(57)【要約】【課題】電子部品間の接合部の強度を高め、信頼性を高める。【解決手段】電子装置１は、電極１１を備える電子部品１０と、その電極１１と対向する電極２１を備える電子部品２０と、電極１１と電極２１を接合する接合部３０とを含む。接合部３０は、電極１１の表面に設けられた部位３１と、電極２１の表面に設けられた部位３２と、部位３１と部位３２の間に設けられた部位３３とを備える。部位３１は、第１融点を有する第１半田を含む。部位３２は、第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田を含む。部位３３は、第１半田と第２半田の互いの成分を含有する第３半田を含む。部位３１、部位３２及び部位３３を備える接合部３０は、球状の外形を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を備える第１電子部品と、
前記第１電極と対向する第２電極を備える第２電子部品と、
前記第１電極と前記第２電極とを接合する接合部と
を含み、
前記接合部は、
前記第１電極の表面に設けられ、第１融点を有する第１半田が含まれる第１部位と、
前記第２電極の表面に設けられ、前記第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田が含まれる第２部位と、
前記第１部位と前記第２部位との間に設けられ、前記第１半田と前記第２半田の互いの成分を含有する第３半田が含まれる第３部位と
を備え、球状の外形を有することを特徴とする電子装置。
【請求項２】
前記第３部位は、前記第１部位を取り囲み、
前記第２部位は、前記第１部位を取り囲む前記第３部位を取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記第１融点は、２００℃以上であり、
前記第２融点は、１５０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記第１半田は、スズ、銀及び銅を含み、
前記第２半田は、スズ及びビスマス、又は、スズ及びインジウムを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子装置。
【請求項５】
第１電子部品の第１電極と、第２電子部品の、前記第１電極に対向する第２電極とを、接合部によって接合する工程を含み、
前記接合部は、
前記第１電極の表面に設けられ、第１融点を有する第１半田が含まれる第１部位と、
前記第２電極の表面に設けられ、前記第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田が含まれる第２部位と、
前記第１部位と前記第２部位との間に設けられ、前記第１半田と前記第２半田の互いの成分を含有する第３半田が含まれる第３部位と
を備え、球状の外形を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
【請求項６】
前記第３部位は、前記第１部位を取り囲み、
前記第２部位は、前記第１部位を取り囲む前記第３部位を取り囲むことを特徴とする請求項５に記載の電子装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１電極と前記第２電極とを前記接合部によって接合する工程は、前記第１電極の表面に設けられ前記第１半田が含まれる半田バンプと、前記第２電極の表面に設けられ前記第２半田が含まれる半田層とを接触させ、前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の電子装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程は、前記第２融点よりも４０℃以上高い温度、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の電子装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置及び電子装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置と回路基板といった電子部品間を、半田を用いて接合する技術が知られている。例えば、半導体装置側の電極に半田バンプを設け、回路基板側の電極に半田バンプよりも低融点の半田層（半田ペースト）を設けて、所定の温度でリフローを行い、半導体装置と回路基板とを接合する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７６６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の技術では、リフロー時の温度を、半導体装置側の電極に設けた比較的高融点の半田バンプの融点以上に設定し、その半田バンプと、回路基板側の電極に設けた比較的低融点の半田層とを共に溶融し一体化して接合する手法がある。しかし、この手法では、半導体装置と回路基板との間に形成される接合部と電極との界面に脆弱な化合物が形成され、せん断応力や衝撃等に対して接合部の強度が不足することがある。
【０００５】
また、上記の技術では、リフロー時に、半導体装置側の電極に設けた半田バンプに対して、回路基板側の電極に設けた半田層を選択的に溶融し、半導体装置と回路基板とを、一部が括れた形状となる接合部によって接合する手法がある。しかし、このような接合部では、括れた部位に力が集中し易くなり、やはりせん断応力や衝撃等に対して接合部の強度が不足することがある。
【０００６】
上記のような接合部の強度不足は、半導体装置と回路基板との間の接合部に限らず、各種電子部品間の接合部で同様に起こり得る。電子部品間の接合部の強度不足は、それらを含む電子装置の信頼性を低下させる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、第１電極を備える第１電子部品と、前記第１電極と対向する第２電極を備える第２電子部品と、前記第１電極と前記第２電極とを接合する接合部とを含み、前記接合部は、前記第１電極の表面に設けられ、第１融点を有する第１半田が含まれる第１部位と、前記第２電極の表面に設けられ、前記第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田が含まれる第２部位と、前記第１部位と前記第２部位との間に設けられ、前記第１半田と前記第２半田の互いの成分を含有する第３半田が含まれる第３部位とを備え、球状の外形を有する電子装置が提供される。
【０００８】
また、本発明の一観点によれば、上記のような電子装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、電子部品間の接合部の強度が高く、信頼性の高い電子装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。
【図２】一形態に係る電子装置の一例を示す図である。
【図３】別形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。
【図４】別形態に係る電子装置の一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る電子部品間接合部の説明図である。
【図８】第２の実施の形態に係る電子部品間接合の第１の例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る電子部品間接合の第２の例を示す図である。
【図１０】第３の実施の形態に係る電子部品間接合の第１の例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る電子部品間接合の第２の例を示す図である。
【図１２】半導体チップの構成例を示す図である。
【図１３】半導体パッケージの構成例を示す図である。
【図１４】半導体パッケージの別の構成例を示す図である。
【図１５】回路基板の構成例を示す図である。
【図１６】電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、電子部品間接合及び電子装置の一形態について説明する。
図１は一形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。図１（Ａ）には、接合前の要部断面の一例を模式的に図示し、図１（Ｂ）には、接合後の要部断面の一例を模式的に図示している。
【００１２】
図１（Ａ）に示すような電子部品１１０及び電子部品１２０が準備される。
電子部品１１０は、その表面に電極１１１を有する。電極１１１の表面には、半田バンプ１１２が設けられる。半田バンプ１１２は、球状の外形を有する。
【００１３】
電子部品１２０は、その表面に電極１２１を有する。電極１２１の表面には、半田層１２２が設けられる。半田層１２２には、例えば、半田ペーストが用いられる。
電子部品１１０の電極１１１の表面に設けられる半田バンプ１１２、及び電子部品１２０の電極１２１の表面に設けられる半田層１２２には、それぞれ所定の融点の半田が用いられる。この例では、電子部品１２０側の半田層１２２に、電子部品１１０側の半田バンプ１１２に用いられる半田の融点よりも低い融点を有する半田が用いられる。
【００１４】
半田バンプ１１２には、例えば、成分として少なくともスズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）を含有するＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田が用いられる。一例として、Ａｇ含有量が３．０重量％、Ｃｕ含有量が０．５重量％であるＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の融点は、２１７℃である。
【００１５】
半田バンプ１１２にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田が用いられる場合、半田層１２２には、例えば、成分として少なくともＳｎ及びビスマス（Ｂｉ）を含有するＳｎ−Ｂｉ系半田、又は成分として少なくともＳｎ及びインジウム（Ｉｎ）を含有するＳｎ−Ｉｎ系半田が用いられる。一例として、Ｂｉ含有量が５７重量％であるＳｎ−５７Ｂｉ半田の融点は、１３９℃である。一例として、Ｉｎ含有量が５２重量％であるＳｎ−５２Ｉｎ半田の融点は、１１７℃である。
【００１６】
電子部品１１０及び電子部品１２０には、半導体素子（半導体チップ）、半導体チップを含む半導体装置（半導体パッケージ）、回路基板等が用いられる。例えば、電子部品１１０に半導体パッケージが用いられ、電子部品１２０に回路基板が用いられる。
【００１７】
上記のような構成を有する電子部品１１０及び電子部品１２０が、図１（Ａ）に示すように、互いの電極１１１及び電極１２１を位置合わせされて対向配置される。
そして、図１（Ｂ）に示すように、電子部品１１０の電極１１１の表面に設けられた半田バンプ１１２と、電子部品１２０の電極１２１の表面に設けられた半田層１２２とが接触され、所定の温度でリフローが行われる。
【００１８】
この例では、比較的高融点の半田が用いられた半田バンプ１１２に対し、比較的低融点の半田が用いられた半田層１２２を選択的に溶融する温度で、リフローが行われる。例えば、半田層１２２に用いられている半田の融点よりも２０℃程度高い温度（ピーク温度）で、リフローが行われる。半田バンプ１１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（融点２１７℃）、半田層１２２にＳｎ−５７Ｂｉ半田（融点１３９℃）が用いられる場合であれば、１６０℃程度の温度で、リフローが行われる。
【００１９】
Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田は、Ｓｎ及び鉛（Ｐｂ）を含有するＳｎ−Ｐｂ共晶半田よりも３４℃程度高い融点を有し、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田のみで接合を行う場合には、２４０℃程度の温度でリフローが行われる。電子部品１１０として半導体パッケージを例にすると、半導体パッケージは、半導体チップの集積密度の増大、チップ部品の実装密度の増大等に伴い、３０ｍｍ〜５０ｍｍサイズと大型化する傾向にある。このような半導体パッケージを、それに設けたＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田バンプ１１２により、接合相手の電子部品１２０、例えば回路基板と接合する場合には、２４０℃程度でのリフロー時に、それらの接合部に生じる応力、歪みが大きくなる。その結果、接合部にクラックや破断が生じる可能性が高まる。これに対し、回路基板に、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田よりも低融点のＳｎ−５７Ｂｉ半田の半田ペーストを半田層１２２として設け、それを選択的に溶融する１６０℃程度の温度でリフローする上記手法によれば、８０℃程度低い温度での接合が可能になる。半田バンプ１１２を、より低融点の半田を用いた半田層１２２を用いて接合する上記手法には、このような低温接合が可能になるという利点がある。
【００２０】
尚、半田層１２２に半田ペーストが用いられている場合、半田層１２２では、リフロー時の加熱により、含有される半田の溶融と共に、樹脂の揮発等が生じる。
所定の温度でリフローを行うことで、図１（Ｂ）に示すような、半田バンプ１１２及び半田層１２２を含む接合部１３０ａによって電子部品１１０と電子部品１２０とが機械的及び電気的に接合された電子装置１００ａが得られる。
【００２１】
図２は一形態に係る電子装置の一例を示す図である。図２には、図１（Ｂ）のＸ部を拡大して模式的に図示している。
上記図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すような方法によって得られる電子装置１００ａにおいて、電子部品１１０と電子部品１２０とを接合する接合部１３０ａには、リフロー時に溶融されなかった半田バンプ１１２と、溶融された半田層１２２とが含まれる。
【００２２】
接合部１３０ａでは、溶融されずに球状を維持して残る半田バンプ１１２が、溶融された半田層１２２と接合される。溶融された半田層１２２は、半田バンプ１１２側から電極１２１側に向かって幅（直径）が広がる形状になる。即ち、溶融された半田層１２２は、球状の半田バンプ１１２の先端部においてフィレット１３１を形成する。そのため、接合部１３０ａは、図２に示すような、一部が括れた形状になる。
【００２３】
このような接合部１３０ａでは、電子部品１１０の電極１１１と電子部品１２０の電極１２１との間に、幅の細くなった括れた部位が存在する。また、接合部１３０ａでは、接合された半田バンプ１１２及び半田層１２２の弾性率や線膨張係数といった物性値が異なる。接合部１３０ａは、これらの点に起因して、せん断応力や衝撃等による高い歪みに対して弱くなり、電子部品１１０と電子部品１２０との機械的及び電気的な接合部としての強度が不足することがある。例えば、括れた形状や物性値の違いから、せん断応力や衝撃等による高い歪みに対し、括れた部位、或いは半田バンプ１１２と半田層１２２との接合界面が耐えきれず、接合部１３０ａにクラックや破断（断線）が生じる。
【００２４】
この一形態に係る手法では、前述のように低温接合が可能になる。しかし、その一方で、電子部品１１０と電子部品１２０との間の接合部１３０ａが、半田バンプ１１２と半田層１２２（フィレット１３１）で括れ形状になるために、接合部１３０ａの強度不足、それに起因したクラックや破断が生じる可能性がある。電子部品１１０と電子部品１２０との間の接合部１３０ａの強度不足、それに起因したクラックや破断は、電子装置１００ａで所望の動作が実現されない等、電子装置１００ａの信頼性の低下を招く。
【００２５】
続いて、電子部品間接合及び電子装置の別形態について説明する。
図３は別形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。図３（Ａ）には、接合前の要部断面の一例を模式的に図示し、図３（Ｂ）には、接合後の要部断面の一例を模式的に図示している。
【００２６】
上記のような電子部品１１０及び電子部品１２０が、図３（Ａ）に示すように、互いの電極１１１及び電極１２１を位置合わせされて対向配置された後、図３（Ｂ）に示すように、所定の温度でリフローされ、接合される。
【００２７】
この例では、比較的高融点の半田が用いられた半田バンプ１１２、及び比較的低融点の半田が用いられた半田層１２２が共に溶融する温度で、リフローが行われる。例えば、半田バンプ１１２に用いられている半田の融点以上の温度であって、その半田の融点よりも２０℃程度高い温度（ピーク温度）で、リフローが行われる。半田バンプ１１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（融点２１７℃）が用いられる場合であれば、２４０℃程度の温度で、リフローが行われる。
【００２８】
尚、半田層１２２に半田ペーストが用いられている場合、半田層１２２では、リフロー時の加熱により、含有される半田の溶融と共に、樹脂の揮発等が生じる。
所定の温度でリフローを行うことで、図３（Ｂ）に示すような接合部１３０ｂによって電子部品１１０と電子部品１２０とが機械的及び電気的に接合された電子装置１００ｂが得られる。
【００２９】
図４は別形態に係る電子装置の一例を示す図である。図４には、図３（Ｂ）のＹ部を拡大して模式的に図示している。
上記図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すような方法によって得られる電子装置１００ｂにおいて、電子部品１１０と電子部品１２０とを接合する接合部１３０ｂは、リフローによって半田バンプ１１２及び半田層１２２が共に溶融され、一体化された構造を有する。接合部１３０ｂは、溶融された半田バンプ１１２及び半田層１２２の表面張力により、球状（球のような形状、或いは太鼓形状とも称される）になる。
【００３０】
このような接合部１３０ｂが形成されるリフロー時には、接合部１３０ｂの、例えば図４に示すように、電子部品１１０の電極１１１との界面に、比較的脆弱な化合物１３２が形成される。半田バンプ１１２にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田、半田層１２２にＳｎ−Ｂｉ系半田が用いられる場合であれば、リフローにより得られる接合部１３０ｂの、電極１１１との界面には、Ｃｕ3ＳｎやＣｕ6Ｓｎ5といった金属間化合物が形成される。更に、接合部１３０ｂの、電極１１１との界面には、リフローにより溶融されたＳｎ−Ｂｉ系半田のＢｉの拡散及び析出が起こり得る。これらにより、接合部１３０ｂの、電極１１１との界面に、比較的脆弱な化合物１３２が形成される。
【００３１】
比較的脆弱な化合物１３２が形成された接合部１３０ｂは、せん断応力や衝撃等による高い歪みに対して弱くなり、電子部品１１０と電子部品１２０との機械的及び電気的な接合部としての強度が不足することがある。例えば、接合部１３０ｂの比較的脆弱な化合物１３２が、せん断応力や衝撃等による高い歪みに耐えきれず、接合部１３０ｂにクラックや破断が生じる。
【００３２】
この別形態に係る手法では、電子部品１１０と電子部品１２０との間の接合部１３０ｂを、上記一形態で述べた接合部１３０ａ（図１及び図２）のような括れ形状ではなく、球状とすることが可能になる。しかし、その一方で、接合界面に比較的脆弱な化合物１３２が形成されるために、接合部１３０ｂの強度不足、それに起因したクラックや破断が生じる可能性がある。電子部品１１０と電子部品１２０との間の接合部１３０ｂの強度不足、それに起因したクラックや破断は、電子装置１００ｂで所望の動作が実現されない等、電子装置１００ｂの信頼性の低下を招く。
【００３３】
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として例示するような技術を用い、電子部品間の接合部の強度不足を抑える。
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００３４】
図５は第１の実施の形態に係る電子部品間接合の一例を示す図である。図５（Ａ）には、接合前の要部断面の一例を模式的に図示し、図５（Ｂ）には、接合後の要部断面の一例を模式的に図示している。
【００３５】
図５（Ａ）に示すような電子部品１０及び電子部品２０が準備される。
電子部品１０は、その表面（一主面）に電極１１を有する。電極１１には、各種導体材料が用いられる。例えば、電極１１には、Ｃｕ、若しくはＣｕを含む材料、又は、アルミニウム（Ａｌ）、若しくはＡｌを含む材料が用いられる。電極１１の表層部には、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）の積層体（Ｎｉ／Ａｕ）や、Ｎｉとパラジウム（Ｐｄ）とＡｕの積層体（Ｎｉ／Ｐｄ／Ａｕ）等の層（アンダーバンプメタル（ＵＢＭ）層）が設けられてもよい。
【００３６】
電子部品１０の電極１１の表面には、半田バンプ１２が設けられる。半田バンプ１２は、球状、即ち、丸みを帯びた球のような外形を有する。このような球状の半田バンプ１２は、例えば、電極１１上に半田ボールを搭載してリフローする手法や、電極１１上にメッキ法等を用いて半田を形成してリフローする手法等によって形成される。
【００３７】
このような電子部品１０の接合相手である電子部品２０は、その表面（一主面）に電極２１を有する。電極２１には、各種導体材料が用いられる。例えば、電極２１には、Ｃｕ、若しくはＣｕを含む材料、又は、Ａｌ、若しくはＡｌを含む材料が用いられる。電極２１の表層部には、ＵＢＭ層としてＮｉ／ＡｕやＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ等の層が設けられてもよい。
【００３８】
電子部品２０の電極２１の表面には、半田層２２が設けられる。半田層２２は、例えば、印刷法等を用いて電極２１上に半田ペースト（フラックス等の所定の樹脂中に半田粒子を含有する樹脂組成物）を塗布する手法によって形成される。
【００３９】
電子部品１０の電極１１の表面に設けられる半田バンプ１２、及び電子部品２０の電極２１の表面に設けられる半田層２２には、それぞれ所定の融点の半田が用いられる。この例では、電子部品２０側の半田層２２に、電子部品１０側の半田バンプ１２に用いられる半田の融点よりも低い融点を有する半田が用いられる。半田バンプ１２には、融点が２００℃以上の各種半田が用いられ、半田層２２には、融点が１５０℃以下の各種半田が用いられる。
【００４０】
例えば、半田バンプ１２には、成分として少なくともＳｎ、Ａｇ及びＣｕを含有するＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田が用いられる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田には、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕに加えて、微量のアンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）、Ｂｉ、Ｉｎ等が添加されてもよい。一例として、Ａｇ含有量が３．０重量％、Ｃｕ含有量が０．５重量％であるＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の融点は、２１７℃である。
【００４１】
半田バンプ１２にＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系半田が用いられる場合、半田層２２には、例えば、成分として少なくともＳｎ及びＢｉを含有するＳｎ−Ｂｉ系半田、又は成分として少なくともＳｎ及びＩｎを含有するＳｎ−Ｉｎ系半田が用いられる。Ｓｎ−Ｂｉ系半田には、Ｓｎ及びＢｉに加えて、微量のＣｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｉｎ等が添加されてもよく、Ｓｎ−Ｉｎ系半田には、Ｓｎ及びＩｎに加えて、微量のＣｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｂｉ等が添加されてもよい。一例として、Ｂｉ含有量が５７重量％であるＳｎ−５７Ｂｉ半田の融点は、１３９℃である。一例として、Ｉｎ含有量が５２重量％であるＳｎ−５２Ｉｎ半田の融点は、１１７℃である。尚、Ｓｎ−Ｂｉ系半田やＳｎ−Ｉｎ系半田に、一定量のＡｇやＳｂが添加されると、半田層２２や、後述する接合部３０の延性が高められる。
【００４２】
電子部品１０及び電子部品２０には、半導体チップ、半導体チップを含む半導体パッケージ、回路基板等が用いられる。例えば、電子部品１０に半導体パッケージが用いられ、電子部品２０に回路基板が用いられる。尚、電子部品１０及び電子部品２０として用いられる半導体チップ、半導体パッケージ、回路基板の構成例については後述する（図１２〜図１５）。
【００４３】
上記のような電子部品１０及び電子部品２０が、図５（Ａ）に示すように、互いの電極１１及び電極２１を位置合わせされて対向配置される。
そして、図５（Ｂ）に示すように、電子部品１０の電極１１の表面に設けられた半田バンプ１２と、電子部品２０の電極２１の表面に設けられた半田層２２とが接触され、所定の温度でリフローが行われる。この例では、半田バンプ１２に用いられている半田の融点未満であって、半田層２２に用いられている半田の融点よりも４０℃程度高い温度（ピーク温度）で、リフローが行われる。
【００４４】
例えば、半田バンプ１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（融点２１７℃）、半田層２２にＳｎ−５７Ｂｉ半田（融点１３９℃）が用いられる場合であれば、１８０℃程度から２１６℃までの範囲内の温度で、リフローが行われる。半田バンプ１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（融点２１７℃）、半田層２２にＳｎ−５２Ｉｎ半田（融点１１７℃）が用いられる場合であれば、１６０℃程度から２１６℃までの範囲内の温度で、リフローが行われる。半田バンプ１２に用いられる半田の融点に応じてリフロー時の温度の上限が設定され、半田層２２に用いられる半田の融点に応じてリフロー時の温度の下限が設定される。リフロー時の温度の上限は、半田バンプ１２に用いられる半田の融点未満とされるため、半田層２２を用いずに半田バンプ１２のみで接合する場合に比べ、低温接合が可能になる。
【００４５】
尚、半田層２２に半田ペーストが用いられている場合、半田層２２では、リフロー時の加熱により、含有される半田の溶融と共に、樹脂の揮発等が生じる。
所定の温度でリフローを行うことで、図５（Ｂ）に示すような接合部３０によって電子部品１０と電子部品２０とが機械的及び電気的に接合された電子装置１が得られる。
【００４６】
図６は第１の実施の形態に係る電子装置の一例を示す図である。図６には、図５（Ｂ）のＺ部を拡大して模式的に図示している。
上記図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すような方法によって得られる電子装置１において、電子部品１０と電子部品２０とを接合する接合部３０には、例えば図６（及び図５（Ｂ））に示すような、３つの部位３１、部位３２及び部位３３が含まれる。
【００４７】
部位３１は、電子部品１０側の電極１１の表面に設けられる。部位３１は、リフロー時に半田バンプ１２が溶融されずに残った部位（コア）である。部位３１には、半田バンプ１２の成分（Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ等）が含有される。部位３１は、リフロー時に半田バンプ１２の表層部が溶融されることで、リフロー前の半田バンプ１２よりもサイズ（直径）が小さくなる。
【００４８】
部位３２は、電子部品２０側の電極２１の表面に設けられる。部位３２は、リフロー時に半田層２２が溶融されて形成される部位である。部位３２には、リフロー前の半田層２２の成分（Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎ等）が含有される。部位３２には更に、電極２１の成分（Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ等）が含有され得る。
【００４９】
部位３３は、電極１１側の部位３１と、電極２１側の部位３２との間に設けられる。部位３３は、リフロー時に溶融される半田層２２と半田バンプ１２の表層部との、互いの成分が相互に拡散して形成される部位である。部位３３には、リフロー前の半田層２２の成分（Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎ等）及び半田バンプ１２の成分（Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ等）が含有される。部位３３には更に、リフロー時に溶融される半田層２２内に拡散した電極２１の成分（Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｄ等）が含有され得る。
【００５０】
接合部３０において、リフロー時に溶融される半田層２２と半田バンプ１２の表層部との互いの成分を含有する部位３３は、リフロー時に半田バンプ１２が溶融されずに残った部位３１を取り囲む配置になる。リフロー時に半田層２２が溶融されて形成される部位３２は、部位３１を取り囲む部位３３を更に取り囲む配置になる。
【００５１】
このような部位３１、部位３２及び部位３３を含む接合部３０は、球状、即ち、丸みを帯びた球のような外形になる。図６に示すような接合部３０の形状は、電極１１及び電極２１側の両端部（電極１１及び電極２１との両接合界面）の幅（直径）よりも、それらの中間部の幅（直径）が大きくなる、太鼓形状とも称される。
【００５２】
電子装置１の接合部３０について更に説明する。
図７は第１の実施の形態に係る電子部品間接合部の説明図である。図７（Ａ）には、比較のため、括れ形状の接合部を有する電子装置の要部断面を模式的に図示し、図７（Ｂ）には、球状の接合部を有する電子装置の要部断面を模式的に図示している。
【００５３】
まず、図７（Ａ）に示すような括れ形状の接合部３０ａについて述べる。
半田バンプ１２と半田層２２のうち、半田層２２を選択的に溶融させる温度、例えば半田層２２にＳｎ−５７Ｂｉ半田を用いる場合の１６０℃程度といった温度でのリフローでは、半田バンプ１２に対して半田層２２が選択的に溶融されることで、フィレット３５が形成される。このフィレット３５と、溶融されずに残る半田バンプ１２とによって、括れ形状の接合部３０ａが形成される。
【００５４】
括れ形状の接合部３０ａが形成される過程において、半田バンプ１２は、溶融される半田層２２と接触することで、表層部の成分が半田層２２に溶け込み得る。但し、リフロー温度が半田バンプ１２の融点、例えば半田バンプ１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田を用いた場合の２１７℃といった融点に比べて大幅に低いため、半田バンプ１２は、リフロー時も溶融されずに固相のままである部分が比較的大きくなる。
【００５５】
半田バンプ１２の固相部のサイズＲBが、所定の基準サイズＲSを上回っている範囲（ＲB＞ＲS）では、溶融状態の半田層２２が、表面張力によって半田バンプ１２の固相部を這い上がることができない。その結果、溶融される半田層２２は、半田バンプ１２の固相部の下に留まってフィレット３５を形成し、リフロー後に得られる接合部３０ａは、図７（Ａ）に示すような括れ形状になる。
【００５６】
続いて、図７（Ｂ）に示すような球状の接合部３０について述べる。
図７（Ｂ）に示すような接合部３０を形成する際は、半田バンプ１２に用いられている半田の融点未満で、半田層２２に用いられている半田の融点よりも高い温度でリフローが行われる。但し、上記のような括れ形状の接合部３０ａを形成する場合よりも高い温度、例えば半田層２２にＳｎ−５７Ｂｉ半田を用いる場合であれば１８０℃以上といったより高い温度で、リフローが行われる。例えば、半田バンプ１２にＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（融点２１７℃）、半田層２２にＳｎ−５７Ｂｉ半田（融点１３９℃）が用いられる場合であれば、１８０℃〜２１６℃の範囲で、リフローが行われる。
【００５７】
このような条件でリフローを行うと、溶融状態の半田層２２に接触し、内部よりも高温になる半田バンプ１２の表層部の成分（主にＳｎ）が、溶融状態の半田層２２に溶け込み、半田バンプ１２の表層部が溶融される。半田バンプ１２の表層部が溶融されることで、溶融されずに残る半田バンプ１２の固相部のサイズＲBが小さくなる。更に、溶融されるその表層部の成分（主にＳｎ）が、溶融状態の半田層２２に溶け込むことで、液相半田の量が増大する。増量した液相半田は、半田バンプ１２の固相部が基準サイズＲS以下まで小さくなっていると（ＲB≦ＲS）、表面張力によって半田バンプ１２の上部へと這い上がり、半田バンプ１２の固相部を取り囲むように覆う。
【００５８】
電極１１の表面には、リフロー後も半田バンプ１２の固相部が残り、この残った固相部が図７（Ｂ）及び上記図６に示す部位３１になる。その周りには、リフロー時に溶融された半田バンプ１２（表層部）及び半田層２２（Ｓｎが溶け込んだ液相半田）の互いの成分を含有する部位が形成され、この部位が図７（Ｂ）及び上記図６に示す部位３３になる。その周りと電極２１の表面には、リフロー時に溶融された半田層２２の成分を含有する部位が形成され、この部位が図７（Ｂ）及び上記図６に示す部位３２になる。
【００５９】
このように、半田バンプ１２の固相部のサイズＲBが、液相半田が表面張力で這い上がれるような基準サイズＲS以下になると、図７（Ａ）に示すような括れ形状の接合部３０ａではなく、図７（Ｂ）及び上記図６に示すような球状の接合部３０が形成される。即ち、半田バンプ１２の固相部のサイズＲBが所定の基準サイズＲS以下になるような形状変化が生じる温度、例えば前述した１８０℃〜２１６℃といった温度でリフローが行われると、球状の接合部３０が形成される。
【００６０】
尚、予め電極２１上に設ける半田層２２が一定量を下回っていると、リフロー時に半田バンプ１２が表層部の溶融でサイズダウンし、その表層部の成分が半田層２２に溶け込んで液相半田が増量したとしても、表面張力による這い上がりが生じない可能性がある。従って、球状の接合部３０を形成するためには、リフロー時の温度及びそのリフローによる半田バンプ１２の形状変化（溶融されずに残る固相部のサイズＲB）のほか、予め電極２１上に設ける半田層２２の量（厚み）も考慮する。
【００６１】
以上述べたような、部位３１、部位３２及び部位３３を含む球状の接合部３０は、括れ形状の接合部３０ａに比べて、せん断応力や衝撃等による高い歪みに対して強くなる。即ち、括れ形状の接合部３０ａでは、比較的力が集中し易い括れた部位が、せん断応力や衝撃等に耐えきれず、クラックや破断が生じる恐れがある。一方、球状の接合部３０では、括れ形状の接合部３０ａで生じ得るような局所的な力の集中が抑えられ、せん断応力や衝撃等によってクラックや破断が生じるのを、効果的に抑えることができる。
【００６２】
また、この球状の接合部３０では、電子部品１０の電極１１の表面に、リフローによる接合時に溶融されなかった半田バンプ１２の固相部が部位３１として残る。そのため、リフローによる接合時に形成される接合部３０と、電極１１との界面に、比較的脆弱な化合物が形成されるのを抑え、そのような化合物によってクラックや破断が生じるのを、効果的に抑えることができる。更に、半田バンプ１２の成分を含むコアの部位３１を、半田バンプ１２及び半田層２２の両成分を含む部位３３で取り囲み、これらを更に、半田層２２の成分を含む部位３２で取り囲むことも、せん断応力や衝撃等に対する接合部３０の強度の向上に寄与する。
【００６３】
電子部品１０と電子部品２０とを、上記のような部位３１、部位３２及び部位３３を含む球状の接合部３０で機械的及び電気的に接合することで、接合部３０の強度不足及びそれに起因したクラックや破断を抑え、信頼性の高い電子装置１を実現することができる。
【００６４】
第１の実施の形態で述べたような接合部３０を含む電子装置１の製造及び構成の具体的な例を、以下に実施例１〜１０として示す。
〔実施例１〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田（Ａｇ：３．０重量％，Ｃｕ：０．５重量％）の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、窒素（Ｎ2）雰囲気中（酸素（Ｏ2）濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００６５】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ半田（Ｂｉ：５７重量％）を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００６６】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００６７】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について，その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００６８】
〔実施例２〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００６９】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ半田を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００７０】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００７１】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００７２】
〔実施例３〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００７３】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ半田（Ｂｉ：５７重量％，Ａｇ：１重量％）を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００７４】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００７５】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００７６】
〔実施例４〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００７７】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ半田を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００７８】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００７９】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００８０】
〔実施例５〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００８１】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ−０．４Ａｇ半田（Ｂｉ：５７重量％，Ａｇ：０．４重量％）を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００８２】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００８３】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００８４】
〔実施例６〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００８５】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ−０．４Ａｇ半田を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００８６】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１８０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００８７】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｂｉ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００８８】
〔実施例７〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００８９】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５２Ｉｎ半田（Ｉｎ：５２重量％）を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００９０】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１６０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００９１】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００９２】
〔実施例８〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００９３】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５２Ｉｎ半田を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００９４】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１６０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００９５】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【００９６】
〔実施例９〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【００９７】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５２Ｉｎ−０．３Ａｇ半田（Ｉｎ：５２重量％，Ａｇ：０．３重量％）を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【００９８】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１６０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【００９９】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【０１００】
〔実施例１０〕
電子部品１０（図５）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１上に、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１上に搭載し、半田バンプ１２を形成した。
【０１０１】
電子部品２０（図５）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１０（半導体パッケージ）の電極１１に対応してＣｕの電極２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５２Ｉｎ−０．３Ａｇ半田を含む半田ペーストを、半田層２２として配置した。
【０１０２】
電極２１上に半田層２２を配置した電子部品２０（回路基板）の上に、対応する電極１１上に半田バンプ１２を設けた電子部品１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１６０℃〜２１６℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１０と電子部品２０とが球状の接合部３０で接合された電子装置１（図５及び図６）を得た。
【０１０３】
得られた電子装置１の球状の接合部３０について、その断面を観察、評価した。接合部３０は、Ｓｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する、電極１１上の部位３１と、これを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ｃｕを含有する部位３３と、更にこれを取り囲み、Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇを含有する、電極２１上の部位３２とを含むことが、元素分析によって確認された。
【０１０４】
以上の実施例１〜１０に示すような電子装置１のほか、比較のため、次の比較例１に示すような電子装置１００ａ、及び比較例２に示すような電子装置１００ｂを得た。
〔比較例１〕
電子部品１１０（図１）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１１上に搭載し、半田バンプ１１２を形成した。
【０１０５】
電子部品１２０（図１）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１１０（半導体パッケージ）の電極１１１に対応してＣｕの電極１２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極１２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ半田を含む半田ペーストを、半田層１２２として配置した。
【０１０６】
電極１２１上に半田層１２２を配置した電子部品１２０（回路基板）の上に、対応する電極１１１上に半田バンプ１１２を設けた電子部品１１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度１６０℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１１０と電子部品１２０とが括れ形状の接合部１３０ａで接合された電子装置１００ａ（図１及び図２）を得た。
〔比較例２〕
電子部品１１０（図３）として、平面サイズが縦４２．５ｍｍ×横４２．５ｍｍで、Ｃｕの電極１１１（パッド）の径が０．７６ｍｍ、ピッチが１．２７ｍｍ、数が１０８９個の半導体パッケージを準備した。この半導体パッケージの電極１１１上に、Ｎｉ／ＡｕのＵＢＭ層を形成した。ＵＢＭ層を形成した電極１１１上に、フラックスを塗布した後、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ半田の半田ボールを、メタルマスクの開口に振り込む方法によって配置した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行い、半田ボールを電極１１１上に搭載し、半田バンプ１１２を形成した。
【０１０７】
電子部品１２０（図３）として、平面サイズが縦１１０ｍｍ×横１１０ｍｍで、電子部品１１０（半導体パッケージ）の電極１１１に対応してＣｕの電極１２１が設けられたＦＲ−４回路基板を準備した。この回路基板の電極１２１上に、メタルマスクを用いた印刷法により、Ｓｎ−５７Ｂｉ半田を含む半田ペーストを、半田層１２２として配置した。
【０１０８】
電極１２１上に半田層１２２を配置した電子部品１２０（回路基板）の上に、対応する電極１１１上に半田バンプ１１２を設けた電子部品１１０（半導体パッケージ）を、位置合わせを行って仮固定した。そして、Ｎ2雰囲気中（Ｏ2濃度１００ｐｐｍ以下）、ピーク温度２４０℃の条件でリフローを行った。これにより、電子部品１１０と電子部品１２０とが球状の接合部１３０ｂで接合された電子装置１００ｂ（図３及び図４）を得た。
【０１０９】
続いて、電子装置１の信頼性を評価した結果について述べる。
実施例１〜１０で得られた電子装置１について、電気的な性能に問題がないことを確認した後、−４０℃〜１０５℃の繰り返し温度サイクル試験を、１０００サイクル行った。実施例１〜１０のいずれの電子装置１も、抵抗上昇は１０％以下と良好であることを確認した。
【０１１０】
また、実施例１〜１０で得られた電子装置１について、電気的な性能に問題がないことを確認した後、温度１００℃、湿度８５％の環境下に１０００時間放置した。実施例１〜１０のいずれの電子装置１も、抵抗上昇は１０％以下と良好であることを確認した。
【０１１１】
また、実施例１〜１０の電子装置１、並びに比較例１の電子装置１００ａ及び比較例２の電子装置１００ｂについて、落下衝撃試験を実施した。落下衝撃試験は、ＪＥＤＥＣ（Joint Electron Device Engineering Council）のＪＥＳＤ２２−Ｂ１１１に準拠した方法により、衝撃加速度１５００Ｇの条件で１００回まで行った。実施例１〜１０の電子装置１として、ピーク温度１８０℃のリフローで得られるものと、ピーク温度２００℃のリフローで得られるものとを準備し、これらと、比較例１の電子装置１００ａ及び比較例２の電子装置１００ｂについて、上記落下衝撃試験を行った。その結果、実施例１〜１０のピーク温度１８０℃及び２００℃の電子装置１は、いずれも３０回以上の落下衝撃寿命を示したのに対し、比較例１の電子装置１００ａ及び比較例２の電子装置１００ｂの落下衝撃寿命は、共に３０回以下であった。
【０１１２】
以上説明したように、第１の実施の形態では、半田バンプ１２と半田層２２とを、所定の温度でリフローすることで、部位３１、部位３２及び部位３３を含む球状の接合部３０を形成する。これにより、強度の高い接合部３０が実現される。このような接合部３０によって電子部品１０と電子部品２０とを接合することで、信頼性の高い電子装置１が実現される。
【０１１３】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図８は第２の実施の形態に係る電子部品間接合の第１の例を示す図である。図８（Ａ）には、接合前の要部断面の一例を模式的に図示し、図８（Ｂ）には、接合後の要部断面の一例を模式的に図示している。
【０１１４】
例えば、図８（Ａ）に示すような電子部品１０及び電子部品２０が準備される。電子部品２０の電極２１は、電子部品１０の電極１１と同等か又は電子部品１０の電極１１よりも小さなサイズ（幅）とされる。ここでは一例として、電子部品２０の電極２１のサイズを、電子部品１０の電極１１よりも小さなサイズとした場合を図示している。
【０１１５】
電子部品１０の電極１１の表面には、比較的高融点の半田を用いる半田バンプ１２が設けられ、電子部品２０の電極２１の表面には、比較的低融点の半田を用いる半田層２２が設けられる。このように比較的低融点の半田を含む半田層２２が設けられる電子部品２０の電極２１を、それに対応する電子部品１０の電極１１のサイズを上回らないようなサイズとする。
【０１１６】
そして、図８（Ｂ）に示すように、電子部品１０の電極１１の表面に設けられた半田バンプ１２と、電子部品２０の電極２１の表面に設けられた半田層２２とが接触され、上記第１の実施の形態で述べたような所定の温度で、リフローが行われる。これにより、図８（Ｂ）に示すような、球状の接合部３０で電子部品１０と電子部品２０とが高い信頼性で機械的及び電気的に接合された電子装置１ａが得られる。この例では、接合部３０と電極２１との接合界面のサイズが、接合部３０と電極１１との接合界面のサイズと同じか又はそれよりも小さくなる。
【０１１７】
ここで、電子部品１０と電子部品２０とを接合する際のリフロー時には、溶融される半田層２２の側方への広がりが、電極２１のサイズによって規定される。電極２１のサイズが大きくなるほど、溶融される半田層２２が側方に広がる範囲は大きくなる。溶融される半田層２２が側方に広がる範囲が大きくなると、フィレットが形成され、それによって括れ形状の接合部が形成されることも起こり得る。
【０１１８】
そこで、上記のように、電極２１を、それに対応する電極１１のサイズを上回らないようなサイズとする。これにより、その電極２１のサイズの範囲に、溶融される半田層２２の広がりを抑えることができるため、フィレットの形成、括れ形状の接合部の形成を、効果的に抑えることができる。
【０１１９】
図９は第２の実施の形態に係る電子部品間接合の第２の例を示す図である。図９（Ａ）には、接合前の要部断面の一例を模式的に図示し、図９（Ｂ）には、接合後の要部断面の一例を模式的に図示している。
【０１２０】
リフロー時に溶融される半田層２２の側方への広がりは、上記第１の例のように、電極２１そのもののサイズ（幅）によって規定することができる。このほか、リフロー時に溶融される半田層２２の側方への広がりは、電子部品２０の表面に設けるソルダレジスト等の保護膜の開口サイズ（開口幅）によって規定することもできる。即ち、電極２１が露出するように設けられる保護膜の開口部を、電子部品１０の電極１１と同等か又は電子部品１０の電極１１よりも小さなサイズとする。
【０１２１】
図９（Ａ）には一例として、電子部品２０の表面に設けられる保護膜２３の開口部２３ａのサイズを、電子部品１０の電極１１よりも小さなサイズとした場合を図示している。保護膜２３の開口部２３ａをこのようなサイズとすることで、開口部２３ａから露出する電極２１のサイズを、それに対応する電子部品１０の電極１１のサイズを上回らないようなサイズとする。
【０１２２】
これにより、上記第１の例で述べたのと同様に、リフロー時に溶融される半田層２２の広がりが、保護膜２３の開口部２３ａから露出する電極２１のサイズの範囲に抑えられる。この第２の例のような方法によっても、フィレットの形成、括れ形状の接合部の形成が効果的に抑えられ、図９（Ｂ）に示すような、球状の接合部３０で電子部品１０と電子部品２０とが高い信頼性で機械的及び電気的に接合された電子装置１ｂが得られる。この例でも、接合部３０と電極２１との接合界面のサイズは、接合部３０と電極１１との接合界面のサイズと同じか又はそれよりも小さくなる。
【０１２３】
尚、ここでは、球状の接合部３０を得るために、電子部品２０の電極２１のサイズ、又は電子部品２０の表面に設ける保護膜２３から露出させる電極２１のサイズを調整する例を示した。このほか、球状の接合部３０を得るためには、電子部品１０の電極１１のサイズ、又は電子部品１０の表面に設ける保護膜から露出させる電極１１のサイズを調整することもできる。
【０１２４】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１０は第３の実施の形態に係る電子部品間接合の第１の例を示す図である。図１０には、接合時の要部断面の一例を模式的に図示している。
【０１２５】
例えば、上記第１の実施の形態で述べた電子装置１を得る際には、電子部品１０の電極１１の表面に設けられた半田バンプ１２と、電子部品２０の電極２１の表面に設けられた半田層２２とが接触され、所定の温度でリフローが行われる。
【０１２６】
このリフロー時には、例えば、半田バンプ１２と半田層２２とが所望の温度となるように、電子部品１０及び電子部品２０を全体的に加熱することができる。
このほか、リフロー時には、図１０に示すように、加熱４０を、電子部品２０側から行うことができる。例えば、ヒータ等の加熱器を用い、電子部品２０の、電極２１の配設面とは反対の面側から、加熱４０を行う。
【０１２７】
電子部品２０側から加熱４０を行うと、電子部品２０の電極２１の表面に設けられる半田層２２、電子部品１０の電極１１の表面に設けられる半田バンプ１２の表層部が温度上昇によって溶融される一方、半田バンプ１２の内部の温度上昇は抑えられる。半田バンプ１２の内部の温度上昇が抑えられることで、形成される接合部３０の、溶融されずに残る半田バンプ１２の固相部と、電子部品１０の電極１１との界面における、比較的脆弱な化合物（上記図４に示す化合物１３２）の形成が、一層効果的に抑えられる。
【０１２８】
このように、電子部品２０側から加熱４０を行うことで、部位３１、部位３２及び部位３３を含む球状の接合部３０を得てもよい。
図１１は第３の実施の形態に係る電子部品間接合の第２の例を示す図である。図１１には、接合時の要部断面の一例を模式的に図示している。
【０１２９】
電子部品１０と電子部品２０とを接合する際のリフロー時には、図１１に示すように、電子部品２０側から加熱４０を行うと共に、電子部品１０側から冷却５０を行うこともできる。例えば、ヒータ等の加熱器を用い、電子部品２０の、電極２１の配設面とは反対の面側から、加熱４０を行うと共に、ファン等の冷却器を用い、電子部品１０の、電極１１の配設面とは反対の面側から、冷却５０を行う。
【０１３０】
このように、電子部品２０側から加熱４０を行うと共に、電子部品１０側から冷却５０を行うことで、部位３１、部位３２及び部位３３を含む球状の接合部３０を得てもよい。
以上述べた第１〜第３の実施の形態に係る電子部品１０及び電子部品２０において、電極１１及び電極２１は、パッドとすることができるほか、電子部品１０及び電子部品２０の表面から一定の高さで突出するポスト（ピラー）とすることもできる。
【０１３１】
また、以上述べた第１〜第３の実施の形態に係る電子部品１０及び電子部品２０には、半導体チップ、半導体パッケージ、擬似ＳｏＣ（System on a Chip）、回路基板等を用いることができる。これらの構成例について、以下の図１２〜図１５を参照して説明する。
【０１３２】
図１２は半導体チップの構成例を示す図である。図１２には、半導体チップの一例の要部断面を模式的に図示している。
図１２に示す半導体チップ２００は、トランジスタ等の回路素子が設けられた半導体基板２１０と、半導体基板２１０の表面２１０ａに設けられた配線層２２０とを有する。
【０１３３】
半導体基板２１０には、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等の基板のほか、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、インジウムリン（ＩｎＰ）等の基板が用いられる。このような半導体基板２１０に、トランジスタ、容量、抵抗等の回路素子が設けられる。図１２には一例として、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ２３０を図示している。
【０１３４】
ＭＯＳトランジスタ２３０は、半導体基板２１０に設けられた素子分離領域２１１により画定された素子領域に設けられる。ＭＯＳトランジスタ２３０は、半導体基板２１０上にゲート絶縁膜２３１を介して形成されたゲート電極２３２と、ゲート電極２３２の両側の半導体基板２１０内に形成されたソース領域２３３及びドレイン領域２３４とを有する。ゲート電極２３２の側壁には、絶縁膜のスペーサ２３５（サイドウォール）が設けられる。
【０１３５】
このようなＭＯＳトランジスタ２３０等が設けられた半導体基板２１０上に、配線層２２０が設けられる。配線層２２０は、半導体基板２１０に設けられたＭＯＳトランジスタ２３０等に電気的に接続された導体部２２１（配線、ビア等）と、導体部２２１を覆う絶縁部２２２とを有する。導体部２２１には、Ｃｕ等の各種導体材料が用いられる。絶縁部２２２には、ＳｉＯ等の無機絶縁材料や、樹脂等の有機絶縁材料が用いられる。
【０１３６】
配線層２２０には、導体部２２１に電気的に接続された電極２２１ａが設けられる。ここでは電極２２１ａとしてパッドを図示するが、電極２２１ａをポストとすることもできる。このような電極２２１ａの表面に、上記の半田バンプ１２又は半田層２２が設けられる。
【０１３７】
図１３は半導体パッケージの構成例を示す図である。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）にはそれぞれ、半導体パッケージの一例の要部断面を模式的に図示している。
図１３（Ａ）に示す半導体パッケージ３００Ａ、図１３（Ｂ）に示す半導体パッケージ３００Ｂは、パッケージ基板３１０と、パッケージ基板３１０上に搭載された半導体チップ３２０と、半導体チップ３２０を封止する封止層３３０とを有する。
【０１３８】
パッケージ基板３１０には、例えば、プリント基板が用いられる。パッケージ基板３１０は、導体部３１１（配線、ビア等）と、導体部３１１を覆う絶縁部３１２とを有する。導体部３１１には、Ｃｕ等の各種導体材料が用いられる。絶縁部３１２には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料をガラス繊維や炭素繊維に含浸した複合樹脂材料等が用いられる。
【０１３９】
図１３（Ａ）の半導体パッケージ３００Ａでは、パッケージ基板３１０の表面３１０ａに、半導体チップ３２０が、樹脂や導電性ペースト等のダイアタッチ材３４１で接着、固定され、ワイヤ３５０でワイヤボンディングされる。半導体チップ３２０及びワイヤ３５０は、封止層３３０で封止される。また、図１３（Ｂ）の半導体パッケージ３００Ｂでは、パッケージ基板３１０の表面３１０ａに、半導体チップ３２０が、半田バンプ３２１でフリップチップ接続される。パッケージ基板３１０と半導体チップ３２０との間には、アンダーフィル樹脂３４２が充填される。半導体チップ３２０は、封止層３３０で封止される。封止層３３０には、エポキシ樹脂等の樹脂材料、そのような樹脂材料に絶縁性フィラーを含有させた材料等が用いられる。
【０１４０】
パッケージ基板３１０の裏面３１０ｂには、導体部３１１に電気的に接続された電極３１１ａが設けられる。ここでは電極３１１ａとしてパッドを図示するが、電極３１１ａをポストとすることもできる。このような電極３１１ａの表面に、上記の半田バンプ１２又は半田層２２が設けられる。
【０１４１】
尚、半導体パッケージ３００Ａ及び半導体パッケージ３００Ｂのパッケージ基板３１０上には、同種又は異種の複数の半導体チップ３２０が搭載されてもよく、また、半導体チップ３２０のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が搭載されてもよい。
【０１４２】
図１４は半導体パッケージの別の構成例を示す図である。図１４には、半導体パッケージの別例の要部断面を模式的に図示している。
図１４に示す半導体パッケージ４００は、樹脂層４１０と、樹脂層４１０に埋設された同種又は異種の複数（ここでは一例として２つ）の半導体チップ４２０と、樹脂層４１０の表面４１０ａに設けられた配線層４３０（再配線層）とを有する。半導体パッケージ４００は、擬似ＳｏＣ等とも称される。
【０１４３】
半導体チップ４２０は、その端子４２１の配設面が露出するように樹脂層４１０に埋設される。配線層４３０は、Ｃｕ等の導体部４３１（再配線、ビア等）と、導体部４３１を覆う樹脂材料等の絶縁部４３２とを有する。
【０１４４】
配線層４３０には、導体部４３１に電気的に接続された電極４３１ａが設けられる。ここでは電極４３１ａとしてパッドを図示するが、電極４３１ａをポストとすることもできる。このような電極４３１ａの表面に、上記の半田バンプ１２又は半田層２２が設けられる。
【０１４５】
尚、半導体パッケージ４００の樹脂層４１０には、１つの半導体チップ４２０、或いは同種又は異種の３つ以上の半導体チップ４２０が埋設されてもよく、また、半導体チップ４２０のほか、チップコンデンサ等の他の電子部品が埋設されてもよい。
【０１４６】
図１５は回路基板の構成例を示す図である。図１５には、回路基板の一例の要部断面を模式的に図示している。
図１５には、回路基板５００として、複数の配線層を含む多層配線基板を例示している。回路基板５００は、Ｃｕ等の導体部５１１（配線、ビア等）と、導体部５１１を覆う樹脂材料等の絶縁部５１２とを有する。
【０１４７】
回路基板５００の表面には、導体部５１１に電気的に接続された電極５１１ａが設けられる。ここでは電極５１１ａとしてパッドを図示するが、電極５１１ａをポストとすることもできる。このような電極５１１ａの表面に、上記の半田バンプ１２又は半田層２２が設けられる。
【０１４８】
図１２に示す半導体チップ２００、図１３及び図１４に示す半導体パッケージ３００Ａ，３００Ｂ，４００、並びに図１５に示す回路基板５００等の各種電子部品が、第１〜第３の実施の形態に係る電子部品１０及び電子部品２０に採用可能である。
【０１４９】
以上説明した第１〜第３の実施の形態に係る電子装置１，１ａ，１ｂ等は、各種電子機器（電子装置とも称する）に用いることができる。例えば、コンピュータ（パーソナルコンピュータ、スーパーコンピュータ、サーバ等）、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末、センサ、カメラ、オーディオ機器、測定装置、検査装置、製造装置といった、各種電子機器に用いることができる。
【０１５０】
図１６は電子機器の一例を示す図である。図１６には、電子機器の一例を模式的に図示している。
図１６に示すように、例えば上記図５及び図６に示したような電子装置１が、先に例示したような各種の電子機器６０に搭載（内蔵）される。電子装置１では、部位３１、部位３２及び部位３３を含み、強度及び信頼性の高い、球状の接合部３０によって、電子部品１０と電子部品２０とが機械的及び電気的に接合される。これにより、信頼性の高い電子装置１が実現され、そのような電子装置１を搭載する、信頼性の高い電子機器６０が実現される。
【０１５１】
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  第１電極を備える第１電子部品と、
前記第１電極と対向する第２電極を備える第２電子部品と、
前記第１電極と前記第２電極とを接合する接合部と
を含み、
前記接合部は、
前記第１電極の表面に設けられ、第１融点を有する第１半田が含まれる第１部位と、
前記第２電極の表面に設けられ、前記第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田が含まれる第２部位と、
前記第１部位と前記第２部位との間に設けられ、前記第１半田と前記第２半田の互いの成分を含有する第３半田が含まれる第３部位と
を備え、球状の外形を有することを特徴とする電子装置。
【０１５２】
（付記２）  前記第３部位は、前記第１部位を取り囲み、
前記第２部位は、前記第１部位を取り囲む前記第３部位を取り囲むことを特徴とする付記１に記載の電子装置。
【０１５３】
（付記３）  前記第１融点は、２００℃以上であり、
前記第２融点は、１５０℃以下であることを特徴とする付記１又は２に記載の電子装置。
【０１５４】
（付記４）  前記第１半田は、スズ、銀及び銅を含み、
前記第２半田は、スズ及びビスマス、又は、スズ及びインジウムを含むことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の電子装置。
【０１５５】
（付記５）  前記第２半田は、銀を更に含むことを特徴とする付記４に記載の電子装置。
（付記６）  前記接合部と前記第２電極との接合界面の第２サイズが、前記接合部と前記第１電極との接合界面の第１サイズと同じか又は前記第１サイズよりも小さいことを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の電子装置。
【０１５６】
（付記７）  前記接合部は、前記第１電極との接合界面の第１サイズ及び前記第２電極との接合界面の第２サイズよりも、前記第１電極と前記第２電極との中間部の第３サイズが大きい太鼓形状であることを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の電子装置。
【０１５７】
（付記８）  第１電子部品の第１電極と、第２電子部品の、前記第１電極に対向する第２電極とを、接合部によって接合する工程を含み、
前記接合部は、
前記第１電極の表面に設けられ、第１融点を有する第１半田が含まれる第１部位と、
前記第２電極の表面に設けられ、前記第１融点よりも低い第２融点を有する第２半田が含まれる第２部位と、
前記第１部位と前記第２部位との間に設けられ、前記第１半田と前記第２半田の互いの成分を含有する第３半田が含まれる第３部位と
を備え、球状の外形を有することを特徴とする電子装置の製造方法。
【０１５８】
（付記９）  前記第３部位は、前記第１部位を取り囲み、
前記第２部位は、前記第１部位を取り囲む前記第３部位を取り囲むことを特徴とする付記８に記載の電子装置の製造方法。
【０１５９】
（付記１０）  前記第１電極と前記第２電極とを前記接合部によって接合する工程は、前記第１電極の表面に設けられ前記第１半田が含まれる半田バンプと、前記第２電極の表面に設けられ前記第２半田が含まれる半田層とを接触させ、前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする付記８又は９に記載の電子装置の製造方法。
【０１６０】
（付記１１）  前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程は、前記第２融点よりも４０℃以上高い温度、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする付記１０に記載の電子装置の製造方法。
【０１６１】
（付記１２）  前記第２電極の、前記半田層が設けられる領域の第２サイズが、前記第１電極の、前記半田バンプが設けられる領域の第１サイズと同じか又は前記第１サイズよりも小さいことを特徴とする付記１０又は１１に記載の電子装置の製造方法。
【０１６２】
（付記１３）  前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程は、前記第１電子部品及び前記第２電子部品のうち、前記第２電子部品の側から、前記第２融点超、且つ前記第１融点未満の温度で加熱する工程を含むことを特徴とする付記１０乃至１２のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【０１６３】
（付記１４）  前記第１融点は、２００℃以上であり、
前記第２融点は、１５０℃以下であることを特徴とする付記８乃至１３のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【０１６４】
（付記１５）  前記第１半田は、スズ、銀及び銅を含み、
前記第２半田は、スズ及びビスマス、又は、スズ及びインジウムを含むことを特徴とする付記８乃至１４のいずれかに記載の電子装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１６５】
１，１ａ，１ｂ，１００ａ，１００ｂ  電子装置
１０，２０，１１０，１２０  電子部品
１１，２１，１１１，１２１，２２１ａ，３１１ａ，４３１ａ，５１１ａ  電極
１２，１１２，３２１  半田バンプ
２２，１２２  半田層
２３  保護膜
２３ａ  開口部
３０，３０ａ，１３０ａ，１３０ｂ  接合部
３１，３２，３３  部位
３５，１３１  フィレット
４０  加熱
５０  冷却
６０  電子機器
１３２  化合物
２００，３２０，４２０  半導体チップ
２１０  半導体基板
２１０ａ，３１０ａ，４１０ａ  表面
２１１  素子分離領域
２２０，４３０  配線層
２２１，３１１，４３１，５１１  導体部
２２２，３１２，４３２，５１２  絶縁部
２３０  ＭＯＳトランジスタ
２３１  ゲート絶縁膜
２３２  ゲート電極
２３３  ソース領域
２３４  ドレイン領域
２３５  スペーサ
３００Ａ，３００Ｂ，４００  半導体パッケージ
３１０  パッケージ基板
３１０ｂ  裏面
３３０  封止層
３４１  ダイアタッチ材
３４２  アンダーフィル樹脂
３５０  ワイヤ
４１０  樹脂層
４２１  端子
５００  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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