(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｎ：１０〜３０重量％を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる組成を有し、ＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが０．０１〜５μｍの範囲内にあることを特徴とする濡れ性に優れた金錫合金ロウ材。
【請求項２】
線状、細帯状またはチップ状の形状を有することを特徴とする請求項１記載の濡れ性に優れた金錫合金ロウ材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、濡れ性に優れ、常に信頼性の高いロウ付けが可能な金錫合金ロウ材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シリコン、ＧａＡｓなどの半導体素子を金めっきしたリードフレーム、メタライズされたセラミックスなどの基板にロウ付けする方法として、金錫合金ロウ材を基板の上に載せて溶融させた後、シリコン、ＧａＡｓなどの半導体素子を溶融ロウ材の上に載せて接合する方法が知られている。この時使用される金錫合金ロウ材はＳｎ：１０〜３０重量％を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる組成を有し、線状、細帯状またはチップ状に加工された形状の金錫合金ロウ材が使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の金錫合金ロウ材は、濡れ性が悪いために加熱し溶融させても溶融ロウ材が基板の上に広がる面積が少なく、そのためシリコン、ＧａＡｓなどの半導体の下面および周囲に溶融ロウ材がまわらない部分が生じ、かかる部分が生じるとシリコン、ＧａＡｓなどの半導体の下面に溶融ロウ材が付着しない部分が生じ、半導体素子の信頼性のあるロウ付けはできない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、金錫合金ロウ材を用いて常に信頼性の高いロウ付けを行うことができる金錫合金ロウ材を開発すべく研究を行った結果、
（ａ）金錫合金ロウ材の表面粗さは溶融ロウ材の基板に対する濡れ性に大きく影響を及ぼし、金錫合金ロウ材の表面粗さが小さいほど溶融ロウ材の基板に対する濡れ性が向上し、溶融ロウ材が基板の表面に広く広がって半導体の下面に溶融ロウ材が付着しない部分が生じることがなく、常に信頼性の高いハンダ付けを行うことができる、
（ｂ）前記信頼性の高いハンダ付けを行うことができる濡れ性に優れた金錫合金ロウ材の表面粗さは、ＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが０．０１〜５μｍの範囲内にある、という研究結果が得られたのである。
【０００５】
この発明は、かかる研究結果に基づいてなされたものであって、
（１）Ｓｎ：１０〜３０重量％を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる組成を有し、ＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが０．０１〜５μｍの範囲内にある濡れ性に優れた金錫合金ロウ材、に特徴を有するものである。
【０００６】
この発明の金錫合金ロウ材は、高純度Ａｕおよび高純度Ｓｎを原料とし、高純度Ａｕに対して高純度Ｓｎを１０〜３０重量％を添加し、真空溶解したのち鋳造してインゴットを作製し、このインゴットを温度：１７０〜２２０℃で温間圧延することにより厚さ：１０〜５０μｍの帯状に成形し、さらにこの帯状の金錫合金ロウ材をＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが５μｍ以下となるように表面研磨したのち、長さ方向に平行に切断して線状または細帯状に成形し、また必要に応じて線状または細帯状の金錫合金ロウ材を長さ方向に直角に切断してチップ状とすることにより作られる。したがって、この発明は、
（２）線状、細帯状またはチップ状の形状を有する前記（１）記載の濡れ性に優れた金錫合金ロウ材、に特徴を有するものである。
【０００７】
ＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａ：５μｍ以下のこの発明の金錫合金ロウ材が濡れ性に優れる理由は、前記帯状の金錫合金ロウ材の表面をＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが５μｍ以下となるように滑らかに研磨することにより、金錫合金ロウ材の表面に形成される酸化膜の量が極めて少なくなり、溶融ロウ材の湯流れ性を阻害する要因が減ったことによるものと考えられるが明らかではない。
【０００８】
この発明の金錫合金ロウ材の表面粗さは、滑らかであるほど溶融したロウ材の基板に対する濡れ性は大きくなり、したがってロウ付けに対する信頼性が高くなるが、金錫合金ロウ材のＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａが５μｍを越えると、基板に対する濡れ性が悪くなるので好ましくなく、一方、金錫合金ロウ材のＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａを０．０１μｍ未満にするには処理工程が煩雑となってコストがかかりすぎるので好ましくない。したがって、金錫合金ロウ材のＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａは０．０１〜５μｍに定めた。金錫合金ロウ材のＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａの一層好ましい範囲は０．０３〜１μｍである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
純度：９９．９９重量％以上の高純度Ａｕおよび純度：９９．９９重量％以上の高純度Ｓｎを用意し、これらを真空溶解し、得られた溶湯を高純度カーボンモールドに鋳造して厚さ：１２ｍｍ、長さ：２００ｍｍの寸法を有し、表１に示される成分組成のインゴットを製造した。これらインゴットを温度：２００℃で温間圧延して幅：５０ｍｍ、厚さ：３０μｍのリボンを作製し、このリボンの表面を脱脂した後、表１に示されるＪＩＳＢ０６０１で規定される表面粗さＲａになるまで研磨し、この研磨したリボンを長さ方向に平行にスリッター切断して幅ｗ：０．４ｍｍの細リボンに加工することにより本発明金錫合金ロウ材１〜８および比較金錫合金ロウ材を作製した。
【００１０】
さらに、表１に示される成分組成を有する市販の幅ｗ：０．４ｍｍ、厚さ：３０μｍの細リボン状の従来金錫合金ロウ材を用意した。
【００１１】
本発明金錫合金ロウ材１〜８、比較金錫合金ロウ材および従来金錫合金ロウ材を長さ：０．４ｍｍに定寸カットして０．４ｍｍ×０．４ｍｍ×３０μｍの寸法を有するロウ材チップを作製し、このロウ材チップを図１に示されるように純金メッキした基板３の上に載せ、３００℃に加熱し、３分間保持することにより本発明金錫合金ロウ材１〜８、比較金錫合金ロウ材および従来金錫合金ロウ材のそれぞれのロウ材チップ１を溶解し、溶解したロウ材チップ１が純金メッキした基板３の表面に広がった溶融ロウ材２の最大広がり幅（以下、最大湯流れ幅という）Ｗを求め、最大湯流れ幅Ｗに対するロウ材チップ１のリボン幅ｗの比（Ｗ／ｗ×１００％）を求め、その結果を表１に示すことにより本発明金錫合金ロウ材１〜８、比較金錫合金ロウ材および従来金錫合金ロウ材の濡れ性を評価した。
【００１２】
【表１】
0003915112.tif 000002
【００１３】
表１に示される結果から、本発明金錫合金ロウ材１〜８は比較金錫合金ロウ材および従来金錫合金ロウ材に比べてＷ／ｗ×１００％の値が大きいところから本発明金錫合金ロウ材１〜８は比較金錫合金ロウ材および従来金錫合金ロウ材に比べて濡れ性に優れ、したがってシリコン、ＧａＡｓなどの半導体の下面全面に溶融ロウ材が接着し、信頼性の高いロウ付けを常に行なうことができることがわかる。
【００１４】
【発明の効果】
上述のように、この発明の金錫合金ロウ材は、従来の金錫合金ロウ材に比べて濡れ性に優れた特性を有しており、半導体装置の不良品発生率も減少してコストを低減することができ、産業上優れた効果をもたらすものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  濡れ性を評価するための説明図である。
【符号の説明】
１  ロウ材チップ
２  溶融ロウ材
３  基板
【図１】
0003915112.tif 000003