JPH0661277A - 半導体素子の接合方法 - Google Patents
半導体素子の接合方法Info
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- H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子を載置部に固着する際に、接合が
完了するまでに必要な熱処理時間を短縮するとともに、
均一な組成の接合層を得る。 【構成】 接合材３が高融点半田の主面、下面に低融点
半田を貼付した３層構造であり、低融点半田から高融点
半田への拡散が短時間で済むよう、接合時に加圧、加熱
する。また拡散後の接合層を、界面付近の微小領域と
し、接合層間は組成的に傾斜をもった構成となるように
接合材を構成することで、熱処理時間を短縮し、均一な
接合層が得られる。
完了するまでに必要な熱処理時間を短縮するとともに、
均一な組成の接合層を得る。 【構成】 接合材３が高融点半田の主面、下面に低融点
半田を貼付した３層構造であり、低融点半田から高融点
半田への拡散が短時間で済むよう、接合時に加圧、加熱
する。また拡散後の接合層を、界面付近の微小領域と
し、接合層間は組成的に傾斜をもった構成となるように
接合材を構成することで、熱処理時間を短縮し、均一な
接合層が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体素子をその支
持体である載置部に固定する際に用いる接合材及び接合
方法に関するものである。
持体である載置部に固定する際に用いる接合材及び接合
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８(A)は従来の半導体装置における半
導体素子の接合材、及び接合方法を示す側面図であり、
図において、１はヒートブロック、２は載置部、３は接
合材で、３ａは低融点半田、３ｂは高融点半田を示す。
４は半導体素子、５は上記半導体素子４を吸着、保持す
る治具（以下コレットと称す）である。ここで、接合材
３として３層構造の半田を用いていることにより、Ｄ／
Ｂ完了時に半導体素子に作用する熱応力を小さくするこ
とができ、かつ接合部の耐熱性は高融点単相半田を用い
た場合程度に上昇させることができる。
導体素子の接合材、及び接合方法を示す側面図であり、
図において、１はヒートブロック、２は載置部、３は接
合材で、３ａは低融点半田、３ｂは高融点半田を示す。
４は半導体素子、５は上記半導体素子４を吸着、保持す
る治具（以下コレットと称す）である。ここで、接合材
３として３層構造の半田を用いていることにより、Ｄ／
Ｂ完了時に半導体素子に作用する熱応力を小さくするこ
とができ、かつ接合部の耐熱性は高融点単相半田を用い
た場合程度に上昇させることができる。
【０００３】次に接合方法について説明する。図８(A)
は半導体素子４と載置部２に固着する直前の状態を示す
図であり、図において、ヒートブロック１上に置かれた
載置部２上には接合材３が供給されている。上記接合材
３に十分に熱量が与えられた後、上記半導体素子４は上
記コレット５により、載置部２上に接合材３を介して固
着される。図８(B)は固着直後の半導体素子４、接合材
３、および載置部２を示す。この固着直後には、接合材
３は高融点半田３ｂの両側に低融点半田３ａを配した３
層構造となっている。その後、熱処理を与え、図８(C)
に示すように半導体素子４と載置部２は接合層３ｃを介
して固着された状態となる。ここで、接合材３ｃは低融
点半田３ａの高融点半田３ｂへの拡散により、その融点
が低融点半田３ａの融点以上、高融点半田３ｂの融点以
下となる組成をもつ。
は半導体素子４と載置部２に固着する直前の状態を示す
図であり、図において、ヒートブロック１上に置かれた
載置部２上には接合材３が供給されている。上記接合材
３に十分に熱量が与えられた後、上記半導体素子４は上
記コレット５により、載置部２上に接合材３を介して固
着される。図８(B)は固着直後の半導体素子４、接合材
３、および載置部２を示す。この固着直後には、接合材
３は高融点半田３ｂの両側に低融点半田３ａを配した３
層構造となっている。その後、熱処理を与え、図８(C)
に示すように半導体素子４と載置部２は接合層３ｃを介
して固着された状態となる。ここで、接合材３ｃは低融
点半田３ａの高融点半田３ｂへの拡散により、その融点
が低融点半田３ａの融点以上、高融点半田３ｂの融点以
下となる組成をもつ。
【０００４】しかしこのような従来技術によると、半田
３ａの３ｂへの拡散に要する熱処理時間が非常に長くな
るといった欠点があり、また接合層の組成が不均一にな
り易い。図９は接合層の組成を示す概念図であり、この
図において、例えば低融点半田３ａにＰｂ−６０Ｓｎ、
高融点半田３ｂにＰｂ、熱処理後の接合層３ｃがＰｂ−
５Ｓｎになるとすれば、図９に示すように、目標とする
５％（ＳｎのＰｂに対する比）に対して実際にばらつき
が生じる。特に、接合界面での組成は極めて重要であ
り、接合界面での組成はできるだけ５％からずれがない
ようにしなければならないが、従来技術では、熱処理時
間が長く、高融点半田３ｂに拡散する低融点半田３ａの
量も多いため、コントロールが困難であった。
３ａの３ｂへの拡散に要する熱処理時間が非常に長くな
るといった欠点があり、また接合層の組成が不均一にな
り易い。図９は接合層の組成を示す概念図であり、この
図において、例えば低融点半田３ａにＰｂ−６０Ｓｎ、
高融点半田３ｂにＰｂ、熱処理後の接合層３ｃがＰｂ−
５Ｓｎになるとすれば、図９に示すように、目標とする
５％（ＳｎのＰｂに対する比）に対して実際にばらつき
が生じる。特に、接合界面での組成は極めて重要であ
り、接合界面での組成はできるだけ５％からずれがない
ようにしなければならないが、従来技術では、熱処理時
間が長く、高融点半田３ｂに拡散する低融点半田３ａの
量も多いため、コントロールが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体素子の接
合材、及び接合方法は以上のようであるため、拡散に要
する熱処理時間が非常に長く、また拡散後に得られた接
合層の組成にばらつきが生じ易いといった欠点があっ
た。
合材、及び接合方法は以上のようであるため、拡散に要
する熱処理時間が非常に長く、また拡散後に得られた接
合層の組成にばらつきが生じ易いといった欠点があっ
た。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、拡散に要する熱処理時間を短縮
でき、均一な組成の接合層を形成し、高信頼性の半導体
装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、拡散に要する熱処理時間を短縮
でき、均一な組成の接合層を形成し、高信頼性の半導体
装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体素
子の接合材、及び接合方法は以下に示すような手段を用
いたものである。 (1) 中心部に高融点半田を、その両面に低融点半田を形
成し、熱処理により低融点半田を高融点半田中に拡散さ
せた接合材である。 (2) 半導体素子を固着する際、コレットに幾何的な動作
を与える。(3) 半導体素子を固着する際、素子、接合
材、及び載置部に超音波振動を加え る。 (4) 半導体素子を固着する際、コレットからホットガス
を供給し、載置部、及び素子上面から均一加熱する。 (5) 半導体素子を固着後、熱処理を与える過程におい
て、素子、接合材、および載置部に超音波振動を加え
る。 (6) 上記熱処理の過程において素子上面より荷重を加え
た状態に保持する。 (7) 上記熱処理後形成された接合層が半導体素子下およ
び載置部上界面付近に均一な接合層をもつ両接合層の間
に組成的に傾斜をもつ中間層を形成する。
子の接合材、及び接合方法は以下に示すような手段を用
いたものである。 (1) 中心部に高融点半田を、その両面に低融点半田を形
成し、熱処理により低融点半田を高融点半田中に拡散さ
せた接合材である。 (2) 半導体素子を固着する際、コレットに幾何的な動作
を与える。(3) 半導体素子を固着する際、素子、接合
材、及び載置部に超音波振動を加え る。 (4) 半導体素子を固着する際、コレットからホットガス
を供給し、載置部、及び素子上面から均一加熱する。 (5) 半導体素子を固着後、熱処理を与える過程におい
て、素子、接合材、および載置部に超音波振動を加え
る。 (6) 上記熱処理の過程において素子上面より荷重を加え
た状態に保持する。 (7) 上記熱処理後形成された接合層が半導体素子下およ
び載置部上界面付近に均一な接合層をもつ両接合層の間
に組成的に傾斜をもつ中間層を形成する。
【０００８】
【作用】この発明に係る接合材は、低融点半田を高融点
半田中拡散したものであり、これによる接合方法はいず
れも拡散に要する時間の短縮、および接合層組成の均一
化に効果がある。
半田中拡散したものであり、これによる接合方法はいず
れも拡散に要する時間の短縮、および接合層組成の均一
化に効果がある。
【０００９】
【実施例】実施例１．以下、本発明の一実施例を図につ
いて説明する。図１において、１〜５は従来技術の説明
で用いたものと同様である。半導体素子４はコレット５
により接合材３を介して載置部２上に図示のように保持
された状態で、コレット５に例えばＸ，Ｙ方向に往復動
作を与える。この動作より、接合層３内で低融点半田３
ａの高融点半田３ｂへの拡散が促進され、かつ接合材厚
みの偏りが矯正されるため、その後得られる接合層の組
成が均一化される。尚、コレットの動作方向はＸ，Ｙに
限定されない。
いて説明する。図１において、１〜５は従来技術の説明
で用いたものと同様である。半導体素子４はコレット５
により接合材３を介して載置部２上に図示のように保持
された状態で、コレット５に例えばＸ，Ｙ方向に往復動
作を与える。この動作より、接合層３内で低融点半田３
ａの高融点半田３ｂへの拡散が促進され、かつ接合材厚
みの偏りが矯正されるため、その後得られる接合層の組
成が均一化される。尚、コレットの動作方向はＸ，Ｙに
限定されない。
【００１０】実施例２．図２において、１〜５は従来技
術の説明で用いたものと同様であり、６は超音波振動を
与えるホーンである。図のようにコレット５により半導
体素子４が接合材３を介して載置部２上に保持された状
態で、上記ホーン６により超音波振動を与えることによ
り、接合層３内で、低融点半田３ａの高融点半田３ｂへ
の拡散が促進され、かつ超音波振動は載置部２よりコレ
ット５まで全域に伝わるため、実施例１と同様、接合材
厚みの偏りを矯正する作用があり、その後得られる接合
層の組成が均一化される。
術の説明で用いたものと同様であり、６は超音波振動を
与えるホーンである。図のようにコレット５により半導
体素子４が接合材３を介して載置部２上に保持された状
態で、上記ホーン６により超音波振動を与えることによ
り、接合層３内で、低融点半田３ａの高融点半田３ｂへ
の拡散が促進され、かつ超音波振動は載置部２よりコレ
ット５まで全域に伝わるため、実施例１と同様、接合材
厚みの偏りを矯正する作用があり、その後得られる接合
層の組成が均一化される。
【００１１】実施例３．図３において、１〜５は従来技
術の説明で用いたものと同様であり、７はコレット５の
中央部に設けられたホットガス供給用の孔、８はコレッ
ト５のホットガス孔７の周りに環状に設けられ、半導体
素子４を吸着するバキューム孔である。図３(A)のよう
に半導体素子４はコレット５のバキューム孔８により吸
着、保持され、かつホットガス孔７からホットガスが供
給されて加熱されながら接合材３上に搬送される。そし
て十分に加熱された後、図３(B)に示すように、半導体
素子４が接合材３を介し、載置部２上に保持された状態
でバキュームを停止し、更にホットガスを供給し、一定
時間加熱する。これにより、接合層３内で低融点半田３
ａの高融点半田３ｂへの拡散が促進され、また従来技術
では、コレット側が加熱されていないため、温度勾配が
生じ、低融点半田３ａの溶融状態に偏りが生じるが、本
実施例によれば、低融点半田３ａの溶融状態が均一にな
り、ひいては接合層組成の均一化に効果がある。なお、
ホットガス孔、バキューム孔の形状は図示に限らず、ホ
ットガスは外部より供給されてもよい。
術の説明で用いたものと同様であり、７はコレット５の
中央部に設けられたホットガス供給用の孔、８はコレッ
ト５のホットガス孔７の周りに環状に設けられ、半導体
素子４を吸着するバキューム孔である。図３(A)のよう
に半導体素子４はコレット５のバキューム孔８により吸
着、保持され、かつホットガス孔７からホットガスが供
給されて加熱されながら接合材３上に搬送される。そし
て十分に加熱された後、図３(B)に示すように、半導体
素子４が接合材３を介し、載置部２上に保持された状態
でバキュームを停止し、更にホットガスを供給し、一定
時間加熱する。これにより、接合層３内で低融点半田３
ａの高融点半田３ｂへの拡散が促進され、また従来技術
では、コレット側が加熱されていないため、温度勾配が
生じ、低融点半田３ａの溶融状態に偏りが生じるが、本
実施例によれば、低融点半田３ａの溶融状態が均一にな
り、ひいては接合層組成の均一化に効果がある。なお、
ホットガス孔、バキューム孔の形状は図示に限らず、ホ
ットガスは外部より供給されてもよい。
【００１２】実施例４．図４において、１〜５は、従来
技術の説明で用いたものと同様であり、９はキュア炉、
１０はこのキュア炉９の内部に向い設置され雰囲気ガス
を供給するガス孔、１１は超音波を与え、かつ素子４、
接合材３及び載置部２を固定するホーン、１２はホーン
１１に接続される発振器である。図において、素子４、
接合材３及び載置部２はキュア炉９内で熱処理を与えら
れる間に、ホーン１１により超音波振動が与えられる。
これにより、接合層３内で低融点３ａの高融点半田３ｂ
への拡散が促進され、また実施例２と同様に接合材の偏
りが矯正され、均一な接合層を形成できる。
技術の説明で用いたものと同様であり、９はキュア炉、
１０はこのキュア炉９の内部に向い設置され雰囲気ガス
を供給するガス孔、１１は超音波を与え、かつ素子４、
接合材３及び載置部２を固定するホーン、１２はホーン
１１に接続される発振器である。図において、素子４、
接合材３及び載置部２はキュア炉９内で熱処理を与えら
れる間に、ホーン１１により超音波振動が与えられる。
これにより、接合層３内で低融点３ａの高融点半田３ｂ
への拡散が促進され、また実施例２と同様に接合材の偏
りが矯正され、均一な接合層を形成できる。
【００１３】実施例５．図５において、１〜５、および
９、１０は従来技術の説明、および実施例４で説明した
ものと同様であり、１３は半導体素子４に荷重を加える
治具、１４は上記治具１３を固定するホルダ、１５は上
記ホルダ１４を上下動させるシリンダ、１６は上記ホル
ダ１４上に設けられ、ホルダ１４、治具１３を介して半
導体素子４を上面より加熱するヒータである。図におい
て、シリンダ１５が下降することにより、上記ホルダ１
３によって半導体素子４に任意の荷重をかけることがで
き、シリンダに下降状態を保持させることにより、半導
体素子４に荷重をかけた状態で熱処理を継続させること
ができる。これにより、接合層３中で低融点半田３ａの
高融点半田３ｂへの拡散が促進され、また実施例３で説
明したように、上下から均一に加熱することにより、接
合層の組成を均一にすることができる。
９、１０は従来技術の説明、および実施例４で説明した
ものと同様であり、１３は半導体素子４に荷重を加える
治具、１４は上記治具１３を固定するホルダ、１５は上
記ホルダ１４を上下動させるシリンダ、１６は上記ホル
ダ１４上に設けられ、ホルダ１４、治具１３を介して半
導体素子４を上面より加熱するヒータである。図におい
て、シリンダ１５が下降することにより、上記ホルダ１
３によって半導体素子４に任意の荷重をかけることがで
き、シリンダに下降状態を保持させることにより、半導
体素子４に荷重をかけた状態で熱処理を継続させること
ができる。これにより、接合層３中で低融点半田３ａの
高融点半田３ｂへの拡散が促進され、また実施例３で説
明したように、上下から均一に加熱することにより、接
合層の組成を均一にすることができる。
【００１４】実施例６．図６は本発明の実施例と従来技
術を比較して説明するモデルであり、図６(A)が従来技
術、図６(B)が本発明の一実施例を示す図である。図中
３ｄは中間層を示し、それ以外の符号は従来技術の説明
で用いたものと同様である。従来技術では、図６(A)の
ように低融点半田３ａが高融点半田３ｂの全域に拡散す
るまで熱処理を続けるようにしたものであるが、本発明
の一実施例では、低融点半田３ａが高融点半田３ｂに拡
散し、ねらいとする組成を形成する領域を半導体素子４
下、及び載置部２上の微少領域に限定し、両接合層の間
は組成的に傾斜をもった中間層とするものである。つま
り、 (1) 接合層が界面付近に形成された時点で、熱処理停止
するため、従来より熱処理時間が短縮できる。 (2) 低融点半田３ａの量を減らせば減らすほど、更に時
間は短縮され、かつ接合界面での組成のばらつきは、拡
散領域が狭くなるため小さくなる。 次にこれをさらに具体的に説明する。図７は接合層の組
成を示す概念図である。従来技術の説明と同様に、高融
点半田がＰｂ、低融点半田がＰｂ−６０Ｓｎ、拡散が終
了した時点での組成をＰｂ−５Ｓｎとする。従来技術の
説明で使用した図９と比較すると、その差は明白である
が、図７に示す本発明の実施例の方は素子側、載置側の
界面がそれぞれ５％になり、その中間はＳｎが少なくな
る方向に凹型のカーブを描く。この後、さらに拡散が進
むと、図中点線に示すような全域が、低Ｓｎ組成の接合
層となる。このことからも熱処理時間が短縮できること
は明らかであり、低融点半田の高融点半田に対する分量
比及び熱処理時間をコントロールすることにより、界面
付近に接合層を形成し、両接合層間に中間層を形成する
接合材及び接合方法により、半導体素子を短時間で、均
一組成の接合層により載置部と接合することが可能とな
る。
術を比較して説明するモデルであり、図６(A)が従来技
術、図６(B)が本発明の一実施例を示す図である。図中
３ｄは中間層を示し、それ以外の符号は従来技術の説明
で用いたものと同様である。従来技術では、図６(A)の
ように低融点半田３ａが高融点半田３ｂの全域に拡散す
るまで熱処理を続けるようにしたものであるが、本発明
の一実施例では、低融点半田３ａが高融点半田３ｂに拡
散し、ねらいとする組成を形成する領域を半導体素子４
下、及び載置部２上の微少領域に限定し、両接合層の間
は組成的に傾斜をもった中間層とするものである。つま
り、 (1) 接合層が界面付近に形成された時点で、熱処理停止
するため、従来より熱処理時間が短縮できる。 (2) 低融点半田３ａの量を減らせば減らすほど、更に時
間は短縮され、かつ接合界面での組成のばらつきは、拡
散領域が狭くなるため小さくなる。 次にこれをさらに具体的に説明する。図７は接合層の組
成を示す概念図である。従来技術の説明と同様に、高融
点半田がＰｂ、低融点半田がＰｂ−６０Ｓｎ、拡散が終
了した時点での組成をＰｂ−５Ｓｎとする。従来技術の
説明で使用した図９と比較すると、その差は明白である
が、図７に示す本発明の実施例の方は素子側、載置側の
界面がそれぞれ５％になり、その中間はＳｎが少なくな
る方向に凹型のカーブを描く。この後、さらに拡散が進
むと、図中点線に示すような全域が、低Ｓｎ組成の接合
層となる。このことからも熱処理時間が短縮できること
は明らかであり、低融点半田の高融点半田に対する分量
比及び熱処理時間をコントロールすることにより、界面
付近に接合層を形成し、両接合層間に中間層を形成する
接合材及び接合方法により、半導体素子を短時間で、均
一組成の接合層により載置部と接合することが可能とな
る。
【００１５】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、低融点
半田の高融点半田への拡散を利用した半導体素子の接合
が、短時間で、かつ均一な組成の接合層により成され、
信頼性の高い半導体装置が得られる効果がある。
半田の高融点半田への拡散を利用した半導体素子の接合
が、短時間で、かつ均一な組成の接合層により成され、
信頼性の高い半導体装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の実施例１を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施例２を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施例３を示す断面図である。
【図４】この発明の実施例４を示す側面図である。
【図５】この発明の実施例５を示す側面図である。
【図６】この発明の実施例６を示す側面図である。
【図７】従来技術(A)と本発明の実施例(B)との比較グラ
フである。
フである。
【図８】従来の半導体素子の接合方法を説明する側面図
である。
である。
【図９】接合層の組成を示すグラフである。
１ ヒートブロック ２ 載置部 ３ 接合材 ３ａ 低融点半田 ３ｂ 高融点半田 ３ｃ 拡散後の接合層 ３ｄ 中間層 ４ 半導体素子 ５ コレット ６ ホーン ７ ホットガス孔 ８ バキューム孔 ９ キュア炉 １０ ガス孔 １１ ホーン １２ 発振器 １３ 治具 １４ ホルダ １５ シリンダ １６ ヒータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 至洋 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 一山 秀之 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内 (72)発明者 大前 誠蔵 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式会 社北伊丹製作所内
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行い、低融点半田を高融点半田中に
拡散させるようにしたことを特徴とする半導体素子の接
合方法。 - 【請求項２】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行い、低融点半田を高融点半田中に
拡散させた接合材を用いて上記半導体素子を載置部に固
着する際に、上記半導体素子を吸着・保持する治具によ
って半導体素子に幾何的な動作を与え、低融点半田の高
融点半田への拡散を促進するようにしたことを特徴とす
る半導体素子の接合方法。 - 【請求項３】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行い、低融点半田を高融点半田中に
拡散させた接合材を用いて上記半導体素子を載置部に固
着する際に、上記半導体素子を吸着・保持する治具によ
って接合材を介して載置部上に押圧した状態で、半導体
素子、接合層、及び載置部に超音波振動を加え、低融点
半田の項融点半田への拡散を促進するようにしたことを
特徴とする半導体素子の接合方法。 - 【請求項４】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行い、低融点半田を高融点半田中に
拡散させた接合材を用いて上記半導体素子を載置部に固
着する際に、上記半導体素子を吸着・保持する治具によ
りホットガスを供給し、半導体素子、接合層、及び載置
部を上下方向より均一に加熱することにより、低融点半
田への拡散を促進するようにしたことを特徴とする半導
体素子の接合方法。 - 【請求項５】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行う過程において、半導体素子、接
合層、及び載置部に超音波振動を与えて、低融点半田の
高融点半田への拡散を促進するようにしたことを特徴と
する半導体素子の接合方法。 - 【請求項６】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行う過程において、上記半導体素子
の上面より加重を加えた状態で保持し、低融点半田の高
融点半田への拡散を促進するようにしたことを特徴とす
る半導体素子の接合方法。 - 【請求項７】 半導体素子をその支持体の載置部に半田
を用いて固着するものにおいて、上記半田層の中心部に
高融点半田を配し、その両面に低融点半田を形成し、上
記半導体素子を上記低融点半田の融点以上で固着した
後、上記低融点半田の融点以上で且つ上記高融点半田の
融点以下で熱処理を行う過程において、低融点半田の高
融点半田への拡散後形成された接合層が、半導体素子
下、及び載置部上境界付近に、それぞれその融点が上記
低融点半田以上、高融点半田以下となるような組成の接
合層を持ち、その両接合層の組成は均一であり、両接合
層の間には上記両接合層の組成から上記高融点半田の組
成まで分布する、組成的に傾斜を持つような中間層を形
成するようにしたことを特徴とする半導体素子の接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208883A JPH0661277A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 半導体素子の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4208883A JPH0661277A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 半導体素子の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661277A true JPH0661277A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16563698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4208883A Pending JPH0661277A (ja) | 1992-08-05 | 1992-08-05 | 半導体素子の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661277A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006098454A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | サブマウントおよびその製造方法 |
| JP2006286945A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Dowa Mining Co Ltd | サブマウント及びその製造方法 |
| WO2014022619A2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Osram Sylvania Inc. | Dual solder layer for fluidic self assembly and electrical component substrate and method employing same |
| US9620434B1 (en) | 2016-03-07 | 2017-04-11 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | High temperature bonding processes incorporating metal particles and bonded substrates formed therefrom |
-
1992
- 1992-08-05 JP JP4208883A patent/JPH0661277A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006098454A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | サブマウントおよびその製造方法 |
| US8472208B2 (en) | 2005-03-18 | 2013-06-25 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | Submount and method of manufacturing the same |
| US8581106B2 (en) | 2005-03-18 | 2013-11-12 | Dowa Electronics Materials Co., Ltd. | Submount |
| TWI462236B (zh) * | 2005-03-18 | 2014-11-21 | 同和電子科技有限公司 | 副載置片及其製造方法 |
| TWI514522B (zh) * | 2005-03-18 | 2015-12-21 | 同和電子科技有限公司 | 副載置片及其製造方法 |
| JP2006286945A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Dowa Mining Co Ltd | サブマウント及びその製造方法 |
| WO2014022619A2 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Osram Sylvania Inc. | Dual solder layer for fluidic self assembly and electrical component substrate and method employing same |
| WO2014022619A3 (en) * | 2012-08-02 | 2014-04-24 | Osram Sylvania Inc. | Dual solder layer for fluidic self assembly and electrical component substrate and method employing same |
| US10039194B2 (en) | 2012-08-02 | 2018-07-31 | Osram Sylvania Inc. | Dual solder layer for fluidic self assembly and electrical component substrate and method employing same |
| US9620434B1 (en) | 2016-03-07 | 2017-04-11 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | High temperature bonding processes incorporating metal particles and bonded substrates formed therefrom |
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