Ａｌ粉を用いた高温Ｐｂフリーはんだペースト
【課題】 優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できる高温Ｐｂフリーはんだペーストを提供する。
【解決手段】 平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ等を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分とし、所定量のＡｌ等を含む２元乃至４元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下である。
【解決手段】 平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ等を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分とし、所定量のＡｌ等を含む２元乃至４元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体素子のダイボンディング等に用いられる高温Ｐｂフリーはんだペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワートランジスタ等のパワー半導体素子のダイボンディングや各種電子部品の組立て等において、Ｐｂ−５質量％Ｓｎに代表される高温はんだが用いられている。これらの用途のはんだには、被接合材に対する濡れ性等の通常のはんだ材に要求される特性に加えて、１）３８０℃程度以下の温度ではんだ付けが可能なこと、２）はんだ付けした部品をプリント基板へ実装する際にはんだが再溶融しないこと、即ち２４０℃程度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接合部の劣化が発生しないこと等の性能が要求される。
【０００３】
ところで、近年は環境汚染防止への配慮から、はんだ材料へのＰｂの使用を規制する動きが益々活発化している。例えば、プリント基板への実装に用いられるＳｎ−４０質量％Ｐｂはんだに対しては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだに代表されるいわゆるＰｂフリーはんだが開発され、既に代替が進みつつある。一方、先に述べた高温はんだの領域においては、全ての条件を満足するような好適な材料が見出せておらず、Ｐｂ系はんだからＰｂフリーはんだへの代替がほとんど進んでいないのが現状である。
【０００４】
高温Ｐｂフリーはんだの候補としては、特許文献１などにおいて、Ｚｎ合金を用いることが提案されている。しかしながら、Ｚｎ合金はんだを用いた場合、はんだで接合されたチップがはんだ付け後に割れたり剥れたりしてしまうことがある。例えば非特許文献１には、Ｚｎ−Ａｌ系Ｐｂフリーはんだのダイアタッチ時のチップ割れ現象について報告されている。
【０００５】
このチップ割れの原因は、基板材料であるＣｕとチップ材料であるＳｉとの熱膨張係数の差が５倍以上あることによる。即ち、ダイアタッチ後の冷却において、この熱膨張係数の差で応力が発生し、Ｐｂ−５質量％Ｓｎの場合は塑性変形して応力緩和されるが、Ｚｎ−Ａｌ系はんだは硬いため応力緩和されないことに起因する。
【０００６】
かかるチップ割れや剥れの対策としては、チップ厚さを薄くすることが示されている。しかし、実際にはチップを薄くするには限界があり、この対策で全てのケースが解決できるとは考えにくい。特許文献１や特許文献２にも同じようにＺｎ−Ａｌ系はんだの各種組成について記載されているが、基本的には上記と同じようにチップ割れの問題が起き得ることが推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８５０１３５号
【特許文献２】特許第３９４５９１５号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】６ｔｈ ｏｎ “Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ” Ｆｅｂｒｕａｒｙ ３−４, ２０００, Ｙｏｋｏｈａｍａ ｐ.３３９−ｐ.３４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者等は、Ｚｎ−Ａｌ系合金において生じる上記チップ割れ等の問題は、ＣｕとＳｉの熱膨張係数の差に加え、凝固時の収縮率（＋は収縮、−は膨張を示す）が、Ｚｎの場合は＋４.９％〜＋６.９％、Ａｌの場合は＋６.４％〜＋６.８％であることにも起因していると考えている。更に、Ｚｎ−Ａｌ状態図における２８０℃付近の相の変態も原因の一つと考えている。
【００１０】
即ち、ダイアタッチ後の冷却時に、はんだが固化するときの収縮に加えて２８０℃付近で相の変態が起こるため、これらにより体積変化が生起し、これが高い残留応力を発生すると考えられる。以上述べたように、Ｚｎ−Ａｌ系合金において、特にＺｎが７０質量％を越えるような領域では、このチップ割れや剥れの問題はチップ厚みの調整だけでは解決困難な場合も多いと考えられる。
【００１１】
本発明の目的はかかる問題点に鑑み、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適な、優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できる高温Ｐｂフリーはんだペーストを提供することにある。なお、本発明のはんだペーストを用いた場合のチップと基板の接合温度は４５０℃以下である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分としＡｌを第２元素とする２元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有し、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金のＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有し、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できる高温Ｐｂフリーはんだペーストを提供することができる。かかるはんだペーストは、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例のはんだペーストを用いて接合されたＣｕ製リードフレーム上のダミーチップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、チップ類と基板を接合後、はんだの凝固収縮やチップ類と基板の熱膨張差に起因する応力等によって起こるチップ割れやチップ剥れ等の問題を解決するため、Ｚｎを主成分とするＺｎ合金はんだ粉と、軟質な金属であるＡｌ粉とを均一に混ぜてはんだペーストとするものである。Ａｌ粉が均一に分散されることにより、はんだの凝固収縮による応力発生を抑制できる。即ち、Ａｌは非常に柔らかく塑性変形し易い金属であるため、例えばＳｉ製のチップとＣｕ製の基板との熱膨張差による応力を吸収できる。
【００１７】
更に、Ｚｎ合金はんだ粉にはＡｌが第２元素として予め含まれており、Ａｌ粉と混ぜられる際にすでにＺｎ−Ａｌの２元合金はんだとなっている。よって、このＺｎ合金はんだが溶融した時、固体のままで存在するＡｌ粉に対して良好な濡れ性が得られる。尚、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉の均一な分散は、はんだペーストという形態をとることによって工業的に実現することができる。
【００１８】
Ａｌ粉は、被覆処理を施さずにそのまま用いてもよいが、少なくとも一部に対してＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、及びＮｉからなる群の１元素以上を用いて皮膜を形成する被覆処理を施してもよい。このようにＡｇ等の皮膜を形成することで、Ａｌ粉の酸化が防止されると共に、Ｚｎ合金との良好な濡れ性が得られ、溶融したＺｎ合金中にＡｌ粉を均一に分散させる効果が得られる。尚、本発明においては、被覆処理されているＡｌ粉、及び／又は被覆処理されていないＡｌ粉を金属粉とも称する。
【００１９】
Ａｇ等の皮膜の厚さは１μｍ以下とする。その理由は、１μｍを越えると上記効果が飽和すると共に、材料コストが高くなるからである。Ａｇ等の皮膜を形成する被覆処理の具体的な方法は特に限定するものではないが、例えばＡｌ粉を作製した後に、その表面に電解メッキや無電解メッキを施すことで形成することができる。その他の方法としては、例えば湿式法を用いたＡｌ粉の製造工程の最終段階でＮｉ塩を含む溶液を添加して還元することで、Ｎｉ皮膜を形成することも可能である。
【００２０】
はんだペースト中の金属粉の含有量は、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下である。この量が３質量％未満では、はんだペースト中のＡｌの含有量が少なすぎて十分な応力緩和等の効果が期待できない。一方、４０質量％より多く含有すると、Ｚｎ合金はんだ成分が不足して十分な接合が困難となる。
【００２１】
用いるＡｌ粉の純度や形状については特に限定されない。純度については、Ａｌの柔軟な特性を活かすため、金属間化合物よりも純金属に近いものが好ましい。又は、Ａｌと共晶合金となるＡｌ系共晶合金も、加工性に優れるため用いることができる。一方、形状については、アトマイズ粉の様な真球状、電解粉の様な不規則状、フレーク粉の様な平板状のいずれでもよい。
【００２２】
Ａｌ粉の平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下とする。その理由は、１μｍ未満ではＡｌ粉の凝集が解けにくくなり、Ｚｎ合金中でＡｌ粉の均一な分散が難しくなり、逆に１００μｍを超えると、Ａｌ粉がＺｎ合金はんだからなる接合層の破壊起点として働き、接合部の信頼性が低くなるからである。尚、本発明においては、Ａｌ粉の平均粒径とは、Ａｌ粉の長径を直径として、それらの平均値を意味する。
【００２３】
Ｚｎ合金はんだは、固体のまま存在する複数の金属粉（Ａｌ粉）の間にはんだとして介在し、金属粉同士を接合する働きを有する。ここでＺｎを合金はんだの主成分として選定した理由は、Ｚｎは高い熱伝導性を有しているからである。つまり、ＺｎはＰｂに比較して約３倍の熱伝導率を持つため、大電流が流れて高温になるパワー半導体素子のはんだ材として好適である。
【００２４】
また、Ｚｎ合金はんだに第２元素としてＡｌを含有する理由は、Ａｌははんだの融点を下げると共に、加工性や溶湯の対酸化性を向上させるからである。Ｚｎを含む合金は、Ｚｎ＝９５.０％にＺｎ−Ａｌの共晶点を有し、この付近ではとくに効果が顕著となり、融点が下がるとともに結晶が微細化し、加工性が格段に向上する。
【００２５】
尚、この第１の高温ＰｂフリーはんだペーストにおけるＺｎ合金はんだには、Ａｌが０.５質量％以上９.０質量％以下含まれているのが好ましい。この量が０.５質量％未満では少なすぎて加工性向上等の効果は期待できず、９.０質量％を超えると融点が高くなり過ぎて良好な接合ができなくなってしまう。Ｚｎ合金はんだ粉の粒径については特に限定されないが、製造のしやすさから１０〜５０μｍ程度の粉末を用いる場合が多い。
【００２６】
上記した金属粉とＺｎ合金はんだ粉とからなる粉末に液状フラックスを加えて混練することによって、はんだペーストを得ることができる。フラックスの種類については特に限定されず、Ｓｎ系やＰｂ系のはんだペーストで使用されているものをそのまま用いてもよいが、高温用のものであればより好ましい。例えば、ロジン化合物、有機酸、有機アミン化合物などを、アルコール類、エチレングリコール類、グリセリン類などの溶剤に溶かしたものを使用することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストについて説明する。この第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、Ｚｎ合金はんだ粉が、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金であることを特徴としており、それ以外は上記第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストと同様である。
【００２８】
Ｇｅ及びＭｇは、いずれも融点調整を目的とした元素であり、はんだ分野においては比較的高い４１９℃という融点をもつＺｎの融点を下げることを主目的として添加される。更に、ＧｅはＺｎよりも酸化しにくいため、はんだの濡れ性を向上させる効果を有しており、一方、Ｍｇは接合強度を上げて、信頼性を向上させる効果を有している。このように、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、上記した第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストに比べて優れた点を有しており、より広い用途に使用することが可能となる。
【００２９】
Ｇｅの含有量を０.０１質量％以上９.０質量％以下、Ｍｇの含有量を０.０１質量％以上０.５質量％以下にする理由は、どちらも含有量が上記下限値未満では少なすぎて上記した効果が得られないからである。一方、Ｇｅの含有量が９.０質量％を超えると、Ｚｎとの共晶点から大きくはずれてしまい、粗粒を生成して加工性等を低下させる。また、Ｍｇの含有量が０.５質量％を超えると、Ｍｇの強い還元性により、場合によっては、はんだ表面に強固な酸化膜を生成してしまい、ボイドの原因などになる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第１及び第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、いずれも優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できるので、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適に使用することができる。また、各種電子部品の組立て等において用いられているＰｂ系はんだに代替するＰｂフリーはんだとしても好適に用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の第１及び第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストの実施例に関して具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されることはない。
【００３２】
[実施例１]
＜製造条件＞
以下の方法で試料１〜１０のはんだペーストを作製した。先ず、金属原料として９９.９％以上の純度を有するＺｎ及びＡｌを準備し、これらを所定量秤量して高周波溶解炉で溶解した。溶解の際は、酸化を防ぐため原料１ｋｇあたり７００ｍｌ／分以上の割合で窒素を流した。溶解により混合された溶融金属を高周波溶解炉から取り出し、冷却した。これにより、試料１〜１０のはんだペーストにそれぞれ使用する１０種類のＺｎ系合金鋳塊を得た。これら１０種類のＺｎ系合金鋳塊の組成をそれぞれＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ−８１００）を用いて測定した結果を下記の表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
上記表１に示す１０種類のＺｎ系合金鋳塊からそれぞれ２ｋｇを秤量し、これをスタンプミルを用いて粉砕した後、篩い分けてＺｎ合金はんだ粉とした。得られたＺｎ合金はんだ粉の平均粒径を、レーザー回折式粒度分布計（日本レーザー株式会社製）を用いて測定したところ、全て約２８μｍであった。尚、Ｚｎ合金はんだ粉の平均粒径とは、Ａｌ粉の平均粒径と同様に、Ｚｎ合金はんだ粉の長径を直径とみなして、それらを相加平均したものである。
【００３５】
次に、試料１〜１０のはんだペーストにそれぞれ使用する１０種類のＡｌ粉を一般的なアトマイズ法により作製した。尚、本実施例１ではＡｌ粉に被膜処理を施さなかった。このようにして得たＡｌ粉と上記Ｚｎ合金はんだ粉とを下記表２に示す割合で混合し、更に市販のアルコールと還元性有機材料からなるフラックス(青木メタル社製)を所定の割合で加えてはんだペーストを作製した。その際、混合機（株式会社シンキー製ＳＲ−５００）を用いた。尚、下記表２にはレーザー回折式粒度分布計（日本レーザー株式会社製）を用いて測定したＡｌ粉の平均粒径も併せて示されている。
【００３６】
【表２】
【００３７】
＜評価方法＞
上記の方法で作製したはんだペーストを、下記に示すダイボンディング性、高温はんだの使用適性、及び接合信頼性の観点から評価した。尚、この接合信頼性では、直接評価を行うことが困難な応力緩和性を評価することができる。
【００３８】
（ダイボンディング性）
ダイボンディング性については、はんだダイボンダー(ｄａｇｅ社製ＥＤＢ−２００)を用いて評価した。具体的には、図１に示すように、Ａｇメッキ層１ａが形成されたＣｕ製リードフレーム１と、Ｎｉ蒸着層２ａとＡｇ蒸着層２ｂとが形成されたダミーチップ２とを準備し、これらを各試料のはんだペースト３を介して４２０±３℃の温度範囲内で接合し、良好な接合が得られるかどうかを確認した。
【００３９】
はんだペーストの供給は、リードフレームのＡｇメッキ上に予め適量のはんだペーストを滴下することで行った。接合性つまりダイボンディング性の良否については、Ｘ線透過装置(東研Ｘ線検査株式会社製ＴＵＸ−３０００Ｗ)を用いて接合部のボイドを観察し、ボイド率が５％未満を「○」、５％以上８％未満を「△」、８％以上を「×」と評価した。尚、ボイド率は、Ｘ線透過装置によりはんだ接合部を接合面に対し垂直方向から観察し、ボイド面積と接合部面積を求め、下式により算出した。
【００４０】
［数１］
ボイド率（％）＝ボイド面積÷（ボイド面積＋接合部面積）×１００
【００４１】
（高温はんだの使用適性）
高温はんだとしての使用適性を、ＪＩＳ Ｚ３１９８−７：２００３に準じる高温シェア試験により評価した。即ち、上記ダイボンディング後の試料をボンドテスタ（テクノアルファ株式会社製）にセットし、窒素を流しながら２４０℃に再加熱し、その状態でダミーチップとはんだ接合部にせん断力を加えた。具体的には、シェア試験用冶具をダミーチップに引っかけ、はんだとダミーチップ接合面に対して水平方向に９０（Ｎ）のせん断力を加えた。チップ部において割れが発生して、接合部やはんだ部に割れや変形がなかった場合を「○」、チップが動いてずれたり、接合部やはんだ部で割れや変形があった場合を「×」と評価した。
【００４２】
（接合信頼性）
接合部の信頼性については以下のように２つの観点から評価した。即ち、信頼性評価１として、各試料のはんだペーストを用いて上記したダイボンディング性の評価に使用したものと同様のダミーチップが接合されたＣｕ製リードフレームを作製し、これらをトランスファーモールド型モールド機によりエポキシ樹脂(住友ベークライト社製ＥＭＥ−６３００)でモールドした。これらを、８０℃で８０％の恒温恒湿条件下に１０００時間保持した後、樹脂を開封して接合部の観察を行った。この観察の結果、ダミーチップや接合界面に割れの発生が無い場合を「○」、割れや剥離があった場合を「×」と評価した。
【００４３】
更に、信頼性評価２として、上記信頼性評価１に用いたものと同様のダミーチップが接合されたＣｕ製リードフレームを各試料のはんだペーストを用いて作製した。そして、これらに対して−５０℃までの冷却と１２５℃までの加熱とからなる冷却加熱処理を１サイクルとして４００サイクル繰り返した後、樹脂を開封して接合部の観察を行った。この観察の結果、ダミーチップや接合界面に割れの発生が無い場合を「○」、割れや剥離があった場合を「×」と評価した。上記ダイボンディング性、高温はんだの使用適性、及び接合信頼性の評価結果を下記の表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
上記表３の結果から明らかなように、本発明による試料１〜６のはんだペーストは、高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性、及び接合信頼性を有している。一方、比較例である試料７〜１０のはんだペーストは、各評価全てにおいて不十分な結果となっている。
【００４６】
[実施例２]
表面にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、又はＮｉの皮膜を形成したＡｌ粉を用いた以外は実施例１と同様にして試料１１〜１８のはんだペーストを作製した。皮膜形成のための被膜処理法には、無電解メッキ法を用いた。これら試料１１〜１８のはんだペーストに使用したＺｎ合金鋳塊の組成を下記表４に、Ａｌ粉の平均粒径、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉との混合割合、皮膜の材料及び厚みを下記表５に示す。尚、皮膜の厚みは、Ａｌ粉を樹脂に埋め込み、研磨機を用い粗い研磨紙から順に細かいものを用いて研磨し、最後にバフ研磨を行い、その後、ＥＰＭＡ（装置名：ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＥＰＭＡ−１６００）を用いてライン分析を行い測定した。
【００４７】
【表４】
【００４８】
【表５】
【００４９】
これら試料１１〜１８のはんだペーストを、実施例１と同様の評価方法により評価した。その評価結果を下記の表６に示す。
【００５０】
【表６】
【００５１】
この表６の結果から明らかなように、本発明による試料１１〜１８のはんだペーストは、全て高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性そして接合信頼性を有している。
【００５２】
[実施例３]
表面にＡｇ皮膜が形成されたＡｌ粉を用い、Ｚｎ合金はんだ粉にＡｌに加えてＧｅ及び／又はＭｇを含有させた３元又は４元合金を用いた以外は実施例１と同様にして試料１９〜２９のはんだペーストを作製した。尚、金属原料として使用したＭｇは９９.９％以上、Ｇｅは９９.９５％以上の純度のものを使用した。これら試料１９〜２９のはんだペーストに使用したＺｎ合金鋳塊の組成を下記表７に、Ａｌ粉の平均粒径、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉との混合割合、皮膜の種類及び厚みを下記表８に示す。
【００５３】
【表７】
【００５４】
【表８】
【００５５】
これら試料１９〜２９のはんだペーストを、実施例１と同様の評価方法により評価した。その評価結果を下記の表９に示す。
【００５６】
【表９】
【００５７】
この表９の結果から明らかなように、本発明による試料１９〜２５のはんだペーストは、高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性そして接合信頼性を有している。一方、比較例である試料２６〜２９のはんだペーストは、各評価全てにおいて不十分な結果となっている。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体素子のダイボンディング等に用いられる高温Ｐｂフリーはんだペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワートランジスタ等のパワー半導体素子のダイボンディングや各種電子部品の組立て等において、Ｐｂ−５質量％Ｓｎに代表される高温はんだが用いられている。これらの用途のはんだには、被接合材に対する濡れ性等の通常のはんだ材に要求される特性に加えて、１）３８０℃程度以下の温度ではんだ付けが可能なこと、２）はんだ付けした部品をプリント基板へ実装する際にはんだが再溶融しないこと、即ち２４０℃程度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接合部の劣化が発生しないこと等の性能が要求される。
【０００３】
ところで、近年は環境汚染防止への配慮から、はんだ材料へのＰｂの使用を規制する動きが益々活発化している。例えば、プリント基板への実装に用いられるＳｎ−４０質量％Ｐｂはんだに対しては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだに代表されるいわゆるＰｂフリーはんだが開発され、既に代替が進みつつある。一方、先に述べた高温はんだの領域においては、全ての条件を満足するような好適な材料が見出せておらず、Ｐｂ系はんだからＰｂフリーはんだへの代替がほとんど進んでいないのが現状である。
【０００４】
高温Ｐｂフリーはんだの候補としては、特許文献１などにおいて、Ｚｎ合金を用いることが提案されている。しかしながら、Ｚｎ合金はんだを用いた場合、はんだで接合されたチップがはんだ付け後に割れたり剥れたりしてしまうことがある。例えば非特許文献１には、Ｚｎ−Ａｌ系Ｐｂフリーはんだのダイアタッチ時のチップ割れ現象について報告されている。
【０００５】
このチップ割れの原因は、基板材料であるＣｕとチップ材料であるＳｉとの熱膨張係数の差が５倍以上あることによる。即ち、ダイアタッチ後の冷却において、この熱膨張係数の差で応力が発生し、Ｐｂ−５質量％Ｓｎの場合は塑性変形して応力緩和されるが、Ｚｎ−Ａｌ系はんだは硬いため応力緩和されないことに起因する。
【０００６】
かかるチップ割れや剥れの対策としては、チップ厚さを薄くすることが示されている。しかし、実際にはチップを薄くするには限界があり、この対策で全てのケースが解決できるとは考えにくい。特許文献１や特許文献２にも同じようにＺｎ−Ａｌ系はんだの各種組成について記載されているが、基本的には上記と同じようにチップ割れの問題が起き得ることが推測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３８５０１３５号
【特許文献２】特許第３９４５９１５号
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】６ｔｈ ｏｎ “Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ” Ｆｅｂｒｕａｒｙ ３−４, ２０００, Ｙｏｋｏｈａｍａ ｐ.３３９−ｐ.３４４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者等は、Ｚｎ−Ａｌ系合金において生じる上記チップ割れ等の問題は、ＣｕとＳｉの熱膨張係数の差に加え、凝固時の収縮率（＋は収縮、−は膨張を示す）が、Ｚｎの場合は＋４.９％〜＋６.９％、Ａｌの場合は＋６.４％〜＋６.８％であることにも起因していると考えている。更に、Ｚｎ−Ａｌ状態図における２８０℃付近の相の変態も原因の一つと考えている。
【００１０】
即ち、ダイアタッチ後の冷却時に、はんだが固化するときの収縮に加えて２８０℃付近で相の変態が起こるため、これらにより体積変化が生起し、これが高い残留応力を発生すると考えられる。以上述べたように、Ｚｎ−Ａｌ系合金において、特にＺｎが７０質量％を越えるような領域では、このチップ割れや剥れの問題はチップ厚みの調整だけでは解決困難な場合も多いと考えられる。
【００１１】
本発明の目的はかかる問題点に鑑み、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適な、優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できる高温Ｐｂフリーはんだペーストを提供することにある。なお、本発明のはんだペーストを用いた場合のチップと基板の接合温度は４５０℃以下である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分としＡｌを第２元素とする２元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有し、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金のＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有し、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できる高温Ｐｂフリーはんだペーストを提供することができる。かかるはんだペーストは、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例のはんだペーストを用いて接合されたＣｕ製リードフレーム上のダミーチップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、チップ類と基板を接合後、はんだの凝固収縮やチップ類と基板の熱膨張差に起因する応力等によって起こるチップ割れやチップ剥れ等の問題を解決するため、Ｚｎを主成分とするＺｎ合金はんだ粉と、軟質な金属であるＡｌ粉とを均一に混ぜてはんだペーストとするものである。Ａｌ粉が均一に分散されることにより、はんだの凝固収縮による応力発生を抑制できる。即ち、Ａｌは非常に柔らかく塑性変形し易い金属であるため、例えばＳｉ製のチップとＣｕ製の基板との熱膨張差による応力を吸収できる。
【００１７】
更に、Ｚｎ合金はんだ粉にはＡｌが第２元素として予め含まれており、Ａｌ粉と混ぜられる際にすでにＺｎ−Ａｌの２元合金はんだとなっている。よって、このＺｎ合金はんだが溶融した時、固体のままで存在するＡｌ粉に対して良好な濡れ性が得られる。尚、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉の均一な分散は、はんだペーストという形態をとることによって工業的に実現することができる。
【００１８】
Ａｌ粉は、被覆処理を施さずにそのまま用いてもよいが、少なくとも一部に対してＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、及びＮｉからなる群の１元素以上を用いて皮膜を形成する被覆処理を施してもよい。このようにＡｇ等の皮膜を形成することで、Ａｌ粉の酸化が防止されると共に、Ｚｎ合金との良好な濡れ性が得られ、溶融したＺｎ合金中にＡｌ粉を均一に分散させる効果が得られる。尚、本発明においては、被覆処理されているＡｌ粉、及び／又は被覆処理されていないＡｌ粉を金属粉とも称する。
【００１９】
Ａｇ等の皮膜の厚さは１μｍ以下とする。その理由は、１μｍを越えると上記効果が飽和すると共に、材料コストが高くなるからである。Ａｇ等の皮膜を形成する被覆処理の具体的な方法は特に限定するものではないが、例えばＡｌ粉を作製した後に、その表面に電解メッキや無電解メッキを施すことで形成することができる。その他の方法としては、例えば湿式法を用いたＡｌ粉の製造工程の最終段階でＮｉ塩を含む溶液を添加して還元することで、Ｎｉ皮膜を形成することも可能である。
【００２０】
はんだペースト中の金属粉の含有量は、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下である。この量が３質量％未満では、はんだペースト中のＡｌの含有量が少なすぎて十分な応力緩和等の効果が期待できない。一方、４０質量％より多く含有すると、Ｚｎ合金はんだ成分が不足して十分な接合が困難となる。
【００２１】
用いるＡｌ粉の純度や形状については特に限定されない。純度については、Ａｌの柔軟な特性を活かすため、金属間化合物よりも純金属に近いものが好ましい。又は、Ａｌと共晶合金となるＡｌ系共晶合金も、加工性に優れるため用いることができる。一方、形状については、アトマイズ粉の様な真球状、電解粉の様な不規則状、フレーク粉の様な平板状のいずれでもよい。
【００２２】
Ａｌ粉の平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下とする。その理由は、１μｍ未満ではＡｌ粉の凝集が解けにくくなり、Ｚｎ合金中でＡｌ粉の均一な分散が難しくなり、逆に１００μｍを超えると、Ａｌ粉がＺｎ合金はんだからなる接合層の破壊起点として働き、接合部の信頼性が低くなるからである。尚、本発明においては、Ａｌ粉の平均粒径とは、Ａｌ粉の長径を直径として、それらの平均値を意味する。
【００２３】
Ｚｎ合金はんだは、固体のまま存在する複数の金属粉（Ａｌ粉）の間にはんだとして介在し、金属粉同士を接合する働きを有する。ここでＺｎを合金はんだの主成分として選定した理由は、Ｚｎは高い熱伝導性を有しているからである。つまり、ＺｎはＰｂに比較して約３倍の熱伝導率を持つため、大電流が流れて高温になるパワー半導体素子のはんだ材として好適である。
【００２４】
また、Ｚｎ合金はんだに第２元素としてＡｌを含有する理由は、Ａｌははんだの融点を下げると共に、加工性や溶湯の対酸化性を向上させるからである。Ｚｎを含む合金は、Ｚｎ＝９５.０％にＺｎ−Ａｌの共晶点を有し、この付近ではとくに効果が顕著となり、融点が下がるとともに結晶が微細化し、加工性が格段に向上する。
【００２５】
尚、この第１の高温ＰｂフリーはんだペーストにおけるＺｎ合金はんだには、Ａｌが０.５質量％以上９.０質量％以下含まれているのが好ましい。この量が０.５質量％未満では少なすぎて加工性向上等の効果は期待できず、９.０質量％を超えると融点が高くなり過ぎて良好な接合ができなくなってしまう。Ｚｎ合金はんだ粉の粒径については特に限定されないが、製造のしやすさから１０〜５０μｍ程度の粉末を用いる場合が多い。
【００２６】
上記した金属粉とＺｎ合金はんだ粉とからなる粉末に液状フラックスを加えて混練することによって、はんだペーストを得ることができる。フラックスの種類については特に限定されず、Ｓｎ系やＰｂ系のはんだペーストで使用されているものをそのまま用いてもよいが、高温用のものであればより好ましい。例えば、ロジン化合物、有機酸、有機アミン化合物などを、アルコール類、エチレングリコール類、グリセリン類などの溶剤に溶かしたものを使用することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストについて説明する。この第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、Ｚｎ合金はんだ粉が、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金であることを特徴としており、それ以外は上記第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストと同様である。
【００２８】
Ｇｅ及びＭｇは、いずれも融点調整を目的とした元素であり、はんだ分野においては比較的高い４１９℃という融点をもつＺｎの融点を下げることを主目的として添加される。更に、ＧｅはＺｎよりも酸化しにくいため、はんだの濡れ性を向上させる効果を有しており、一方、Ｍｇは接合強度を上げて、信頼性を向上させる効果を有している。このように、本発明の第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、上記した第１の高温Ｐｂフリーはんだペーストに比べて優れた点を有しており、より広い用途に使用することが可能となる。
【００２９】
Ｇｅの含有量を０.０１質量％以上９.０質量％以下、Ｍｇの含有量を０.０１質量％以上０.５質量％以下にする理由は、どちらも含有量が上記下限値未満では少なすぎて上記した効果が得られないからである。一方、Ｇｅの含有量が９.０質量％を超えると、Ｚｎとの共晶点から大きくはずれてしまい、粗粒を生成して加工性等を低下させる。また、Ｍｇの含有量が０.５質量％を超えると、Ｍｇの強い還元性により、場合によっては、はんだ表面に強固な酸化膜を生成してしまい、ボイドの原因などになる。
【００３０】
以上説明したように、本発明の第１及び第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストは、いずれも優れた応力緩和性により高い接合信頼性を確保できるので、パワー半導体素子のダイボンディング用として特に好適に使用することができる。また、各種電子部品の組立て等において用いられているＰｂ系はんだに代替するＰｂフリーはんだとしても好適に用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明の第１及び第２の高温Ｐｂフリーはんだペーストの実施例に関して具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって何ら制限されることはない。
【００３２】
[実施例１]
＜製造条件＞
以下の方法で試料１〜１０のはんだペーストを作製した。先ず、金属原料として９９.９％以上の純度を有するＺｎ及びＡｌを準備し、これらを所定量秤量して高周波溶解炉で溶解した。溶解の際は、酸化を防ぐため原料１ｋｇあたり７００ｍｌ／分以上の割合で窒素を流した。溶解により混合された溶融金属を高周波溶解炉から取り出し、冷却した。これにより、試料１〜１０のはんだペーストにそれぞれ使用する１０種類のＺｎ系合金鋳塊を得た。これら１０種類のＺｎ系合金鋳塊の組成をそれぞれＩＣＰ発光分光分析器（ＳＨＩＭＡＺＵ Ｓ−８１００）を用いて測定した結果を下記の表１に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
上記表１に示す１０種類のＺｎ系合金鋳塊からそれぞれ２ｋｇを秤量し、これをスタンプミルを用いて粉砕した後、篩い分けてＺｎ合金はんだ粉とした。得られたＺｎ合金はんだ粉の平均粒径を、レーザー回折式粒度分布計（日本レーザー株式会社製）を用いて測定したところ、全て約２８μｍであった。尚、Ｚｎ合金はんだ粉の平均粒径とは、Ａｌ粉の平均粒径と同様に、Ｚｎ合金はんだ粉の長径を直径とみなして、それらを相加平均したものである。
【００３５】
次に、試料１〜１０のはんだペーストにそれぞれ使用する１０種類のＡｌ粉を一般的なアトマイズ法により作製した。尚、本実施例１ではＡｌ粉に被膜処理を施さなかった。このようにして得たＡｌ粉と上記Ｚｎ合金はんだ粉とを下記表２に示す割合で混合し、更に市販のアルコールと還元性有機材料からなるフラックス(青木メタル社製)を所定の割合で加えてはんだペーストを作製した。その際、混合機（株式会社シンキー製ＳＲ−５００）を用いた。尚、下記表２にはレーザー回折式粒度分布計（日本レーザー株式会社製）を用いて測定したＡｌ粉の平均粒径も併せて示されている。
【００３６】
【表２】
【００３７】
＜評価方法＞
上記の方法で作製したはんだペーストを、下記に示すダイボンディング性、高温はんだの使用適性、及び接合信頼性の観点から評価した。尚、この接合信頼性では、直接評価を行うことが困難な応力緩和性を評価することができる。
【００３８】
（ダイボンディング性）
ダイボンディング性については、はんだダイボンダー(ｄａｇｅ社製ＥＤＢ−２００)を用いて評価した。具体的には、図１に示すように、Ａｇメッキ層１ａが形成されたＣｕ製リードフレーム１と、Ｎｉ蒸着層２ａとＡｇ蒸着層２ｂとが形成されたダミーチップ２とを準備し、これらを各試料のはんだペースト３を介して４２０±３℃の温度範囲内で接合し、良好な接合が得られるかどうかを確認した。
【００３９】
はんだペーストの供給は、リードフレームのＡｇメッキ上に予め適量のはんだペーストを滴下することで行った。接合性つまりダイボンディング性の良否については、Ｘ線透過装置(東研Ｘ線検査株式会社製ＴＵＸ−３０００Ｗ)を用いて接合部のボイドを観察し、ボイド率が５％未満を「○」、５％以上８％未満を「△」、８％以上を「×」と評価した。尚、ボイド率は、Ｘ線透過装置によりはんだ接合部を接合面に対し垂直方向から観察し、ボイド面積と接合部面積を求め、下式により算出した。
【００４０】
［数１］
ボイド率（％）＝ボイド面積÷（ボイド面積＋接合部面積）×１００
【００４１】
（高温はんだの使用適性）
高温はんだとしての使用適性を、ＪＩＳ Ｚ３１９８−７：２００３に準じる高温シェア試験により評価した。即ち、上記ダイボンディング後の試料をボンドテスタ（テクノアルファ株式会社製）にセットし、窒素を流しながら２４０℃に再加熱し、その状態でダミーチップとはんだ接合部にせん断力を加えた。具体的には、シェア試験用冶具をダミーチップに引っかけ、はんだとダミーチップ接合面に対して水平方向に９０（Ｎ）のせん断力を加えた。チップ部において割れが発生して、接合部やはんだ部に割れや変形がなかった場合を「○」、チップが動いてずれたり、接合部やはんだ部で割れや変形があった場合を「×」と評価した。
【００４２】
（接合信頼性）
接合部の信頼性については以下のように２つの観点から評価した。即ち、信頼性評価１として、各試料のはんだペーストを用いて上記したダイボンディング性の評価に使用したものと同様のダミーチップが接合されたＣｕ製リードフレームを作製し、これらをトランスファーモールド型モールド機によりエポキシ樹脂(住友ベークライト社製ＥＭＥ−６３００)でモールドした。これらを、８０℃で８０％の恒温恒湿条件下に１０００時間保持した後、樹脂を開封して接合部の観察を行った。この観察の結果、ダミーチップや接合界面に割れの発生が無い場合を「○」、割れや剥離があった場合を「×」と評価した。
【００４３】
更に、信頼性評価２として、上記信頼性評価１に用いたものと同様のダミーチップが接合されたＣｕ製リードフレームを各試料のはんだペーストを用いて作製した。そして、これらに対して−５０℃までの冷却と１２５℃までの加熱とからなる冷却加熱処理を１サイクルとして４００サイクル繰り返した後、樹脂を開封して接合部の観察を行った。この観察の結果、ダミーチップや接合界面に割れの発生が無い場合を「○」、割れや剥離があった場合を「×」と評価した。上記ダイボンディング性、高温はんだの使用適性、及び接合信頼性の評価結果を下記の表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
上記表３の結果から明らかなように、本発明による試料１〜６のはんだペーストは、高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性、及び接合信頼性を有している。一方、比較例である試料７〜１０のはんだペーストは、各評価全てにおいて不十分な結果となっている。
【００４６】
[実施例２]
表面にＡｇ、Ａｕ、Ｃｕ、又はＮｉの皮膜を形成したＡｌ粉を用いた以外は実施例１と同様にして試料１１〜１８のはんだペーストを作製した。皮膜形成のための被膜処理法には、無電解メッキ法を用いた。これら試料１１〜１８のはんだペーストに使用したＺｎ合金鋳塊の組成を下記表４に、Ａｌ粉の平均粒径、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉との混合割合、皮膜の材料及び厚みを下記表５に示す。尚、皮膜の厚みは、Ａｌ粉を樹脂に埋め込み、研磨機を用い粗い研磨紙から順に細かいものを用いて研磨し、最後にバフ研磨を行い、その後、ＥＰＭＡ（装置名：ＳＨＩＭＡＤＺＵ ＥＰＭＡ−１６００）を用いてライン分析を行い測定した。
【００４７】
【表４】
【００４８】
【表５】
【００４９】
これら試料１１〜１８のはんだペーストを、実施例１と同様の評価方法により評価した。その評価結果を下記の表６に示す。
【００５０】
【表６】
【００５１】
この表６の結果から明らかなように、本発明による試料１１〜１８のはんだペーストは、全て高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性そして接合信頼性を有している。
【００５２】
[実施例３]
表面にＡｇ皮膜が形成されたＡｌ粉を用い、Ｚｎ合金はんだ粉にＡｌに加えてＧｅ及び／又はＭｇを含有させた３元又は４元合金を用いた以外は実施例１と同様にして試料１９〜２９のはんだペーストを作製した。尚、金属原料として使用したＭｇは９９.９％以上、Ｇｅは９９.９５％以上の純度のものを使用した。これら試料１９〜２９のはんだペーストに使用したＺｎ合金鋳塊の組成を下記表７に、Ａｌ粉の平均粒径、Ａｌ粉とＺｎ合金はんだ粉との混合割合、皮膜の種類及び厚みを下記表８に示す。
【００５３】
【表７】
【００５４】
【表８】
【００５５】
これら試料１９〜２９のはんだペーストを、実施例１と同様の評価方法により評価した。その評価結果を下記の表９に示す。
【００５６】
【表９】
【００５７】
この表９の結果から明らかなように、本発明による試料１９〜２５のはんだペーストは、高温はんだとして良好なダイボンディング性、使用適性そして接合信頼性を有している。一方、比較例である試料２６〜２９のはんだペーストは、各評価全てにおいて不十分な結果となっている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分としＡｌを第２元素とする２元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【請求項２】
前記Ｚｎ合金はんだ粉は、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１に記載の高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【請求項３】
平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金のＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【請求項１】
平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ｚｎを主成分としＡｌを第２元素とする２元合金からなるＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【請求項２】
前記Ｚｎ合金はんだ粉は、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなることを特徴とする、請求項１に記載の高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【請求項３】
平均粒径１μｍ以上１００μｍ以下のＡｌ粉に対して被覆処理を施さないか、あるいはその少なくとも一部に対してＡｕ、Ａｇ、Ｎｉ、及びＣｕからなる群の１種以上を用いて厚み１μｍ以下の皮膜を形成する被覆処理を施すことによって得た金属粉と、Ａｌを０.５質量％以上９質量％以下含有し、Ｇｅを０.０１質量％以上９質量％以下及び／又はＭｇを０.０１質量％以上０.５質量％以下含有し、残部がＺｎ及び不可避不純物からなる３元又は４元合金のＺｎ合金はんだ粉と、フラックスとを有する高温Ｐｂフリーはんだペーストであって、金属粉とＺｎ合金はんだ粉との合計を１００質量％としたとき、金属粉が３質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする高温Ｐｂフリーはんだペースト。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２５１３３２（Ｐ２０１１−２５１３３２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８５２８（Ｐ２０１０−１２８５２８）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００１８３３０３）住友金属鉱山株式会社 (2,015)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]