JP2018023987A

JP2018023987A - 接合方法

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Publication number: JP2018023987A
Application number: JP2016156609A
Authority: JP
Inventors: 西村　哲郎; Tetsuro Nishimura; 哲郎西村; 貴利西村; Takatoshi Nishimura; 徹哉赤岩; Tetsuya Akaiwa; 将一末永; Masakazu Suenaga
Original assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Current assignee: Nihon Superior Sha Co Ltd
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2018-02-15
Anticipated expiration: 2036-08-09
Also published as: JP6755546B2

Abstract

【課題】Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体との接合を行う接合方法を提供する。【解決手段】Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて、銅基板又は銅メッキ基板にはんだ付けを行う場合、前記鉛フリーはんだ合金にＢｉを添加することによって、接合部においてＣｕ3Ｓｎ層が生成されることを抑制する。【選択図】図５

Description

本発明は、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体との接合を行う接合方法に関する。

近年、環境への意識が高まり、鉛を含まない所謂「鉛フリーはんだ合金」が使用されるようになってきた。斯かる鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎを主成分とするはんだ合金である。一般に使用されている鉛フリーはんだ合金の代表例としては、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのようなＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金がある。

更に、特許文献１にはＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金に微量のＢｉと微量のＮｉとを組み合わせて添加することによって錫ペスト現象の防止及び耐衝撃性の改善という効果を奏することが開示されている。

国際公開第２００９／１３１１１４号

一方、上述したようなＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて銅基板にはんだ付けを行う場合は、接合部分にＣｕ₃Ｓｎの金属間化合物層が生成される。斯かるＣｕ₃Ｓｎ層は高温でのＣｕの拡散によって生成される。しかし、該Ｃｕ₃Ｓｎ層はもろくて接合部分の接合強度を下げるのでＣｕ₃Ｓｎ層の生成は望ましくない。

換言すれば、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を使用するにあたっては、斯かる接合部分が高温環境におかれる場合におけるＣｕ₃Ｓｎ層の生成及びＣｕ₃Ｓｎ層に起因する接合強度低下が懸念されるので、これに備え、Ｃｕ₃Ｓｎ層の生成を抑制する工夫が必要である。

しかしながら、特許文献１においては、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金に微量のＢｉと微量のＮｉとを添加することによって錫ペスト現象を防止し、かつ耐衝撃性を改善しているものの、高温環境におけるＣｕ₃Ｓｎ層の生成については考慮されておらず、Ｃｕ₃Ｓｎ層の生成に起因する接合強度の低下を解決できない。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて銅基板又は銅メッキ基板にはんだ付けを行う場合、斯かる接合部におけるＣｕ₃Ｓｎ層の生成を抑制することによって、接合強度の低下を防止することにある。

本発明に係る接合方法は、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体との接合を行う接合方法において、Ｂｉが添加された鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体にはんだ付けを行い、Ｃｕ₃Ｓｎの生成が抑制された接合部を得ることを特徴とする。

本発明に係る接合方法は、Ｂｉの添加量は０．１〜５８重量％であることを特徴とする。

本発明に係る接合方法は、前記鉛フリーはんだ合金は、Ｎｉ及びＧｅを更に含むことを特徴とする。

本発明に係る接合方法は、前記鉛フリーはんだ合金は、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｕ，Ｓｉのうち何れかを更に含むことを特徴とする。

本発明に係る接合方法は、前記接合部は１５０℃にて１２０時間のエージング前後におけるシェアテストでのせん断負荷応力が維持されることを特徴とする。

本発明によれば、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて銅基板又は銅メッキ基板にはんだ付けを行う場合、斯かる接合部におけるＣｕ₃Ｓｎ層の生成を抑制でき、Ｃｕ₃Ｓｎ層の生成による接合強度の低下を防止できる。

シェアテストを模式的に説明する模式図である。表１に記載のシェアテストの結果を図示したグラフである。Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを用いた試料の接合部の微細構造のＳＥＭ写真である。Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉを用いた試料の接合部の微細構造のＳＥＭ写真である。Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉを用いた試料の接合部の微細構造のＳＥＭ写真である。表２に記載の厚み測定の結果、及び、斯かる測定値に対する平均値を図示したグラフである。

以下に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳述する。

本発明の実施の形態（以下、本実施例と言う。）に係る接合方法及び該接合方法によって形成された接合部の接合強度について説明する。まず、銅メッキ処理された基板（被接合体）に、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金のはんだ付けを行った。すなわち、斯かる基板に球形のはんだボールを接合させ、前記はんだボールの接合強度を測定した。

より詳しくは、本実施例に係る接合方法に用いられる前記Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金は、０．７重量％のＣｕと、０．０５重量％のＮｉと、０．００６重量％のＧｅとを含み、残部がＳｎである。また、斯かるＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金にはＢｉが更に添加されている。ここでＢｉの添加量は０．１〜５８重量％である。

以下においては、説明の便宜上、Ｂｉが１，１．５，２，３重量％添加された場合を例に挙げて説明する。更に、以下においては、説明の便宜上、１重量％のＢｉが添加された鉛フリーはんだ合金を「Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１Ｂｉ」と言い、１．５重量％のＢｉが添加された鉛フリーはんだ合金を「Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ」と言い、２重量％のＢｉが添加された鉛フリーはんだ合金を「Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２Ｂｉ」と言い、３重量％のＢｉが添加された鉛フリーはんだ合金を「Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋３Ｂｉ」と言う。

一方、本実施例に対する比較例としては、Ｎｉが添加されていないＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いた。詳しくは、０．５重量％のＣｕ及び３重量％のＡｇが含まれ、残部がＳｎである、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金（以下、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕと言う。）と、０．７重量％のＣｕ及び０．０５重量％のＮｉが含まれ、残部がＳｎである、Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金（以下、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉという。）とが比較例として用いられた。特に、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉにおいては、０．００６重量％のＧｅが更に添加されている。

本実施例に係る接合方法においては、上述したように、Ｂｉが添加されたＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて銅メッキ処理された基板にはんだ付けを行う。詳しくは以下のような順序にて行われる。

i.銅メッキの基板においてはんだ付けを行うべき箇所に約０．０１ｇのフラックスを塗布する。
ii. 上述した、本実施例に係るＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金（以下、単に、本実施例の鉛フリーはんだ合金と言う。）を例えば、３００℃で溶解させ、基板とのはんだ付けを行う。

この際、基板上には、本実施例の鉛フリーはんだ合金のはんだボールが形成される。斯かるはんだボールは直径５００μｍである。以後、斯かるはんだボールを室温で冷却する。これによってシェアテスト用の試料が得られる。

なお、同様の方法によって、比較例に係るＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金（以下、単に、比較例の鉛フリーはんだ合金と言う。）のはんだボールが得られる。

以上のように得られた、本実施例の鉛フリーはんだ合金のはんだボール、及び、比較例の鉛フリーはんだ合金のはんだボールが当該基板に夫々接合された試料に対してエージング処理を施した後、シェアテストを実施することにより、斯かる接合部における接合強度を測定した。

前記エージング処理は、該試料を１５０℃に１２０時間放置してエージングを行い、その後、室温にて冷却させた。

このようなエージング処理が施された試料に対して、シェアテストを行った。シェアテストはＤＡＧＥ社製のハイスピードシェア試験機４０００ＨＳを用いて行い、シェア速度は１０ｍｍ／secであった。図１はシェアテストを模式的に説明する模式図である。

まず、はんだボール２が形成された基板１を基板保持台５に固定する。そして直線移動する基板保持台５の動線上にシェアツール３をセットする。基板保持台５の直線移動の際、シェアツール３の下端部が基板１ではなくはんだボール２にのみ当たるようにシェアツール３をセットする。次いで基板保持台５を１０ｍｍ／secの速度で直線移動させると、シェアツール３と斯かる試料のはんだボール２とが衝突し、最終的にははんだボール２が基板１から剥離される。この際、シェアツール３に装着された応力感知器ははんだボール２との衝突から剥離までに、斯かるはんだボール２によってシェアツール３に与えられるせん断負荷応力を検知する。本実施の形態においては、斯かるせん断負荷応力のうち、最大の値（以下、最大応力という。）を斯かる試料の接合強度として測定した。

本実施例及び比較例に係る試料に対してシェアテストを行った結果を表１に示す。
詳しくは、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕと、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉと、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１Ｂｉと、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉと、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２Ｂｉと、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋３Ｂｉとの夫々に対して、シェアテスト用の試料を１１個ずつ用意し、シェアテストを行った。その結果を表１に示す。表１においてはシェアテストの結果値は昇順に示している。

図２は、表１に記載のシェアテストの結果を図示したグラフである。図２において、白い四角はエージング処理前における最大応力を示し、黒い（ハッチング）四角はエージング処理後における最大応力を示す。

表１及び図２から分かるように、比較例であるＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ及びＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉを用いた試料においては、エージング処理前に比べてエージング処理後における最大応力が大きく低下していることが見て取れる。

これに対して、本実施例であるＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋３Ｂｉにおいては、エージング処理前に比べてエージング処理後においても最大応力の低下が見られず、維持されている。

本実施例であるＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２Ｂｉ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋３Ｂｉの最大応力の平均値に対してｔ検定を求め、その結果（ｔ、Ｐ値、両側ｔ境界値）を表１に示している。斯かるｔ検定の結果から、エージング処理の前後においては、５％有意水準において有意差がないことが分かる。

すなわち、Ｂｉが添加された鉛フリーはんだ合金を用いた本実施例に係る試料においては、エージング処理の前後を通じて同じ最大応力が得られており、最大応力が低下していない。このような結果から、Ｂｉの添加が最大応力の維持に何らかの影響を与えていると予測された。

これを確認するために、本実施例及び比較例に係る試料における接合部４の微細構造を観察した。図３〜図５は本実施例及び比較例に係る試料における接合部４の微細構造を示す写真である。なお、図３〜図５は、本実施例及び比較例に係る試料を１５０℃にて１６８時間エージング処理した後における、接合部４での微細構造である。

より詳しくは、図３はＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕを用いた試料（以下、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ試料という。）の接合部４の微細構造のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）写真であり、図４はＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉを用いた試料（以下、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ試料という。）の接合部４の微細構造のＳＥＭ写真であり、図５はＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉを用いた試料（以下、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料という。）の接合部４の微細構造のＳＥＭ写真である。

図３Ａ〜図５Ａから分かるように、本実施例及び比較例に係る試料の何れにおいても、はんだボール２及び基板１の接合部４には、Ｃｕ₆Ｓｎ₅及びＣｕ₃Ｓｎの金属間化合物層が存在している。Ｃｕ₆Ｓｎ₅及びＣｕ₃Ｓｎの中、はんだボール２側にはＣｕ₆Ｓｎ₅層が生成されており、基板１側にはＣｕ₃Ｓｎ層が生成されている。

図３Ｂ〜図５Ｂでは、図３Ａ〜図５ＡにおけるＣｕ₃Ｓｎ層を夫々破線で囲んで表示している。図３Ｂ〜図５Ｂから分かるように、比較例であるＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ試料（図３）及びＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ試料（図４）のＣｕ₃Ｓｎ層の厚みに対し、本実施例であるＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料のＣｕ₃Ｓｎ層が薄いことが視認できる。

本実施例及び比較例に係る試料におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みの違いをより明確にするために、図３〜図５における各Ｃｕ₃Ｓｎ層に対する厚みの平均値を求めた。斯かる平均値は、各Ｃｕ₃Ｓｎ層における１５箇所にて厚みの測定を行い、斯かる測定値に対する平均値である。

表２は図３〜図５の各Ｃｕ₃Ｓｎ層における１５箇所にて厚みを測定した結果、及び、斯かる測定値に対する平均値をまとめたものである。

また、図６は表２に記載の厚み測定の結果、及び、斯かる測定値に対する平均値を図示したグラフである。

表２から分かるように、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ試料（比較例）におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みの平均値は０．９６μｍであり、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ試料（比較例）におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みの平均値は０．５７μｍである。これに対し、本実施例であるＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みの平均値は０．４４μｍであり、比較例に比べて薄い。

また、図６においても、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みが、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ試料及びＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ試料におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みより薄いことが確認できる。

更に、表２における平均値の差がいわゆる偶然誤差の範囲内にあるかを調べるために分散の検定（Ｆ検定）を行った。その結果、観測された分散比は５３．７８６５８２５７であり、Ｐ値は２．６１Ｅ‐１２であり、Ｆ境界値は５．１４９１３９であった。

このように、Ｐ値は有意水準０．０１よりも小さく、観測された分散比はＦ境界値より大きいので、表２に記載の平均値の間には、１％有意水準において有意差が認められる。

以上における図３〜図６及び表２の記載から、Ｂｉが添加されたＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料（本実施例）におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みが、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ試料（比較例）及びＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ試料（比較例）におけるＣｕ₃Ｓｎ層の厚みより薄いことは確実である。

このようなことから、本実施例に係るＳｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料において、Ｂｉの添加がＣｕ₃Ｓｎ層の生成を抑制する方向に作用していると考えられる。

一般に、銅（又は銅メッキ）基板にＳｎを含む鉛フリーはんだ合金を用いてはんだ付けを行った場合は、接合部４にＣｕ₆Ｓｎ₅層及びＣｕ₃Ｓｎ層という金属間化合物層が生成される。特に、Ｃｕ₃Ｓｎ層は、高温保持に伴ってＣｕ粒子が拡散してＣｕ₆Ｓｎ₅層と反応することによって生成される。しかし、Ｃｕ₃Ｓｎはその脆性によって接合強度を下げると言われている。

以上のことを鑑みると、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ試料においては、添加されたＢｉがエージング処理中、すなわち高温においてＣｕの拡散を阻止する作用をなしており、これによって、Ｃｕ₃Ｓｎ層の生成が抑制されると考えられる。また、Ｃｕ₃Ｓｎ層の生成が抑制されることによって、エージング処理後のシェアテストにおいてもエージング処理前と同じ程度の最大応力を維持できると考えられる。

以上においては、Ｂｉの添加量が１〜３重量％である場合を例に挙げて説明したが、これに限るものでなく、Ｂｉの添加量が０．１〜５８重量％である場合においても上述した効果を得られる。

また、以上の記載においては、Ｓｎ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｇｅを含むＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金の場合において、Ｂｉの添加量のみを変化したときを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものでない。

例えば、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｇｅの添加量を変化した場合であっても、上述した効果を得られる。また、本実施例に係る前記Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金が、例えば、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｕ，Ｓｉのうち何れかを更に含む組成であっても良い。このような添加物を添加した場合においても、上述した効果を奏することを言うまでもない。

以上に記載した比較例及び本実施例に係るＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金の組成を表３及び表４に表示する。本実施例については、Ｂｉ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｇｅの添加量を変化した場合、及び、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｕ，Ｓｉのうち何れかを更に添加した場合の組成を示す。

本実施例に係るＳｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金の具体的組成を以下に説明する。

Ｂｉの添加量は０．１重量％〜５８重量％で、Ｃｕが０．７重量％、Ｎｉが０．０５重量％、Ｇｅが０．００６重量％（表３中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋０．１Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋１．５Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋３Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋４Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋６Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋８Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋２１Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ＋５８Ｂｉ）であり、残部がＳｎである。

Ｂｉが１．５重量％、Ｎｉが０．０５重量％、Ｇｅが０．００６重量％で、Ｃｕの添加量は０．１〜２．０重量％（表４中、Ｓｎ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｃｕ、Ｓｎ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．２Ｃｕ）であり、残部がＳｎである。

Ｂｉが１．５重量％、Ｃｕが０．７重量％、Ｇｅが０．００６重量％で、Ｎｉの添加量は０．０５〜０．５重量％（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−１．５Ｂｉ＋０．５Ｎｉ）であり、残部がＳｎである。

Ｂｉが１．５重量％、Ｃｕが０．７重量％、Ｎｉが０．０５重量％で、Ｇｅの添加量は０．００６〜０．１重量％（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｇｅ）であり、残部がＳｎである。

Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｕ，Ｓｉのうち何れかを更に添加した場合においては、例えば、Ｂｉが１．５重量％、Ｃｕが０．７重量％、Ｎｉが０．０５重量％、Ｇｅが０．００６重量％である場合に対して斯かる添加が行われたときを表３に示している。

詳しくは、Ａｇの添加量は４．０重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋１Ａｇ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ‐０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋２Ａｇ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋３Ａｇ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋４Ａｇ）、残部がＳｎである。

Ｉｎの添加量は５１．０重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋６Ｉｎ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋５１Ｉｎ）、残部がＳｎである。

Ｓｂの添加量は１０．０重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ‐０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋５Ｓｂ，Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋１０Ｓｂ）、残部がＳｎである。

Ｐの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｐ）、残部がＳｎである。

Ｍｎの添加量は０．１重量％であり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ‐０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｍｎ）、残部がＳｎである。

Ａｕの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ‐０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ａｕ）、残部がＳｎである。

Ｚｎの添加量は０．４重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ‐０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．４Ｚｎ）、残部がＳｎである。

Ｇａの添加量は１．０重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋１Ｇａ）、残部がＳｎである。

Ｓｉの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｓｉ）、残部がＳｎである。

Ｃｏの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｃｏ）、残部がＳｎである。

Ａｌの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ａｌ）、残部がＳｎである。

Ｔｉの添加量は０．１重量％までであり（表４中、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ−１．５Ｂｉ＋０．１Ｔｉ）、残部がＳｎである。

１基板
２はんだボール
４接合部

Claims

Ｓｎ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体との接合を行う接合方法において、
Ｂｉが添加された鉛フリーはんだ合金を用いて被接合体にはんだ付けを行い、
Ｃｕ₃Ｓｎの生成が抑制された接合部を得ることを特徴とする接合方法。
Ｂｉの添加量は０．１〜５８重量％であることを特徴とする請求項１に記載の接合方法。
前記鉛フリーはんだ合金は、Ｎｉ及びＧｅを更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の接合方法。
前記鉛フリーはんだ合金は、Ａｇ，Ｓｂ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｍｎ，Ａｕ，Ｓｉのうち何れかを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の接合方法。
前記接合部は１５０℃にて１２０時間のエージング前後におけるシェアテストでのせん断負荷応力が維持されることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の接合方法。