(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属粉末と、前記第１金属粉末よりも融点の高い第２金属粉末とからなる金属成分と、フラックス成分とを含むソルダペーストであって、
前記第１金属は、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金であり、
前記第２金属は、Ｍｎの割合が５〜３０質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｎｉの割合が５〜２０質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金であって、前記第１金属と、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであり、かつ、
前記金属成分中に占める前記第２金属粉末の割合が、３０体積％以上であること
を特徴とするソルダペースト。
【請求項２】
前記第２金属は、前記第２金属に占めるＭｎの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、前記第２金属に占めるＮｉの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金であることを特徴とする請求項１記載のソルダペースト。
【請求項３】
前記第２金属粉末は、比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上のものであることを特徴とする請求項１または２記載のソルダペースト。
【請求項４】
前記第１金属粉末のうち少なくとも一部が、前記第２金属粉末の周りにコートされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のソルダペースト。
【請求項５】
前記フラックスが、
(ａ)ロジン、重合ロジン、ＷＷ（water white）ロジン、水添ロジンからなるロジン群より選ばれる少なくとも１種、
(ｂ)前記ロジン群より選ばれる少なくとも１種の誘導体を含むロジン系樹脂、
(ｃ)硬化ヒマシ油、脂肪族アミド等のチキソ剤、有機酸、アミンのハロゲン化水素酸塩等の活性剤等の固体成分をエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも１種を溶剤で溶解してペースト状にしたもの
からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のソルダペースト。
【請求項６】
前記フラックスが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂またはその変性樹脂、アクリル樹脂からなる熱硬化性樹脂群より選ばれる少なくとも１種、あるいは、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂からなる熱可塑性樹脂群から選ばれる少なくとも１種を含むものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のソルダペースト。
【請求項７】
ソルダペーストを用いて接合対象物を接合する方法において、請求項１〜６のいずれかに記載のソルダペーストを用い、加熱して前記ソルダペーストを構成する前記第１金属成分を、前記ソルダペーストを構成する前記第２金属との金属間化合物にして、接合対象物を接合させることを特徴とする接合方法。
【請求項８】
接合対象物が、請求項１〜６のいずれかに記載のソルダペーストを用いて接合された接合構造であって、
接合対象物を接合させている接合部のはんだは、前記ソルダペーストに由来する前記第２金属と、前記第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、前記ソルダペーストに由来する前記第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であること
を特徴とする接合構造。
【請求項９】
前記金属間化合物が、前記ソルダペーストに由来する前記第２金属であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｃｕ−Ｎｉ合金と、前記ソルダペーストに由来する前記第１金属である、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金との間に形成された金属間化合物であることを特徴とする請求項８記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソルダペースト、それを用いた接合方法、および接合構造に関し、詳しくは、例えば、電子部品などを実装する場合などに用いられるソルダペースト、それを用いた接合方法、および、接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の実装の際に用いる接合材料としては、はんだ（ソルダペースト）が広く用いられている。
ところで、従来から広く用いられてきたＳｎ−Ｐｂ系はんだにおいては、高温系はんだとして、例えばＰｂリッチのＰｂ−５Ｓｎ（融点：３１４〜３１０℃）、Ｐｂ−１０Ｓｎ（融点：３０２〜２７５℃）などを用いて３３０〜３５０℃の温度ではんだ付けし、その後、例えば、低温系はんだのＳｎ−３７Ｐｂ共晶（１８３℃）などを用いて、上記の高温系はんだの融点以下の温度ではんだ付けすることにより、先のはんだ付けに用いた高温系はんだを溶融させることなく、はんだ付けによる接続を行う温度階層接続の方法が広く適用されている。
【０００３】
このような温度階層接続は、例えば、チップをダイボンドするタイプの半導体装置や、フリップチップ接続などの半導体装置などで適用されており、半導体装置の内部ではんだ付けによる接続を行った後、さらに、該半導体装置自体をはんだ付けにより基板に接続するような場合に用いられる重要な技術である。
【０００４】
この用途に用いられるソルダペーストとして、例えば、(ａ)Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇなどの第２金属またはそれらを含む高融点合金からなる第２金属（または合金）ボールと、(ｂ)ＳｎまたはＩｎからなる第１金属ボール、の混合体を含むはんだペーストが提案されている（特許文献１参照）。
また、この特許文献１には、はんだペーストを用いた接合方法や、電子機器の製造方法が開示されている。
【０００５】
この特許文献１のはんだペーストを用いてはんだ付けを行った場合、図３(ａ)に模式的に示すように、低融点金属（例えばＳｎ）ボール５１と、高融点金属（例えばＣｕ）ボール５２と、フラックス５３とを含むはんだペーストが、加熱されて反応し、はんだ付け後に、図３(ｂ)に示すように、複数個の高融点金属ボール５２が、低融点金属ボールに由来する低融点金属と、高融点金属ボールに由来する高融点金属との間に形成される金属間化合物５４を介して連結され、この連結体により接合対象物が接続・連結される（はんだ付けされる）ことになる。
【０００６】
しかしながら、この特許文献１のはんだペーストの場合、はんだ付け工程ではんだペーストを加熱することにより、高融点金属（例えばＣｕ）と低融点金属（例えばＳｎ）との金属間化合物を生成させるようにしているが、Ｃｕ（高融点金属）とＳｎ（低融点金属）との組み合わせでは、その拡散速度が遅いため，低融点金属であるＳｎが残留する。Ｓｎが残留したはんだペーストの場合、高温下での接合強度が大幅に低下して、接合すべき製品の種類によっては使用することができなくなる場合がある。また、はんだ付けの工程で残留したＳｎは、その後のはんだ付け工程で溶融して流れ出すおそれがあり、温度階層接続に用いられる高温はんだとしては信頼性が低いという問題点がある。
【０００７】
すなわち、例えば半導体装置の製造工程において、はんだ付けを行う工程を経て半導体装置を製造した後、その半導体装置を、リフローはんだ付けの方法で基板に実装しようとした場合、半導体装置の製造工程におけるはんだ付けの工程で残留したＳｎが、リフローはんだ付けの工程で溶融して流れ出してしまうおそれがある。
【０００８】
また、Ｓｎが残留しないように、低融点金属を完全に金属間化合物にするためには、はんだ付け工程において、高温かつ長時間の加熱が必要となるが生産性との兼ね合いもあり、実用上不可能であるのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２５４１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するものであり、はんだ付け工程における第１金属と第２金属の拡散性が良好で、低温かつ短時間で融点の高い金属間化合物を生成し、はんだ付け後に低融点成分が残留せず、耐熱強度に優れたソルダペーストおよびそれを用いた、接合信頼性の高い接合方法および接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のソルダペーストは、
第１金属粉末と、前記第１金属粉末よりも融点の高い第２金属粉末とからなる金属成分と、フラックス成分とを含むソルダペーストであって、
前記第１金属は、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金であり、
前記第２金属は、Ｍｎの割合が５〜３０質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｎｉの割合が５〜２０質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金であって、前記第１金属と、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであり、かつ、
前記金属成分中に占める前記第２金属粉末の割合が、３０体積％以上であること
を特徴としている。
【００１２】
前記第２金属は、前記第２金属に占めるＭｎの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、前記第２金属に占めるＮｉの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金であることが望ましい。
【００１３】
また、前記第２金属粉末は、比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上のものであることが望ましい。
【００１４】
また、前記第１金属粉末のうち少なくとも一部が、前記第２金属粉末の周りにコートされていることが望ましい。
【００１５】
また、前記フラックスが、
(ａ)ロジン、重合ロジン、ＷＷ（water white）ロジン、水添ロジンからなるロジン群より選ばれる少なくとも１種、
(ｂ)前記ロジン群より選ばれる少なくとも１種の誘導体を含むロジン系樹脂、
(ｃ)硬化ヒマシ油、脂肪族アミド等のチキソ剤、有機酸、アミンのハロゲン化水素酸塩等の活性剤等の固体成分をエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも１種を溶剤で溶解してペースト状にしたもの
からなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものであることが望ましい。
【００１６】
また、前記フラックスが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂またはその変性樹脂、アクリル樹脂からなる熱硬化性樹脂群より選ばれる少なくとも１種、あるいは、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂からなる熱可塑性樹脂群から選ばれる少なくとも１種を含むものであることが望ましい。
【００１７】
また、本発明の接合方法は、ソルダペーストを用いて接合対象物を接合する方法において、上記本発明にかかるソルダペーストを用い、加熱して前記ソルダペーストを構成する前記第１金属のすべてを、前記ソルダペーストを構成する前記第２金属との金属間化合物にして、接合対象物を接合させることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の接合構造は、接合対象物が、上記本発明にかかるソルダペーストを用いて接合された接合構造であって、
接合対象物を接合させている接合部は、前記ソルダペーストに由来する前記第２金属と、前記第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、前記ソルダペーストに由来する前記第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であること
を特徴としている。
【００１９】
また、本発明の接合構造においては、前記金属間化合物が、前記ソルダペーストに由来する前記第２金属であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｃｕ−Ｎｉ合金と、前記ソルダペーストに由来する前記第１金属である、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金との間に形成された金属間化合物であることが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のソルダペーストは、第１金属粉末と、それよりも融点の高い第２金属粉末とからなる金属成分と、フラックス成分とを含むソルダペーストであって、第１金属を、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金とし、第２金属を、Ｍｎの割合が５〜３０質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｎｉの割合が５〜２０質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金であって、第１金属と、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものとしているので、第１金属と第２金属の拡散が飛躍的に進行し，より高融点の金属間化合物への変化が促進され、低融点成分が残留しなくなるため、耐熱強度の大きいはんだ付けを行うことが可能になる。
【００２１】
すなわち、本発明のソルダペーストを用いることにより、例えば、半導体装置の製造工程において、はんだ付けを行う工程を経て半導体装置を製造した後、その半導体装置を、リフローはんだ付けの方法で基板に実装するような場合にも、先のはんだ付けの工程におけるはんだ付け部分は、耐熱強度に優れているため、リフローはんだ付けの工程で再溶融してしまうことがなく、信頼性の高い実装を行うことが可能になる。
【００２２】
上記第２金属は、第１金属と、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであり、金属間化合物との格子定数差が５０％以上である金属または合金とを含むものである。
ここで「格子定数差」とは、金属間化合物の格子定数から第２金属成分の格子定数を差し引いた値を、第２金属成分の格子定数で除した数値の絶対値を１００倍した数値（％）と定義される。
すなわち、この格子定数差は、第２金属との界面に新たに生成する金属間化合物の格子定数が、第２金属の格子定数に対してどれだけ差があるかを示すものであり、いずれの格子定数が大きいかを問わないものである。
なお、計算式で表すと以下のようになる。
格子定数差（％）＝｛(金属間化合物の格子定数−第２金属の格子定数)／第２金属の格子定数｝×１００
【００２３】
図１は、本発明のソルダペーストを用いて接合を行う場合の挙動を模式的に示す図である。
【００２４】
図１に示すように、本発明のソルダペーストを用いて一対の電極１１ａ，１１ｂを接合する場合、図１(ａ)に示すように、まず、一対の電極１１ａ，１１ｂ間にソルダペースト１０を位置させる。
【００２５】
次に、この状態で接合部を加熱し、図１(ｂ)に示すように、ソルダペースト１０の温度が第１金属（ＳｎまたはＳｎを含む合金）１の融点以上に達すると、ソルダペースト１０中の第１金属１が溶融する。
【００２６】
その後さらに加熱が続くと、第１金属１が、第２金属２との金属間化合物３（図１(ｃ)）を生成する。そして、本発明のソルダペースト１０では、上述のような第１金属１および第２金属２とが用いられており、第１金属１と第２金属２との界面に生成する金属間化合物３と、第２金属２間の格子定数差が大きくとられている（すなわち、第２金属２と金属間化合物３との格子定数差が５０％以上とされている）ため、溶融した第１金属中で金属間化合物が剥離，分散しながら反応を繰り返し、金属間化合物の生成が飛躍的に進行して短時間のうちに第１金属１（図１(ａ)，(ｂ)）の含有量を十分に低減させることができる。さらに、第１金属１と第２金属２との組成比を最適化することにより、図１(ｃ)に示すように、第１金属１をすべて金属間化合物とすることができる（図１(ｃ)参照）。
【００２７】
その結果、耐熱強度の大きいはんだ付けを行うことが可能になる。
【００２８】
また、第１金属と第２金属とからなる金属成分中に占める第２金属の割合を３０体積％以上としているので、はんだ付け工程における、Ｓｎの残留割合をさらに低減させて、耐熱性をより高めることができる。
【００２９】
また、第２金属として、Ｃｕ−Ｍｎ合金またはＣｕ−Ｎｉ合金を用いることにより、さらには、Ｍｎの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｎｉの割合が１０〜１５質量％であるＣｕ−Ｎｉ合金を用いることにより、より低温、短時間で第１金属との間で金属間化合物を形成しやすくすることが可能になり、その後のリフロー工程でも溶融しないようにすることが可能になる。
第２金属には、第１金属との反応を阻害しない程度で、例えば、１質量％以下の割合で不純物が含まれていてもよい。不純物としては、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｂｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｐ、Ｐｒ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｂ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕなどが挙げられる。
また、接合性や反応性を考慮すると、第１および第２金属粉末中の酸素濃度は２０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、特に１０〜１０００ｐｐｍが好ましい。
【００３０】
また、前記第２金属として、比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上のものを用いることにより、第１金属との接触確率が高くなり、第１金属との間で、さらに金属間化合物を形成しやすくなるため、一般的なリフロープロファイルで高融点化を完了させることが可能になる。
【００３１】
また、第１金属粉末のうち少なくとも一部を、第２金属粉末の周りにコートすることにより、第１金属と第２金属の間で、さらに金属間化合物を形成しやすくすることが可能になり、本願発明をより実効あらしめることができる。
【００３２】
また、本発明のソルダペーストにおいては、フラックスとして、ビヒクル、溶剤、チキソ剤、活性剤などからなる、公知の種々のものを用いることが可能である。
前記ビヒクルの具体的な例としては、ロジンおよびそれを変性した変性ロジンなどの誘導体からなるロジン系樹脂、合成樹脂、またはこれらの混合体などが挙げられる。
また、前記ロジンおよびそれを変性した変性ロジンなどの誘導体からなるロジン系樹脂の具体的な例としては、ガムロジン、トールロジン、ウッドロジン、重合ロジン、水素添加ロジン、ホルミル化ロジン、ロジンエステル、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ロジン変性アルキド樹脂、その他各種ロジン誘導体などが挙げられる。
また、ロジンおよびそれを変性した変性ロジンなどの誘導体からなる合成樹脂の具体的な例としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂などが挙げられる。
【００３３】
また、前記溶剤としては、アルコール、ケトン、エステル、エーテル、芳香族系、炭化水素類などが知られており、具体的な例としては、ベンジルアルコール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、ジエチレングリコール、エチレングリコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、酢酸エチル、酢酸ブチル、安息香酸ブチル、アジピン酸ジエチル、ドデカン、テトラデセン、α−ターピネオール、テルピネオール、２−メチル２，４−ペンタンジオール、２−エチルヘキサンジオール、トルエン、キシレン、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジイソブチルアジペート、へキシレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、２−ターピニルオキシエタノール、２−ジヒドロターピニルオキシエタノール、それらを混合したものなどが挙げられる。
【００３４】
また、前記チキソ剤の具体的な例としては、硬化ヒマシ油、カルナバワックス、アミド類、ヒドロキシ脂肪酸類、ジベンジリデンソルビトール、ビス（ｐ−メチルベンジリデン）ソルビトール類、蜜蝋、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸エチレンビスアミドなどが挙げられる。また、これらに必要に応じてカプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸のような脂肪酸、１，２−ヒドロキシステアリン酸のようなヒドロキシ脂肪酸、酸化防止剤、界面活性剤、アミン類などを添加したものも前記チキソ剤として用いることができる。
【００３５】
また、前記活性剤としては、アミンのハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物、有機酸、有機アミン、多価アルコールなどがあり、前記アミンのハロゲン化水素酸塩の具体的なものとして、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン塩酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、エチルアミン塩酸塩、エチルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン塩酸塩、トリエタノールアミン臭化水素酸塩、モノエタノールアミン臭化水素酸塩などが例示される。
【００３６】
なお、前記有機ハロゲン化合物の具体的な例として、塩化パラフィン、テトラブロモエタン、ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートなどが挙げられる。
また、前記有機酸の具体的な例として、マロン酸、フマル酸、グリコール酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、フェニルコハク酸、マレイン酸、サルチル酸、アントラニル酸、グルタル酸、スベリン酸、アジピン酸、セバシン酸、ステアリン酸、アビエチン酸、安息香酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、ドデカン酸などがあり、さらに有機アミンの具体的なものとして、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリブチルアミン、アニリン、ジエチルアニリンなどが挙げられる。
また、前記多価アルコールとしてはエリスリトール、ピロガロール、リビトールなどが例示される。
【００３７】
本発明のはんだペーストにおいては、その他の公知のものも含め、特に、(ａ)ロジン、重合ロジン、ＷＷ（water white）ロジン、水添ロジンからなるロジン群より選ばれる少なくとも１種、(ｂ)前記ロジン群より選ばれる少なくとも１種の誘導体を含むロジン系樹脂、(ｃ)硬化ヒマシ油、脂肪族アミド等のチキソ剤、有機酸、アミンのハロゲン化水素酸塩等の活性剤等の固体成分をエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも１種を溶剤で溶解してペースト状にしたものからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものを用いた場合、本発明の作用効果を確実に奏させることができる。
【００３８】
また、フラックスとして、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂またはその変性樹脂、アクリル樹脂からなる熱硬化性樹脂群より選ばれる少なくとも１種、あるいは、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース系樹脂からなる熱可塑性樹脂群から選ばれる少なくとも１種を含むものを用いた場合にも、上述の本発明の作用効果をさらに確実に奏させることが可能になる。
【００３９】
また、本発明の接合方法は、本発明のソルダペーストを用い、加熱してソルダペーストを構成する低融点金属を、ソルダペーストを構成する第２金属との金属間化合物にして、接合対象物を接合させるようにしているので、はんだ付け工程における、第１金属と第２金属の拡散が飛躍的に進行し，より高融点の金属間化合物への変化が促進され、第１金属成分の金属成分全体に対する割合を例えば３０体積％以下にして、耐熱強度の大きいはんだ付けを行うことが可能になる。
さらにソルダペースト中の金属配合比などを最適化することにより、完全に第１金属成分が残留しない設計を行うことができる。
すなわち、本発明のソルダペーストを用いることにより、例えば、半導体装置の製造工程において、はんだ付けを行う工程を経て半導体装置を製造した後、その半導体装置を、リフローはんだ付けの方法で基板に実装するような場合にも、先のはんだ付けの工程におけるはんだ付け部分は、耐熱強度に優れているため、リフローはんだ付けの工程で再溶融してしまうことがなく、信頼性の高い実装を行うことが可能になる。
【００４０】
また、本発明の接合構造は、接合対象物を接合させている接合部が、ソルダペーストに由来する第２金属と、該第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、ソルダペーストに由来する第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であることから、耐熱強度の大きい接合構造を提供することが可能になる。
なお、接合部中におけるソルダペーストに由来する前記第１金属は３体積％以下であることがさらに望ましい。
【００４１】
すなわち、本発明の接合構造においては、図１(ｃ)に示すように、接合対象物（電極）１１ａおよび１１ｂを接合させている接合部（はんだ）４において、第１金属のすべてが、第２金属との金属間化合物３を形成するため、接合部４が、第２金属２と金属間化合物３から構成され、第１金属１（図１(ａ)，(ｂ)）が残留していないため、耐熱強度の大きい接合構造を実現することができる。
【００４２】
また、金属間化合物が、ソルダペーストに由来する第２金属であるＣｕ−Ｍｎ合金、または、Ｃｕ−Ｎｉ合金と、ソルダペーストに由来する第１金属である、Ｓｎ単体、または、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｓｎ−Ｓｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種の合金との間に形成された金属間化合物である場合、より確実に、第１金属成分がほとんど残留せず、耐熱強度の大きい接合構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のソルダペーストを用いて接合を行う場合の挙動を模式的に示す図であり、(ａ)は加熱前の状態を示す図、(ｂ)は加熱が開始され、第１金属が溶融した状態を示す図、(ｃ)はさらに加熱が継続され、第１金属のすべてが、第２金属との金属間化合物を形成した状態を示す図である。
【図２】本発明のソルダペーストを用いて、無酸素Ｃｕ板上に、黄銅端子をマウントする際のリフロープロファイルを示す図である。
【図３】従来のはんだペーストを用いてはんだ付けを行う場合の、はんだの挙動を示す図であり、(ａ)は加熱前の状態を示す図、(ｂ)ははんだ付け工程終了後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００４５】
この実施例１では、第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスとを混合することによりソルダペーストを作製した。
【００４６】
第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属が４０体積％）となるように調整した。
【００４７】
第１金属粉末としては、表１に示すように、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ、Ｓｎ−３．５Ａｇ、Ｓｎ−０．７５Ｃｕ、Ｓｎ−５８Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ、Ｓｎ−５Ｓｂ、Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２Ｂｉ、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８Ｉｎ、Ｓｎ−９Ｚｎ、Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉを使用した。第１金属粉末の平均粒径は２５μｍとした。
なお、上記の各材料の表記において、例えば、「Ｓｎ−３．５Ａｇ」の数字３．５は当該成分（この場合はＡｇ）の質量％の値を示しており、上記の他の材料および、以下の記載の場合も同様である。
【００４８】
また、第２金属粉末としては、表１に示すように、Ｃｕ−１０Ｎｉ、Ｃｕ−１０Ｍｎ、Ｃｕ−１２Ｍｎ−４Ｎｉ、Ｃｕ−１０Ｍｎ−１Ｐ、Ｃｕ−１０ＮｉとＣｕ−１０Ｍｎの同量混合粉末、Ｃｕ、Ｃｕ−１０Ｚｎを使用した。第２金属粉末の平均粒径は１５μｍとした。
【００４９】
なお、フラックスとしては、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率のものを用いた。
また、フラックスの配合割合は、ソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合とした。
【００５０】
作製したソルダペーストを、メタルマスクを用いて、サイズが１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さが０．２ｍｍの無酸素Ｃｕ板に印刷した。メタルマスクの開口径は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚さは１００μｍとした。
印刷したソルダペースト上に、ＮｉめっきおよびＡｕめっきを施した黄銅端子（サイズ１．２ｍｍ×１．０ｍｍ×１．０ｍｍ）をマウントした後、リフロー装置を用いて、図２に示すリフロープロファイルで接合した。
【００５１】
[特性の評価]
上述のようにして作製した試料について、以下の方法で接合強度およびはんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
【００５２】
≪接合強度≫
得られた接合体のシアー強度を、ボンディングテスタを用いて測定し、評価した。
シアー強度の測定は、横押し速度：０．１ｍｍ・ｓ-1、室温および２６０℃の条件下で行った。
そして、シアー強度が２０Ｎｍｍ-2以上のものを◎（優）、２Ｎｍｍ-2以下のものを×（不可）と評価した。
表１に、第１金属および第２金属の組成、第２金属の格子定数、第１金属および第２金属の配合割合、第２金属粉末の表面に最初に生成した金属間化合物の種類とその格子定数、第２金属（Ｃｕ合金）と金属間化合物の格子定数差、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）を示す。なお、格子定数はａ軸を基に評価している。
【００５３】
≪残留成分評価≫
得られた反応生成物を約７ｍｇ切り取り、測定温度３０℃〜３００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎ、Ｎ2雰囲気、リファレンスＡｌ2Ｏ3の条件で示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を行った。得られたＤＳＣチャートの第１金属成分の溶融温度における溶融吸熱ピークの吸熱量から、残留した第１金属成分量を定量化した。これから金属成分全体に対する第１金属成分の割合を残留第１金属成分率として評価した。残留第１金属成分率が０〜３体積％の場合を◎（優）、３０体積％より大きいの場合を×（不可）と評価した。
表１に、残留第１金属成分率と判定結果を併せて示す。
【００５４】
≪はんだ流れ出し≫
プリント基板のＣｕランド（Ｃｕランド寸法：０．７ｍｍ×０．４ｍｍ）に前記ソルダペーストを塗布し（厚さ１００μｍ）、得られた塗布部に、長さ１ｍｍ、幅０．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍサイズのチップ型セラミックコンデンサをマウントした。
ピーク温度２５０℃でリフローはんだ付後、プリント基板をエポキシ樹脂で封止して相対湿度８５％の環境に放置し、ピーク温度２６０℃のリフロー条件で加熱してはんだが流れ出す割合を調べ、はんだ流れ出し不良発生率として評価した。
はんだ流れ出し不良率が０〜１０％の場合を◎（優）、５０％より大きい場合を×（不可）と評価した。
表１に、はんだ流れ出し不良発生率と判定結果を併せて示す。
【００５５】
【表１】
0005533876.tif 000002
【００５６】
表１に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることが確認された。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では２Ｎｍｍ-2以下と接合強度が不十分であったのに対して、実施例は１０Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。
【００５７】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て０体積％であり、はんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して実施例は全て０％であり、高い耐熱性を有することが確認された。
また、実施例の試料においては、第１金属がＳｎをベースとするはんだ合金であれば、第１金属の種類に関係なく同様の高耐熱性を備えていることが確認された。
さらに、実施例の試料においては、第２金属がＣｕ−Ｍｎをベースとする金属（Ｃｕ−１２Ｍｎ−４ＮｉやＣｕ−１０Ｍｎ−１Ｐなど）である場合や、第２金属粉末が２種類以上（Ｃｕ−Ｍｎ、Ｃｕ-Ｎｉ混合粉末）である場合にも、同様に高耐熱性を備えていることが確認された。
【００５８】
このように実施例の試料が高耐熱性を備えているのは、第２金属として、Ｃｕ−ＭｎおよびＣｕ−Ｎｉ系合金を使用した実施例の場合には、金属間化合物がそれぞれ、Ｃｕ2ＭｎＳｎおよびＣｕ2ＮｉＳｎであり、各金属間化合物と第２金属（Ｃｕ合金）間の格子定数差が５０％以上であることによるものと考えられる。すなわち、生成した金属間化合物層と、ベース金属である第２金属間の格子定数差が大きいと，溶融した第１金属中で金属間化合物が剥離，分散しながら反応を繰り返すため金属間化合物化が飛躍的に進行することによるものと考えられる。
【００５９】
一方、比較例のように、第２金属としてＣｕ又はＣｕ−Ｚｎ合金を使用した場合、接合界面の金属間化合物がＣｕ3Ｓｎであり、金属間化合物と第２金属（Ｃｕ合金）間の格子定数差が２０％と小さく、金属間化合物化が効率よく進行しないため、高い耐熱性が得られないものと考えられる。
【実施例２】
【００６０】
第１金属粉末としてＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの粉末を用意した。なお、第１金属粉末の平均粒径は２５μｍとした。
また、第２金属粉末として、Ｃｕ、およびＣｕ−１０Ｍｎの粉末を用意した。第２金属粉末の平均粒径は１５μｍとした。
フラックスとして、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率のものを用意した。
【００６１】
そして、上記第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスとを混合することにより、ソルダペーストを作製した。
なお、配合比は、第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が８７／１３〜５７／４３（すなわち、第２金属粉末が１３〜４３体積％）となるように調整した。
また、フラックスの配合割合は、ソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合とした。
【００６２】
このようにして作製したソルダペーストについて、実施例１の場合と同様にして、接合強度およびはんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
なお、接合強度の評価にあたっては、シアー強度が２０Ｎｍｍ-2以上のものを◎（優）、２Ｎｍｍ-2以上で２０Ｎｍｍ-2未満のものを○（良）、２Ｎｍｍ-2以下のものを×（不可）と評価した。
【００６３】
残留第１金属成分率については、０〜３体積％の場合を◎（優）、３体積％を超え、３０体積％以下の場合を○（可）、３０体積％より大きい場合を×（不可）と評価した。
【００６４】
また、はんだ流れ出し不良率については、０〜１０％の場合を◎（優）、１００％を超え、５０％以下は○（可）、５０％より大きい場合を×（不可）と評価した。
【００６５】
表２に、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率、およびそれらの評価結果を示す。
【００６６】
【表２】
0005533876.tif 000003
【００６７】
表２に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることがわかった。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では０．１Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2を大きく下回っており、接合強度が不十分であったのに対して、実施例では７〜２６Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。特に、第２金属がＣｕ−１０Ｍｎである場合、その割合が３０％以上では、２３Ｎｍｍ-2以上の接合強度を示し、高い耐熱強度を備えていることが確認された。
【００６８】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て３０体積％以下であり、さらに第２金属であるＣｕ−１０ＭｎまたはＣｕ−１０Ｎｉの割合が３０体積％以上の場合に残留第１金属成分率が０体積％となった。また、はんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して実施例では全て５０％以下であり、さらに第２金属であるＣｕ−１０ＭｎまたはＣｕ−１０Ｎｉの割合が３０％以上の場合にはんだ流れ出し不良率が０％となり、高い耐熱性が得られることが確認された。
【実施例３】
【００６９】
第１金属粉末としてＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの粉末を用意した。なお、第１金属粉末の平均粒径は２５μｍとした。
また、第２金属粉末として、Ｍｎの割合が５〜３０質量％のＣｕ−Ｍｎ合金の粉末、および、Ｎｉの割合が５〜２０質量％のＣｕ−Ｎｉ合金の粉末を用意した。第２金属粉末の平均粒径は１５μｍとした。
フラックスとして、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率のものを用意した。
【００７０】
そして、上記第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスとを混合することにより、ソルダペーストを作製した。
また、フラックスの配合割合は、ソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合とした。
第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属粉末が４０体積％）となるように調整した。
【００７１】
このようにして作製したソルダペーストについて、実施例１の場合と同様にして、接合強度、残留第１金属成分率およびはんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
なお、接合強度の評価および、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率の評価にあたっては、実施例２の場合と同様の基準で評価した。
表３に、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率、およびそれらの評価結果を示す。
【００７２】
【表３】
0005533876.tif 000004
【００７３】
表３に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることがわかった。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では０．１Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2を大きく下回っており、接合強度が不十分であったのに対して、実施例では５〜２６Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。特に、第２金属がＣｕ−１０〜１５Ｍｎである場合、および、Ｃｕ−１０〜１５Ｎｉである場合、２４〜２６Ｎｍｍ-2と高い接合強度を示し、耐熱強度に優れていることが確認された。
【００７４】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て３０体積％以下であり、さらに第２金属であるＣｕ−１０〜１５Ｍｎの場合、および、Ｃｕ−１０〜１５Ｎｉの場合に残留第１金属成分率が０体積％となった。またはんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して実施例では全て５０％以下であり、さらに第２金属であるＣｕ−１０〜１５Ｍｎの場合、および、Ｃｕ−１０〜１５Ｎｉの場合にはんだ流れ出し不良率が０％となり、高い耐熱性が得られることが確認された。
【実施例４】
【００７５】
第１金属粉末としてＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの粉末を用意した。なお、第１金属粉末の平均粒径は２５μｍとした。
また、第２金属粉末として、Ｃｕ、Ｃｕ−１０Ｍｎ合金の粉末を用意した。第２金属粉末の平均粒径は１５μｍとした。第２金属粉末は、その粒径を変化させて、比表面積が０．０３〜０．０６ｍ2・ｇ-1となるようにした。
また、フラックスとして、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率のものを用意した。
【００７６】
そして、上記第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスとを混合することにより、ソルダペーストを作製した。
また、フラックスの配合割合は、ソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合とした。
第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は、第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属粉末が４０体積％）となるように調整した。
【００７７】
このようにして作製したソルダペーストについて、実施例１の場合と同様にして、接合強度および残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
なお、接合強度の評価および、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率の評価にあたっては、上述の実施例２の場合と同様の基準で評価した。
表４に、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率、およびそれらの評価結果を示す。
【００７８】
【表４】
0005533876.tif 000005
【００７９】
表４に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることがわかった。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では０．１Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2を大きく下回っており、接合強度が不十分であったのに対して、実施例では１４〜２４Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。さらに第二金属であるＣｕ−１０Ｍｎの比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上の場合に２１Ｎｍｍ-2以上を示し、特に高い耐熱強度を有した。
【００８０】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て３０体積％以下であり、さらに第２金属であるＣｕ−１０Ｍｎの比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上の場合に残留第１金属成分率が０体積％となった。またはんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して実施例では全て５０％以下であり、さらに第二金属であるＣｕ−１０Ｍｎの比表面積が０．０５ｍ2・ｇ-1以上の場合にはんだ流れ出し不良率が０％となり、高い耐熱性が得られることが確認された。
【実施例５】
【００８１】
(ａ)ＳｎめっきしたＣｕ−１０Ｍｎ合金とＳｎ粉の混合体、および、
(ｂ)ＳｎめっきしたＣｕ−１０Ｍｎ合金とＳｎ粉とＣｕ−１０Ｍｎ合金の混合体
(ｃ)ＳｎめっきしたＣｕ−１０Ｍｎ合金単体、
からなる金属粉とフラックスを混合することによりソルダペーストを作製した。
【００８２】
ＳｎめっきしたＣｕ−１０Ｍｎ合金単体を用いた場合を除き、第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は、第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属粉末が４０体積％）となるように調整した。
ただし、ＳｎめっきしたＣｕ−１０Ｍｎ合金単体の場合は、Ｃｕ−Ｍｎ合金（第２金属）の合計比率を８０％とした。
【００８３】
なお、フラックスとして、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率のものを用いた。
また、フラックスの配合割合は、ソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合とした。
【００８４】
このようにして作製したソルダペーストについて、実施例１の場合と同様にして、接合強度、残留第１金属成分率およびはんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
なお、接合強度の評価、残留第１金属成分率、およびはんだ流れ出し不良率の評価にあたっては、上述の実施例２の場合と同様の基準で評価した。
表５に、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率、およびそれらの評価結果を示す。
【００８５】
【表５】
0005533876.tif 000006
【００８６】
表５に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることがわかった。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では０．１Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2を大きく下回っており、接合強度が不十分であったのに対して、実施例では２４〜２６Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。このことから、第１金属が第２金属の表面にめっき（コート）されている場合にも、上記の各実施例の場合と同様に、高い耐熱強度が得られることが確認された。
【００８７】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て０体積％であった。またはんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して実施例では全て０％であり、第１金属が第２金属の表面にめっき（コート）されている場合にも、高い耐熱性が得られることが確認された。
【実施例６】
【００８８】
第１金属粉末としてＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕの粉末を用意した。なお、第１金属粉末の平均粒径は２５μｍとした。
また、第２金属粉末として、Ｃｕ−１０Ｍｎ合金の粉末を用意した。第２金属粉末の平均粒径は１５μｍとした。
フラックスとして、樹脂を添加したものと、樹脂を添加しなかったものを用意した。
【００８９】
樹脂を添加していないフラックスとしては、ロジン：７４質量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２質量％、トリエタノールアミン：２質量％、および水素添加ヒマシ油２質量％の配合比率の一般的なフラックスＡを用意した。
【００９０】
また、樹脂を添加したものとしては、上記一般的なフラックスＡに、熱硬化性樹脂と硬化剤とを添加した熱硬化性樹脂配合フラックスＢと、上記一般的なフラックスＡに、熱可塑性樹脂を添加した熱可塑性樹脂配合フラックスＣを用意した。
【００９１】
なお、熱硬化性樹脂配合フラックスＢは、上記フラックスＡ、熱硬化性樹脂（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂）、および、硬化剤を、以下の割合で含有するものである。
フラックスＡ                      ：３０質量％
熱硬化性樹脂                      ：４０質量％
硬化剤                            ：３０質量％
【００９２】
また、熱可塑性樹脂配合フラックスＣは、上記フラックスＡ、熱可塑性樹脂（ポリアミド樹脂）を以下の割合で含有するものである。
フラックスＡ                      ：３０質量％
熱可塑性樹脂（ポリアミド樹脂）    ：７０質量％
【００９３】
そして、
(１)樹脂を添加していない上記フラックスＡをソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が１０質量％となるような割合で配合したソルダペーストと、
(２)熱硬化性樹脂配合フラックスＢをソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が２５質量％となるような割合で配合したソルダペーストと、
(３)熱可塑性樹脂配合フラックスＣをソルダペースト全体に占めるフラックスの割合が２５質量％となるような割合で配合したソルダペーストと
を作製した。
【００９４】
それから、これらのソルダペーストについて、実施例１の場合と同様にして、接合強度、残留第１金属成分率およびはんだ流れ出し不良発生率を測定し、特性を評価した。
表６に、各接合体の接合強度（室温、２６０℃）、残留第１金属成分率、はんだ流れ出し不良率、およびそれらの評価結果を示す。
【００９５】
【表６】
0005533876.tif 000007
【００９６】
表６に示すように、室温における接合強度については、実施例，比較例ともに２０Ｎｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることがわかった。
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例では０．１Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2を大きく下回っており、接合強度が不十分であったのに対して、実施例では２４〜３３Ｎｍｍ-2と、２Ｎｍｍ-2以上を保持し、実用強度を備えていることが確認された。
【００９７】
また、残留第１金属成分率については、比較例が３０体積％より大きかったのに対して実施例は全て０体積％であった。またはんだ流れ出し不良率については、比較例が７０％以上であったのに対して、実施例では全て０％であり、樹脂を添加した場合も高い耐熱性が得られることが確認された。
【００９８】
なお、上記実施例では、第２金属の格子定数よりも、金属間化合物の格子定数の方が大きい場合を例にとって説明したが、本発明は、理論上は、第２金属の格子定数が、金属間化合物の格子定数よりも大きくなるように構成することも可能である。その場合も、格子定数差が５０％以上になるようにすることにより、第１金属と第２金属の拡散が飛躍的に進行し，より高融点の金属間化合物への変化が促進され、第１金属成分がほとんど残留しなくなるため、耐熱強度の大きいはんだ付けを行うことが可能になる。
【００９９】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、ソルダペーストを構成する第１金属および第２金属の種類や組成、第１金属と第２金属の配合割合、フラックスの成分やフラックスの配合割合などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【０１００】
また、本発明を適用して接合すべき接合対象物の種類や、接合工程における条件などに関しても、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【０１０１】
本発明はさらにその他の点においても、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１                      第１金属
２                      第２金属
３                      金属間化合物
４                      接合部
１１ａ，１１ｂ          一対の電極（接合対象物）
１０                    ソルダペースト
【図１】
0005533876.tif 000008
【図２】
0005533876.tif 000009
【図３】
0005533876.tif 000010