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公開番号2024060084
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-01
出願番号2024041863,2023102195
出願日2024-03-18,2020-07-15
発明の名称接合層の評価方法及び接合層評価装置
出願人株式会社クオルテック
代理人
主分類G01N 25/72 20060101AFI20240423BHJP(測定;試験)
要約【課題】
接合層を定量的に評価できないという課題があった。
【解決手段】
SiC基板106上に、Ni-Pからなる薄膜ヒータ117が形成されてヒータチップ109が構成される。SiC基板106と銅プレート104間に接合層105が形成し、接合層105は研磨して平坦化する。銅プレート104と加熱冷却プレート101間にグリス118が配置されて接着される。加熱冷却プレート101はチラー103により所定温度に設定される。薄膜ヒータ117は電流が供給されて発熱し、接合層105を加熱する。放射温度計108で、接合層105の温度または温度分布を測定し、接合層105を評価する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
第１の面に形成または配置された加熱手段と、第２の面に形成された第１の金属層とを有する第１の部材と、
前記加熱手段に電流を供給する電流供給手段と、
第１の面に形成された第２の金属層を有する第２の部材と、
前記第１の金属層と前記第２の金属層間に形成または配置された接合層と、
前記接合層に配置または形成された樹脂膜または樹脂シートまたは樹脂板からなる樹脂部材と、
前記接合層から放射される赤外線から、前記接合層の温度を取得する温度測定手段を具備することを特徴とする接合層評価装置。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記第１の部材は、シリコンカーバイドで形成されていることを特徴とする請求項１記載の接合層評価装置。
【請求項３】
前記第１の面において
前記加熱手段が形成または配置される位置に、フェムト秒レーザ光またはピコ秒レーザ光が照射されて粗面化されていることを特徴とする請求項１記載の接合層評価装置。
【請求項４】
更に、前記第２の部材を所定の温度する加熱または冷却手段を有ることを特徴とする請求項１記載の接合層評価装置。
【請求項５】
前記第１の金属層と、前記第２の金属層のうち、少なくとも一方が、Ｎｉ－Ｐからなる層であることを特徴とする請求項１記載の接合層評価装置。
【請求項６】
第１の金属層と第２の金属層間に、前記第１の金属層と前記第２の金属層を接合する接合層を形成し、
前記第１の電極、前記第２の電極及び前記接合層が接する接合面を研磨し、
前記接合面に密接するように、樹脂部材を配置し、
前記第１の金属層側を加熱し、前記第２の金属層側を所定温度に維持し、前記接合面の所定位置の温度情報△Ｔを、非接触で取得することを特徴とする接合層の評価方法。
【請求項７】
前記第１の金属層を有する第１の部材に、薄膜からなるヒータが構成され、
前記薄膜からなるヒータに電流を印加することにより、前記薄膜からなるヒータを発熱させ、
前記発熱により、前記接合層を加熱することを特徴とする請求項６記載の接合層の評価方法。
【請求項８】
前記第２の金属層を有する第２の部材を、所定温度に維持することを特徴とする請求項６記載の接合層の評価方法。
【請求項９】
前記第１の金属層と、前記第２の金属層のうち、少なくとも一方が、Ｎｉ－Ｐからなる層であることを特徴とする請求項６記載の接合層の評価方法。
【請求項１０】
前記接合面の所定位置の温度情報△Ｔは、複数点を取得し、
前記複数点の温度情報△Ｔの差を求めることを特徴とする請求項６記載の接合層の評価方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体部品、電子部品等の端子電極とプリント基板の電極とを接合する接合層（半田部等）の評価方法・測定方法及び接合層の評価装置に関するものである。接合層の構造または構成、接合層を評価することにより、接合層の劣化及び寿命の評価・測定方法等に関するものである。また、接合層評価装置に用いるヒータチップ、ヒータチップの構造、使用方法、当該製造方法、ヒータチップを有する評価装置及び当該評価方法等に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電子機器は、現在、小形・薄型化、さらには高機能・高精度化の傾向にある。それを支える重要な技術が表面実装技術である。この表面実装技術は、高精度なプリント板に、ＩＣ、ＬＳＩを中心としたチップ部品、電子部品を装着、接続する技術であり、高密度実装方式の切り札となっている。
【０００３】
電子回路基板の高精度化、実装部品の小型化、狭ピッチ化が進展し、チップ部品、電子部品の電極と電子回路基板の電極との接合が重要になってきている。そのため、電極と電極との接合層の接合状態を定量的に評価できる技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１２－１７８４４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電極間の接合層の劣化診断方法として半導体チップを含む電子部品を、電子回路基板上に形成されて配線部上にナノカーボンを含有する半田を介して実装し、電子部品または電子回路基板を加熱しながら、該電子部品の温度分布を測定し、温度分布の測定データに基づいて半田による接合層の劣化を検出していた。
【０００６】
しかし、半田接合層の熱伝導性を向上させるため、ナノカーボンを含有する半田を使用する必要があること、接合層のクラック等が発生するまで加熱しないと劣化診断ができないという課題があった。また、加熱する温度により劣化状態、劣化寿命が異なり、定量的に接合層の状態を評価できないという課題があった。
【０００７】
従来の接合層１０５の評価では、接合層１０５にナノカーボンを含有する半田を使用する必要があった。したがって、実際に使用する接合層１０５材料を使用することができなかった。そのため、評価結果と、実製品では評価結果の差異が発生していた。
【０００８】
また、従来の接合層１０５の評価では、接合層１０５を含む箇所を切断して研磨して光学観察あるいはＳＥＭ観察が行われていた。そのため、接合層１０５は破壊評価となり、非破壊では評価することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フェムト秒レーザ光等でＳｉＣ基板の両面を粗面加工し、粗面加工箇所にＮｉ－Ｐ膜で薄膜ヒータを形成する。薄膜ヒータの両端には端子電極を配置し、薄膜ヒータに電流を印加できるようにしてヒータチップを構成する。
【００１０】
銅プレートの表面のＮｉ－Ｐ膜と、ＳｉＣ基板の裏面部に半田等による接合層を形成する。ヒータチップのＳｉＣ基板、銅プレート及び半田接合層の端面は研磨する。端面の研磨部にポリイミド（ＰＩ）シート等を貼り付ける。
（【００１１】以降は省略されています）

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