(57)【要約】【課題】  基体および金属部材を含み、金属部間が接合材で接合された接合構造について信頼性等向上に有効なろう材等を提供すること。【解決手段】  銀および銅を主成分として含有しており、表面および該表面で囲まれた本体部分を有する第１部材22と、スズを主成分として含有しており、第１部材22の表面に沿って位置する層状の第２部材23とを備えるろう材21等である。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀および銅を主成分として含有しており、表面および該表面で囲まれた本体部分を有する第１部材と、
スズを主成分として含有しており、前記第１部材の前記表面に沿って位置する層状の第２部材とを備えるろう材。
【請求項２】
第１金属部および該第１金属部に対向する第２金属部を含む被接合材と、
銀および銅を主成分として含有する本体と、スズを主成分として含有しており、前記本体中に分散している分散相とを含んでおり、前記第１金属部と前記第２金属部との間に位置して前記第１金属部および前記第２金属部に接合している接合材とを備える接合構造。
【請求項３】
前記本体に含有されている銀および銅は、互いに異なる銀相および銅相として分離し合っている請求項２記載の接合構造。
【請求項４】
前記本体において、前記銅相および銀相の一方が前記銅相および銀相の他方中に分散している柱状結晶を含んでいる請求項３記載の接合構造。
【請求項５】
前記分散相が前記本体の全体に均一に分散している請求項２〜請求項４のいずれか１項記載の接合構造。
【請求項６】
前記被接合材と前記接合材との界面に沿って、スズおよびニッケルの合金層が存在している請求項２〜請求項５のいずれか１項記載の接合構造。
【請求項７】
請求項２〜請求項６のいずれか１項記載の接合構造と、
前記第１金属部を含む基体と、
前記第２金属部を含む金属部材とを備える半導体パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スズ、銀および銅を含むろう材、接合構造および半導体パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号で作動する光通信用等の半導体素子を収容する半導体パッケージが知られている。半導体パッケージと外部電気回路とは、半導体パッケージの線路導体と外部電気回路とがリード等の端子を介して電気的に接続される。線路導体と端子とが導電性の接合材を介して接合されて、半導体素子と外部電気回路とが互いに電気的に接続される。導電性の接続材としては、例えば銀−銅系等のろう材（ＪＩＳ規格のＢＡｇ−８等）が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009−248156号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術においては、信頼性の向上等のために、線路導体が配置されているセラミック基体等の基体と端子等の金属製の部材との間に生じる熱応力のより一層の低減が求められている。これに対して、スズ−銀−銅系等の低融点ろう材（鉛フリーはんだ等）を接合材として用いることが考えられる。しかしながら、上記低融点ろう材は、その融点が400℃程度以下であり、比較的低い。そのため、基体と金属製の部材との接合部分の耐熱性確保が難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様のろう材は、銀および銅を主成分として含有しており、表面および該表面で囲まれたバルク部分を有する第１部材と、スズを主成分として含有しており、前記第１部材の前記表面に沿って位置する層状の第２部材とを備える。
【０００６】
本発明の１つの態様の接合構造は、第１金属部および該第１金属部に対向する第２金属部を含む被接合材と、銀および銅を主成分として含有する本体と、スズを主成分として含有しており、前記本体中に分散している分散相とを含んでおり、前記第１金属部と前記第２金属部との間に位置して前記第１金属部および前記第２金属部に接合している接合材とを備える。
【０００７】
本発明の１つの態様の半導体パッケージは、上記構成の接合構造と、前記第１金属部を含む基体と、前記第２金属部を含む金属部材とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の１つの態様のろう材によれば、上記構成であることから、金属部間の接合構造において低融点化および耐熱性の確保が容易なろう材を提供することができる。
【０００９】
本発明の１つの態様の接合構造によれば、上記構成であることから、金属部間の接合構造において低融点化および耐熱性の確保が容易な接合構造を提供することができる。
【００１０】
本発明の１つの態様の半導体パッケージによれば、上記構成の接合構造を備えることか
ら、信頼性および耐熱性の向上が容易な半導体パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態の半導体パッケージを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体パッケージを示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態接合構造の一部を模式的に示す断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施形態のろう材を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すろう材を加熱した状態を示す断面図である。
【図５】図３に示す接合構造の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図５に示す接合構造の一部をさらに拡大して、構成元素毎に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態のろう材、接合構造および半導体パケージについて、図面を参照して説明する。なお、以下の説明における融点およびろう付け温度等の数値は大気圧における数値を示す。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の半導体パッケージを示す斜視図であり、図２は、本発明の実施形態の半導体パッケージを示す平面図である。図１および図２に示す半導体パッケージは、本発明の実施形態のろう材および接合構造を含んでいる。図３は、本発明の接合構造の一部を模式的に示す断面図である。図４（ａ）は本発明の実施形態のろう材を示す断面図であり、図４（ｂ）は、そのろう材を加熱した状態を示す断面図である。図５は、図３に示す接合構造の変形例における要部を拡大して示す断面図であり、本発明の実施形態のろう材を含んでいる。図６（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図３に示す接合構造の一部をさらに拡大して、構成元素毎に示す断面図である。
【００１４】
例えば、本発明の実施形態のろう材を含んで、本発明の実施形態の接合構造が構成される。また、本発明の実施形態の接合構造を含んで、本発明の実施形態の半導体パッケージが構成される。言い換えれば、上記実施形態のろう材を用いた接合構造の一例が、上記実施形態の接合構造であり、その接合構造を含む半導体パッケージの一例が、上記実施形態の半導体パッケージである。
【００１５】
本発明の実施形態の半導体パッケージ１は、金属基板２と枠体３とリード端子４とを備えている。なお、金属基板２およびリード端子４のそれぞれと枠体３との間に、本発明の実施形態の接合構造が位置し、その接合構造に、本発明の実施形態のろう材が位置している。また、上記実施形態の接合構造およびろう材は、金属基板２およびリード端子４のいずれか一方と枠体３との間にのみ位置しているものでも構わない。接合構造およびろう材の詳細については後述する。
【００１６】
この実施形態における金属基板２は、平面視で矩形状の平板である。金属基板２の上面中央部に、半導体素子等の電子部品（図示せず）が実装される実装領域２ａが位置している。この例における実装領域２ａとは、金属基板２の上面のうち電子部品が直接に接合される部分およびそれを囲む部分をあわせた領域を意味している。金属基板２の平面視における大きさは、例えば10×10ｍｍ〜50×50ｍｍである。また、金属基板２の厚みは、例えば、0.5〜５ｍｍに設定することができる。
【００１７】
実装領域に実装される電子部品としては、例えば上記のように半導体素子を挙げることができる。半導体素子は、例えば半導体集積回路素子であり、プロセッサまたはメモリ等である。電子部品は、半導体素子に限らず、加速度等の各種の物理量を検知するセンサ素子でもよく、ＭＥＭＳ（（Micro Electro Mechanical Systems）素子等でもよい。また、
電子部品は、複数個でもよく、アンテナ素子、容量素子または抵抗器等の他の電子部品（いわゆる受動部品を含む）をさらに含んでいてもよい。
【００１８】
金属基板２は、例えば、上記の電子部品から発生する熱を外部に放散する放熱部材の一部として機能することができる。また、金属基板２は、電子部品と外部の電磁的な遮蔽を行なう遮蔽部材の一部として機能することもできる。この場合、金属基板２に接地電位が付与されてもよい。
【００１９】
金属基板２は、例えば平板状に成形された金属材料からなる。金属材料としては、例えば、銅を挙げることができる。このとき、銅からなる金属基板２の熱膨張係数は約16×10−６／Ｋである。また、金属基板２は、銅、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、モリブデンおよびタングステン等の金属材料からなるものでもよい。また、金属基板２は、これらの金属を主成分として含む合金の金属材料からなるものでもよい。このような金属材料のインゴット（塊状の原材料）に圧延加工法、打ち抜き加工法、プレス加工、切削加工およびエッチング加工等から適宜選択した金属加工法による加工を施すことによって金属基板２を構成する金属部材を作製することができる。
【００２０】
金属基板２の上面の外周部（実装領域を囲む枠状の部分）には、枠体３が位置している。また、枠体３の上面には、リード端子４が位置している。リード端子４は、実装領域に実装される電子部品と外部電気回路とを電気的に接続する導電性接続材として機能する。また、枠体３は、リード端子４と金属基板２との電気的な短絡を防止する機能を有する。すなわち、枠体３は、金属基板２およびリード端子４を、互いに電気的に絶縁しながら、所定の位置関係で保持するための基材として機能する。
【００２１】
リード端子４は、例えば金属基板２と同様の金属材料を用い、同様の金属加工法を用いることで製作することができる。リード端子４のうち枠体３に接合される部分は、他の部分よりも平面視における幅を広くしてもよい。これにより、リード端子４の枠体３に対する接合の強度および作業性を向上させることができる。
【００２２】
また、枠体３は、実装領域を封止するための蓋体等の封止材を固定するための封止部として機能することもできる。電子部品が実装領域に実装されるとともにリード端子４と電気的に接続された状態で、例えば枠体３の上面に蓋体（図示せず）が接合される。これにより、実装領域（金属基板２の上面の一部）と枠体３と蓋体とで構成される気密容器内に電子部品が気密封止される。電子部品の気密封止により、半導体装置等の電子装置が構成される。
【００２３】
枠体３としては、例えば、セラミック材料を用いることができる。このセラミック材料としては、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、窒化ケイ素質焼結体、ムライト質焼結体およびガラスセラミック焼結体等を挙げることができる。
【００２４】
枠体３は、例えば酸化アルミニウム焼結体から成る場合には、次のようにして製作することができる。まず、酸化アルミニウムを主成分とし、酸化マグネシウム、酸化カルシウムおよび酸化ケイ素等を添加した原料粉末を、有機溶剤およびバインダとともに混練してスラリーを作製する。このスラリーをドクターブレード法等で成型してセラミックグリーンシートを作製する。その後、このセラミックグリーンシートを所定の形状および寸法に切断して作製したシートを必要に応じて複数枚上下に積層し、約1300〜1600℃の温度で焼成する。以上の工程により、枠体３を製作することができる。
【００２５】
枠体３は、例えば、外縁の寸法が10×10ｍｍ〜50×50ｍｍであり、内縁（枠内周）の寸法が５×５ｍｍ〜49×49ｍｍである。また、外縁と内縁との間の幅で示される枠体３の厚
みは、例えば１〜５ｍｍである。また、第１枠体３の高さは、１〜10ｍｍである。
【００２６】
金属基板２およびリード端子４と枠体３との接合は、ろう材を介して（つまり、ろう付けにより）行なわれている。このろう付けのため、枠体３のうち金属基板２およびリード端子４が接合される部分には、下地金属層が配置されている。
【００２７】
すなわち、例えば図３に示す例のように、枠体３のうち金属基板２が接合される部分およびリード端子４が接合される部分には、それぞれ下地金属層である第１金属部11が位置している。この第１金属部11に対向して、金属基板２またはリード端子４である第２金属部12が位置している。第１金属部11と第２金属部12とは、本発明の実施形態のろう材21を介して互いに接合されている。これらを接合するために、加熱後のろう材21を介した金属基板２およびリード端子４（第２金属部12）と枠体３（下地金属層である第１金属と部11）との接合部分が、本発明の実施形態の接合構造Ｓを含んでいる。なお、以下の説明において、第１金属部11と第２金属部12とを特に区別せず単に金属部という場合がある。
【００２８】
なお、図３ではリード端子４側（枠体３の上面側）を例として示している。以下、実施形態の接合構造Ｓについては、簡単のため、主に、リード端子４と枠体との接合構造を例にして説明する。この接合構造Ｓおよびろう材21については、金属基板２と枠体３との接合についても同様に適用することができる。
【００２９】
枠体３のうち金属基板２が接合される部分とリード端子４が接合される部分とに配置される下地金属層（第１金属部11）は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、ニッケル、コバルト、クロムまたはチタン等の金属材料によって形成されている。これらの金属材料は、メタライズ層、めっき層、薄膜層または金属箔等の形態で、枠体３の表面（上面および下面等）に配置されている。また、第１金属部11は、これらの金属材料を主成分として含有する合金材料からなるものでもよい。また第１金属部11は、上記の金属材料および合金材料からなる複数の層が積層されたものでもよい。
【００３０】
第１金属部11は、例えばタングステンのメタライズ層を含むものである場合には、次のようにして形成することができる。まず、タングステンの粉末を有機溶剤およびバインダ等を混練して金属ペーストを作製する。次に、この金属ペーストを枠体３となるシートに所定のパターンに印刷する。その後、この金属ペーストをシートまたはその積層体とともに同時焼成する。以上の工程によって、第１金属部11を有する枠体３を製作することができる。また、このタングステンのメタライズ層の露出表面に、ニッケル、コバルト、パラジウムおよび金等のめっき層を被着させても構わない。
【００３１】
第１金属部11と第２金属部12とを接合する接合材21Ａは、図４（ａ）に示すろう材21によって形成されている。ろう材21は、銀および銅を主成分として含有しており、表面およびその表面で囲まれた本体（いわゆるバルク）部分を有する第１部材22と、スズを主成分として含有しており、第１部材22の表面に沿って位置する層状の第２部材23とを備えている。
【００３２】
上記接合構造Ｓにおいて、接合材21Ａは、ろう材21が加熱溶融した後に固化してなるものであり、例えば図４（ｂ）に示すように、銀および銅を主成分として含有する本体24と、スズを主成分として含有しており、本体24中に分散している分散相25とを含んでいる。
【００３３】
本発明の実施形態の接合構造Ｓは、第１金属部11および第１金属部11に対向する第２金属部12と、第１金属部11と第２金属部12との間に位置して第１金属部11および第２金属部12に接合している上記構成の接合材21Ａとを有している。
【００３４】
上記ろう材21によれば、スズを主成分とする第２部材23が溶融して第１部材22中に分散することにより、銀および銅のみでろう材が構成されている場合に比べて融点（つまり接合温度）を低くすることができる。また、スズに比べて融点が高い銀および銅を主成分とする本体部分を有しているため、例えばスズ−銀はんだ等のスズを主材にするものに比べて耐熱性が高い。したがって、金属部間の接合構造において低融点化および耐熱性の確保が容易なろう材21を提供することができる。
【００３５】
また、上記接合構造Ｓによれば、上記構成であることから、金属部間の接合構造において低融点化および耐熱性の確保が容易な接合構造Ｓを提供することができる。
【００３６】
また、上記構成の接合構造Ｓは、前述した実施形態の半導体パッケージ１における金属基板２およびリード端子４の少なくとも一方と枠体３との接合に適用されている。この場合、第１金属部11は、枠体３に設けられたろう付け用の下地金属層であり、タングステンのメタライズ層等を含むものである。また、第１金属部11が位置する枠体３は、その第１金属部11を設けるための基体（基体としては符号なし）である。金属基板２およびリード端子４の少なくとも一方は、第２金属部12を含む金属部材（金属部材としては符号なし）である。金属基板２およびリード端子４の露出表面のうち接合材21Ａが接合されている部分が第２金属部12に該当する。
【００３７】
ろう材21において、接合用の組成物としてのバルク部分を構成している第１部材22は、上記のように銅および銀を主成分としている。第１部材22は、ろう材21を用いた接合材21Ａの接合力を確保するとともに、その耐熱性を高める機能を有している。第１部材22における銅および銀の含有率は、例えば銀72質量％、銅28質量％（共晶組成）である。すなわち、第１部材22は、微量の不純物を除いて、銅および銀のみからなるものでもよい。また、第１部材22は、銅および銀以外に、ニッケル、亜鉛およびリン等から適宜選択された添加材を含んでいても構わない。第１部材22における上記添加材の含有率は、例えば約５〜15質量％に設定することができる。
【００３８】
また、第１部材22における銅と銀との比率は、第１金属部11と第２金属部12との接合時に許容される加熱温度（つまりろう付け温度）、接合構造Ｓおよびそれを含む半導体パッケージ１の用途、使用される環境および接合時の作業性等の条件に応じて、適宜設定することができる。例えば、電気抵抗の低減および接合時の作業性等を考慮して、銀−銅の共晶組成のものを第１部材22として用いるようにしてもよい。
【００３９】
この、ろう材21の本体部分（第１部材22）は、例えばシート状、ブロック状または粒状等の形状であり、これを囲む六面体等の多面体または球面状等の表面を有している。言い換えれば、ろう材21の第１部材22は、このような表面と、表面に囲まれたバルク部分とを有している。この第１部材22の表面に沿って、層状の第２部材23が位置している。第２部材23は、スズを主成分として含有している。そのため、ろう材21の融点が比較的低い（ろう材21の融点を低くして、ろう付け温度を適度に低くする機能を有している）。
【００４０】
すなわち、実施形態のろう材21において、第１部材22の融点（銀−銅共晶であれば約720℃）が約720〜900℃と比較的高いのに対して、ろう材21の融点は約500〜600℃と比較的低い。また、このろう材21の融点は、スズ−銀はんだ、スズ−銀−銅はんだ等の融点（約200〜230℃）に比べて高い。そのため、金属部間（例えば第１金属部11と第２金属部12との間）の接合構造（例えば上記接合構造Ｓ）において低融点化および耐熱性の確保が容易なろう材21を提供することができる。
【００４１】
第２部材23におけるスズの含有率は、例えば約95質量％以上である。第２部材23に含有される成分としては、スズ以外に、ニッケル、ビスマス、インジウム、鉛、銀および銅等
が挙げられる。
【００４２】
第２部材23は、第１部材22の表面に沿って層状に位置しているため、金属部間の接合のための加熱時に、第１部材22のバルク部分の全体に偏りが抑制されて拡散できる。そのため、溶融時および冷却固化後のろう材21において、第２部材23内にスズ成分が偏在する可能性が効果的に低減されている。そのため、例えばスズ成分の偏在に起因したろう材21の濡れ性低下等の可能性も効果的に低減することができる。すなわち、ろう付けの強度および作業性等が良好な接合構造の形成が容易なろう材21の提供が可能になっている。
【００４３】
なお、ろう材21における銀、銅、スズの体積比率は、例えば、銀：25〜45%、銅：15〜25%、スズ：25%以上であり、その他添加剤を0〜5%含んでいてもよい。
【００４４】
このようなろう材21は、例えばシート状等の所定の形状で第１部材22を成形した後、その露出表面に第２部材23をめっき法、蒸着法または金属箔の貼付等の方法で被着させることで製作することができる。第１部材22の上記形成は、例えば、銀−銅組成物の原材料に対して、圧延加工、打ち抜き加工、切断加工、研磨加工、研削加工およびエッチング加工等の加工を適宜施すことによって行なうことができる。この場合、例えばめっき法で被着される第２部材23の密着性を高めること等のために、第１部材22の露出表面に対して、化学的な粗化またはブラスト処理等の粗化処理を施してもよい。
【００４５】
また、ろう材21は使用される用途によって、打ち抜きやパンチングなどにより実際に使用する形態に加工される。そのため、ろう材21が実際に使用される際は、断面視にて第１部材22の上下面に第２部材が形成されているが、側面には形成されていない、等の形態であってもよい。
【００４６】
図４（ｂ）に、上記ろう材21を加熱し、冷却固化した状態（接合時の状態）を示している。前述したように、この接合時のろう材が実施形態の接合構造Ｓにおける接合材21Ａである。接合材21Ａにおける本体24は、銀および銅を主成分として含有している。本体24は、接合材21Ａにおける金属部間を接合するための機械的な強度および接合力を確保するとともに、接合材21Ａとしての耐熱性を高める機能を有している。接合材21Ａの本体24における銅および銀の合計の含有率、銅と銀との比率ならびに銅および銀以外の成分の含有については、前述したろう材21の第１部材22と同様に設定することができる。
【００４７】
分散相25は、前述したようにろう材21の第２部材23がバルク部分である第１部材22中に拡散して生成したものである。分散相25は、スズを主成分として含有しており、例えば、ろう材21の第２部材23と同様のスズ含有率である。分散相25は、ろう材21の溶融温度を下げる成分の組成物であり、ろう材21による接合温度を下げることにより、接合部の熱応力を緩和することが可能となる。
【００４８】
分散相25は、例えば図４（ｂ）に示すような円形状の断面を有し、球状等である。分散相25は、楕円球状でもよく、不定形状等でもよい。分散相25の分散状態は、走査型電子顕微鏡による観察および元素分析等の方法で確認することができる。
【００４９】
このような接合材21Ａを含む接合構造Ｓは、例えば次のようにして形成することができる。まず、リード端子４と、リード端子４が接合される部分にメタライズ層等の下地金属層を有する枠体３とを準備する。次に、下地金属層３とリード端子４の所定部位とを互いに対向させて位置合わせするとともに、両者の間にシート状等に成形したろう材21を配置する。その後、これらの枠体３、ろう材21およびリード端子４をジグ等で仮固定しながら、電気炉中で加熱する。以上の工程により、ろう材21が接合材21Ａになり、接合材21Ａを介して枠体３とリード端子４とを接合することができる。
【００５０】
すなわち、以上の方法により、第１金属部11（メタライズ層等）と第２金属部12（リード端子４）とが接合材21Ａを介して接合された、実施形態の接合構造Ｓを形成することができる。金属基板２についても、リード端子４の場合と同様にして枠体３に接合することができ、同様の接合構造Ｓを形成することができる。
【００５１】
図５に要部を示す変形例の接合構造Ｓにおいて、接合材21Ａと金属部との間に、接合材21Ａ側から順に、ニッケル層26とニッケル合金層27とが位置している。この金属部は、第１金属部11および第２金属部12のいずれでもよく、図示は省略している。ニッケル合金層27は、ニッケル、スズ、銀および銅を含有している。
【００５２】
この場合には、銅、銀、スズ、タングステン、モリブデン等の、第１金属部11および第２金属部12ならびにろう材21を形成している金属との密着性が高いニッケルを含む層が、接合材21Ａと金属部との間に介在する。そのため、接合材21Ａと金属部との接合強度を向上させることもできる。
【００５３】
また、この場合には、銅を含む金属部（リード端子４等）とスズを含むろう材21（接合材21Ａ）との直接の接触および接合が抑制される。これにより、銅−スズ層の生成に起因した接合材21Ａの収縮が抑制され、抑制による空隙の発生等が抑制される。すなわち、空隙の発生が抑制された、接合の強度および信頼性の向上に適した接合構造Ｓとすることができる。
【００５４】
なお、この形態は、上記構成の接合材21Ａとニッケル合金層27およびニッケル層26とが変形例の接合材21Ｂを構成している例とみなすこともできる。言い換えれば、接合強度の向上に適した接合材21Ｂを介して金属部間が接合された接合構造の例とみなすこともできる。
【００５５】
ニッケル層26は、例えば、金属部（第１金属部11および第２金属部12の少なくとも一方）の露出表面にニッケルめっき層を形成した後に、ろう材21を介して金属部間の接合を行なうことで形成することができる。つまり、ニッケルめっき層がニッケル層26によって基本的に形成される。ニッケルめっき層は、ニッケル以外にコバルト、リン、ホウ素、金またはパラジウム等の成分を含んでいても構わない。ニッケル層26についてもニッケルめっき層と同様である。
【００５６】
ニッケル合金層27は、上記のニッケル層26となるニッケルめっき層中に接合材21Ａの成分である銅、銀およびスズを拡散させて形成することができる。ろう材21を介した金属部間の接合時の加熱により、接合材21Ａとニッケルめっき層との界面部分で成分の拡散を生じさせることで、ニッケルと、銅、銀およびスズとの合金であるニッケル合金層27を形成することができる。
【００５７】
ニッケル合金層27におけるニッケルの含有率は、例えば約90〜99質量％程度に設定することができる。ニッケル合金層27における銅、銀およびスズの含有の割合は、上記のニッケル含有率を満たす範囲であれば、適宜設定することができる。例えば、ニッケル合金層27における銅、銀およびスズの含有割合は、例えばろう材21における銅、銀およびスズの含有の割合と同様に設定して構わない。
【００５８】
ニッケル層26と接合材21Ａとの間に両者の成分を含有しているニッケル合金層27が介在していることにより、ニッケル層26と接合材21Ａとの接合強度を高める効果を得ることもできる。ニッケル層26およびニッケル合金層27それぞれの厚みは、例えば１〜20μｍ程度である。これらの厚みは、接合に使用するろう材21の組成、接合温度および作業性（生産
性）等の条件に応じて適宜設定することができる。
【００５９】
実施形態の接合構造Ｓにおいて、例えば図６（ａ）に示すように、接合材21Ａの本体24に含有されている銀および銅は、互いに異なる銀相24ａおよび銅相24ｂとして分離し合っていてもよい。分離状態は、例えば元素分析で確認することができる。
【００６０】
なお、図６（ａ）において、一例として、断面において面状の銀相24ａ中に針状または柱状の結晶または多結晶体である銅相24ｂが分散した例を示しているが、これとは逆に、断面において面状の銅相24ｂ中に針状または柱状の結晶または多結晶体である銀相24ａが分散していてもよい。以下では、銀相24ａが面状（バルク体）であり、柱状の銅相24ｂが分散した例を挙げて説明する。すなわち、銅相24ｂが、銀相24ａ中に分散している柱状結晶を含んでいる例について説明する。
【００６１】
この場合には、バルク体の銀相24ａにおいて接合材21Ａの熱応力に対して強度を確保することができるとともに、柱状の銅相24ｂによって、その強度を向上させることができる。つまり、銅および銀が互いに多結晶構造で組み合わさったような場合に比べて、接合部の熱応力に対する強度を均一にできる。そのため、接合材21Ａ応力による破壊抑制に対する信頼性を高めることができる。
【００６２】
また、本体24内において、銀相24aと銅相24bが互いに異なる一方向に集約して存在していてもよい。その場合は、高い融点を保持することができ、接合部の耐熱性を向上させることができる。
【００６３】
このように、銀相24aと銅相24bの分布条件は、接合部を構成する条件などにより、適宜設定すればよい。
【００６４】
また、実施形態の接合構造Ｓにおいて、例えば図６（ｂ）に示すように、接合材21Ａの本体24に含有されているスズ25ａは、元素分析したときに本体24の全域で観察できるような分布でもよい。この場合には、スズ成分の偏在による接合材21Ａの機械的な強度の偏りが低減され、接合構造Ｓの信頼性を向上させることもできる。
【００６５】
銀相24ａ、銅相24ｂおよびスズ25ａの存在および分散の状態についても、例えば分散相25と同様に、走査型電子顕微鏡による観察および元素分析等の方法で確認することができる。
【００６６】
また、上記の各構成において、分散相25が本体24の全体に均一に分散していてもよい。この場合にも、分散相、つまりスズ成分の偏在が抑制され、スズ成分の偏在による接合材21Ａの機械的な強度の偏りの可能性が低減され、接合構造Ｓの信頼性を向上させることもできる。
【００６７】
前述したように、上記構成の接合構造Ｓと、第１金属部11を含む基体（例えば枠体３）と、第２金属部12を含む金属部材（金属基板２またはリード端子４）とによって、実施形態の半導体パッケージ１が構成されている。このような半導体パッケージ１によれば、上記構成の接合構造Ｓを備えることから、信頼性および耐熱性の向上が容易な半導体パッケージ１を提供することができる。
【００６８】
また、この半導体パッケージ１の実装領域２ａに半導体素子を接合し、半導体素子とリード端子４とを電気的に接続するとともに蓋体等の封止材で気密封止することで、信頼性および耐熱性の向上が容易な半導体装置を製作することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  半導体パッケージ
２  金属基板
２ａ  実装領域
３  枠体
４  リード端子
11  第１金属部
12  第２金属部
21  ろう材
21Ａ  接合材
22  第１部材
23  第２部材
24  本体
24ａ  銀相
24ｂ  銅相
25  分散相
25ａ  スズ（成分）
26  ニッケル層
27  ニッケル合金層
Ｓ  接合構造
【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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