CN110961831A - 成形软钎料及成形软钎料的制造方法 - Google Patents

成形软钎料及成形软钎料的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供能够抑制空隙的发生，且在钎焊接合时使由液相线温度高的金属组成的金属粉末容易在熔融的软钎料合金中扩散，从而使钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的熔融温度变化的成形软钎料及成形软钎料的制造方法。一种成形软钎料，其特征在于，其为将多种金属粉末的混合体加压成形而形成的成形软钎料，前述多种金属粉末中的至少1种金属粉末由包含多种金属元素的合金组成，所述成形软钎料通过在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度进行加热，从而会产生熔融温度变化。

Description

成形软钎料及成形软钎料的制造方法
技术领域
本发明涉及成形软钎料及成形软钎料的制造方法。
背景技术
作为在形成于电子电路基板上的电子电路上接合电子部件的接合材料，主要使用软钎料合金。
此处，近年来从能源及环境问题的观点出发，用于进行电力的控制及供给的电力用半导体元件、所谓功率半导体受到关注。作为该功率半导体的材料，可列举出例如Si(硅)、SiC(碳化硅)或GaN(氮化镓)等。
作为上述功率半导体，以往广泛使用Si元件。
此处，功率半导体因安装有其的电子产品的使用时产生的焦耳热而放热。但是，以往使用的Si元件的情况下，仅有150℃左右的耐热性，在加热至其以上的温度时，有丧失作为半导体的功能的问题。
因此，Si元件的工作温度保持在150℃以下，作为接合材料的耐热性，具有其以上的熔融温度即可，进行了使用固相线温度为150℃以上且不足300℃的接合材料(软钎料合金等)的接合(芯片焊接)。
但是，如今，功率损失更少、可处理大电流的SiC元件逐渐普及，该SiC元件在300℃以上的高温下也能工作，因此作为SiC元件向DCB基板上接合的接合材料，为了在工作时不熔融而要求固相线温度为300℃以上。
但是，以往使用的接合材料由于其固相线温度不足300℃，因此不适于SiC元件的接合。
作为SiC元件那样的耐热性高的功率半导体的接合中使用的接合材料，例如可列举出如下方法：将包含Ag的金属粉末配置在DCB基板上，将其一边从单方向或双方向加压一边加热而使金属粉末致密化(烧结)。
但是，该方法中，为了使液相线温度高的包含Ag的金属粉末烧结，必须在例如200℃～300℃的高温条件下进行加热及加压。因此，特别是为了将面积大的SiC元件接合到DCB基板上，需要长时间的加热及加压，有妨碍功率半导体的生产率的问题。
于是，作为高效地在DCB基板上安装(接合)SiC元件的方法，广泛应用了使用固相线温度及液相线温度高的成形软钎料的钎焊接合方法。
成形软钎料是指，成形为长方形、正方形及盘状之类的规定形状的软钎料，通过将成形软钎料用DCB基板与SiC元件夹持，并将其加热，从而能在DCB基板上安装SiC元件。
作为将这种成形软钎料成形的方法，例如公开了：在由熔点比软钎料高的材质组成的粉末的各个颗粒表面形成容易与软钎料润湿的金属的膜，将这些颗粒与助焊剂一起捏合，将所得捏合物放入到熔融状软钎料中，使各颗粒分散/扩散后，进行冷却/固化的软钎料用锭的制造方法(专利文献1)；将高熔点金属粒与可热分解的液状助焊剂混合而成的混合物投入到熔融软钎料中，将其冷却，将如此制作的坯进行加工，来制造成形软钎料的方法(参照专利文献2)。
专利文献1及2中公开的软钎料用锭的制造方法及成形软钎料的制造方法涉及通过使固相线温度/液相线温度高的金属粉末分散/扩散在熔融的软钎料合金中，从而使制作的锭或成形软钎料的尤其是固相线温度上升的技术，均在其制造中使用助焊剂。
因此，例如助焊剂中使用易挥发成分的情况下，也在熔融的软钎料合金中残留助焊剂和/或因助焊剂的发挥而产生的气泡，其成为空隙的风险依然存在。
另外，将金属粉末与助焊剂的混合物投入到熔融的软钎料合金的情况下，需要进行加热直至助焊剂成分消失，因此在此期间金属粉末被熔融的软钎料合金浸蚀的风险也依然残留。根据构成金属粉末的金属的种类/性质，被熔融的软钎料合金浸蚀的速度会变化，因此特别是在使用容易在软钎料合金中扩散的由Cu组成的金属粉末的情况下，被熔融的软钎料合金浸蚀，金属粉末变小或消失的风险大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-31486号公报
专利文献2：日本特许第5245410号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的为解决上述问题，其目的在于提供能够抑制空隙的发生，且在钎焊接合时使由液相线温度高的金属组成的金属粉末容易在熔融的软钎料合金中扩散，从而使钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的熔融温度变化的成形软钎料及成形软钎料的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的成形软钎料的特征在于，其是将多种金属粉末的混合体加压成形而形成的，前述多种金属粉末中的至少1种的金属粉末由包含多种金属元素的合金组成，所述成形软钎料通过在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而会产生熔融温度变化。
优选的是，前述多种金属粉末各自的液相线温度相互之间具有50℃以上的温度差。
另外，优选的是，前述包含多种金属元素的合金包含40质量％以上Sn，其固相线温度为250℃以下。
另外，前述多种金属粉末中的1种优选为Cu金属粉末。
另外，前述多种金属粉末的混合体中包含的前述Cu金属粉末的含有比例优选为40质量％以上且80质量％以下。
另外，本发明的成形软钎料优选的是，在该成形软钎料中包含的前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，前述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例(该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末整体之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例)设为X时，加热后的前述成形软钎料中，前述金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为300℃以上。
另外，本发明的成形软钎料优选的是，在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)。
(H2’)/(H1’)≤0.2…(1)
本发明的成形软钎料的制造方法的特征在于，包括：将多种金属粉末混合分散来制作前述多种金属粉末的混合体的工序；将前述多种金属粉末的混合体容纳于加压成形用容器的工序；以及，对容纳有前述多种金属粉末的混合体的前述加压成形用容器进行加压的工序，前述多种金属粉末中的至少1种的金属粉末由包含多种金属元素的合金组成，所述成形软钎料在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而会产生熔融温度变化。
优选的是，前述多种金属粉末各自的液相线温度相互之间具有50℃以上的温度差。
优选的是，前述包含多种金属元素的合金包含40质量％以上Sn，其固相线温度为250℃以下。
前述多种金属粉末中的1种优选为Cu金属粉末。
前述多种金属粉末的混合体中包含的前述Cu金属粉末的含有比例为40质量％以上且80质量％以下。
本发明的成形软钎料的制造方法优选的是，在成形软钎料中包含的前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，前述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例(该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末整体之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例)设为X时，加热后的前述成形软钎料中，前述金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为300℃以上。
本发明的成形软钎料的制造方法优选的是，在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)。
(H2’)/(H1’)≤0.2…(1)
发明的效果
本发明的成形软钎料及成形软钎料的制造方法能够抑制空隙的发生，且在钎焊接合时使由液相线温度高的金属组成的金属粉末容易在熔融的软钎料合金中扩散，从而使钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的熔融温度发生变化。
附图说明
图1为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图2为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以70：30的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图3为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图4为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图5为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图6为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以70：30的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图7为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图8为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图9为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的不同加热温度的DSC图(1)。
图10为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的不同加热温度的DSC图(2)。
图11为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以90：10的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图12为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图13为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以70：30的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图14为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图15为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以90：10的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图16为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以80：20的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图17为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以70：30的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图18为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图19为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末以90：10的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的不同加热温度的DSC图。
图20为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图21为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以20：80的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图22为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图23为将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以20：80的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图24为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图25为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图26为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以40：60的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图27为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以30：70的比例混合而成的成形软钎料的加热前的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图28为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以60：40的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图29为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以50：50的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图30为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以40：60的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图31为将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末以30：70的比例混合而成的成形软钎料的加热后的通过差示扫描量热测定得到的DSC图。
图32为表示使用了由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末的成形软钎料、使用了由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末的成形软钎料、及使用了由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末的成形软钎料的回流焊时的温度条件的温度曲线。
图33为表示使用了由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与由Cu组成的金属粉末的成形软钎料的回流焊时的温度条件的温度曲线。
具体实施方式
以下，对于本发明的成形软钎料及成形软钎料的制造方法的一实施方式，详细进行说明。
需要说明的是，本发明当然不限定于该实施方式。
<多种金属粉末>
本发明的成形软钎料的制造中使用的多种金属粉末优选的是，其中至少1种由包含多种金属元素的合金组成。
作为构成这种合金的合金元素，可列举出例如Sn、Ag、Cu、Bi、Zn、In、Ga、Sb、Au、Pd、Ge、Ni、Cr、Al、P及In等，可以使用组合这些合金元素而成的合金。
其中，优选使用包含Sn的合金、特别是包含40质量％以上Sn的合金。需要说明的是，Sn的含量更优选为42质量％以上且97质量％以下。
另外，作为前述合金，优选使用其固相线温度为250℃以下的合金。
本实施方式的成形软钎料如后述那样通过加压而成形。即，由于在成形时不伴有加热，因此钎焊接合前的成形软钎料中，前述多种金属粉末尚未熔融扩散，未发生熔融温度变化。
因此，使用本实施方式的成形软钎料进行钎焊接合时，其中包含的由合金组成的金属粉末在例如峰值温度250℃左右的使用通常的无铅软钎料进行接合时的加热温度下也能充分熔融。因此，本实施方式的成形软钎料即使利用250℃左右的加热，也能够将SiC元件等功率半导体接合到DCB基板上。
前述由合金组成的金属粉末的平均粒径优选为1μm以上且30μm以下。更优选的该平均粒径为2μm以上且25μm以下，特别优选为2μm以上且8μm以下。
另外，优选前述多种金属粉末各自的液相线温度相互之间具有50℃以上的温度差。即，各金属粉末的液相线温度优选与其他金属粉末的液相线温度具有50℃以上的温度差。
使用这种金属粉末进行成形所得到的本实施方式的成形软钎料容易调整钎焊接合时的加热温度。另外，该成形软钎料能够伴随后述钎焊接合时的加热而发生熔融温度变化。
另外，前述多种金属粉末之中，优选其1种为Cu金属粉末。Cu的熔融温度高达1085℃。因此，通过后述钎焊接合时的加热所导致的成形软钎料的熔融温度变化，能够进一步抑制钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的再熔融。
因此，这种成形软钎料可以特别适宜地用于SiC元件那样的功率半导体的接合。
本实施方式中，前述多种金属粉末的混合体中包含的前述Cu金属粉末的含有比例优选为40质量％以上且80质量％以下。更优选的该含有比例为40质量％以上且60质量％以下、特别优选为40质量％以上且50质量％以下。
通过将前述Cu金属粉末的含有比例设为该范围，能够进一步抑制钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的再熔融，并且能够良好地进行DCB基板与功率半导体的接合，而且能提高导热率。
需要说明的是，作为前述多种金属粉末，使用由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末和Cu金属粉末的成形软钎料的情况下，由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末与Cu金属粉末的含有比例优选为由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末：Cu金属粉末＝30：70～60：40。
前述Cu金属粉末的平均粒径优选为1μm以上且30μm以下。更优选的该平均粒径为1μm以上且10μm以下、特别优选为1μm以上且5μm以下。
<成形软钎料的制造(成形)>
本实施方式的成形软钎料可如下制造：将前述多种金属粉末混合分散来制作前述多种金属粉末的混合体，将其容纳于加压成形用容器，将前述金属粉末的混合体和前述加压成形用容器进行加压，从而制造。
作为将前述多种金属粉末混合分散来制作前述多种金属粉末的混合体的方法，可列举出例如使用混合机、搅拌机及筛分机等使前述多种金属粉末混合分散的方法。需要说明的是，只要能够使前述多种金属粉末混合分散，则可以使用任意方法。
另外，理想的是，在制作前述多种金属粉末的混合体前，预先将前述多种金属粉末分别通过筛分机等而去除聚集物等。
作为容纳前述金属粉末的混合体的加压成形用容器，只要是能够用于粉体的加压成形的容器即可，适宜使用例如由铝等组成的粉体保持环。
另外，作为将前述多种金属粉末的混合体和前述加压成形用容器进行加压的方法，只要是能将粉体加压成形(固形化)的方法则任意均可，例如可以使用压块机来进行。需要说明的是，该加压优选在室温、例如20℃～30℃下进行。
另外，上述加压的条件只要是能将前述多种金属粉末的混合体成形(固形化)的条件即可，可以根据构成前述多种金属粉末的金属来适当调整，例如可以在200kN以上的加压条件下进行。
需要说明的是，本实施方式的成形软钎料的厚度可以根据使用的DCB基板、搭载的元件的种类、前述成形软钎料的成形中使用的前述多种金属粉末的种类而适当调整，优选为50μm以上且1000μm以下。
<成形软钎料的熔融温度变化>
本实施方式的成形软钎料(包括通过本实施方式的成形软钎料的制造方法而制造的成形软钎料。以下相同。)在钎焊接合时，在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而能发生熔融温度变化。
即，使用本实施方式的成形软钎料进行钎焊接合时，前述多种金属粉末中的至少具有最低液相线温度的金属粉末可通过加热来熔融。此外，在钎焊接合(加热)时，在熔融的金属中，液相线温度比其更高的金属粉末扩散，从而能在成形软钎料中形成固相线温度比熔融金属高的金属间化合物。此外，通过该金属间化合物的形成，能发生(钎焊接合后的)成形软钎料的熔融温度变化。
此处，本说明书中“熔融温度的变化(熔融温度变化)”是指，在基于JIS标准Z3198-1“熔融温度范围测定方法”中规定的条件测定得到的成形软钎料的固相线温度及液相线温度下，显示以下的状态。
即，是指：在本实施方式的成形软钎料中包含的前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的、该成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，前述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例(该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例)设为X时，在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下加热后的前述成形软钎料中，前述多种金属粉末中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为前述温度(T)以上。
本实施方式的成形软钎料如上所述在加压成形时不伴有加热，因此钎焊接合前的成形软钎料中，前述多种金属粉末尚未熔融扩散，未发生熔融温度变化。
因此，使用本实施方式的成形软钎料进行钎焊接合时，其中包含的由合金组成的金属粉末在例如峰值温度250℃左右的使用通常的无铅软钎料进行钎焊接合时的加热温度下也能充分熔融。因此，本实施方式的成形软钎料即使利用250℃左右的加热，也能够将SiC元件等功率半导体接合到DCB基板上。
进而，本实施方式的成形软钎料如上所述通过钎焊接合时的加热而能发生熔融温度变化。因此，变得在上述钎焊接合时的加热温度下难以再熔融，能够提供可靠性高的钎焊接合部。
另外，本实施方式的成形软钎料优选的是，在钎焊接合时在前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)成为以下的关系。
(H2’)/(H1’)≤0.5
另外，(H1’)与(H2’)更优选满足以下的式(1)。
(H2’)/(H1’)≤0.2…(1)
关于上述成形软钎料的差示扫描量热测定，可基于JIS标准Z3198-1“熔融温度范围测定方法”中规定的条件来测定。
这种成形软钎料变得在上述钎焊接合时的加热温度(最低的液相线温度以上的温度)下更加难以再熔融，因此能够提供可靠性更高的钎焊接合部。
<使用成形软钎料的钎焊接合>
使用本实施方式的成形软钎料的钎焊接合方法的一例如下所示。
首先，准备Si元件、SiC元件等半导体元件，在DCB基板上涂布助焊剂，载置本实施方式的成形软钎料。接着，在该成形软钎料的表面(不与DCB基板接触的面)进一步涂布助焊剂，在其上载置Si元件、SiC元件等，将其在该成形软钎料的成形中使用的前述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而在前述DCB基板上钎焊接合Si元件、SiC元件。
需要说明的是，也可以预先在本实施方式的成形软钎料的双面涂布有助焊剂。
上述钎焊接合时的加热温度可根据DCB基板、搭载的元件的种类、前述成形软钎料的成形中使用的前述多种金属粉末的种类而适当调整，优选为150℃以上。
如上所述，前述成形软钎料在加压成形时不伴有加热，因此钎焊接合前的成形软钎料中，前述多种金属粉末尚未熔融扩散，未发生熔融温度变化。
因此，使用该成形软钎料进行钎焊接合时，其中包含的由合金组成的金属粉末在例如峰值温度250℃左右的使用通常的无铅软钎料的接合时的加热温度下也能充分熔融，因此即使利用250℃左右的加热也能够将功率半导体钎焊接合到DCB基板上。
进而，如上所述，前述成形软钎料通过钎焊接合时的加热而能发生熔融温度变化。因此，变得在上述钎焊接合时的加热温度下难以再熔融，能提供可靠性高的钎焊接合部。
需要说明的是，作为上述钎焊接合方法中使用的助焊剂，可列举出例如包含基础树脂、溶剂、活性剂及触变剂的助焊剂。这些成分的种类、配混量等可适当调整。
另外，本实施方式的成形软钎料例如也能通过使用还原性气氛的甲酸回流焊等来进行钎焊接合。
为了说明可使用由各种金属组成的粉末作为前述多种金属粉末、及即使改变各金属粉末的含有比例也能产生效果，以下将本实施方式的成形软钎料的一例说明如下。
(1)Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金和Sn-50In软钎料合金
将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)与由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末(b)分别以成为如下比例的方式加入到筛分机中进行混合分散，得到金属粉末的混合体。
例1)金属粉末(a)：金属粉末(b)＝80：20
例2)金属粉末(a)：金属粉末(b)＝70：30
例3)金属粉末(a)：金属粉末(b)＝60：40
例4)金属粉末(a)：金属粉末(b)＝50：50
接着，在压块机的加压板(下板)上放置铝环(厚度：1mm、外径：34mm、内径：26mm)，将各混合体填充于铝环。接着，在各铝环上放置加压板(上板)，将其以载重约330kN进行加压，制作各成形软钎料。需要说明的是，制作的各成形软钎料的厚度如下所示。
例1)730μm
例2)700μm
例3)680μm
例4)670μm
对于例1)～例4)的成形软钎料，以以下的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图1～图4。
如图1～图4所示，例1)～例4)的成形软钎料均在118℃附近和217℃附近分别显示出吸热峰。
·差示扫描量热测定装置
产品名：MDSC Q-2000、TA Instruments公司制
升温速度：2℃/分钟
气氛：N2 50ml/分钟
测定范围：100℃～230℃
接着，对于例1)～例4)的各成形软钎料，使用回流焊装置、以图32所示的温度曲线条件、在240℃5分钟、氧浓度100ppm的条件下加热，对于加热后的各成形软钎料，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图5～图8。
另外，对于例1)的成形软钎料，除了将峰值温度设为150℃、180℃、190℃、200℃的各加热条件之外，以与图32所示的曲线条件相同的条件在5分钟、氧浓度100ppm的条件下加热后，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图9及图10。
例1)～例4)的各成形软钎料使用由液相线温度为219℃的Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)与由液相线温度为120℃的Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末(b)来成形。
此外，这些成形软钎料由于在加压成形时不进行加热，因此金属粉末(a)及(b)均未熔融扩散，未发生熔融温度变化。因此，这些成形软钎料在120℃以上的加热温度下时，至少金属粉末(b)能充分熔融。
进而，如图1～图8所示那样，例1)～例4)的各成形软钎料通过金属粉末(a)及(b)之中最低的液相线温度、即金属粉末(b)的液相线温度(120℃)以上的加热，从而发生了熔融温度变化。
即，关于例1)～例4)的各成形软钎料，金属粉末(a)在通过加热而熔融的金属粉末(b)中扩散，在各成形软钎料中生成固相线温度比Sn-50In软钎料合金高的金属间化合物。此外，由此，加热后的各成形软钎料能发生熔融温度变化。
特别是关于例1)的成形软钎料，可知在加热前产生的位于Sn-50In软钎料合金的固相线温度(118℃)与液相线温度之间的吸热峰几乎消失。
如此，例1)～例4)的各成形软钎料、特别是例1)及例2)的成形软钎料变得在Sn-50In的固相线温度即118℃下难以再熔融，能提供可靠性高的钎焊接合部。
另外，例1)～例4)的各成形软钎料中，将加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度设为(T)、将该温度(T)下的热流(H1)的绝对值设为(H1’)、且将加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值设为(H2’)的情况下，例1)～例4)的各成形软钎料的(H2’)/(H1’)的数值如下所示。需要说明的是，(T)、(H1’)、(H2’)及(H2’)/(H1’)的数值均将小数点后第4位四舍五入。
需要说明的是，作为例示，图1中示出温度(T)及热流(H1)的位置，图5中示出温度(T)及热流(H2)的位置。
例1)0.005/0.228＝0.022…118.949℃(T)
例2)0.004/0.323＝0.012…118.886℃(T)
例3)0.001/0.386＝0.003…118.888℃(T)
例4)0.007/0.374＝0.019…118.886℃(T)
(2)Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金和Sn-58Bi软钎料合金
将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)与由Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末(c)分别以成为如下比例的方式加入到筛分机中进行混合分散，得到金属粉末的混合体。
例5)金属粉末(a)：金属粉末(c)＝90：10
例6)金属粉末(a)：金属粉末(c)＝80：20
例7)金属粉末(a)：金属粉末(c)＝70：30
例8)金属粉末(a)：金属粉末(c)＝60：40
接着，以与上述(1)同样的条件制作各成形软钎料。需要说明的是，制作的各成形软钎料的厚度如下所示。
例5)800μm
例6)800μm
例7)800μm
例8)800μm
对于例5)～例8)的各成形软钎料，以与上述(1)同样的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图11～图14。
如图11～图14所示，例5)～例8)的成形软钎料均在138℃和217℃附近分别显示出吸热峰。
接着，对于例5)～例8)的各成形软钎料，以图32所示的温度曲线条件、使用回流焊装置、在240℃5分钟、氧浓度100ppm的条件下加热，对于加热后的各成形软钎料，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图15～图18。
另外，对于例5)的成形软钎料，除了采用150℃、190℃的各加热条件之外，以与图32所示的曲线条件相同的条件、在5分钟、氧浓度100ppm的条件下加热后，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图19。
例5)～例8)的各成形软钎料使用由液相线温度为219℃的Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)和由共晶温度(熔融温度)为138℃的Sn-58Bi软钎料合金组成的金属粉末(c)来成形。
此外，这些成形软钎料在加压成形时未进行加热，因此金属粉末(a)及(c)均未熔融扩散，未发生熔融温度变化。因此，这些成形软钎料在138℃以上的加热温度下时，至少金属粉末(c)能充分熔融。
进而，如图11～图18所示那样，例5)～例8)的各成形软钎料通过金属粉末(a)及(c)之中最低的液相线温度、即金属粉末(c)的液相线温度(138℃)以上的加热而发生了熔融温度变化。
即，例5)～例8)的各成形软钎料中，金属粉末(a)在通过加热而熔融的金属粉末(c)中扩散，在各成形软钎料中生成固相线温度比Sn-58Bi软钎料合金高的金属间化合物。此外，由此，加热后的各成形软钎料能发生熔融温度变化。
特别是关于例5)及例6)的各成形软钎料，可知位于Sn-58Bi软钎料合金的共晶温度(熔融温度)即138℃附近的吸热峰几乎消失。
如此，例5)～例8)的各成形软钎料、特别是例5)及例6)的各成形软钎料变得在Sn-58Bi软钎料合金的共晶温度(熔融温度)即138℃下难以再熔融，能提供可靠性高的钎焊接合部。
另外，例5)～例8)的各成形软钎料中，将加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度设为(T)、将该温度(T)下的热流(H1)的绝对值设为(H1’)、且将加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值设为(H2’)的情况下，例5)～例8)的各成形软钎料的(H2’)/(H1’)的数值如下所示。需要说明的是，(T)、(H1’)、(H2’)及(H2’)/(H1’)的数值均将小数点后第4位四舍五入。
例5)0.005/0.273＝0.018…139.747℃(T)
例6)0.007/0.348＝0.020…139.810℃(T)
例7)0.002/0.520＝0.004…139.798℃(T)
例8)0.004/0.549＝0.007…139.868℃(T)
(3)Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金和Cu
将由Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)与由Cu组成的金属粉末(d)分别以成为如下比例的方式放入到筛分机中进行混合分散，制作金属粉末的混合体。
例9)金属粉末(a)：金属粉末(d)＝50：50
例10)金属粉末(a)：金属粉末(d)＝20：80
接着，以与上述(1)同样的条件制作各成形软钎料。需要说明的是，制作的各成形软钎料的厚度如下所示。
例9)670μm
例10)750μm
对于例9)及例10)的各成形软钎料，除了将测定范围设为100℃～400℃之外，以与上述(1)同样的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图20及图21。
如图20及图21所示，例9)及例10)的成形软钎料均在217℃附近显示出吸热峰。
需要说明的是，在图20及图21中虽未出现，但预想例9)及例10)的成形软钎料在金属粉末(d)的熔融温度即1085℃下也具有吸热峰。
接着，对于例9)及例10)的各成形软钎料，以图32所示的温度曲线条件、使用回流焊装置、以240℃5分钟、氧浓度100ppm的条件加热，对于加热后的各成形软钎料，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图22及图23。
例9)及例10)的各成形软钎料使用由液相线温度为219℃的Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金组成的金属粉末(a)与由熔融温度为1085℃的Cu组成的金属粉末(d)来成形。
此外，这些成形软钎料在加压成形时未进行加热，因此金属粉末(a)及(d)均未熔融扩散，未发生熔融温度变化。因此，这些成形软钎料在219℃以上的加热温度下时，至少金属粉末(a)能充分熔融。
进而，如图20～图23所示，例9)及例10)的各成形软钎料通过金属粉末(a)及(d)之中最低的液相线温度、即金属粉末(a)的液相线温度(219℃)以上的加热而发生了熔融温度变化。
即，例9)及例10)的各成形软钎料中，金属粉末(d)在通过加热而熔融的金属粉末(a)中扩散，在各成形软钎料中生成固相线温度比Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金高的金属间化合物。此外，由此，加热后的各成形软钎料能发生熔融温度变化。
此外，如图22及图23所示可知，关于加热后的例9)及例10)的各成形软钎料，在加热前产生的、Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金的固相线温度(217℃)附近的吸热峰几乎消失。需要说明的是，图20中，对于在219℃以后产生的放热峰，推测是CuSn化合物的生成热。
如此，例9)及例10)的各成形软钎料变得在Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金的固相线温度即217℃下难以再熔融，能提供可靠性高的钎焊接合部。
另外，例9)及例10)的各成形软钎料中，将加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度设为(T)、将该温度(T)下的热流(H1)的绝对值设为(H1’)、且将加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值设为(H2’)的情况下，例9)及例10)的各成形软钎料的(H2’)/(H1’)的数值如下所示。需要说明的是，(T)、(H1’)、(H2’)及(H2’)/(H1’)的数值均将小数点后第4位四舍五入。
需要说明的是，特别是例10)中，由于受到CuSn化合物的生成热的影响，因此如图21中也示出那样，加热前的差示扫描量热测定中的热流的值在宽范围中为0以上。
但是，由图21也可知那样，例10)的加热前的差示扫描量热测定中在Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金的固相线温度(217℃)附近具有吸热峰，因此将其作为第一个吸热峰，将显示该吸热峰的温度设为(T)，将该温度(T)下的热流设为(H1)，将热流(H1)的绝对值设为(H1’)，且将加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流设为(H2)，将热流(H2)的绝对值设为(H2’)。
例9)0.012/0.668＝0.018…217.512℃(T)
例10)0.006/0.019＝0.316…216.771℃(T)
(4)Sn-50In软钎料合金和Cu
将由Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末(b)与由Cu组成的金属粉末(d)分别以成为如下比例的方式放入到筛分机中进行混合分散，制作金属粉末的混合体。
例11)金属粉末(b)：金属粉末(d)＝60：40
例12)金属粉末(b)：金属粉末(d)＝50：50
例13)金属粉末(b)：金属粉末(d)＝40：60
例14)金属粉末(b)：金属粉末(d)＝30：70
接着，以与上述(1)同样的条件制作各成形软钎料。需要说明的是，制作的各成形软钎料的厚度为200μm。
对于例11)～例14)的各成形软钎料，以与上述(3)同样的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图24～图27。
如图24～图27所示，例11)～例14)的成形软钎料均在118℃附近显示出吸热峰。
需要说明的是，在图24～图27中虽未出现，但预想例11)～例14)的成形软钎料在金属粉末(d)的熔融温度即1085℃下也具有吸热峰。
接着，对于例11)～例14)的各成形软钎料，使用回流焊装置、以图33所示的温度曲线条件(140℃2分钟-200℃2分钟-250℃2分钟)、在氧浓度100ppm的条件下加热，对于加热后的各成形软钎料，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。将其结果示于图28～图31。
例11)～例14)的各成形软钎料使用由液相线温度为120℃的Sn-50In软钎料合金组成的金属粉末(b)与由熔融温度为1085℃的Cu组成的金属粉末(d)来成形。
此外，这些成形软钎料在加压成形时未进行加热，因此金属粉末(b)及(d)均未熔融扩散，未发生熔融温度变化。因此，这些成形软钎料在120℃以上的加热温度下时，至少金属粉末(b)能充分熔融。
进而，如图24～图31所示，例11)～例14)的各成形软钎料通过金属粉末(b)及(d)之中最低的液相线温度、即金属粉末(b)的液相线温度(120℃)以上的加热而发生了熔融温度变化。
即，例11)～例14)的各成形软钎料中，金属粉末(d)在通过加热而熔融的金属粉末(b)中扩散，在各成形软钎料中生成固相线温度比Sn-50In软钎料合金高的金属间化合物。此外，由此，加热后的各成形软钎料能发生熔融温度变化。
此外，如图28～图31所示可知，关于加热后的例11)～例14)的各成形软钎料，在加热前产生的位于Sn-50In软钎料合金的固相线温度(118℃)与液相线温度之间的吸热峰几乎消失。需要说明的是，图28～图31中，对于在120℃以后产生的平缓的放热峰，推测是CuSn化合物的生成热。
如此，例11)～例14)的各成形软钎料变得在Sn-50In软钎料合金的固相线温度即118℃下难以再熔融，能提供可靠性高的钎焊接合部。
另外，例11)～例14)的各成形软钎料中，将加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度设为(T)、将该温度(T)下的热流(H1)的绝对值设为(H1’)、且将加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的前述温度(T)的热流(H2)的绝对值设为(H2’)的情况下，例11)～例14)的各成形软钎料的(H2’)/(H1’)的数值如下所示。需要说明的是，(T)、(H1’)、(H2’)及(H2’)/(H1’)的数值均将小数点后第4位四舍五入。
例11)0.011/0.589＝0.019…118.249℃(T)
例12)0.002/0.385＝0.005…118.319℃(T)
例13)0.010/0.492＝0.020…118.001℃(T)
例14)0.002/0.366＝0.005…118.002℃(T)
将上述例1)～例14)的结果一并示于以下的表1及表2。需要说明的是，表1及表2所述的数值中，关于各金属粉末的含量的单位除非另有特别说明，否则为质量％。
【表1】
Figure BDA0002201092760000261
【表2】
Figure BDA0002201092760000271
实施例
以下，举出实施例及比较例来详细说明本发明。需要说明的是，本发明不限定于这些实施例。
以表3所示的组成及比例、将由各金属组成的金属粉末在以下的条件下加压，制作实施例1～5的成形软钎料。
由各金属组成的金属粉末的混合分散(混合体的制作)使用超声波筛(不锈钢制、网眼：63μm)。另外，加压使用压块机(产品名：MP-35-02、株式会社岛津制作所制)。
具体而言，在压块机的加压板(下板)上放置铝环(厚度：1mm、外径：34mm、内径：26mm)，将各混合体分别填充到铝环中，在各铝环上放置加压板(上板)，将其以载重约330kN进行加压，从而制作各成形软钎料。需要说明的是，将制作的各成形软钎料的厚度示于表3。
另外，对于比较例1及比较例2，以表3所示的组成及比例使各金属熔融，将其放入规定的模具进行冷却，从而制作各成形软钎料。需要说明的是，对于比较例1，在250℃的温度下进行熔融，对于比较例2，在170℃的温度下进行熔融。
需要说明的是，表3所述的数值中，关于各金属粉末的含量的单位除非另有特别说明，否则为质量％。
【表3】
Figure BDA0002201092760000291
对于实施例1～3的各成形软钎料，以以下的条件进行差示扫描量热测定。
·差示扫描量热测定装置
产品名：MDSC Q-2000、TA Instruments公司制
升温速度：2℃/分钟
气氛：N2 50ml/分钟
测定范围：100℃～300℃
对于实施例1及2，在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属(Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金)的固相线温度与液相线温度之间、即217℃～219℃之间显示出吸热峰。
另外，对于实施例3，在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属(Sn-58Bi软钎料合金)的共晶温度(熔融温度)附近、即138℃附近显示出吸热峰。
另外，对于实施例4及5的各成形软钎料，以以下的条件进行差示扫描量热测定。
·差示扫描量热测定装置
产品名：MDSC Q-2000、TA Instruments公司制
升温速度：2℃/分钟
气氛：N2 50ml/分钟
测定范围：100℃～400℃
实施例4及5均在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属(Sn-50In软钎料合金)的固相线温度与液相线温度之间、即118℃～120℃之间显示出吸热峰。
对于比较例1及2的各成形软钎料，以与实施例1及2相同的条件进行差示扫描量热测定。
对于比较例1，在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属(Sn-3.0Ag-0.5Cu软钎料合金)的固相线温度与液相线温度之间、即217℃～219℃之间未显示出吸热峰。
另外，对于比较例2，在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属(Sn-58Bi软钎料合金)的共晶温度(熔融温度)附近、即138℃附近未显示出吸热峰。
如此，比较例1及2由于通过熔融而将成形软钎料成形，因此在该熔融时已经发生了熔融温度变化。因此，比较例1无法通过219℃的加热来进行钎焊接合，比较例2无法通过138℃的加热来进行钎焊接合，必须进一步提高钎焊接合时的加热温度。
另一方面，实施例1～5在成形软钎料的成形中使用的金属粉末之中液相线温度较低的金属的液相线温度下也能进行钎焊接合，因此钎焊接合时的加热温度的调整变得容易。另外，在以往的钎焊接合时的加热温度下也能充分熔融。
接着，对于实施例1～3的成形软钎料，使用回流焊装置、以图32所示的温度曲线条件、在240℃5分钟、氧浓度100ppm的条件下进行加热，以与上述相同的条件进行差示扫描量热测定。
对于实施例1及2，217℃～219℃之间的吸热峰几乎消失。另外，对于实施例3，138℃附近的吸热峰几乎消失。
另外，对于实施例4及5的成形软钎料，使用回流焊装置、以图33所示的温度曲线条件(140℃2分钟-200℃2分钟-250℃2分钟)、在11分钟、氧浓度100ppm的条件下进行加热，以与上述相同的条件进行了差示扫描量热测定，结果118℃～120℃之间的吸热峰几乎消失。
如此可知，实施例1～5的成形软钎料通过加热而发生了熔融温度变化。此外，这种成形软钎料变得在上述加热时的温度下难以再熔融，因此在钎焊接合后能够提供可靠性高的钎焊接合部。
接着，确认了实施例1～5的成形软钎料的钎焊接合性。
首先，将实施例1～3的成形软钎料分别裁剪为6mm×6mm的尺寸。另外，准备6mm×6mm×0.3mmt的铜板(a)和30mm×30mm×0.3mmt的铜板(b)。
在实施例1～3的成形软钎料的双面较薄地涂布助焊剂(产品名：BF-30、株式会社田村制作所制)，在铜板(b)上载置各成形软钎料。
此外，在各成形软钎料的面之中不与铜板(b)接触的面上载置铜板(a)，将其以图32所示的温度曲线条件、使用高温观察装置(产品名：SK-5000、山阳精工株式会社制)进行5分钟回流焊，制作各试片。需要说明的是，氧浓度设为100ppm。
对于上述各试片，使用扫描电子显微镜确认了铜板(a)及(b)与各成形软钎料的接合的有无，结果各试片的铜板(a)及(b)与各成形软钎料均进行了接合。
另外，将实施例4及5的成形软钎料分别裁剪为10mm×10mm的尺寸，在上述铜板(a)上放置重量2g的砝码，以图33所示的温度曲线条件(140℃2分钟-200℃2分钟-250℃2分钟)进行11分钟回流焊，除此之外以与上述相同的条件制作各试片。需要说明的是，氧浓度设为100ppm。
对于上述各试片，使用扫描电子显微镜确认了铜板(a)及(b)与各成形软钎料的接合的有无，结果各试片的铜板(a)及(b)与各成形软钎料均进行了接合。
如此，实施例1～5的成形软钎料能够在不使用助焊剂的情况下成形，因此能够抑制空隙发生，另外，在成形时不进行加热，因此能够在成形中使用的金属粉末之中液相线温度最低的金属的液相线温度下进行钎焊接合。另外，这些成形软钎料在钎焊接合时容易使由液相线温度高的金属组成的金属粉末在熔融的软钎料合金中扩散，能使钎焊接合后的成形软钎料(钎焊接合部)的熔融温度变化，因此变得在钎焊接合时的加热温度下难以再熔融，能够提供可靠性高的钎焊接合部。

Claims (17)

1.一种成形软钎料，其特征在于，其为将多种金属粉末的混合体加压成形而形成的成形软钎料，
所述多种金属粉末中的至少1种金属粉末由包含多种金属元素的合金组成，
所述成形软钎料通过在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而会产生熔融温度变化。
2.根据权利要求1所述的成形软钎料，其特征在于，所述多种金属粉末各自的液相线温度相互之间具有50℃以上的温度差。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的成形软钎料，其特征在于，所述包含多种金属元素的合金包含40质量％以上Sn，其固相线温度为250℃以下。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的成形软钎料，其特征在于，所述多种金属粉末中的1种为Cu金属粉末。
5.根据权利要求3所述的成形软钎料，其特征在于，所述多种金属粉末中的1种为Cu金属粉末。
6.根据权利要求4所述的成形软钎料，其特征在于，所述多种金属粉末的混合体中包含的所述Cu金属粉末的含有比例为40质量％以上且80质量％以下。
7.根据权利要求5所述的成形软钎料，其特征在于，所述多种金属粉末的混合体中包含的所述Cu金属粉末的含有比例为40质量％以上且80质量％以下。
8.根据权利要求4所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，所述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例、即该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末整体之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例设为X时，加热后的所述成形软钎料中，所述金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为300℃以上。
9.根据权利要求7所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，所述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例、即该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末整体之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例设为X时，加热后的所述成形软钎料中，所述金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为300℃以上。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的所述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)，(H2’)/(H1’)≤0.2 … (1)。
11.根据权利要求7所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的所述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)，
(H2’)/(H1’)≤0.2 … (1)。
12.根据权利要求8所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的所述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)，
(H2’)/(H1’)≤0.2… (1)。
13.根据权利要求9所述的成形软钎料，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的所述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)，
(H2’)/(H1’)≤0.2… (1)。
14.一种成形软钎料的制造方法，其特征在于，包括：
将多种金属粉末混合分散来制作所述多种金属粉末的混合体的工序；
将所述多种金属粉末的混合体容纳于加压成形用容器的工序；以及，
对容纳有所述多种金属粉末的混合体的所述加压成形用容器进行加压的工序，
所述多种金属粉末中的至少1种的金属粉末由包含多种金属元素的合金组成，
所述成形软钎料通过在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热，从而会产生熔融温度变化。
15.根据权利要求14所述的成形软钎料的制造方法，其特征在于，所述多种金属粉末各自的液相线温度相互之间具有50℃以上的温度差，
所述包含多种金属元素的合金包含40质量％以上Sn，其固相线温度为250℃以下，
所述多种金属粉末中的1种为Cu金属粉末，
所述多种金属粉末的混合体中包含的所述Cu金属粉末的含有比例为40质量％以上且80质量％以下。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的成形软钎料的制造方法，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下，所述多种金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末成为熔融状态的比例、即该金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末整体之中成为熔融状态的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的比例设为X时，加热后的所述成形软钎料中，所述金属粉末之中固相线温度最低的金属粉末或包含多种金属元素的合金粉末的熔融状态的比例成为X的温度为300℃以上。
17.根据权利要求14或权利要求15所述的成形软钎料的制造方法，其特征在于，在所述多种金属粉末的液相线温度之中最低的液相线温度以上的温度下进行加热前的成形软钎料的差示扫描量热测定中的显示第一个吸热峰的温度(T)下的热流(H1)的绝对值(H1’)与加热后的成形软钎料的差示扫描量热测定中的所述温度(T)的热流(H2)的绝对值(H2’)满足以下的式(1)，
(H2’)/(H1’)≤0.2… (1)。
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