[发明专利]焊料、基板组件及其装配方法

说明书

本发明提供了一种焊料，包括：按重量计90％至99.99％之间的量的第一合金粉末，其包括固相线温度在170摄氏度和250摄氏度之间的第一合金，所述第一合金包括锡或锡合金；按重量计0.01％至10％之间的量的第二合金粉末，其包括固相线温度高于250摄氏度的第二合金，所述第二合金包括铋或者铋合金。还提供了一种基板组件，包括：基板；及经由前述的焊料形成的焊接部而耦合到所述基板的电子部件，所述焊接部包括分布在所述基板和所述电子部件之间的由所述第二合金构成的若干个间隔元件。该基板组件具有良好的焊接稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电子和半导体技术领域。尤其涉及用于连接基板和电子部件的焊料、由该焊料形成的基板组件以及基板组件的装配方法。

背景技术

在电子部件和基板之间的焊料中加入间隔元件(Spacer)是在焊接工艺期间保持电子部件和基板之间距离的有效措施，间隔元件可以阻止焊接时焊料可能产生的崩塌，从而阻止了电子部件沉向基板并保持电子部件和基板之间的距离。电子部件和基板之间距离的减少会导致焊料疲劳寿命的衰减以及在电子部件下方的环氧树脂流动，这在实现环氧树脂包封的时候可能引起可靠性问题。

与此同时，在焊接工艺期间，间隔元件和焊料之间可能会形成界面金属共化物(Intermetallic Compound,IMC)，由累积的界面金属共化物产生的应力集中则会降低焊接的强度。此外，间隔元件和焊料之间形成的界面金属共化物与间隔元件和基板之间形成的界面金属共化物分别各自累积从而可能影响彼此，从而降低焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，本发明的技术方案解决了现有技术中加入间隔元件的焊料的焊接质量低下的问题。

在本发明一些实施方式中，提供了一种焊料，其包括：按重量计 90％至99.99％之间的量的第一合金粉末，其包括固相线温度在170摄氏度和250摄氏度之间的第一合金，所述第一合金包括锡或锡合金；按重量计0.01％至10％之间的量的第二合金粉末，其包括固相线温度高于250 摄氏度的第二合金，所述第二合金包括铋或者铋合金。

进一步地，所述第二合金包括银铋合金，所述银铋合金中包括按重量计不超过20％的量的银。

进一步地，所述第二合金粉末的粒径大于等于10微米并且小于等于200微米。

进一步地，所述第二合金粉末为球形。

进一步地，其包括按照重量计88％至92％的第一合金粉末和第二合金粉末的混合物，以及按重量计8％至12％的助焊剂。

根据本发明的一些实施方式，还提供了一种基板组件，包括：基板；以及经由前述中任意一项所述的焊料形成的焊接部而耦合到所述基板的电子部件，所述焊接部包括分布在所述基板和所述电子部件之间的由所述第二合金构成的若干个间隔元件。

进一步地，所述间隔元件呈球形，所述间隔元件的直径大于等于 10微米并且小于等于200微米。

进一步地，所述间隔元件的熔点高于所述焊料的熔点。

进一步地，所述间隔元件的熔点高于250摄氏度。

根据本发明的一些实施方式，还提供了一种将电子部件装配到基板的方法，包括：将模板设置于在所述基板的表面上，所述基板的表面包括至少一个焊盘，所述模板具有在所述基板的焊盘上方的开口；将前述中任意一项所述的焊料添加在所述开口内；移除所述模板；将所述电子部件的接触部定位在所述焊料上；以及，加热到240摄氏度至250摄氏度使焊料回流以耦合所述接触部和所述焊盘，其中，所述第二合金在焊料回流期间保持固态并且维持所述电子部件与所述基板之间的距离。

进一步地，所述距离在10至200微米之间。