(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫を主成分とし、銅を含有する三次元網目状構造を持ち、
前記三次元網目状構造を介して被接合部材に接合され、
前記三次元網目状構造のうち、前記被接合部材に近い部分の銅含有率は、他の部分の銅含有率よりも低いことを特徴とする接合部材。
【請求項２】
請求項１に記載の接合部材において、
前記三次元網目状構造が両面に形成されたシート状部材をさらに備えていることを特徴とする接合部材。
【請求項３】
錫ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、錫を主成分とする三次元網目状構造を持つ接合部材を形成することを特徴とする接合部材の形成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の接合部材の形成方法において、
前記錫ターゲットと同時に銅ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、前記三次元網目状構造に銅を含有させることを特徴とする接合部材の形成方法。
【請求項５】
請求項４に記載の接合部材の形成方法において、
前記スパッタリングにおけるターゲット出力及びターゲット距離の少なくとも一方を調節することにより、前記三次元網目状構造の銅含有率を制御することを特徴とする接合部材の形成方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の接合部材の形成方法において、
前記スパッタリングはスパッタ装置によって行われることを特徴とする接合部材の形成方法。
【請求項７】
第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを接合する接合部材とを備え、
前記接合部材は、錫を主成分とし、銅を含有する三次元網目状構造を持ち、
前記三次元網目状構造のうち、前記第１部材に近い部分及び前記第２部材に近い部分の少なくとも一方の銅含有率は、他の部分の銅含有率よりも低いことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
前記接合部材は、前記三次元網目状構造が両面に形成されたシート状部材を備え、
前記三次元網目状構造と前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれとは、はんだ付けされていることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置において、
前記三次元網目状構造は、前記第１部材上に形成されており、
前記三次元網目状構造と前記第２部材とは、はんだ付けされていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温が生じやすい装置、例えばパワー半導体等の電子デバイスや電気機器等に使用される接合部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属同士を接続する材料として、従来、錫と鉛の共晶はんだが主として用いられてきている。
【０００３】
ところが、鉛は人体に対して有害であり、例えば、廃棄された電子部品に用いられていたはんだ中の鉛が酸性雨等により溶け出して地下水の汚染等が生じる恐れがある。
【０００４】
そのため、鉛を含まない鉛フリーはんだの開発が進められている（例えば非特許文献１参照）。これまでに、低温用鉛フリーはんだとして、錫とビスマスの共晶はんだ（融点１３９℃）等が製品化されており、中温用鉛フリーはんだとして、錫と銀と銅の共晶はんだ（融点２１７℃）等が製品化されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】末次憲一郎  編著、詳説鉛フリーはんだ付け技術、工業調査会、2004年１月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パワー半導体等に使用される高温用はんだでは、低温用はんだや中温用はんだのような有力な鉛フリーはんだ材料が存在しないため、ＲｏＨＳ(Restriction of Hazardous Substances )規制やＥＬＶ(End-of Life Vehicles Directive)規制の除外項目として、未だに鉛を多く含むものが使われている。
【０００７】
一方、前述の除外項目については、今後、高温用鉛フリーはんだ材料が開発されれば規制対象となるし、また、現在の世界的な地球環境保護への関心の高まりから、２０１４年に高温用はんだ適用除外を見直す可能性も出てきている。
【０００８】
このように、高温用鉛フリーはんだに対する要求が高まってきている中、ビスマス、亜鉛、錫等の種々の材料が研究されているが、高温用鉛フリーはんだ材料、特に、はんだと母材との接合部の機械的強度を確保するのに必要な高い柔軟性を備えた高温用鉛フリーはんだ材料の開発は進んでいない。
【０００９】
また、中温用鉛フリーはんだで用いられている銀は、高価格であるだけではなく、世界的に見て稀少な資源でもあるため、銀を含まない又は低銀化した新たな中温用鉛フリーはんだ材料に対する要求も高まってきている。
【００１０】
前記に鑑み、本発明は、高温でも使用可能で且つ高い柔軟性を持つ低価格な鉛フリー接合部材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】
前記の目的を達成するために、本願発明者らは、色々な材料について各種実験を行ったところ、以下のような知見を得た。
【００１２】
（１）はんだ材料として用いられている錫をスパッタ成膜すると、該錫膜は三次元網目状構造を持つ。また、該三次元網目状構造は高い柔軟性（具体的には１０％を超える伸び率）を有する。これは、本願発明者らにより初めて見出された。
【００１３】
（２）錫を主成分として錫と他の成分、例えば銅を同時にスパッタ成膜した場合にも、（１）と同様の三次元網目状構造が生じる。
【００１４】
（３）（２）のスパッタ成膜におけるターゲット出力及びターゲット距離の少なくとも一方により膜中の銅含有率を制御することができる。ここで、銅含有率を高くすれば、錫−銅合金の融点が高くなり、銅含有率を低くすれば、錫−銅合金の融点が低くなる。
【００１５】
（４）（３）の方法により、例えば三次元網目状構造の上部のみ銅含有率つまり融点を低くして該上部を他の部材にはんだ付けすると共に、該上部を除く三次元網目状構造をはんだ接合後もそのまま残すようにすれば、高温でも使用でき且つ高い柔軟性を持つ低価格な鉛フリー接合部材となる。
【００１６】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであって、本発明に係る接合部材は、錫を主成分とする三次元網目状構造を持つ。
【００１７】
本発明に係る接合部材によると、三次元網目状構造を持つため、高い柔軟性を有する。また、錫を主成分とするため、添加成分として例えば銅を用いることにより、高温でも使用できる低価格な鉛フリー接合部材とすることができる。
【００１８】
本発明に係る接合部材において、前記三次元網目状構造は、銅を含有してもよい。このようにすると、銅含有率により、接合部材の融点を制御することができる。この場合、前記三次元網目状構造の上部の銅含有率は、他の部分の銅含有率よりも低いと、三次元網目状構造の上部の融点を他の部分の融点よりも低くすることができる。従って、三次元網目状構造の上部を他の部材にはんだ付けすると共に、該上部を除く三次元網目状構造を溶融させずにはんだ接合後もそのまま残すことができる。これにより、接合部材全体として、高温使用においても高い柔軟性を発揮することができる。
【００１９】
本発明に係る接合部材において、前記三次元網目状構造が両面に形成されたシート状部材をさらに備えていてもよい。このようにすると、接合部材の両側に配置された他の部材を、シート状部材両面に形成された各三次元網目状構造によって接合することができる。
【００２０】
本発明に係る接合部材の形成方法は、錫ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、前述の三次元網目状構造を持つ接合部材を形成するものである。
【００２１】
また、本発明に係る接合部材の形成方法において、前記錫ターゲットと同時に銅ターゲットを用いてスパッタリングを行うことにより、前記三次元網目状構造に銅を含有させてもよい。ここで、前記スパッタリングにおけるターゲット出力及びターゲット距離の少なくとも一方を調節することにより、前記三次元網目状構造の銅含有率を制御してもよい。      
【００２２】
また、本発明に係る接合部材の形成方法において、前記スパッタリングをスパッタ装置によって実施してもよい。
【００２３】
本発明に係る装置は、第１部材と、第２部材と、前記第１部材と前記第２部材とを接合する接合部材とを備え、前記接合部材は、錫を主成分とする三次元網目状構造を持つ。
【００２４】
すなわち、本発明に係る装置によると、前述の本発明に係る接合部材によって、第１部材と第２部材とを接合するため、高温使用においても接合箇所の機械的強度を確保することができる。従って、高温が生じやすい装置、例えばパワー半導体等の電子デバイスや電気機器等に適用した場合に信頼性の向上を図ることができる。
【００２５】
本発明に係る装置において、前記接合部材は、前記三次元網目状構造が両面に形成されたシート状部材を備え、前記三次元網目状構造と前記第１部材及び前記第２部材のそれぞれとは、はんだ付けされていてもよい。或いは、前記三次元網目状構造は、前記第１部材上に形成されており、前記三次元網目状構造と前記第２部材とは、はんだ付けされていてもよい。すなわち、前述の三次元網目状構造は、スパッタリングにより第１部材上に直接形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、高温でも使用可能で且つ高い柔軟性を持つ低価格な鉛フリー接合部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る接合部材の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１に示す接合部材を用いた装置の断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す装置における接合部材及びその近傍の拡大図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る接合部材を形成するために用いたスパッタ装置の断面図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｇ）は、本発明の一実施形態に係る接合部材の三次元網目状構造の表面を走査型電子顕微鏡により観察した様子を示している。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る接合部材の三次元網目状構造の組成をＥＰＭＡ）装置を用いて分析した結果を示している。
【図６】図６は、図５に示す結果を、横軸にＰCu／ＰSn比、縦軸にＣｕ含有量を取ってグラフ化したものである。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る接合部材の三次元網目状構造に対してＸ線回折装置を用いて結晶性を調べた結果を示している。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る接合部材の三次元網目状構造に対して伸び率の測定を行っている様子を示している。
【図９】図９は、本発明の一実施形態に係る接合部材の三次元網目状構造の伸び率を測定した結果を示している。
【図１０】図１０は、図９に示すＰCu／ＰSn比と伸び率との関係を、図６に示すＰCu／ＰSn比とＣｕ含有量との相関に基づいて、Ｃｕ含有量と伸び率との関係に直して示している。
【図１１】図１１は、本発明の一変形例に係る接合部材を用いた装置の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の変形例に係る接合部材を用いた装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る接合部材、その形成方法、及び該接合部材を用いた装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態に係る接合部材の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態の接合部材１０は、例えば銅薄板等のシート状部材１１と、該シート状部材１１の両面上に形成された三次元網目状構造１２とを有している。ここで、三次元網目状構造１２は、錫を主成分とする錫−銅合金からなり、スパッタリングによりシート状部材１１の両面に直接形成されている。また、三次元網目状構造１２の上部（シート状部材１１の反対側の部分）１２Ａの銅含有率は、他の部分１２Ｂの銅含有率よりも低くなっている。これにより、三次元網目状構造１２の上部１２Ａの融点は、他の部分１２Ｂの融点よりも低くなる。
【００３１】
図２（ａ）は、図１に示す接合部材１０を用いた装置、具体的には、パワー半導体装置の概略構成を模式的に示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すパワー半導体装置における接合部材１０及びその近傍の拡大図である。
【００３２】
図２（ａ）に示す装置１００においては、例えばリードフレーム等の基材１０１上に接合部材１０を介して半導体チップ１０２が搭載されている。基材１０１の外側には、例えばアウターリード等の外部端子１０３が配置されており、該外部端子１０３と半導体チップ１０２の上面パッド（図示省略）とはボンディングワイヤ１０４によって電気的に接続されている。基材１０１、半導体チップ１０２、外部端子１０３及びボンディングワイヤ１０４は、例えば樹脂等の封止材料１０５によって封止されている。
【００３３】
また、図２（ｂ）に示すように、シート状部材１１下側の三次元網目状構造１２のうち融点が低い上部１２Ａが基材１０１上面にはんだ付けされている。また、シート状部材１１上側の三次元網目状構造１２のうち融点が低い上部１２Ａが半導体チップ１０２下面にはんだ付けされている。ここで、シート状部材１１上下の三次元網目状構造１２のうち融点が高い他の部分１２Ｂは、はんだ付け時にも溶融することなくそのまま残っている。
【００３４】
以上に説明したように、本実施形態の接合部材１０は三次元網目状構造１２を持つため、高い柔軟性を有する。また、接合部材１０は、錫を主成分とする錫−銅合金からなるため、高温でも使用できる低価格な鉛フリー接合部材となると共に、接合部材１０の融点を銅含有率により制御することができる。具体的には、三次元網目状構造１２の上部１２Ａの銅含有率を他の部分１２Ｂの銅含有率よりも低くすることによって、三次元網目状構造１２の上部１２Ａの融点を他の部分１２Ｂの融点よりも低くしている。従って、三次元網目状構造１２の上部１２Ａを他の部材（例えば図２（ａ）の基材１０１や半導体チップ１０２）にはんだ付けすると共に、三次元網目状構造１２の他の部分１２Ｂを溶融させずにはんだ接合後もそのまま残すことができる。これにより、接合部材１０全体として、高温使用においても高い柔軟性を発揮することができる。
【００３５】
また、本実施形態によると、三次元網目状構造１２が両面に形成されたシート状部材１１を接合部材１０が備えているため、接合部材１０の両側に配置された他の部材（例えば図２（ａ）の基材１０１や半導体チップ１０２）を、シート状部材１１両面の各三次元網目状構造１２によって接合することができる。
【００３６】
また、本実施形態によると、装置１００における基材１０１と半導体チップ１０２との接合に前述の接合部材１０を用いているため、高温使用においても接合箇所の機械的強度を確保することができる。従って、装置１００の信頼性を向上させることができる。
【００３７】
図３は、本実施形態の三次元網目状構造を形成するために用いたスパッタ装置、具体的には、ヘリコンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。
【００３８】
図３に示すスパッタ装置５０は、真空チャンバー５１と、真空チャンバー５１内において基板８０（例えば図１に示すシート状部材１１）を保持するホルダー５２と、基板８０をホルダー５２と共に回転させるモーター５３と、真空チャンバー５１に接続された真空ポンプ５４とを備えている。ここで、ホルダー５２は、基板８０を加熱するための機構を持つ。また、真空チャンバー５１内には、錫ターゲット６２が載置されたカソード６１と、銅ターゲット７２が載置されたカソード７１とが設けられている。カソード６１及びカソード７１のそれぞれには、真空チャンバー５１外に配置された高周波電源６３及び高周波電源７３が接続されている。また、真空チャンバー５１内には、錫ターゲット６２及び銅ターゲット７２のそれぞれと対向するようにＲＦコイル６４及びＲＦコイル７４が配置されている。ＲＦコイル６４及びＲＦコイル７４のそれぞれには、真空チャンバー５１外に配置された高周波電源６５及び高周波電源７５が接続されている。さらに、真空チャンバー５１には、錫ターゲット６２及び銅ターゲット７２のそれぞれの近傍に供給口を持つＡｒ供給ライン６６及びＡｒ供給ライン７６が設けられている。
【００３９】
錫ターゲット６２としては、例えば厚さ５０ｍｍの錫板（錫（純度）：９９．９質量％、鉄：０．０００２質量％、銅：０．０００３質量％、鉛：０．０００９質量％、ビスマス：０．０００１質量％、インジウム：０．０００４質量％、砒素：０．０００１質量％、アンチモン：０．０００１質量％）を用いてもよい。また、銅ターゲット７２としては、例えば厚さ５０ｍｍの銅板（銅（純度）：９９．９質量％、銀：５ｐｐｍ、カルシウム：０．１ｐｐｍ、鉄：８ｐｐｍ、マグネシウム：０．１ｐｐｍ、マンガン：０．２ｐｐｍ、ニッケル：２ｐｐｍ、シリコン：２ｐｐｍ）を用いてもよい。
【００４０】
基板８０から錫ターゲット６２までの距離、及び基板８０から銅ターゲット７２までの距離（以下、これらの距離をターゲット距離と称する）はそれぞれ、例えば８０ｍｍ及び２００ｍｍに設定してもよい。
【００４１】
本実施形態の三次元網目状構造の形成に際しては、まず、真空チャンバー５１内を例えば３×１０-5Ｐａ程度の真空状態にした後、Ａｒ供給ライン６６及びＡｒ供給ライン７６から例えば純度９９．９９％のアルゴンガスを流量１８ｃｍ3 ／分（標準状態）で真空チャンバー５１内に導入する。その後、ＲＦコイル６４及びＲＦコイル７４に例えば１００Ｗの高周波電力を印加すると共に、カソード６１及びカソード７１にそれぞれ例えば５０〜１５０Ｗの高周波電力及び３０〜１００Ｗの高周波電力（以下、これらの高周波電力をターゲット出力という）を印加する。これにより、錫ターゲット６２及び銅ターゲット７２に対してスパッタリングを行い、基板８０の表面に錫−銅合金からなる三次元網目状構造を形成する。ここで、三次元網目状構造を均一に形成するため、モーター５３によって基板８０を１０ｒｐｍで回転させてもよい。
【００４２】
以上に説明したように、錫ターゲット６２及び銅ターゲット７２を用いて同時にスパッタリングを行うことにより、錫−銅合金からなる三次元網目状構造を得ることができる。また、該スパッタリングにおけるターゲット出力及びターゲット距離の少なくとも一方を調節することによって、三次元網目状構造１２の銅含有率を制御することができる。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｇ）は、図３に示すスパッタ装置を用いて、厚さ１．５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、幅１２ｍｍの銅板上に形成した三次元網目状構造の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した様子を示している。ここで、図４（ａ）に示す三次元網目状構造は、銅ターゲット出力（ＰCu）を０Ｗ、錫ターゲット出力（ＰSn）を１００Ｗに設定して得られたものである。同様に、図４（ｂ）〜（ｇ）のそれぞれに示す三次元網目状構造は、（ＰCu、ＰSn）を（４０Ｗ、１５０Ｗ）、（４０Ｗ、１４０Ｗ）、（４０Ｗ、１３０Ｗ）、（４０Ｗ、１２０Ｗ）、（４０Ｗ、１１０Ｗ）、（４０Ｗ、１００Ｗ）に設定して得られたものである。
【００４４】
図５は、図３に示すスパッタ装置を用いて形成した三次元網目状構造の組成（錫（Ｓｎ）及び銅（Ｃｕ）の含有量（質量％））を電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）装置を用いて分析した結果を示している。ＥＰＭＡ装置では、試料台にサンプルを設置し、該サンプルに電子線を照射することにより発生した特性Ｘ線の波長及び強度を検出することにより、組成分析を行う。尚、図５には、Ｓｎ及びＣｕの含有量と合わせて、該サンプル形成に用いた銅ターゲット出力（ＰCu）及び錫ターゲット出力（ＰSn）をそれらの比ＰCu／ＰSnと合わせて示している。
【００４５】
また、図６は、図５に示す結果を、横軸にＰCu／ＰSn比、縦軸にＣｕ含有量（質量％）を取ってグラフ化したものである。
【００４６】
図５及び図６に示すように、ＰCu／ＰSn比の増加に伴って銅の含有量が高くなっている。このことから、錫ターゲット６２及び銅ターゲット７２を用いて同時にスパッタリングを行う際に、各ターゲット出力を調節することによって、三次元網目状構造の銅含有率を制御できることが分かる。
【００４７】
また、前述の図４（ａ）に示すように、銅ターゲット出力ＰCuがを０Ｗの場合（つまり銅の含有量が実質的に０の場合）にも三次元網目状構造が得られていると共に、図４（ａ）〜（ｇ）に示すように、銅ターゲット出力ＰCuつまり銅の含有量が違っても、三次元網目状構造の様子（つまり表面に凹凸があり、不規則形状の空洞が多数含まれている）に大きな変化は見られない。従って、堆積物の主成分が錫となるようにスパッタリングを行うことにより、三次元網目状構造が得られることが分かる。また、後述するように、三次元網目状構造に力が加わった場合、三次元網目状構造の構成材料自体の破断ひずみが小さくても、三次元網目状構造が変形することにより、三次元網目状構造全体としては大きいひずみが発生する。
【００４８】
図７は、図３に示すスパッタ装置を用いて形成した三次元網目状構造に対してＸ線回折装置を用いて結晶性を調べた結果を示している。尚、結晶性の確認は、（ＰCu、ＰSn）をそれぞれ（０Ｗ、１５０Ｗ）、（０Ｗ、７５Ｗ）に設定して形成された錫の三次元網目状構造に対して行った。図７に示すように、いずれの三次元網目状構造においても、ブロードなピークは見られないことから、該各三次元網目状構造を構成する錫は結晶質であることが分かる。
【００４９】
また、本実施形態の三次元網目状構造について、ピン・オン・ディスク方式高温摩擦・摩耗試験機のヒーター（シートヒーター）を使用して融点測定を行った。具体的には、シートヒーターを用いてサンプルをまず約２００℃まで昇温させた後、約１０℃ずつ昇温させる度にＳＥＭにより形状変化（つまり融解）を確認し、該形状変化が起きた時の温度を融点とした。その結果、三次元網目状構造の銅含有率が高くなるに従って三次元網目状構造の融点が高くなること、及び、銅の含有率を３％程度以上にすれば、２５０℃程度の融点が得られることが分かった。これにより、高温でも使用可能で且つ高い柔軟性を持つ低価格な鉛フリー接合部材を提供することが可能となる。
【００５０】
図８（ａ）及び（ｂ）は、図３に示すスパッタ装置を用いて形成した三次元網目状構造に対して伸び率の測定を行っている様子を示している。まず、図８（ａ）に示すように、厚さ１．５ｍｍの銅板（基材）上に三次元網目状構造（Ｓｎ−Ｃｕ薄膜）を形成したサンプルを準備し、該サンプルに対して万力により両端から圧縮方向に力を加える。その後、図８（ｂ）に示すように、サンプルに圧縮曲げが生じたら、その時の曲率に基づいて、材料力学的に下記のように、ひずみεを算出する。
【００５１】
ε＝（（ρ＋Ｂ2 ／２）ｄθ−ρｄθ）／ρｄθ＝Ｂ2 ／２ρ
ここで、ρは曲率半径、Ｂ2 はサンプル厚さである。また、三次元網目状構造（Ｓｎ−Ｃｕ薄膜）は銅板（基材）に対して十分に薄いので、銅板単体と近似してひずみεを算出する。さらに、三次元網目状構造が銅板から剥離したときのひずみεを伸び率として求める。
【００５２】
図９は、図３に示すスパッタ装置を用いて、様々なＰCu／ＰSn比で形成した三次元網目状構造の伸び率を前述の方法により測定した結果を示しており、図１０は、図９に示すＰCu／ＰSn比と伸び率との関係を、図５に示すＰCu／ＰSn比とＣｕ含有量（質量％）との相関に基づいて、Ｃｕ含有量（質量％）と伸び率との関係に直して示している。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、各三次元網目状構造の伸び率として、通常のＳｎ−Ｃｕ合金の伸び率である数％を大きく上回る１２．６〜１７．６％程度の値が得られており、三次元網目状構造が非常に高い柔軟性を有していることが分かる。また、ＰCu／ＰSn比つまりＣｕ含有量が大きくなるに従って、三次元網目状構造の伸び率が高くなっていることが分かる。
【００５４】
尚、本実施形態の接合部材を用いた装置の例として、パワー半導体装置を挙げたが、これに限定されず、高温が生じやすい他の電子デバイスや電気機器等に本実施形態の接合部材を使用してもよいことは言うまでもない。
【００５５】
また、図１に示す接合部材１０は、三次元網目状構造１２が両面に形成されたシート状部材１１を有していたが、これに代えて、例えば、図１１に示すように、リードフレーム等の基材１０１上にスパッタリングにより三次元網目状構造１２を直接形成し、該三次元網目状構造１２のうち融点が低い上部１２Ａを半導体チップ１０２下面にはんだ付けしてもよい。
【００５６】
また、図１に示す接合部材１０の三次元網目状構造１２は、他の部分１２Ｂと同じ材料からなり且つ融点が低い上部１２Ａを有していたが、これに代えて、例えば、図１２に示すように、他の部分１２Ｂと異なる材料からなり且つ融点が低い上部２０を設け、該上部２０を基材１０１や半導体チップ１０２等の母材にはんだ付けしてもよい。或いは、三次元網目状構造１２の上部を低融点とはせずに、三次元網目状構造１２を他の低融点はんだペーストを用いて母材にはんだ付けしてもよい。
【００５７】
また、本実施形態においては、図３に示すスパッタ装置、具体的にはヘリコンスパッタ装置を用いて三次元網目状構造を形成したが、該三次元網目状構造を形成可能なスパッタ装置は、複数成分の同時スパッタが可能な構成を有していれば、特に限定されるものではない。例えば、電源に高周波（ＲＦ）を使用したＲＦマグネトロンスパッタ装置や電源に直流（ＤＣ）を使用したＤＣマグネトロンスパッタ装置等のマグネトロンスパッタ装置でも三次元網目状構造を形成可能である。ここで、ＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いた場合には、絶縁体の成膜も可能になる。また、本実施形態のようにヘリコンスパッタ装置を用いた場合、高真空でスパッタリングを行えるため、高品質な膜の形成が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態の三次元網目状構造は、堆積物の主成分が錫となるようにスパッタリングを行うことにより形成可能なものであり、本実施形態では例示として、錫以外の成分である銅を三次元網目状構造に添加した。しかし、接合部材に要求される融点や柔軟性に応じて、銅に代えて又は銅に加えて、その他の成分を錫を主成分とする三次元網目状構造に添加してもよい。また、高温使用を前提としない場合には、三次元網目状構造を実質的に錫のみよって構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、高温が生じやすい装置、例えばパワー半導体等の電子デバイスや電気機器等に使用される接合部材として有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０    接合部材
１１    シート状部材
１２    三次元網目状構造
１２Ａ、２０    上部
１２Ｂ    他の部分
５０    スパッタ装置
５１    真空チャンバー
５２    ホルダー
５３    モーター
５４    真空ポンプ
６１、７１    カソード
６２    錫ターゲット
６３、６５、７３、７５    高周波電源
６４、７４    ＲＦコイル
６６、７６    Ａｒ供給ライン
７２    銅ターゲット
８０    基板
１００    装置
１０１    基材
１０２    半導体チップ
１０３    外部端子
１０４    ボンディングワイヤ
１０５    封止材料
【図１】
0005946060.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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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４】
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【図７】
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