TW200307362A - Electronic component and method of manufacturing same - Google Patents

Description

200307362 五、發明說明（l) · 1--—----〜 一、【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種雷；一 人c 子兀件（裝置）及其製造方法’尤 其關於包含Sn-Bi(錫叙）人a π孚卜夕φ 2 -从，趾金之連接導電層係形成於外部 ί: (裝置)及其製造方法。 ,JS φ °月=主張日本專利申請號2002-042846之優先 振，申請曰為2002年2月20日，其係藉此列入參考資料。 二、【先前技術】 手-:，用於廣泛領域之電子設備’係藉由使用各種電 ==c(積體電路)、電晶體、電容器、電阻、種電 有Λ配Λ。當裝配電子設備時’係使用-種上 fl稱為雷踉其士\電曰所構成之電路圖案之隔離基板（以下 Γ ί;:ί板:，Λ將期望電子元件安裝在電路基板 連接導電層(已知為焊料合金)而“：以 位置亚電性連接至電路圖案。 ^叫坪接於具特疋 圖8係為顯示安裝習知之 面圖。引線（外部端子）55係被插入 第一=局/剖 =至並藉由焊接且經由具有低 電連接至形成於篦一矣而R1AL ^ 丈牧守电層b4而 雷孚-处以 弟表面5U上之電路圖案53，藉以安奘 電子兀件56。這種係被稱為插入安裝型。 错乂女裝 圖9係為顯示安裝另一個習知之電子 局部剖面目。引線55係藉由焊接且經由牛之第一例之 導電層58而電連拣$％ #由具有低熔點之連接 罨連接至形成於電路基板51之第二

200307362

之電路圖案57，藉以安裝電子元件5 9 安裝型。 這種係被稱為表面 又， 表面安裝 之第一表 51之第二 具有 55，並在 關於 料，傳統 黏著劑， 度。如上 (Pb)間之 成本低， 可結合第一安裝例與第二安裝例，且已知為雙邊 型，其中電子元件56係被插入安裝於電路基板51 面51A，而電子元件59係被表面安裝在電路基 表面5 1 B上。 ，，點之連接導電層54、58係事先被電鍍至引線 女裝電子元件56、5 .9的情況下被使用作為焊料。 上述用來焊接之具有低炼點之連接導電層之材 上係廣泛使用Sn-Pb(錫鉛）合金。錫（Sn)係作為 而錯（Pb)降低Sn-Pb合金之熔點並改善連接可靠 所述，Sn-Pb合金之熔點可藉由改變錫（Sn)與鉛 比率而輕易受到調整，除了良好電性連接以外， 因此可依選擇而使用Sn-Pb合金。 二丄n — Pb合金中之Pb成分對人體有害。當拋棄所 觀點』Ϊ ^件時，這些會導致污染，因此，以環境破壞 二5 ，，、亚非是較佳的。因此，近來，當將電子元件 八=於電路基板上時，通常使用具有低熔點之不含焊料合 王之鉛（Pb)之連接導電層（所謂的無鉛連接導電層）。 s牛例而σ ，日本專利特開平1 1 - 25 1 503揭露一種使用 1—錫鉍）合金之電子元件，其中Bi係取代pb以作為具 揭^熔點之無鉛連接導電層。日本專利特開平1 1 -25 1 503 =-種電子元件，其中錫（Sn)中包含少㈣重量百分比 鉍（Bl)之金屬層（連接導電層）係藉由沈浸方法、電鍍方 200307362

專專开乂成於外部連接電極引線配線上。祕（B i)之作用 類似於上述sn〜Pb合金中之鉛（pb)，並擔任降低Sn〜B丨合金 之熔點的工作。 一現在’在使用習知之Sn-Bi合金作為連接導電層之電 子兀件中’小量之Bi可固態溶於錫（Sn)中，並擔任降低 Sn B1合金之炼點的工作。然而，具有低熔點且不具有沈 積相之Sn-Bi合金係難以做成穩定合金構造。因此，會有 發生在合金構造中之大幅經時變化之問題。

、以下將說明這個原因。圖1 〇係為顯示電子元件之一部 份之局部構造之概要視圖，矣中Sn-Bi合金係被電鍍在引 線上以作為連接導電層。舉例而言，由Sn-Bi合金所構成 之連接導電層62係被電鍍在由Fe-Ni (鐵-鎳）合金所構成之 2線61之表面上。在成為連接導電層62之Sn-Bi合金中， «如〉、於4重畺百分比之b丨係可固態溶於錫（)中（如說明

於1本專利特開平25 1 503中），並擔任降低Sn-Bi合金 之1點的工作。在Bi係可固態溶於錫（Sn)中之Sn-Bi合金 之合金構造中’晶體晶粒邊界64係形成於成為Sn-Bi合金 之主成分之Sn晶體63之間。又，當Sn-Bi合金中之Bi含量 (譬i如少於4重量百分比）增加時，因為Sn — Bi合金之連接強 度變弱（如說明於日本專利特開平丨1—2515〇3中），所以立 並非是較佳的。 〃 生現在’在具有低熔點（甚至於室溫下）之Sn-Bi合金構 ^ 由合金之每一種組成原子（基材）所構成之晶粒容易 隨著時間之經過而產生，而另一種合金層容易在Sn — Bi合

200307362 五、發明說明（4) 金與電鍍層之間的界面產生並成長。又，一般而言，在晶 體間之晶體晶粒邊界中，即使於比較低的溫度下，原子移 動（晶體晶粒邊界擴散）易於沿著晶體晶粒邊界產生。舉例 而言，如圖1 0所示，一種下述現象會發生：在成為連接導 電層62之Sn-Bi合金之合金構造中，在Sn晶體63之間的晶 體晶粒邊界64中，在將電子元件安裝在電路基板51上之前 的步驟或在將電子元件5 6、5 9安裝在電路基板51上之後的 步驟，形成Sn-Bi合金之Sn原子或Bi原子傾向於隨著時間 之經過而易於沿著晶體晶粒邊界64遷移。 如上所述，在電鍍層中之晶體成長，位於Sn_Bi合金 與電鍍層間之界面之另一個谷金層之形成與成長，以及作 成Sn-Bi合金之組成原子易於隨著時間之經過而沿著晶體 晶粒邊界遷移，表示Sn-Bi合金之合金構造變得不穩定， 且S η B i合金之合金構造之時間經過改變（隨著時間之經過 之改變）變大。當合金構造之時間經過改變變大時，在將 電子元件56、59安裝在電路基板51上之後，電子元件之電 子連通性、絕緣性、連接強度等等會降低，因此會降低安 裝電子元件56、59之可靠度。 另一方面’在傳統上使用作為連接導電層2Sn — pb合 =中’鉛（Pb)對錫（Sn)係比银（B i)對錫（Sn)具有較少固態 溶解限制，並可被添加比鉍（Bi)之量更多的量。因此，如 示，錯（pb)係在錫（Sn)晶體63間之晶體晶粒邊界64 ^晶以作為鉛（Pb )沈積相6 5。然後，鉛（pb )沈積相6 5依 據晶體成長而使晶體晶粒邊界64之改變變小，並使作成

第8頁 200307362 五、發明說明（5)

Sn-Pb合金之組成原子沿著晶體晶粒邊界64之移動變小。 因此，在Sn-Pb合金中，合金構造之時間經過改變相較於 Sn-Bi合金而言會縮小。然而，因為上述理由，Sn〜pb合金 無法被使用作為連接導電層。 口 三、【發明内容】. 鑒於上述内容，本發明之一個目的係提供一種能降低 ^ =作為連接導電層之Sn_Bi合金之合金構造之時間經過 改、交之電子兀件及其製造方法。 依據本，明之第一實施樣態，提供一種電子元件，其 具有表面覆蓋有由錫鉍合金所構成之連接導電層之一外部 ，其中Sn-Bi合金包含一種金屬，在〜一以合金中，該 ί限:室溫下對錫之—固態溶解限制小於對M之該固態溶 r e λ在蚋文中’較佳的模式係為該金屬於室溫下，對錫 (Sn^固，溶解限制係小於對糾Μ)之固態溶解限制，且 °" 1屬係為一電離傾向大於錫（Sn)之金屬。 A 44 ^ . A較佳的杈式係為電離傾向大於錫（Sn )之該金屬係 為鋅二較離傾向大於錫(sn)之該金屬係 係小：對屬對錫㈤之固態溶解_ … 解限制，且該金屬係為一種電離傾向 200307362 五、發明說明（6) 小於錫（Sn)之金屬 又，較佳的模式係為電離傾向小於錫（Sn)之該金屬係 為銅（Cn)、銀（Ag)、鈀（pd)、或金（Au) 、再者車乂佳的模式係為連接導電層係藉由一種電鍍方 法而形成。 、依據本發明之第二實施樣態，提供一種電子元件之製 Ϊ姐ΐ電子元件具有表面覆蓋有由一錫麵合金所構成 之一連接導電層之一外部端子，該方法包含·· 將一正極板與該外部端早α ,D. , 1丨鲕于刀別置放於包含錫（Sn)與鉍 (t. %\之舌一曰溶液中之步驟，該正極板係由包含0.01重量百分 分比之錄⑴)之一錫鎳合金所構成，且係被 man—正電極，又該外部端子係被連接至 口茨置抓電源之一負電極；以及 旦措由一電鍍方法，將由包含〇· 05重量百分比至I 5重 里百分比之鎳（N i)之該鎳絲合金所彳盖& 成於該外部端子上之步驟'所構成之錢接導電層形 依據本發明之第三實施樣態，提供一種 造方法，該電子元件具有表冤千兀件之製 之一連接藤雷屏&一外2有由一錫鉍合金所構成 ^運接導電層之外部端子，該方法包含： 將一正極板與該外部端子分別置放人 (Bi)與鎳（Ni)之一溶液中之步驟，兮托3錫（n)、鉍 成，且係被連接至-直流— Ϊ =板係”所構 係被連接至該直流電源之電極’又該外部端子 藉由-電鍍方法，將由包含u5重量百分比至15重

第10頁 200307362

絲合金所構成之該連接導電層形 、止方ϊ據i發明之第四實施樣態，提供一種電子元件之製 :-蓮接元件具有表面覆蓋有由一錫鉍合金所構成 之連接導電層之一外部端子，該方法包含： μ用熱處理，俾能在將（S η)、祕（B i )與一特定+屬 塗佈至該外部端子之後，擴散該特定金屬之步驟；以及 之含一特定量之該特定金屬之該鎳絲合金所構成 之孩，接導電層形成於該外部端子上之步驟。 藉由這些構造，在依據本發明之電子元件中， 接導電層（包含在Sn-Bi合金中對錫（Sn)之固態:溶解限制= 於對之固態溶解限制的期望金屬）係形成於一外部子 上，所以期望金屬係被結晶為一沈積相，並抑制作成

Sn Βι合金之組成原子沿著Sn•晶體之間的晶體晶粒邊 移。 I艰 又，藉由依據本發明之電子元件之製造方法，养 由包含對錫（Sn)之固態溶解限制小於對鉍（Bi)之期^金 的Sn-Ni合金所構成之正極板來電鍍外部端子，使得在 Sn-Bi合金中包含適當數量之期望金屬之連接導電層 成於外部端子上，因此容易形成連接導電層。 又，藉由依據本發明之電子元件之製造方法，藉由 先添加對錫（Sn)之固態溶解限制小於Bi之期望金屬，並 由以Sn-Βι溶液電鍍外部端子，使得在以一以合金中包人^ 當數量之期望金屬之連接導電層係形成於外部端子上,$

第11頁 200307362

此容易形成連接導電層。 口此可此使用以作為連接導電層之Sn-Bi合金之合 金構造之時間經過改變變小。 四、【實施方式】 以下將參考附圖並利用實施例來更進一步詳細說明 以執行本發明之最佳模式。 ^ 第一實施例 圖1係為顯示依據本發明第一實施例之電子元件（裝 置）之構造之立體圖；圖2係為沿著圖1之以箭頭人與八表I <1 之線之剖面圖；圖3係為顯示依據第一實施例之安裝於電 路基板上之電子元件之剖面圖；圖4係為顯示本實施例之 ，子元件=一部份之局部構造之概要視圖；圖5係為用以 說明依據第一實施例之用於電子元件之第一製造方法之電 鍛方法之說明圖；而圖6係為·用以說明依據第一實施例之 用於電子元件之第二製造方法之另一種電鍍方法之說明 圖。在第一實施例中，例如丨c (積體電路）等等之半導體裝 置係使用作為電子元件之一例。 如圖1與圖2所示，依據第一實施例之電子元件（裝置）〇 1 〇 ’係設有藉由樹脂模塑等等而形成之封裝i，以及複數 條由Fe-Ni (鐵-鎳）合金所構成之引線2，舉例而言，引線2 係從封裝1之兩側延伸。每一條引線2在一表面上係塗有由 Sn-Bi (錫鉍）合金所構成之連接導電層3，Sn — Bi (錫鉍）合 金包含0·05重量百分比至L5重量百分比之鎳（Ni)，更好

200307362 五、發明說明（9) ' '----- 是大約0.5重量百分比之鎳（Ni)，因而具有低熔點。如 所示，在封裝1之内部中，Ic晶片4係固定至薄片（ta 上，而接合線7係電連接在形成於IC晶片4之表面上之執 電極6與對應於焊墊電極6之引線2之間。於此，較佳曰 用電鍍方法，俾能使具有低熔點之連接導電層3形成=引 線2上，因此，從這個觀點選擇了上述鎳（Ni)。鎳（Ni) 為一種於室溫（普通溫度）下，對錫（Sn)之固態溶解限制 於鉍（B i )之之固態溶解限制的金屬，故被選為電離傾 於Sn-Bi合金之主成分錫（Sn)的金屬之一。 一圖3顯示依據第一實施例之電子元件丨〇之安裴例。電 子兀件1 0係藉由經由具有低熔點之連接導電層3來焊接引 線2，而表面安裝於形成在電路基板8之表面上的電路圖 9上’俾能電連接至電路圖案9。 ’、 在由包含鎳（Ni)之Sn-Bi合金所構成之連接導電層3 中，1重量百分比至4重量百分比的Bi係包含在錫（Sn)中， 而=概剩下成分為錫（Sn)。接著，連接導電層3包含〇. 〇5 重s百分=至1· 5重量百分比之鎳（Ni)，其於室溫下對錫 (Sn)之固態溶解限制係小於對鉍（B i)之固態溶解限制。鉍 (Bl) 2可固態溶於錫（Sn)中，如圖4(電子元件1〇之一部份 之局f構造）所示，在作為合金主成分之Sn晶體11之間， 產生晶體晶粒邊界12。然而，因為鎳（Ni)很難固態溶於錫 (=中（G.05重量百分比至h5重量百分比之鎳m)係可= 解的）’所以鎳沈積相1 3會在晶體晶粒邊界1 2中結 晶。因此’如同上述之鉛（Pb)，鎳沈積相13擔任抑制作成

200307362 五、發明說明（ίο)

Sn-Bi合金之組成原子沿著晶體晶粒邊界丨2遷移的工作。

於此情況下，鎳（Ni)含量增加越多，sn-Bi合金之合 金構造可以越穩定，因此合金構造之經時變化可變小。 又’鎳（Ni)含量增加越多，S n-Bi合金之熔點變得越高， 因此S η - B i合金作為焊料合金並非是較佳的。換言之，在 Sn-Bi合金之熔點因包含鎳（Ni)而變得更高的情況下，當 將電子元件1 0安裝在電路基板8上時，為此必須使安裝溫 度變高。從此點來看，鎳（Ni)含量之上限最好是設定至大 約1 · 5重量百分比。依此方式，鎳（N丨）係結晶成為在彼此 鄰接之S η晶體11間之晶體晶粒邊界1 2中的沈積相1 3，並非 鎳（Ν 1)可固態溶於錫（sn)中。因此，雖然整體合金之鎳 (N i)含量非常小’但合金構造之經時變化可變小。又，鎳 (Ni )含量之下限係按照含量比例中之測量準確度之限而 被設定到大約〇 · 〇 5重量百分比。 如上所述，在依據第一實施例之電子元件丨〇中， 引線2係設有包含〇· 〇5重量百分比至1· 5重量百分比之…、 (Ni)之Sn-Bi合金之連接導電層3，所以以-“合金人、 構造可變穩定且合金構造之時間經過改變可變小、’，&金 接導電層3之可濕性之惡化最小化。因此，因為在’而使連 凡件1 0安裝在電路基板8上之後，可能防止電子彼“子 性連通性、連接強度等等退化，所以不存在 牛之電 子元件10之可靠度的情況。 去安裝電 其次，將參考圖5說明依據第一實施例 件10之第一方法。 電子元

第14頁 200307362

首先’準備一個裝滿包含錫（Sn)與鉍（Bi)之Sn-Bi溶 液14之電鍍槽15。Sn-Bi溶液14包含有機酸、礦物酸、表 面活^劑、Sn鹽、Ni鹽等等。接著，由Sn-Ni合金（包含〇· 0^重1百分比至3重量百分比之鎳（Ni)，最好是將大約3重 置百分比之鎳（Ni))所構成之正極板16置於（浸入）Sn-Bi溶 液14中’亦將作為待被電鍍物體之電子元件1〇A置於（浸 入）Sn-Βι溶液14中，並將正極板16與作為待電鍍物體之電 子兀件1 0 A分別連揍至直流電源丨7之正電極丨7A與負電極 17B。正極板16中之以^土合金之鎳（Ni)含量係被設定成大 約3重量百分比，其中鎳（Ni)係足夠提供給待電鍍之合 金。然而，當將鎳（Ni)含量設定成大約〇·〇1重量百分比或 更多時，毫無問題地可提供鎳（Ni)。鎳（Ni)含量係依據螯 合物成分、一種螯合物成分等等之存在或缺乏而改變。

因此，Sn-Bi溶液14之電解產生，如一。溶液14中之錫 (Sn)與鉍（Bi)分別電離成Sn離子（+ )與^離子（+ )。又，下 述反應分別發生在正極板1 6與作為待電鍍物體之電子元件 10A中。首先，在正極板16中，成為Sn-Ni合金之構造成分 之錫（Sn)與鎳（Ni)兩者會變成Sn離子（+ )與1^離子（+ )，而 電子（-)維持並溶解於Sn-Bi溶液14中，如上所述，Sn離子 (+ )與Bi離子（+ )存在於Sn-Bi溶液14中。然後，在作為待 電鍵物體之電子元件1 0A中’ Sn-Bi溶液14中所有的^^子 (+ )、Bi離子（+ )與Ni離子（+ )會移至連接至負電極17B之引 線2 ’並與從負電極17B提供之電子（-)結合，'從而使包含 鎳（Ni)之Sn-Bi合金被電鍍在引線2上以作為連接導電層

200307362 五、發明說明（12) 3。於此，關於待蕾a 液14之成分與正極=在引士線2上之連#導電層3，Sn_Bi溶 ]ς舌旦瓦八L 板16之成分係利用使〇·〇5重量百分比至 ,T > t ’（Νι)包含在Sn-Bi合金中的方式受到控 制。以這個動作，π… \ ^ ^ 可製造出圖1與圖2所示之電子元件1〇。 、二此之外’鎳（Ni)之電離傾向係接近為Sn-Bi合金之 主2刀之錫（Sn)之電離傾向，而鎳（N丨）之電離傾向係大於 錫、η之電離傾向。因此，鎳（N i)係事先包含於正極板1 6 中以作+為Sn~Ni合金，藉以使足夠量之鎳（Ni)可溶解於

Sn-Βι溶液14中。又，藉由使鉍（Bi )沈積在正極板16上， 可減少使鉍（Bi)沈積在電子元件之引線2上。這可藉由使 用事先包含大約3重量百分比（屬於適當數量）之鎳之

Sn-Ni合金以.作為正極板16而實現，而不需使用特殊材 料 口此鎳（Ni)係與錫（Sn)與叙（Bi) —起被電鍛在電子 元件1〇之引線2上，藉以可形成具有低熔點並包含在仏一以 合金中之0.05重量百分比至1.5重量百分比之鎳（^丨）之連 接導電層3。此外，因為鎳沈積很難產生，所以如果必要 的话’藉由添加螯合劑，可獲得特定鎳（N i)含量。 接者’將參考圖6說明依據第一貫施例之製造電子元 件1 0之第二方法。第一方法與第二方法之間的主要差異在 於第二方法係設計成用以將鎳（N i)添加於第二方法之溶液 中’而正極板並不包含錄（Ni)。 亦即，在第二方法中，準備一個裝滿包含除了錫（Sn) 與鉍（Bi)以外之鎳（Ni)之Sn-Bi-Ni溶液18之電鍍槽19。由 錫（Sn)所構成之正極板20係被置於Sn-Bi-Ni溶液18中，待

200307362 五、發明說明（13) 電鐘之具有引線2(未顯示）之電子元件1〇a亦被置於（浸入） Sn-Bi-Ni溶液18中，以及正極板2〇與作為待電鍍物體之電 子元件1 0 A係分別連接至直流電源〗7之正電極丨7 A與負電極 1 7B。供Sn-Bi-Ni溶液18用之額外數量之鎳（Ni)，係以充 分供應鎳（Ni)給待電鍍之Sn_Bi合金的方式被設定，而電 鍍方式如下。 因此，Sn-Bi-Ni溶液18之電解產生，Sn_Bi_Ni溶液18 中之錫（Sn)、鉍（Βι)與鎳（Ni)分別電離成Sn離子（+ )、Bi 離子⑴與Ni離子⑴。又，下述動作發生在正極板2〇鱼作 為待電鍍物體之電子元件10A中。首先，在正極板2〇中'， 錫乂Sn)留下電子（-)’在電子維持㈠的狀態下變成仏離子 (+ )，而Sn離子（+ )溶解於包含Sn離子（+ )、Bi離子（+ )盥Ni 離：⑴之Sn-Bi-Ni溶液18中。接著，在 物體 之電子元件丨0Λ中，Sn-Bi _Ni溶液i 8中之所有的Sn離子體

(二ΐ離子⑴係被吸引至連接至負電極17B 之引線2，並與仉負電極17B提供之電子（_)結合。 ^含鎳（NO之Sn-Bi合金係被電鍍在引線2上以作為連 電層3。於此，關於待電鍍在引線2上之連接導電層3， Sn-Bi-Ni溶液18之成分係利用使〇. 〇5重量百分比^ ^百分比之雜i)包含在Sn_Bi合金中的 ·重 = n-Bi_Ni溶液18中之附加數量之錄（Ni)且丨控制。 層3中之錄（Ni)含量落在上述範圍外時，從外連^導電 再度添加於Sn-Bi-Ni溶液18中。以這個動作製造1 1與圖2所示之電子元件1〇。 Ik出圖 200307362 五、發明說明（14) · 依據第二製造方法，藉由事先將適當數量之錄（^丨）添 加至Sn-Bi-Ni溶液18，只使用由單一金屬所構成之正極板 20 ’藉以將鎳（Ni)與錫（sn)和麵（Bi) —起電鍍至電子元件 10之引線2，並可能形成具有低溶點且在Sn-Bi合金中包含 0.05重量百分比至ι·5重量百分比之鎳（Ni)之連接導電層 3 〇 如上所述，在依據第一實施例之電子元件丨〇中，因為 由包含0· 05重量百分比至1· 5重量百分比之鎳（Ni)之Sn-Bi 合金所構成之連接導電層3係形成於引線2之表面上以作為 外部端子，所以鎳（Ni)很難固體溶於錫（Sn)中並被結晶成 為鎳沈積相13，且使作成Sn-Bi合金之組成原子不能沿著 Sn晶體11之間的晶體晶粒邊界丨2遷移。 又，在依據第一實施例之製造電子元件丨〇之第一方法 中’藉由使用由包含鎳（Ni )之Sn-N i合金所構成之正極板 16來電鍍引線2，使得由包含〇·〇5重量百分比至1· 5重量百 分比之鎳（Ni )之Sn-Bi合金所構成之連接導電層3係形成於 引線2上，因此可容易形成連接導電層3。 又，在依據第一實施例之製造電子元件1 〇之第二方法 中’藉由使用Sn-Bi-Ni溶液來電鍍引線2，使得由包含 〇· 〇5重量百分比至1· 5重量百分比之鎳（Ni)之仏-…合金所 構成之連接導電層3係形成於引線2上，因此可容易形成連 接導電層3。 。 因此，可能使用以作為連接導電層之Sn — Bi合金之合 金構造之時間經過改變變小。 200307362 五、發明說明（15) 第二實施例 第一貫施例之電子元件與第二實施例之電子元件之間 的主要差異在於鋅（Zn)，鋁（A1)或鐵（Fe)係包含在仏―Bi 合金中，以作為電離傾向大於錫（Sn)之金屬。 如圖1與圖2所示，第二，實施例之電子元件丨〇係設有包 含鋅（Zn)、銘（A1 )或鐵（Fe)以取代形成於引線2之表面上 之Sn-Bi合金中之鎳（Ni)的連接導電層3。鋅（Zn)、鋁（A1) 或鐵（Fe)係被選為於室溫下，對錫（Sn)之固態溶解限制小 於對M (B i)之固態溶解限制，且電離傾向大於錫（Sn )之金 屬’此乃幾乎類似於上述鎳（N i )。因為包含鋅（)、鋁 (A1)或鐵（Fe)之Sn-Bi合金對錫（sn)之固態溶解限制小， 所以沈積相係類似於包含鎳（N i )之Sn-B i合金而結晶，因 此，Sn-Bi合金之合金構造可變得穩定。為了製造電子元 件，連接導電層3係依據以前說明之第一製造方法或第二 製造方法而形成。 如上所述，第二實施例可獲得大概與第一實施例相同 的效果。 第三實施例 第一實施例之電子元件與第三實施例之電子元件之間 t 的主要差異在於，在第三實施例中，銅（Cu)、銀（Ag)、鈀 (Pd)、或金（Au)係包含在Sn-Bi合金中，以作為電離傾向 小於錫（Sn)之金屬。 依據第三實施例之電子元件1 〇係設有包含銅（Cu )、銀 (Ag)、鈀（Pd)、或金（Au)以取代圖1與圖2所示之形成於引

第19頁 200307362 五、發明說明（16) 線2之表面上之Sn~Bi合金中之鎳（Ni)的連接導電層3。銅 (Cu)、銀（Ag)、鈀（Pd)、或金（Au)係被選為於室溫下，對 錫（Sn)之固態溶解限制小於對鉍（b i )之固態溶解限制，且 電離傾向小於錫（Sn)之金屬，此乃類似於上述鎳（Ni)。因 為包含銅（Cu)、銀（Ag)、把（Pd)、或金（Au)之Sn-Bi合金 對錫（Sn)之固態溶解限制小，所以沈積相係類似於包2含鎳 (N i )之S π B i合金而結晶，因此，s η - B i合金之合金構造 可變得穩定。 " 此外，在第三實施例中，因為銅（Cu )、銀（Ag )、鈀 (Pd)、或金（Au)不僅沈積在電子元件之引線2(負電極） 上，而且沈積在正極板上，所以每個金屬之消耗速度變 快。因此，理想上是可使甩將每個金屬事先添加至溶液之 方法，如同依據第一實施例之第二製造方法一樣。 如上所述’第三實施例可獲得大概與第一實施例相同 的效果。 很明顯地，本發明並未受限於上述實施例，但可在不 背離本發明之範疇與精神之下作改變與變化。

舉例而言，在上述實施例中，連接導電層3係形成於 引線2上’然而’其亦適合於使用作為並未受限於引線2之 外部端子之球形電極。又，在上述實施例中，例如丨c等等 之半導體裝置係被使用作為電子元件，然而，本發明係適 合於圖7A所示之插入安裝型之電晶體21、圖7β所示之表面 女衣型之小信號電晶體2 2、圖7 C所示之表面安裝之大信號 電晶體23、圖7D所示之電解電容器24、圖7E所示之陶瓷電

200307362 發明說明（17) 容器25、以及各種其他電子元件。 中的在：ί第：實施例之鎳(Ni)係包含在…以合金 導雷鉍輕凡 ’當使用例如包含鎳（Ni)之Fe-Ni合金之 加至為電子元件之引線2時，藉由將反電解暫時施 溶液=線2，可將鎳（Ni)溶解於溶液中，俾能被供應進入 實施你丨私又，當包含期望金屬之接導電層3係形成於每個 理技*不之Sn-B 1合金上時，在藉由例如濺鍍技術之物 擴C望金屬黏著至引線2之表面上之後，可能以 洛妒的方式應用熱處理。具體而言，依據此種技術， i個含複數個金屬之連接導電層3時，只要在黏著複 3。、，屬之後就應用熱處理，因此可容易形成連接導電層

第21頁 200307362 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 ^日η，^月之上述與其他目的、優點、以及特徵將從下述 造之：1體係圖為顯示依據本發明.第一實施例之電子元件之構 m沿著圖！之以箭頭a m表示之線之剖面圖； 板上：電子？依據本發明第一實施例之安裝於電路基 上之電子凡件之剖面圖； 圖4係為顯示依據本發明第一實施例之 一份之局部構造之概要視圖； 电…牛之 元件Γ第係:為制用 丑弟 衣k方法之電鍍方法之說明圖； 元件Γ第係二V:方說:月依據^ l!7A7ik 之另一種電鍍方法之說明圖； 圖8係為：Λ為：示依據本發明之電子元件之視圖； 口0你為顯不安裝於電路某柘 口 知例之剖面圖； 心基板上之電子7〇件之第一習 知例:9Λ為圖顯示安褒於電路基板上之電子元件之第二習 要視顯示f知電子元件之—部份之局部構造之概 造之顯示另一個習知電子元件之-部份之局部構

第22頁 200307362 圖式簡單說明 元件符號說明： 1〜封裝 2〜引線 3〜連接導電層 4〜I C晶片 . 5〜薄片 6〜焊墊電極 7〜接合線

8〜電路基板 U 9〜電路圖案 10〜電子元件 10A〜電子元件 11〜Sn晶體 1 2〜晶體晶粒邊界 1 3〜鎳沈積相 14〜Sn-Bi溶液 15〜電鍍槽 1 6〜正極板 1 7〜直流電源 Φ 1 7 A〜正電極 1 7 B〜負電極 18〜Sn-Bi-Ni 溶液 1 9〜電鍍槽 2 0〜正極板

第23頁 200307362 圖式簡單說明 2 1〜電晶體 2 2〜小信號電晶體 2 3〜大信號電晶體 2 4〜電解電容器 2 5〜陶瓷電容器 5 1〜電路基板 51A〜第一表面 5 1 B〜第二表面 5 2〜貫通孔 53〜電路圖案 54〜連接導電層 55〜引線（外部端子） 56〜電子元件 5 7〜電路圖案 5 8〜連接導電層 5 9〜電子元件 6 1〜引線 62〜連接導電層 6 3〜錫晶體 6 4〜晶體晶粒邊界 6 5〜錯沈積相

第24頁

Claims (1)

1. 200307362 六、申請專利範圍 一 1·二種電子元件，具有表面覆蓋有由錫鉍合金所構成 之連接導電層之一外部端子，其中該錫鉍合金中包含一金 屬，其於室溫下對錫之固態溶解限制小於對鉍之固態溶 限制。 2·如申請專利範圍第1項所述之電子元件，其中該金 屬t於該室溫下，對錫之該固態溶解限制係小於對鉍之該固 態溶解限制，且該金屬係為一電離傾向大於錫之金屬。 3.如申請專利範圍第2項·所述之電子元件，其中該電 離傾向大於錫之該金屬係為鎳，且在該錫 金中包I 。5重量百分比至1ϊ5重量百分比之該錄。口金中“〇. ^ 4·如申請專利範圍第2項所述之電子元件，其中該電 離傾向大於錫之該金屬係為鋅、鋁或鐵。 5.如申請專利範圍第1項所述之電子元件，其中該金 ，對錫之該固態溶解限制係小於對該鉍之該固態溶解^艮 ’且係為一電離傾向小於錫之金屬。 ^ 6 ·如申請專利範圍第5項所述之電子元件，其中該電 _侦向係小於錫之該金屬係為銅、銀、把或金。 7·如申請專利範圍第丨項所述之電子元件，其中該連 接導電層係藉由電鍍方法而形成。 8·如申請專利範圍第1項所述之電子元件，包含一個 半導體裝置。 笔9· 一種電子元件之製造方法，該電子元件具有表面覆 盍有由一錫鉍合金所構成之一連接導電層之一外部端子， 該方法包含：

   第·25頁 200307362 六、申請專利範圍 溶液ΐ之端子分別置放於包含錫與鉍之-量百分比之鎳之由包含〇.〇ι重量百分比至3重 電源之-正電，：鎳=所構成，且係被連接至-直流 一負電極；以另 亥外部端子係被連接至該直流電源之 〆、 量百Μ 1由包含0·05重量百分比至h5重 該外部端子ΐ之鉍合金所構成之該連接導電層形成於 覆芸右由一 電子元件之製造·方法，該電子元件具有表面 復孤有由一錫叙合金 , ^ s 子，該方法包含：坏構成之一連接導電層之一外部端 之一溶液中3 25亥:卜部端子分別置放於包含錫、鉍與鎳 至-直流電源二it極板係由锡所構成’且係被連接 流電源之—負電極；4 ’又该外部端子係被連接至該直 量百2之】，方法’將由包含G.Q5重量百分比至U重 該外部端子d;絲合金所構成之該連接導電層形成於 覆蓋=·由一一種错1子元件之製造方法，該電子元件具有表面 子，該方法包含： 再取I迷接V電層之一外部端 該外子=理供m在：錫、叙與一特定金屬塗佈至 後’擴政该特定金屬之步驟；以及 將由包含-特定量之該特定金屬之該錄叙合金所構成

   第26頁 200307362 六、申請專利範圍 之該連接導電層形成於該外部端子上之步驟。 iBl 第27頁