DE112015003845T5 - Bondaufbau, Bondmaterieal und Bondverfahren - Google Patents

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Kazuhiro Maeno
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Abstract

Ein Bondaufbau (20) bondet eine Cu-Verdrahtungsleitung (12) und eine Bauelementelektrode (14) aneinander. Der Bondaufbau (20) ist zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung (12) und der Bauelementelektrode (14) angeordnet und umfasst eine erste intermetallische Verbindungsschicht (21) (eine Schicht aus einer intermetallischen Verbindung (IMV) aus Cu und Sn), die auf der Grenzfläche mit der Cu-Verdrahtungsleitung (12) ausgebildet ist, eine zweite intermetallische Verbindungsschicht (22) (eine Schicht aus einer intermetallischen Verbindung (IMV) aus Cu und Sn), die auf der Grenzfläche mit der Bauelementelektrode (14) ausgebildet ist, und eine Zwischenschicht (25), die zwischen den intermetallischen Verbindungsschichten vorhanden ist. In der Zwischenschicht (25) ist in Sn (23) eine netzwerkartige IMV (24) (eine netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn) vorhanden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen bleifreien Bondaufbau, der der Temperatur auf der Hochtemperaturseite einer temperaturhierarchischen Verbindung standhält, auf ein Bondmaterial zum Ausbilden des Bondaufbaus und auf ein Bondverfahren.
  • Stand der Technik
  • In Übereinstimmung mit den Umweltschutzmaßnahmen in letzter Zeit ist aus Loten, die als Bondmaterialien verwendet werden, um zum Beispiel elektronische Bauteile zu montieren, Blei beseitigt worden. Insbesondere beim Niedrigtemperaturlöten, das derzeit am gebräuchlichsten ist, ist Blei beinahe zu 100% beseitigt worden. Andererseits ist die technische Hürde beim Hochtemperaturlöten, das zum hierarchischen Löten verwendet wird, hoch, und ein taugliches bleifreies Lot ist noch nicht entwickelt worden. Von den Regulierungen wird daher die Verwendung von Blei beim Hochtemperaturlöten ausgenommen.
  • Zum Hochtemperaturlöten wird in den meisten Fällen ein Pb-5Sn-Lot verwendet. Dieses Lot wird häufig verwendet, weil es einen Schmelzpunkt von 303/305°C hat, der zum hierarchischen Löten geeignet ist, und weil es außerdem eine gute Benetzbarkeit und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit hat.
  • Um das Hochtemperaturbleilöten zu ersetzen und das Blei zu beseitigen, ist im Gegensatz dazu als ein bleifreies Bondmaterial eine Lotfolie vorgeschlagen worden, die in einer temperaturhierarchischen Verbindung zur Verbindung auf der Hochtemperaturseite verwendet wird und durch Walzen eines Lotmaterials erzielt wird, das als Lotpartikel Cu-Partikel und Sn-Partikel enthält (siehe Patentdokument 1). In dieser Lotfolie reagieren geschmolzene Sn- und Cu-Partikel miteinander, wenn die zwischen den Bauteilen angeordnete Lotfolie erhitzt wird, und die Cu-Partikel werden durch Cu6Sn5 (intermetallische Verbindung) aneinander gebunden. Die Verbindungsfestigkeit durch die Lotfolie ist dadurch sogar bei 280°C gewährleistet.
  • Allerdings wird das Bondmaterial des Patentdokuments 1 ausgebildet, indem das Cu-Partikel und Sn-Partikel enthaltende Lotmaterial gewalzt wird, und somit müssen die Cu-Partikel und die Sn-Partikel gleichmäßig gemischt werden. Daher ist nicht nur der Mischvorgang zeitraubend, sondern es sind auch die Herstellungskosten, um durch Walzen eine bestimmte Dicke zu erreichen, hoch. Außerdem hat Cu6Sn5, das eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn ist, selbst eine schlechte Benetzbarkeit und außerdem harte und spröde Eigenschaften. Im Fall eines Formpressens nach dem Mischen der Partikel wie im Patentdokument 1 setzt sich der gesamte Bereich des Bondaufbaus außerdem aus einer großen Menge Cu6Sn5 zusammen, und daher besteht die Möglichkeit einer Verschlechterung der Benetzbarkeit und einer schlechten Temperaturwechselbeständigkeit.
  • Außerdem wird beim Patentdokument 1 nach dem Mischen der Cu- und Sn-Partikel ein Formpressen durchgeführt, und daher ist es schwierig, ausreichend Hohlräume zu reduzieren. Und zwar werden beim Patentdokument 1 bei dem Formpressen Lücken zwischen den Cu-Kugeln durch plastisches Fließen von Sn gefüllt, und deswegen werden die Lücken der Cu-Kugeln nicht durch Schmelzen von Sn gefüllt. Es ist in diesem Fall schwierig, die feinen Lücken zwischen den Cu-Kugeln nur durch das plastische Fließen von Sn vollständig zu füllen. Daher werden beim herkömmlichen Löten mit einer Cu- und Sn-Partikel enthaltenden Paste Lücken in einem gewissen Maß reduziert, allerdings können die Lücken nicht auf das gleiche Niveau wie beim Bleilöten reduziert werden.
  • Das Patentdokument 1 offenbart außerdem, dass beim Formpressen in einem gewissen Maß Wärme erzeugt wird und dass die Temperatur leicht erhöht wird, um die Fließfähigkeit des Sn zu erhöhen. In diesem Fall kann die Ausbildung der intermetallischen Verbindung Cu6Sn5 zwischen den Cu- und Sn-Partikeln nicht vermieden werden. Dies liegt daran, weil Cu anfällig für eine Diffusionsreaktion mit Sn ist, und somit reagiert Cu auch unter einer Temperaturerhöhung in einem Maß, in dem Sn nicht schmilzt, leicht mit Sn. In diesem Fall wird das Fließvermögen von Sn beim Formpressen aufgrund des Vorhandenseins der intermetallischen Verbindung Cu6Sn5 reduziert, und es werden tendenziell noch eher Hohlräume ausgebildet.
  • Wenn die intermetallische Verbindung Cu6Sn5 vor dem Bonden ausgebildet wird, verschlechtern sich außerdem die Bondeigenschaften durch die Lotfolie. Das liegt daran, weil die intermetallische Verbindung Cu6Sn5, wie oben beschrieben wurde, selbst eine schlechte Benetzbarkeit hat und daher die Benetzung des partikelhaltigen Sn hemmt.
  • Bekannte Dokumente
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: JP 2004-247742 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen bleifreien Bondaufbau, bei dem ein flussmittelfreier Bondvorgang möglich ist und der gleichwertige Eigenschaften wie der Bondaufbau hat, der durch herkömmliches Hochtemperaturbleilöten gebondet wird, ein Bondmaterial zum Ausbilden des Bondaufbaus und ein Bondverfahren zur Verfügung zu stellen.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe und in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bondaufbau zur Verfügung gestellt, der so gestaltet ist, dass er ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aneinanderbondet. Zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil ist vor dem Bonden auf Cu geschichtetes Sn angeordnet. Cu und Sn bilden eine intermetallische Verbindung, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderzubonden.
  • Da bei der Gestaltung der Erfindung Cu und Sn geschichtet sind, füllt beim Bonden geschmolzenes Sn zuverlässig lückenlos die Grenzfläche von Cu, sodass auf der gesamten Oberfläche des Cu in Schichtform eine intermetallische Verbindung ausgebildet wird. Daher können Hohlräume, die sich wie beim Patentdokument 1 in dem ungefüllten Abschnitt in Lücken bilden, die die Cu-Kugeln umgeben, beseitigt werden, und somit wird ein guter Bond erreicht.
  • Außerdem ist nicht wie im Patentdokument 1 das plastische Fließen von Sn durch Formpressen erforderlich. Daher wird vor dem Bonden die Erzeugung der intermetallischen Verbindung unterdrückt, und das geschmolzene Sn berührt beim Bonden leicht die gesamte Oberfläche des Cu. Daher ist eine gute Benetzbarkeit gewährleistet.
  • Da Cu und Sn geschichtet sind, ist anders als beim Pastenlot, das einen Kugelaufbau hat, ein flussmittelfreies Bonden möglich.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau ist die intermetallische Verbindung an dem bondenden Teil vorzugsweise auf der gesamten Oberfläche von jeweils der Grenzfläche des ersten Bauteils und der Grenzfläche des zweiten Bauteils als eine Schicht angeordnet. Die intermetallische Verbindung ist vorzugsweise innerhalb einer Sn-reichen Schicht, die zwischen der Grenzfläche des ersten Bauteils und der Grenzfläche des zweiten Bauteils vorhanden ist, in der Form eines Netzwerks verteilt, um so die zwei Grenzflächen zu verbinden.
  • Der Netzwerkaufbau der intermetallischen Verbindung (IMV) wird als für die Temperaturwechselbeständigkeit wirksam angesehen. Und zwar hat die IMV, die eine verhältnismäßig harte Eigenschaft hat, einen Netzwerkaufbau aus IMV-Partikeln, die in der dreidimensionalen Richtung in einem verdünnten Zustand weit verstreut und ausgeschieden sind. Daher verformt sich die IMV wegen ihres Aufbaus leicht. Darüber hinaus hat das einzelne Sn, das den Umfang der IMV füllt, eine gute Formbarkeit und eine gute Duktilität. Daher kann es die Wärmespannungen absorbieren, die am bondenden Teil erzeugt werden.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau wird das Cu vor dem Bonden vorzugsweise durch mindestens eines von dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil und einer Schicht eines anderen Bauteils bereitgestellt. Diese Gestaltung verringert die Arbeit, das Cu anzuordnen.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau werden das Sn und das Cu vorzugsweise in direktem Kontakt miteinander geschichtet. Verglichen mit dem Fall, in dem zwischen Sn und Cu eine andere Schicht vorhanden ist, ist bei dieser Gestaltung der Bondaufbau einfach.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau werden das Sn und das Cu vorzugsweise mit einer zwischen dem Sn und dem Cu angeordneten Ni-Schicht geschichtet. Bei dieser Gestaltung verzögert die Ni-Schicht während der Zeit, wenn das Sn, das eine gute Benetzbarkeit hat, schmilzt und sich seine Benetzung ausreichend ausbreitet, den Kontakt zwischen dem Sn und dem Cu. Dies verhindert unmittelbar nach dem Schmelzen des Sn eine Benetzungsbehinderung aufgrund der IMV-Ausbildung und gewährleistet die Zeit, in der sich die Benetzung durch das Sn ausbreitet. Danach wird die IMV ausgebildet, die als ein Hochtemperaturbondmaterial fungiert, und daher werden sowohl eine gute Benetzung durch das Sn als auch ein Hochtemperaturbond durch die IMV erreicht.
  • Der oben beschriebene Bondaufbau umfasst zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil vorzugsweise eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des ersten Bauteils ausgebildet ist, eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des zweiten Bauteils ausgebildet ist, und eine Zwischenschicht, die zwischen den zwei intermetallischen Verbindungsschichten vorhanden ist und in der in Sn eine netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn vorhanden ist.
  • Cu6Sn5, das die intermetallische Verbindung aus Cu und Sn ist, schmilzt nicht, bevor sein Schmelzpunkt von 415°C erreicht wird. Allerdings hat Cu6Sn5 selbst eine schlechte Benetzbarkeit und außerdem harte und spröde Eigenschaften. Falls sich der größte Teil des Bondaufbaus gleichmäßig aus Cu6Sn5 zusammensetzt, besteht daher die Möglichkeit einer Verschlechterung der Benetzbarkeit und einer schlechten Temperaturwechselbeständigkeit, was unerwünscht ist. Andererseits hat Sn verglichen mit Cu6Sn5 eine gute Benetzbarkeit und tendenziell eine gute Formbarkeit und eine gute Duktilität.
  • Bei der Gestaltung der Erfindung umfasst der Bondaufbau, der so gestaltet ist, dass er das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderbondet, eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des ersten Bauteils ausgebildet ist, eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn, die an die Grenzfläche des zweiten Bauteils gebondet ist, und eine Zwischenschicht, die zwischen den zwei intermetallischen Verbindungsschichten vorhanden ist und in der im Sn eine netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn vorhanden ist. Anders als in dem Fall, in dem sich der gesamte Bondaufbau gleichmäßig aus der intermetallischen Verbindung aus Cu und Sn zusammensetzt, übt die Zwischenschicht, in der im Sn die netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn vorhanden ist, daher Benetzbarkeit und Temperaturwechselbeständigkeit aus. Dies gewährleistet eine gute Benetzbarkeit, die gleichwertig zu der von Sn ist, und eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Außerdem kann der Bondvorgang bei einer Temperatur von etwa 250 bis 350°C erfolgen, was höher als der Schmelzpunkt von Sn ist und kleiner oder gleich der Temperatur beim herkömmlichen Bleilöten ist, und bei der die intermetallische Verbindung aus Cu und Sn in Sn einschmilzt. Sobald einmal gebondet wurde, ist der Bond außerdem bis zu einem hohen Schmelzpunkt von 415°C gewährleistet. Dementsprechend ist ein flussmittelfreier Bondvorgang möglich und es können Eigenschaften verliehen werden, die gleichwertig mit denen des Bondaufbaus sind, der durch herkömmliches Bleilöten gebondet wird, während das Blei beseitigt wird.
  • Falls die Nutzungsumgebung in einem Hochtemperaturbereich liegt, der größer oder gleich dem Schmelzpunkt von Sn ist, schmilzt in der Sn-reichen Schicht, in der die Cu6Sn5-IMV in der Form eines Netzwerks ausgebildet ist, Sn allein wieder auf. Es wird vermutet, dass dies einen großen Einfluss auf die Temperaturwechselbeständigkeit hat. Dies liegt daran, weil durch das Wiederaufschmelzen von Sn nur das IMV-Netzwerk zurückbleibt, bei dem sich der Aufbau, der den bondenden Teil verbindet, leicht verformt, und der größte Teil der Wärmespannung, die am bondenden Teil erzeugt wird, freigegeben wird. Diese Eigenschaft ist besonders in einer Hochtemperaturbetriebsumgebung von rund 300°C nützlich, die bei Verbindungshalbleitern für die Zukunft vorhergesagt wird.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau hat die Grenzfläche von einer der zwei intermetallischen Verbindungsschichten vorzugsweise größere Unebenheiten als die Grenzfläche der anderen intermetallischen Verbindungsschicht. Die Ankerwirkung erschwert es daher dem Bauteil, das über die eine der zwei intermetallischen Verbindungsschichten gebondet ist, sich von der Zwischenschicht zu lösen.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondaufbau umfasst das erste Bauteil vorzugsweise Cu, und die auf der Grenzfläche des ersten Bauteils ausgebildete intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn umfasst vorzugsweise eine Cu3Sn-Schicht und eine Cu6Sn5-Schicht. Verglichen mit dem Fall, in dem zwischen dem Cu als dem ersten Bauteil und der Zwischenschicht nur Cu6Sn5 vorhanden ist, ist bei dieser Gestaltung die Differenz beim Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den benachbarten Schichten, die von der Zwischenschicht bis zum Cu vorhanden sind, geringer und die Temperaturwechselbeständigkeit ist besser.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe und in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bondmaterial zur Verfügung gestellt, das eine Cu-Schicht und eine Sn-Schicht umfasst, die zumindest auf der gesamten einen Oberfläche der Cu-Schicht vorhanden ist.
  • Falls zum Beispiel ein Bauelement auf eine Cu-Verdrahtung gebondet wird, wird gemäß dem Bondmaterial, das diese Gestaltung hat, auf die Cu-Verdrahtung eine Sn-Schicht geschichtet, damit sie zumindest die gesamte eine Oberfläche der Cu-Schicht berührt, und außerdem wird darauf das Bauelement platziert. Dann wird es auf eine Temperatur von etwa 250 bis 350°C erhitzt, die höher als der Schmelzpunkt von Sn ist und bei der geschmolzenes Sn mit Cu eine intermetallische Verbindung bildet. Beim Schmelzen durch das Erhitzen reagiert das Sn sofort mit dem Cu. Dann wird auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtung eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn (IMV) ausgebildet. Dabei befindet sich das restliche Sn, das nicht die IMV bildete, in einem geschmolzenen Zustand. Wenn sich die IMV teilweise in dem Sn löst, bewegt sich die gelöste IMV innerhalb des Sn und sammelt sich größtenteils auf der Grenzfläche der Bauelementelektroden. Dies bildet auf der Grenzfläche der Bauelementelektroden eine IMV-Schicht. Dementsprechend werden die Cu-Schicht und die Sn-Schicht so angeordnet, dass sie geschichtet sind, und daher ist ein flussmittelfreier Bondvorgang möglich. Da die IMV teilweise in der IMV-Schicht und dem Sn gelöst ist, können außerdem Eigenschaften verliehen werden, die gleichwertig zu denen des Bondaufbaus sind, der durch herkömmliches Bleilöten gebondet wird.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondmaterial bilden die Cu-Schicht und die Sn-Schicht vorzugsweise ein Plattierungsmaterial. Falls das Bondmaterial ein Plattierungsmaterial mit einer Cu-Schicht und einer Sn-Schicht ist, ist verglichen mit dem Fall, in dem separate Folien geschichtet werden, im Gebrauch die Verarbeitbarkeit besser.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondmaterial umfasst die Sn-Schicht vorzugsweise eine Überzugsschicht, die auf der Cu-Schicht ausgebildet ist. Falls die Sn-Schicht durch Metallisieren ausgebildet wird, kann leicht eine dünne Schicht ausgebildet werden. Falls als Bondmaterial eine auf einer Cu-Folie platzierte Sn-Folie verwendet wird, wird die Sn-Folie zudem auf der oxidierten Oberfläche der Cu-Folie platziert. Um in diesem Fall die nachteiligen Wirkungen der Oxidschicht zu vermeiden, muss der Vorgang in einem H2-Reduktionsofen erfolgen. Falls die Sn-Schicht durch Metallisieren ausgebildet wird, wird jedoch zwischen der Cu-Schicht und der Sn-Schicht nicht die Oxidationsdeckschicht ausgebildet.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondmaterial umfassen die Cu-Schicht und die Sn-Schicht vorzugsweise Folien. In diesem Fall kann eine Folie verwendet werden, die im Voraus auf eine vorbestimmte Dicke gearbeitet wurde, und daher kann die Dicke leicht eingestellt werden.
  • Bei dem oben beschriebenen Bondmaterial umfasst die Cu-Schicht vorzugsweise eine Cu-Platte, und die Sn-Schicht umfasst vorzugsweise eine Folie. In diesem Fall wird die Sn-Folie auf eine oxidierte Oberfläche einer Cu-Platte platziert, und daher sind nachteilige Wirkungen der Oxidschicht zu erwarten. Um die nachteiligen Wirkungen zu vermeiden, erfolgt der Bondvorgang vorzugsweise in einem H2-Reduktionsofen. Im Fall einer Cu-Platte mit einer auf ihrer Oberfläche ausgebildeten Antioxidationsschutzschicht kann der Vorgang anstatt im Reduktionsofen auch in einem Luftatmosphärenofen erfolgen. Allerdings muss die Antioxidationsschutzschicht eine Dicke haben, die dem Sn erlaubt, beim Schmelzen in das Cu zu diffundieren, und die nicht die IMV-Bildung verhindert.
  • Außerdem kann die Dicke leicht eingestellt werden, wenn eine Cu-Platte und Folien verwendet werden, die im Voraus auf eine vorbestimmte Dicke gearbeitet wurden.
  • Zur Lösung der obigen Aufgabe und in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Aneinanderbonden eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils zur Verfügung gestellt. Das Verfahren umfasst: Erhitzen von auf Cu geschichtetem Sn zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil; und Ausbilden einer intermetallischen Verbindung aus Cu und Sn zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderzubonden.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Erfindungsgemäß kann ein flussmittelfreier Bondvorgang durchgeführt werden, und der Bondaufbau ist bleifrei und hat Eigenschaften, die zu dem Bondaufbau gleichwertig sind, der durch herkömmliches Hochtemperaturbleilöten gebondet wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein schematisches Schaubild, das einen Bondaufbau eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • 2 ist ein schematisches Schaubild, das vor dem Bonden einen Zusammenhang zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Leiterplatte zeigt.
  • 3 ist ein schematisches Schaubild einer Elementverteilung des Bondaufbaus.
  • 4 ist ein schematisches Schaubild, das ein Bondverfahren eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • 5A ist ein schematisches Schaubild, das vor dem Bonden einen Zusammenhang zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Leiterplatte eines dritten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • 5B ist ein schematisches Schaubild eines Bondaufbaus.
  • 6 ist ein schematisches Schaubild, das ein Bondverfahren eines vierten Ausführungsbeispiels zeigt.
  • 7 ist ein schematisches Schaubild, das vor dem Bonden einen Zusammenhang zwischen einem Halbleiterbauelement und einer Leiterplatte eines anderen Ausführungsbeispiels zeigt.
  • Ausführungsweise der Erfindung
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel beschrieben, in dem die Erfindung bei der Montage eines Halbleiterbauelements auf einer Verdrahtung einer Leiterplatte eingesetzt wird.
  • Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Bauelementelektrode 14 eines Halbleiterbauelements (etwa eines MOS-Chips) 13 als ein zweites Bauteil über einen Bondaufbau 20 auf eine Cu-Verdrahtungsleitung 12 gebondet, die auf einer Leiterplatte 11 als einem ersten Bauteil ausgebildet ist. Die auf der Rückseite des Halbleiterbauelements 13 ausgebildete Bauelementelektrode 14 ist so ausgebildet dass, von der Seite eines Si-Bauelementkörpers 13a aus nacheinander eine Ti-Schicht 14a und eine Ni-Schicht 14b geschichtet sind.
  • Der Bondaufbau 20 ist so gestaltet, dass er das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderbondet, und er ist zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und dem Halbleiterbauelement 13 vorhanden. Der Bondaufbau 20 umfasst eine erste IMV-Schicht 21, eine zweite IMV-Schicht 22 und eine Zwischenschicht 25. Die erste IMV-Schicht 21 ist eine intermetallische Verbindungsschicht (IMV-Schicht) aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildet ist. Die zweite IMV-Schicht 22 ist eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des Halbleiterbauelements 13 ausgebildet ist. Die Zwischenschicht 25 ist zwischen der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22 vorhanden. In der Zwischenschicht 25 ist in Sn 23 eine netzwerkartige IMV 24 als eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn vorhanden. Wie in 3 gezeigt ist, setzt sich die erste IMV-Schicht 21 aus einer Cu3Sn-Schicht 21a und einer Cu6Sn5-Schicht 21b zusammen.
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Bonden des Halbleiterbauelements 13 auf die Cu-Verdrahtungsleitung 12 der Leiterplatte 11 beschrieben. Wie in 2 gezeigt ist, wurde das Halbleiterbauelement 13 auf der Cu-Verdrahtungsleitung 12 platziert, die auf ihrer gesamten Oberfläche einen Sn-Überzug 15 hatte. In dieser Phase war die Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 so ausgebildet, dass von der Seite des Si-Bauelementkörpers 13a aus nacheinander eine Ti-Schicht 14a, eine Ni-Schicht 14b und eine Au-Schicht 14c geschichtet waren. Die Dicke des Sn-Überzugs 15 betrug 1 bis 3 µm, die Dicke der Ti-Schicht 14a betrug 0,15 µm, die Dicke der Ni-Schicht 14b betrug 0,53 µm, und die Dicke der Au-Schicht 14c betrug 0,1 µm.
  • Danach wurde in einem H2-Reduktionsofen bei einer Temperatur von etwa 440°C nur der Sn-Überzug 15 geschmolzen, um zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und der Bauelementelektrode 14 den Bondaufbau 20 auszubilden, der eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn hatte, sodass die Cu-Verdrahtungsleitung 12 und das Halbleiterbauelement 13 aneinandergebondet wurden. In diesem Fall wurde die intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn sogar bei etwa 240°C ausreichend ausgebildet, was ein Bondtemperaturniveau beim Niedrigtemperaturlöten ist, doch die Temperatur wurde auf etwa 440°C angehoben, um durch H2-Reduktion zuverlässig die Benetzbarkeit sicherzustellen.
  • Infolge des Bondens wurde ein guter Bond mit einem mittleren Hohlraumanteil von 3% erzielt. Der Hohlraumanteil wurde unter Verwendung eines Röntgenbilds, das durch eine Aufnahme des Bondaufbaus 20 erzielt wurde, anhand des Flächenverhältnisses des Hohlraumabschnitts berechnet.
  • Um zu überprüfen, ob wie beabsichtigt ein Hochtemperaturbonden durchgeführt worden war, ohne bei etwa 300°C wiederaufzuschmelzen, wurde außerdem ein Werkstück senkrecht zu einem Bauelement angeordnet und das Werkstück dann erneut in einen H2-Reduktionsofen mit einer Spitzentemperatur von 327°C gegeben. Als Ergebnis davon trat keinerlei Herunterfallen oder Verlagerung des Bauelements auf. Anhand dessen wurde bestätigt, dass wie beabsichtigt ein Hochtemperaturbond erreicht worden war.
  • Um das Vorhandensein oder das Fehlen einer einzelnen Sn-Schicht, die Dicke der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22 und dergleichen im Einzelnen zu überprüfen, erfolgten eine Untersuchung des Querschnitts mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) und eine Elementverteilungsanalyse. Als Ergebnis davon wurden das Vorhandensein der ersten IMV-Schicht 21 auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 der Leiterplatte 11, das Vorhandensein der zweiten IMV-Schicht 22 auf der Grenzfläche der Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 und das Vorhandensein einer Schicht dazwischen beobachtet, die eine einzelne Sn-Schicht zu sein schien.
  • Es stellte sich heraus, dass die Dicke der ersten IMV-Schicht 21 etwa 9 µm, die Dicke der zweiten IMV-Schicht 22 etwa 5 µm, die Dicke der Schicht, die eine einzelne Sn-Schicht zu sein schien, etwa 29 µm und die Dicke des Bondaufbaus (der Bondschicht) 20, die die Summe der oben genannten Schichten war, etwa 43 µm betrug.
  • Wie in 1 gezeigt ist, war die Bauelementelektrode 14 nach der Ausbildung des Bondaufbaus 20 so ausgebildet, dass von der Seite des Si-Bauelementkörpers 13a aus nacheinander die Ti-Schicht 14a und die Ni-Schicht 14b geschichtet waren, und die Au-Schicht 14c, die noch vor dem Bonden vorhanden war, verschwunden war. Dies liegt wahrscheinlich daran, weil Au in geschmolzenes Sn diffundiert, da es ein hohes Au-Diffusionsvermögen hat.
  • Bei diesen Analyseergebnissen gab es zwei unklare Punkte.
  • Ein Punkt ist der, dass die ursprüngliche Dicke des Sn-Überzugs 15 zwar etwa 1 bis 3 µm betrug, die Dicke des sich ergebenden Bondaufbaus 20 aber etwa 20 Mal so groß wie die ursprüngliche Dicke war. Ein anderer Punkt ist der, dass, wie oben beschrieben bestätigt wurde, bei 327°C kein Wiederaufschmelzen auftrat, dass aber, wenn die einzelne Sn-Schicht (Schmelzpunkt: 232/234°C) vorhanden ist, ihr Vorhandensein den obigen Ergebnissen widerspricht.
  • Bezüglich des ersten unklaren Punkts wird vermutet, dass die Erhöhung der Dicke durch die Tatsache verursacht wurde, dass sich das Sn in dem Bereich des Sn-Überzugs 15 auf der gesamten Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 außer dem Bereich, der dem Die-Bonden unterzogen wurde, nach dem Schmelzen um den Die-Bondbereich herum sammelte. Um diese Einschätzung zu untermauern, wurde der Sn-Überzug 15 in dem Bereich außer dem Bereich, der dem Die-Bonden unterzogen wurde, entfernt, und es wurde das gleiche Die-Bonden durchgeführt. Dadurch verteilte sich der Bondaufbau (die Bondschicht) 20 nicht über den gesamten Bereich des Die-Bondens, und die Cu-Verdrahtungsleitung 12 und die das Halbleiterbauelement 13 wurden nur an Teilpunkten gebondet. Das bedeutet, dass die Menge an Sn unzureichend war und die IMV nicht ausreichend ausgebildet wurde. Die oben genannte Einschätzung wurde durch diese Ergebnisse untermauert.
  • Hinsichtlich des zweiten unklaren Punkts wurde die Schicht, die eine einzelne Sn-Schicht zu sein schien, einer ausführlichen Elementverteilungsanalyse unterzogen. Wie in 3 gezeigt ist, waren an einigen Stellen innerhalb der oben genannten Schicht feine Cu-Elementmassen 26 verstreut, die das gleiche Konzentrationsniveau wie die IMV (Cu6Sn5) hatten. Angesichts dessen wird davon ausgegangen, dass die IMV in der Schicht, die eine einzelne Sn-Schicht zu sein schien, verstreut war und miteinander in der Form eines Netzwerks verbunden war. Das heißt, es stellte sich heraus, dass in dem Sn 23 zwischen der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22 die Zwischenschicht 25 vorhanden war, die die netzwerkartige IMV 24 als eine intermetallische Verbindung aus Cu und Sn hatte.
  • Infolgedessen wird vermutet, dass die netzwerkartige IMV 24, die in der Schicht vorhanden ist, die erste IMV-Schicht 21 und die zweite IMV-Schicht 22 auch in einem Hochtemperaturzustand, der größer oder gleich dem Schmelzpunkt von Sn ist, miteinander verbindet, wodurch dem gesamten Bondaufbau 20 ermöglicht wird, ohne wiederaufzuschmelzen, als ein Hochtemperaturbondmaterial zu fungieren, auch wenn das einzelne Sn wiederaufschmilzt.
  • Außerdem war die erste IMV-Schicht 21 keine einzelne Schicht, sondern es waren zwei Schichten, nämlich die Cu3Sn-Schicht 21a und die Cu6Sn5-Schicht 21b, zusammengeschichtet, wobei die Cu3Sn-Schicht 21a in der Umgebung der Cu-Verdrahtungsleitung 12 angeordnet war. Dies liegt wahrscheinlich daran, weil das Die-Bonden erfolgte, indem zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und der Bauelementelektrode 14 der Bondaufbau 20 ausgebildet wurde, der eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn hat, indem in dem H2-Reduktionsofen bei einer Temperatur von etwa 440°C nur der Sn-Überzug 15 geschmolzen wurde, und in der Umgebung der Cu-Verdrahtungsleitung 12 daher die Cu3Sn-Schicht 21a ausgebildet wurde, die reich an Cu war. Da der Schmelzpunkt von Cu3Sn höher als der Schmelzpunkt von Cu6Sn5 von 415°C ist, verursacht das Vorhandensein von Cu3Sn keine Senkung des Schmelzpunkts, die die Funktion als Hochtemperaturbondmaterial beeinträchtigt.
  • Anhand der oben genannten Ergebnisse stellte sich heraus, dass bei dem Bondmaterial zum Erzielen des Bondaufbaus 20, der einer hohen Temperatur von 300°C oder mehr standhält, vor dem Bonden die Sn-Dicke von etwa 43 µm ausreicht, um einen guten Bond zu erzielen, wohingegen die Dicke von 1 bis 3 µm unzureichend ist. Des Weiteren wird vermutet, dass Sn mit Cu unmittelbar beim Schmelzen aufgrund des Temperaturanstiegs reagiert, sodass die IMV-Schicht ausgebildet wird, und dass die übrigen Bestandteile eine Sn-reiche Schicht, das heißt die Zwischenschicht 25, ausbilden. Angesichts dessen wird davon ausgegangen, dass in dem Fall, in dem die Sn-Dicke vor dem Bonden 14 µm oder weniger beträgt, was die Gesamtdicke der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22 ist, die Sn-reiche Schicht nur zu einem kleinen Teil und hauptsächlich die IMV-Schicht ausgebildet wird.
  • Die IMV hat eine schlechte Benetzbarkeit und harte und spröde Eigenschaften. Indessen hat Sn verglichen mit der IMV eine gute Benetzbarkeit und eine gute Formbarkeit und Duktilität. Wenn der größte Teil des Bondaufbaus 20 durch die IMV ausgebildet wird, besteht daher die Möglichkeit einer Verschlechterung der Benetzbarkeit und einer schlechten Temperaturwechselbeständigkeit, was nicht vorzuziehen ist. Indessen ist es angesichts der Benetzbarkeit und Temperaturwechselbeständigkeit vorzuziehen, der Sn-reichen Schicht zu ermöglichen, zwischen der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22 zurückzubleiben.
  • Daher beträgt die Sn-Dicke vor dem Bonden vorzugsweise 14 µm oder mehr. Wenn die Dicke der Sn-Schicht allerdings übermäßig groß ist, ist nach dem Schmelzen die netzwerkartige IMV 24 nicht ausreichend ausgebildet und bleibt die einzelne Sn-Schicht zurück. Wenn die Temperatur zunimmt, schmilzt die einzelne Sn-Schicht dadurch wieder vollständig auf, und es besteht die Möglichkeit eines Herunterfallens und einer Verlagerung des Bauelements.
  • Es ist schwierig, anhand dieser Beurteilungsergebnisse die Obergrenze der Sn-Dicke präzise festzulegen. Zum Beispiel wird angenommen, dass unter Berücksichtigung des Verteilungszustands einer Spurenmenge der IMV, der in der oben genannten Querschnittselementverteilung innerhalb der Sn-reichen Schicht ausgebildet ist, eine Verteilungskonzentration, bei der die IMV ein Netzwerk bilden kann, bis zu einer Dicke, mit der die netzwerkartige IMV 24 in der Sn-reichen Schicht ausgebildet werden kann, von etwa zwei Mal der Dicke der IMV-Schicht aufrechterhalten werden kann. Unter dieser Annahme wird als Obergrenze der Sn-Dicke eine Dicke von etwa 72 µm, die durch Hinzufügen von 29 µm zur vorhandenen Dicke von 43 µm erzielt wird, vermutet. Daher beträgt die Sn-Dicke vor dem Bonden insbesondere vorzugsweise etwa 14 bis 72 µm, besser noch rund 40 µm.
  • Es ist entdeckt worden, dass die erste IMV-Schicht 21 in der Umgebung der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und die zweite IMV-Schicht 22 in der Umgebung der Bauelementelektrode 14 als IMV-Schichten vorhanden sind. In der Umgebung der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ist Cu vorhanden, und daher gibt es keinen Widerspruch hinsichtlich der Tatsache, dass die IMV vorhanden ist. Allerdings gibt es einen Widerspruch hinsichtlich der Tatsache, dass die IMV in der Umgebung der Bauelementelektrode 14 vorhanden ist, wo ursprünglich kein Cu vorhanden war. Infolge technischer Untersuchungen und Überlegungen hat der Erfinder herausgefunden, dass die IMV ursprünglich nur in der Umgebung der Cu-Verdrahtungsleitung 12 auftritt und sich danach teilweise zur Bauelementelektrode 14 bewegt.
  • Und zwar wird die IMV, unmittelbar nachdem Sn durch einen Temperaturanstieg geschmolzen ist, auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildet. Dabei befindet sich das übrige Sn, das sich nicht in die IMV umgewandelt hat, in einem geschmolzenen Zustand. Infolge eines teilweisen Lösens der IMV in dem Sn gelangt die IMV außerdem in einen übersättigten Zustand. Die gelöste IMV bewegt sich innerhalb des Sn, und die meiste IMV sammelt sich an der Grenzfläche der Bauelementelektrode 14. Somit wird auf der Grenzfläche der Bauelementelektrode 14 die zweite IMV-Schicht 22 ausgebildet. Tatsächlich hat die zweite IMV-Schicht 22, die auf der Grenzfläche der Bauelementelektrode 14 vorhanden ist, gemäß einer Querschnittsuntersuchung eine Form mit einer größeren Partikelgröße mit größeren Unebenheiten als die erste IMV-Schicht 21 auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12. Dies legt nahe, dass sie ein Ergebnis der auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildeten IMV ist, die sich teilweise zur Grenzfläche der Bauelementelektrode 14 bewegt und sich dort sammelt.
  • Außerdem bewegt sich zwar die meiste gelöste IMV zur Grenzfläche der Bauelementelektrode 14, doch ein kleiner Teil der gelösten IMV bleibt, so wie die Dinge liegen, in der Sn-Schicht zurück. Es wird vermutet, dass die IMV, die demnach in der Sn-Schicht zurückbleibt, zu der netzwerkartigen IMV 24 führt, die innerhalb der Sn-reichen Schicht ausgebildet wird.
  • Als Nächstes wird die Arbeitsweise des oben genannten Bondaufbaus 20 beschrieben.
  • Wie oben beschrieben wurde, hat die IMV eine schlechte Benetzbarkeit und harte und spröde Eigenschaften. Indessen hat Sn eine gute Benetzbarkeit und verglichen mit der IMV tendenziell eine gute Formbarkeit und Duktilität. Der Bondaufbau 20 dieses Ausführungsbeispiels umfasst die an die Cu-Verdrahtungsleitung 12 gebondete erste IMV-Schicht 21, die an die Bauelementelektrode 14 gebondete zweite IMV-Schicht 22 und die Zwischenschicht 25 zwischen der ersten IMV-Schicht 21 und der zweiten IMV-Schicht 22. In der Zwischenschicht 25 ist in dem Sn 23 die netzwerkartige IMV 24 vorhanden. Daher kann eine gute Benetzbarkeit sichergestellt werden, die gleichwertig zu der von Sn ist, und es kann eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit verliehen werden. Außerdem kann der Bondvorgang bei einer Temperatur von etwa 250 bis 350°C durchgeführt werden, die höher als der Schmelzpunkt von Sn ist, bei der geschmolzenes Sn eine intermetallische Verbindung mit Cu bildet und die kleiner oder gleich der Temperatur von herkömmlichem Bleilöten ist. Sobald einmal gebondet wurde, ist der Bond außerdem bis zu einem Hochtemperaturschmelzpunkt von 415°C gewährleistet. Dementsprechend ist die Anordnung derart, dass die Cu-Schicht und die Sn-Schicht zusammengeschichtet werden und somit ein flussmittelfreier Bondvorgang möglich ist. Außerdem können die erste IMV-Schicht 21, die zweite IMV-Schicht 22 und die Zwischenschicht 25 Eigenschaften haben, die gleichwertig zu denen des Bondaufbaus sind, der durch herkömmliches Hochtemperaturbleilöten gebondet wird.
  • Eine Erhöhung der Menge an Sn in der Sn-reichen Schicht ist im Hinblick auf die Benetzbarkeit und die Temperaturwechselbeständigkeit vorteilhaft. Wenn die Dicke der Sn-reichen Schicht zunimmt, ist jedoch das IMV-Netzwerk unzureichend und es besteht die Möglichkeit eines Wiederaufschmelzens bei einer Temperatur, die den Schmelzpunkt von Sn (232°C) überschreitet. Damit beide der oben genannten Eigenschaften erreicht werden, ist es daher wichtig, die Sn-Dicke vor dem Bonden auf einen passenden Wert einzustellen. Wie oben beschrieben wurde, beträgt die Sn-Dicke vor dem Bonden insbesondere vorzugsweise etwa 14 bis 72 µm, besser noch rund 40 µm.
  • Dieses Ausführungsbeispiel erreicht die folgenden Vorteile.
    • (1) Der Bondaufbau 20 ist so gestaltet, dass er die Cu-Verdrahtungsleitung 12 (das erste Bauteil) und die Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 (das zweite Bauteil) aneinanderbondet. Der Bondaufbau 20 umfasst die erste IMV-Schicht 21 (intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn), die zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und der Bauelementelektrode 14 vorhanden ist und auf der Grenzfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildet ist, die zweite IMV-Schicht 22 (intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn), die auf der Grenzfläche der Bauelementelektrode 14 ausgebildet ist, und die Zwischenschicht, die zwischen den zwei intermetallischen Verbindungsschichten vorhanden ist und in der im Sn 23 die netzwerkartige IMV (netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn) 24 vorhanden ist.
  • Daher gewährleistet der Bondaufbau 20 eine gute Benetzbarkeit, die gleichwertig zu der von Sn ist, und er hat eine hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Außerdem kann der Bondvorgang bei einer Temperatur von etwa 250 bis 350°C durchgeführt werden, die höher als der Schmelzpunkt von Sn ist, bei der geschmolzenes Sn eine intermetallische Verbindung mit Cu bildet und die kleiner oder gleich der Temperatur von herkömmlichem Hochtemperaturbleilöten ist. Nachdem einmal gebondet wurde, ist der Bond außerdem bis zu einem Hochtemperaturschmelzpunkt von 415°C gewährleistet. Dementsprechend ist ein flussmittelfreier Bondvorgang möglich, und es werden Eigenschaften verliehen, die gleichwertig zu denen des Bondaufbaus sind, der durch herkömmliches Hochtemperaturbleibonden gebondet wird, während das Blei beseitigt wird.
    • (2) Die Grenzfläche zwischen der an die Bauelementelektrode 14 gebondeten zweiten IMV-Schicht 22 und der Zwischenschicht 25 hat größere Unebenheiten als die Grenzfläche zwischen der an die Cu-Verdrahtungsleitung 12 gebondeten ersten IMV-Schicht 21 und der Zwischenschicht 25. Daher erschwert die Ankerwirkung es der Bauelementelektrode 14, sich von der Zwischenschicht 25 zu lösen.
    • (3) Das erste Bauteil umfasst Cu, das zweite Bauteil umfasst ein anderes Metall als Cu, und die intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn (die erste IMV-Schicht 21), die an das erste Bauteil gebondet ist, umfasst die Cu3Sn-Schicht 21a und die Cu6Sn5-Schicht 21b. Verglichen mit dem Fall, dass zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 als dem ersten Bauteil und der Zwischenschicht 25 nur die Cu6Sn5-Schicht 21b vorhanden ist, ist bei dieser Gestaltung die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den benachbarten Schichten, die von der Zwischenschicht 25 bis zur Cu-Verdrahtungsleitung 12 vorhanden sind, geringer, und die Temperaturwechselbeständigkeit ist besser.
    • (4) Der Bondaufbau 20 wird durch Schmelzbonden in einem H2-Reduktionsofen ausgebildet, während das Halbleiterbauelement 13 auf einer vorbestimmten Stelle der Cu-Verdrahtungsleitung 12 platziert ist, die eine Oberfläche hat, die den Sn-Überzug 15 aufweist. Dementsprechend ist eine flussmittelfreie Montage möglich, und somit werden nachteilige Wirkungen aufgrund von Flussmittelrückständen beseitigt.
    • (5) Bei der Herstellung des Bondaufbaus 20 werden Cu als Leiterplattenverdrahtung und Sn als Überzugsschicht der Leiterplattenverdrahtung bereitgestellt, während sie geschichtet sind. Daher füllt beim Bonden geschmolzenes Sn zuverlässig lückenlos die Grenzfläche des Cu, sodass die intermetallische Verbindung auf der gesamten Oberfläche des Cu in Schichtform ausgebildet wird. Dementsprechend werden Hohlräume beseitigt, die sich wie im Patentdokument 1 in den ungefüllten Abschnitten zwischen Lücken in der Umgebung von Kugeln bilden, und es wird ein guter Bond erzielt.
    • (6) Bei der Herstellung des Bondaufbaus 20 wird die IMV durch Schmelzen von Sn ausgebildet, und daher ist kein plastischer Fluss von Sn wie im Patentdokument 1 erforderlich. Daher wird vor dem Bonden die Ausbildung der IMV unterdrückt, und das geschmolzene Sn berührt während des Bondens leicht die gesamte Oberfläche des Cu. Somit wird eine gute Benetzbarkeit sichergestellt.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich deutlich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Sn, das zum Bilden des Bondaufbaus 20 erforderlich ist, unter Verwendung einer Sn-Folie gebondet wird, anstatt es als den auf der gesamten Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildeten Sn-Überzug 15 bereitzustellen. Diese Sn-Folie wird auf eine Größe gearbeitet, die der Größe der Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 entspricht, das dem Die-Bonden unterzogen wird. Wie in 4 gezeigt ist, wird zunächst als Bondmaterial eine Sn-Folie 16 an einer vorbestimmten Stelle der Cu-Verdrahtungsleitung 12 angeordnet, an der das Die-Bonden erfolgt. Die Sn-Folie 16 ist auf eine Größe gearbeitet, die der Größe des Halbleiterbauelements 13 entspricht, das dem Die-Bonden unterzogen wird. Während das Halbleiterbauelement 13 auf der Sn-Folie 16 platziert ist, wird dann in einem H2-Reduktionsofen ein Schmelzbonden durchgeführt.
  • Die Dicke der Sn-Folie 16 beträgt 14 bis 72 µm, was die gleiche wie die Sn-Dicke vor dem Bonden im ersten Ausführungsbeispiel ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Sn-Folie 16 verwendet, die sich leicht bearbeiten lässt, und daher sind die Kosten auf die gleiche Weise wie im Fall der Verwendung eines herkömmlichen Pb-5Sn-Plattenlots gering. Außerdem kann die Positionierung leicht auf die gleiche Weise wie beim herkömmlichen Plattenlöten erfolgen, indem ein Halter verwendet wird. Da die Sn-Folie 16 verwendet wird, die zuvor auf eine vorbestimmte Dicke gearbeitet worden ist, kann leicht die Dicke des bondenden Teils eingestellt werden.
  • In diesem Ausführungsbeispiel ist auf der Cu-Verdrahtungsleitung 12 nicht der Sn-Überzug 15 ausgebildet, und daher ist die Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 oxidiert. Allerdings kann die Oberflächenoxidschicht leicht in einer H2-Atmosphäre reduziert werden, und daher wird der Verbindungszustand nicht beeinträchtigt, wenn der Vorgang in dem H2-Reduktionsofen erfolgt. Daher wird auf die gleiche Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel, in dem der Sn-Überzug 15 auf der gesamten Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 aufgebracht ist, ein guter Bond erreicht. Außerdem kann auf der Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 bei Bedarf ein Ni-Metallüberzug 17 aufgebracht werden, um die Oxidation zu verhindern. Wenn der Ni-Metallüberzug 17 auf der Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 aufgebracht wird, werden neben der Oxidationsverhinderung die folgenden zwei zusätzlichen Vorteile erzielt.
  • Einer der Vorteile ist der Folgende.
  • Die IMV wird auf der Grenzfläche des Cu beinahe gleichzeitig mit dem Schmelzen des Sn ausgebildet. Während Sn eine gute Benetzbarkeit hat, hat die IMV eine schlechte Benetzbarkeit. Durch die auf der Grenzfläche ausgebildete IMV wird daher die Verteilung des Benetzens durch Sn gehemmt, bevor sich das Benetzen durch das Sn, das gute Benetzbarkeit hat, ausbreitet, was zu einer leichten Ausbildung von Hohlräumen führen kann. Die Benetzungsbehinderung durch die IMV kann daher unterdrückt werden, wenn auf der Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 eine Ni-Schicht mit geeigneter Dicke ausgebildet wird.
  • Die Ni-Schicht fungiert bei diesem Aufbau als eine hervorragende Sperrschicht. Während Sn schmilzt und sich die Benetzung ausbreitet, wird daher der Kontakt mit Cu vermieden. Dementsprechend wird die IMV kaum ausgebildet, und daher breitet sich das Benetzen durch Sn, das gute Benetzbarkeit hat, leicht auf der Oberfläche des Ni-Metallüberzugs 17 aus. Da die IMV in diesem Zustand nicht ausgebildet wird, wird die Funktion als Hochtempertaturbondmaterial nicht erreicht. Allerdings wird die Ni-Schicht beseitigt, indem die Dicke der Ni-Schicht auf einen passenden Wert eingestellt wird, sodass das Ni diffundiert und sich in Sn löst, nachdem sich das Benetzen durch Sn ausgebreitet hat. Wenn die Ni-Schicht dann beseitigt worden ist, berühren Cu und Sn einander, sodass die IMV ausgebildet wird.
  • Die Ni-Schicht verzögert also den Kontakt mit Cu, bis das Sn, das gute Benetzbarkeit hat, schmilzt und sich das Benetzen ausreichend ausbreitet. Dies gewährleistet die Zeit zum Ausbreiten des Benetzens durch Sn, indem unmittelbar nach dem Schmelzen des Sn die Benetzungsbehinderung aufgrund der IMV-Ausbildung verhindert wird. Dann wird anschließend die IMV ausgebildet, die als ein Hochtemperaturbondmaterial fungiert, und somit werden sowohl ein gutes Benetzen durch das Sn als auch ein Hochtemperaturbond durch die IMV erreicht.
  • Wenn die Dicke der Ni-Schicht übermäßig groß ist, um diese Wirkung zu erzielen, wird die Ni-Schicht, die eine Sperrschicht ist, nicht aufgerissen, nachdem sich das Benetzen durch das Sn ausgebreitet hat, und daher wird die IMV nicht ausreichend ausgebildet. Wenn die Dicke der Ni-Schicht andererseits übermäßig klein ist, wird die Sperrschicht aufgerissen, bevor sich das Benetzen durch das Sn ausreichend ausbreitet, wodurch die IMV ausgebildet wird. Daher kann das Benetzen durch das Sn daran scheitern, sich ausreichend auszubreiten. Dementsprechend ist es wichtig, die Dicke der Ni-Schicht einzustellen, wobei die Dicke der Ni-Schicht etwa 1 bis 15 µm, vorzugsweise etwa 1 bis 5 µm beträgt.
  • Der andere Vorteil ist der Folgende.
  • Es ist bekannt, dass die Kristallstruktur von Cu6Sn5 der IMV abhängig von der Temperatur zwischen hexagonalen und monoklinen Kristallformen wechselt. Die Kristallstruktur mit einem stabilen hexagonalen Kristall wird bei hohen Temperaturen eingenommen, und die Kristallstruktur mit einem stabilen monoklinen Kristall wird bei niedrigen Temperaturen eingenommen. Außerdem ändert sich mit der Änderung zwischen den zwei Kristallstrukturen auch das Volumen. Im Einzelnen nimmt das Volumen bei einer Änderung vom hexagonalen Kristall zum monoklinen Kristall um etwa 2,15% zu. Diese Volumenzunahme kann daher möglicherweise zu Rissen führen, da sie am bondenden Teil Eigenspannungen hervorruft.
  • Wenn dagegen der Ni-Metallüberzug 17 auf der Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 aufgebracht wird, bildet die IMV an der Bondgrenzfläche (Cu,Ni)6Sn5. Auch wenn sich die Temperatur ändert, behält diese IMV die hexagonale Kristallstruktur bei und unterliegt keiner Phasenumwandlung. Daher ändert sich das Volumen nicht, und das Auftreten von Eigenspannungen am bondenden Teil wird unterdrückt. Dementsprechend wird die Zuverlässigkeit des bondenden Teils hoch gehalten. Um den zweiten Vorteil zu erzielen, kann das Ni zum Beispiel in das Material der Sn-Folie eingebaut werden, anstatt auf der Oberfläche des ersten Bauteils eine Ni-Schicht auszubilden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Als Nächstes wird ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel ist insofern das gleiche wie das zweite Ausführungsbeispiel, als dass das Sn, das zum Bilden des Bondaufbaus 20 benötigt wird, unter Verwendung eines Bondmaterials gebondet wird, anstatt es als den Sn-Überzug 15 vorzusehen, der auf der gesamten Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 ausgebildet ist. Allerdings unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel insofern deutlich von dem zweiten Ausführungsbeispiel, als dass anstelle der Sn-Folie 16, die sich aus einer einzelnen Schicht zusammensetzt, ein Bondmaterial verwendet wird, das sich aus einer Vielzahl von Schichten zusammensetzt.
  • Falls die Sn-Folie 16 verwendet wird, beträgt die passende Dicke der Sn-Folie 16, wie oben beschrieben wurde, etwa 14 bis 72 µm. Diese Dicke ist verglichen mit einem herkömmlichen Legierungslotmaterial sehr klein. Im Fall des Pb-5Sn-Plattenlots, das häufig zum Die-Bonden verwendet wird, wird zum Beispiel im Allgemeinen ein Lot mit einer Dicke von etwa 100 bis 300 µm verwendet.
  • Falls die IMV unter Verwendung der Sn-Folie 16 mit einer Dicke von etwa 14 bis 72 µm ausgebildet wird, ist die Bonddicke klein, was daher im Hinblick auf die Temperaturwechselbeständigkeit nachteilig ist. Und zwar kann ein Bondmaterial mit einer kleinen Dicke die Wärmespannungen nicht ausreichend absorbieren, und es werden tendenziell Risse gebildet.
  • Wie oben beschrieben wurde, muss jedoch für die Funktion als Hochtemperaturbondmaterial das IMV-Netzwerk in der Sn-reichen Schicht ausgebildet werden, während ein Wiederaufschmelzen verhindert wird, und daher ist eine Erhöhung der Dicke der einlagigen Sn-Folie 16 auf einen Wert von mehr als etwa 14 µm bis 72 µm nicht vorzuziehen. Um dieses Problem zu lösen, werden dann anstelle des Bondmaterials, das sich aus der einlagigen Sn-Folie 16 zusammensetzt, die zwischen den Bauteilen angeordnet wird, mehrlagige Sn-Folien 16 verwendet. Wie in 5A gezeigt ist, wird im Einzelnen ein Bondmaterial 19 verwendet, das einen dreilagigen Aufbau aus Sn-Folie/Cu-Folie/Sn-Folie hat, der durch Anordnen der Sn-Folien 16 auf beiden Flächen einer Cu-Folie 18 erzielt wird.
  • Zunächst wird das Bondmaterial 19, das den dreilagigen Aufbau hat, auf einer vorbestimmten Stelle der Cu-Verdrahtungsleitung 12 angeordnet, wo das Die-Bonden durchgeführt wird. Das Bondmaterial 19 wird auf eine Größe gearbeitet, die der Größe des Halbleiterbauelements 13 entspricht, das dem Die-Bonden unterzogen wird. Während das Halbleiterbauelement 13 auf dem Bondmaterial 19 platziert ist, wird dann in einem H2-Reduktionsofen ein Schmelzbonden durchgeführt. Dadurch wird, wie in 5B gezeigt ist, der Bondaufbau 20 ausgebildet, sodass auf jeder der beiden Oberflächen der Cu-Folie (Cu-Schicht) 18 zwischen der Cu-Verdrahtungsleitung 12 und dem Halbleiterbauelement 13 ein Schichtaufbau vorhanden ist, der sich aus der ersten IMV-Schicht 21, der Zwischenschicht 25 und der zweiten IMV-Schicht 22 zusammensetzt.
  • Die Dicke jeder Sn-Schicht beträgt auf die gleiche Weise wie in dem Fall, in dem anstelle der zwei Sn-Folien 16 eine einzelne Schicht verwendet wird, etwa 14 bis 72 µm. Die Dicke der Cu-Folie 18 beträgt unter Berücksichtigung der Handhabbarkeit, der Bearbeitbarkeit, der Kosten und dergleichen etwa 30 bis 300 µm, vorzugsweise etwa 50 bis 100 µm. Dieser Aufbau ist ein dreilagiger Aufbau, in dem die Sn-Folien 16 jeweils auf der Ober- und Unterseite der Cu-Folie 18 angeordnet sind, und daher kann die Gesamtdicke als Bondmaterial etwa 100 bis 300 µm betragen, was bei einem Niveau liegt, das gleichwertig zu dem beim herkömmlichen Bleilöten ist.
  • Indem die Cu-Schicht zwischen dem Paar Sn-Schichten auf der Ober- und Unterseite angeordnet wird, ist nicht nur eine Spannungsabbauwirkung zu erwarten, indem einfach die Dicke erhöht wird, sondern auch eine besondere Spannungsabbauwirkung. Und zwar ist die Differenz beim linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Cu-Folie 18 und dem Montageteil verglichen mit Al, das im Allgemeinen für Metallschaltplatten mit hoher Wärmeableitung verwendet wird, klein, und die Wärmespannungen, die in der Cu-Folie 18 auftreten, sind ebenfalls klein. Indem zwischen dem Al der Montageplatte und dem Bauelement des Montageteils eine Cu-Materialschicht angeordnet wird, wird daher der Änderungsgrad des linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Montageplatte und dem Bauelement reduziert. Somit werden die Wärmespannungen weiter abgebaut.
  • Außerdem kann bei dem dreilagigen Aufbau auf der Oberfläche der Cu-Folie 18 eine Ni-Schicht ausgebildet werden. Außerdem kann das Bondmaterial 19 anders als der dreilagige Aufbau einen fünflagigen Aufbau haben, der zwei Cu-Schichten aufweist, oder einen mehrlagigen Aufbau, der fünf oder mehr Schichten aufweist.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Als Nächstes wird ein viertes Ausführungsbeispiel beschrieben. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den oben genannten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 als das zweite Bauteil über den Bondaufbau 20 an eine Cu-Platte als das erste Bauteil gebondet wird, anstatt die Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 als das zweite Bauteil auf die auf der Verdrahtungsplatte 11 ausgebildete Cu-Verdrahtungsleitung 12 als das erste Bauteil zu bonden.
  • Wie in 6 gezeigt ist, erfolgte auf einer Cu-Platte 26 als dem ersten Bauteil über die Sn-Folie 16 ein Die-Bonden des Halbleiterbauelements 13. Die Bauelementelektrode 14 des Halbleiterbauelements 13 war so ausgebildet, dass von der Seite des Bauelementkörpers 13a aus nacheinander die Ti-Schicht 14a, die Ni-Schicht 14b und die Au-Schicht 14c geschichtet waren. In diesem Fall wurde das Die-Bonden unter Verwendung der Sn-Folie 16 durchgeführt, die eine Dicke von 30 µm und 50 µm hatte. Das Bonden wurde in einem H2-Reduktions-Reflow-Ofen bei etwa 440°C durchgeführt. Dadurch wurde eine zuverlässige Montage erreicht.
  • Für die Benetzbarkeit durch die Sn-Folie 16 beim Bonden der IMV aus Sn und Cu wurde anhand eines Röntgenbilds des bondenden Teils der Hohlraumanteil berechnet. Als Ergebnis davon betrug der maximale Hohlraumanteil bei 30 µm Dicke 3% oder weniger und bei 50 µm Dicke 2% oder weniger. Außerdem gab es Fälle, bei denen der Hohlraumanteil bei den zwei Dicken etwa 1% betrug, was beides gute Ergebnisse sind.
  • Im relativen Vergleich war der Hohlraumanteil bei 50 µm Dicke etwas besser. Es wird davon ausgegangen, dass der Unterschied beim oben genannten Hohlraumanteil aufgrund der Dicke der Sn-Folie durch die Benetzbarkeit bedingt ist, die vom Unterschied bei der Sn-Menge abhängt. Und zwar breitet sich die 50 µm Dicke, die eine größere Sn-Menge hat, beim Schmelzen insgesamt leichter aus und wird leichter darin eingefüllt. Auch hinsichtlich des Erscheinungsbilds sind am gesamten Umfang des Halbleiterbauelements 13 Hohlkehlen mit einer guten Form ausgebildet, und es wurde keine Nesterzeugung beobachtet.
  • Um zu überprüfen, ob ein Hochtemperaturbond erreicht wurde, wurde die Cu-Platte 26 nach dem Die-Bonden zudem vertikal angeordnet und erneut in einen Reflow-Ofen mit einer Spitzentemperatur von 320°C gegeben. Dann wurde das Herabfallen und die Verlagerung des Bauelements und die Ausbildung von Hohlräumen am bondenden Teil aufgrund von Wiederaufschmelzen überprüft. Als Ergebnis davon traten das Herabfallen und die Verlagerung des Bauelements nicht auf. Des Weiteren wurde auch bei der Röntgenuntersuchung keine Änderung innerhalb des bondenden Teils gefunden. Anhand dieser Ergebnisse wurde festgestellt, dass bis zumindest 320°C ein Hochtemperaturbond ausgebildet wurde.
  • Es wurde also auch im vierten Ausführungsbeispiel bestätigt, dass unter Verwendung der Sn-Folie 16 ein IMV-Hochtemperaturbond aus Sn und Cu erzielt wurde. Zudem wurde auch bestätigt, dass die Verwendung der Sn-Folie 16 es ermöglichte, einen guten IMV-Hochtemperaturbond aus Sn und Cu zu erzielen, indem die Handhabung auf die gleiche Weise wie beim herkömmlichen Pb-Löten erfolgte.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können wie folgt abgewandelt werden.
  • Anstelle des Substrats, bei dem die Cu-Verdrahtungsleitung 12 auf der Verdrahtungsplatte 11 ausgebildet ist, kann, wie in 7 gezeigt ist, ein Substrat verwendet werden, bei dem eine Aluminiumplatte (Metallplatte) 32 auf ein Keramiksubstrat (Isolationsplatte) 31 hartgelötet ist, was als DBA-Substrat (DBA: engl. Abkürzung für "direct brazed aluminum") bezeichnet wird. In diesem Fall muss das Bondmaterial 19 verwendet werden, das als Schichten eine Cu-Schicht 35 und eine Sn-Schicht 36 hat. Außerdem kann auf der Oberfläche der Aluminiumplatte 32 eine Ni-Schicht 33 ausgebildet werden.
  • Wenn eine Vielzahl von Sn-Schichten vorgesehen wird, kann auf beide Oberflächen der Cu-Folie 18 ein Sn-Überzug aufgebracht werden, anstatt auf beiden Oberflächen der Cu-Folie 18 die Sn-Folie 16 anzuordnen. In diesem Fall wird die Cu-Folie 18 in einer Größe ausgebildet, die der Form des Montageteils entspricht. Daher kann das Metallisieren auf der gesamten Oberfläche der Cu-Folie 18 erfolgen, und der Maskierungsvorgang, der in dem Fall erforderlich ist, in dem auf der Oberfläche der Cu-Verdrahtungsleitung 12 auf dem Substrat nur der Sn-Überzug aufgebracht wird, entfällt.
  • Wenn eine Vielzahl von Sn-Schichten und Cu-Schichten vorgesehen wird, kann als Bondmaterial ein Plattierungsmaterial mit den Sn-Schichten und den Cu-Schichten verwendet werden, anstatt die Sn-Folien 16 und die Cu-Folien 18 zwischen den Bauteilen durch Schichten anzuordnen. In diesem Fall besteht beim Bonden anders als in dem Fall, in dem das Bonden durch das Schichten der Sn-Folien 16 und der Cu-Folien 18 erfolgt, keine Möglichkeit zur Ausbildung von Hohlräumen zwischen den Lagen. Indem das einzelne Plattierungsmaterial angeordnet wird, wird außerdem verglichen mit dem Fall, in dem mehrere Folienmaterialien angeordnet werden, die Verarbeitbarkeit verbessert. Indem das einzelne Plattierungsmaterial angeordnet wird, kann außerdem die Gesamtdicke des Bondmaterials präzise eingestellt werden.
  • Indem das einzelne Plattierungsmaterial angeordnet wird, kann das Sn-Material außerdem bereitgestellt werden, indem beide Oberflächen des Cu-Materials bedeckt werden, um die Oberfläche des Kerns des Cu-Materials, die für Oxidation anfällig ist, zu schützen, sodass eine Oxidation von Cu unterdrückt wird. Wenn das einzelne Plattierungsmaterial angeordnet wird, kann die Bereitstellung außerdem erreicht werden, während die Schichten in einem engen Kontaktzustand gewalzt werden, und daher wird die Festigkeit im Bond verbessert. Außerdem werden durch das Plattieren verglichen mit den Fällen, in denen für die Schichten Metallisierung und Folien verwendet werden, die Herstellungskosten verringert.
  • Das Bondmaterial muss lediglich eine Cu-Schicht und eine Sn-Schicht auf zumindest der gesamten einen Oberfläche der Cu-Schicht haben.
  • Bei dem oben genannten Bondaufbau kann das Cu vor dem Bonden des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil bereitgestellt werden, indem zumindest eines von dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil oder einer Schicht eines anderen Bauteils verwendet wird.
  • Der Bondvorgang kann in einem Reduktionsofen einer anderen Bauart als dem H2-Reduktionsofen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann der Bondvorgang in einem Reduktionsofen durchgeführt werden, der Ameisensäure verwendet.
  • Außerdem kann der Bondvorgang anstatt in dem Reduktionsofen in einem N2-Ofen durchgeführt werden. In diesem Fall ist ein Bonden ausreichend auf einem tauglichen Niveau möglich, auch wenn die Benetzbarkeit verglichen mit dem Fall, in dem der Vorgang in einem Reduktionsofen erfolgt, leicht abnimmt.
  • Wenn auf die Leiterplattenverdrahtung als Bondmaterial ein Sn-Überzug oder Ni-Überzug aufgebracht wird, um die Oberflächenoxidation zu unterdrücken, kann der Bondvorgang außerdem in einem normalen Luftatmosphärenofen erfolgen. In diesem Fall ist ein Bonden ausreichend auf einem tauglichen Niveau möglich, auch wenn die Benetzbarkeit verglichen mit dem Fall, in dem der Vorgang in einem Reduktionsofen erfolgt, leicht abnimmt.
  • Bezugszeichenliste
    • 12
    Cu-Verdrahtung als erstes Bauteil
    13
    Halbleiterbauelement als zweites Bauteil
    16
    Sn-Folie
    18
    Cu-Folie
    19
    Bondmaterial
    20
    Bondaufbau
    21a
    Cu3Sn-Schicht
    21b
    Cu6Sn5-Schicht
    23
    Sn
    24
    Netzwerkartige IMV
    25
    Zwischenschicht
    35
    Cu-Schicht
    36
    Sn-Schicht

Claims (14)

  1. Bondaufbau, der so gestaltet ist, dass ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aneinandergebondet sind, wobei zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil vor dem Bonden auf Cu geschichtetes Sn angeordnet ist und Cu und Sn eine intermetallische Verbindung bilden, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderzubonden.
  2. Bondaufbau nach Anspruch 1, wobei die intermetallische Verbindung an dem bondenden Teil auf der gesamten Oberfläche von jeweils der Grenzfläche des ersten Bauteils und der Grenzfläche des zweiten Bauteils als eine Schicht angeordnet ist und innerhalb einer Sn-reichen Schicht, die zwischen der Grenzfläche des ersten Bauteils und der Grenzfläche des zweiten Bauteils vorhanden ist, in der Form eines Netzwerks verteilt ist, um so die zwei Grenzflächen zu verbinden.
  3. Bondaufbau nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Cu vor dem Bonden durch mindestens eines von dem ersten Bauteil, dem zweiten Bauteil und einer Schicht eines anderen Bauteils bereitgestellt wird.
  4. Bondaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Sn und das Cu in direktem Kontakt miteinander geschichtet werden.
  5. Bondaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Sn und das Cu mit einer zwischen dem Sn und dem Cu angeordneten Ni-Schicht geschichtet werden.
  6. Bondaufbau nach Anspruch 1, der zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil Folgendes umfasst: eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des ersten Bauteils ausgebildet ist; eine intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn, die auf der Grenzfläche des zweiten Bauteils ausgebildet ist; und eine Zwischenschicht, die zwischen den zwei intermetallischen Verbindungsschichten vorhanden ist und in der in Sn eine netzwerkartige intermetallische Verbindung aus Cu und Sn vorhanden ist.
  7. Bondaufbau nach Anspruch 6, wobei die Grenzfläche von einer der zwei intermetallischen Verbindungsschichten größere Unregelmäßigkeiten als die Grenzfläche der anderen intermetallischen Verbindungsschicht hat.
  8. Bondaufbau nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste Bauteil Cu umfasst und die auf der Grenzfläche des ersten Bauteils ausgebildete intermetallische Verbindungsschicht aus Cu und Sn eine Cu3Sn-Schicht und eine Cu6Sn5-Schicht umfasst.
  9. Bondmaterial mit: einer Cu-Schicht; und einer Sn-Schicht, die zumindest auf der gesamten einen Oberfläche der Cu-Schicht vorhanden ist.
  10. Bondmaterial nach Anspruch 9, wobei die Cu-Schicht und die Sn-Schicht ein Plattierungsmaterial bilden.
  11. Bondmaterial nach Anspruch 9, wobei die Sn-Schicht eine auf der Cu-Schicht ausgebildete Überzugsschicht umfasst.
  12. Bondmaterial nach Anspruch 9, wobei die Cu-Schicht und die Sn-Schicht Folien umfassen.
  13. Bondmaterial nach Anspruch 9, wobei die Cu-Schicht eine Cu-Platte umfasst und die Sn-Schicht eine Folie umfasst.
  14. Verfahren zum Aneinanderbonden eines ersten Bauteils und eines zweiten Bauteils, das Folgendes umfasst: Erhitzen von auf Cu geschichtetem Sn zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil; und Ausbilden einer intermetallischen Verbindung aus Cu und Sn zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil aneinanderzubonden.
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