CN115692357A - 具有金属间连接结构的电子系统及其制造方法 - Google Patents

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黄志洋
E·里德尔
J·V·苏赛普拉卡萨姆
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Infineon Technologies AG
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Abstract

一种电子系统(100)包括：至少部分导电的载体(102)；电子部件(104)；和金属间连接结构(106)，其连接载体(102)和部件(104)并且包括处于金属间连接结构(106)的中心部分中的金属间网状物结构(108)和没有金属间网状物并且分别相应地布置在金属间网状物结构(108)与载体102或部件(104)之间的相反的外部结构(110、112)。

Description

具有金属间连接结构的电子系统及其制造方法
技术领域
各种实施例总体上涉及一种电子系统和一种制造电子系统的方法。
背景技术
传统的电子系统可以包括焊接在诸如引线框架的芯片载体上的电子部件，并且可以可选地使用模制化合物作为包封材料来模制。
发明内容
可能需要在电子系统中高可靠性地将电子部件与导电载体连接。
根据一个示例性实施例，提供了一种电子系统，其包括至少部分导电的载体、电子部件和金属间连接结构，所述金属间连接结构连接载体和部件并且包括处于金属间连接结构的中心部分中的金属间网状物结构和没有金属间网状物并且分别相应地布置在金属间网状物结构与载体或部件之间的相反的外部结构。
根据另一个示例性实施例，提供了一种制造电子系统的方法，其中，所述方法包括：通过金属间连接结构将至少部分导电的载体与电子部件连接；以及形成金属间连接结构，所述金属间连接结构具有处于金属间连接结构的中心部分中的金属间网状物结构和没有金属间网状物并且分别相应地布置在金属间网状物结构与载体或部件之间的相反的外部结构。
根据一个示例性实施例，导电载体(例如引线框架)和电子部件(例如半导体裸片)在电子系统(例如封装体或模块)中通过金属间连接结构相互连接(特别是通过焊接)。有利地，所述金属间连接结构可以包括其中不同金属形成连续网络的中心金属间网状物结构，并且可以包括不具有金属间网状物形式的连续网络的外围或外部结构。描述性地讲，金属间网状物结构可以形成机械强度高的高温稳定骨架，保持焊料型金属间连接结构的完整性，从而防止电子系统内部层离。没有金属间网状物的第一外部结构可以位于金属间网状物结构与载体之间，而没有金属间网状物的第二外部结构可以位于金属间网状物结构与部件之间。有利地，金属间网状物可以在载体与部件之间形成高度可靠的机械和/或电连接，从而能够承受高热和机械负载而没有破裂或分离的风险。可以可靠地防止在稍后温度升高的情况下金属间连接结构的不希望的重熔。有利地，可以实现部件与载体之间的自上而下的连接，与传统的连接结构相比，这显著提高了所获得的电子系统的可靠性。描述性地讲，外部结构可以是互连之前载体和部件上以及它们之间的金属结构的所留之物，并且可以有利地平滑载体与部件之间的过渡。这可以避免金属间网状物与载体和部件之间的突变的材料界面。
进一步示例性实施例的描述
在下文中，将解释所述方法和电子系统的进一步示例性实施例。
在本申请的上下文中，术语“电子系统”可以特别地表示包括一个或多个电子部件的电子器件，可选地使用包封材料进行包封。此外，用于电子部件的载体可以在电子系统中实施。例如，这样的电子系统可以是模块或封装体。
在本申请的上下文中，术语“电子部件”特别地可以包括半导体芯片(特别是功率半导体芯片)、有源电子器件(例如晶体管)、无源电子器件(例如电容或电感或欧姆电阻)、传感器(例如麦克风、光传感器或气体传感器)、致动器(例如扬声器)和微机电系统(MEMS)。然而，在其它实施例中，电子部件也可以是不同类型的，例如机电构件、特别是机械开关等。
在本申请的上下文中，术语“金属间连接结构”可以特别地表示可靠地连接部件和载体并且包括多种不同金属成分的介质。
在本申请的上下文中，术语“金属间网状物结构”可以特别地表示金属基质中不同金属材料构成的金属结构的网络，所述网络在相反的金属外部结构之间形成连续连接(金属外部结构没有这种网络)。金属间网状物结构可以包括纤维或细丝，它们可以由不同金属材料的连接的金属颗粒组成。例如，这种纤维或细丝可以相融或互连。
在本申请的上下文中，术语“没有金属间网状物的外部结构”可以特别地表示将金属间网状物结构与电子部件或导电载体连接但没有不同金属构成的连续网络的金属结构。外部结构可以是金属间结构，但在外部结构中没有形成建立不间断的垂直连接的不同金属成分构成的不间断网络。外部结构也可以包括不同的金属材料，但是这些金属材料不会形成网状物或网络形式的连续垂直连接。与此相比，外部结构可以包括基质金属，其中可以嵌入单独的金属岛和/或短的金属间片段，而不形成穿过基质金属的连续垂直连接。没有金属间网状物的外部结构也可以提供机械和/或导电连接而没有连续的垂直金属间网络，并且可以是制造过程、例如根据图1至图8的制造过程所留之物。
在一个实施例中，载体包括引线框架结构(例如由铜制成)。因此，载体可以被实施为图案化金属板，从而，可以以简单且易加工的方式实施。
然而，载体可以替代性地以另一种方式实施，例如实施为包括中心电绝缘导热片(例如由陶瓷制成)和中心电绝缘导热片的一个或两个相反的主表面上所覆盖的导电层(例如铜层或铝层)。例如，载体可以被实施为DAB(直接铝接合)、DCB(直接铜接合)衬底等。此外，载体也可以被配置为活性金属钎焊(AMB)衬底。
在一个实施例中，载体包括导电主体(例如由铜或铝制成)，其部分地被金属扩散阻挡层覆盖。例如，主体的表面或其一部分可以覆盖有由镍制成的金属扩散层。这可以抑制材料从主体过度扩散到金属间连接结构中。
在一个实施例中，部件包括覆盖有背面金属化部的半导体本体，所述背面金属化部连接到金属间连接结构。例如，半导体本体可以由硅制成。至少一个单片集成电路元件可以形成在半导体本体中，例如晶体管结构和/或二极管结构。例如，其中单片集成了至少一个集成电路元件的半导体本体的有源表面可以与半导体本体的施加有背面金属化部的另一表面相反。
在一个实施例中，金属间连接结构包括用于在部件与载体之间产生焊料连接的焊料基质。例如，焊料基质可以由具有低于金属间网状物结构的每个其它金属元素的熔化温度的熔化温度的可焊接材料(优选锡)制成。在回流工艺期间，选择性地仅焊料基质的材料可熔化或可变成液体或可流动，而可能在这种回流工艺期间形成的金属间网状物结构的不同金属材料可能保持固体颗粒并因此可能溶解在可流动的焊料基质中。这为在具有较低熔点的焊料基质内形成具有高熔点的金属间网状物结构提供了良好的基础，从而使金属间连接结构在其形成后得到可靠的保护，不会发生不希望的重熔。
在一个实施例中，焊料基质包括锡。其它可焊接材料也是可能的。
在一个实施例中，金属间连接结构包括至少一种金属间相促进剂金属构成的金属间相促进剂颗粒(其可以是宏观或微观颗粒，或者甚至是原子水平的颗粒)，用于促进金属间相在金属间连接结构内的形成。这种金属间相促进剂颗粒可以促进金属间网状物结构的形成，并且可以包括在电子系统制造期间施加在载体与电子部件之间的焊膏中。例如，所述至少一种金属间相促进剂金属包括银和/或铜。与金属间连接结构的焊料基质(例如锡)相比，此类材料可以具有更高的熔点，并且能够与可流动焊料介质中的其它金属形成金属间相。
在一个实施例中，金属间连接结构包括至少一种金属间相加速金属构成的金属间相加速颗粒，用于加速金属间网状物结构的形成。金属间相加速颗粒可以由设置在载体的顶部上的专用层提供，和/或可以以嵌入在电子系统制造期间施加在载体和部件之间的焊膏的焊料基质中的颗粒的形式提供。这种金属间相加速材料可以加速、触发或甚至催化金属间网状物结构在临时可流动焊料基质中的形成，并且可以有助于形成将芯片和载体表面连接在一起的金属间层。例如，所述至少一种金属间相加速金属可以包括钯、金、铂和/或锌。然而，金属间相加速金属也可以是来自晶片背面(即电子部件的背面金属化部)的金属，例如钒。
在一个实施例中，金属间连接结构不含铅(Pb)。非常有利地，这可以防止金属间连接结构的生物危害特性。因此，可以通过避免金属间连接结构中的铅来形成对环境友好的电子系统。
在一个实施例中，金属间连接结构的垂直厚度在5μm到50μm的范围内、特别地在10μm到30μm的范围内、更特别地在10μm到20μm的范围内。有利地，所描述的金属间连接结构或接合线可以具有非常低的厚度。这使电子系统在垂直方向上保持紧凑，并确保电子系统的高机械、热和电气可靠性。
在一个实施例中，电子系统包括至少一种金属间相加速金属构成的金属间相加速层，其用于加速金属间网状物结构的形成并且布置在载体与金属间连接结构之间。在制造过程中，所述金属间相加速层可用作溶解在可暂时流动的焊料基质中的金属间相加速颗粒的储存器。与焊料基质中的金属间相促进剂颗粒一起，金属间相加速颗粒是在金属间连接结构的较低熔点焊料基质中形成的高熔点的金属间网状物结构的组成部分。
在一个实施例中，金属间相加速层是单层(例如参见图2)或双层(例如参见图3)。单层可以很容易地形成，而双层允许微调金属间相加速层的特性。
在一个实施例中，金属间网状物结构的部分垂直厚度相对于整个金属间相结构为至少80％、特别是至少90％。因此，金属间相结构的大部分垂直厚度可能由金属间网状物结构贡献。因此，金属间网状物或网络的增强和抗重熔功能可以在整个金属间连接结构的显著的子范围内提供。
在一个实施例中，金属间网状物结构形成在外部结构之间的整个垂直间距之间连续延伸的相互连接的多金属颗粒构成的分叉网络。因此，金属间网状物结构可以由多个相互连接的细丝或纤维构成，每个细丝或纤维由至少两种不同金属化学元素、优选至少三种不同金属化学元素，例如三种、四种或五种不同的金属化学元素的直接连接的金属颗粒序列形成。金属间网状物结构的纤维的各种金属间细丝可以包括一个或多个相融和/或交叉点并且可以覆盖金属间连接结构的两个相反的外部结构之间的整个垂直范围。
在一个实施例中，金属间网状物结构相对于整个金属间连接结构的重量百分比在1％的重量百分比至30％的重量百分比的范围内、特别是在3％的重量百分比至8％的重量百分比的范围内、更特别地在4.5％的重量百分比到6.5％的重量百分比的范围内。优选地，金属间网状物结构贡献了相对小的部分重量。这可以确保在回流焊接期间金属间连接结构的适当流动性(由于焊料基质)，同时确保在完成焊接过程后不会发生重熔。在金属间连接结构中可能具有最高材料贡献的焊料基质的相对平滑的特性也可以用作电子系统中的机械缓冲物。
在一个实施例中，所述方法包括通过在载体上施加焊膏来形成金属间连接结构，焊膏包括用于在部件与载体之间产生焊料连接的焊料基质以及至少一种金属间相促进剂金属构成的金属间相促进剂颗粒，用于促进金属间相在金属间连接结构内的形成。可选地，也可以将金属间相促进剂颗粒添加到焊料基质中。附加地或替代地，金属间相加速材料可以以镀层的形式提供在焊膏下方的载体上。因此，所述方法可以包括：用金属间相加速层覆盖载体以加速金属间网状物结构的形成；以及将金属间相加速层布置在载体与焊膏之间。附加地或替代地，所述方法可以包括为焊膏提供金属间相加速颗粒以加速金属间网状物结构的形成。
在一个实施例中，所述方法包括为焊膏提供金属间颗粒，所述金属间颗粒的直径在5μm到50μm的范围内、特别是在10μm到20μm的范围内。这使得在焊接过程中形成的接合线的厚度较小。
在一个实施例中，所述方法包括在载体与部件之间挤压焊膏。有利地，这种挤压过程可以对焊膏施加足够的机械压力，以便在载体与部件之间形成焊膏的金属间颗粒的单层。换句话说，在此挤压过程之后，只有单个焊膏颗粒会桥接载体与部件。这确保了所制造的金属间连接结构的接合线或厚度较小。
在一个实施例中，所述方法包括通过将金属间连接结构的前体(特别是焊膏，包括焊料基质和金属间相促进剂颗粒和可选的金属间相加速颗粒，或焊膏下方的一个或多个金属间相加速层)加热到高于焊料前体(即焊料基质)的熔化温度但低于金属间网状物前体(即金属间相促进剂和加速颗粒和/或层)的熔化温度的峰值温度来形成金属间连接结构。通过所述加热过程，焊料基质变得可流动，而金属间相促进剂和加速颗粒和/或层保持在固态并且可以溶解在可流动焊料基质中。这种混合物的形成与适当的温度特性相结合，触发了焊料基质中金属间网状物结构的形成。在焊料基质重新固化之后，金属间连接结构作为一个整体被可靠地保护以防止不希望的重熔，因为这可以通过金属间网状物结构来抑制。
在一个实施例中，所述方法包括将峰值温度维持至少1分钟的时间段、特别是1分钟至4分钟范围内的时间段、更特别是1.5分钟至2分钟范围内的时间段。非常有利地，所述混合物可以在相对长的时间段内保持在部分可流动的阶段。这可以给混合物足够的时间来形成金属间网状物结构，所述金属间网状物结构沿着没有金属间网状物的两个相反的外部结构之间的整个垂直间距延伸。
在一个实施例中，所述峰值温度在260℃至350℃的范围内、特别是在280℃至300℃的范围内。作为比较，焊料前体的熔化温度可能低于240℃。此外，金属间网状物前体的熔化温度可以为至少370℃。作为所述处理的结果，焊料基质选择性地变得可流动，而形成金属间网状物结构的金属颗粒在焊接期间不熔化。
在一个实施例中，所述方法包括通过回流焊接形成金属间连接结构。回流焊接可以表示使用焊膏(特别是可焊颗粒和助焊剂的粘性混合物，另外富含用于形成金属间网状物结构的前体)将一个或多个电子部件临时附接到载体上，之后整个组件经受受控的热量的过程。焊膏，但不是用于形成金属间网状物结构的前体，在熔化状态下回流，形成永久性焊料接合部。例如，可以通过使组件通过回流炉，例如在红外线灯下，来完成加热。
在一个实施例中，网状物结构和外部结构包括相同的金属间材料。尽管各种金属间材料在网状物结构和两个相反的外部结构中的浓度可能不同，但由于所描述的制造过程，网状物结构和外部结构中的各种金属的来源可能相同。例如，下部外部结构可以包括夹在载体与焊料基质之间的金属间相加速层的一种或多种金属材料，以及焊料基质的颗粒。例如，上部外部结构可以包括夹在电子部件的半导体本体与焊料基质之间的背面金属化部的金属材料，以及焊料基质的颗粒。金属间网状物结构可以包括焊料基质的颗粒、夹在载体与焊料基质之间的金属间相加速层的一种或多种金属材料、金属间相促进剂颗粒的一种或多种金属材料以及夹在电子部件的半导体本体与焊料基质之间的背面金属化层的颗粒。
在一个实施例中，电子系统包括至少部分地包封至少一个电子部件、载体和金属间连接结构中的至少一个的包封材料。在本申请的上下文中，术语“包封材料”可以特别表示包围部件的至少一部分和载体的至少一部分以及金属间连接结构的一部分的基本上电绝缘并且优选地导热的材料。例如，包封材料可以是模制化合物并且可以例如通过传递模制来产生。或者，包封材料可以是通过浇铸形成的浇铸化合物。
在一个实施例中，所述至少一个电子部件中的至少一个是裸露的裸片。通过将至少一个电子部件实施为非包封芯片、即没有附加介电包封材料的纯半导体芯片，可以进一步提高电子系统的紧凑性。
在一个实施例中，电子系统包括安装在同一载体或不同载体上的多个(特别是电子)部件。因此，电子系统可以包括一个或多个电子部件(例如至少一个无源元件、例如电容器，和至少一个有源元件、例如半导体芯片)。
在一个实施例中，电子器件包括安装基座(例如印刷电路板，PCB)，载体和电子部件构成的装置安装在所述安装基座上并且所述安装基座与电子部件和/或载体电耦合。这种安装基座可以是用作例如被实施为封装体的电子系统的机械基座的电子板。
在一个实施例中，电子系统被配置为由引线框架连接的功率模块、晶体管外形(TO)电子系统、四方扁平无引线电子系统(QFN)电子系统、小外形(SO)电子系统、小外形晶体管(SOT)电子系统和薄型小外形电子系统(TSOP)电子系统组成的组中的一种。用于传感器和/或机电装置的电子系统也是可能的实施例。此外，示例性实施例还可以涉及用作纳米电池或纳米燃料电池或具有化学、机械、光学和/或磁致动器的其它装置的电子系统。因此，根据一个示例性实施例的电子系统与标准封装概念完全兼容(特别是与标准TO封装概念完全兼容)。
在一个实施例中，电子系统被配置为功率模块、例如模制功率模块。例如，电子系统的一个示例性实施例可以是智能电源模块(IPM)。电子系统的另一个示例性实施例是双列直插式电子系统(DIP)。
在一个实施例中，电子部件被配置为功率半导体芯片。因此，电子部件(例如半导体芯片)可以用于例如汽车领域的功率应用场合并且可以例如具有至少一个集成绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或至少一个另一类型的晶体管(例如MOSFET、JFET等)和/或至少一个集成二极管。这种集成电路元件可以例如以硅技术或基于宽带隙半导体(例如碳化硅)来制造。半导体功率芯片可以包括一个或多个场效应晶体管、二极管、逆变器电路、半桥、全桥、驱动器、逻辑电路、其它器件等。
作为形成电子部件基础的衬底或晶片，可以使用半导体衬底、特别是硅衬底。或者，可以提供氧化硅或另一绝缘体衬底。也可以实施锗衬底或III-V-半导体材料。例如，示例性实施例可以以GaN或SiC技术实施。
此外，示例性实施例可以利用标准半导体加工技术，例如适当的蚀刻技术(包括各向同性和各向异性蚀刻技术，特别是等离子体蚀刻、干法蚀刻、湿法蚀刻)、图案化技术(可能涉及光刻掩模)、沉积技术(例如如化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)、溅射等)。
结合附图，根据以下描述和所附权利要求，上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，附图中相同的部件或元件由相同的附图标记表示。
附图说明
所包括的附图用以提供对示例性实施例的进一步理解并且构成说明书的一部分，而且示出了示例性实施例。
在附图中：
图1示出了根据一个示例性实施例的电子系统的截面示意图和根据一个示例性实施例的制造的电子系统的截面视图。
图2至图8是根据一个示例性实施例的在制造如图1所示的电子系统期间获得的结构的截面视图。
图9示出了根据另一个示例性实施例的电子系统的截面视图。
图10示出了根据又一示例性实施例的电子系统的截面视图。
图11至图13是根据又一示例性实施例的在制造电子系统期间获得的结构的截面视图。
图14是示出了通过混合银、金和锡产生的不同金属间相的性质的相图，用于解释一个示例性实施例的原理。
图15是示出了根据一个示例性实施例的在制造电子系统期间执行的回流焊接工艺的曲线图。
图16和图17示出了根据一个示例性实施例的制造电子系统的方法。
图18示出了根据又一示例性实施例的电子系统的截面视图。
具体实施方式
图中的图示是示意性的而不一定是按比例的。
在将参考附图更详细地描述示例性实施例之前，将基于已经开发的示例性实施例来总结一些一般性考虑。
根据示例性实施例，可以提供一种电子系统，该电子系统具有位于电子部件(例如具有背面金属化部的裸片)与导电载体(例如引线框架)之间的成金属间连接结构形式的接合材料，其具有优异的连接特性。所述金属间连接结构可以形成有处于中间的金属间网状物(优选嵌入在熔点比金属间网状物低的焊料材料的基质中)而在顶部和底部(即，分别相应地面向部件和载体)的边界上形成有没有网状物的层。这可以允许获得可靠地连接部件和载体并且即使在高温下也稳定的非重熔增强焊接结构。由于可以在没有铅(Pb)材料的情况下形成所提到的金属间连接结构，因此可以实现互连而没有生物危害性并且没有污染方面的问题。
因此，一个示例性实施例提供了成金属间连接结构形式的非重熔无铅焊接结构。因此，一个示例性实施例提供了一种方法，该方法能产生由于金属间网状物的形成而具有有利的非重熔特性的普通低熔点无铅焊料。更具体地，一个示例性实施例提供了一种通用的无铅焊接结构，其具有垂直熔合金属间化合物网状物，甚至可以承受很高的回流温度而无需重熔。可以认为，这种特性特别地可以通过金属间网状物延伸跨过接合线来实现和促进。有利地，即使在部分或局部重熔的情况下，这种焊料接合线在回流期间也可以保持完整。这种金属间连接结构可以使用掺杂剂形成，该掺杂剂可以通过在焊料系统中的载体上镀覆来提供。有利地，精细焊球可用于在裸片接合之后降低接合线，从而增强垂直金属间网状物的形成。因此，可以获得无铅焊料替代物而没有不希望的重熔特性。
因此，一个示例性实施例的要点是提供一种连接系统，该连接系统能够实现通用的低熔点无铅焊料，由于金属间化合物网状物的产生，该焊料在回流后不会重熔。因此，金属间化合物网状物可以形成在跨过接合线的金属间连接结构中，其可以承受回流温度而不重熔，从而提高所获得的电子系统的可靠性。特别地，相应的金属间连接结构能够在回流期间保持焊料接合线完整，即使在部分或空间局部重熔的情况下也是如此。
为了制造这种金属间连接结构，可以在回流工艺之前提供用于低接合线的精细焊膏。因此，可以在回流工艺之前创建这种低接合线，其中接合线厚度可不超过40μm(例如，为此目的可以使用类型5焊膏，其中标称焊球大小的尺寸可在20μm到25μm的范围内)。
此外，一种或多种掺杂剂可以以一个或多个载体镀层的形式提供：这种掺杂剂体系可以包括(i)在焊料(例如金(Au)、钯(Pd)等)中具有高溶解度(特别是高分散性)的一种或多种元素，其有助于跨越接合线形成均匀的金属间化合物网状物，以及(ii)增强焊料接合部可靠性的一种或多种元素(例如锌(Zn)、镍(Ni)等)。
关于根据一个示例性实施例的在电子系统的制造期间应用的回流特征曲线，最大峰值温度可以是大约有机载体玻璃化转变温度(Tg，其通常可以在260℃到350℃的范围内，以管理翘曲)，并且液相线持续时间(可能在1分钟到2分钟的范围内)足以形成金属间化合物网状物。这样就可以形成具有不同金属的网络的垂直接合的金属间化合物网状物，其也可以被称为金属间连接结构中的金属间网状物结构。在所述金属间连接结构的上周边和下周边，可以形成没有金属间网状物的相应外部结构。
更具体地，所述金属间网状物结构(或网状物金属间化合物)可以具有不同金属间化合物种类的复杂混合物，例如：(i)Ag3Sn；(ii)Cu3Sn；和/或(iii)在较低ppm范围内的Pd和Au金属间网状物化合物种类。
当形成这样的金属间化合物网状物时，主体焊料中的铜含量可能变得非常低。这可能表明拉动元素以形成金属间化合物网状物。
在一个实施例中，也可以形成金属间连接结构的基质的主体焊料可以主要是锡(Sn)。同时，网状物金属间化合物和主体焊料中的Sn含量可能都很高。这可能表明为形成金属间化合物而捕获了Sn，这可能会留下较低含量的游离Sn，这可能是整个焊料接合部重熔的常规原因。
根据一个示例性实施例，附加的金属掺杂剂(例如镍和/或钯)可以有助于金属间化合物网状物的形成。印刷或分配薄焊料可能足以覆盖裸片区域。
有利地，在回流工艺之前的接合线厚度可以在25μm到50μm的范围内，并且在回流工艺之后在10μm到30μm的范围内。
图1示出了根据一个示例性实施例的电子系统100的截面示意图和根据一个示例性实施例的制造的电子系统100的截面视图。在图1的左侧，示出了实验性制造的电子系统100，而图1的右侧示出了这种电子系统100的示意图。电子系统100可以被配置为半导体封装体或模块。
在其底侧，电子系统100可以包括导电载体102、例如引线框架(例如图案化铜板)。更具体地，载体102包括导电主体114，其可以例如由铜制成，并且可以被金属扩散阻挡层116、例如由镍制成的层覆盖。描述性地讲，金属扩散阻挡层116抑制、甚至消除主体114的金属材料扩散到下述金属间相加速层128中。
此外，可以实施为半导体裸片的电子部件104可以形成电子系统100的上部。在所示实施例中，部件104包括半导体本体118(例如由硅制成，并且其中具有至少一个单片集成电路元件，未示出)。半导体本体118覆盖有背面金属化部120、例如由铜制成的层，其连接到金属间连接结构106。
还如图1所示，所述导电焊料型金属间连接结构106垂直方向上布置在载体102与部件104之间，以用于将载体102和部件104机械和电互连。金属间连接结构106包括位于金属间连接结构106的中心部分中的金属间网状物结构108。金属间网状物结构108可以被认为是在垂直方向上形成连续导电路径并且嵌入另一种金属材料的金属基质中的不同金属颗粒的网络。此外，如图1所示，下部外部结构110垂直方向上布置在载体102与金属间网状物结构108之间。此外，上部外部结构112垂直方向上布置在金属间网状物结构108与部件104之间。更具体地，上部外部结构112直接布置在底侧的金属间网状物结构108和顶侧的纯背面金属化部120(由均质材料制成)之间。作为下述制造过程的结果，网状物结构108和外部结构110、112包括相同的金属间材料(在所示实施例中为锡、钯、金、银、镍和铜)，但沿金属间连接结构106的垂直厚度具有不同的浓度。
有利地，金属间连接结构106包括焊料基质122，该焊料基质122可以基于锡提供，用于在部件104与载体102之间形成焊料连接。焊料基质122可以具有相对较低的熔化温度。此外，金属间连接结构106包含一种或多种金属间相促进剂金属构成的金属间相促进剂颗粒124，其被配置用于促进金属间连接结构106内的金属间相的形成。例如，银和/或铜可以用作金属间相促进剂金属。描述性地讲，金属间相促进剂颗粒124可以包含在用作制造金属间连接结构106的基础的焊膏(参见图4中的附图标记130)中，并且可以与下面的金属间相加速层128的颗粒一起有助于金属间网状物的形成。
同样如图1所示，金属间连接结构106可以包括一种或多种金属间相加速金属构成的金属间相加速颗粒126，用于加速金属间网状物结构108的形成。所述一种或多种金属间相加速金属可以包括钯、金、铂和/或锌。作为金属间相加速颗粒126的来源，电子系统100包括金属间相加速层128(由至少一种上述金属间相加速金属构成)，用于加速金属间网状物结构108的形成并被布置在载体102和金属间连接结构106之间。如图所示，金属间相加速层128可以是紧邻地位于下部外部结构110下方的均质材料的单层。金属间相加速层128，也可以被表示为掺杂剂层或保护层，可以包括具有比焊料基质122的材料(特别是锡)更高的熔点并且用作种子或促进剂以形成垂直连接金属间网状物结构108的一种或多种材料(例如钯、金、锌等)。金属间相加速层128的材料的高熔点有利地抑制金属间网状物结构108在其形成之后的重熔，即使在高回流温度下也能产生抑制作用。
有利地，金属间连接结构106可以不含铅。这使得金属间连接结构106的材料具有生物相容性并且避免了电子系统100具有任何高度不希望的生物危害特性。
仍参考图1，金属间连接结构106的垂直厚度D可以优选地在10μm到20μm的范围内、例如可以是15μm。此外，金属间网状物结构108的部分垂直厚度除以整个金属间连接结构106的垂直厚度D可以是例如至少80％、优选地至少90％。例如，所述部分垂直厚度可以在8μm到16μm的范围内、例如可以是12μm。
如图1所示，金属间网状物结构108形成在外部结构110、112之间的整个垂直间距之间连续延伸的相互连接的多金属颗粒的分叉网络。虽然金属间网状物结构108在外部结构110、112之间不完全笔直地延伸，但它在外部结构110、112之间提供不间断的连续导电金属间连接。金属间网状物结构108嵌入在焊料基质122中并且可以由多种不同的金属制成，特别是以至少三种不同的金属制成。金属间网状物结构108可以由不同化学元素的金属颗粒直接连接形成。非常有利的是，尽管焊料基质122的锡材料的熔化温度相对较低，但焊料基质122中的金属间网状物结构108的存在防止了整个金属间连接结构106出现不希望的重熔。有利地，这可以是已经通过金属间网状物结构108的部分重量相对于整个金属间连接结构106的重量的相对低的重量百分比来实现。例如，所述重量百分比可以在4.5重量百分比到6.5重量百分比的范围内。
有利地，由于提供了焊料基质122，所描述的金属间连接结构可以在可合适地焊接的载体102和部件104之间提供可靠的机械和电连接，并且由于金属间网状物结构108的形成，同时可靠地防止重熔(特别是在典型的回流温度下)。协同地，相反的外部结构110、112确保嵌入焊料基质122中的金属间网状物结构108、与金属间相加速层128以及背面金属化部120之间的平滑材料过渡。金属间连接结构106表现出高机械和热稳定性，因此所制造的电子系统100具有更高可靠性。鉴于其材料成分，它既不会伤害用户，也不存在回流期间重熔的风险。因此，电子系统100提供高的热、机械和电性能。
图2至图8是根据一个示例性实施例的在制造诸如图1中所示的电子系统100的过程中获得的结构的截面视图。
参考图2，载体102被示为覆盖有金属间相加速层128，用于稍后加速金属间网状物结构108的形成。如上所述，载体102可以由覆盖有由镍构成的金属扩散阻挡层116的铜的基底或主体114形成。金属扩散阻挡层116可以防止主体114的材料在向上的方向上扩散。金属间相加速层128可以是镀覆掺杂剂层，其可以由钯和金制成。例如，金属间相加速层128的厚度b可以在0.05μm至1μm的范围内、例如0.1μm。因此，根据图2，金属间相加速层128是单层。更一般地，用于形成金属间相加速层128的可能的镀覆掺杂剂是钯、金、铂和锌。
参考图3，示出了替代图2的层序列的层序列。根据图3，载体102覆盖有被配置为双层的金属间相加速层128。在所示示例中，形成在载体102上的底层128A(也表示为掺杂剂层)包括锌，而形成在底层128A上的顶层128B(也表示为组合的掺杂剂和保护层)可以例如包括钯和金。
如已经提到的，图2和图3示出了具有成金属间相加速层128形式的掺杂剂镀层的载体102的两个示例，该金属间相加速层128可以被构造为单层或多层。下面的过程将基于图2所示的结构进行说明，其中，可以基于图3所示的结构进行相应的过程。
参考图4，可以将焊膏130施加在覆盖有金属间相加速层128的载体102上。如图所示，焊膏130包括金属间颗粒132，该金属间颗粒132包括焊料基质122(优选由锡制成)，用于在部件104与载体102之间形成焊料连接。此外，金属间颗粒132在焊料基质122中包括金属间相促进剂颗粒124。金属间相促进剂颗粒124可以由一种或多种金属间相促进剂金属制成以促进金属间相在金属间连接结构106内的形成。在所示实施例中，金属间相促进剂颗粒124包括第一类颗粒和第二类颗粒。例如，第一类颗粒可以由银制成，而第二类颗粒可以由铜制成。
因此，在给载体102镀覆用以加速金属间网状物结构108的形成的金属间相加速层128之后，金属间相加速层128可以用焊膏130覆盖。
尽管在图2至图8中未示出，但附加于或替代于提供平面金属间相加速层128，可以在焊膏130中提供金属间相加速颗粒126(参见图1)以加速金属间网状物结构108的形成。这可以避免需要在载体102上镀覆专用金属间相加速层128。
应当理解，所示的焊料印刷工艺不限于特定的焊料类型，而是取决于最终焊料接合部的要求。因此，许多不同的焊料系统可以在不同的实施例中实施。例如，适当的焊膏130可以主要包含Sn和少量的一种或多种其它金属元素。例如，可以将3％的重量百分比的银和0.5％的重量百分比的Cu添加到一个示例性实施例中使用的焊膏130中的Sn基质中。焊膏130也可以添加助焊剂、添加剂等。
参考图5，由半导体本体118和背面金属化部120组成的电子部件104可以从顶侧压在所施加的焊膏130上。因此，焊膏130被压在载体102与部件104之间，并形成厚度基本均匀的层。有利地，焊膏130的金属间颗粒132可以通过施加在载体102与部件104之间的机械压力而平坦化，从而形成可焊接的金属间颗粒132(可选地在溶剂基质中，未所示)的单层134。焊膏130的金属间颗粒132的直径d优选地在10μm至20μm的范围内、例如15μm。在裸片接合期间，焊料层因此可以被向下压至单层134，这使得能够控制接合线厚度的限定。接合线厚度可以描述载体102与部件104之间的可焊接材料的厚度。在所描述的过程期间，可以从裸片的背面提供附加的掺杂剂，例如Cu、Au、Pd和/或V。
参考图6，开始通过金属间连接结构106将导电载体102与电子部件104互连的过程。更具体地，金属间连接结构106的形成是通过将金属间连接结构106的前体加热到高于作为焊料前体的焊料基质122的熔化温度但低于金属间网状物前体以及层128和/或120的材料的熔化温度的峰值温度来触发的，金属间网状物前体在此可以实施为金属间相促进剂颗粒124。描述性地讲，图5的结构被加热以熔化焊料基质122而不熔化附图标记120、124和/或128标记的材料。有利地，在该选择性熔化过程期间，可以优选在280℃至300℃的范围内的最高或峰值温度可维持优选在1.5分钟到2分钟范围内的时间段。例如，焊料基质122形式的焊料前体的熔化温度低于240℃(例如，锡的熔点可以是大约230℃)。与此相比，上述金属间网状物前体的熔化温度可能显著高于300℃。
特别地，所描述的过程可通过回流焊接形成金属间连接结构106。在所述回流焊接期间，焊料基质122的材料达到并超过其熔点而变成液体，而形成的金属间网状物结构108的成分可以保持固体。
参考图7，当焊料基质122的材料变成液体时，掺杂剂变成溶质(描述性地，元素浓度差异驱动扩散过程)并溶解到液体主体焊料中。除了金属间相促进剂颗粒124之外，金属间相加速颗粒126可以与金属间相加速层128分离。此外，附加的颗粒可以从背面金属化部120分离并且可以溶解到液体焊料基质122中。
参考图8，通过在液体焊料基质122中溶解附加的颗粒来继续金属间连接结构106的形成。这样，可以获得根据图1的金属间连接结构106。这样的金属间连接结构106可以包括处于中心部分中的金属间网状物结构108以及没有金属间网状物的相反的外部结构110、112，其中所述外部结构110、112分别布置在金属间网状物结构108与载体102或部件104之间。由于所描述的制造方法，网状物结构108和外部结构110、112包括相同的金属间材料，即锡、铜、金、银、钯、锌等，具体特别是取决于用于焊膏130、金属间相加速层128和背面金属化部120的材料。载体102的材料的某些成分也可以被包括在金属间连接结构106中。
对于所描述的制造过程，可使用结合了膏剂和镀覆的掺杂剂系统。由于可以将焊膏130印刷到镀覆表面并且可以执行回流工艺，所以载体102上的镀覆元素可以是掺杂剂，例如包括Pd和Au。除了为焊膏130(例如SAC305、SAC405或Ni掺杂膏等)选择不同材料的自由之外，对于不同的任务概况或可靠性需求，其它元素也是可能的、例如Zn。有利地，来自载体102的掺杂剂不影响焊膏130的可使用性(例如流动性、润湿性、熔点等方面)。相关元素可能会继续扩散，从而使主体焊料成为更均匀的溶液。分散的掺杂剂可用作产生金属间化合物网状物或金属间网状物结构108的种子。
再次参考图1至图8的实施例，当提供反应能量时(在回流过程峰值温度和保持时间期间)，掺杂剂(特别是来自附图标记124、128所示的结构)开始与来自焊料基质122的Sn形成金属间化合物，从而产生金属间网状物结构108。同样沿着载体102和部件104(特别是在根据附图标记120的芯片背面接触界面处)，可以以外部结构的形式产生强连接110、112。
有利地，金属间网状物结构108或金属间化合物网状物在正常回流过程(例如峰值温度为约260℃)中不重熔。描述性地讲，金属间网状物结构108在进一步移动期间从任何移动形成所产生的接合线的主干。与使用金属粉末相比，金属间网状物结构108或金属间化合物网状物可以更均匀和更快地在掺杂剂的原子水平上产生(由于更大的表面积或反应位点)。焊料基质122的材料(特别是Sn)被拉入以形成围绕掺杂剂的金属间化合物。这可能会留下纯锡(例如未反应的锡)，其中一般可以在主体焊料中观察到Sn富集。通常，锡可能是不希望的重熔的主要原因，因为其它元素是高温度或更高温度的熔化元素。这种不希望的重熔现象可以被可靠地抑制，特别是通过金属间网状物结构108抑制。
如上所述，可以获得低接合线厚度。因此，短时间可能足以使主体焊料与掺杂剂均匀。这对于能够形成以相反的外部结构110、112的形式(即在裸片背面和载体表面处)连接上和下接触界面的金属间化合物网状物或金属间网状物结构108可能是有利的。有利地，Sn接合可以发生在金属间化合物中(促进金属间连接结构106不重熔的趋势)，这也可以在接合金属间化合物网状物方面发挥作用。
图9示出了根据另一示例性实施例的电子系统100的截面视图。根据图9，金属间连接结构106的垂直厚度非常小。在图9的实施例中，主体114由铜制成，阻挡层106由镍制成，金属间相加速层128包括钯和金作为掺杂剂。
表1显示了根据图9的金属间连接结构106的各种成分的金属含量。表2总结了来自表1的信息并根据表1提供了关于掺杂剂的部分重量与金属间连接结构106的总重量之间的比率的指示。
<u>材料</u> <u>总质量[g]</u>
金 1.158×10<sup>-12</sup>
钯 9.6×10<sup>-13</sup>
焊料(全部) 1.01115×10<sup>-10</sup>
锡(焊膏的96％) 9.70704×10<sup>-11</sup>
银(焊膏的3％) 3.03345×10<sup>-12</sup>
铜(焊膏的0.5％) 5.05575×10<sup>-13</sup>
表1
Figure BDA0003764484590000181
表2
因此，表1和表2指示了金属间化合物网状物的焊料接合部中的掺杂剂重量比。如表所示，忽略源自芯片背面的掺杂剂，在所示实施例中，整个焊料接合部上的掺杂剂重量比约为5.5％。
负载掺杂剂的增加可以加速金属间化合物网状物形成。但是，当所述速度过快时，则可能会导致助焊剂从接合线排出(从而降低焊料材料的流动性)。这可能会在接合线中产生空隙。可以基于(i)回流过程特性和(ii)掺杂剂量来进行优化。通常，掺杂剂量可以在1％的重量百分比到35％的重量百分比的范围内，并且在许多情况下可以在4.5％的重量百分比到6.5％的重量百分比的范围内获得优异的结果。
在一个实施例中，制造方法可以包括产生具有由锡(Sn)与铜(Cu)和银(Ag)合金化的成分组成的金属间网状物结构108的金属间连接结构106，其中，铜在1％的重量百分比至30％的重量百分比的范围内，银在1％的重量百分比至60％的重量百分比的范围内，优选其余为锡。因此，金属间网状物结构108可以由Sn与Cu和Ag合金化的成分产生，其中，Cu的范围在1％的重量百分比至30％的重量百分比之间，Ag的范围在1％的重量百分比至60％的重量百分比(即使用Ag-Cu-Sn焊料系统)之间。
表3显示了根据多个实施例的具有金属间网状物结构108的金属间连接结构106的示例性成分，(连同固相线温度T固相线 和液相线温度T液相线 )：
Figure BDA0003764484590000191
表3
图10示出了根据又一示例性实施例的电子系统100的截面视图。在根据图10的实施例中，示出了金属网状物结构108在焊料基质122中的形成，该金属网状物结构108在载体102与部件104之间的几乎整个延伸尺度上延伸。因此，外部结构110、112(图10中未示出)的相对垂直延伸尺度可能非常低。
图11至图13是根据又一示例性实施例的在制造电子系统100期间获得的结构的截面视图。
参考图11，将包括金属间颗粒132的焊膏130施加到引线框架型载体102的上主表面。因此，可以对引线框架进行智能选择性焊接。例如，可以在层合物中以定义的焊盘线执行相应的工艺。再次参考图11，可以分配非常少量的焊膏130。例如，可以使用精细焊膏130、例如类型5焊膏。
参考图12，电子部件104从上方压在所施加的焊膏130上。因此，可以执行裸片接合工艺，并且可以将电子部件104压在焊膏130上，使得变形的焊膏130的厚度优选地减小到一个焊球尺寸。换句话说，通过挤压在载体102与部件104之间形成金属间颗粒132的单层134。
参考图13，如上所述，对图12所示的结构进行回流焊接，从而在载体102与部件104之间形成金属间连接结构106。因此，执行回流工艺以允许高金属间化合物形成(例如，目标可以是70％)。
图14是示出了通过混合银、金和锡产生的不同金属间相的性质的相图150，并且用于解释一个示例性实施例的原理。
银(Ag)与锡(Sn)之间的摩尔分数的变化用附图标记152表示。相应地，银(Ag)与金(Au)之间的摩尔分数的变化用附图标记154表示。此外，锡(Sn)与金(Au)之间的摩尔分数的变化用附图标记157表示。相图150示出了金-银-锡系统的各个相。例如，可以在具有高锡含量的区域159中获得液相。在对应于附图标记160的相图150的中心区域中，可以实现多种金属元素的高度混合。根据一个示例性实施例，所述区域可以用于形成金属间网状物结构108。
更具体地，一个示例性实施例可以使用多种金属元素来产生垂直熔合的金属间化合物(或多种金属间化合物)。这可以允许在回流工艺之后产生金属间化合物网状物或金属间网状物结构108。有利地，金属间化合物网状物在进一步回流期间不重熔。因此，有可能保持所获得的接合线或金属间连接结构106的结构稳定性。描述性地讲，金属间连接结构106可以在回流期间将电子部件104(特别是硅芯片)保持在载体102上。有利地，块状焊料簇可能在回流期间熔化，但由于其嵌入金属间化合物网状物中而不能流走。有利地，块状焊料(其可以是软的和可延展的)可以平衡接合线中的应力。
图15是示出了根据一个示例性实施例的在制造电子系统100期间执行的回流焊接工艺的曲线图170。沿着横坐标172，时间以秒为单位绘制。沿着纵坐标174，温度以℃为单位绘制。曲线176示出了高温回流特征曲线。如附图标记178所示，峰值温度(可以在280℃至300℃的范围内选择，例如高于和低于载体Tg)在回流焊接期间保持相对较长时间，优选1分钟到2分钟。通过这种控制方案，可以在金属间连接结构106中形成金属间网状物结构108方面获得优异性能。
图16(第一回流)和图17(第二回流)示出了根据一个示例性实施例的制造电子系统100的方法。所描述的回流特征曲线可以可靠地防止焊料材料出现不希望的重熔。在所描述的回流焊接工艺期间，将要形成的电子系统100的预制件被引导通过具有不同温度值的温度区I到VIII，如图16所示。参考附图标记190，可以引导预制件通过尚未形成焊料接合部的浸泡区。如附图标记192所示，然后可以使预制件经历增加的峰值时间和温度，这有利于金属间化合物的生长。
之后，待形成的电子系统100的处理过的预制件可经受进一步的回流工艺。在这种情况下，可以引导预制件通过具有不同温度值的温度区1至8，如图17所示。根据图17，另一电子部件104'通过附加焊膏130'连接在电子部件104上方。同样在根据图17的过程中，第一部件104的焊料在温度峰值区不会发生重熔。
在浸泡区194中，焊料接合部尚未形成。在峰值区196中，焊料熔化。在冷却区198中，焊料固化。
图18示出了根据一个示例性实施例的电子系统100的截面视图，该电子系统100被实施为晶体管外形(TO)封装体。电子系统100安装在这里被实施为印刷电路板的安装结构182上，用于建立装置180。
安装结构182包括电接触部184，电接触部184被实施为安装结构182的通孔中的镀覆部。当电子系统100安装在安装结构182上时，电子系统100的电子部件104经由电子系统100的这里被实施为由铜制成的引线框架的导电载体102电连接到电接触部184。
因此，电子系统100包括导电载体102、通过金属间连接结构106安装在载体102上的电子部件104(这里被实施为功率半导体芯片)以及包封载体102和电子部件104的一部分的包封材料156。从图18可以看出，电子部件104的上主表面上的焊盘经由作为导电接触元件160的连接导线电耦合到载体102。
在功率电子系统或电子系统100的操作期间，电子部件104形式的功率半导体芯片产生大量热量。同时，应确保可靠地避免电子系统100的底表面与环境之间的任何不期望的电流流动。
为了确保电子部件104的电绝缘并将热量从电子部件104内部向环境移除，可以提供电绝缘导热界面结构158，其在电子系统100的底部覆盖载体102的暴露表面部分和包封材料156的连接表面部分。界面结构108的电绝缘特性使得即使在电子系统100的内部和外部之间存在高电压的情况下也能防止不希望的电流流动。界面结构158的导热特性促进了从电子部件104经由导电载体102(适当导热的铜制成的)、通过界面结构108并朝向散热体162的散热。可以由高导热材料、例如铜或铝制成的散热体162具有直接连接到界面结构158的基体164，并且具有从基体164延伸且彼此平行的多个散热片166，以便将热量向环境移除。
如图18所示，金属间连接结构106形成在载体102与部件104之间，例如被实施为如图1所示。
应当注意，术语“包括”不排除其它要素或特征，并且“一个”或“一”不排除多个。还可以组合结合不同实施例描述的要素。还应注意，附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。此外，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的过程、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的特定实施例。因此，所附权利要求旨在将这些过程、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (20)

1.一种电子系统(100)，其中，所述电子系统(100)包括：
·至少部分导电的载体(102)；
·电子部件(104)；和
·金属间连接结构(106)，其连接载体(102)和部件(104)并且包括：
ο处于金属间连接结构(106)的中心部分中的金属间网状物结构(108)；和
ο相反的外部结构(110、112)，其没有金属间网状物并且分别相应地布置在金属间网状物结构(108)与载体(102)或部件(104)之间。
2.根据权利要求1所述的电子系统(100)，其中，所述载体(102)包括引线框架结构。
3.根据权利要求1或2所述的电子系统(100)，其中，所述载体(102)包括被金属扩散阻挡层(116)部分覆盖的导电主体(114)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电子系统(100)，其中，所述部件(104)包括覆盖有背面金属化部(120)的半导体本体(118)，所述背面金属化部(120)连接到金属间连接结构(106)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电子系统(100)，其中，所述金属间连接结构(106)包括用于在所述部件(104)与所述载体(102)之间产生焊料连接的焊料基质(122)。
6.根据权利要求5所述的电子系统(100)，其中，所述焊料基质(122)包括锡。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电子系统(100)，其中，所述金属间连接结构(106)包括至少一种金属间相促进剂金属构成的金属间相促进剂颗粒(124)，用于促进金属间相在所述金属间连接结构(106)内的形成。
8.根据权利要求7所述的电子系统(100)，其中，所述至少一种金属间相促进剂金属包括由银和铜组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电子系统(100)，其中，所述金属间网状物结构(108)和所述外部结构(110、112)包括相同的金属间材料。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的电子系统(100)，其中，所述电子系统包括以下特征中的至少一个：
金属间连接结构(106)包括至少一种金属间相加速金属构成的金属间相加速颗粒(126)，用于加速金属间网状物结构(108)的形成，其中，特别地，所述至少一种金属间相加速金属包括由钯、金、铂、钒和锌组成的组中的至少一种；
金属间连接结构(106)不含铅；
金属间连接结构(106)的垂直厚度(D)在5μm至50μm的范围内、特别是在10μm至30μm的范围内、更特别是在10μm至20μm的范围内；
所述电子系统包括至少一种金属间相加速金属构成的金属间相加速层(128)，其用于加速金属间网状物结构(108)的形成，并且布置在载体(102)与金属间连接结构(106)之间，其中，特别地金属间相加速层(128)为单层或双层；
金属间网状物结构(108)的部分垂直厚度相对于整个金属间连接结构(106)的整个垂直厚度(D)至少为80％；
金属间网状物结构(108)形成在外部结构(110、112)之间的整个垂直间距间连续延伸的相互连接的多金属颗粒的分叉网络；
金属间网状物结构(108)相对于整个金属间连接结构(106)的重量百分比在1％的重量百分比至30％的重量百分比的范围内、特别是在3％的重量百分比至8％的重量百分比的范围内、更特别是在4.5％的重量百分比至6.5％的重量百分比的范围内；
金属间连接结构(106)具有包括锡与铜和银的合金化的成分的金属间网状物结构(108)，其中，铜的重量百分比为1％的重量百分比至30％的重量百分比，银的重量百分比为1％的重量百分比至30％的重量百分比，并且优选其余为锡。
11.一种制造电子系统(100)的方法，其中，所述方法包括：
·通过金属间连接结构(106)将至少部分导电的载体(102)与电子部件(104)连接；和
·形成金属间连接结构(106)，所述金属间连接结构(106)具有：
ο处于金属间连接结构(106)的中心部分中的金属间网状物结构(108)；和
ο相反的外部结构(110、112)，其没有金属间网状物并且分别相应地布置在金属间网状物结构(108)与载体(102)或部件(104)之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法包括：通过在载体(102)上施加焊膏(130)来形成金属间连接结构(106)，所述焊膏(130)包括用于在部件(104)与载体(102)之间形成焊接连接的焊料基质(122)以及至少一种金属间相促进剂金属构成的用于促进金属间相在金属间连接结构(106)内的形成的金属间相促进剂颗粒(124)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述方法包括：为焊膏(130)提供具有在5μm至50μm范围内、特别是在10μm至20μm范围内的直径(d)的金属间颗粒(132)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述方法包括：在载体(102)与部件(104)之间挤压焊膏(130)。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法包括挤压焊膏(130)以在载体(102)与部件(104)之间形成焊膏(130)的金属间颗粒(132)的单层(134)。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下特征中的至少一个：
·所述方法包括：用金属间相加速层(128)覆盖载体(102)以加速金属间网状物结构(108)的形成，以及将金属间相加速层(128)布置在载体(102)与焊膏(130)之间；
·为焊膏(130)提供金属间相加速颗粒(126)以加速金属间网状物结构(108)的形成；
·所述方法包括产生具有由锡与铜和银合金化的成分组成的金属间网状物结构(108)的金属间连接结构(106)，其中，铜在1％的重量百分比至30％的重量百分比的范围内，银在1％的重量百分比至60％的重量百分比的范围内，并且优选其余为锡。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的方法，其中，所述方法包括通过将所述金属间连接结构(106)的前体加热到高于焊料前体的熔化温度但低于金属间网状物前体的熔化温度的峰值温度来形成所述金属间连接结构(106)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述方法包括将所述峰值温度维持至少1分钟的时间段、特别是1分钟至4分钟范围内的时间段、更特别是1.5分钟到2分钟的范围内的时间段。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述方法包括以下特征中的至少一个：
·所述峰值温度在260℃至350℃的范围内、特别是在280℃至300℃的范围内；
·焊料前体的熔化温度低于240℃；
·金属间网状物前体的熔化温度至少为370℃。
20.根据权利要求11-19中任一项所述的方法，其中，所述方法包括通过回流焊接形成所述金属间连接结构(106)。
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