(57)【要約】【課題】最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドとの接合に用いた場合に、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できるはんだペーストを提供することを目的とする。【解決手段】金属粉末を含有するはんだペーストであって、  前記金属粉末が、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とからなり、  前記ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、銀を０．１質量％以上１１．０質量％以下の割合で含有しているはんだペーストを提供する。【選択図】図１
2016193456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末を含有するはんだペーストであって、
前記金属粉末が、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とからなり、
前記ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、銀を０．１質量％以上１１．０質量％以下の割合で含有しているはんだペースト。
【請求項２】
前記金属粉末に占める前記スズ粉末の割合が、３．０質量％以上３０．０質量％以下である請求項１に記載のはんだペースト。
【請求項３】
前記ビスマスと銀とを含有する合金粉末が、ビスマスと、銀とから構成されたビスマス−銀合金粉末である請求項１または２に記載のはんだペースト。
【請求項４】
最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドと、他の被接合部材との接合に用いる請求項１乃至３のいずれか一項に記載のはんだペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子部品や半導体素子等の組立て等に用いるはんだペーストには、被接合部材に対する濡れ性等の通常のはんだペーストに要求される特性の中でも、以下の（１）〜（３）等の特性を満たすことが特に要求されている。
（１）３２０℃以下の温度ではんだ付けが可能なこと。
（２）プリント基板へ実装後にはんだ付けした部品が作動最高温度である２００℃の温度で再溶融しないこと。
（３）はんだ接合部の信頼性が確保できること、即ち比較的高温の使用環境下においてはんだ接合部の劣化が生じないこと。
【０００３】
これらの特性を有するはんだペーストとして、従来から例えばＰｂ−５質量％Ｓｎを含有する高温はんだペーストが使用されている。しかし、近年では環境汚染防止への配慮から、鉛を含まない、いわゆる鉛フリーの高温はんだペーストが求められている。鉛フリーの高温はんだペーストとしては、上記（１）〜（３）の特性を全て満たす適切な材料は見出されておらず、各種検討が進められている。
【０００４】
例えば特許文献１には、約６０重量％〜約９２重量％の第１はんだ合金パウダーと、０重量％よりも多いが約１２重量％よりも少ない第２はんだ合金パウダーと、フラックスと、を含み、前記第１はんだ合金パウダーが、約２６０℃を超える固相温度を有する第１はんだ合金を含み、前記第２はんだ合金パウダーが、約２５０℃よりも小さい固相温度を有する第２はんだ合金を含むことを特徴とする、はんだペーストが開示されている。そして、第１はんだ合金はＢｉ−Ａｇ、Ｂｉ−Ｃｕ又はＢｉ−Ａｇ−Ｃｕ合金を含む旨も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１３−５２５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、被接合部材に最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドが用いられる場合がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されたＢｉを含有する合金を用いたはんだペーストを、係るパッドとの接合に適用した場合、下地層のＮｉがはんだ内に拡散してはんだ接合部に脆いビスマス−ニッケル（Ｂｉ−Ｎｉ）合金を形成する場合があった。またビスマス−ニッケル合金が形成される際に体積が収縮するため、ビスマス−ニッケル合金の層と隣接する層との間に隙間が生じる場合がある。これらの理由から、はんだ接合部の接合強度が低くなり、信頼性が確保できないという問題が生じる場合があった。
【０００８】
上記従来技術の問題に鑑み、本発明の一側面では、最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドとの接合に用いた場合に、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できるはんだペースト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】
【０００９】
上記課題を解決するため本発明の一態様では、
金属粉末を含有するはんだペーストであって、
前記金属粉末が、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とからなり、
前記ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、銀を０．１質量％以上１１．０質量％以下の割合で含有しているはんだペーストを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドとの接合に用いた場合に、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できるはんだペーストを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例、比較例において作製した試験片の構造の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のはんだペーストの一実施形態について説明する。
【００１３】
本実施形態のはんだペーストは、金属粉末を含有し、該金属粉末はビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とから構成できる。そして、ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、銀を０．１質量％以上１１．０質量％以下の割合で含有できる。
【００１４】
本発明の発明者はビスマスを含有する合金を用いたはんだペーストを、最表面層としてのＡｕ（金）層及び下地層としてのＮｉ（ニッケル）層を含有するパッドとの接合に適用した際に、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できる方法について検討を行った。そして、はんだペーストに含まれる金属粉末を、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とから構成することにより、ビスマス−ニッケル合金の形成を抑制し、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できることを見出し本発明を完成させた。
【００１５】
ここでまず、本実施形態のはんだペーストに含まれる金属粉末について説明する。
【００１６】
金属粉末は、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とから構成できる。すなわち、金属粉末は、ビスマスと銀とを含有する合金粉末と、スズ粉末とからなる混合粉末とすることができる。
【００１７】
ビスマスと銀とを含有する合金粉末について説明する。
【００１８】
ビスマスと銀とを含有する合金粉末に含まれるビスマスは、本実施形態のはんだペーストの主成分として添加することができる。ここでいう主成分とは、はんだペースト中に質量比で最も多く含まれている成分であることを意味する。
【００１９】
ビスマスの融点は２７１℃であるため、ビスマスを含有することで、高温鉛フリーはんだペーストに要求される２００℃程度の温度で再溶融せず、３２０℃以下の温度ではんだ付けが可能なはんだペーストとすることが比較的容易にできる。
【００２０】
ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、ビスマスだけでは脆いので銀を添加し、ビスマスと銀とを含有する合金の粉末とすることで応力緩和性を改善できる。ビスマスと銀とを含有する合金粉末中の銀の含有量は０．１質量％以上であることが好ましく、１．０質量％以上であることがより好ましい。
【００２１】
これはビスマスと銀とを含有する合金粉末の銀の含有量を０．１質量％以上とすることで、ビスマスと銀とを含有する合金の応力緩和性を改善できるためである。
【００２２】
ビスマスと銀とを含有する合金粉末の銀の含有量の上限値は１１．０質量％以下であることが好ましく、５．０質量％以下であることがより好ましい。これはビスマスと銀とを含有する合金粉末の銀の含有量が１１．０質量％を超えると、ビスマスと銀とを含有する合金の融点が３２０℃を超える恐れがあり、はんだペーストを溶融するために加熱する際、基板等の被接合部材を熱により損傷する場合があるためである。
【００２３】
ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、ビスマス、銀以外にも任意の成分を含有することができる。例えばビスマスと銀とを含有する合金粉末は、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐ等から選択される１種類以上の金属をさらに含有することもできる。ただし、本実施形態のはんだペーストは鉛フリーはんだペーストであることから、ビスマスと銀とを含有する合金粉末は不可避成分を除いて鉛を含有しないことが好ましい。なお、ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、ビスマス及び銀のみから構成することもできる。すなわちビスマスと銀とを含有する合金粉末は、ビスマス−銀合金粉末とすることもできる。
【００２４】
次にスズ粉末について説明する。
【００２５】
本発明の発明者の検討によれば、金属粉末がビスマスと銀とを含有する合金粉末に加えてスズ粉末を含有する場合、パッドに含まれるＡｕ層の金と、スズとが反応してパッドの表面と、はんだ接合部との間に金とスズとの合金の層であるＡｕＳｎ層を形成できる。形成されたＡｕＳｎ層はバリア層として機能し、下地層であるＮｉ層のニッケルがはんだ接合部に拡散することを防止し、ビスマス−ニッケル合金が形成されることを抑制できる。このため、十分な接合強度のはんだ接合部を形成でき、はんだ接合部の信頼性を確保できる。
【００２６】
スズ粉末は金属スズの単体により構成できる。これは金属スズの単体により構成されたスズ粉末を用いることで、緻密なＡｕＳｎ層を形成でき、ニッケルの拡散を抑制できるためである。
【００２７】
また、ビスマスと銀とを含有する合金粉末の合金成分としてスズを添加した場合、またはスズを金属スズの単体の粉末ではなくスズを含有する合金の粉末として添加した場合、スズを含有する合金粉末は該合金の融点まで融解しない。これに対して、本実施形態のはんだペーストのように、金属スズの単体により構成されたスズ粉末を添加した場合、スズ粉末はスズの融点で融解できるため、比較的低温で融解する。このため、スズの融点近傍から、パッドに含まれるＡｕ層の金とスズとが反応してＡｕＳｎ層を形成でき、より確実に下地層であるＮｉ層のニッケルがはんだ接合部に拡散することを防止し、ビスマス−ニッケル合金が形成されることを抑制できる。
【００２８】
さらに、スズ粉末の添加量は後述のようにＡｕ層の厚さ等に応じて任意に選択することができる。このため、ビスマスと銀とを含有する合金粉末にスズを添加し合金にするのではなく、ビスマスと銀とを含有する合金粉末とは別にスズ粉末を添加することで、用途や、被接合部材であるパッドの構成に応じて最適な組成のはんだペーストを容易に提供することが可能になる。
【００２９】
金属粉末に占めるスズ粉末の割合は特に限定されるものではなく、例えば接合に用いるはんだペーストの量や、被接合部材に含まれるパッドのＡｕ層の厚さ等に応じて任意に選択できる。例えば金属粉末に占めるスズ粉末の割合は、３．０質量％以上３０．０質量％以下であることが好ましく、５．０質量％以上２０．０質量％以下であることがより好ましい。
【００３０】
これは金属粉末に占めるスズ粉末の割合が３．０質量％以上の場合、十分な厚さのＡｕＳｎ層を形成でき、ビスマス−ニッケル合金の生成をより確実に抑制できるためである。ただし、金属粉末に占めるスズ粉末の割合が３０．０質量％を超えると、Ａｕ層の金との反応に関与しない余剰のスズが生じやすく、余剰のスズがはんだ接合部内に比較的多く残留してしまう。そして、スズは融点が低いため、特に使用時等に高温になる被接合部材等を接合する用途においては、はんだ接合部の一部が溶融し、ボイドを発生する等してはんだ接合部が脆くなり、接合信頼性が低下する恐れがある。このため、金属粉末に占めるスズ粉末の割合は３０．０質量％以下とすることが好ましい。
【００３１】
金属粉末を構成するビスマスと銀とを含有する合金粉末、及びスズ粉末の粒径は特に限定されるものではない。例えば、金属粉末を構成するビスマスと銀とを含有する合金粉末、及びスズ粉末の粒径は、はんだペーストとした際の分散の度合いや、パッド上に塗布する際の作業性等を考慮して任意に選択することができる。
【００３２】
なお、ここまで説明した金属粉末は上述のようにビスマスと銀とを含有する合金粉末、及びスズ粉末から構成されるが、不純物等の不可避成分が含まれることを除外するものではない。
【００３３】
本実施形態のはんだペーストは、上述の金属粉末以外にも任意の成分を含有することができる。例えば金属粉末と混合することでペースト状にするためのフラックスを含有する。
【００３４】
フラックスとしては特に限定されるものでなく、例えば樹脂系、有機酸系、無機酸系など用途等に応じて任意に選択することができる。例えば、ロジンまたはレジン、溶剤、活性剤、チクソ剤などを含有するフラックスを用いることができる。
【００３５】
ロジンとしては、ロジンまたはロジン誘導体等を、溶剤としてはエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等を用いることができる。また、活性剤としてはジフェニルグアニジンＨＢｒ、ジエチルアミンＨＣｌ等を、チクソ剤としては水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド等を用いることができる。
【００３６】
金属粉末と、フラックスとの混合比率も特に限定されるものではなく、はんだペーストに要求される流動性等に応じて任意に選択することができる。例えば金属粉末と、フラックスとの混合物に占めるフラックスの割合は３．０質量％以上１５．０質量％以下とすることが好ましく、５．０質量％以上１２．０質量％以下とすることがより好ましい。
【００３７】
ここまで本実施形態のはんだペーストについて説明してきたが、既述のように本実施形態のはんだペーストは最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドと、他の被接合部材との接合に特に好適に用いることができる。しかしながら、係る用途に限定されるものではなく、例えば高温鉛フリーはんだペーストが要求される各種用途において用いることができる。
【００３８】
本実施形態のはんだペーストを用いて形成したはんだ接合部の接合強度は被接合部材の材料や用途等により異なるため特に限定されるものではない。ただし、２つの被接合部材を本実施形態のはんだペーストにより接合した構造体について、接合直後の接合強度（初期接合強度）は２０．０ＭＰａ以上であることが好ましく、３０．０ＭＰａ以上であることがより好ましい。なお、構造体の接合強度は室温でシェア試験により測定することができる。
【００３９】
さらに、２つの被接合部材を本実施形態のはんだペーストにより接合した構造体を２００℃で１００時間、または２００時間加熱した際の接合強度も２０．０ＭＰａ以上であることが好ましく、３０．０ＭＰａ以上であることがより好ましい。なお、上記２００℃での加熱時間には室温からの昇温時間を含んでいてもよい。
【００４０】
以上に説明した本実施形態のはんだペーストによれば、最表面層としてのＡｕ層及び下地層としてのＮｉ層を含有するパッドとの接合に用いた場合に、十分な接合強度のはんだ接合部を形成できる。
【実施例】
【００４１】
以下に具体的な実施例、比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４２】
まず、以下の実施例、比較例で作製したはんだペーストの評価方法について説明する。
（接合試験、接合界面の評価）
まず、図１に示した試験片の作製を行った。なお、図１は試験片を構成する各層の積層方向と平行な面における断面図を模式的に示したものである。
【００４３】
図１に示すように２０ｍｍ×２０ｍｍのコバール材製の基材１１上に、下地層であるＮｉ層１２１と、最表面層であるＡｕ層１２２とを有するパッド１２を形成した一方の被接合部材を用意した。なお、Ｎｉ層１２１は、２０ｍｍ×２０ｍｍ、膜厚が５μｍ、Ａｕ層１２２は、２０ｍｍ×２０ｍｍ、膜厚が３μｍとなるようにめっきにより成膜した。
【００４４】
そして、パッド１２上に各実施例、比較例で作製したはんだペーストを３ｍｍ×３ｍｍ、厚さが５０μｍから６０μｍとなるように印刷し、はんだ接合部１３を形成した。はんだ接合部１３上に他方の被接合部材として、３ｍｍ×３ｍｍ、厚さが０．３０ｍｍのシリコンチップ１４を載置した。
【００４５】
準備した構造体を加熱炉内に配置し、大気雰囲気下、室温から４℃／秒の昇温速度で３２０℃まで昇温した後３分間保持し、その後室温まで冷却して試験片を作製した。なお、後述する２００℃保持試験も実施するために各実施例、比較例について同じ条件で４個ずつ試験片を作製した。
【００４６】
各実施例、比較例で作製した試験片のうちの１個について、接合試験として、一方の被接合部材と、他方の被接合部材とが接合されているか簡易な確認を行った。一方の被接合部材上に他方の被接合部材であるシリコンチップ１４が配置されていることから、他方の被接合部材に対して水平方向に手で力を加えて、他方の被接合部材が一方の被接合部材から離れた場合には接合できていないと判断して×と評価した。他方の被接合部材と、一方の被接合部材とが離れなかった場合には接合できていると判断して〇と評価した。
【００４７】
また、接合界面の評価として、試験片のはんだ接合部１３のパッド１２との界面について、ＳＥＭ  Ｓ−４８００（ＨＩＴＡＣＨＩ）および、ＥＤＸ  ＧＥＮＥＳＩＳ  ２０００（ＥＤＡＸ）にて定性分析を行った。そして、Ｎｉ層１２１のニッケルとビスマスとが反応し、はんだ接合部１３のパッド１２との界面にビスマス−ニッケル合金が生じていないか確認を行った。ビスマス−ニッケル合金の生成が見られなかった場合には〇、ビスマス−ニッケル合金が接合界面に面積で１０．０％以上３０．０％未満確認できた場合には△、ビスマス−ニッケル合金が接合界面に面積で３０．０％以上確認できた場合には×と評価した。
（シェア試験）
各実施例、比較例において作製した図１に示した構造の試験片について、大気雰囲気下、２００℃で所定の時間加熱後に室温でシェア試験を実施し、接合強度の評価を行った。評価は試験片について２００℃で１００時間保持後、２００時間保持後にそれぞれ行った。また、比較のため、２００℃に加熱する前の試料の初期接合強度の評価を行うためのシェア試験も実施した。なお、上述の加熱する際の保持時間には後述のように昇温時間も含まれている。
【００４８】
シェア試験は破壊試験であるため、各実施例、比較例において作製した試験片のうち３個の試験片についてそれぞれ、初期接合強度、１００時間保持後の接合強度、２００時間保持後の接合強度の測定を行った。
【００４９】
シェア試験は、図１に示した構造の試験片について、基材１１側の一方の被接合部材を固定し、シリコンチップ１４に対して、図１に示したブロック矢印Ａの方向に力を加えて実施し、試験片が破壊された時の強度を当該試験片の接合強度とした。
【００５０】
なお、２００℃に試験片を加熱する際の条件としては、室温から１℃／分で昇温し、２００℃に到達後、２００℃で保持した。そして、昇温を開始してから１００時間、または２００時間経過したときに加熱炉内から試験片を取り出し、室温まで冷却してからシェア試験に供した。
【００５１】
次に各実施例、比較例のはんだペーストの作製手順について説明する。
［実施例１］
銀を０．５質量％と、ビスマスを９９．５質量％とを含有するビスマス−銀合金粉末（平均粒径３０μｍ）と、スズ粉末（平均粒径３０μｍ）とを混合した金属粉末を用意した。
【００５２】
なお、金属粉末中のスズ粉末の含有量が５質量％、ビスマス−銀合金粉末が９５質量％となる様に混合した。
【００５３】
以下、上述のような金属粉末の組成をＢｉ／０．５Ａｇ＋５Ｓｎのように記載する。
【００５４】
上述の金属粉末とフラックスとを混合してはんだペーストとした。
【００５５】
フラックスとしては、ロジンを主成分とした、ノンハロゲンタイプを用い、金属粉末と、フラックスとの混合物の粘度が、１９０Ｐａ・Ｓになるようにフラックスの添加量を調整し、両者を混合してはんだペーストとした。なお、ここでいう粘度とは、粘度計（株式会社マルコム製  型式：ＰＣＵ-２０３）で回転条件が１０ｒｐｍ、２５℃における粘度を指す。
【００５６】
以下の実施例、比較例でもはんだペーストを調製する際、同様にしてフラックスの添加量を調整したところ、はんだペースト中のフラックスの含有量は７．０質量％〜１１．０質量％の範囲となっている。
【００５７】
得られたはんだペーストについて上述の接合試験、接合界面の評価、シェア試験を実施した。結果を表１に示す。
［実施例２〜実施例１１］
各実施例について、表１に示した組成を有する金属粉末を用いた点を除いては実施例１と同様にしてはんだペーストを作製した。
【００５８】
なお、実施例２に示した金属粉末の場合、ビスマス−銀合金粉末は銀を０．５質量％含有し、残部、すなわち９９．５質量％がビスマスにより構成されている。そして、金属粉末はスズ粉末を１０質量％、ビスマス−銀合金粉末を９０質量％含有している。
【００５９】
また、実施例１１に示した金属粉末の場合、ビスマスと銀とを含有する合金粉末は、ビスマスと銀以外に銅、ニッケル、及びゲルマニウムを含有している。係るビスマスと銀とを含有する合金粉末は、銀を３質量％、銅を０．１質量％、ニッケルを０．１質量％、ゲルマニウムを０．０５質量％、ビスマスを９６．７５質量％含有している。そして、金属粉末は、係るビスマスと銀とを含有する合金粉末を９０質量％と、スズ粉末１０質量％とを含有している。
【００６０】
各実施例において得られたはんだペーストについて実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例１〜比較例３］
表１に示した組成を有する金属粉末を用いた点を除いては実施例１と同様にしてはんだペーストを作製した。
【００６１】
得られたはんだペーストについて実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例４］
表１に示したように、銀を２．６質量％含有するビスマス−銀合金粉末（平均粒径３０μｍ）と、スズ−亜鉛合金粉末とを混合した金属粉末を用いた点以外は実施例１と同様にしてはんだペーストを作製した。
【００６２】
なお、表１にも示すように、金属粉末に含まれるビスマス−銀合金粉末は、銀を２．６質量％含有し、残部である９７．４質量％がビスマスにより構成されている。
【００６３】
また、表１に示すように、スズ−亜鉛合金粉末は１．８質量％の亜鉛を含有し、残部、すなわち９８．２質量％がスズとなっている。
【００６４】
そして、金属粉末はスズ−亜鉛合金粉末を２０質量％含有し、残部、すなわち８０質量％がビスマス−銀合金粉末となっている。
【００６５】
得られたはんだペーストについて実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
［比較例５］
表１に示したように、銀を２．６質量％含有するビスマス−銀合金粉末（平均粒径３０μｍ）と、スズ−銀−銅合金粉末とを混合した金属粉末を用いた点以外は実施例１と同様にしてはんだペーストを作製した。
【００６６】
なお、表１にも示すように、金属粉末に含まれるビスマス−銀合金粉末は、銀を２．６質量％含有し、残部である９７．４質量％がビスマスにより構成されている。
【００６７】
また、表１に示すように、スズ−銀−銅合金粉末は０．０６質量％の銀と、０．０１質量％の銅とを含有し、残部、すなわち９９．９３質量％がスズとなっている。
【００６８】
そして、金属粉末はスズ−銀−銅合金粉末を１．９質量％含有し、残部、すなわち９８．１質量％がビスマス−銀合金粉末となっている。
【００６９】
得られたはんだペーストについて実施例１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2016193456.tif 000003
表１の接合試験の結果によると、実施例１〜実施例１１はいずれも３２０℃ではんだペーストに含まれる金属粉末が溶融し、基材１１上にパッド１２を形成した一方の被接合部材と、シリコンチップ１４である他方の被接合部材とを、接合できることを確認できた。
【００７１】
これに対して、比較例３では、ビスマス−銀合金粉末中の銀の含有量が多く、融点が高くなったため、はんだペースト中の金属粉末の一部が溶融せず、一方の被接合部材と、他方の被接合部材とを接合できないことが確認できた。なお、表１中、比較例３については接合界面の評価、及びシェア試験は−と記載しているが、これは２つの被接合部材を接合できなかったため、接合界面の評価、及びシェア試験を行わなかったからである。
【００７２】
そして、実施例１〜実施例１１においてはいずれも初期接合強度が２０ＭＰａ以上になっており、２つの被接合部材を十分な強度で接合できていることを確認できた。これは２つの被接合部材を接合する際に、パッド表面にＡｕＳｎ層が形成され、はんだ接合部にビスマス−ニッケル合金が形成されることを抑制できたためと考えられる。
【００７３】
ただし、実施例４、実施例８においては初期接合強度がそれぞれ２２．０ＭＰａ、２３．０ＭＰａとなっており、十分な初期接合強度を発揮できているものの、実施例１等の他の実施例と比較すると初期接合強度が小さくなることが確認された。
【００７４】
実施例４については、金属粉末中のスズ粉末の含有量が少なかったために、ＡｕＳｎ層の形成が十分でない部分が生じ、微量ではあるがビスマスとニッケルとの反応が生じた為、接合界面の評価が△となっている。脆いビスマス−ニッケル合金が一部形成されたため、他の実施例よりもはんだ接合部の初期接合強度が小さくなったと考えられる。
【００７５】
また、実施例８については金属粉末中のスズ粉末の含有量が多かったため、Ａｕ層の金と反応しなかった余剰のスズがはんだ接合部内に比較的多く残留していると考えられる。このため、他の実施例よりもはんだ接合部の初期接合強度や２００℃で加熱した後の接合強度が小さくなったと考えられる。
【００７６】
これに対して、比較例１、２では、ビスマス−銀合金粉末に含まれる銀の含有量が少なかったため、はんだ接合部の接合強度を十分に高められず、初期接合強度でも１５．０ＭＰａと、実施例１〜実施例１１と比較して小さくなることが確認できた。
【００７７】
また、比較例４、比較例５では接合界面の評価が×になっていることが確認できた。今回の接合試験においては、金属粉末にスズを添加する場合、スズ合金の粉末ではなく、スズ粉末として添加することが好ましいことが確認できた。
【図１】
2016193456.tif 000004