JP6017351B2 - 鉛フリー接合材料 - Google Patents

Description

本発明は、溶融性を改善した鉛フリー接合材料に関するものである。

近年、ＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ Ｖｉａ Ｈｏｌｅ：プリント基板の層間を繋ぐ穴）を初めとする基板層間を電気的に接合して多層の３次元配線で高密度化する需要が高まっている。この電気的に接合を確保する部位に充填する材料としては、Ｃｕ電鋳を用いた順次積層法が主に適用されている。しかし、３次元配線が高密度化する需要により基板の多層化が進むにつれ積層では工数の増加を招きコストアップになるという問題がある。

すなわち、この高多層基板では層間の導通を取るためにスルーホールと呼ばれるドリル穿孔と銅めっき法が用いられて来た。しかし、積層数が増加するにつれドリル穿孔深さが限界近くとなり、さらに、必要の無い層まで穿孔のスペースを確保する必要があり、高密度化の妨げになっている。また、ビルドアップと言われる各層を積上げる方式も検討されているが、高多層では工数が多くなるという問題がある。

そこで、基板どうしを一括して貼合せる方法が検討されている。この方法として、例えば特開２００７−１２９１２４号公報（特許文献１）に開示されているように、フィルムを使った複数枚の両面基板を、途中に仮硬化樹脂に形成された貫通孔に導電性ペーストを充填、硬化されたペースト接続層を介して張り合わせると共に、前記ペースト接続層に予め形成しておいた貫通孔の充填した硬化型導電性ペーストによって第２の配線同士を電気的に接続することで、接着剤を用いることなく薄層化した多層プリント配線基板を提供している。

しかし、張り合わせにフィルム状の樹脂を用いて基板どうしの接合により電気回路を接合するため回路どうしの結合は弱く、短絡させてしまう可能性がある。また、導体ペーストに含まれる粒子の形状に規定がないため表面酸化膜を除去するフラックスを多く添加する必要があり、基板へ導体ペーストの充填は可能だが、接合部にフラックス残渣が発生し、貫通穴における導電成分の充填製低下が発生し導電性に悪影響を及ぼす場合という問題がある。

また、特開２０１２−２２３７８４号公報（特許文献２）に開示されているように、Ａｇ：１．５〜４．０ｗｔ％、Ｂｉ：１．０〜２．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．１〜０．５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５〜０．１ｗｔ％を含み、不可避不純物を除いた残部がＳｎである鉛フリーはんだ合金は、はんだ合金の機械的強度を向上し、１２５℃の環境における耐熱疲労特性を向上させることを提供している。しかし、近年の基板の高性能化、高密度化に伴い基板温度が２５０℃に達する場合もあり使用が困難である。

特開２００７−１２９１２４号公報 特開２０１２−２２３７８４号公報

さらには、ＩＶＨに充填する材料として銀ペースト等があるが、基板積層温度が１６０〜２００℃では溶融せず、物理的接触のみとなっていて導通信頼性に問題がある。また、低融点のＳｎＢｉ共晶はんだでは、基板積層温度で溶融して積層できるが、基板完成後の表面積層後の表面実装時における、ＳｎＡｇＣｕ系の非Ｐｂはんだ付け温度である２５０℃に対する耐熱性が確保できない。また、配線の高密度化需要によるＩＨＶ微細化に伴い、溶融性（濡れ性）に優れ、かつ表面実装のはんだ付け温度での耐熱性を有しておりさらに、導電ペーストのフラックスを過剰に添加しなくてもペーストが製造可能な粉末が必要となっている。

上述のような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、接合部の組織について、基板接合温度で溶融し、凝固後の表面実装半田付け温度での耐熱性および導電ペーストの貫通穴への充填性を確保するために、導電ペーストに用いられる粉末の円形度を制御し且つ、凝固後の接続部組織はＳｎ，ＢｉまたはＩｎを含む低融点層がＣｕＳｎ系金属間化合物で囲まれた状態を確保すれば、導電ペーストのフラックスを過剰に添加しなくてもペーストが製造可能となり、再加熱してもＳｎＢｉまたはＳｎＩｎの共晶反応が抑制でき、さらに、融点４１５℃のＣｕＳｎ金属間化合物により、表面実装に対する耐熱性も確保できる構造を有し、要求特性を満足できることを見出し発明に至った。

その発明の要旨とするところは、
（１）ＳｎおよびＣｕからなる鉛フリー接合材料において、ＳｎＣｕ合金にＢｉまたはＩｎの１種または２種を添加し、鉛フリー接合材で成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％で構成され、円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上であることを特徴とする鉛フリー接合材料。

（２）前記（１）に記載した鉛フリー接合用材料であって、ＳｎとＣｕで構成される金属間化合物がＳｎ基地中に分散し、かつＢｉおよびＩｎがＳｎ基地中に５μｍ以下の微細相として分散または／およびＳｎ基地中に強制固溶していることを特徴とする鉛フリー接合用材料。
（３）前記（１）または（２）に記載した鉛フリー接合用材料であって、材料を構成する粒子は比表面積が３０ｍ²／ｋｇ以上６５ｍ²／ｋｇ以下であることを特徴とする鉛フリー接合用材料。

（４）前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載した鉛フリー接合用材料を溶融して凝固し被接合材を接合した状態で、接合部のミクロ組織がＢｉまたは／およびＩｎとＳｎとからなる混合相がＳｎＣｕ金属間化合物で囲まれた組織であることを特徴とする鉛フリーである接合部にある。

以上述べたように、本発明による鉛フリー接合材中に含まれる粉末の円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上、好ましくは鉛フリー接合材中に含まれる粉末の円形度が０．９７５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上とすることでフラックスを過剰に添加することなくペーストを作製することが可能となる。

また、ＳｎＣｕＢｉ合金、ＳｎＣｕＩｎ合金、およびＳｎＣｕＩｎＢｉ合金の単一粉末として成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適成分を調整して、アトマイズ法等により急冷凝固させ、ＣｕはＳｎ中に過飽和固溶し、さらに、ＢｉまたはＩｎ添加、かつ急冷凝固で５μｍ以下に微細分散させ、これにより粉末それぞれの内部で過飽和ＳｎとＢｉまたはＩｎとの界面が生じる。これにより融点４１５℃までの凝固組織の導電および形状保持性が確保でき、１６０℃以上でのはんだ付けをした時の濡れ性が広がり、溶融凝固後の組織は過飽和のＣｕがＣｕＳｎ金属間化合物として析出し、耐熱性を持つ極めて優れた効果を奏するものである。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上、好ましくは円形度が０．９７５以上１．０以下の粒子が全体の４０％以上である粉末は含まれるＳｎ−Ｃｕ系はんだ合金であって、このＳｎ−Ｃｕ系はんだ合金に、ＢｉまたはＩｎの１種または２種を添加してなる合金であり成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％であり、ＳｎとＣｕで構成される金属間化合物が分散し、かつＢｉまたはＩｎの１種または２種がＳｎ基地中に５μｍ以下の微細相として分散、または／およびＳｎ基地中には強制固溶された状態にある鉛フリー接合材料である。

すなわち、基板積層においてフィルムを使った複数枚の両面基板を、途中に仮硬化樹脂に形成された貫通孔に導電性ペーストを充填、硬化されたペースト接続層を介して張り合わせると共に、前記ペースト接続層に予め形成しておいた貫通孔の充填した硬化型導電性ペーストによって第２の配線同士を電気的に接続することで、接着剤を用いることなく薄層化した多層プリント配線基板では、張り合わせにフィルム状の樹脂で基板どうしを接合することで電気回路を接合するため、回路どうしの結合は弱く回路を短絡させてしまう可能性があった。また、粒子の形状に規定がないため表面酸化膜を除去するフラックスを多く添加する必要があり基板への導体ペーストの充填は可能だが、接合部にフラックス残渣が発生し、貫通穴における導電成分の充填製低下が発生し導電性に悪影響を及ぼす場合という問題があった。

また、Ａｇ：１．５〜４．０ｗｔ％、Ｂｉ：１．０〜２．５ｗｔ％、Ｚｎ：０．１〜０．５ｗｔ％、Ｎｉ：０．０５〜０．１ｗｔ％を含み、不可避不純物を除いた残部がＳｎである鉛フリーはんだ合金は、はんだ合金の機械的強度を向上し、１２５℃の環境における耐熱疲労特性を向上させているが、近年の基板の高性能化、高密度化に伴い基板温度が２５０℃に達する場合もあり使用が困難であった。

これに対し、ＢｉまたはＩｎまたはその両方を添加したＳｎＣｕＢｉＩｎ合金粉末として成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計を１〜１７％に最適調整し、アトマイズ法等により急冷した粉末を用いることにより上記課題に対して有効であることを見出した。

すなわち、ＳｎＣｕＢｉ合金、ＳｎＣｕＩｎ合金あるいはＳｎＣｕＢｉＩｎ合金をアトマイズ法などにより溶融状態から１００℃／ｓ以上の速度で冷却することにより、Ｃｕ₆Ｓｎ₅ 相並びにＢｉまたはＩｎの１種または２種の相をＳｎ基地中に５μｍ以下の微細相として分散、および強制固溶させることができるものである。さらに鉛フリーはんだ中に含まれる上記粉末形状を、円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上、好ましくは円形度が０．９７５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上とすることでフラックスを過剰に添加することなくペーストを製造可能であることを見出した。

Ｂｉ，Ｉｎの１種または２種の合計が１〜１７％で、その相をＳｎ基地中に５μｍ以下微細相とした理由は、Ｂｉ，Ｉｎの１種または２種の合計量が１％未満では、過飽和ＳｎとＢｉまたはＩｎとの界面が少なく、ＳｎＢｉまたはＳｎＩｎ共晶温度にて自己溶融する効果が得られない。また、１７％を超えると接合部の耐熱性が確保できないことから、その範囲を１〜１７％とした。好ましくは２〜１０％とする。また、５μｍ以下とし、ＢｉまたはＩｎを微細分散させることにより均一に溶融することが可能で濡れ性を確保することができる。しかし、５μｍを超えるとその効果は不十分である。したがって、その上限を５μｍとした。好ましくは３μｍとする。

これにより、粉末それぞれの内部で過飽和ＳｎとＢｉとの界面が生じる。これは粉末内部組織であり表面酸化の影響を受けずＳｎＢｉ共晶温度が１３９℃にて自己溶融する。溶融時には過飽和Ｓｎ相よりＣｕがＣｕＳｎ化合物として析出し、凝固後の組織はＣｕＳｎ相のネットワーク間にＳｎやＢｉの反応しきれずに残った粒子が取り残される。これにより融点４１５℃までの凝固組織の導通および形状保持性が確保できる。なお、Ｂｉの替わりに同じ低融点金属であるＩｎを添加した場合においても同様であり、ＢｉとＩｎを同時添加しても同じ効果が得られることが判明した。

なお、上述したようにＣｕＳｎ合金にＢｉまたはＩｎの１種または２種を添加した成分組成の合金粉末をアトマイズ法などの急冷プロセスによって合金を作製することにより、本来ならばＳｎの相にＣｕ₆ Ｓｎ₅ 金属間化合物を生成するはずのＣｕがＳｎ中に強制固溶され、結果的にＳｎ固溶体としてＳｎと同様の相を構成し、急冷された合金中では高融点相であるＣｕ₆ Ｓｎ₅ 金属間化合物の量は合金中のＳｎとＣｕの比率から計算される理論量よりも大幅に少なくなり、微細分散している。

さらに、１４０〜４１５℃に加熱、溶融後に再凝固させることで、Ｂｉ、ＩｎおよびそれらとＳｎとの混合相がＳｎＣｕ金属間化合物で囲まれた組織になることにより耐熱性を確保することが可能となる。しかし、１４０℃未満ではＳｎＢｉおよびＳｎＩｎの液層を出し、濡れ性を確保することができない。また、４１５℃を超えるとＣｕ₆ Ｓｎ₅ 層の融点以上となり、Ｂｉ、ＩｎおよびそれらとＳｎとの複合相でＣｕＳｎ金属間化合物で囲まれた組織を形成せず耐熱性を確保することができないことから、その範囲を１４０〜４１５℃とした。

また、逆に、はんだ付けに寄与するＳｎ相はＳｎ固溶体相として存在するため理論量より大幅に増える。これにより低温ではんだ付けができ、その上、そのはんだは高温でもＣｕ₆ Ｓｎ₅ 相によって固体を保持することができる。このようにして、アトマイズ法やなどの急冷プロセスによって、その粉末形状は２００μｍ以下の粉末を形成する。

円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上、好ましくは円形
度が０．９７５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上とした理由は円形度を上昇させることで粉末とフラックスの接触面積を低減することが可能となり、フラックスを過剰添加しなくても良好な導電ペーストが得られるためである。円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％未満となると接触面積の上昇によりフラックスを過剰に添加する必要が生じ、加熱時に発生するフラックスの残渣により導通性に悪影響が出るため円形度０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上とした。より円形度が高い粉末が多く存在することがフラックスとの接触面積低減に繋がるためである。好ましくは、円形度が０．９７５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上である。

また、比表面積が３０ｍ² ／ｋｇ以上６５ｍ² ／ｋｇ以下とした理由は良好なペースト性と粉末同志の結合強度確保をさらにバランスよく両立させるためである。比表面積が３０ｍ² ／ｋｇ未満の場合、接合部にボイドと呼ばれる微細な空孔が発生し接合強度が低下する。また、比表面積が６５ｍ² ／ｋｇを超える場合、ペースト作製時にフラックスを多く添加する必要が生じる。粉末の比表面積を３０ｍ² ／ｋｇ以上６５ｍ² ／ｋｇ以下にするには粉末の円形度を上昇させる方法や、粒度分布を調整する方法がある。さらに好ましくは比表面積を３５ｍ² ／ｋｇ以上５５ｍ² ／ｋｇ以下とする。

なお、円形度は面積（Ａ）と周囲長（Ｌ）を元に形状の複雑さを測る指数で（円形度）＝４πＡ／（Ｌ² ）で評価される。真球に近い形状の粉末ほど円形度の数値は大きくなり、真円の場合円形度は１．０である。また、形状が真円から離れるに従い円形度は小さな値となる。面積（Ａ）と周囲長（Ｌ）は粉末の断面画像を解析することで計測可能で、断面写真を撮影後、市販の画像解析装置で各粒子の面積、周囲長を測定し、計算することで求めることが可能である。粒子全体の円形度の統計を把握するには少なくとも１０００個以上の粒子を測定することが好ましい。また、株式会社セイシン企業が販売するＰＩＴＡ−３でも測定が可能である。その原理の概略は次の通りである。セル内にキャリア液とともに粒子を流し、ＣＣＤカメラで多量の粒子の画像を撮り込み、個々の粒子画像から、面積（Ａ）と周囲長（Ｌ）を測定する。

円形度が０．９２５以上１．０以下、好ましくは０．９７５以上１．０以下の粉末を効率よく製造可能な方法はガスアトマイズ法のほかディスクアトマイズ法やパルス圧力付加オリフィス噴射法などがあるがこの限りではない。ガスアトマイズ法は合金成分を加熱して溶解後、タンデシュや溶解坩堝などの底部に設けたノズル穴からその溶湯を流し、溶湯の細かい流れを作る。その溶湯の流れに、周囲からヘリウム、窒素、アルゴンなどの気体やその混合気体で構成されるジェット流体を吹き付けて、そのジェット流体のエネルギーで流下してくる溶湯流を順次、粉化、生成した液滴を落下させながら擬固させて合金粉末とする方法である。

ガスアトマイズ法で作製された粉末は、均一に溶融された合金の湯を瞬間的に液滴化と冷却を行うため、均一な微細組織が得られる。また、同じ溶湯から連続的に液滴をつくるため、粒子間の組成差はきわめて小さく、大きな粒子、小さな粒子とも組成差が小さいという特徴がある。パルス圧力付加オリフィス噴射法は合金成分を加熱して溶解後、タンデシュや溶解坩堝などの底部に設けたオリフィス穴に向かってアクチュエーターでパルス圧を加え液滴を生成し、生成した液滴を落下させながら擬固させて合金粉末とする方法である。オリフィスの径およびアクチュエータの印加波形により任意の寸法に制御が可能であり、アクチュエータの振動周波数の上昇により効率よく作製することができる。

以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１および表２に示す所定の成分組成を真空溶解にて溶解し、これを不活性ガス中での急冷アトマイズにて粉末を作製した。これにより個々の粉末の内部を過飽和Ｓｎ相やＢｉやＩｎが分散した組織を得る。粉末の円形度は粒子断面写真を１０００個撮影後、市販の画像解析装置で各粒子の面積、周囲長を測定し、計算することで求めた。またＢｉやＩｎ粒子のサイズは、粉末断面ＳＥＭ像を１０視野撮影し画像解析にて解析し平均値を算出した。粉末の評価は得られた粉末を外径が２００μｍ以下になるように粒度を調整しＪＩＳＺ２５０２に記載の金属粉−流動性試験方法でペースト作製性を、直径２ｍｍ深さ１ｍｍの穴を作製した樹脂中に粉末中にフラックスを体積％で２０〜３０混合し作製したペーストを充填し４１５℃で加熱、冷却後に接合界面の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で写真撮影することで接合性を評価した。

粉末の流動度が良好であればペースト製造時の粘性に大きく影響をあたえる。良好な粘性のペーストを製造するためには流動度が２５秒／５０ｇ未満のときである。２５秒／５０ｇ未満の場合は◎、２５秒／５０ｇ以上３０秒／５０ｇ未満の場合は○、３０秒／５０ｇ以上の場合は×で評価し、◎、○の場合を合格とした。

また、接合性は４１５℃において一度溶融するが再凝固し、かつ樹脂との界面に１μｍ以上のボイドが発生しない場合◎、４１５℃において一度溶融するが再凝固し、かつ樹脂との界面に１μｍ以上１０μｍ以下のボイドが発生する場合○、４１５℃に加熱した場合、溶融しない、あるいは溶融するが溶融したままの状態を維持もしくは再凝固後に１０μｍ以上のボイドが発生する場合×と評価し、◎、○の場合を合格とした。

表１に示すＮｏ．１〜２２は本発明例であり、表２のＮｏ．２３〜４４は比較例である。

表１に示す本発明例Ｎｏ．１は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されており、かつ粉末の円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上、かつＢｉまたは／およびＩｎ組織の大きさが５μｍ以下、かつ比表面積が３０ｍ² ／ｋｇ以上６５ｍ² ／ｋｇ以下のものである。ペ−スト作製性及び接合性いずれも◎で合格していることが確認できた。

本発明例Ｎｏ．１１は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４
％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されており、かつＢｉまたは／およびＩｎ組織の大きさが５μｍを超え、かつ比表面積が６５ｍ² ／ｋｇを超えるものである。ペ−スト作製性及び接合性いずれも○で合格していることが確認できた。

本発明例Ｎｏ．１２は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されており、かつＢｉまたは／およびＩｎ組織の大きさが５μｍ以下、かつ比表面積が３０ｍ² ／ｋｇ未満のものである。ペ−スト作製性は◎、接合性は○で合格していることが確認できた。

本発明例Ｎｏ．１４は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されており、かつＢｉまたは／およびＩｎ組織の大きさが５μｍを超え、かつ比表面積が３０ｍ² ／ｋｇ以上６５ｍ² ／ｋｇ以下のものである。ペ−スト作製性は◎、接合性は○で合格していることが確認できた。

表２に示す比較例２３は、成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されていないが粉末の円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上のものである。ペ−スト作製性は◎、接合性は×と不合格していることが確認できた。

比較例３５は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されているが粉末の円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以下のものである。ペ−スト作製性は×と不合格であったが接合性は◎であることが確認できた。

比較例４３は成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％に最適調整されておらず、かつ粉末の円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以下のものである。ペ−スト作製性、接合性いずれも×と不合格であることが確認できた。

以上にように、ＳｎＣｕＢｉ合金やＳｎＣｕＩｎ合金を単一組成の粉末として成分調整し、アトマイズ法などの急冷プロセスによって溶融状態から１００℃／ｓ以上の速度で冷却することにより、Ｃｕ₆ Ｓｎ₅ 相およびＢｉまたはＩｎの１種または２種の相をＳｎ基地中に５μｍ以下の微細相として分散、若しくは強制固溶させより低温の基板積層温度では溶融しない問題を解消し、さらに、使用する粉末の円形度を０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上に制御することで導電ペーストの製造性を確保することができる極めて優れた効果を奏するものである。


特許出願人 山陽特殊製鋼株式会社
代理人 弁理士 椎 名 彊

Claims (4)

1. ＳｎおよびＣｕからなる鉛フリー接合材料において、ＳｎＣｕ合金にＢｉまたはＩｎの１種または２種を添加し、鉛フリー接合材で成分組成が、質量％で、Ｃｕ：１５〜３３％、Ｓｎ：５０〜８４％、ＢｉまたはＩｎの１種または２種の合計が１〜１７％で構成され、円形度が０．９２５以上１．０以下の粒子の個数が全体の４０％以上であることを特徴とする鉛フリー接合材料。
2. 請求項１に記載した鉛フリー接合用材料であって、ＳｎとＣｕで構成される金属間化合物がＳｎ基地中に分散し、かつＢｉおよびＩｎがＳｎ基地中に５μｍ以下の微細相として分散または／およびＳｎ基地中に強制固溶していることを特徴とする鉛フリー接合用材料。
3. 請求項１または２に記載した鉛フリー接合用材料であって、材料を構成する粒子は比表面積が３０ｍ²／ｋｇ以上６５ｍ²／ｋｇ以下であることを特徴とする鉛フリー接合用材料。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した鉛フリー接合用材料を溶融して凝固し被接合材を接合した状態で、接合部のミクロ組織がＢｉまたは／およびＩｎとＳｎとからなる混合相がＳｎＣｕ金属間化合物で囲まれた組織であることを特徴とする鉛フリーである接合部。