(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ、及び、０．１〜４．５重量％のＩｎのうちの少なくとも一方；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、はんだ合金。
【請求項２】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜４．５重量％のＩｎ；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜４．５重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜３．０重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項３に記載のはんだ合金。
【請求項５】
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
０．３〜１．５重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項４に記載のはんだ合金。
【請求項６】
３．８重量％のＡｇ、１．０重量％のＣｕ、５．５重量％のＳｂ、０．５重量％のＩｎおよび残余のＳｎを含んでなる、請求項５に記載のはんだ合金。
【請求項７】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項８】
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項７に記載のはんだ合金。
【請求項９】
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項８に記載のはんだ合金。
【請求項１０】
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
０．３重量％のＢｉ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、請求項９に記載のはんだ合金。
【請求項１１】
フラックス及びはんだ合金粉末を含んでなるはんだペーストであって、
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ、及び、０．１〜４．５重量％のＩｎのうちの少なくとも一方；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とするはんだペースト。
【請求項１２】
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜４．５重量％のＩｎ；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１１に記載のはんだペースト。
【請求項１３】
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜４．５重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１２に記載のはんだペースト。
【請求項１４】
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１〜３．０重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１３に記載のはんだペースト。
【請求項１５】
前記はんだ合金粉末は、
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
０．３〜１．５重量％のＩｎ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１４に記載のはんだペースト。
【請求項１６】
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１１に記載のはんだペースト。
【請求項１７】
前記はんだ合金粉末は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１６に記載のはんだペースト。
【請求項１８】
前記はんだ合金粉末は、
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とする請求項１７に記載のはんだペースト。
【請求項１９】
はんだ合金を基材とデバイスとの間に塗布してアセンブリを形成すること、及び、前記アセンブリをリフローはんだ付けしてはんだ継手を形成すること、のプロセスを経て形成されるはんだ継手であって、
前記はんだ合金は、
２．５〜４．５重量％のＡｇ；
０．６〜２．０重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く９．０重量％までのＳｂ；
０．１重量％以上で０．５重量％未満のＢｉ、及び、０．１〜４．５重量％のＩｎのうちの少なくとも一方；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
を含んでなる、ことを特徴とするはんだ継手。
【請求項２０】
３．０〜４．０重量％のＡｇ；
０．６〜１．２重量％のＣｕ；
５．０重量％より多く６．０重量％までのＳｂ；
オプションとして、０．００１〜０．２重量％のＮｉもしくはＣｏ、またはそれらの両方；
並びに、残余のＳｎ
からなる、ことを特徴とするはんだ合金。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、電子機器における使用のための鉛フリーはんだ（無鉛はんだ）合金組成、並びに、特に、鉛フリーはんだプリフォーム、はんだ粉末、はんだボール、はんだペースト、および鉛フリーはんだ合金で作製されたはんだ継手（solder joint、「はんだ接合」ともいう）に関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州連合が２００６年７月に有害物質制限（ＲｏＨＳ）規制を実施して以来、鉛（Ｐｂ）フリーはんだ合金は、電子機器産業に広く採用されている。しかし、現在のＰｂフリーはんだ合金（無鉛はんだ合金）は、１２５℃以下の使用温度または動作温度を必要とする過酷でない電子機器環境で主に使用されている。例えば、１５０℃以上の動作温度を必要とする自動車用途などの過酷な電子機器環境の場合、ＰｂフリーＳｎＡｇＣｕ（「ＳＡＣ」）はんだ、例えば、Ｓｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕ（ＳＡＣ３０５）合金およびＳｎ３．８Ａｇ０．７Ｃｕ（ＳＡＣ３８７）合金は、高Ｐｂの高溶融温度はんだを置き換えるほど信頼性は高くない。
【０００３】
高Ｐｂはんだ合金は、現在、パワー半導体パッケージ内、特に大型のダイの中で最も広く使用されているダイアタッチ材の１つである。高Ｐｂはんだのミクロ組織は一般に非常に安定しており、高温での長期間の時効（エイジング、aging）中にほとんど変化しない。これらの高溶融温度・高Ｐｂ合金は、ほとんどの用途において高温性能および安定性と、高延性および許容される熱／電気伝導度とを組み合わせ、高出力モジュールの実装を含むさまざまな用途に広く使用されている。
【０００４】
ＲｏＨＳ規制から現在除外されている過酷な環境の電子産業は、適した代替はんだを積極的に探している。Ｐｂフリーの規制に加えて、この探索は、自動車車両における電子機器の利用の増加のため、より厳しい電子機器の信頼性要件によって強いられている。より高出力の電気自動車に向かう自動車産業の流れは、車両内のパワーモジュール（例えば、ＩＧＢＴモジュール）が、より高い効率、より軽い重量、より小さいサイズ、およびより高い信頼性を、より高い動作温度で有することを必要としている。これは、現在の高Ｐｂはんだよりもさらに高い信頼性を有するＰｂフリーはんだ合金の使用に対する需要を高める。一部の半導体実装用途では、後続のはんだ付けアセンブリの必要がないため、はんだ付け工程温度を一般的なＳＡＣ合金の温度に下げることも意図されている。
【０００５】
前述の点に鑑み、自動車産業及び防衛産業などにおける過酷な環境の電子機器用途に対する要求を満たす高信頼性Ｐｂフリーはんだ合金を開発することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】（特になし）
【発明の概要】
【０００７】
ＳｎＡｇＣｕＳｂベースのＰｂフリーはんだ合金が開示されている。開示されているはんだ合金は、過酷な環境の電子機器のためのはんだプリフォーム、はんだボール、はんだ粉末またははんだペースト（はんだ粉末およびフラックスの混合物）の形態でのはんだ継手（はんだ接合）の作製に特に適しているが、これらには限定されない。０．１〜２．５重量％のＢｉおよび／または０．１〜４．５重量％のＩｎから選択される添加剤（添加物）が、はんだ合金に含まれてもよい。
【０００８】
本明細書において用いられるとき、量的な用語における用語「約」は、プラスまたはマイナス１０％を表す。例えば、「約１０」は９〜１１を包含するものである。さらに、「約」が、本明細書において量的な用語と共に用いられる場合、プラスまたはマイナス１０％の値に加えて、量的な用語の厳密な値も意図され、かつ表されるものと理解される。例えば、用語「約１０」は、明示的に、厳密に１０を意図し、表し、かつ含む。
【０００９】
本発明の他の特徴および態様は、本発明の実施形態による特徴を例として示す添付図面と併せて、以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。この「発明の概要」は、本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ定義される本発明の範囲を限定するものではない。
【００１０】
１つまたは複数のさまざまな実施形態による、本明細書に開示の技術が、添付の図面を参照して詳細に説明される。図面は、例示のみを目的として提供されており、単に、開示される技術の典型的な実施形態または例示の実施形態を示している。これらの図面は、開示される技術に対する読者の理解を容易にするために提供されており、その幅、範囲または適用性の限定と見なされないものとする。図を見やすく容易にするために、これらの図面は必ずしも一定の縮尺で作成されていないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示によるはんだ合金のＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系の実施形態（合金Ｎｏ．１〜５）および比較例の業界標準の高Ｐｂはんだ合金（合金Ｎｏ．６）を列挙した表である。
【図２】本開示によるはんだ合金の実施形態（合金Ｎｏ．７〜２１）および比較例の市販のＰｂフリー合金Ｓｎ３．８Ａｇ０．７Ｃｕ３．０Ｂｉ１．４Ｓｂ０．１５Ｎｉ（合金Ｎｏ．２２−Ｉｎｎｏｌｏｔ）を列挙した表である。
【図３】図１の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、２５０回、５００回、１０００回および１５００回の熱衝撃サイクル後のはんだ継手の平均せん断強さを示す図である。
【図４】図１の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、５００回、１０００回および１５００回の熱衝撃サイクル後に測定されたはんだ継手の平均割れ長さを示す図である。
【図５】１０００サイクルのＴＳ試験後の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、はんだ継手断面端部の光学顕微鏡写真の組（セット）である。
【図６】１０００サイクルのＴＳ試験後の高Ｐｂはんだ継手の断面拡大図を含む光学顕微鏡写真である。
【図７】２５０サイクルの熱衝撃試験後の図１の合金Ｎｏ．３および合金Ｎｏ．６におけるはんだ継手の断面顕微鏡写真の組（セット）である。
【図８】図２に列挙した鋳放しはんだ合金の耐力、最大引張強度および延性の実験結果を示す図である。
【図９】２００℃、１０００時間の熱時効処理後の図２に列挙したはんだ合金の耐力、最大引張強度および延性の実験結果を示す図である。
【図１０】図２の選択したはんだ合金から作製したＣｕ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−５５℃／２００℃温度サイクル試験（ＴＣＴ）の、それぞれ８４０サイクル後および１５８５サイクル後のせん断強さのばらつきを示す図である。Ｓｂ３．５合金およびＳｂ５．５合金については、それぞれ８６０サイクルおよび１６０７サイクルのＴＣＴ後にせん断強さを試験したことに留意されたい。
【図１１】図１０と同じ合金から作製したＮｉ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−５５℃／２００℃のＴＣＴの６０２サイクルおよび１８３８サイクル後のせん断強さのばらつきを示す図である。
【図１２】図２のはんだ合金ならびに比較例の標準的な高Ｐｂ合金から作製したＣｕ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、それぞれ１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のせん断強さの結果を示す図である。
【図１３】図２のはんだ合金から作製したＣｕ基材上のＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、リフローしたままの状態、１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のそれぞれのせん断強さの結果を示す図である。
【図１４】図１３と同じ合金から作製したＮｉ基材上のＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、リフローしたままの状態、１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のそれぞれのせん断強さの結果を示す図である。
【図１５】本開示によるＳｎ（３．２〜３．８）Ａｇ（０．７〜０．９）Ｃｕ（３．０〜４．０）ＳｂｘＩｎ合金におけるＩｎ含有量による固相線温度および液相線温度の変化を示す図である。
【図１６】Ｓｎ−Ｓｂ二元状態図（相図）である。
【００１２】
図は網羅的なものではなく、または開示された正確な形態に本発明を限定するものではない。本発明は、修正および改変を伴って実施することができること、ならびに開示される技術は特許請求の範囲およびその均等物によってのみ限定されることを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［発明の詳細な説明］
開示される技術のさまざまな実施形態にしたがって、ＳｎＡｇＣｕＳｂベースのＰｂフリーはんだ合金、および該はんだ合金を含むはんだ継手が開示される。開示されているはんだ合金は、１５０℃以上のような、より高い使用温度または動作温度で高信頼性を必要とする過酷な環境の電子機器用途のためのはんだプリフォーム、はんだボール、はんだ粉末またははんだペースト（はんだ粉末およびフラックスの混合物）の形態でのはんだ継手の作製に特に適しているが、これらには限定されない。
【００１４】
さまざまな実施形態において、はんだ合金は、２．５〜４．５重量％のＡｇ、０．６〜２．０重量％のＣｕ、２．５〜９．０重量％のＳｂおよび残余のＳｎを含む。別の実施形態において、はんだ合金は、（ａ）０．１〜２．５重量％のＢｉ、（ｂ）０．１〜４．５重量％のＩｎ、および（ｃ）０．００１〜０．２重量％のＮｉまたはＣｏ、あるいは両方から選択される添加剤（添加物）のうちの少なくとも１つを追加的に含んでもよい。
【００１５】
第１の組（セット）の実施形態において、はんだ合金は、２．５〜４．５重量％のＡｇ、０．６〜２．０重量％のＣｕ、２．５〜９．０重量％のＳｂ、０．１〜２．５重量％のＢｉおよび残余のＳｎを含むＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系合金である。これらの実施形態の特定の実施において、はんだ合金は、実質的に、３．０〜４．０重量％のＡｇ、０．６〜１．２重量％のＣｕ、５．０〜６．０重量％のＳｂ、約０．３重量％のＢｉおよび残余のＳｎからなる。例えば、はんだ合金は、実質的に、約３．８重量％のＡｇ、約１．０重量％のＣｕ、約６．０重量％のＳｂ、約０．３重量％のＢｉおよび残余のＳｎからなっていてもよい。
【００１６】
第２の組（セット）の実施形態において、はんだ合金は、本質的に、３．０〜４．０重量％のＡｇ、０．６〜１．２重量％のＣｕ、３．０〜９．０重量％のＳｂおよび残余のＳｎからなるＳｎＡｇＣｕＳｂ系合金である。これらの実施形態の特定の実施において、Ｓｂ含有量が５．０〜６．０重量％であってもよい。
【００１７】
第３の組（セット）の実施形態において、はんだ合金は、２．５〜４．５重量％のＡｇ、０．６〜２．０重量％のＣｕ、２．５〜９．０重量％のＳｂ、０．１〜４．５重量％のＩｎおよび残余のＳｎを含むＳｎＡｇＣｕＳｂＩｎ（Ｂｉ）系合金である。これらの実施形態のある組の実施において、はんだ合金は、本質的に、３．０〜４．０重量％のＡｇ、０．６〜１．２重量％のＣｕ、３．０〜５．０重量％のＳｂ、１．０〜４．０重量％のＩｎ、約０．５重量％のＢｉおよび残余のＳｎからなる。これらの実施形態の別の組の実施において、はんだ合金は、本質的に、３．０〜４．０重量％のＡｇ、０．６〜１．２重量％のＣｕ、５．０〜６．０重量％のＳｂ、約０．５重量％のＩｎおよび残余のＳｎからなる。
【００１８】
以下にまとめる実験結果によって示されるように、本明細書に開示のＰｂフリーはんだ合金の実施形態で作製されたはんだ継手は、熱サイクルおよび熱衝撃試験において、業界標準の高Ｐｂはんだ合金（Ｐｂ５Ｓｎ２．５Ａｇ）で作製されたはんだ継手と比べて、より高い耐熱疲労性を有する。さらに、本明細書に開示のＰｂフリーはんだ合金の実施形態で作製されたはんだ継手は、さまざまな条件下、特に熱サイクル試験後の耐熱疲労性試験、せん断強さ試験において、市販の標準的なＰｂフリー合金Ｓｎ３．８Ａｇ０．７Ｃｕ３．０Ｂｉ１．４Ｓｂ０．１５Ｎｉ（Ｉｎｎｏｌｏｔ）よりも性能が大幅に優れていた。
【実施例】
【００１９】
［EXAMPLES（事例）］
化学組成を重量％で列挙した図１および図２に示す通り、開示されているＳｎＡｇＣｕＳｂベースのＰｂフリーはんだ合金（合金Ｎｏ．１〜５および７〜２１）、業界標準の高Ｐｂはんだ合金（合金Ｎｏ．６）および市販のＰｂフリー合金Ｓｎ３．８Ａｇ０．７Ｃｕ３．０Ｂｉ１．４Ｓｂ０．１５Ｎｉ（Ｉｎｎｏｌｏｔ、合金Ｎｏ．２２）のさまざまな実施形態の化学組成を誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）分析で測定した。はんだ合金の溶融挙動を、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）を用いて１０℃／ｍｉｎの加熱および冷却速度で分析した。ＤＳＣ試験を、ＴＡ  Ｑ２０００示差走査熱量計で室温から３５０℃まで走査して実施した。各合金について、サンプルをまず周囲温度から３５０℃まで走査し、続いて２０℃まで冷却し、次いで再び３５０℃まで走査した。第２の加熱サーモグラフを用いて合金の溶融挙動を表した。ＤＳＣ分析から得られるはんだ合金の固相線温度および液相線温度を図１および図２の表に一覧にした。
【００２０】
［ＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系合金の実施例］
図１に示すＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系はんだ合金の実施形態を含むはんだ継手の耐熱疲労性を、熱衝撃試験を用いて評価した。熱衝撃試験は、以下の手順を用いて行った。寸法がそれぞれ８×８×０．２５ｍｍおよび３×３×０．７ｍｍのＴｉ／Ｎｉ／Ａｇ膜で被覆した２タイプのＳｉダイを純Ｎｉ被覆Ｃｕのリードフレーム基材にはんだ付けしてダイアタッチはんだ継手を形成した。寸法がそれぞれ８×８×０．１５ｍｍおよび３×３×０．１５ｍｍのはんだプリフォームを使用した。はんだ付けは、アセンブリの位置決めと共平面性を容易にするためにＳｉダイ／はんだプリフォーム／基材の組（セット）をジグを用いて組み立て、続いて、Ｐｂフリー実験のはんだ合金についてはピーク温度２４６℃および２２０℃を上回る時間：６１秒で、あるいは標準的な高Ｐｂはんだ合金（Ｐｂ５Ｓｎ２．５Ａｇ）についてはピーク温度３３５℃およびＴＡＬ（液相線を上回る時間）：６１秒でリフロー炉内で加熱することによって行った。
【００２１】
得られたダイアタッチはんだ継手を空気対空気熱衝撃試験機に入れた。この試験機では、２つの別のチャンバーがそれぞれ逆の極端な温度に設定され、機構によって、試験サンプルを２つのチャンバー間で移動させ、それぞれの極端な温度で特定の時間（滞留時間）保持した。本実験では−４０℃／１５０℃で、滞留時間２０分で最大１５００サイクルの熱衝撃試験を実施した。２５０回、５００回、１０００回および１５００回のサイクル数で、さまざまな試験および測定の目的のために、３×３ｍｍおよび８×８ｍｍタイプのダイアタッチはんだ継手サンプルのそれぞれからサンプルの組を取り出した。３×３ｍｍタイプのダイアタッチ継手は、Ｃｏｎｄｏｒ  ２５０  ＸＹＺＴＥＣダイせん断試験機を使用して、せん断速度６ｍｍ／ｍｉｎでせん断試験し、各合金におけるさまざまな熱衝撃サイクル後の残留せん断強さをＭＰａで測定した。８×８ｍｍタイプのダイアタッチ継手は、Ｃ−ＳＡＭ画像解析による割れ検出、ならびに断面作製および顕微鏡観察による割れ長さ測定に使用した。
【００２２】
図３は、図１の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、２５０回、５００回、１０００回および１５００回の熱衝撃サイクル後のはんだ継手の平均せん断強さを示す。熱衝撃試験後のはんだ継手の残留強さが高いほど、その信頼性が高い。示す通り、はんだ継手のせん断強さは、熱衝撃サイクルの増加に伴って、熱衝撃サイクル試験によって引き起こされるはんだ継手の損傷の増加により低下する。せん断強さの低下率は一般に、熱衝撃サイクルの増加に伴って小さくなる。
【００２３】
例示の通り、すべての試験条件下で、開示されているはんだ合金のＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉの実施形態（合金Ｎｏ．１〜５）を含むはんだ継手は、業界標準の高Ｐｂはんだ合金（合金Ｎｏ．６）を含むはんだ継手よりも高いせん断強さを示した。合金Ｎｏ．３は、すべての試験条件下で、高Ｐｂはんだ継手の２倍のせん断強さを示した。
【００２４】
図４は、図１の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、５００回、１０００回および１５００回の熱衝撃サイクル後に測定されたはんだ継手の平均割れ長さを示す。平均割れ長さは、サイクル数の増加に伴って長くなる。はんだ継手における割れの伝播が遅いほど、その熱疲労破壊に対する耐性が増す。開示されているはんだ合金のＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系の実施形態（合金Ｎｏ．１〜５）を含むはんだ継手は、業界標準の高Ｐｂはんだ合金（合金Ｎｏ．６）を含むはんだ継手よりも平均割れ長さが大幅に短かった。
【００２５】
図５は、１０００サイクルのＴＳ試験後の試験合金Ｎｏ．１〜６を含むはんだ継手における、はんだ継手断面端部の光学顕微鏡写真の組（セット）を示す。割れの断面観察は、高Ｐｂはんだ合金（合金Ｎｏ．６）を使用して形成されたはんだ継手におけるより長い割れ長さを示す。合金Ｎｏ．６については、割れが、（白い矢印で示す通り）縁部から各写真の全視野にわたって伝播するのが観察される。高Ｐｂはんだ継手におけるこれらの割れは、図６に示す通り、両端部から離れた継手内部までかなり延びた。
【００２６】
図７は、２５０サイクルの熱衝撃試験後の合金Ｎｏ．３および合金Ｎｏ．６におけるはんだ継手の断面顕微鏡写真の組（セット）を示す。図７に示す通り、Ｐｂフリー合金については、熱疲労割れは一般に、ＴＳ試験において２５０サイクルの後に始まり、一方、高Ｐｂ合金については、割れが２５０サイクルの前に始まった。
【００２７】
［ＳｎＡｇＣｕＳｂおよびＳｎＡｇＣｕＳｂＩｎ（Ｂｉ）系合金の実施例］
ＳｎＡｇＣｕＳｂＢｉ系（図１）で設計されたはんだ合金の良好な信頼性性能に続いて、図２に示すＳｎＡｇＣｕＳｂ系およびＳｎＡｇＣｕＳｂＩｎ（Ｂｉ）系の合金（合金Ｎｏ．１１〜２１）を試験した。
【００２８】
はんだ合金の機械的特性を評価するために、ＡＳＴＭ規格の試験手順にしたがって引張試験を行った。直径１／４”（４分の１インチ）およびゲージ長１”（１インチ）の円形の試験片ならびに試験速度０．０５インチ／ｍｉｎを引張試験で用いた。図８は、図２に列挙した鋳放しはんだ合金の耐力、最大引張強度および延性の結果を示す。図２において、合金Ｎｏ．７〜２１は本開示によるはんだ合金であり、合金Ｎｏ．２２は、比較例の合金として使用した市販の高信頼性Ｐｂフリー合金である。図９は、２００℃、１０００時間の熱時効処理後の図２に列挙したはんだ合金の耐力、最大引張強度および延性の結果を示す。
【００２９】
はんだペーストは、タイプ４（粒径３８〜２０ミクロン）のはんだ合金粉末（金属負荷８８．２５％）を、標準的なペースト調製手順にしたがって無洗浄フラックスと混合することによって調製した。はんだペーストを用いて純Ｃｕまたは純Ｎｉ基材のいずれかの上に組み立てたダイアタッチはんだ継手を、その後の信頼性試験での評価に使用した。Ｃｕ基材を１０％  ＨＢＦ4酸溶液で洗浄し、次いでＤＩ水ですすいだ。純Ｎｉ基材を硝酸洗浄溶液（水中、１４％  ＨＮＯ3）で洗浄し、次いでＤＩ水ですすいだ。まず、サイズが３×３×０．７ｍｍのＴｉ／Ｎｉ／Ａｇ膜（７５ｎｍ  Ｔｉ／３００ｎｍ  Ｎｉ／７５ｎｍ  Ａｇ）で被覆したＳｉダイをはんだ継手アセンブリに使用した。開口部が３×３ｍｍの厚さ８ミル（０．２ｍｍ）のステンシルを使用して基材上にはんだペーストを印刷し、次いで、印刷したはんだペースト上にダイを置いた。しかし、Ｓｉダイアタッチはんだ継手については、リフローしたままの状態ではんだ継手のせん断強さを測定することができない。その理由は、リフローしたままの継手のダイせん断試験において、Ｓｉダイで完全な破壊が起こるためである。リフローしたままのはんだ継手のせん断強さを得るために、サイズが３×３×１．０ｍｍのＩｎｖａｒダイを使用して金属ダイアタッチはんだ継手を形成した。「Ｉｎｖａｒ」は、その独特の低い熱膨張係数（ＣＴＥ）で既知の６４Ｆｅ３６Ｎｉ合金である。Ｉｎｖａｒは、Ｓｉにおける約２．６ｐｐｍ／℃のＣＴＥと比べて約半分の値である約１．２ｐｐｍ／℃のＣＴＥを有する。したがって、Ｉｎｖａｒダイアタッチはんだ継手はＣＴＥの不釣合いがはるかに大きく、熱サイクル試験において、Ｓｉダイアタッチ継手よりも寿命が短いことが予想される。本調査では、はんだ付けの前に純Ｎｉ基材と同じように、被覆のない露出したＩｎｖａｒダイを洗浄した。
【００３０】
はんだ付けは、Ｐｂフリーはんだ合金についてはピーク温度２４３〜２４８℃および液相線を上回る時間（ＴＡＬ）：５０〜６０秒で、あるいは標準的な高Ｐｂはんだ合金（Ｐｂ５Ｓｎ２．５Ａｇ）についてはピーク温度３３５℃およびＴＡＬ：約６０秒で、リフロー炉内で行った。
【００３１】
はんだ継手の耐熱疲労性は、加速温度サイクル試験（ＴＣＴ）を用いて評価した。温度サイクル試験は、本実験において、−５５℃／２００℃のプロファイルおよびそれぞれの温度端にて滞留時間５分（約４０分／サイクル）で、ならびに−４０℃／１７５℃のプロファイルおよびそれぞれの温度端にて滞留時間５分（約３３分／サイクル）で行った。さまざまなサイクル数で、ダイせん断試験のために、サンプルの組を取り出した。ダイアタッチはんだ継手は、Ｃｏｎｄｏｒ  ２５０  ＸＹＺＴＥＣダイせん断試験機を使用して、せん断速度６ｍｍ／ｍｉｎでせん断試験し、各合金におけるさまざまな温度サイクル後の残留せん断強さをＭＰａで測定した。各条件について、７つのはんだ継手をせん断試験した。
【００３２】
本開示によるはんだ合金の実施例および比較例の合金（市販のＩｎｎｏｌｏｔ合金および業界標準の高Ｐｂはんだ合金Ｉｎｄａｌｌｏｙ１５１）の試験結果を図１０〜図１４に示す。
【００３３】
図１０は、図２の選択した合金から作製したＣｕ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−５５℃／２００℃温度サイクル試験（ＴＣＴ）の、それぞれ８４０サイクル後および１５８５サイクル後のせん断強さのばらつきを示す。Ｓｂ３．５合金およびＳｂ５．５合金については、それぞれ８６０サイクルおよび１６０７サイクルのＴＣＴ後にせん断強さを試験したことに留意されたい。ＴＣＴ後のはんだ継手の残留強さが高いほど、その信頼性が高い。はんだ継手のせん断強さは、熱サイクルの増加に伴って、ＴＣＴによって引き起こされるはんだ継手の損傷の増加により低下することが示されている。図１０に示す通り、新規の例示的なはんだ合金から形成されるはんだ継手は、これらの試験条件のＴＣＴ後に、市販のＩｎｎｏｌｏｔはんだ継手よりも高い平均残留せん断強さを示す。Ｓｎ３．８Ａｇ０．９Ｃｕ６．０Ｓｂ０．５Ｉｎの組成を有するＳＩ６００５合金は、比較例の合金の性能の２倍を超えた。
【００３４】
図１１は、図１０と同じ合金から作製したＮｉ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−５５℃／２００℃のＴＣＴの６０２サイクルおよび１８３８サイクル後のせん断強さのばらつきを示す図である。一般に、Ｎｉ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手は、ＴＣＴ後に、Ｃｕ基材上のそれらの対応するはんだ継手よりもはるかに高い平均残留せん断強さを有する。これは、Ｎｉ基材のはんだ継手における熱膨張係数（ＣＴＥ）の不釣合い（ＣＴＥは、Ｎｉの１３ｐｐｍ／℃に対して、Ｓｉの約３ｐｐｍ／℃）が、Ｃｕ基材のはんだ継手におけるＣＴＥの不釣合い（ＣＴＥは、Ｃｕの１７ｐｐｍ／℃に対して、Ｓｉの約３ｐｐｍ／℃）よりも小さいことによる。その結果、温度サイクル試験中に、Ｎｉ基材のはんだ継手において、Ｃｕ基材のはんだ継手よりも小さい応力またはひずみが生じ、したがって、生じる損傷がより少ない。図１１に示す通り、例示的なはんだ合金から作製されたＮｉ上のすべてのはんだ継手は、これらの試験条件のＴＣＴ後に、比較例のＩｎｎｏｌｏｔはんだ継手よりも高い平均せん断強さを示す。ＳＩ６００５、ＳＢ６００３（Ｓｎ３．８Ａｇ１．０Ｃｕ６．０Ｓｂ０．３Ｂｉの公称組成を有する）およびＳｂ５．５（Ｓｎ３．８Ａｇ１．０Ｃｕ５．５Ｓｂの公称組成を有する）が、これらの試験において性能が最も優れた３つであった。
【００３５】
図１２は、例示的なはんだ合金ならびに比較例の合金（Ｉｎｎｏｌｏｔ合金および標準的な高Ｐｂ合金Ｉｎｄａｌｌｏｙ１５１）から作製したＣｕ基材上のＳｉダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、それぞれ１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のせん断強さの結果を示す。図１２に示す通り、これらの試験条件下で、例示的なはんだ合金から作製されたＣｕ上のすべてのはんだ継手は、ＴＣＴ後に、比較例のＰｂフリーＩｎｎｏｌｏｔはんだ継手よりも高いだけでなく、比較例の高Ｐｂ  Ｉｎｄａｌｌｏｙ１５１はんだ継手よりも高い平均せん断強さを示す。
【００３６】
図１３は、図２の例示的なはんだ合金ならびに比較例のＩｎｎｏｌｏｔ合金から作製したＣｕ基材上のＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、リフローしたままの状態、１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のそれぞれのせん断強さの結果を示す。高Ｐｂはんだ合金Ｉｎｄａｌｌｏｙ１５１は比較例の合金として評価に含めなかった。その理由は、露出したＩｎｖａｒダイを使用して作製したはんだ継手は、Ｉｎｖａｒ合金上で高Ｐｂはんだのぬれが不十分なために弱かったからである。先述の通り、金属ダイアタッチはんだ継手の形成にＩｎｖａｒダイを使用する利点の１つは、リフローしたままのはんだ継手のせん断強さを測定できることである。図１３に示す通り、例示的なはんだ合金から作製したＣｕ基材上のリフローしたままのはんだ継手は、比較例のＩｎｎｏｌｏｔはんだ継手の６８ＭＰａと比べて、７６〜９４ＭＰａの範囲の非常に高い平均せん断強さを有する。−４０℃／１７５℃のＴＣＴの１３６０サイクル後および２７６０サイクル後、はんだ継手の平均せん断強さは大幅に低下するが、例示的なはんだ合金から作製されたはんだ継手の平均せん断強さは、Ｉｎｎｏｌｏｔはんだ継手のせん断強さよりもはるかに高い。
【００３７】
図１４は、図１３と同じ合金から作製したＮｉ基材上のＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手における−４０℃／１７５℃のＴＣＴの、リフローしたままの状態、１３６０サイクル後および２７６０サイクル後のそれぞれのせん断強さの結果を示す図である。一般に、Ｎｉ基材上のリフローしたままのＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手は、Ｃｕ基材上のそれらの対応するはんだ継手と同等の平均せん断強さを有する。しかし、Ｎｉ基材上のＩｎｖａｒダイアタッチはんだ継手におけるＴＣＴ後のせん断強さの低下率は、Ｃｕ基材上のそれらの対応するはんだ継手と比べて大幅に小さい。図１４に示す通り、これらの試験条件のＴＣＴ後に、例示的なはんだ合金から作製されたＮｉ上のすべてのＩｎｖａｒダイアタッチ継手は、比較例のＩｎｎｏｌｏｔはんだ継手よりも高い平均せん断強さだけでなく、リフローしたままの状態からのはるかに小さいせん断強さの低下率も示す。
【００３８】
図１５は、本開示によるＳｎ（３．２〜３．８）Ａｇ（０．７〜０．９）Ｃｕ（３．０〜４．０）ＳｂｘＩｎ合金におけるＩｎ含有量による固相線温度および液相線温度の変化を示す図である。Ｉｎ濃度が上昇すると、固相線温度と液相線温度の両方が低下する。したがって、ＩｎをＳｎＡｇＣｕＳｂ合金に添加すると、合金の溶融温度を効果的に低下させることができる。Ｉｎ濃度が上昇すると、（固相線と液相線の間の）溶融温度範囲も広くなる。はんだ付け性能を考慮すると、１５℃未満の狭い溶融温度範囲が望ましく、Ｉｎ添加は５重量％以下であるべきである。
【００３９】
図１６は、Ｓｎ−Ｓｂ二元状態図である。平衡状態図によれば、Ｓｎ（Ｓｂ）固溶体は、１０．２重量％未満のＳｂのＳｎ−Ｓｂ合金の凝固後に生成する。その後冷却すると、ＳｎＳｂ金属間相が過飽和のＳｎ（Ｓｂ）固溶体（＞３重量％Ｓｂ）から析出する。β−ＳｎＳｂ相は、擬立方ＮａＣｌ（Ｂ１）面心立方（ＦＣＣ）タイプである。この構造は、Ｓｂ原子の１つの副格子と、Ｓｎ原子の別の副格子を含み、各Ｓｎ原子は６個の第１Ｓｂ隣接原子に囲まれ、各Ｓｂ原子は６個の第１Ｓｎ隣接原子に囲まれている。その組成はかなり広い範囲で変化するので、このタイプの金属間相は中程度の延性を有する傾向があり、したがって、継手特性によい影響を与える。したがって、３重量％を超えてＳｂを添加すると、固溶体および析出物強化の両方をＳｎＡｇＣｕベース合金にもたらすことができる。Ｓｂ含有量が６．７重量％〜１０．２重量％の間のＳｎ−Ｓｂ合金では、Ｓｎ−Ｓｂ二元状態図に示す通り、Ｓｎ３Ｓｂ２の一次凝固相が初めに生成し、２５０℃の包晶反応を経てＳｎ（Ｓｂ）固溶体に変態する。しかし、はんだ付け工程のような非平衡凝固条件では、このＳｎ３Ｓｂ２の相変化が完全にならず、粗い一次金属間相が脆くなる傾向がある。したがって、本開示による合金中のＳｂ含有量は、約９重量％未満であることが好ましい。
【００４０】
［本開示の合金の成分範囲の利益］
本明細書に開示の合金の成分範囲の利益を以下で説明する。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金系では、三元共晶組成は約Ｓｎ３．７Ａｇ０．９Ｃｕであり、共晶温度は２１７℃である。Ａｇは、Ａｇ３Ｓｎ金属間粒子を形成して分散強化相として作用する、合金中の主要な強化元素である。Ａｇは、はんだ合金のぬれ性も向上させる。合金の溶融挙動、ぬれ性、機械的特性および熱サイクル信頼性を包括的に考慮すると、Ａｇ含有量は、２．５〜４．５重量％の範囲内であることが好ましい。Ａｇが２．５重量％未満のとき、はんだ継手の機械的特性および熱サイクル信頼性性能は、過酷な環境の電子機器用途には十分ではない。Ａｇが４．５重量％を超えるとき、合金の液相線温度が著しく上昇し、はんだ付け性能に悪影響を与える。加えて、より高いＡｇ含有量に伴うコストの上昇は望ましくない。したがって、実施形態において、Ａｇ含有量は、好ましくは３．０〜４．０重量％の範囲内である。
【００４１】
ＳｎＡｇＣｕＳｂベース合金を構成する主要元素の１つとして、Ｃｕは、はんだマトリックス中にＣｕ６Ｓｎ５金属間化合物粒子を形成することにより、合金の機械的特性を向上させる。また、Ｃｕ基材金属またはＣｕパッドの溶解を大幅に低減する。はんだ継手のミクロ組織の観察に基づいて、はんだ中のＣｕ含有量をより高くすると、（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５金属間層構造を促進および安定化し、かつ（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５／（Ｃｕ，Ｎｉ）３Ｓｎ４二重層構造がはんだ継手界面に形成されるのを防ぐことによって、特にＮｉ基材金属または表面仕上げを有するはんだ継手の信頼性を向上させることができることが本発明者らによって明らかになった。さらに、はんだ中のＣｕ含有量をより高くすると、Ａｇ３Ｓｎの一次凝固相の形成の代わりに、Ｃｕ６Ｓｎ５の一次凝固を開始することによって、高Ａｇ含有量（３重量％以上）のはんだ継手におけるＡｇ３Ｓｎプレートの発生を抑制することもできる。Ｃｕが０．６重量％未満のときは、前述の有益な効果の利用は期待できない。Ｃｕが２．０重量％を超えるとき、合金の液相線温度が高くなり過ぎて、溶融温度範囲がリフローはんだ付けには広くなりすぎる。これは、はんだ付け性能に悪影響を及ぼす（例えばボイド（空所、隙間の類）の増加）。本開示の実施形態において、Ｃｕ含有量は、好ましくは０．６〜１．２重量％の範囲内である。
【００４２】
本開示において、Ｓｂは、本調査で用いられる非常に厳しい熱サイクルまたは熱衝撃試験条件において、開示されている合金で作製されたはんだ継手の耐熱疲労性を改善する重要な元素であることが明らかである。Ｓｂ含有量が２．５重量％未満であるとき、ＳｂはＡｇ３Ｓｎ相だけでなくＳｎマトリックスにも溶解し、Ｓｎ（Ｓｂ）固溶体を生成する。先述の通り、はんだ合金に３重量％を超えてＳｂを添加すると、β−ＳｎＳｂ（図１６）金属間相が過飽和のＳｎ（Ｓｂ）固溶体から析出し、固溶体および析出物強化の両方をＳｎＡｇＣｕ合金にもたらす。β−ＳｎＳｂ金属間析出物強化機構の特性およびよい影響によって、本開示によるＳｎＡｇＣｕＳｂ合金は、図８に示す通り、優れた広範な機械的特性（高強度および高延性の両方）ならびに大幅に改善されたはんだ継手の信頼性性能を示す。しかし、Ｓｂの添加は、合金の固相線温度と液相線温度の両方を上昇させる。さらに、先の分析によれば、Ｓｎ３Ｓｂ２の粗くて脆い一次凝固相の併発を避けるために、本開示によるＳｂ含有量は約９重量％未満であるべきである。Ｓｂ含有量は、より好ましくは３．０〜８．０重量％の範囲内である。本調査の信頼性試験結果によれば、最適なＳｂ含有量は、ＳｎＡｇＣｕＳｂ合金では約５〜６重量％である。
【００４３】
ＳｎＡｇＣｕＳｂ合金への添加剤（添加物）として、ＢｉおよびＩｎの両方が合金の固相線温度および液相線温度を低下させることができる。Ｂｉも液体はんだの表面張力を低下させ、したがって合金のぬれ性を向上させる。Ｓｂとは異なり、Ｂｉが２．５重量％を超えると、Ｂｉの添加によって合金の強度は高くなるが、その延性を著しく低下させ、はんだ継手を脆くすると共に耐熱疲労性を低下させる。本開示の実施形態において、１．５重量％以下のＢｉ添加が過酷な環境の電子機器用途には好ましい。
【００４４】
合金の固相線温度および液相線温度を低下させる有益な効果に加えて、ＳｎＡｇＣｕＳｂ合金にＩｎを４．５重量％未満添加すると、Ｉｎはβ−Ｓｎマトリックスにほとんど溶解して固溶体強化効果が得られる。したがって、合金の機械的特性およびはんだ継手の熱サイクル信頼性性能がさらに改善される。厳しい温度サイクル試験を行ったはんだ継手のミクロ組織観察に基づいて、ＳｎＡｇＣｕＳｂ合金にＩｎを添加すると、温度サイクル試験中に粒界を強化し、高温での粒界損傷を抑制し、はんだ継手の再結晶過程を遅らせることができることが本発明者らによって明らかになった。先に議論した通り、Ｉｎ含有量が５重量％以上であるとき、合金の溶融温度範囲は１５℃よりも高い。Ｉｎは、特にはんだペースト用途のための微細なはんだ粉末の形態で酸化しやすい合金元素でもある。４．５重量％を超えてＩｎを添加した合金で、はんだ付け性能が低下すること（例えば、ぬれの低下およびボイドの増加）が本発明者らによって明らかになった。したがって、本開示において、４．５重量％以下のＩｎ添加が一般に好ましい。合金中の好ましいＩｎ含有量はＳｂ含有量にも依存する。Ｓｂ含有量が５．０重量％を超えるとき、合金中の初期溶融段階を避けるために、Ｉｎ添加は３．０重量％未満であることが好ましい。
【００４５】
本開示において、０．００１〜０．２重量％の量のＮｉまたはＣｏ、あるいは両方を添加して、合金の機械的特性およびはんだ継手の信頼性性能をさらに改善することができる。総量が０．２重量％を超えると、合金の液相線温度が過度に上昇する。加えて、これらの元素も酸化されやすく、したがって、特にはんだペースト用途のための微細なはんだ粉末の形態で総添加量が０．２重量％を超えると、はんだ付け性能に悪影響を及ぼす。したがって、これらの添加量の上限は０．２重量％である。
【００４６】
開示された技術のさまざまな実施形態について上記で説明してきたが、これらの実施形態は例として提示されているに過ぎず、限定するものではないと理解されるべきである。同じく、さまざまな図は、開示された技術に含まれ得る特徴および機能の理解を助けるためになされる、開示された技術の構造または他の構成の例を示し得る。開示された技術は、示した事例の構造または構成に限定されず、所望の特徴は、さまざまな代替の構造および構成を用いて実施され得る。実際、本明細書に開示された技術の所望の特徴を実施するために、代替の機能的、論理的または物理的な区画化および構成をどのように実施できるかは、当業者には明らかであろう。また、本明細書に示したもの以外の多数の異なる構成モジュール名をさまざまな区画に適用することができる。さらに、流れ図、動作説明および方法クレーム（方法の請求項）に関して、本明細書においてステップが提示されている順番は、文脈によって別段の指示がなされていない限り、記載された機能を同じ順番で実施するためにさまざまな実施形態が実施されることを要求しないものとする。
【００４７】
開示された技術は、さまざまな例示的な実施形態および実施に関して上述されているが、１つまたは複数の個々の実施形態において記載されたさまざまな特徴、態様および機能は、共に記載された特定の実施形態に対するそれらの適用可能性において制限されず、その代わり、そのような実施形態が記載されているかどうか、記載された実施形態の一部としてそのような特徴が提示されているかどうかに関わらず、開示されている技術の１つまたは複数の他の実施形態に単独またはさまざまな組み合わせで適用され得るものと理解されるべきである。したがって、本明細書に開示された技術の幅および範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではない。
【００４８】
本文書において用いられる用語および語句ならびにそれらの変形は、特に明記されていない限り、限定するものではなく制約のないものと解釈されるべきである。前述の例として：用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「限定することなく含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｗｉｔｈｏｕｔ  ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ）」などを意味するものと解釈されるべきである；用語「例、事例」は、議論されている項目の網羅的または限定的なリストではなく、それらの例示的な例を示すために用いられている；用語「ａ」または「ａｎ」は、「少なくとも１つの」、「１つまたは複数の」などを意味するものと解釈されるべきである；「従来の」、「伝統的な」、「通常の」、「標準的な」、「既知の」などの形容詞および類似の意味の用語は、記載された項目を所与の期間または所与の時間の時点で利用可能な項目に限定するものと解釈されるべきではなく、その代わり、現在または将来の任意の時点で利用可能であるか、または既知であり得る従来の技術、伝統的な技術、通常の技術または標準的な技術を包含すると解釈されるべきである。同じく、本文書が、当業者には明らかであるか、または既知であろう技術に言及している場合、そのような技術は、現在または将来の任意の時点で当業者には明らかであるか、または既知の技術を包含する。
【００４９】
「１つまたは複数の」、「少なくとも」、「ただし、〜に限定されない」などの広範な語および語句または他の類似の語句の存在は、一部の例において、そのような広範な語句が存在しなくてもよい例において、より狭いケースが意図され、または必要とされることを意味すると解釈されないものとする。用語「モジュール」の使用は、モジュールの一部として記載または主張されている構成要素または機能が共通のパッケージにすべて含まれることを意味しない。実際、モジュールの任意またはすべてのさまざまな構成要素は、制御ロジックであろうと他の構成要素であろうと、単一のパッケージに組み合わせることも、別々に維持することもできて、さらに、複数のグルーピングまたはパッケージに分散させることも、複数の場所に分散させることもできる。
【００５０】
さらに、本明細書に記載のさまざまな実施形態は、例示的なブロック図、フローチャートおよび他の図に関して記載される。本文書を読んだ後に当業者には明らかになるであろう通り、例示された実施形態およびそれらのさまざまな代替は、示した例に限定されることなく実施され得る。例えば、ブロック図およびそれらに付随する説明は、特定の構造または構成を要求するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００５１】
図５，６及び７中、「Ａｌｌｏｙ  Ｎｏ．」は「合金Ｎｏ．」を意味する。
【図１】
0006730999.tif 000002
【図２】
0006730999.tif 000003
【図３】
0006730999.tif 000004
【図４】
0006730999.tif 000005
【図５】
0006730999.tif 000006
【図６】
0006730999.tif 000007
【図７】
0006730999.tif 000008
【図８】
0006730999.tif 000009
【図９】
0006730999.tif 000010
【図１０】
0006730999.tif 000011
【図１１】
0006730999.tif 000012
【図１２】
0006730999.tif 000013
【図１３】
0006730999.tif 000014
【図１４】
0006730999.tif 000015
【図１５】
0006730999.tif 000016
【図１６】
0006730999.tif 000017