JP5812090B2 - 電子部品および電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、電子部品および電子部品の製造方法に関する。

従来、半導体装置をはんだ等のバンプを介して実装基板またはパッケージに接合する方法が公知である。従来のパッケージ構造について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、従来のパッケージ構造の半導体装置の要部を示す断面図である。図１１において、ケースおよび外部電極用端子は図示を省略する。図１１に示すように、半導体素子を有する半導体チップ１０１の裏面は、はんだ接合層１０２を介して絶縁基板１０３のおもて面の回路パターン部１０４に接合されている。

絶縁基板１０３の裏面は、例えば銅（Ｃｕ）からなる金属板（以下、Ｃｕ板とする）１０５のおもて面に接合されている。Ｃｕ板１０５の裏面は、はんだ接合層（不図示）を介してベース部材１０６のおもて面に接合されている。半導体チップ１のおもて面に設けられた図示しない電極（以下、おもて面電極とする）は、はんだ接合層１０８を介して金属板１０７に接続され、金属板１０７により回路パターン部１０４と電気的に接続されている。

半導体素子のおもて面電極は、例えば、Ｃｕやアルミニウム（Ａｌ）またはこれらからなる合金からなる。しかし、Ｃｕ電極は、表面酸化によってはんだ濡れ性が低下する。また、Ａｌ電極は、はんだとの濡れ性が悪く、かつはんだを強固に密着させることができない。このため、素子の電極にはんだバンプを接合させるためには、アンダーバンプメタル膜を形成する必要がある。

このアンダーバンプメタル膜は、例えば半導体装置のおもて面電極となる導電部の表面に、無電解Ｎｉ／Ａｕめっき（ＥＮＩＧ）、置換Ｓｎめっき（ＩＳｎ）、置換Ａｇめっき（ＩＡｇ）等のめっきを施すことで形成される。例えば、無電解Ｎｉ／Ａｕめっきは、無電解ニッケル−リン（ＮｉＰ）合金膜と、金（Ａｕ）膜とが順次形成されてなる。このような構成のめっき膜をＣｕやＡｌ等の導電性材料からなる導電部の表面に施すことで、導電部を構成する材料がはんだ中に拡散して消失することを回避する。さらに、ニッケル（Ｎｉ）膜の酸化によってはんだ濡れ性が低下することを防止し、かつはんだ濡れ性を向上する。

上述したようなめっきを施す方法として、被めっき材を金イオンを除去した無電解金めっき液に接触させる工程、および金イオンを含む無電解金めっき液に接触させる工程を連続して行う方法が提案されている（例えば、下記特許文献１参照。）。

また、別の方法として、基板素体の表面に形成された導電部にめっき処理を施し、Ｎｉを主成分とする無電解Ｎｉ皮膜およびＡｕを主成分とする置換Ａｕ皮膜を順次形成し、その後、置換Ａｕ皮膜の付着しているＮｉ化合物を除去する後処理を行う電子部品のめっき方法において、クエン酸、グリシン、酢酸、グルコン酸、グルタミン酸、酒石酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、りんご酸、マロン酸、亜硫酸、アンモニア、およびスルファミン酸の中から選択された特定の錯化剤をＮｉ除去液として使用し、前記後処理は、前記Ｎｉ化合物を前記Ｎｉ除去液と接触させて接触処理を施し、前記Ｎｉ化合物を前記置換Ａｕ皮膜上から除去する方法が提案されている（例えば、下記特許文献２参照。）。

また、別の方法として、次の方法が提案されている。セラミック素体の表面に形成された導電部上に２層構造のＮｉ−Ｐ皮膜が形成され、さらに該Ｎｉ−Ｐ皮膜の表面にＡｕ皮膜が形成されている。そして、Ｎｉ−Ｐ皮膜のうち、第１層は、Ｐ含有率が３重量％以上６重量％以下であり、第２層は、Ｐ含有率が６重量％を超えかつ９重量％以下であって、その厚みは、０．１μｍ以上１．０μｍ以下である（例えば、下記特許文献３参照。）。

また、別の方法として、次の方法が提案されている。前処理工程、自己触媒Ｎｉめっき工程、置換Ａｕめっき工程を経て、セラミック素体の表面に形成されたＣｕ電極上にＮｉ−Ｐ皮膜およびＡｕ皮膜を順次形成する。そして、後処理工程では、Ａｕ皮膜の形成されたセラミック素体を被乾燥物とし、少なくとも１３．３Ｐａ以下に減圧された真空乾燥装置内に被乾燥物を供給し、真空乾燥処理を施し、Ｎｉ−Ｐ皮膜とＡｕ皮膜との界面に残存している水分を除去する。Ａｕ皮膜に代えて、Ｎｉよりもイオン化傾向が小さい金属、具体的には、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、およびＰｔ、またはこれらの合金を使用することができる（例えば、下記特許文献４参照。）。

また、別の方法として、次の方法が提案されている。接続用端子は銅板にＮｉめっきを施しさらにその表面に金めっきを行ったものを使用し、絶縁基板の配線上に半導体素子を搭載した後、平均粒径５ｎｍのＡｕ粒子含有溶液を半導体素子のエミッタ電極（上側）に塗布する。さらに、絶縁基板上に形成した銅配線パターンで表面にＮｉめっき処理を行い、さらに半導体素子のエミッタ電極と端子を介して接続する部分にＡｕめっき処理を行った配線のＡｕめっき部分にＡｕ粒子含有溶液を塗布する。これら半導体素子と絶縁基板上配線に塗布したＡｕ含有溶液を乾燥し金粒子からなる電極部分を形成した後、接続用端子をこの金粒子からなる電極上部に搭載し８０℃程度の熱を６０分間加えることにより半導体素子と配線とを接続する（例えば、下記特許文献５参照。）。

また、別の方法として、次の方法が提案されている。半導体素子のリードフレームへのマウントをする際に、半導体素子およびリードフレームの接合される領域については、Ａｇ、もしくはＡｇ合金によるめっき膜を施し、なおかつ、マウントにおける接合材料としてはナノ粒子を含む導電性接着剤を用いた。導電性接着剤は、エポキシなどの熱硬化性樹脂をベースに、粒径が１〜２０μｍの銀粒子と２０ｎｍ以下の銀粒子とが混合されたものを用いた（例えば、下記特許文献６参照。）。

また、別の方法として、次の方法が提案されている。被接合部材の接合界面に酸素を含む酸化物層を形成する工程と、接合界面に、平均粒径が１ｎｍ以上５０μｍ以下の金属化合物粒子と有機物からなる還元剤とを含む接合用材料を配置する工程と、被接合部材間を加熱、加圧することにより被接合部材を接合する工程とを行う。前記被接合部材の接合面にはあらかじめ接合前に無電解めっきまたは電気めっきにより銅、銀またはニッケルを析出させた後、めっき金属表面を酸化させる処理が施されている（例えば、下記特許文献７参照。）。

また、従来、半導体装置と実装基板との接合、または、半導体装置とパッケージとの接合には、２６０℃程度のリフロー耐性を有し、かつ熱応力的付加が小さい鉛（Ｐｂ）を多く含有するはんだ（以下、高Ｐｂ含有はんだとする）を接合材料として用いていた。しかし、Ｐｂは環境に有害な物質であり、ＲｏＨＳ（ローズ）指令に代表される各国の化学物質規制においてその使用が制限されている。現時点では、例外的に高Ｐｂ含有はんだは使用禁止の対象物質から除外されているものの、鉛を含有しない材料（以下、鉛フリー材料とする）への早期変更が求められている。

高Ｐｂ含有はんだの代替となる鉛フリー材料として、例えば、従来からＺｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ｓｂ系の高温はんだ、および樹脂接着タイプの高導電性銀ペーストが知られており、最近では銀粒子接合材などが提案されている。

下記特許文献７には、はんだに変わる接合方法として、銀ナノ粒子接合材等の有機物で表面が被覆された金属粒子を接合材として用い、無電解めっきまたは電気めっきにより形成された金属表面どうしを接合することで高い耐熱性と信頼性および高放熱性を有する接合を可能にし、これにより、実装プロセス中の接合過程において接合温度の低温化を達成する方法が提案されている。

特許第３４８４３６７号公報 特許第４０９６６７１号公報 特開２００６−１３１９４９号公報 特開２００４−１１５９０２号公報 特開２００５−１３６３７５号公報 特開２００７−１８００５９号公報 特開２００８−２０８４４２号公報

しかしながら、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、次の問題が生じることが新たに判明した。上述した特許文献１〜５に示す技術では、はんだとしてＳｎ−Ａｇ系のＰｂを含有しないはんだ（以下、Ｐｂフリーはんだとする）を使用した場合、はんだは、耐熱性が低く、近年の電子部品の小型化により、部品実装時のリフロー回数の増加やリフロー温度の上昇などの厳しい実装条件に耐えることができない。また、Ｓｎ−Ｓｂ系の高温はんだを使用した場合、はんだ自体が硬いため、冷却工程等でチップが割れやすいという問題がある。

また、上述した特許文献６，７に示す技術では、鉛フリーの接合材として銀ナノ粒子接合材とめっき金属とを接合することで高い接合強度が得られることが提案されているが、銀ナノ粒子接合材とめっき金属との接合強度は、接合面のめっき金属の種類や膜厚、析出粒子の状態に大きく依存するため、強固な接合強度を達成するには十分ではない。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、接合強度が高い電子部品および電子部品の製造方法を提供することを目的とする。また、この発明は、耐熱性が高い電子部品および電子部品の製造方法を提供することを目的とする。また、この発明は、放熱性が高い電子部品および電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる電子部品は、次の特徴を有する。導電部は、半導体素子の表面に設けられている。第１の金属膜は、前記導電部の表面に設けられている。第２の金属膜は、前記第１の金属膜の表面に設けられている。銀粒子を含有する接合層は、前記第２の金属膜の表面に設けられている。前記第２の金属膜の膜厚は、０．０３μｍ以上１．５μｍ未満であることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満の直径を有する粒子で構成されていることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、少なくとも銀または金を主成分とする材料からなることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、電気めっき膜または無電解めっき膜であることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記導電部は、少なくとも銅またはアルミニウムを主成分とする材料からなることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、ニッケルおよびリンを主成分とする材料からなることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、ニッケル−リン、ニッケル−リン−タングステンまたはニッケル−リン−モリブデンからなることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第１の金属膜中のリン含有率は、２．１重量％より大きく９．３重量％未満であることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第１の金属膜の膜厚は、０．８μｍより大きく１０μｍ以下であることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、電気めっき膜または無電解めっき膜であることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品は、上述した発明において、前記接合層は、１５０℃より高く４５０℃未満の温度で加熱されるとともに、無加圧または加圧されて形成された焼結体であることを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる電子部品の製造方法は、次の特徴を有する。まず、半導体ウエハの表面に設けられた導電部の表面に第１の金属膜を形成する工程を行う。次に、前記第１の金属膜の表面に、第２の金属膜を０．０３μｍ以上１．５μｍ未満の膜厚で形成する工程を行う。次に、前記第２の金属膜の表面に、銀粒子を含有する導電性材料を塗布する工程を行う。次に、熱処理によって前記導電性材料を焼結する工程を行う。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満の直径を有する粒子で構成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜よりもイオン化傾向が小さい金属を含む溶液、または前記第１の金属膜の表面に金属析出を促進する物質を含む溶液に、前記第１の金属膜が形成された前記半導体ウエハを浸漬することで形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、無電解めっき処理によって形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、電気めっき処理によって形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第２の金属膜は、少なくとも銀または金を主成分とする材料で形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記導電部は、少なくとも銅またはアルミニウムを主成分とする材料で形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、ニッケルおよびリンを主成分とする材料で形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、ニッケル−リン、ニッケル−リン−タングステンまたはニッケル−リン−モリブデンで形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、２．１重量％より大きく９．３重量％未満のリン含有率で形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、０．８μｍより大きく１０μｍ以下の膜厚で形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記第１の金属膜は、電気めっき処理または無電解めっき処理によって形成されることを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記熱処理において、１５０℃より高く４５０℃未満の温度で加熱することによって、前記導電性材料を焼結することを特徴とする。

また、この発明にかかる電子部品の製造方法は、上述した発明において、前記熱処理において、１５０℃より高く４５０℃未満の温度で加熱しながら加圧することによって、前記導電性材料を焼結することを特徴とする。

上述した発明によれば、半導体チップ上に設けられた導電部に、第１の金属膜および第２の金属膜を積層し、第２の金属膜の表面にＡｇ粒子を含有する接合層を介して金属板を接合することで、はんだ接合層によって第２の金属膜と金属板とを接合する場合に比べて接合強度を高くすることができる。

また、第１の金属膜を形成するための工程において、第２の金属膜との密着性のよい第１の金属膜を形成することができる。このため、第２の金属膜を形成するための工程において、第１の金属膜の表面に、第２の金属膜を構成する粒子を析出しやすくすることができる。これにより、上述した範囲内の膜厚および析出粒子サイズを有する第２の金属膜を形成することができる。また、Ａｇ粒子を含有する接合層との密着性のよい第２の金属膜を形成することができる。したがって、第２の金属膜とＡｇ粒子を含有する接合層との接続強度を、はんだ接合によって接合する場合（図１１参照）に比べて同程度または高くすることができる。

本発明にかかる電子部品および電子部品の製造方法によれば、接合強度が高い電子部品を提供することができるという効果を奏する。また、本発明にかかる電子部品および電子部品の製造方法によれば、耐熱性が高い電子部品を提供することができるという効果を奏する。また、本発明にかかる電子部品および電子部品の製造方法によれば、放熱性が高い電子部品を提供することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる電子部品の要部を示す断面図である。 図２は、パッケージ構造の半導体装置の要部を示す断面図である。 図３は、実施の形態にかかる電子部品の製造方法について示すフローチャートである。 図４は、本発明にかかる電子部品の接合強度について示す図表である。 図５は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜を模式的に示す平面図である。 図６は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜を模式的に示す平面図である。 図７は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜を模式的に示す断面図である。 図８は、図７に示す金属膜の一部を拡大した断面図である。 図９は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜の特性について示す特性図である。 図１０は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜とめっき時間との関係について示す図表である。 図１１は、従来のパッケージ構造の半導体装置の要部を示す断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子部品および電子部品の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる電子部品の要部を示す断面図である。図１に示す電子部品１０において、半導体素子を有する半導体チップ２０と金属板５との接合部について示す。半導体チップ２０のおもて面に設けられた導電部（おもて面電極など）１の表面には、第１の金属膜２が設けられている。第１の金属膜２の表面には、第２の金属膜３が設けられている。第２の金属膜３の表面には、銀（Ａｇ）粒子を含有する接合層４が設けられている。銀粒子を含有する接合層４は、Ａｇ粒子を含有する導電性組成物（導電性材料）の焼結体である。半導体チップ２０は、接合層４を介して金属板５に接合され、図示省略する他の部材と電気的に接続されている。

導電部１は、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金からなるのが好ましい。導電部１として、例えば、Ａｌと、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｎｉ、マグネシウム（Ｍｇ）または亜鉛（Ｚｎ）などとからなるＡｌ合金を用いるのが好ましい。また、導電部１として、例えば、１０００系〜７０００系のＡｌ合金を用いることができる。より具体的には、導電部１として、例えば、スパッタ処理によりＡｌ−Ｓｉ合金やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金を成膜するのが好ましい。導電部１の膜厚は、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。

第１の金属膜２は、第２の金属膜３を形成するためのめっき処理において、第１の金属膜２の表面に第２の金属膜３となる析出粒子を析出させることができる材料であればよく、例えば、Ｎｉ合金めっき膜であってもよい。好ましくは、第１の金属膜２は、例えば、ニッケル−リン（ＮｉＰ）合金めっき膜であるのがよい。具体的には、第１の金属膜２は、ニッケル−リン−タングステン（ＮｉＰＷ）、ニッケル−リン−モリブデン（ＮｉＰＭｏ）などのＮｉＰ合金めっき膜や、ニッケル−ホウ素（ＮｉＢ）などのＮｉ合金めっき膜であってもよい。第１の金属膜２の膜厚は、０．８μｍより大きく１０μｍ以下であるのが好ましい。第１の金属膜２をＮｉＰ合金めっき膜とした場合、ＮｉＰ合めっき金膜中のＰ含有率は、２．１重量％より大きく９．３重量％未満であるのが好ましい。これにより、第１の金属膜２の表面に、第２の金属膜３を構成する析出粒子が後述する寸法で析出されやすくなる。

第２の金属膜３は、めっき処理によって第１の金属膜２の表面に析出された析出粒子で構成されている。第２の金属膜３は、電気めっき処理によって形成された金属膜であってもよいし、無電解めっき処理によって形成された金属膜であってもよい。また、第２の金属膜３は、無電解めっき処理によって形成された金属膜である場合、例えば、第１の金属膜２よりもイオン化傾向が小さい金属を含むめっき浴（置換めっき浴）、または第１の金属膜２の表面に金属析出を促進する物質を含むめっき浴（還元めっき浴）中の金属が析出してなる粒子で構成されていてもよい。

第２の金属膜３は、例えば、Ａｇめっき膜やＡｕめっき膜であってもよい。第２の金属膜３の膜厚は、０．０３μｍ以上１．５μｍ未満であるのが好ましい。第２の金属膜３を形成するためのめっき処理で析出され当該第２の金属膜３を構成する析出粒子の直径（粒子径、以下、析出粒子サイズとする）は、１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満であるのが好ましい。第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズを上記寸法とすることにより、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度を高くすることができる。具体的には、第２の金属膜３は、析出粒子サイズに比例した膜厚となる。例えば、第２の金属膜３を形成するためのめっき処理を５分間行った場合、析出粒子サイズ０．０７μｍの析出粒子が析出し、膜厚０．１μｍの第２の金属膜３が形成される。Ａｇ粒子を含有する接合層４の詳細な条件については後述する。

次に、図１に示す電子部品１０を用いて作製されたパッケージ構造の半導体装置について説明する。図２は、パッケージ構造の半導体装置の要部を示す断面図である。半導体チップ２０の表面には、図示しないおもて面電極（図１に示す導電部１）が設けられている。このおもて面電極には、おもて面電極と金属板５との接合強度を強固にするために、例えば無電解めっき法により第１の金属膜２および第２の金属膜３が成膜されている（図１参照）。

金属板５の最表面には、Ａｕ膜またはＡｇ膜が成膜されている。金属板５の一端は、Ａｇ粒子を含有する接合層２１を介して回路パターン部２４に接合されている。金属板５の他端は、Ａｇ粒子を含有する接合層４を介して半導体チップ２０のおもて面電極に接合されている。絶縁基板２３表面の回路パターン部２４と半導体チップ２０のおもて面電極とは、金属板５により電気的に接続されている。

半導体チップ２０の裏面には、図示しない裏面電極が設けられている。この裏面電極には、例えばスパッタ処理によりＡｕ膜またはＡｇ膜が成膜されている。半導体チップ２０の裏面電極は、Ａｇ粒子を含有する接合層２２を介して、支持基板である絶縁基板２３の表面に設けられた回路パターン部２４に接合されている。回路パターン部２４の最表面には、Ａｕ膜またはＡｇ膜が成膜されている。

絶縁基板２３の裏面は、例えばＣｕからなる金属板（Ｃｕ板）２５のおもて面に接合されている。Ｃｕ板２５の裏面は、ベース部材２６のおもて面に接合されている。絶縁基板２３とＣｕ板２５との接合、およびＣｕ板２５とベース部材２６との接合は、例えば、Ａｇ粒子を含有する接合層（不図示）を介して行なわれてもよい。Ｃｕ板２５の最表面には、例えば、Ａｕ膜またはＡｇ膜が成膜されている。ベース部材２６は、熱伝導率の高い材料からなる。

次に、図１に示す電子部品１０の製造方法について説明する。図３は、実施の形態にかかる電子部品の製造方法について示すフローチャートである。電子部品１０を作製するにあたって、半導体ウエハに設けられた導電部１の表面にめっき処理（ステップＳ６）を行う前に、ステップＳ１〜Ｓ５に示すめっき前処理を行う。そして、めっき処理（ステップＳ６，Ｓ７）を行った後、半導体ウエハをダイシングして各半導体チップ２０に切断する。その後、半導体チップ２０のおもて面に設けられためっき膜の表面に、Ａｇ粒子を含有する接合層４を介して金属板５を接合する（ステップＳ８，Ｓ９）。

具体的には、図３に示すように、めっき前処理においては、まず、半導体ウエハに脱脂処理を行う（ステップＳ１）。次に、エッチングによって、半導体ウエハの表面に付着するパーティクルや有機物、酸化膜を除去する（ステップＳ２）。ステップ２の処理後に、例えば硝酸を用いて半導体ウエハを酸洗浄し、ステップ２の処理によって半導体ウエハ表面に生じた不溶性のエッチング残渣を除去してもよい。

次に、ジンケート（亜鉛置換）処理（第１のジンケート処理）を行い、半導体ウエハのおもて面の、後の工程で成膜される第１の金属膜２との密着性を向上させる（ステップＳ３）。次に、例えば硝酸を用いて半導体ウエハを酸洗浄し、ステップＳ３で半導体ウエハの表面に形成した置換亜鉛層を除去する（硝酸剥離、ステップＳ４）。次に、再度ジンケート処理（第２のジンケート処理）を行い、半導体ウエハのおもて面の、後の工程で成膜される第１の金属膜２との密着性を向上させることで、めっき前処理を終了する（ステップＳ５）。ステップＳ１〜Ｓ５の各処理の間には、それぞれ導電部１の表面を水洗する処理が行われる。その後、半導体ウエハをダイシングし、個々の半導体チップ２０に切断する。

このようなめっき前処理をした後にＮｉＰ合金めっき処理を行い、導電部１の表面に、第１の金属膜２として例えばＮｉＰ合金めっき膜を形成する（ステップＳ６）。具体的には、ステップＳ６においては、例えば、導電部１が形成された半導体チップ２０を治具によって固定し、ＮｉＰを主成分とする無電解めっき浴中に回転させながら投入する。ここで、無電解めっき処理の処理条件は、例えば、浴温７０℃以上９５℃以下、ｐＨ４以上ｐＨ５以下とするのが好ましい。

めっき膜の膜厚は、無電解めっき浴の浴温、ｐＨおよびめっき時間に依存する。ステップＳ６においては、例えば、めっき時間を５分以上６０分以下に設定するのがよい。これにより、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚を０．８μｍより大きく１０μｍ以下とし、ＮｉＰ合金めっき膜中のＰ含有率を２．１重量％より大きく９．３重量％未満とすることができる。ここでは、ＮｉＰ合金めっき膜を形成する場合を例に説明するが、第１の金属膜２として上述した他のＮｉＰ合金を形成する場合にも同様の方法で形成することができる。

次に、半導体チップ２０を水洗した後、例えば置換型Ａｇめっき処理を行い、第１の金属膜２の表面に、第２の金属膜３として例えばＡｇめっき膜を形成する（ステップＳ７）。ステップＳ７において置換型Ａｇめっき処理によって第２の金属膜３を形成する場合、第１の金属膜２よりもイオン化傾向が小さい金属を含むめっき浴に、第１の金属膜２が形成された半導体チップ２０を浸漬する。例えば、第１の金属膜２としてＮｉＰ合金めっき膜が成膜された半導体チップ２０を治具によって固定し、Ａｇを主成分とする無電解めっき浴中に回転させながら投入する。めっき浴中の金属よりもイオン化傾向の高い材料からなる第１の金属膜２がめっき浴中に溶け出す。めっき浴中のＡｇイオンは、めっき浴中に溶け出した第１の金属膜２から電子を受け取り、Ａｇ粒子となって第１の金属膜２の表面に析出する。これにより、第１の金属膜２の表面に、Ａｇ粒子が析出されてなる第２の金属膜３が形成される。ここで、無電解めっき処理の処理条件は、例えば、浴温２０℃以上５０℃以下、ｐＨ１以下とするのが好ましい。

めっき膜の膜厚およびめっき膜の析出粒子サイズは、上述したように比例関係にあり、かつ浴温およびめっき時間に依存する。ステップＳ７において、例えば、めっき浴の浴温を２５℃とした場合にはめっき時間を１分以上３０分以下とし、また、めっき浴の浴温を５０℃とした場合にはめっき時間を３０秒以上５分以下とするのがよい。これにより、Ａｇめっき膜の析出粒子サイズを１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満とすることができ、Ａｇめっき膜の膜厚を０．０３μｍ以上１．５μｍ未満とすることができる。ここでは、Ａｇめっき膜を形成する場合を例に説明するが、第２の金属膜３としてＡｕめっき膜を形成する場合も同様の方法で形成することができる。

ステップＳ７の処理の後に、Ａｇめっき膜の耐食性を向上させるために、半導体チップ２０を変色防止剤に浸漬する処理（以下、変色防止処理とする）を行ってもよい。変色防止剤として、例えば、ベンゾトリアゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、チオフェノール、ラウリルメルカプタン、チオナフトール、チオアンスラノール等を成分とする溶液を用いてもよい。

次に、第２の金属膜３の表面に、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を塗布する（ステップＳ８）。次に、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物の表面に金属板５を置いた後に、当該導電性組成物を加熱または加熱しながら加圧することにより、Ａｇ粒子を含む導電性組成物を焼結してＡｇ粒子を含有する接合層４を形成し、第２の金属膜３の表面に金属板５を接合する（ステップＳ９）。これにより、電子部品１０が完成する。

ステップＳ７においては、上述した範囲内の膜厚および析出粒子サイズで第２の金属膜３を形成することができればよく、例えば置換型Ａｇめっき処理に代えて、還元型Ａｇめっき処理を行ってもよい。還元型Ａｇめっき処理によって第２の金属膜３を形成する場合、第１の金属膜２が形成された半導体チップ２０を、第１の金属膜２の表面に金属析出を促進する物質（還元剤）を含むめっき浴に浸漬する。めっき浴中のＡｇイオンは、めっき浴中で溶解した還元剤から電子を受け取り、Ａｇ粒子となって第１の金属膜２の表面に析出する。

ステップＳ８において、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物として、例えば、Ａｇ化合物、カルボン酸類、アミン類、アルコール類のうちの１種類以上を含む混合物からなり、任意選択の溶媒を含有する材料を用いるのがよい。また、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物は、加熱により有機物を分解させ、Ａｇ粒子同士を焼結させることで金属結合を得ることができる材料であるのがよい。

ここで、Ａｇ化合物は、酸化銀（Ｉ）、酸化銀（ＩＩ）、酢酸銀、硝酸銀、安息香酸銀、臭素酸銀、臭化銀、炭酸銀、塩化銀、クエン酸銀、フッ化銀、ヨウ素酸銀、ヨウ化銀、乳酸銀、亜硝酸銀、過塩素酸銀、リン酸銀、硫酸銀および硫化銀などであってよい。

カルボン酸を含む化合物として、アルキルカルボン酸を用いてもよい。具体的には、例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、ナノデカン酸、イコサン酸を用いてもよい。また、１級カルボン酸型に限らず、２級カルボン酸型、３級カルボン酸型、ジカルボン酸、および環状型の構造を有するカルボキシル化合物を用いてもよい。

アミノ基を含む化合物として、アルキルアミンを用いてもよい。具体的には、例えば、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノナデシルアミン、イコデシルアミンを用いてもよい。また、アミノ基を有する化合物は、分岐構造を有していてもよい。また、１級アミン型に限らず、２級アミン型、３級アミン型を用いてもよい。

ヒドロキシ基を含む化合物として、アルキルアルコールを用いてもよい。具体的には、例えば、エタノール、プロパノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、トリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、ノナデシルアルコール、イコシルアルコールを用いてもよい。また、１級アルコール型に限らず、エチレングリコールなどの２級アルコール型、トリエチレングリコールなどの３級アルコール型、アルカンジオール、および環状型の構造を有するアルコール化合物を用いてもよい。また、クエン酸、アスコルビン酸など４つのヒドロキシ基を有する化合物を用いてもよい。

Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物に含有される溶媒として、導電性組成物を生成後すぐに用いる場合、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、トリエチレングリコール、テルピネオール、テンピネオールなどを用いてもよい。導電性組成物を生成後に長期間保管する場合、水、ヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、シクロヘキサン、ミリスチルアルコールなど、常温での還元作用が弱い材料を用いるのが好ましい。

Ａｇ化合物と上述した有機物との組み合わせは、これらを混合することによりＡｇ粒子を析出することができる材料の組み合わせであればよい。好ましくは、接合用材料としての保存性の観点から、常温でＡｇ粒子を生成しない組み合わせであるのがよい。

Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物の塗布方法として、インクジェット法により微細なノズルからペースト状の導電性組成物を噴出させて導電部１の表面のみに塗布する方法や、導電部１の表面を露出する開口部を有するメタルマスクや、メッシュ状のマスクを用いて導電部１の表面のみに導電性組成物を塗布する方法、ディスペンサーを用いて導電部１の表面のみに導電性組成物を塗布する方法を適用してもよい。

半導体チップ２０の表面に形成された第２の金属膜３と金属板５とを接合する時の処理条件は、例えば、１５０℃より高く４５０℃未満の温度で加熱しながら、無加圧または加圧により接合するのがよい。具体的には、２００℃から３５０℃で加熱することが好ましい。さらに、０．２５ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下の圧力で加圧することが好ましい。これにより、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物が焼結し、高い接合強度および優れた耐熱性、放熱性を有するＡｇ粒子を含有する接合層４を形成することができる。

また、第１の金属膜２と第２の金属膜３との間にパラジウム（Ｐｄ）層を形成してもよい。第１の金属膜２と第２の金属膜３との間に設けたＰｄ層によって第１の金属膜２と第２の金属膜３との密着性を向上させることができるからである。この場合、第１の金属膜２の表面にめっき処理によってＰｄ層を成膜した後、Ｐｄ層の表面に上述しためっき処理によって第２の金属膜３を成膜することで、第１の金属膜２、Ｐｄ層および第２の金属膜３を順に積層することができる。

以上、説明したように、実施の形態によれば、半導体チップ２０上に設けられた導電部１に、上述した条件を有する第１の金属膜２および第２の金属膜３を積層し、第２の金属膜３の表面にＡｇ粒子を含有する接合層４を介して金属板５を接合する。これにより、従来よりも接合強度の高い電子部品１０を形成することができる。

また、第１の金属膜２を上述した条件で形成することで、第２の金属膜３との密着性のよい第１の金属膜２を形成することができる。このため、第２の金属膜３を形成するための置換型Ａｇめっき処理において、第１の金属膜２の表面にＡｇ粒子を析出しやすくすることができる。これにより、上述した範囲内の膜厚および析出粒子サイズを有する第２の金属膜３を形成することができる。また、Ａｇ粒子を含有する接合層４との密着性のよい第２の金属膜３を形成することができる。したがって、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接続強度を、はんだ接合によって接合する場合（図１１参照）に比べて同程度または高くすることができる。

また、第２の金属膜３と金属板５とをＡｇ粒子を含有する接合層４を介して接合することによって、Ａｇ粒子を含有する接合層４のもつ高い融点（約９６０℃程度）、熱伝導度（１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上３００Ｗ／ｍ・Ｋ以下）、および電気抵抗（１μΩｃｍ以上３μΩｃｍ以下）という特性を備えた電子部品１０を作製することができる。これにより、耐熱性が高く、放熱性が高い電子部品１０を作製することができる。

（実施例１）
次に、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度について検証した。図４は、本発明にかかる電子部品の接合強度について示す図表である。図４中の「−」は、その欄に示す処理を行っていないことを示す。実施の形態に従い、無電解めっき処理条件および接合時の加熱、加圧条件を種々変更して、半導体チップ２０のおもて面に第１の金属膜２および第２の金属膜３を形成し、第２の金属膜３の表面にＡｇ粒子を含有する接合層４を介して金属板５を接合することによって４つの電子部品１０を作製した（以下、第１〜４の試料とする）。

第１〜４の試料においては、第１の金属膜２として、ＮｉＰ合金めっき膜を形成した。第２の金属膜３として、Ａｇめっき膜またはＡｕめっき膜を形成した。そして、第１の金属膜２および第２の金属膜３の膜厚、第２の金属膜３の析出粒子サイズ、ＮｉＰ合金めっき膜中のＰ濃度を測定した。その後、Ａｇ粒子を含有する接合層４を介して第２の金属膜３と金属板５とを接合し、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度を検証した。

比較として、無電解めっき処理条件および接合時の加熱、加圧条件を上記第１〜４の試料と異なる条件として、７つの電子部品を作製した（以下、第１〜７比較例とする）。第１〜７比較例のそれ以外の構成は、第１〜４の試料と同様である。第１〜４の試料および第１〜７比較例の詳細な製造方法については後述する。

第１の金属膜２および第２の金属膜３の膜厚は、第１の金属膜２および第２の金属膜３として形成しためっき膜の断面を研磨した後、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて測定した。第２の金属膜３の析出粒子サイズは、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）にて測定した。Ｎｉ合金めっき膜中のＰ濃度は、蛍光Ｘ線膜厚測定器（ＸＲＦ）にて測定した。

Ａｇめっき膜（第２の金属膜３）とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度は、次のように測定した。まず、Ｎｉ／Ａｇめっきを施したＣｕピンを用意した。ここで、Ｃｕピンは、金属板５に相当する。次に、第２の金属膜３の表面にＡｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を塗布した後、この導電性組成物上にＣｕピンを置いた。次に、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を焼結してＡｇ粒子を含有する接合層４を形成し、第２の金属膜３の表面に、Ａｇ粒子を含有する接合層４を介してＣｕピンを接合した。次に、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度を引張り破壊試験にて測定をした。

以下に、第１〜４の試料の製造方法について詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り第１〜４の試料に限定されるものではない。

・第１の試料
まず、第１の試料について説明する。６ｉｎｃｈのＳｉウエハの一方の主面（以下、おもて面とする）に、スパッタ法によりＡｌ−Ｓｉ合金膜（導電部１）を成膜した。Ａｌ−Ｓｉ合金膜の厚さを５μｍとした。次に、Ｓｉウエハを縦１０ｍｍ、横１０ｍｍに切り出し、めっき用基板（半導体チップ２０）とした。次に、めっき用基板にめっき前処理を行った。

めっき用基板へのめっき前処理は、次のように実施した。まず、脱脂処理を１分間行った。脱脂処理においては、被めっき物（めっき用基板）表面から有機物質や無機物質による汚染を除去するとともに、めっき液と、被めっき物のおもて面電極が形成される側の面（以下、おもて電極面とする）との濡れ性を向上させるための脱脂処理液（前処理液）を用いた。次に、エッチング処理を５０秒間行った。エッチング処理においては、おもて電極面に固着している酸化物を除去するためのエッチング液（前処理液）を用いた。

次に、硝酸を用いて酸洗浄を３０秒間行った。次に、第１のジンケート処理を１５秒間行った。第１のジンケート処理においては、亜鉛塩を含み、水酸化ナトリウムを主成分とするアルカリ溶液で、おもて電極面の酸化物を除去するとともに、アルミニウムを亜鉛に置換し、おもて電極面に亜鉛膜を形成するジンケート処理液（置換亜鉛めっき浴）を用いた。次に、硝酸を用いて置換亜鉛層を除去する処理（硝酸剥離）を１分間行った。次に、第１のジンケート処理と同様のジンケート処理液を用いて、第２のジンケート処理を４０秒間行い、めっき前処理を終了した。

次に、ＮｉＰ合金めっき処理によって、めっき用基板の導電部の表面に、Ｎｉ合金めっき膜（第１の金属膜２）を形成した。無電解ＮｉＰ合金めっき処理は、次亜リン酸を還元剤とするＮｉめっき液（Ｎｉめっき浴）を用いて、浴温８０℃、ｐＨ４．５の処理条件で行った。次に、置換型Ａｇめっき処理により、第１の金属膜２の表面に、Ａｇめっき膜（第２の金属膜３）を形成した。置換型Ａｇめっき処理のめっき時間を５分間とした。置換型Ａｇめっき処理は、銀イオンの供給源として、アルカンスルホン酸銀を使用した置換Ａｇめっき液（Ａｇめっき浴）を用いて、浴温２５℃、ｐＨ１．０以下の処理条件で行った。

次に、第２の金属膜３に変色防止処理を行った。変色防止処理は、チオール基を含む溶液でチオール基がＡｇ活性部に優先的に吸着することでＡｇの変色を防止する後処理剤を用いて、浴温５０℃とし１分間行った。次に、第２の金属膜３の表面に、粒径がナノメートルオーダーのＡｇ粒子を有機溶剤のバインダー中に散在させたペースト状の導電性組成物（Ａｇ粒子接合材）を塗布した。ここでは、縦８ｍｍ、横８ｍｍの矩形状の開口部を有するメタルマスクを用いた。

その後、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物上にＮｉ／Ａｇめっきを施したＣｕピンを置き、２５０℃で加熱しながら１０ＭＰａの圧力で加圧した。これにより、Ａｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を焼結してＡｇ粒子を含有する接合層４となり、第２の金属膜３の表面にＡｇ粒子を含有する接合層４を介してＣｕピンが接合された。

その結果、図４に示すように、第１の金属膜２の膜厚およびめっき膜中のＰ濃度（以下、単にＰ濃度とする）は、それぞれ５．０μｍおよび７．１ｗｔ．％であった。第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび７０ｎｍであった。第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度（図中の引張り強度欄に記載、以下、第２〜４の試料、第１〜７の比較例においても同様）は、６１．１ＭＰａであった。

・第２の試料
次に、第２の試料について説明する。第２の試料の作製においては、ＮｉＰ合金めっき処理のめっき時間を、第１の試料作製時の２倍の時間とした。置換型Ａｇめっき処理のめっき時間を、第１の試料作製時の６倍の時間とした。Ａｇ粒子を含有する接合層４を、３５０℃で加熱することで形成した。このとき、無加圧（圧力０ＭＰａ）とした。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、第１の金属膜２の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ１０μｍおよび６．９ｗｔ．％であった。第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．５μｍおよび１６０ｎｍであった。第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度は、４５．５ＭＰａであった。

・第３の試料
次に、第３の試料について説明する。第３の試料の作製においては、第２の金属膜３の表面に塗布したＡｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を２００℃で加熱しながら５ＭＰａの圧力で加圧し、第２の金属膜３とＣｕピンとを接合した。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、第１の金属膜２の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．２μｍおよび７．０ｗｔ．％であった。第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび７０ｎｍであった。第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度は、４１．１ＭＰａであった。

・第４の試料
次に、第４の試料について説明する。第４の試料の作製においては、置換Ａｕめっき処理を、金イオンの供給源として亜硫酸金ナトリウムを使用した置換Ａｕめっき浴（Ａｕめっき液）を用いて、浴温７５℃、ｐＨ７．３の処理条件で行った。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、第１の金属膜２の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．１μｍおよび７．１ｗｔ．％であった。第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．０３μｍおよび１５ｎｍであった。第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度は、５３．２ＭＰａであった。

以下に、第１〜７比較例の製造方法について詳細に説明する。第１〜７比較例においては、第１〜４の試料の第１の金属膜２と比較する金属膜としてＮｉＰ合金めっき膜を形成した。第１〜４の試料の第２の金属膜３と比較する金属膜としてＡｇめっき膜を形成した。

・第１の比較例
次に、第１の比較例について説明する。第１の比較例の作製においては、ＮｉＰ合金めっき処理のめっき時間を、第１の試料作製時の１／１０の時間とした。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、０．８μｍおよび７．０ｗｔ．％であった。また、第１の比較例では、ＮｉＰ合金めっき膜の表面にＡｇめっき膜を成膜することができなかった（図４中「×」で記載）。その理由は、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚が薄いため、置換型Ａｇめっき処理中にＮｉＰ合金めっき膜が溶解されることで導電部（例えばＡｌ素地）の表面が露出するからであると推測される。

・第２の比較例
次に、第２の比較例について説明する。第２の比較例の作製においては、ＮｉＰ合金めっき処理を、次亜リン酸を還元剤とするＰ濃度が約９ｗｔ．％のめっき膜が得られるＮｉめっき液を用いて行った。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ４．９μｍおよび９．３ｗｔ．％であった。また、第２の比較例では、ＮｉＰ合金めっき膜の表面にＡｇめっき膜を成膜することができなかった（図４中「×」で記載）。その理由は、ＮｉＰ合金めっき膜のＰ濃度が高いため、ＮｉＰ合金めっき膜の耐食性が高く、めっき浴中のＡｇの還元反応が正常に進行しないことで、Ａｇめっき膜が均一に形成されなかったからであると推測される。

・第３の比較例
次に、第３の比較例について説明する。第３の比較例のＮｉＰ合金めっき処理においては、次亜リン酸を還元剤とするＰ濃度が約２ｗｔ．％のめっき膜が得られるＮｉめっき液を用いた。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ４．９μｍおよび２．１ｗｔ．％であった。Ａｇめっき膜の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび１５０ｎｍであった。また、第３の比較例では、ＣｕピンをＡｇめっき膜に接合することができなかった（図４中において０ＭＰａと記載）。その理由は、ＮｉＰ合金めっき膜のＰ濃度が低いため、Ａｇめっき膜となる析出粒子が過剰に析出されたからであると推測される。

・第４の比較例
次に、第４の比較例について説明する。第４の比較例の作製においては、置換型Ａｇめっき処理のめっき時間を、第１の試料作製時の２０倍のめっき時間とした。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．２μｍおよび７．０ｗｔ．％であった。Ａｇめっき膜の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ１．５μｍおよび６００ｎｍであった。Ａｇめっき膜とＡｇ粒子を含有する接合層との接合強度は、１３．８ＭＰａであった。

・第５の比較例
次に、第５の比較例について説明する。第５の比較例の作製においては、Ａｇめっき膜の表面に塗布したＡｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を１５０℃で加熱しながら１０ＭＰａの圧力で加圧し、第２の金属膜３とＣｕピンとを接合した。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．０μｍおよび６．９ｗｔ．％であった。Ａｇめっき膜の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび７０ｎｍであった。Ａｇめっき膜とＡｇ粒子を含有する接合層との接合強度は、１４．９ＭＰａであった。

・第６の比較例
次に、第６の比較例について説明する。第６の比較例の作製においては、Ａｇめっき膜の表面に塗布したＡｇ粒子を含有するペースト状の導電性組成物を４５０℃で加熱しながら１０ＭＰａの圧力で加圧し、第２の金属膜３とＣｕピンとを接合した。それ以外の作製方法および作製条件は、第１の試料作製と同様である。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．０μｍおよび６．９ｗｔ．％であった。Ａｇめっき膜の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび７０ｎｍであった。Ａｇめっき膜とＡｇ粒子を含有する接合層との接合強度は、１５．５ＭＰａであった。

・第７の比較例
次に、第７の比較例について説明する。第７の比較例の作製においては、Ａｇめっき膜とＣｕピンとをはんだ接合層によって接合した。具体的には、Ａｇめっき膜の表面にＳｎ−３．５ＡｇのＰｂフリーはんだを塗布して、Ｐｂフリーはんだ上にＣｕピンを置いた後、水素（Ｈ₂）雰囲気の熱処理炉にて温度２８０℃で加熱することではんだ付けを行った。

その結果、図４に示すように、ＮｉＰ合金めっき膜の膜厚およびＰ濃度は、それぞれ５．１μｍおよび７．０ｗｔ．％であった。Ａｇめっき膜の膜厚および析出粒子サイズは、それぞれ０．１μｍおよび７０ｎｍであった。Ａｇめっき膜とＡｇ粒子を含有する接合層との接合強度は、４０．５ＭＰａであった。

上述した第１〜４の試料および第１〜７の比較例が示す結果より、第１〜４の試料は、第７の比較例として作製した従来の電子部品（図１１参照）に比べて、第２の金属膜３とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度が同程度または高いことがわかった。一方、第１〜６の比較例は、第２の金属膜３となるＡｇめっき膜を形成することができない、または第７の比較例として作製した従来の電子部品に比べて、Ａｇめっき膜とＡｇ粒子を含有する接合層４との接合強度が低い。

これにより、第１の金属膜２の膜厚を、０．８μｍより大きく１０μｍ以下とすることが好ましいことがわかった。第１の金属膜２中のＰ含有率を、２．１重量％より大きく９．３重量％未満とすることが好ましいことがわかった。第２の金属膜３の膜厚を、０．０３μｍ以上１．５μｍ未満とすることが好ましいことがわかった。第２の金属膜３の析出粒子サイズを、１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満とすることが好ましいことがわかった。第２の金属膜３と金属板５とを接合する時の加熱温度は、１５０℃より高く４５０℃未満であることが好ましいことがわかった。

（実施例２）
次に、第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズについて検証した。図５，６は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜を模式的に示す平面図である。また、図７は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜を模式的に示す断面図である。また、図８は、図７に示す金属膜の一部を拡大した断面図である。まず、上述した実施例１と同様に、第１，２の試料を作製した。具体的には、第１の試料においては、５分間の置換型Ａｇめっき処理によって第２の金属膜３を形成している。第２の試料においては、３０分間の置換型Ａｇめっき処理によって第２の金属膜３を形成している。

そして、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）によって、各試料の第２の金属膜３の表面を観察した。図５には、第１の試料の第２の金属膜３を、半導体チップ２０の主面に垂直な方向から観察したときの析出粒子の概念図を示す。また、図６には、第２の試料の第２の金属膜３を、半導体チップ２０の主面に垂直な方向から観察したときの析出粒子の概念図を示す。また、図７，８には、第１の試料を、半導体チップ２０の主面に平行な方向から観察したときの第１，２の金属膜２，３の概念図を示す。

図５，６に示すように、置換型Ａｇめっき処理のめっき時間が長いほど、第２の金属膜３の析出粒子サイズが大きくなった。このときの第１，２の試料における第２の金属膜３の膜厚は、それぞれ７０ｎｍおよび１６０ｎｍである（図４参照）。

また、図７に示すように、導電部１となるアルミニウム電極３１の表面に、第１の金属膜２としてＮｉＰ合金めっき膜３２、および第２の金属膜３としてＡｇめっき膜３３を成膜することができた。また、図８に示すように、第１の試料の第２の金属膜３の膜厚は、０．１μｍであった。図示省略するが、第２の試料の第２の金属膜３の膜厚は、０．５μｍであった。つまり、第２の金属膜３の膜厚は、第２の金属膜３を構成する析出粒子サイズに比例して厚くなった。

そこで、第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズと、置換型Ａｇめっき処理のめっき時間との関係について検証した。具体的には、置換型Ａｇめっき処理のめっき時間を３分間から１００分間の間で種々変更して第２の金属膜３を形成し、各めっき時間における第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズを測定した。その結果を、次の図９，１０に示す。

図９は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜の特性について示す特性図である。また、図１０は、実施の形態にかかる電子部品を構成する金属膜とめっき時間との関係について示す図表である。図１０に示すように、第２の金属膜３の膜厚および析出粒子サイズは、めっき時間が３分間の場合、それぞれ０．０５６μｍおよび０．０４μｍであった。めっき時間が５分間の場合、それぞれ０．１０１μｍおよび０．０７μｍであった。めっき時間が１０分間の場合、それぞれ０．１７５μｍおよび０．０９μｍであった。めっき時間が２０分間の場合、それぞれ０．３８μｍおよび０．１２μｍであった。めっき時間が３０分間の場合、それぞれ０．５３８μｍおよび０．１６μｍであった。めっき時間が４０分間の場合、それぞれ０．７４μｍおよび０．２μｍであった。めっき時間が１００分間の場合、それぞれ１．５μｍおよび０．６μｍであった。これらの測定結果を図示した図９より、第２の金属膜３の膜厚と析出粒子サイズとは比例関係にあることがわかった。

以上において本発明では、第１の金属膜および第２の金属膜を無電解めっき処理によって形成する場合を例に説明しているが、上述した実施の形態に限らず、電気めっき処理によって第１の金属膜および第２の金属膜を形成してもよい。

以上のように、本発明にかかる電子部品および電子部品の製造方法は、各部材を接合して電気的に接続する構成を有する電子部品などパッケージ構造の半導体装置に有用である。

１ 導電部
２ 第１の金属膜（Ｎｉ合金めっき膜）
３ 第２の金属膜（Ａｇめっき膜）
４ Ａｇ粒子を含有する接合層
５ 金属板
１０ 電子部品
２０ 半導体チップ

Claims (20)

1. 半導体素子の表面に設けられた導電部と、
   前記導電部の表面に設けられた第１の金属膜と、
   前記第１の金属膜の表面に設けられた、銀を主成分とする材料からなる１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満の直径を有する粒子で構成される第２の金属膜と、
   前記第２の金属膜の表面に設けられた、銀粒子を含有する焼結された接合層と、
   を備え、
   前記第２の金属膜の膜厚は、０．０３μｍ以上１．５μｍ未満であることを特徴とする電子部品。
2. 前記第２の金属膜は、電気めっき膜または無電解めっき膜であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
3. 前記導電部は、少なくとも銅またはアルミニウムを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
4. 前記第１の金属膜は、ニッケルおよびリンを主成分とする材料からなることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
5. 前記第１の金属膜は、ニッケル−リン、ニッケル−リン−タングステンまたはニッケル−リン−モリブデンからなることを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
6. 前記第１の金属膜中のリン含有率は、２．１重量％より大きく９．３重量％未満であることを特徴とする請求項４に記載の電子部品。
7. 前記第１の金属膜の膜厚は、０．８μｍより大きく１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
8. 前記第１の金属膜は、電気めっき膜または無電解めっき膜であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
9. 前記接合層は、１５０℃より高く４５０℃未満の温度で加熱されるとともに、無加圧または加圧されて形成された焼結体であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の電子部品。
10. 半導体ウエハの表面に設けられた導電部の表面に第１の金属膜を形成する工程と、
    前記第１の金属膜の表面に、銀を主成分とする材料からなる１５ｎｍ以上６００ｎｍ未満の直径を有する粒子で構成される第２の金属膜を０．０３μｍ以上１．５μｍ未満の膜厚で形成する工程と、
    前記第２の金属膜の表面に、銀粒子を含有する導電性材料を塗布する工程と、
    熱処理によって前記導電性材料を焼結する工程と、
    を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
11. 前記熱処理において、２００℃から３５０℃の温度で加熱しながら、５ＭＰａから１０ＭＰａの圧力で加圧することによって、前記導電性材料を焼結することを特徴とする請求項１０に記載の電子部品の製造方法。
12. 前記第２の金属膜は、前記第１の金属膜よりもイオン化傾向が小さい金属を含む溶液、または前記第１の金属膜の表面に金属析出を促進する物質を含む溶液に、前記第１の金属膜が形成された前記半導体ウエハを浸漬することで形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
13. 前記第２の金属膜は、無電解めっき処理によって形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
14. 前記第２の金属膜は、電気めっき処理によって形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
15. 前記導電部は、少なくとも銅またはアルミニウムを主成分とする材料で形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
16. 前記第１の金属膜は、ニッケルおよびリンを主成分とする材料で形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
17. 前記第１の金属膜は、ニッケル−リン、ニッケル−リン−タングステンまたはニッケル−リン−モリブデンで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電子部品の製造方法。
18. 前記第１の金属膜は、２．１重量％より大きく９．３重量％未満のリン含有率で形成されることを特徴とする請求項１６に記載の電子部品の製造方法。
19. 前記第１の金属膜は、０．８μｍより大きく１０μｍ以下の膜厚で形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
20. 前記第１の金属膜は、電気めっき処理または無電解めっき処理によって形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の電子部品の製造方法。
    

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