無源元件(100)是電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)無源元件(100)是電阻器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述至少一個(gè)無源元件(100)是熱敏電阻。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)和所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)是焊料柱。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)和所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)是焊料球。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Pb焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/Bi焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分的液相線溫度低的液相線溫度的Sn/In焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)。
16.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂表面上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列(40)，該第二焊料接點(diǎn)陣列附著到所述芯片載體(20)的底表面上，所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)具有第二無鉛非共晶焊料成分，所述第二無鉛非共晶焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物(50)，其具有附著到所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)上的頂表面；第三焊料接點(diǎn)陣列(60)，該第三焊料接點(diǎn)陣列附著到所述有機(jī)插入物(50)的底表面上，所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)具有大致共晶的Sn/Pb焊料成分；和電路板(70)，其具有附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)上的頂側(cè)，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
17.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂表面上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用第二無鉛非共晶焊料成分附著到所述芯片載體(20)上，所述第二無鉛非共晶焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第二焊料接點(diǎn)陣列(40)，該第二焊料接點(diǎn)陣列附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上，所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)具有第三無鉛非共晶焊料成分，所述第三無鉛非共晶焊料成分具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列上的頂側(cè)，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度；和其中所述第三無鉛非共晶焊料成分是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag和0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度；和其中所述第三無鉛非共晶焊料成分是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag和0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)是焊料柱。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(40)是焊料球。
22.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用第二無鉛非共晶焊料成分附著到所述芯片載體(20)上，所述第二無鉛非共晶焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第二焊料接點(diǎn)陣列(40)，該第二焊料接點(diǎn)陣列附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上，所述第二焊料接點(diǎn)陣列具有共晶Sn/Pb焊料成分；和電路板(70)，其具有附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列上的頂側(cè)，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
23.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，該第二焊料接點(diǎn)陣列具有利用第二無鉛非共晶焊料成分(44)附著到所述芯片載體(20)的底表面上的第一端，所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物(50)，其具有通過第三無鉛非共晶焊料成分(45)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)第二側(cè)上的頂表面，所述第三無鉛非共晶焊料成分(45)具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)低的液相線溫度；；第三焊料接點(diǎn)陣列(60)，該第三焊料接點(diǎn)陣列附著到所述有機(jī)插入物(50)的底表面上，所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)具有第四無鉛非共晶焊料成分，所述第四無鉛非共晶焊料成分具有比所述第三無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有附著到所述第三焊料接點(diǎn)陣列上的頂表面，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度其中所述第三無鉛非共晶焊料成分(45)大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度；和其中所述第四無鉛非共晶焊料成分是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag和0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)是焊料柱。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)是焊料球。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用第五無鉛非共晶焊料成分(112)附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第五無鉛非共晶焊料成分(112)是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度。
29.根據(jù)權(quán)利要求27的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第五無鉛非共晶焊料成分(112)是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度；和其中所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度。
30.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，它具有利用第二無鉛非共晶焊料成分(44)附著到所述芯片載體(20)的底表面上的第一端，所述第二無鉛非共晶焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；有機(jī)插入物(50)，其具有通過第三無鉛非共晶焊料成分(45)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)的第二面上的頂表面，所述第三無鉛非共晶焊料成分(45)具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)低的液相線溫度；第三焊料接點(diǎn)陣列(60)，該第三焊料接點(diǎn)陣列附著到所述有機(jī)插入物(50)的底表面上，所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)具有共晶Sn/Pn焊料成分；和電路板(70)，其具有附著到所述第三焊料接點(diǎn)陣列(60)上的頂表面，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
31.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用第二無鉛非共晶焊料成分(111)附著到所述芯片載體(20)上，所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，它具有利用第三無鉛非共晶焊料成分(44)附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上的第一端，所述第三無鉛非共晶焊料成分(44)具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有通過第四無鉛焊料成分(45)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)的第二端上的頂側(cè)，所述第四無鉛焊料成分(45)具有比所述第三非共晶無鉛焊料成分(44)低的液相線溫度，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)是大約78.0重量％Sn和22.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約375℃的液相線溫度；其中所述第三無鉛非共晶焊料成分(44)是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度；和其中所述第四無鉛非共晶焊料成分(45)是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag和0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
33.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用第二無鉛非共晶焊料成分(111)附著到所述芯片載體上，所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，它具有利用所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上的第一端；和電路板(70)，其具有通過具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)低的液相線溫度的第三無鉛非共晶焊料成分(45)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)的第二端上的頂表面，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的焊料互連結(jié)構(gòu)，其中所述第一無鉛非共晶焊料成分是大約72.0重量％Sn和28.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約400℃的液相線溫度；其中所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)是大約82.0重量％Sn和18.0重量％Ag，并具有SnAg金屬間相結(jié)構(gòu)的分散晶粒和大約355℃的液相線溫度；和其中所述第三無鉛非共晶焊料成分(45)是大約95.5重量％Sn和3.8重量％Ag和0.7重量％Cu，并具有大約217℃的液相線溫度。
35.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用焊料成分(111)附著到所述芯片載體(20)上；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，它具有利用所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上的第一端，所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有利用第三無鉛焊料成分(46)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列(43)的第二端上的頂側(cè)，所述第三無鉛非共晶焊料成分(46)具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(44)低的液相線溫度，從而產(chǎn)生焊料互連結(jié)構(gòu)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用Sn/Pb焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)，所述Sn/Pb焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用Sn/Bi焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)，所述Sn/Bi焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的焊料互連結(jié)構(gòu)，還包括利用Sn/In焊料成分附著到所述芯片載體(20)上的至少一個(gè)無源元件(100)，所述Sn/In焊料成分具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度。
39.一種用于電子封裝互連的焊料互連結(jié)構(gòu)，包括至少一個(gè)電子電路芯片(10)，該電子電路芯片利用第一焊料接點(diǎn)陣列(30)附著到芯片載體(20)的頂側(cè)上，所述第一焊料接點(diǎn)陣列(30)具有第一無鉛非共晶焊料成分；至少一個(gè)無源元件(100)，該無源元件利用第二無鉛非共晶焊料成分(111)附著到所述芯片載體(20)上，所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)具有比所述第一無鉛非共晶焊料成分低的液相線溫度；第二焊料接點(diǎn)陣列(43)，它具有利用第三無鉛非共晶焊料成分(44)附著到所述芯片載體(20)的底側(cè)上的第一端，所述第三無鉛非共晶焊料成分(44)具有比所述第二無鉛非共晶焊料成分(111)低的液相線溫度；和電路板(70)，其具有通過共晶Sn/Pb焊料成分(46)附著到所述第二焊料接點(diǎn)陣列上的第二端的頂表面。
40.一種用于電子封裝互連的焊料層次結(jié)構(gòu)，包括電子組件(65)；焊料柱陣列(66)，其具有利用無鉛焊料成分(67)附著到所述組件(65)的底側(cè)上的第一端；和電路板(70)，其具有利用Sn/Pb焊料成分(68)附著到所述焊料柱陣列(66)的第二端上的頂側(cè)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約78重量％Sn和22重量％Ag構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約82重量％Sn和18重量％Ag構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約72重量％Sn和28重量％Ag構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約96.5重量％Sn和3.5重量％Ag構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
45.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約93重量％Sn和7重量％Cu構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
46.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約97重量％Sn和3重量％Cu構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
47.根據(jù)權(quán)利要求40的焊料層次結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料成分(67)由大約99.3重量％Sn和0.7Cu重量％Cu構(gòu)成，所述Sn/Pb焊料成分是大約63重量％Sn和37重量％Pb。
48.一種將熱沉附著到電路芯片上的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，包括電路芯片(10)；所述芯片上的金屬化層；熱沉(75)；所述熱沉上的金屬化層；和將所述熱沉連接到所述芯片上的無鉛焊料(76)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料(76)是由大約72-96.5重量％Sn和28-3.5重量％Cu構(gòu)成的Sn/Ag焊料成分。
50.根據(jù)權(quán)利要求48的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料(76)是由大約93-99.3重量％Sn和7-0.7重量％Cu構(gòu)成的Sn/Cu焊料成分。
51.根據(jù)權(quán)利要求48的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛焊料(76)是Sn/Ag/Sn的分層焊料預(yù)成品。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的無鉛焊料結(jié)構(gòu)，其中所述無鉛分層焊料預(yù)成品包括大約10密耳厚的第一層Sn；大約5密耳厚的Ag層，所述Ag層與所述第一層Sn是連續(xù)的；大約10密耳厚的第二層Sn，所述第二層Sn與所述Ag層是連續(xù)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電子封裝的無鉛焊料層次結(jié)構(gòu)，其包括有機(jī)插入物(50)。該組件還可包含無源元件(100)和底填材料(80)。該無鉛焊料層次結(jié)構(gòu)還提供一種無鉛焊料方案，利用合適的無鉛焊料合金將熱沉(75)連接到電路芯片(10)上。
文檔編號(hào)H01L23/52GK101057325SQ200380110302
公開日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2003年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月24日
發(fā)明者姆科塔·G·法羅克, 馬里奧·J·英特蘭特 申請(qǐng)人:國際商業(yè)機(jī)器公司