CN101282817B - 块体金属玻璃焊料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由合金形成的具有深共晶性和非对称的液相线的高强度、可靠块体金属玻璃(BMG)焊接材料。较之晶体焊接材料，BMG焊接材料更坚固且具有更高的弹性模量，因此较不易于因为有着不同的热膨胀系数(CTE)的材料中的热应力而导致对脆性低K间层电介质(ILD)材料的破坏。BMG焊接材料可以将一个部件物理连接、电连接、或热连接到另一部件上，或者以上方式的任意组合。例如，在本发明的实施方案中，BMG焊接材料可以将电元件物理电连接到印刷电路板上。在本发明的另一实施方案中，BMG焊接材料可以将集成散热片物理热连接到半导体器件上。BMG焊接材料的许多实施方案还是无铅的，所起它们满足无铅产品要求，同时比其它无铅焊接材料，例如锡-银-铜，提供更好的解决方案。

Description

块体金属玻璃焊料
技术领域
本发明一般地涉及半导体器件封装的领域。具体地，本发明涉及无铅焊接材料。
背景技术
在整个电子工业的发展历程中，铅基焊料，主要是锡-铅(Sn-Pb)已经是用于可靠连接电子元件的主流材料。由于其相对较低的熔化温度和导电性，其很适于这个目的。然而，随着人们逐渐意识到铅对人的毒性，已经导致对其应用的许多限制，主要是防止当电子器件被废弃时铅通过废物流进入环境中。一些国家和经济实体已经制定计划，在不久的将来将铅从许多产品中强制去除，禁止进口和销售含铅商品。
电子工业已经努力地寻求在他们的产品中铅焊料合适的替代材料。“无铅”替代焊料，例如SnAg(Cu)通常比传统的Sn-Pb焊料更坚固，但它们也具有比Sn-Pb(大约183℃)显著更高的熔化(回流)温度(大约230-270℃)。这两个特性，加上其它技术的发展，已经加剧了电子元件中热应力损坏的发生频率。在例如芯片焊接的工艺过程中，焊料回流期间硅芯片中产生热应力，经常损坏125目前硅器件中所使用的机械脆性低K层间介电105(ILD)材料。在使用无铅焊料时，诸如焊点或焊球104内的粘接失效115(例如破裂)，或者基板102或半导体器件101的焊球104与焊盘103之间的粘附失效120(例如分层)等损害，也可能是更为普遍的问题。预计下一代的ILD材料将更为脆性，而由热诱导应力损坏带来的问题预计将变得更为显著。
热疲劳也是重要的可靠性问题。在制造和通常使用期间，电子器件中的焊接材料和其它材料承受热循环。当器件中的焊料和其它材料的热膨胀系数(CTE)失配时，焊点可能承受非弹性应变积累、热疲劳，并且最终产生例如疲劳裂纹生长等的损坏。
随着向需要无铅产品的市场提供无铅产品的期限的临近，电子工业继续努力开发不易遭受现有无铅焊料以及一些含铅焊料所遇到的许多破坏机理的可靠的无铅焊接材料。
附图说明
图1示出根据现有技术，装配到基板上的半导体器件的受损坏焊球的截面图；
图2示出根据本发明的实施方案，通过块体金属玻璃焊球装配到基板上的半导体器件的截面图；
图3示出根据本发明的实施方案，通过块体金属玻璃焊接材料装配到基板上的表面安装元件的截面图；
图4a-4d示出根据本发明的实施方案，用块体金属玻璃焊接材料将表面安装元件装配到基板上的方法的截面图；
图5a和图5b示出根据本发明的实施方案，用块体金属玻璃焊接材料将通孔安装元件装配到基板上的方法的截面图；
图6a-6c示出根据本发明的实施方案，块体金属玻璃焊接材料作为热界面材料的截面图；
图7示出用块体金属玻璃焊接材料来连接两个元件的过程的方框图。
具体实施方式
本发明的实施方案描述了一种包括块体金属玻璃(BMG)合金的焊接材料。常规金属玻璃通过在冷却到其熔化温度(Tm)时发生结晶，除非以极高的速率冷却，例如＞105℃/秒。这种高速率的热传递需要专门的且昂贵的设备和条件，并且限制产品的尺寸，作为典型的金属玻璃其仅仅可以形成很细的丝和带。然而，当冷却时，BMG材料绕过结晶化并取而代之经过大的过冷区域，其中熔化的BMG对于结晶化异常地稳定。在所述过冷区域中，BMG表现出牛顿粘性行为，或者理想的超塑性(m＝1)，而常规的超塑性金属具有小于0.6的m值。BMG合金可以绕过结晶化并以相对较慢的冷却速率，例如＜102℃/秒形成玻璃，这使用目前的回流方法是可以实现的。
这些特性赋予BMG材料增强的玻璃形成能力和慢的结晶化趋势。然而，一旦形成固体，即玻璃态，BMG材料就非常强硬坚韧，同时也有延展性并具有极高的弹性应变极限。BMG材料的这些后回流(post-reflow)特性使得它们非常适于在半导体器件制造中用作焊料化合物。
典型的无铅焊料化合物，例如SnAg(Cu)在晶体凝固时，通常在Tm或接近Tm时，锁定非弹性热应力，而BMG材料直到玻璃形成的较低温度(Tg)才锁定热应力。因此，当焊料和其连接材料之间存在CTE失配时，在传统的无铅焊料中将比BMG材料在更大的温度微分上积累冷却过程中产生的热应力，因为室温和Tm之间的温差大于室温和Tg之间的温差。
除了在冷却过程中产生较少的热应变，BMG材料还比通常使用的刚性的、晶体形成的无铅焊料(大约0.1％)具有高得多的弹性应变极限(大约2％)。因此，BMG焊料可吸收系统中存在的较大量的任何应变驻留(strainresident)，则对由焊料接合的材料施加较小的总应变。从而，在根据本发明的实施方案使用BMG焊料的半导体器件中所得到的较低的热应变驻留，这对现在以及以后所使用的易损低K介电材料的损坏的可能性较小。
共晶合金是熔点低于其成分的熔点的合金，而深共晶点(deep eutectic)是充分地低于其成分的熔点的合金的熔点。在示例性实施方案中，合金的深共晶点可能比其成分的熔点低约25％。在其它实施方案中，深共晶点可能比所述成分的熔点低25％以上。最近有显示，具有深共晶性的合金，尤其是在共晶点附近具有不对称的液相线(金属完全变成液体时)的合金用于制造BMG合金。对于其它玻璃质材料来说，当在玻璃化转变温度或以下凝固(“玻璃化”)时，BMG合金通常不形成有序的结晶母体。更确切地，BMG材料中的原子排列基本上是非晶形和无序的。
根据本发明的示例性实施方案，用作焊接材料的包括锡(Sn)的“二元”合金(包含两种组成元素，或“成分”)，可以包括锡-铋(Sn-Bi)，其中可以发现，能够形成块体金属玻璃焊接材料的组合物中的锡为约30-53wt.％。可以用常规实验确定确切的组成，可以发现其在所述范围内wt.％的0.1％的增量。同样，块体金属玻璃焊料可以在以下合金和组合物范围内形成：锡-铟(Sn-In；45-60wt.％Sn)、锡-锌(Sn-Zn；80-92wt.％Sn)、锡-镍(Sn-Ni；95-99.9wt.％Sn)、锡-铜(Sn-Cu；95-99.9wt.％Sn)、锡-银(Sn-Ag；90-98wt.％Sn)、锡-铝(Sn-Al；95-99.9wt.％Sn)、锡-砷(Sn-As；95-99.9wt.％)、锡-金(Sn-Au；80-95wt.％Sn)、锡-镉(Sn-Cd；60-70wt.％Sn)、锡-镝(Sn-Dy；95-99wt.％Sn)、锡-镁(Sn-Mg；80-90wt.％Sn)、锡-铅(Sn-Pb；55-70wt.％Sn)、以及锡-铊(Sn-Tl；50-65wt.％Sn)。
根据其它示例性实施方案，可以在包括铟的二元合金和组合物范围内发现BMG焊接材料，诸如铟-铋(In-Bi；60-70wt.％In)、铟-锌(In-Zn；97-99wt.％In)、铟-镍(In-Ni；＞99wt.％In)、铟-铜(In-Cu；＞99wt.％In)、铟-银(In-Bi；95-99wt.％In)、铟-金(In-Au；＞99wt.％In)、铟-镉(In-Cd；60-70wt.％In)、或铟-镓(In-Ga；20-30wt.％In)。
同样，“三元”合金(包含三种组成元素的合金)也可以用作BMG焊接材料。根据本发明的实施方案的三元合金的实例包括：锡-铟-铋(Sn-In-Bi)、锡-铟-锌(Sn-In-Zn)、锡-铋-锌(Sn-Bi-Zn)、铟-铋-锌(In-Bi-Zn)、锡-银-铜(Sn-Ag-Cu)、锡-银-镍(Sn-Ag-Ni)、锡-铜-铋(Sn-Cu-Bi)、以及锡-铜-铟(Sn-Cu-In)。
应该理解的是，所列出的二元和三元合金仅仅是示例性实施例，而不是根据本发明的实施方案可以用作BMG焊接材料的所有二元和三元合金的完全列表。所列出的合金都具有如下特性，即具有非对称液相线的深共晶性。因此，从该描述中应该理解，具有类似的特性，即具有非对称的液相点的深共晶性的其它合金同样可以用作根据本发明的实施方案的BMG焊接材料。
对于三元或“更多元”合金(具有三种成分以上的合金)来说，可以使用可商购软件如来自Thermo-Calc Software，Inc.的″Thermo-Calc Classic″(TCC)或者″Thermo-Calc Windows″(TCW)来标出和确定可以发现深共晶区域的组成范围。然后，通过上述用于二元系统的常规实验，可以在组成范围内确定对BMG合金有用的准确的组成范围。
在实施方案中，可以选择BMG合金的特定组分，使得加入了BMG焊接材料的装置的操作温度不显著高于所使用的BMG合金的Tg。在各种实施方案中，Tg可能不同，所以可以使用时间-温度-转换曲线图来确定使用根据本发明的BMG合金的合适的操作温度范围。通常，使用条件不应超过时间-温度-转换曲线图中的“C”曲线的“鼻形部”，其中将结晶时间绘制成温度的函数。例如，如果选择BMG合金用于其操作温度可能显著超过焊料系统的Tg的装置，则BMG焊接材料可能结晶。因此，选择Tg不显著低于操作温度的BMG合金是有利的。
然而，在某些应用中，超过BMG焊接材料的Tg可能是有利的。在一个示例性实施方案中，可以用BMG焊接材料将通常打开的电源电路开关焊接闭合。如果操作温度超过最大容许温度，则产生危险的情况，BMG焊接材料可能软化，使得电路断开，切断装置的电源。因此，应该理解的是，根据应用可以选择用于BMG焊接材料的合金的组成以得到有利的Tg。
改变合金的成分的百分比组成可以改变所得合金的Tg和Tm。因此，应该意识到，根据本发明的实施方案可形成BMG合金的许多种组成；可能的组成太多，在此不一一列举。
根据本发明的实施方案的BMG焊接材料可以采取许多形式且包括许多的应用。根据实施方案，可以由能够在回流之后形成BMG焊点的合金形成焊球。在一个这种实施方案200中，可以将BMG焊球205用于球栅阵列(BGA)元件201连接。在另一个实施方案中，可以将焊球混入BMG焊接膏中。可以将BMG焊接膏设置为与元件301的连接部件303和基板302的连接部件304接触，形成BMG焊接圆角315在回流之后将元件301稳固地连接到基板302上。在另一个实施方案中，类似的焊接膏可以包括BMG粉末，而不是BMG球体。
常规的焊球和粉末/膏回流工艺参数即可用到BMG基焊料的用途中，因为BMG基焊接材料不需要象许多金属玻璃化合物一样的快的冷却速率。因此，利用目前的工艺参数和设备可将BMG基焊球用于焊秋连接，将BMG基焊接膏用于焊接膏印刷。可以使用BMG焊接膏来形成焊料圆角(solder fillet)，以将元件连接到基板上，如在一个示例性实施方案中将诸如电容器、电阻器、以及其它类似的电子元件的元件连接到印刷电路板(PCB)上。
根据图4a-4d中所示的示例性实施方案，可以通过丝网印刷、雕版印花、手工涂覆或其它方法将BMG焊接膏410印刷到基板402的表面上，使得焊接膏如所期望那样或者如设计信息所指示的那样仅沉积到基板402表面的区域或元件404上，其中可以将元件401表面安装到基板402上。在将BMG焊膏410沉积到基板402表面上的导电元件404上，并将元件401置于基板402表面上使得外接导电性线端或元件的连接部件与BMG焊料401接触之后，将焊料410加热到其熔化温度Tm之上，使得BMG焊接材料410熔化并回流。然后将BMG焊接材料410冷却到Tm以下到其Tg，凝固为导电金属玻璃圆角415，将元件401连接到基板402的表面上。
在实施方案中，基板的表面上的导电元件的实例可以包括焊盘、通孔、裸露的迹线、曝露的电源或地平面、内嵌部件的接线端、或其它可能会提供的元件。元件的导电性接线端的实例可以包括压制金属引线、管脚、焊盘、成形金属接线端或其他可能提供的接线端。部件的导电形接线端的任何实例也可以用作连接部件，然而，在实施方案中，它们可能出现在元件上仅为了连接目的，并且可以不与基板或元件通电。同样，基板的表面上的导电部件可以不与基板的任何其它导电部件电连接，从而有效地电绝缘。在这种情况下，它们可以仅仅用作基板表面上的连接部件。
可以通过在回流炉中将材料暴露于高温下来实现对表面贴装BMG焊接材料的回流，或者通过例如用焊烙铁或激光来施加更多的局部加热，其中将热源施加到与BMG焊接材料所位于的基板的相同表面上。也可以将基板置于热源上或其上方，所述热源如加热板、明火，或者通过其它方法将热量施加到与BMG焊接材料所位于的基板不同的表面上，热量通过基板传导。在各种实施方案中，普遍地或局部地进行加热，或者将热量施加到与BMG焊接材料所位于的基板相同的或不同的表面上，热源都应当足以将BMG焊接材料升高到其Tm以上并使其回流。
如在上述实施方案中所描述的那样，BMG焊接材料可以用于将元件表面贴装到基板的表面。然而，在其它实施方案中，BMG焊接材料也可以用于将“通孔安装”元件连接到基板上。通常，通孔安装元件501具有金属管脚503或其它从元件501向外延伸(突出)的部件。通孔安装部件501将被贴近基板502放置，使得一个或多个突出部件503部分地或完全地延伸通过基板502中设置的孔507。所述孔507在其内部表面上可以提供有金属层504，以便于与焊接材料的粘接用于部件501的牢固连接，并且所述金属层504还可以与基板502的一个或多个导电层通电。因此，如此配置的金属层504可用作基板502的连接部件或导电部件，或者同时用作二者。
通常通过将基板502与元件相反的一面暴露于一定量的熔融BMG焊接材料520来实现连接。一些BMG焊接材料512被吸入孔507内并部分地或全部地填充孔内表面上的金属层504和元件501的突出连接部件503之间的间隙。当所述孔507中的焊接材料512冷却到其Tm以下，其凝固而将元件501牢固地连接到基板502上。焊料圆角515也经常形成在突出连接部件503部分的周围，所述连接部件503完全穿过基板502的表面并延伸出其与接近元件501放置的表面相反的表面。当冷却并凝固时，这样形成的焊接圆角515可能足以将元件501粘接到基板502上，即使没有如上所述的焊料512填充孔507的间隙。
如上所述将基板502暴露于其中的、影响通孔安装的焊料520的量，可以是熔融焊接材料的静电浴(static bath)。在电子元件制造中更典型地为熔融焊接材料520的“波峰焊料浴”530，其中在浴530的表面之上提供驻波525，所述驻波525接触基板502横过浴530的表面。如上所述，即使在去除与焊接材料520的驻波525的接触之后，接触基板502表面的焊料可以保留在基板502上。可以理解，可以通过其它方法提供熔融焊接材料，以影响通孔安装元件到基板上。
在本发明的实施方案中，BMG焊接材料可以提供元件与基板的通孔连接。在一个这种实施方案中，BMG焊接材料可以包括用于波峰焊料装置和工艺的熔融焊接材料。在另一个实施方案中，BMG焊接材料可以在静电浴中包括熔融焊接材料用于元件的通孔连接。在另一个实施方案中，例如手工焊接或自动(例如机器式的)焊接，可以条、膏、粉末、带、柔性线或其它可促进BMG焊接材料的输送以用焊接将通孔安装元件连接到基板上的固体或液体单元的形式来应用BMG焊料。
这里所描述的BMG焊料的形式不限于仅用于连接通孔安装部件，还可以用于其它应用，其中使用所描述的形式中的一种可以有用地实现在连接部件上设置焊料。例如所描述的BMG焊料的形式可以用于实施方案中将表面安装元件连接到基板上。同样，也应该理解的是，如本发明的实施方案中所提及的BMG焊球仅可代表示例性实施方案，在其它实施方案中，BMG焊料可以是立方体、圆柱体、或其它一些几何形状或非球形的无定形结构，或者以离散的、通常非常小的个体单元使用。为了描述简单，BMG焊接材料的个体单元，包括任何的形状或形式，在这里可以称作“小球”。因此，也可以理解的是，在可以使用BMG焊接材料的球体的实施方案中，也可能使用BMG焊接材料的小球。
同样，在实施方案中焊料条可以具有许多截面形状或形式，包括圆形、三角形、正方形、矩形、卵形、梯形、或其它形状。条的截面形状不可仅限于几何形状，实施方案还可以包括无定形的截面形状或结构，或者具有许多面或者无轮廓的面。在实施方案中，焊料条也可以是实心的、或中空的、或多孔的。因此，本发明的实施方案中所描述的焊接材料条可以包括也可描述为杆、棒、锭、梁、块、管、或其它这样的结构的焊接材料条。
根据本发明的实施方案的焊料的液体单元可以包括一定量的熔融焊料。其也可以包括液体载体材料，其中有BMG焊接材料，可以用所述液体载体材料来分配BMG焊接材料。在包括液体载体材料的实施方案中，BMG焊接材料可以采用非常小的单个BMG焊料颗粒的悬浮液的形式，或者采用可以起到类似乳化剂的作用的焊料膏和载体材料的低粘度混合物的形式。
在BMG焊接材料连接元件到基板上的其它实施方案中，元件可以是导线、带、电缆、或类似的装置。元件也可以是连接器件，诸如柱、螺栓、大头钉、销、夹子、或其它类似的物理连接元件。在其它实施方案中元件可以包括用于接收并保持电缆(例如电源电缆、驱动电缆(硬盘驱动、DVD驱动，等等)、跨接电缆、光缆，等等)的连接器；用于接收并保持基于卡的设备(例如存储卡、I/O卡、显卡，等等)的“插槽连接器”；或用于接收并保持半导体器件的插口(例如针栅阵列式(PGA)插口、栅格阵列式(LGA)插口，等等)。许多其它的实施方案可以包括大量的可能物理连接到基板上的独立部件作为元件(例如印刷电路板)。在这样的实施方案中，当元件主要连接到位于基板的表面上的部件时，该元件被认为是表面贴装元件。如果所述元件的部件突出基本上穿过贴近该元件的基板的表面进入基板中设置的孔内或穿过该孔，则该元件被认为是通孔安装元件。
BMG焊接材料既新颖又有利的另一个实施方案是作为热介面材料(TIM)610、620、630，其设置在发热器件和散热器件(冷却器件)之间，其中所述发热器件例如半导体芯片或半导体封装(在这共称为“半导体器件”)601、611、621，所述散热器件例如集成散热器(IHS)602、622；散热片612；热电冷却器；风扇装置；液体冷却设备；制冷设备；多相冷却设备(基于冷却介质的相变化的热管或其它冷却器件)或其它这种装置。在另一个实施方案中，BMG焊接材料可以提供为第一冷却器件和第二冷却器件之间的TIM。在一个这种示例性实施方案中，可以将BMG焊料635设置在IHS 622和散热片623之间，其中BMG焊料635既用于将散热片623连接到IHS 622，还用于促进IHS 622和散热片623之间的热传导。BMG焊料可具有高的热导率，使得它们适合于热传导是重要的考虑因素的应用中。
当用作TIM时，BMG焊接材料提供如下好处：保持具有不同CTE值的材料之间的紧密且牢固的粘合，防止可能干扰有效热传输的裂缝或分层。因此，在物理连接发热器件和冷却器件、或两个冷却器件的同时，包括BMG焊接材料的TIM也热连接所述器件。
因此，在本发明的示例性实施方案中，可以将BMG焊接材料设置在半导体器件和冷却器件之间，使得在半导体器件和冷却器件两者的相当大的表面区域上形成粘合。最初可以固体形式将BMG焊接材料施加到冷却器件或者半导体器件，然后在与两个器件的表面区域都基本上接触的同时，对其进行回流并使其冷却到Tg或以下。或者，实施方案可以包括将熔融BMG焊接材料配置到冷却器件或者半导体器件上，将两个器件放在一起，使得两个器件的相当大的表面区域都与BMG焊接材料接触，然后将BMG焊接材料冷却到Tg或以下。
实施方案还可以包括以膏、粉末、厚膜(例如片)、薄膜(例如窄带)、或另一物理状态或形式将BMG焊接材料设置在冷却器件或半导体器件上，所述物理状态或形式允许可控放置并且不损害BMG焊料的回流、玻璃化、粘合、或热传导特性。如在其它实施方案中那样，在与两个器件的表面区域都基本上接触的同时，将对BMG焊料进行回流并使其冷却到其Tg或以下。在所描述的实施方案中，可以理解的是，为了说明目的，可以将冷却器件和半导体的与BMG焊接材料粘合接触的表面区域视为连接部件。
因为对半导体器件和冷却器件的正常操作包括热循环和热差，并且可能涉及具有完全不同的CTE的材料，所以通过防止说明书之前所提到的损坏类型，在许多这种应用中BMG焊接材料作为TIM的较高的弹性应变和韧性都带来好处。因此，基于BMG焊料将要结合的材料的CTE值，并利用这些材料在装配或正常使用的过程中可能会经受的操作温度或处理温度，可以选择不同的用于BMG焊接材料的合金和组分。
虽然已经详细描述了有关将BMG焊接材料作为TIM用在冷却器件和半导体器件之间，应该理解的是，该讨论对于将BMG焊接材料作为TIM用在第一冷却器件和第二冷却器件之间同样适用，例如在一个示例性实施方案中，用在IHS和散热片之间。
因此，如这里充分描述的那样，以及如图7中所示，本发明的实施方案包括将块体金属玻璃(BMG)合金用作焊接材料的方法。通常，该方法包括：设置BMG焊接材料，使得其至少与第一元件和第二元件701接触；将包含BMG合金的BMG焊接材料加热到其熔化温度(Tm)702或以上；然后将BMG焊接材料冷却到其玻璃相变温度(Tg)703或以下，形成将BMG焊点连接第一元件与第二元件。或者，可以将BMG焊接材料设置成仅与第一元件接触，然而这使得当将其加热到其熔化温度以上时，其将与第二元件接触。在另一实施方案中，可以将BMG焊接材料设置成仅与第一元件接触，然后可以设置第二元件与BMG焊接材料接触。所述第一和第二元件可以是独立的部件或器件，或者它们可以是结合成部件、器件或基板的一部分的结构单元，例如，但不限于，根据这里所述的实施方案的电子器件、半导体器件、冷却器件、或印刷电路板。
还应该注意，BMG焊接材料一旦经过回流，可选地就可在大大高于Tg但低于Tm的温度下退火，以生成部分到完全的纳米晶体焊料。
以上的详细描述和附图仅仅是示例性的而非限制性的。提供它们主要是为了清楚且深刻地理解本发明的实施方案，不应将其理解为不必要的限制。本领域的技术人员在不脱离实施方案的精神和所附权利要求的范围的情况下，可以设计出许多对这里所描述的实施方案的添加、删除和修改，以及可供选择的配置。

Claims (21)

1.一种将块体金属玻璃合金用作焊接材料的方法，其包括：
贴近第一部件和第二部件设置合金；
将所述合金加热到第一温度；以及
将所述合金冷却到第二温度，形成物理连接所述第一部件和所述第二部件的块体金属玻璃焊接材料，其中所述块体金属玻璃焊接材料具有的合金组成使得其在以小于102℃/秒的冷却速率将所述焊接材料从熔化温度(Tm)以上的温度冷却至玻璃相变温度(Tg)以下时形成玻璃，其中所述块体金属玻璃焊接材料为二元合金，所述二元合金包括以下组中的一种：含有45-60wt.％锡的锡-铟、含有80-92wt.％锡的锡-锌、含有95-99.9wt.％锡的锡-镍、含有95-99.9wt.％锡的锡-铜、含有90-98wt.％锡的锡-银、含有95-99.9wt.％锡的锡-铝、含有95-99.9wt.％锡的锡-砷、含有80-95w.t％锡的锡-金、含有60-70wt.％锡的锡-镉、含有95-99wt.％锡的锡-镝、含有80-90wt.％锡的锡-镁、含有55-70wt.％锡的锡-铅、含有50-65wt.％锡的锡-铊、含有60-70wt.％铟的铟-铋、含有97-99wt.％铟的铟-锌、含有＞99wt.％铟的铟-镍、含有＞99wt.％铟的铟-铜、含有95-99wt.％铟的铟-银、含有＞99wt.％铟的铟-金、含有60-70wt.％铟的铟-镉、以及含有20-30wt.％铟的铟-镓。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一部件和第二部件中的至少一个是导电的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述合金采取以下的形式中的至少一种：液体、球体、膏、粉末、厚膜、薄膜、固体杆、以及柔性线。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述合金具有深共晶性和非对称的液相线斜率。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述第一温度等于或大于所述合金的熔化温度(Tm)。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述第二温度等于或低于所述合金的玻璃化转变温度(Tg)。
7.一种焊接材料，其包括合金，所述合金的组成使得其在以小于102℃/秒的冷却速率将所述焊接材料从熔化温度(Tm)以上的温度冷却至玻璃相变温度(Tg)以下时形成玻璃，其中所述合金是二元合金，该二元合金包括以下组中的一种：含有45-60wt.％锡的锡-铟、含有80-92wt.％锡的锡-锌、含有95-99.9wt.％锡的锡-镍、含有95-99.9wt.％锡的锡-铜、含有90-98wt.％锡的锡-银、含有95-99.9wt.％锡的锡-铝、含有95-99.9wt.％锡的锡-砷、含有80-95wt.％锡的锡-金、含有60-70wt.％锡的锡-镉、含有95-99wt.％锡的锡-镝、含有80-90wt.％锡的锡-镁、含有55-70wt.％锡的锡-铅、含有50-65wt.％锡的锡-铊、含有60-70wt.％铟的铟-铋、含有97-99wt.％铟的铟-锌、含有＞99wt.％铟的铟-镍、含有＞99wt.％铟的铟-铜、含有95-99wt.％铟的铟-银、含有＞99wt.％铟的铟-金、含有60-70wt.％铟的铟-镉、以及含有20-30wt.％铟的铟-镓。
8.如权利要求7所述的焊接材料，其中所述合金具有深共晶性和非对称的液相线斜率。
9.如权利要求7所述的焊接材料，其中所述第一温度等于或大于所述合金的熔化温度(Tm)。
10.如权利要求7所述的焊接材料，其中所述第二温度等于或低于所述合金的玻璃化转变温度(Tg)。
11.如权利要求7所述的焊接材料，其中所述合金采取以下的形式中的至少一种：液体、球体、膏、粉末、厚膜、薄膜、带、棒、以及柔性线。
12.一种包括基板、元件、以及物理地连接到所述基板和所述元件的块体金属玻璃焊接材料的制品，其中所述块体金属玻璃焊接材料具有的合金组成使得其在以小于102℃/秒的冷却速率将所述焊接材料从熔化温度(Tm)以上的温度冷却至玻璃相变温度(Tg)以下时形成玻璃，其中所述块体金属玻璃焊接材料包括二元合金，该二元合金包括以下组中的一种：含有45-60wt.％锡的锡-铟、含有80-92wt.％锡的锡-锌、含有95-99.9wt.％锡的锡-镍、含有95-99.9wt.％锡的锡-铜、含有90-98wt.％锡的锡-银、含有95-99.9wt.％锡的锡-铝、含有95-99.9wt.％锡的锡-砷、含有80-95wt.％锡的锡-金、含有60-70wt.％锡的锡-镉、含有95-99wt.％锡的锡-镝、含有80-90wt.％锡的锡-镁、含有55-70wt.％锡的锡-铅、含有50-65wt.％锡的锡-铊、含有60-70wt.％铟的铟-铋、含有97-99wt.％铟的铟-锌、含有＞99wt.％铟的铟-镍、含有＞99wt.％铟的铟-铜、含有95-99wt.％铟的铟-银、含有＞99wt.％铟的铟-金、含有60-70wt.％铟的铟-镉、以及含有20-30wt.％铟的铟-镓。
13.如权利要求12所述的制品，其中所述基板是印刷电路板。
14.如权利要求12所述的制品，其中所述元件是表面贴装元件、BGA元件和通孔安装元件中的至少一种。
15.如权利要求12所述的制品，其中所述块体金属玻璃焊接材料具有深共晶性和非对称的液相线斜率。
16.一种包括第一器件、第二器件、以及设置成充分接触所述第一器件和第二器件的块体金属玻璃焊接材料的制品，其中所述块体金属玻璃焊接材料具有的合金组成使得其在以小于102℃/秒的冷却速率将所述焊接材料从熔化温度(Tm)以上的温度冷却至玻璃相变温度(Tg)以下时形成玻璃，其中所述块体金属玻璃焊接材料为二元合金，该二元合金包括以下组中的一种：含有45-60wt.％锡的锡-铟、含有80-92wt.％锡的锡-锌、含有95-99.9wt.％锡的锡-镍、含有95-99.9wt.％锡的锡-铜、含有90-98wt.％锡的锡-银、含有95-99.9wt.％锡的锡-铝、含有95-99.9wt.％锡的锡-砷、含有80-95wt.％锡的锡-金、含有60-70wt.％锡的锡-镉、含有95-99wt.％锡的锡-镝、含有80-90wt.％锡的锡-镁、含有55-70wt.％锡的锡-铅、含有50-65wt.％锡的锡-铊、含有60-70wt.％铟的铟-铋、含有97-99wt.％铟的铟-锌、含有＞99wt.％铟的铟-镍、含有＞99wt.％铟的铟-铜、含有95-99wt.％铟的铟-银、含有＞99wt.％铟的铟-金、含有60-70wt.％铟的铟-镉、以及含有20-30wt.％铟的铟-镓。
17.如权利要求16所述的制品，其中所述第一器件包括半导体器件或集成散热器中的至少一种。
18.如权利要求16所述的制品，其中所述第一器件包括发热器件。
19.如权利要求16所述的制品，其中所述第二器件是冷却器件。
20.如权利要求19所述的制品，其中所述冷却器件包括集成散热器、散热片、热电冷却器、风扇装置、液体冷却装置、制冷装置和多相冷却装置中的至少一种。
21.如权利要求16所述的制品，其中所述块体金属玻璃焊接材料具有深共晶性和非对称的液相线斜率。
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