DE10018138B4 - Verfahren zum Herstellen von Elektronikkomponenten - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente (20) mit folgenden Schritten:
Verbinden eines Elektronikkomponentenelements (20) mit einem Basisbauglied (10) über einen Höcker (51), um das Elektronikkomponentenelement (20) elektrisch und mechanisch mit dem Basisbauglied (10) über den Höcker (51) durch Bilden eines Festphasendiffusionsbereichs zu verbinden;
Verbinden eines Deckelbauglieds (30) mit dem Basisbauglied (10) auf eine Art und Weise, daß das Deckelbauglied (30) das Elektronikkomponentenelement (20) bedeckt; und
Vergrößern des Festphasendiffusionsbereichs mittels hoher Temperatur nach einem Verbinden des Elektronikkomponentenelements (20) mit dem Basisbauglied (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente, bei dem ein elektronisches Komponentenelement, wie beispielsweise ein Oberflächenwellenelement oder ein Halbleiterelement, über einen Höcker (Bump) verbunden wird, um das Elektr+onikkomponentenelement elektrisch und mechanisch mit einem Basisbauglied zu verbinden.
  • Elektronikkomponentenelemente, die durch einen Höcker verbunden sind, um auf Basisbaugliedern befestigt zu sein und um die Elektronikkomponenten in Gehäusen hermetisch durch ein Verbinden der Basisbauglieder mit Deckelbaugliedern abzudichten, sind bekannt. Bei solchen Elektronikkomponenten sind Elektronikkomponentenelemente gegenüber den Basisbaugliedern angeordnet, wobei Elektrodenanschlußflächen der Elektronikkomponentenelemente über Höcker, die aus Au oder anderem geeigneten Material hergestellt sind, mit entsprechenden Elektrodenanschlußbereichen der Basisbauglieder verbunden sind, um die Elektronikkomponentenelemente tragend zu befestigen und elektrisch mit den Basisbaugliedern zu verbinden. Danach werden Deckelbauglieder mit den Basisbaugliedern durch eine Nahtschweißung oder durch eine Verwendung eines Lötmaterials, wie beispielsweise Weichlot, zum Herstellen der Elektronikkomponenten verbunden.
  • Das vorhergehend beschriebene Höckerverbinden wird durch ein Positionieren der Elektronikkomponentenelemente gegenüberliegend zu den Basisbaugliedern durchgeführt, wobei beispielsweise Wärme und Druck während eines Anwendens einer Ultraschallwelle angewendet werden. Im allgemeinen beträgt die Zeit für das Höckerverbinden (Anwenden einer Ultraschallwelle, von Wärme und Drucks) annähernd eine Sekunde oder weniger. Die Bedingungen für das Verbinden, wie beispielsweise eine anzuwendende Ultraschallwellenausgabe, ein anzuwendender Druck (Belastung) und eine Temperatur, werden derart eingestellt, daß ein höherer Grad einer Verbindungsfestigkeit (Scherfestigkeit) erzielt werden kann. Beispielsweise liegt, um ein Höckerverbinden durchzuführen, gemäß der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 10-107078 eine Ultraschallwellenausgabe in einem Bereich zwischen 0,04 und 0,42 W/Höcker und ein angewendeter Druck in einem Bereich zwischen 150 bis 350 gf/Höcker. Unter diesen Bedingungen dehnt sich ein Festphasendiffusionsbereich, der durch die Elektroden und den Höcker gebildet wird, aus, wodurch die Festigkeit der Höckerverbindung erhöht werden kann.
  • Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren einer Herstellung einer Elektronikkomponente ist die Verbindungszeit zum Erreichen des Höckerverbindens jedoch sehr klein, obwohl die Verbindungsfestigkeit durch ein Verändern der Bedingungen für das Verbinden während des Höckerverbindens erhöht werden kann. Daher besteht eine Begrenzung für die Ausdehnung des Festphasendiffusionsbereichs, wobei eine ausreichende Verbindungsfestigkeit nicht erzielt werden kann. Mit anderen Worten wird, wenn das Höckerverbinden durchgeführt wird, eine gegenseitige Diffusion des Höckermaterials und des Elektrodenmaterials erzeugt, um den Festphasendiffusionsbereich zu bilden, um das Verbinden der Höcker und der Elektroden zu erreichen. Da jedoch die Verbindungszeit kurz ist, wenn das Höckerverbinden durchgeführt wird, ist es unmöglich, einen ausreichenden Festphasendiffusionsbereich nur durch ein Höckerverbinden zu erhalten. Zusätzlich besteht ein Problem, daß eine anvisierte Verbindungsfestigkeit aufgrund von Schwankungen in Materialien und in Abmessungen von Komponentenbauglieder nicht erhalten werden kann, und daß Schwankungen in den Bedingungen für das Verbinden auftreten, während das Verbinden durchgeführt wird.
  • Die US 5,585,671 zeigt eine Flip-Chip-Anordnung, bei der ein Chip über Löthöcker mit einem Substrat verbunden ist. Die durch den Chip und das Substrat gebildete Anordnung wird mittels eines Epoxy-Haftmittels mit einem Deckel verbunden, indem eine Epoxy-Schicht zwischen einer oberen Oberfläche des Chips und einer Oberfläche des Deckels aufgebracht wird. Daraufhin wird ein Ausheilschritt durchgeführt, bei dem die gehäuste Chip/Substrat-Anordnung bei einer Temperatur von 150°C ausgeheilt wird. In einem weiteren Schritt wird die gehäuste Anordnung untersucht und bei einer Raumtemperatur einer Ausheilung unterzogen.
  • Die DE 19 743 211 C2 offenbart ein IC-Montage/Demontagesystem, bei dem ein fertiggestellter IC einem Einbrenn- oder Voralterungsprozeß ausgesetzt ist, der bei einer Temperatur von 150 bis 130°C eingeschaltet wird. Der IC befindet sich dabei auf einer Vielzahl von Stecksockeln, wobei der IC mit dem Stecksockel elektrisch verbunden ist und eine Sockelplatte, auf der die Stecksockel angeordnet sind, in einen Einbrenn- oder Voralterungsofen gebracht wird.
  • Die EP 0 853 342 A1 zeigt ein Verfahren zum Befestigen von Elektronikteilen, bei dem ein Steckbauglied auf einer Seite einer Verdrahtungsplatte befestigt wird, während auf einer anderen Seite der Verdrahtungsplatte Elektronikteile befestigt werden. Das Elektronikteil und die Verdrahtungsplatte werden mittels eines elektrisch isolierenden Dichtungsmittels verbunden, das unter Anwendung von Wärme und Druck ausgeheilt wird.
  • Die US 5,217,922 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements, bei dem eine Rückseitenoberfläche eines Halbleiterchips mittels eines Lötmaterials auf einem Substrat befestigt wird. Der Chip weist auf der Rückseitenoberfläche eine Metallschicht auf, um eine gute Haftung zu erreichen. Nach dem Verbinden wird der Halbleiterchip durch Dichtungsmittel hermetisch abgedichtet. Bei dem Verfahren wird ein Lötmaterial auf der Metallschicht, die auf dem Substrat gebildet ist, aufgebracht und auf der Rückseite des Halbleiterchips Lötmaterial angeordnet, woraufhin eine Wärmebehandlung durchgeführt wird, um das zum Verbinden des Deckels mit dem Substrat vorgesehene Löt mittel und das zum Verbinden des Chips mit dem Deckel vorgesehene Lötmittel zum Schmelzen zu bringen.
  • Die US 5,729,896 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Elektronikbauelement mit einem flexiblen Träger verbunden wird, wobei das Elektronikbauelement mit einem Löthöcker versehen wird, wobei Löthöcker mit einem metallischen Deckel verwendet werden.
  • Die JP 10/107078 A offenbart ein Herstellungsverfahren für Elektronikteile, bei dem ein Substrat mittels einer Wärmestufe erwärmt wird, und gleichzeitig unter Anwendung von Ultraschallwellen ein Oberflächenwellenchip auf Elektroden des Substrats mittels Kugelhöckern befestigt wird.
    •
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das es ermöglicht, einen Höcker mit einer Elektrode zu verbinden, derart, daß die Festigkeit der Höckerverbindung erhöht ist und eine ausgezeichnete Verläßlichkeit erhalten wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Um die vorhergehend beschriebenen Probleme zu überwinden, liefern bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelemts, bei dem ein Festphasendiffusionsbereich, der durch einen Höcker und eine Elektrode, die mit dem Höcker verbunden ist, definiert ist, ausgedehnt ist, um die Stärke der Höckerverbindung zu erhöhen, um Verbindungsausfälle in dem Abschnitt, der durch den Höcker verbunden ist, zu verhindern, so daß eine ausgezeichnete Verläßlichkeit erzielt wird.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente die Schritte eines Verbindens eines Elektronikkomponentenelements mit einem Basisbauglied über einen Höcker (Bump), um das Elektronikkomponentenelement mit dem Basisbauglied elektrisch und mechanisch zu verbinden, sowie ein Verbinden eines Deckelbauglieds mit dem Basisbauglied auf eine solche Art und Weise, daß das Deckelbauglied das Elektronikkomponentenelement bedeckt. Bei diesem Verfahren wird eine Hochtemperaturalterung durchgeführt, nachdem das Elektronikkomponentenelement mit dem Basisbauglied über den Höcker verbunden ist.
  • Bei dem vorhergehend beschriebenen Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente wird durch die Hochtemperaturalterung bewirkt, daß der Festphasendiffusionsbereich, der durch den Höcker, die Elektrode des Elektronikkomponentenelements sowie durch die Elektrode des Basisbauglieds, die mit dem Höcker verbunden ist, definiert ist, stark ausgedehnt wird. Zusätzlich kann der stabile Festphasendiffusionsbereich mit leichten Schwankungen, erhalten werden, wobei als Folge die Festigkeit der Höckerverbindung stark erhöht ist.
  • Die vorhergehend beschriebene Hochtemperaturalterung kann sowohl vor als auch nach dem Verbinden des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds durchgeführt werden. Alternativ kann, wenn ein Höckerverbinden durchgeführt wird, die Hochtemperaturalterung nach dem Verfahren des Höckerverbindens durchgeführt werden.
  • Ferner kann die Hochtemperaturalterung zur gleichen Zeit, zu der das Basisbauglied mit dem Deckelbauglied verbunden wird, durchgeführt werden. Da es in diesem Fall einfach notwendig ist, eine Zeit, die äquivalent zu der Zeit, die für das Verfahren einer Hochtemperaturalterung benötigt wird, hinzuzufügen, kann in diesem Fall die Anzahl der Schritte in dem Produktionsprozeß reduziert werden.
  • Andere Merkmale, Kennzeichen, Vorteile und Schritte von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher werden.
    •
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine abschnittsweise Ansicht eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine abschnittsweise Ansicht des Oberflächenwellenbauelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das erhalten wird, wenn ein Höckerverbinden durchgeführt wird;
  • 3 eine abschnittsweise Ansicht des Oberflächenwellenbauelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das erhalten wird, wenn eine Hochtemperaturalterung durchgeführt wird;
  • 4 eine abschnittsweise Ansicht des Oberflächenwellenbauelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das erhalten wird, wenn ein Basisbauglied mit einem Deckelbauglied verbunden wird;
  • 5 einen Graphen, der das Verhältnis zwischen der Zeit einer Hochtemperaturalterung und dem Festphasendiffusionsbereich in dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 6 einen Graphen, der das Verhältnis zwischen der Zeit einer Hochtemperaturalterung und einer Verbindungsfestigkeit bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung wird anhand eines Beispiels eines Oberflächenwellenbauelements nachfolgend dargestellt.
  • Wie es in 1 gezeigt ist, wird bei dem Oberflächenwellenbauelement gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußflächen 25 eines Oberflächenwellenbauelements 20 und eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußbereichen 12 auf der oberen Oberfläche innerhalb der Aussparung eines Basisbauglieds 10 über Höcker 51 (Bumps), die bevorzugt aus Au oder einem anderen geeigneten Material bestehend, verbunden. Ein Deckelbauglied 30 wird bevorzugt mit dem Basisbauglied 10 vorzugsweise durch ein Lötmaterial 52, wie beispielsweise einem Weichlot mit einem hohen Schmelzpunkt, oder durch andere geeignete Materialien auf eine solche Art und Weise verbunden, daß das Deckelbauglied 30 das Oberflächenwellenbauelement 20 bedeckt, wodurch das Oberflächenwellenbauelement 20 innerhalb eines Gehäuses (in einen Raum), das zwischen dem Basisbauglied 10 und dem Deckelbauglied 30 definiert ist, hermetisch abgedichtet ist.
  • Das Basisbauglied 10 besitzt vorzugsweise eine aussparungsartige Form und ist bevorzugt gebildet, indem ein Keramikmaterial, wie beispielsweise Aluminiumoxid, oder ein anderes geeignetes Material laminiert wird. Auf der oberen Oberfläche des Basisbauglieds 10 innerhalb der Aussparung ist die Mehrzahl der Elektrodenanschlußbereiche 12, die aus Au oder einem anderen geeigneten Material bestehen, vorgesehen. Auf der unteren Oberfläche des Basisbauglieds 10 ist eine Mehrzahl von Anschlußelektroden bereitgestellt, die mit den Elektrodenanschlußbereichen 12 über Durchgangslöcher oder andere geeignete Verbindungsbauglieder verbunden sind. Obwohl dies nicht in der Figur gezeigt ist, ermöglicht diese Struktur, daß die untere Oberfläche des Basisbauglieds 10 als die Befestigungsoberfläche verwendet werden kann. Das Oberflächenwellenbauelement 20 umfaßt bevorzugt ein piezoelektrisches Substrat, das aus einem Material, wie beispielsweise LiTaO3, LiNbO3 oder Quarz oder anderen geeigneten Materialien, hergestellt ist. Ein Elektrodenmuster, das IDT-Elektroden (IDT=interdigital transducer=Interdigitalwandler), die aus Al oder anderen geeigneten Materialien bestehen, und die Elektrodenanschlußflächen 25 umfaßt, die mit den IDT-Elektroden verbunden sind, ist auf dem piezoelektrischen Substrat vorzugsweise durch ein bekanntes Dünnfilmbildungsverfahren oder andere geeignete Prozesse gebildet.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines Oberflächenwellenbauelements gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend dargestellt.
  • Zuerst wird auf jeder der Elektrodenanschlußflächen des Oberflächenwellenbauelements 20 ein Höcker 51, der vorzugsweise aus Au oder einem Material, das Au umfaßt, besteht, als eine Hauptkomponente bevorzugt durch ein Kugelbondverfahren (Ball-Bonding-Verfahren) gebildet. Das Verfahren zum Bilden eines Höcker ist. jedoch nicht auf das Kugelbondverfahren beschränkt. Beispielsweise können andere Höckerbildungsverfahren, wie beispielsweise eine Höckerbildung durch ein Plattieren Metallisieren, verwendet werden. Zusätzlich kann der Höcker 51 im voraus auf dem Elektrodenanschlußbereich 12 des Basisbauglieds 12 gebildet werden.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, wird danach das Basisbauglied 10 auf einer Heizstufe 61 plaziert, wonach jeder der Elektrodenanschlußbereiche 12 auf dem Basisbauglied 10 und jede der Elektrodenanschlußflächen 25 des Oberflächenwellenbauelements 20, das jedem der Elektrodenanschlußbereiche 12 zugeordnet ist, über die Höcker 51 einander gegenüber angeordnet, um das Oberflächenwellenbauelement zu befestigen. Nacheinander wird das Basisbauglied 10 durch die Heizstufe 61 erwärmt, ein Druck auf das Basisbauglied 10 angewendet, während eine Ultraschallwelle (Ultraschallschwingung) durch ein Ultraschallwellengerät 70 angewendet wird, wobei die Elektrodenanschlußflächen 25 und die Elektrodenanschlußbereiche 12 durch die Höcker 51 verbunden werden. In diesem Fall, wenn das Verbinden durch die Höcker durchgeführt wird, beträgt die Zeit der Anwendung der Wärme, des Drucks sowie der Ultraschallwelle annähernd 0,5 Sekunden, während die Temperatur zum Erwärmen annähernd 200°C beträgt. Gewöhnlich liegt die Temperatur zum Erwärmen in einem Bereich von etwa 100°C bis etwa 200°C, wenn das vorhergehend beschriebene Höckerverbinden (das Verbinden von Au und Au) durch ein gleichzeitiges Anwenden einer Ultraschallwelle und von Wärme durchgeführt wird, wobei die Zeit der Anwendung der Ultraschallwelle annähernd innerhalb einer Sekunde liegt. Ferner liegt die Temperatur zum Erwärmen vorzugsweise innerhalb des Bereichs von etwa 300°C bis etwa 400°C, wenn lediglich Wärme angewendet wird, ohne eine Anwendung einer Ultraschallwelle.
  • Wie es in 3 gezeigt ist, wird daraufhin ein Oberflächenwellenbauelement innerhalb einer Erwärmungsvorrichtung 62, wie beispielsweise einem Konstanttemperaturbad, oder auf der Erwärmungsvorrichtung 62 planiert, wobei beispielsweise eine Hochtemperaturalterung für annähernd 5 bis 20 Minuten bei einer Temperatur von etwa 300°C durchgeführt wird.
  • wie es in 4 gezeigt ist, wird danach ein Deckelbauglied 30, auf das ein Weichlot mit einem hohen Schmelzpunkt oder ein anderes geeignetes Material, das ein Lötmaterial 52 definiert, vorher durch Druck aufgebracht ist, auf das Basisbauglied 10 gestapelt, wobei das Lötmaterial 52 durch eine Erwärmungsvorrichtung 63, wie beispielsweise einen Aufschmelz- bzw. Reflowofen, erwärmt und geschmolzen wird, um das Basisbauglied 10 und das Deckelbauglied 30 zu verbinden. Das Verbinden wird unter Bedingungen der Aufschmelztemperatur von etwa 200°C bis etwa 360°C sowie der Aufschmelzzeit von annähernd 20 Sekunden durchgeführt. In diesem Fall kann das verbinden des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds durch andere Verbindungsverfahren, wie beispielsweise ein Nahtschweißen oder ein Harzverbinden, durchgeführt werden. Als eine Alternative zu einem Lötmittel kann als das Lötmaterial eine Verbindung von Au und Sn oder ein Glas mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet werden. Zusätzlich kann das Lötmaterial vorbereitend auf dem Basisbauglied gebildet werden oder durch ein Drucken oder durch andere geeignete Verfahren gebildet werden.
  • Da eine Hochtemperaturalterung durchgeführt wird, nachdem das Oberflächenwellenbauelement 20 mit dem Basisbauglied 10 über die Höcker verbunden ist, kann bei dem Verfahren zum Herstellen des Oberflächenwellenbauelements dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels der Festphasendiffusionsbereich, der durch die Höcker 51, die Elektrodenanschlußflächen 25 sowie die Elektrodenanschlußbereiche 12 definiert ist, stark vergrößert und ausgedehnt werden, wobei Schwankungen des Festphasendiffusionsbereichs, die aufgrund von Schwankungen der Bedingungen für das Verbinden während des Höckerverbindens auftreten, signifikant reduziert werden. Mit anderen Worten wird der Festphasendiffusionsbereich, der durch die Höcker und die Elektroden, die mit den Höckern verbunden sind, definiert ist, durch die Durchführung einer Hochtemperaturalterung stark ausgedehnt. Zusätzlich kann ein stabiler Festphasendiffusionsbereich, bei dem es leichte Schwankungen gibt, erhalten werden. Daher ist die Festigkeit einer Höckerverbindung stark erhöht.
  • Bei dem obigen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist beschrieben worden, daß eine Hochtemperaturalterung vor einem Verbinden des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds durchgeführt wird. Eine Hochtemperaturalterung kann jedoch zur gleichen Zeit, zu der das Basisbauglied und das Deckelbauglied verbunden werden, durchgeführt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren des Verbindens des Basisbauglieds 10 und des Deckelbauglieds 30 innerhalb des Aufschmelzofens das bezugnehmend auf 4 beschrieben wurde, unter Bedingungen durchgeführt werden, bei denen die Zeit von annähernd 5 bis 20 Minuten als die Zeit für eine Hochtemperaturalterung zu der Verbindungszeit von annähernd 20 Sekunden hinzugefügt wird, um sowohl das Verbinden des Basisbauglieds 10 mit dem Deckelbauglied 30 als auch die Hochtemperaturalterung gleichzeitig durchzuführen. Mit dieser Anordnung ist es nicht notwendig, den Schritt einer Hochtemperaturalterung zusätzlich durchzuführen. Daher kann die Anzahl von Schritten in der Herstellung reduziert werden, wobei dadurch die Herstellungskosten geringer als bei dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel sein können. In diesem Fall liegt der maximale Wert der Aufschmelztemperatur vorzugsweise etwa 10°C bis etwa 100°C höher als der Schmelzpunkt des Lötmaterials.
  • Überdies kann eine Hochtemperaturalterung nach dem Verbinden des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds durchgeführt werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, daß die Temperatur einer Hochtemperaturalterung geringer als der Schmelzpunkt des Lötmaterials ist.
  • Außerdem ist die Erwärmungsvorrichtung, die für die Hochtemperaturalterung verwendet wird, nicht auf ein Konstanttemperaturbad oder einen Aufschmelzofen beschränkt. Andere Erwärmungsvorrichtungen, wie beispielsweise eine Wärmeplatte, können verwendet werden. Wenn ferner eine Heizstufe, die bei dem Prozeß des Höckerverbindens verwendet wird, zum Erreichen der Alterung verwendet wird, kann die Hochtemperaturalterung kontinuierlich nach dem Höckerverbinden durchgeführt werden, wodurch sich die Anzahl von Schritten bei dem Herstellungsverfahren weiter reduziert.
  • Außerdem sind die Elektrodenanschlußflächen des Oberflächenwellenelements, die Elektrodenanschlußbereiche des Basisbauglieds und das Material des Höckers nicht auf die, die bei dem vorherigen bevorzugten Ausführungsbeispiel gezeigt sind, beschränkt. Beispielsweise kann ein metallisches Material, wie beispielsweise ein Weichlot, als das Material für einen Höcker verwendet werden. Eine Elektrode aus Au oder aus einem anderen geeigneten Material kann als die Elektrodenanschlußfläche auf einer Elektrode, die aus Al gebildet ist, gebildet werden. Eine Elektrode, bei der eine Ni-Plattierung oder eine Au-Plattierung auf einer Elektrode, die aus W oder Mo gebildet ist, durchgeführt ist, kann als der Elektrodenanschlußbereich verwendet werden.
  • Die Bedingungen (Temperatur und Zeit) für eine Hochtemperaturalterung werden entsprechend den Materialien dieser Komponentenbauglieder, Bedingungen für das Höckerverbinden und Bedingungen für das Verbinden des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds bestimmt. Im besonderen ist die Temperatur für eine Hochtemperaturalterung bevorzugt eine Temperatur, bei der der Festphasendiffusionsbereich, der durch die Höcker und die Elektroden, die mit den Höckern verbunden sind, definiert ist, am wirksamsten ausgedehnt wird.
  • Im folgenden wird der Betrieb und die Vorteile von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 und 6 dargestellt werden.
  • 5 zeigt die Beziehung zwischen der Zeit für eine Hochtemperaturalterung und dem Festphasendiffusionsbereich, während 6 die Beziehung zwischen der Zeit für eine Hochtemperaturalterung und der Verbindungsfestigkeit zeigt. Die Daten sind Mittelwerte, die aus zehn Proben erhalten wurden. Bei diesen Figuren sind Daten geliefert, die sich auf Teile beziehen, bei denen die Elektrodenanschlußflächen eines Oberflächenwellenelements und die Höcker unter Bedingungen verbunden wurden, bei denen eine Hochtemperaturalterung bei einer Temperatur von etwa 300°C durchgeführt wurde, wobei ein Basisbauglied aus Aluminiumoxid besteht, die Elektrodenanschlußbereiche aus Au besteht, das piezoelektrische Substrat des Oberflächenwellenbauelements aus LiTaO3 hergestellt ist, die Elektrodenanschlußleitungen desselben aus Al sind, sowie die Höcker aus Au hergestellt sind. Wie in den 5 und 6 deutlich zu sehen ist, wird durch die Durchführung einer Hochtemperaturalterung der Festphasendiffusionsbereich stark ausgedehnt, wodurch sich eine signifikante Verbesserung der Verbindungsfestigkeit ergibt. zusätzlich ist zu sehen, daß für anfängliche fünf Minuten der Alterungszeit, der Festphasendiffusionsbereich und die Verbindungsfestigkeit sich annähernd proportional zu der Zeit erhöhen. Daher beträgt die Zeit für eine Hochtemperaturalterung bevorzugt etwa fünf Minuten oder länger.
  • Obwohl bei den obigen bevorzugten Ausführungsbeispielen vorzugsweise ein metallisches Material für das Deckelbauglied verwendet wird, ist das Deckelbauglied nicht auf ein metallisches Bauglied beschränkt. Ein keramisches Deckelbauglied kann bei anderen bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zusätzlich sind die Formen des Basisbauglieds und des Deckelbauglieds nicht auf diejenigen beschränkt, die in den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen gezeigt sind. Beispielsweise können ein Basisbauglied, das eine Plattenkonfiguration besitzt, und ein Deckelbauglied, das eine Aussparungskonfiguration besitzt, zum Bilden eines Gehäuses verwendet werden.
  • Zusätzlich ist es ferner möglich, die vorliegende Erfindung beispielsweise auf ein Halbleiterbauelement, bei dem ein Halbleiterelement mit einem Basisbauglied über Höcker verbunden wird, anzuwenden, obwohl die vorherigen bevorzugten Ausführungsbeispiele das Oberflächenwellenbauelement als ein Beispiel verwenden.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Elektronikkomponente (20) mit folgenden Schritten: Verbinden eines Elektronikkomponentenelements (20) mit einem Basisbauglied (10) über einen Höcker (51), um das Elektronikkomponentenelement (20) elektrisch und mechanisch mit dem Basisbauglied (10) über den Höcker (51) durch Bilden eines Festphasendiffusionsbereichs zu verbinden; Verbinden eines Deckelbauglieds (30) mit dem Basisbauglied (10) auf eine Art und Weise, daß das Deckelbauglied (30) das Elektronikkomponentenelement (20) bedeckt; und Vergrößern des Festphasendiffusionsbereichs mittels hoher Temperatur nach einem Verbinden des Elektronikkomponentenelements (20) mit dem Basisbauglied (10).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Schritt des Vergrößerns des Festphasendiffusionsbereichs eine Hochtemperaturalterung des angebrachten Elektronikkomponentenelements (20), des Basisbauglieds (10) und des Höckers (51) umfaßt, so daß ein Festphasendiffusionsbereich durch den Höcker (51), die Elektrode des Elektronikkomponentenelements (20) und die Elektrode des Basisbauglieds (10) definiert wird, wobei eine Festphasendiffusion zwischen dem Höcker (51), der Elektrode des Elektronikkomponentenelements (20) und der Elektrode des Basisbauglieds (10) aufgrund einer Ausdehnung des Festphasendiffusionsbereichs während der Hochtemperaturalterung erfolgt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt des Durchführens der Hochtemperaturalterung nach dem Verbinden des Elektronikkomponentenelements (20) mit dem Basisbauglied (10) über den Höcker (51) durchgeführt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der Schritt des Durchführens der Hochtemperaturalterung zur gleichen Zeit wie das Verbinden des Deckelbauglieds (30) mit dem Basisbauglied (10) durchgeführt wird.
  5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Elektronikkomponente (20) ein Oberflächenwellenelement (20) ist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem das Oberflächenwellenelement (20) eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußflächen (25) umfaßt, während das Basisbauglied (10) eine Mehrzahl von Elektrodenanschlußbereichen (12) umfaßt, wobei die Elektrodenanschlußflächen (25) mit den Elektrodenanschlußbereichen (12) über die Höcker (51) verbunden werden.
  7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der Höcker (51) aus Au hergestellt ist.
  8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Deckelbauglied (30) aus Metall hergestellt ist.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das Deckelbauglied (30) aus Keramik hergestellt ist.
  10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Schritt des Verbindens des Deckelbauglieds (30) mit dem Basisbauglied (10) die Schritte eines Vorsehens eines Lötmaterials (52) zwischen dem Deckelbauglied (30) und dem Basisbauglied (10) und eines Schmelzens des Lötmaterials (52) umfaßt.
  11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Höcker (51) auf dem Basisbauglied (10) durch ein Kugelbondverfahren gebildet wird.
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Schritt des Verbindens des Elektronikkomponentenelements (20) mit dem Basisbauglied (10) ein Plazieren des Basisbauglieds (10) und des Elektronikkomponentenelements (20) in einer Heizstufe und ein Erwärmen des Basisbauglieds (10) und des Elektronikkomponentenelements (20) umfaßt.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem während des Schritts des Erwärmens des Basisbauglieds (10) und des Elektronikkomponentenelements (20) ein Druck auf das Basisbauglied (10) angewendet wird, während eine Ultraschallwelle auf dasselbe angewendet wird.
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem während des Schritts des Verbindens die Zeit der Anwendung der Wärme, des Drucks und der Ultraschallwelle annähernd 0,5 Sekunden beträgt, während die Temperatur zum Erwärmen bei annähernd 200°C liegt.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem während des Schritts des Verbindens die Zeit für die Anwendung der Wärme, des Drucks und der Ultraschallwelle annähernd 1,0 Sekunden beträgt, während die Temperatur zum Erwärmen bei annähernd 100°C bis 200°C liegt.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die Temperatur zum Erwärmen bevorzugt innerhalb des Bereichs von etwa 300°C bis etwa 400°C liegt.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Schritt des Verbindens des Deckelbauglieds (30) mit dem Basisbauglied (10) entweder durch eine Aufschmelzerwärmung, ein Nahtschweißen oder ein Harzver binden durchgeführt wird.
  18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Schritt des Verbindens des Deckelbauglieds (30) mit dem Elektronikkomponentenelement (20) durch eine Aufschmelzerwärmung eines Lötmaterials (52) bei einer Temperatur, die etwa 10°C bis etwa 100°C höher als der Schmelzpunkt des Lötmaterials (52) liegt, durchgeführt wird.
  19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der Schritt des Verbindens des Deckelbauglieds (30) mit dem Elektronikkomponentenelement (20) durch eine Aufschmelzerwärmung eines Lötmaterials (52) durchgeführt wird, wobei ferner das Vergrößern des Festphasendiffusionsbereichs bei einer Temperatur, die geringer als der Schmelzpunkt des Lötmaterials (52) ist, durchgeführt wird.
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