WO 2011/009597 A1公開(kāi)了一種用于將電子元件與基底牢固粘接地接合的方法，其中a) 提供具有第一待接合表面的電子元件和具有第二待接合表面的基底，b) 將焊膏施加到待接合表面的至少一個(gè)上，c) 布置所述電子元件和所述基底以使電子元件的第一待接合表面和基底的第二待接合表面借助焊膏接觸，和d) 焊接來(lái)自c)的裝置以在所述電子元件和所述基底之間生成牢固粘接的接合。焊膏的施加厚度在此為至少20微米。該方法中所用的焊膏含有(i) 10 - 30重量%（重量%）的銅粒子，(ii) 60 - 80重量%的由選自錫和錫-銅合金的至少一種物質(zhì)制成的粒子，和(iii) 3 - 30重量%的助焊劑，其中所述銅粒子和所述由選自錫和錫-銅合金的至少一種物質(zhì)制成的粒子的平均粒徑≤ 15微米。

在DVS-Berichte, Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2014 (ISBN 978-3-87155-573-2)中發(fā)布的文章"Standard-Reflowl?ten für Anwendungen bis 300 ℃ – ein WiderspruchErgebnisse aus dem Verbundprojekt HotPowCon"中，A. Fix等人尤其報(bào)道了使用兩種分開(kāi)施加的膏，即使用含有銅粒子的膏和含有焊接金屬粒子的膏進(jìn)行操作的焊接方法。

通過(guò)根據(jù)WO 2011/009597 A1的方法制成的焊接接頭實(shí)現(xiàn)良好強(qiáng)度，但在本發(fā)明的研發(fā)工作的過(guò)程中已證實(shí)在均勻性和避免空腔方面并最終在可靠性，特別是在例如250至300℃的高溫條件下的可靠性方面可改進(jìn)。

本發(fā)明因此涉及用于將電子元件與基底牢固粘接地接合的方法，其中

a) 提供具有第一待接合表面的電子元件和具有第二待接合表面的基底；

b) 將銅膏施加到所述待接合表面的至少一個(gè)上并干燥所述銅膏層；

c1) 將焊料施加到干燥的銅膏層上，并布置所述電子元件和所述基底以使電子元件的第一待接合表面和基底的第二待接合表面借助干燥銅膏和焊料的雙層組合物接觸；

或

c2) 布置所述電子元件和所述基底以使電子元件的第一待接合表面和基底的第二待接合表面借助干燥的銅膏接觸，并緊鄰干燥的銅膏層施加焊料；和

d) 焊接在步驟c1)或c2)中制成的裝置以在所述電子元件和所述基底之間生成牢固粘接的接合；

其中所述銅膏含有(i) 66 - 99重量%的各自具有0至≤ 500重量ppm的磷含量并選自銅粒子、富銅的銅/鋅合金粒子和富銅的銅/錫合金粒子的至少一種類型的粒子，(ii) 0 - 20重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接粒子，和(iii) 1 - 20重量%的載體，其中金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米。

相應(yīng)地，在第一實(shí)施方案中是用于將電子元件與基底牢固粘接地接合的方法，其中

a) 提供具有第一待接合表面的電子元件和具有第二待接合表面的基底；

b) 將銅膏施加到所述待接合表面的至少一個(gè)上并干燥所述銅膏層；

c) 將焊料施加到干燥的銅膏層上，并布置所述電子元件和所述基底以使電子元件的第一待接合表面和基底的第二待接合表面借助干燥銅膏和焊料的雙層組合物接觸；和

d) 焊接在步驟c)中制成的裝置以在所述電子元件和所述基底之間生成牢固粘接的接合；

其中所述銅膏含有(i) 66 - 99重量%的各自具有0至≤ 500重量ppm的磷含量并選自銅粒子、富銅的銅/鋅合金粒子和富銅的銅/錫合金粒子的至少一種類型的粒子，(ii) 0 - 20重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接粒子，和(iii) 1 - 20重量%的載體，其中金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米。

相應(yīng)地，在第二實(shí)施方案中是用于將電子元件與基底牢固粘接地接合的方法，其中

a) 提供具有第一待接合表面的電子元件和具有第二待接合表面的基底；

b) 將銅膏施加到所述待接合表面的至少一個(gè)上并干燥所述銅膏層；

c) 布置所述電子元件和所述基底以使電子元件的第一待接合表面和基底的第二待接合表面借助干燥的銅膏接觸，并緊鄰干燥的銅膏層施加焊料；和

d) 焊接在步驟c)中制成的裝置以在所述電子元件和所述基底之間生成牢固粘接的接合；

其中所述銅膏含有(i) 66 - 99重量%的各自具有0至≤ 500重量ppm的磷含量并選自銅粒子、富銅的銅/鋅合金粒子和富銅的銅/錫合金粒子的至少一種類型的粒子，(ii) 0 - 20重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接粒子，和(iii) 1 - 20重量%的載體，其中金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米。

根據(jù)本發(fā)明，電子元件被理解為是指電氣和/或電子電路的元件。該電子元件可以例如是芯片，優(yōu)選無(wú)外殼的裸芯片（半導(dǎo)體芯片）、半導(dǎo)體二極管、晶體管、電阻器或電容器。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，基底被理解為是指將電子元件與其接合的物體。該基底可以例如是印刷電路板、直接覆銅（DBC或DCB）或引線框。

術(shù)語(yǔ)印刷電路板在本文中用作印刷電路卡（Leiterkarte）、電路板或印刷電路的同義詞并且描述用于電子元件的載體。印刷電路板由電絕緣材料與粘接到其上的導(dǎo)電接點(diǎn)（印刷導(dǎo)線）構(gòu)成。例如可以使用纖維增強(qiáng)的塑料作為電絕緣材料。

直接覆銅表示陶瓷板（例如由氧化鋁、氮化鋁或氧化鈹制成），其中一個(gè)表面或兩個(gè)具有最大面積的互相平行表面通過(guò)高溫下的氧化過(guò)程與銅結(jié)合。在所選條件下，形成銅和氧的低共熔混合物（Eutektikum），其既與銅又與基底的氧化物結(jié)合。

引線框被理解為是指基本僅由芯片載體和連接導(dǎo)線構(gòu)成的IC（集成電路、微芯片）外殼。術(shù)語(yǔ)引線框在本文中用作術(shù)語(yǔ)連接框和芯片載體的同義詞。芯片載體包含構(gòu)成其基礎(chǔ)構(gòu)架（Grundgerüst）并由金屬例如銅、銅合金、銅和整理劑（Finisher）（例如鎳、銀或金）的組合、鐵-鎳合金或其它因瓦合金制成的基底。

該電子元件包含至少一個(gè)第一表面，其旨在用于借助在步驟c1)中由干燥銅膏和焊料的雙層組合物或在步驟c2)中由干燥銅膏制成的接觸層將該電子元件與基底表面接合。所述表面也可以是較大表面的一部分。

該基底包含至少一個(gè)第二表面，其旨在用于借助在步驟c1)中由干燥銅膏和焊料的雙層組合物或在步驟c2)中由干燥銅膏制成的接觸層將該電子元件與基底表面接合。所述表面也可以是較大表面的一部分。

根據(jù)本發(fā)明，借助在步驟c1)中由干燥銅膏和焊料的雙層組合物或在步驟c2)中由干燥銅膏制成的接觸層與基底接合的電子元件的表面被稱作“第一待接合表面”，而借助相應(yīng)的接觸層與電子元件接合的基底的表面被稱作“第二待接合表面”。

通常，至少在電子元件的第一待接合表面上施加金屬化層。也通常至少在基底的第二待接合表面上施加金屬化層。通常，電子元件和基底都至少在待接合的表面上具有金屬化層。因此通常，電子元件在位于基底表面上的金屬化層對(duì)面的表面上包含金屬化層，并且所述金屬化層經(jīng)由接觸層互相接合。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，通常存在的電子元件的金屬化層是該電子元件的一部分，且通常存在的基底的金屬化層是該基底的一部分。

如果存在金屬化層，該金屬化層優(yōu)選占該電子元件的至少一個(gè)表面的至少50%，更優(yōu)選至少70%，再更優(yōu)選至少90%，特別優(yōu)選至少95%，例如100%的面積比例。在基底上，該金屬化層優(yōu)選占經(jīng)由接觸層與電子元件接合的表面的至少50%，更優(yōu)選至少70%，再更優(yōu)選至少90%，特別優(yōu)選至少95%，例如100%的面積比例。

該金屬化層優(yōu)選是可焊接層。該金屬化層優(yōu)選含有選自銅、銀、金、錫和鈀的至少一種元素。該金屬化層可以完全由這些元素、這些元素的可焊接化合物或這些元素的混合物或合金構(gòu)成。

在步驟b)中，將銅膏施加到電子元件或基底的待接合表面的至少一個(gè)上，并干燥。

基于其重量計(jì)，該銅膏含有(i) 66 - 99重量%，優(yōu)選68 - 95重量%，更優(yōu)選70 - 92重量%的各自具有0至≤ 500重量ppm，例如> 0至≤ 500重量ppm，優(yōu)選≥ 0至≤ 100重量ppm，更優(yōu)選≥ 0至≤ 50重量ppm，特別是≥ 0至≤ 10重量ppm的磷含量并選自銅粒子、富銅的銅/鋅合金粒子和富銅的銅/錫合金粒子的至少一種類型的粒子，(ii) 0 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接粒子，和(iii) 1 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%的載體，其中金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米。

優(yōu)選地，基于其重量計(jì)，該銅膏由(i) 66 - 99重量%，優(yōu)選68 - 95重量%，更優(yōu)選70 - 92重量%的各自具有0至≤ 500重量ppm，例如> 0至≤ 500重量ppm，優(yōu)選≥ 0至≤ 100重量ppm，更優(yōu)選≥ 0至≤ 50重量ppm，特別是≥ 0至≤ 10重量ppm的磷含量并選自銅粒子、富銅的銅/鋅合金粒子和富銅的銅/錫合金粒子的至少一種類型的粒子，(ii) 0 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接粒子，和(iii) 1 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%的載體構(gòu)成，其中金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米。

該銅膏中所含的銅粒子的銅的純度優(yōu)選為至少99.9%（3 N），更優(yōu)選至少99.99%（4 N）。在由富銅的銅/鋅合金和/或富銅的銅/錫合金制成的粒子的情況下，該組成例如為60至99.5重量%的銅和相應(yīng)地0.5至40重量%鋅和/或錫。在每種情況下，所有粒子的磷含量為 0至≤ 500重量ppm，例如> 0至≤ 500重量ppm，優(yōu)選≥ 0至≤ 100重量ppm，更優(yōu)選≥ 0至≤ 50重量ppm，特別是≥ 0至≤ 10重量ppm。該粒子優(yōu)選是通過(guò)在惰性氣體氣氛中霧化制成的粒子，或換言之，通過(guò)液態(tài)（熔融）銅和/或所述銅合金之一的熔體霧化到惰性氣體氣氛中制成的粒子。

如已所述，在一個(gè)實(shí)施方案中，該銅膏可含有選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接金屬粒子(ii)。

如果該銅膏中含有由富錫的錫/銅合金、錫/銀合金和/或錫/銅/銀合金制成的焊接金屬粒子，則其錫含量?jī)?yōu)選為95 - 99.5重量%，而銅和/或銀的含量相應(yīng)地為0.5 - 5重量%。

金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑≤ 15微米，優(yōu)選≤ 13微米，更優(yōu)選≤ 11微米，再更優(yōu)選≤ 8微米。該平均粒徑優(yōu)選為2 – 15微米，更優(yōu)選2 – 13微米，再更優(yōu)選2 – 11微米，再更優(yōu)選2 – 8微米。

本文所用的術(shù)語(yǔ)“平均粒徑”是指可用光學(xué)顯微鏡測(cè)得的平均粒度（d50）。可以用與常規(guī)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)（CCD數(shù)碼相機(jī)和評(píng)估軟件）組合的例如在200倍放大率下的光學(xué)顯微鏡，例如用來(lái)自Microvision Instruments的測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行這種類型的測(cè)量。

例如，≤ 15微米的平均粒徑可以是指至少90%的粒子具有≤ 15微米的粒徑且少于10%的粒子具有大于15微米的粒徑。相應(yīng)地，2-15微米的平均粒徑是指至少90%的粒子具有2-15微米的粒徑且少于10%的粒子具有小于2微米或大于15微米的粒徑。

根據(jù)本發(fā)明可能優(yōu)選的是，少于1%的粒子(i)和(ii)超過(guò)特定的粒徑?？杀簧儆?%的粒子(i)和(ii)超過(guò)的所述粒徑優(yōu)選為15微米，更優(yōu)選11微米，再更優(yōu)選8微米。

粒子(i)和(ii)可具有不同幾何。但是，粒子(i)和(ii)優(yōu)選為球形。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，由于生產(chǎn)所致，所用的粒子(i)和(ii)中的次要部分也可以為非球形。但是優(yōu)選的是，至少90重量%，更優(yōu)選至少95重量%，再更優(yōu)選至少99重量%或100重量%的粒子(i)和(ii)以球形存在。還優(yōu)選的是，該銅膏中少于5重量%，更優(yōu)選少于1重量%，再更優(yōu)選少于0.1重量%，例如0重量%的粒子(i)和(ii)以薄片形存在。

除(i)類型和任選(ii)類型的金屬粒子外，該銅膏還包含所謂的載體(iii)，其包含一種或多種任選改性的天然增稠劑（例如明膠、淀粉、果膠、纖維素醚、天然有機(jī)油的酯）和有機(jī)溶劑（例如二醇、甘油、萜品醇、脂族烴）或由其構(gòu)成。該載體的增稠劑含量為例如0.5 - 15重量%，優(yōu)選2 - 10重量%，更優(yōu)選4 - 7重量%，而溶劑含量為85 - 99.5重量%，優(yōu)選90 - 98重量%，更優(yōu)選93 - 96重量%。

方法步驟b)中的銅膏的施加可以通過(guò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方法之一，例如絲網(wǎng)印刷法、模版印刷法、噴射-或分配技術(shù)實(shí)施。

銅膏不需要覆蓋電子元件或基底的整個(gè)表面。相反，銅膏也可以僅施加到電子元件或基底的表面的一部分上，例如施加到所選焊接表面上。該銅膏例如以20 – 200微米的層厚度施加，然后在50 – 160℃的物體溫度下干燥例如10 - 60分鐘。然后，接著進(jìn)行方法步驟c1)或c2)。

方法步驟c1)或c2)中所用的焊料可以是焊膏或一個(gè)或多個(gè)由焊接金屬制成的焊接模制件。

在焊膏形式的焊料的情況下，該焊膏，基于其重量計(jì)，可含有(a) 80 - 99重量%，優(yōu)選85 - 95重量%，更優(yōu)選87 - 92重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接金屬粒子，和(b) 1 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%，更優(yōu)選8 - 13重量%的助焊劑或載體。優(yōu)選地，基于其重量計(jì)，該焊膏由(a) 80 - 99重量%，優(yōu)選85 - 95重量%，更優(yōu)選87 - 92重量%的選自錫粒子、富錫的錫/銅合金粒子、富錫的錫/銀合金粒子和富錫的錫/銅/銀合金粒子的至少一種類型的焊接金屬粒子，和(b) 1 - 20重量%，優(yōu)選5 - 15重量%，更優(yōu)選8 - 13重量%的助焊劑或載體構(gòu)成。

如果該焊膏中含有由富錫的錫/銅合金、錫/銀合金和/或錫/銅/銀合金制成的焊接金屬粒子，則其錫含量例如為95 - 99.5重量%，而銅和/或銀的含量相應(yīng)地為0.5 - 5重量%。

關(guān)于錫粒子或富錫粒子的平均粒徑，上文對(duì)金屬粒子(i)和(ii)的平均粒徑所述的內(nèi)容同樣適用。

如果該焊膏含有助焊劑，該助焊劑的任務(wù)是在焊接過(guò)程中還原（即去氧化）基底和/或電子元件的表面，防止在焊接操作之前和之后重新形成氧化物，和減少外來(lái)物質(zhì)的夾雜。此外，通過(guò)助焊劑的添加應(yīng)降低該液體焊料的表面張力。例如，可以使用松香、基于松香的樹(shù)脂體系、基于水的樹(shù)脂體系或基于羧酸（例如羧酸如檸檬酸、己二酸、肉桂酸和二苯乙醇酸（Benzyls?ure））、胺（例如叔胺）和溶劑（例如含有水和多元醇如二醇或甘油的極性溶劑）的體系作為助焊劑。

此外，該焊膏中可含有附加成分，例如醇、脂肪酸（例如飽和脂肪酸，如油酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、十七烷酸、硬脂酸或二十烷酸）、聚硅氧烷化合物或磷化物化合物。

如已所述，該焊膏可含有所謂的載體代替助焊劑。為了避免不必要的重復(fù)，參考上文在描述銅膏的上下文中對(duì)載體所作的闡述。

方法步驟c1)或c2)中的焊膏的施加可以通過(guò)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方法之一，例如絲網(wǎng)印刷法、模版印刷法、噴射-或分配技術(shù)實(shí)施。在包含方法步驟c1)的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中，將該焊膏施加到干燥的銅膏上，在包含方法步驟c2)的實(shí)施方案中緊鄰干燥的銅膏施加。在后一情況中可以如下操作，以使得該焊膏從側(cè)面接觸干燥的銅膏或具有與干燥的銅膏例如最多2毫米的短距離；在稍后的方法步驟d)中的焊接過(guò)程中，該焊膏最終流動(dòng)并通過(guò)毛細(xì)管效應(yīng)的輔助而滲入干燥的銅膏基質(zhì)。該焊膏例如以20 – 200微米的濕層厚度施加，并任選地在50 - 160℃的物體溫度下干燥例如10 - 60分鐘。

至少一個(gè)由焊接金屬制成的模制件形式的焊料是例如小球、箔、線或圓柱體。該模制件選自錫模制件、富錫的錫/銅合金模制件、富錫的錫/銀合金模制件和富錫的錫/銅/銀合金模制件。在富錫的錫/銅合金、錫/銀合金和/或錫/銅/銀合金的情況下，其錫含量為例如95 - 99.5重量%，而銅和/或銀的含量相應(yīng)地為0.5 - 5重量%。

所述至少一個(gè)焊接金屬模制件的施加通常在于簡(jiǎn)單的放置。在包含方法步驟c1)的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中，將至少一個(gè)焊接金屬模制件放置在干燥的銅膏上，在包含方法步驟c2)的實(shí)施方案中緊鄰干燥的銅膏放置。在后一情況中可以如下操作，以使得所述至少一個(gè)焊接金屬模制件從側(cè)面接觸干燥的銅膏或具有與干燥的銅膏例如最多2毫米的短距離；在稍后的方法步驟d)中的焊接過(guò)程中，所述至少一個(gè)焊接金屬模制件最終熔融和流動(dòng)，并通過(guò)毛細(xì)管效應(yīng)的輔助而滲入干燥的銅膏基質(zhì)。

所述銅膏和焊料都不含鉛，因此無(wú)鉛。根據(jù)本發(fā)明，無(wú)鉛被理解為是指該銅膏和焊料除由于技術(shù)所致而任選存在的鉛雜質(zhì)外不含鉛。相應(yīng)地，無(wú)鉛被理解為是指基于銅膏和/或焊料的重量計(jì)小于1，優(yōu)選小于0.5，更優(yōu)選小于0.1，再更優(yōu)選小于0.01重量%，特別是0重量%的鉛含量。

根據(jù)本發(fā)明，電子元件和基底通過(guò)焊接而牢固粘接地互相接合。相應(yīng)地，牢固粘接的接頭是其中接合配對(duì)物通過(guò)原子力或分子力粘結(jié)在一起的接頭。它們優(yōu)選是只能通過(guò)破壞該接合件而分開(kāi)的不可分離接頭。

根據(jù)本發(fā)明，首先形成由基底、電子元件和位于基底與電子元件之間的干燥銅膏和焊料的雙層組合物構(gòu)成或由基底、電子元件和位于基底與電子元件之間的干燥銅膏層及緊鄰其施加的焊料構(gòu)成的裝置。相應(yīng)地，布置基底和電子元件以使基底的第一待接合表面和電子元件的第二待接合表面經(jīng)由干燥銅膏和焊料的雙層組合物或經(jīng)由干燥銅膏及緊鄰其施加的焊料互相接觸。

通常，所述雙層組合物或所述干燥銅膏優(yōu)選與通常存在的基底的金屬化層和通常存在的電子元件的金屬化層接觸。

優(yōu)選地，在包含方法步驟c1)的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中，為此首先如上所述在基底的待接合表面上，優(yōu)選在基底的包含金屬化層的表面上施加干燥銅膏和焊料的雙層組合物。隨后，將電子元件以表面，優(yōu)選以包含金屬化層的表面放置在該干燥銅膏和焊料的雙層組合物上。

優(yōu)選地，在包含方法步驟c2)的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中，為此首先如上所述在基底的待接合表面上，優(yōu)選在基底的包含金屬化層的表面上施加干燥的銅膏層。然后，如上所述緊鄰該干燥的銅膏層施加焊料。隨后，將電子元件以表面，優(yōu)選以包含金屬化層的表面放置在干燥銅膏上。

在本發(fā)明方法的這兩個(gè)可選方案中，即在包含方法步驟c1)的本發(fā)明方法的實(shí)施方案中和在包含方法步驟c2)的實(shí)施方案中，在方法步驟d)中，最后焊接由電子元件、基底和位于它們之間的干燥銅膏和焊料的雙層組合物或者干燥銅膏層及緊鄰其施加的焊料（即及從側(cè)面接觸干燥的銅膏或具有與干燥的銅膏例如最多2毫米的短距離的焊料）構(gòu)成的裝置，并形成由電子元件、基底和位于它們之間的接觸層的裝置。根據(jù)一般定義，焊接在此被理解為是指用于牢固粘接地接合材料而不達(dá)到該材料的固相線溫度的熱方法。

為了焊接，將上述裝置優(yōu)選均勻加熱直至達(dá)到實(shí)際的焊接溫度。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，該加熱以≤ 3℃/秒的速度進(jìn)行。

優(yōu)選地，焊接溫度超過(guò)焊料中所含的焊接金屬的熔融溫度大約10 - 50℃，更優(yōu)選大約15 - 45℃，再更優(yōu)選大約25 - 35℃，例如大約30℃。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方案，焊接溫度低于280℃，例如為240 - 260℃。

為了焊接，將該溫度保持在超過(guò)焊料中所含的焊接金屬的液相線溫度至少15秒，優(yōu)選至少20秒，再更優(yōu)選至少30秒的時(shí)間。

據(jù)推測(cè)，在將焊接的裝置冷卻到低于來(lái)自焊料的焊接金屬的液相線溫度時(shí)，源自銅膏的粒子(i)的銅擴(kuò)散到在焊接操作時(shí)生成的低共熔錫-銅相中。

在焊接操作后，可以有利地對(duì)在焊接操作時(shí)獲得的由電子元件、基底和位于之間的接觸層構(gòu)成的裝置進(jìn)行回火（tempern）?；鼗鸨焕斫鉃槭侵冈诘陀诤噶系囊合嗑€溫度對(duì)該裝置進(jìn)行熱處理。

該熱處理優(yōu)選在高于40℃，例如40 - 217℃，更優(yōu)選100 - 210℃，再更優(yōu)選150 - 205℃的溫度下進(jìn)行。該熱處理優(yōu)選進(jìn)行1分鐘至24小時(shí)，更優(yōu)選10分鐘至10小時(shí)，再更優(yōu)選20分鐘至1小時(shí)的持續(xù)時(shí)間?；鼗鸪掷m(xù)時(shí)間通常與溫度相關(guān)聯(lián)，并且用于回火的溫度越低，該持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。

本發(fā)明的方法不需要對(duì)用于制造由電子元件、基底和位于之間的接觸層構(gòu)成的裝置的常規(guī)方法做出昂貴的修改。特別地，本發(fā)明的方法對(duì)用于傳統(tǒng)焊接方法的機(jī)器也沒(méi)有特別要求。本發(fā)明的方法因此可以例如在常規(guī)條件下和通過(guò)使用任選已存在的機(jī)器進(jìn)行。

根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，本發(fā)明的裝置借助上述方法可制造或制造。

在本發(fā)明的裝置中，電子元件與基底之間的距離為例如20至200微米。所述距離被理解為是指電子元件和基底的待接合表面之間的距離，其中通常存在的金屬化層歸屬于電子元件和/或基底。所述距離因此相當(dāng)于在焊接后電子元件與基底之間的接觸層的厚度。

根據(jù)本發(fā)明，可以在上述焊接操作時(shí)調(diào)節(jié)焊接條件、銅膏的施加厚度、焊料的量和/或施加厚度、溫度和時(shí)間、以及任選的回火條件，特別是溫度和時(shí)間，以獲得上述接觸層。通過(guò)相應(yīng)顯微磨片的評(píng)估，容易地追蹤具有所需性質(zhì)的接觸層的形成。

實(shí)施例:

本發(fā)明的實(shí)施例1:

制備包含91重量%的具有8微米的平均粒徑和5重量ppm的磷含量的銅粒子并含有9重量%的載體（在有機(jī)溶液中的乙基纖維素）的銅膏。

將該銅膏經(jīng)金屬模板施加到銅板上。銅膏的施加厚度為80微米。隨后，對(duì)帶有該銅膏的銅板表面用機(jī)器配備包含由鎳/銀制成的金屬化層的尺寸3 mm x 3 mm的裸芯片。為此，將裸芯片放置在銅膏上以使裸芯片的金屬化層經(jīng)由該銅膏與銅板接觸。將焊接模制件（具有0.5毫米直徑和3毫米長(zhǎng)度的由SnAg3.0Cu0.5合金制成的焊絲）緊鄰這一裝置施加到銅板上。

現(xiàn)在，將由銅板、裸芯片和位于它們之間的銅膏和施加的焊接模制件構(gòu)成的裝置引入室型（Kammer）焊接爐中，以0.5 開(kāi)爾文/秒的速率加熱到60℃的溫度，并在惰性氣體氣氛中在此溫度下干燥1小時(shí)。此后立即將溫度提高到200℃，借助甲酸飽和的氮?dú)鈿夥諏⒎磻?yīng)表面，即焊膏模制件、干燥銅膏中間層中的銅粒子和銅板表面活化/還原。然后，在同一焊接爐中將溫度提高到260℃，并將所述裝置在真空（1毫巴）中焊接10分鐘的焊接時(shí)間。

本發(fā)明的實(shí)施例2:

與實(shí)施例1中相同操作，唯一的差別在于銅粒子的磷含量為500重量ppm。

對(duì)比例3:

與實(shí)施例1中相同操作，唯一的差別在于銅粒子的磷含量為1100重量ppm。

參比例4:

根據(jù)實(shí)施例1制造可比擬的裝置；但這不使用銅膏進(jìn)行。

根據(jù)3 mm x 3 mm的裸芯片尺寸，由SnAg3.0Cu0.5合金制造0.1毫米厚的箔形式的焊接模制件，施加到銅板上，并又將裸芯片置于其上。所述裝置如實(shí)施例1中那樣在相同活化參數(shù)和240℃的降低的焊接溫度下焊接，但沒(méi)有其中所述的干燥步驟。

在根據(jù)實(shí)施例1至4制成的焊接接頭和/或焊接的裝置的強(qiáng)度的各種試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1和2制成的裝置的焊接接頭表現(xiàn)出明顯高于根據(jù)對(duì)比例3或根據(jù)參比例4制成的裝置的在200℃下的剪切強(qiáng)度。