[发明专利]电路装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路装置及其制造方法，特别是涉及进行大型电路元件的焊料连接的电路装置的制造方法。

背景技术

参照图8说明现有的电路装置的制造方法。在此说明在基板106的表面形成导电图案108和电路元件的混合集成电路装置的制造方法（例如参照下述专利文献1）。

参照图8（A），首先，在形成于基板106表面的导电图案108的表面形成焊料109。基板106是例如由铝等金属构成的金属基板，导电图案108与基板106利用绝缘层107绝缘。利用导电图案108形成焊盘108A、焊盘108B及焊盘108C。在焊盘108A的上部通过后工序固定安装散热件。在焊盘108B上通过后工序固定小信号的晶体管。在焊盘108C上通过后工序固定引线。在此，在较大的焊盘108A及焊盘108C的表面形成焊料109。

参照图8（B），接着，经由焊料将小信号类的晶体管104C及片状部件104B固定。在该工序中，进行加热直至连接晶体管104C等的焊料熔化。因此，在前工序中形成于焊盘108A和焊盘108C的焊料109也熔化。

参照图8（C），接着，利用细线105B将小信号类的晶体管104C与规定的导电图案108连接。

参照图9（A），接着，将预先形成于焊盘108A和焊盘108C的焊料109熔化，固定安装散热件111及引线101。在此，经由预先形成的焊料109将上部载置有功率晶体管104A的散热件111固定安装在焊盘108A上。进而，使用粗线105A将所希望的导电图案108与晶体管104A连接。

参照图9（B），形成密封树脂102，使其覆盖形成于基板106表面的电路元件和导电图案108。通过以上工序，制造混合集成电路装置100。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本）特开2002-134682号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，参照图10，在上述现有的制造方法中，在熔融的焊料109中产生缩痕的问题。图10（A）是产生了缩痕的基板106的俯视图，图10（B）是剖面图，图10（C）是产生了缩痕部分的放大剖面图。

参照图10（A）及图10（B），“缩痕”是当熔化涂布于焊盘108（A）整个表面的焊料时焊料109发生偏离的现象。特别是固定安装有散热件111的焊盘108A形成为例如一个边长为9mm以上的大型的矩形。因此，与其他部位比较，在焊盘108A的上部附着大量的焊料，且在熔融的焊料109上作用有较大的表面张力，从而产生焊料的缩痕。

如果产生焊料109的缩痕，则在产生了焊料缩痕的部分，因为焊料108A与电路元件未接合，所以导致产生了缩痕的部分的热阻上升。另外，由于缩痕的产生导致焊料接合的强度降低，因此对应于温度变化的焊料结合部的连接可靠性降低。

参照图10（C），产生缩痕的原因是在焊盘108A与焊料109之间生成合金层110。在焊盘108A的上部附着焊膏并对其进行加热熔化时，形成由作为焊盘108A材料的铜和作为焊料材料的锡构成的金属间化合物。在该图中，用合金层110表示由金属间化合物构成的层。具体地说，合金层110的厚度为数μm左右，其组成是Cu₆Sn₅或者Cu₃Sn的金属间化合物。该金属层110与作为焊盘108A材料的铜相比较，焊料的浸润性极差。由于形成了焊料的浸润性差的合金层110，因此产生了焊料的缩痕。如果多次熔化焊料，则形成于焊盘108A上表面的合金层110变厚，导致焊料的浸润性进一步恶化。在以下说明中，将由铜和锡构成的合金层称为Cu/Sn合金层。

近年来，从环境方面考虑，使用无铅焊料。如果使用无铅焊料作为焊料109A，则形成更厚的合金层110，从而上述的缩痕问题更加突出。其原因在于在无铅焊料中含有比铅共晶焊料多的锡。具体地说，通常铅共晶焊料中含有的锡的比例为60重量%左右，与此相对，无铅焊料中含有的锡的比例为90重量%左右。

另外，如果以提高生产率等为目的采用添加了松香类焊剂的焊膏，则发生熔化的焊膏不浸润的问题。其原因在于与水溶性焊剂相比，松香类焊剂的活性更弱。另外，如果用镍膜覆盖由铜构成的焊盘的上表面，并在该镍膜的上表面涂布松香类焊膏并使其熔化时，焊膏不浸润的问题更加突出。