WO2016114028A1 - Conductive material, connection method using same, and connection structure - Google Patents
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Abstract
Provided are: a conductive material which is capable of forming an intermetallic compound having a high melting point by reliably reacting a first metal with a second metal that has a higher melting point than the first metal, and which enables the achievement of highly reliable mounting of an electronic component or via connection if used for the mounting of an electronic component or the via connection; a connection method having high connection reliability, which uses this conductive material; and a connection structure.
A conductive material which contains a first metal and a second metal that has a higher melting point than the first metal, and which is configured so as to satisfy such requirements that: the first metal is Sn or an alloy containing Sn; the second metal is at least one alloy selected from the group consisting of Cu-Mn alloys, Cu-Ni alloys, Cu-Al alloys and Cu-Cr alloys; the second metal has a layer containing Ag or Au on the surface; and the first metal and the second metal form an intermetallic compound having a melting point of 310°C or more.
Description
本発明は、導電性材料、それを用いた接続方法、および接続構造に関し、詳しくは、例えば、電子部品の実装や、ビア接続などに用いられる導電性材料、またそれを用いた接続方法、および、接続構造に関する。
The present invention relates to a conductive material, a connection method using the same, and a connection structure, and more specifically, for example, a conductive material used for mounting electronic parts, via connection, and the like, and a connection method using the same, and , Connection structure.
電子部品の実装の際に用いる導電性材料としては、はんだが広く用いられている。
ところで、従来から広く用いられてきたＳｎ－Ｐｂ系はんだにおいては、高温系はんだとして、例えばＰｂリッチのＰｂ－５Ｓｎ（融点：３１４～３１０℃）、Ｐｂ－１０Ｓｎ（融点：３０２～２７５℃）などを用いて３３０～３５０℃の温度ではんだ付けし、その後、例えば、低温系はんだのＳｎ－３７Ｐｂ共晶（１８３℃）などを用いて、上記の高温系はんだの融点以下の温度ではんだ付けすることにより、先のはんだ付けに用いた高温系はんだを溶融させることなく、はんだ付けによる接続を行う温度階層接続の方法が広く適用されている。 Solder is widely used as a conductive material used for mounting electronic components.
By the way, in the Sn—Pb series solder which has been widely used heretofore, as the high temperature series solder, for example, Pb-rich Pb-5Sn (melting point: 314 to 310 ° C.), Pb-10 Sn (melting point: 302 to 275 ° C.), etc. And then soldering at a temperature below the melting point of the high temperature solder using, for example, Sn-37Pb eutectic (183 ° C.) of a low temperature solder. Therefore, a method of temperature hierarchical connection in which connection by soldering is performed without melting the high-temperature solder used for the previous soldering has been widely applied.
ところで、従来から広く用いられてきたＳｎ－Ｐｂ系はんだにおいては、高温系はんだとして、例えばＰｂリッチのＰｂ－５Ｓｎ（融点：３１４～３１０℃）、Ｐｂ－１０Ｓｎ（融点：３０２～２７５℃）などを用いて３３０～３５０℃の温度ではんだ付けし、その後、例えば、低温系はんだのＳｎ－３７Ｐｂ共晶（１８３℃）などを用いて、上記の高温系はんだの融点以下の温度ではんだ付けすることにより、先のはんだ付けに用いた高温系はんだを溶融させることなく、はんだ付けによる接続を行う温度階層接続の方法が広く適用されている。 Solder is widely used as a conductive material used for mounting electronic components.
By the way, in the Sn—Pb series solder which has been widely used heretofore, as the high temperature series solder, for example, Pb-rich Pb-5Sn (melting point: 314 to 310 ° C.), Pb-10 Sn (melting point: 302 to 275 ° C.), etc. And then soldering at a temperature below the melting point of the high temperature solder using, for example, Sn-37Pb eutectic (183 ° C.) of a low temperature solder. Therefore, a method of temperature hierarchical connection in which connection by soldering is performed without melting the high-temperature solder used for the previous soldering has been widely applied.
このような温度階層接続は、例えば、チップをダイボンドするタイプの半導体装置や、フリップチップ接続などの半導体装置などで適用されており、半導体装置の内部ではんだ付けによる接続を行った後、さらに、該半導体装置自体をはんだ付けにより基板に接続するような場合に用いられる重要な技術である。
Such a temperature hierarchy connection is applied to, for example, a semiconductor device of a die-bonding type chip or a semiconductor device such as a flip chip connection, and after performing connection by soldering inside the semiconductor device, This is an important technique used when the semiconductor device itself is connected to a substrate by soldering.
この用途に用いられる導電性材料として、例えば、特許文献１には、第１金属（低融点金属）と、第１金属よりも融点が高く、第１金属と反応して金属間化合物を生成する第２金属（高融点金属）とからなる金属成分を含む導電性材料であって、第１金属はＳｎまたはＳｎを７０重量％以上含む合金であり、第２金属はＣｕ－Ｍｎ合金またはＣｕ－Ｎｉ合金であり、第１金属と第２金属とは、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成する導電性材料が提案されている。
As a conductive material used for this application, for example, Patent Document 1 discloses that a first metal (low melting point metal) and a melting point higher than that of the first metal react with the first metal to generate an intermetallic compound. A conductive material including a metal component composed of a second metal (refractory metal), wherein the first metal is Sn or an alloy containing 70 wt% or more of Sn, and the second metal is a Cu—Mn alloy or Cu— A conductive material that is an Ni alloy and that generates an intermetallic compound in which the first metal and the second metal have a melting point of 310 ° C. or higher has been proposed.
そして、特許文献１の導電性材料によれば、第１金属と第２金属が効率よく反応して、より高融点の金属間化合物への変化が促進され、低融点成分が残留しなくなるため、例えば、特許文献１の導電性材料をソルダペーストとして用いた場合には耐熱強度の大きい接続を行うことが可能になるとされている。
Then, according to the conductive material of Patent Document 1, the first metal and the second metal react efficiently, the change to a higher melting point intermetallic compound is promoted, and the low melting point component does not remain, For example, when the conductive material of Patent Document 1 is used as a solder paste, it is said that a connection with high heat resistance can be made.
しかしながら、上記特許文献１の導電性材料の場合、リフロー加熱して低融点金属を溶融させたときに、高融点金属粒子の表面が酸化していたり、化合物化していたりすると、高融点金属との反応が起こらず、金属間化合物を生成させることができない場合があり、信頼性が低いという問題点がある。
However, in the case of the conductive material of Patent Document 1, when the low melting point metal is melted by reflow heating, the surface of the high melting point metal particles is oxidized or compounded. There is a problem that the reaction does not occur and an intermetallic compound cannot be generated, and the reliability is low.
本発明は、上記課題を解決するものであり、第１金属と、第１金属よりも融点の高い第２金属を確実に反応させて、高融点の金属間化合物を生成させることが可能で、電子部品の実装や、ビア接続などに用いた場合に、信頼性の高い電子部品の実装やビア接続を実現することが可能な導電性材料、それを用いた接続信頼性の高い接続方法、および接続構造を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned problem, it is possible to reliably react a first metal and a second metal having a melting point higher than that of the first metal, thereby generating a high melting point intermetallic compound, Conductive material capable of realizing highly reliable electronic component mounting and via connection when used for mounting electronic components and via connections, and a connection method with high connection reliability using the same, and An object is to provide a connection structure.
上記課題を解決するために、本発明の導電性材料は、
第１金属と、前記第１金属よりも融点が高い第２金属を含む導電性材料であって、
前記第１金属はＳｎまたはＳｎを含む合金であり、
前記第２金属はＣｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ａｌ合金、およびＣｕ－Ｃｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、
前記第２金属はその表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しており、かつ、
前記第１金属と、前記第２金属とは、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであること
を特徴としている。 In order to solve the above problems, the conductive material of the present invention is
A conductive material comprising a first metal and a second metal having a melting point higher than that of the first metal,
The first metal is Sn or an alloy containing Sn,
The second metal is at least one selected from the group consisting of a Cu—Mn alloy, a Cu—Ni alloy, a Cu—Al alloy, and a Cu—Cr alloy,
The second metal has a layer containing Ag or Au on its surface, and
The first metal and the second metal generate an intermetallic compound having a melting point of 310 ° C. or higher.
第１金属と、前記第１金属よりも融点が高い第２金属を含む導電性材料であって、
前記第１金属はＳｎまたはＳｎを含む合金であり、
前記第２金属はＣｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ａｌ合金、およびＣｕ－Ｃｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、
前記第２金属はその表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しており、かつ、
前記第１金属と、前記第２金属とは、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであること
を特徴としている。 In order to solve the above problems, the conductive material of the present invention is
A conductive material comprising a first metal and a second metal having a melting point higher than that of the first metal,
The first metal is Sn or an alloy containing Sn,
The second metal is at least one selected from the group consisting of a Cu—Mn alloy, a Cu—Ni alloy, a Cu—Al alloy, and a Cu—Cr alloy,
The second metal has a layer containing Ag or Au on its surface, and
The first metal and the second metal generate an intermetallic compound having a melting point of 310 ° C. or higher.
また、本発明の導電性材料においては、前記第２金属の、前記ＡｇまたはＡｕを含む層を有していない状態での平均粒径が１０μｍ以下であることが好ましい。
In the conductive material of the present invention, it is preferable that the average particle diameter of the second metal in a state where the second metal does not have the layer containing Ag or Au is 10 μm or less.
第２金属の平均粒径が１０μｍ以下である場合、比表面積が大きくなり、第１金属との反応性は向上するものの、表面の酸化の影響が大きくなる傾向がある。これに対し、本発明では、第２金属の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しているので、第２金属の表面の酸化に起因する、第１金属と第２金属の反応性の低下を抑制することが可能になり、第１金属と第２金属の反応性に優れた導電性材料を得ることができるようになる。
When the average particle size of the second metal is 10 μm or less, the specific surface area is increased and the reactivity with the first metal is improved, but the influence of surface oxidation tends to be increased. On the other hand, in the present invention, since the surface of the second metal has a layer containing Ag or Au, the reactivity of the first metal and the second metal is reduced due to the oxidation of the surface of the second metal. Therefore, it is possible to obtain a conductive material having excellent reactivity between the first metal and the second metal.
また、前記第２金属の表面の、前記ＡｇまたはＡｕを含む層の厚さが１０ｎｍ以上、２２０ｎｍ以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the thickness of the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal is 10 nm or more and 220 nm or less.
第２金属の表面の、ＡｇまたはＡｕを含む層の厚さを１０ｎｍ以上、２２０ｎｍ以下の範囲とすることにより、Ａｇ系材料やＡｕ系材料の使用量を抑制しつつ、第２金属の表面の酸化を抑制するとともに、第２金属の表面の溶融した第１金属に対する濡れやすさを確保することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。
By making the thickness of the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal in the range of 10 nm or more and 220 nm or less, the use amount of the Ag-based material or Au-based material is suppressed, and the surface of the second metal is While suppressing oxidation, it becomes possible to secure the ease of wetting of the surface of the second metal with respect to the molten first metal, and the present invention can be made more effective.
また、本発明の導電性材料は、フラックス成分を含んでいることが好ましい。
In addition, the conductive material of the present invention preferably contains a flux component.
フラックス成分を含むことにより、接合対象である金属材料の表面の酸化膜を効率よく除去して、信頼性の高い接合を行うことが可能になる。
なお、本発明の導電性材料においては、フラックスとして、例えば、ビヒクル、溶剤、チキソ剤、活性剤などからなる、公知の種々のものを用いることが可能である。 By including the flux component, it becomes possible to efficiently remove the oxide film on the surface of the metal material to be bonded, and perform highly reliable bonding.
In the conductive material of the present invention, various known materials composed of, for example, a vehicle, a solvent, a thixotropic agent, and an activator can be used as the flux.
なお、本発明の導電性材料においては、フラックスとして、例えば、ビヒクル、溶剤、チキソ剤、活性剤などからなる、公知の種々のものを用いることが可能である。 By including the flux component, it becomes possible to efficiently remove the oxide film on the surface of the metal material to be bonded, and perform highly reliable bonding.
In the conductive material of the present invention, various known materials composed of, for example, a vehicle, a solvent, a thixotropic agent, and an activator can be used as the flux.
また、前記第１金属が、ＳｎまたはＳｎを７０重量％以上含む合金であることが好ましい。
Further, it is preferable that the first metal is Sn or an alloy containing 70 wt% or more of Sn.
第１金属として、ＳｎまたはＳｎを７０重量％以上含む合金を用いることにより、第１金属と第２金属とを速やかに反応させることが可能になり、信頼性の高い接合を行うことが可能な、導電性材料を提供することが可能になる。
By using Sn or an alloy containing 70% by weight or more of Sn as the first metal, it is possible to cause the first metal and the second metal to react quickly and to perform highly reliable joining. It becomes possible to provide a conductive material.
また、全ての金属成分中に占める前記第２金属の割合が、３０体積％以上であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the ratio of the said 2nd metal in all the metal components is 30 volume% or more.
全ての金属成分中に占める第２金属の割合を３０体積％以上とすることにより、第１金属の残留量を少なくして、信頼性の高い接合を行うことが可能な、導電性材料を提供することが可能になる。
Providing a conductive material capable of highly reliable bonding by reducing the residual amount of the first metal by setting the ratio of the second metal in all metal components to 30% by volume or more. It becomes possible to do.
また、前記第１金属が、Ｓｎ単体、または、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｅ、Ｐからなる群より選ばれる少なくとも１種と、Ｓｎとを含む合金であることが好ましい。
The first metal may be Sn alone, or Cu, Ni, Ag, Au, Sb, Zn, Bi, In, Ge, Al, Co, Mn, Fe, Cr, Mg, Pd, Si, Sr, Te. , P is preferably an alloy containing Sn and at least one selected from the group consisting of P.
上記構成を備えることにより、さらに確実に、信頼性の高い接合を行うことが可能な、導電性材料を提供することが可能になる。
By providing the above-described configuration, it is possible to provide a conductive material that can perform bonding with higher reliability and reliability.
また、前記第２金属は、前記第２金属に占めるＭｎの割合が１０重量％以上、１５重量％以下であるＣｕ－Ｍｎ合金、前記第２金属に占めるＮｉの割合が１０重量％以上、１５重量％以下であるＣｕ－Ｎｉ合金、前記第２金属に占めるＡｌの割合が１０重量％以上、１５重量％以下であるＣｕ－Ａｌ合金、または、前記第２金属に占めるＣｒの割合が１０重量％以上、１５重量％以下であるＣｕ－Ｃｒ合金であることが好ましい。
In addition, the second metal includes a Cu—Mn alloy in which the proportion of Mn in the second metal is 10 wt% or more and 15 wt% or less, the proportion of Ni in the second metal is 10 wt% or more, 15 A Cu—Ni alloy having a weight percentage of 10% or less, a Cu—Al alloy having a ratio of Al in the second metal of 10% by weight or more and 15% by weight or less, or a ratio of Cr in the second metal of 10% by weight. It is preferable that the Cu-Cr alloy is not less than 15% and not more than 15% by weight.
上記構成を備えることにより、さらに確実に、信頼性の高い接合を行うことが可能な、導電性材料を提供することが可能になる。
By providing the above-described configuration, it is possible to provide a conductive material that can perform bonding with higher reliability and reliability.
また、本発明の接続方法は、
導電性材料を用いて接続対象物を接続する方法であって、上記本発明の導電性材料を用い、加熱して前記導電性材料を構成する前記第１金属成分と前記第２金属とを金属間化合物にして、接続対象物を接続することを特徴としている。 Further, the connection method of the present invention includes:
A method for connecting an object to be connected using a conductive material, wherein the first metal component and the second metal constituting the conductive material are heated to form a metal using the conductive material of the present invention. It is characterized by connecting the connection object as an intermetallic compound.
導電性材料を用いて接続対象物を接続する方法であって、上記本発明の導電性材料を用い、加熱して前記導電性材料を構成する前記第１金属成分と前記第２金属とを金属間化合物にして、接続対象物を接続することを特徴としている。 Further, the connection method of the present invention includes:
A method for connecting an object to be connected using a conductive material, wherein the first metal component and the second metal constituting the conductive material are heated to form a metal using the conductive material of the present invention. It is characterized by connecting the connection object as an intermetallic compound.
また、本発明の接続構造は、
接続対象物が、上記本発明の導電性材料を用いて接続された接続構造であって、
接続対象物を接続している接続部の導電性材料は、前記導電性材料に由来する前記第２金属と、前記第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、前記導電性材料に由来する前記第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であること
を特徴としている。 The connection structure of the present invention is
The connection object is a connection structure connected using the conductive material of the present invention,
The conductive material of the connection part that connects the connection object is mainly composed of the second metal derived from the conductive material and an intermetallic compound containing the second metal and Sn. The ratio of the first metal derived from the conductive material to the entire metal component is 30% by volume or less.
接続対象物が、上記本発明の導電性材料を用いて接続された接続構造であって、
接続対象物を接続している接続部の導電性材料は、前記導電性材料に由来する前記第２金属と、前記第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、前記導電性材料に由来する前記第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であること
を特徴としている。 The connection structure of the present invention is
The connection object is a connection structure connected using the conductive material of the present invention,
The conductive material of the connection part that connects the connection object is mainly composed of the second metal derived from the conductive material and an intermetallic compound containing the second metal and Sn. The ratio of the first metal derived from the conductive material to the entire metal component is 30% by volume or less.
本発明の導電性材料は、第１金属と、第１金属よりも融点が高い第２金属を含み、第１金属はＳｎまたはＳｎを含む合金であり、第２金属はＣｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ａｌ合金、およびＣｕ－Ｃｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、第２金属はその表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有し、第１金属と、第２金属とは、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであることから、電子部品の実装や、ビア接続などに用いた場合に、信頼性の高い電子部品の実装やビア接続を実現することが可能な導電性材料を提供することが可能になる。
The conductive material of the present invention includes a first metal and a second metal having a melting point higher than that of the first metal. The first metal is Sn or an alloy containing Sn. The second metal is a Cu—Mn alloy, Cu -Ni alloy, Cu-Al alloy, and Cu-Cr alloy, and the second metal has a layer containing Ag or Au on its surface, the first metal, Since metal generates an intermetallic compound having a melting point of 310 ° C. or higher, when used for mounting electronic components or via connections, highly reliable mounting of electronic components or via connections is required. It becomes possible to provide a conductive material that can be realized.
すなわち、本発明の導電性材料においては、第２金属の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しているため、第２金属の表面が酸化されにくく、かつ、第２金属の表面が溶融した第１金属に濡れやすく、反応面積が増大する。また、第２金属の表面のＡｇまたはＡｕを含む層が溶融した第１金属（Ｓｎなど）に濡れた後、その界面に残留するのではなく、溶融した第１金属（Ｓｎなど）に拡散して、分散することで、金属間化合物を生成するのに必要となる第２金属と第１金属の反応を阻害せず、期待される反応が実現できる。
その結果、例えば、電子部品が備える電極と、電子部品が実装されるプリント基板（実装基板）上のランド電極の接合などに、本発明の導電性材料を用いることにより、電子部品が備える電極と、実装基板上のランド電極などを高融点の金属間化合物を介して確実に接合することが可能になり、信頼性の高い接合を実現することができる。 That is, in the conductive material of the present invention, since the surface of the second metal has a layer containing Ag or Au, the surface of the second metal is hardly oxidized and the surface of the second metal is melted. The first metal is easily wetted and the reaction area increases. Further, after the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal gets wet with the molten first metal (Sn or the like), it does not remain at the interface but diffuses into the molten first metal (Sn or the like). Thus, by dispersing, the expected reaction can be realized without inhibiting the reaction between the second metal and the first metal, which is necessary for producing the intermetallic compound.
As a result, for example, by using the conductive material of the present invention for joining the electrodes included in the electronic component and the land electrode on the printed circuit board (mounting substrate) on which the electronic component is mounted, the electrode included in the electronic component In addition, it is possible to reliably bond the land electrode on the mounting substrate via the high melting point intermetallic compound, and it is possible to realize highly reliable bonding.
その結果、例えば、電子部品が備える電極と、電子部品が実装されるプリント基板（実装基板）上のランド電極の接合などに、本発明の導電性材料を用いることにより、電子部品が備える電極と、実装基板上のランド電極などを高融点の金属間化合物を介して確実に接合することが可能になり、信頼性の高い接合を実現することができる。 That is, in the conductive material of the present invention, since the surface of the second metal has a layer containing Ag or Au, the surface of the second metal is hardly oxidized and the surface of the second metal is melted. The first metal is easily wetted and the reaction area increases. Further, after the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal gets wet with the molten first metal (Sn or the like), it does not remain at the interface but diffuses into the molten first metal (Sn or the like). Thus, by dispersing, the expected reaction can be realized without inhibiting the reaction between the second metal and the first metal, which is necessary for producing the intermetallic compound.
As a result, for example, by using the conductive material of the present invention for joining the electrodes included in the electronic component and the land electrode on the printed circuit board (mounting substrate) on which the electronic component is mounted, the electrode included in the electronic component In addition, it is possible to reliably bond the land electrode on the mounting substrate via the high melting point intermetallic compound, and it is possible to realize highly reliable bonding.
なお、本発明において、「第２金属の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有している」とは、第２金属の表面の少なくとも一部にＡｇまたはＡｕを含む層を備えていることを意味するものであり、第２金属の表面全体がＡｇまたはＡｕを含む層により覆われていることを要件とするものではない。ただし、本発明は、第２金属の表面全体がＡｇまたはＡｕを含む層により覆われている態様を除外するものではない。
In the present invention, “having a layer containing Ag or Au on the surface of the second metal” means that a layer containing Ag or Au is provided on at least a part of the surface of the second metal. This means that the entire surface of the second metal is covered with a layer containing Ag or Au. However, the present invention does not exclude an aspect in which the entire surface of the second metal is covered with a layer containing Ag or Au.
本発明においてＡｇを含む層、および、Ａｕを含む層としては、例えば、Ａｇ層やＡｕ層や、Ａｇ合金層やＡｕ合金層などを挙げることができる。
また、Ａｇ合金、Ａｕ合金とは、Ａｇ、Ａｕを主成分として含む合金であり、ＡｇあるいはＡｕと、例えばＢｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎなどからなる群より選ばれる少なくとも１種とを含む合金をいう。
なお、これらのＡｇやＡｕ、Ａｇ合金やＡｕ合金は、溶融した第１金属が濡れやすい金属または合金であって、第１金属中に拡散しやすい金属または合金であり、第２金属表面にほとんど残らないという要件を備えていればよく、上で例示した合金以外の合金などを用いることも可能である。 In the present invention, examples of the layer containing Ag and the layer containing Au include an Ag layer, an Au layer, an Ag alloy layer, an Au alloy layer, and the like.
Further, the Ag alloy and the Au alloy are alloys containing Ag and Au as a main component. For example, Ag, Au, and Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Co, Ga, Ge, In, Pd, Sb, An alloy containing at least one selected from the group consisting of Sn, Zn and the like.
Note that these Ag, Au, Ag alloy, and Au alloy are metals or alloys that are easily wetted by the molten first metal, and are easily diffused into the first metal. It is only necessary to satisfy the requirement that it does not remain, and it is also possible to use alloys other than the alloys exemplified above.
また、Ａｇ合金、Ａｕ合金とは、Ａｇ、Ａｕを主成分として含む合金であり、ＡｇあるいはＡｕと、例えばＢｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎなどからなる群より選ばれる少なくとも１種とを含む合金をいう。
なお、これらのＡｇやＡｕ、Ａｇ合金やＡｕ合金は、溶融した第１金属が濡れやすい金属または合金であって、第１金属中に拡散しやすい金属または合金であり、第２金属表面にほとんど残らないという要件を備えていればよく、上で例示した合金以外の合金などを用いることも可能である。 In the present invention, examples of the layer containing Ag and the layer containing Au include an Ag layer, an Au layer, an Ag alloy layer, an Au alloy layer, and the like.
Further, the Ag alloy and the Au alloy are alloys containing Ag and Au as a main component. For example, Ag, Au, and Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Co, Ga, Ge, In, Pd, Sb, An alloy containing at least one selected from the group consisting of Sn, Zn and the like.
Note that these Ag, Au, Ag alloy, and Au alloy are metals or alloys that are easily wetted by the molten first metal, and are easily diffused into the first metal. It is only necessary to satisfy the requirement that it does not remain, and it is also possible to use alloys other than the alloys exemplified above.
本発明の接続方法は、導電性材料を用いて接続対象物を接続する方法であって、上記本発明の導電性材料を用い、加熱して導電性材料を構成する第１金属成分と第２金属とを金属間化合物にして、接続対象物を接続するようにしているので、確実に信頼性の高い接合を行うことが可能になる。
The connection method of the present invention is a method of connecting an object to be connected using a conductive material, the first metal component and the second metal constituting the conductive material by heating using the conductive material of the present invention. Since the metal and the intermetallic compound are used to connect the objects to be connected, it is possible to reliably perform highly reliable joining.
本発明の接続構造は、接続対象物が、上記本発明の導電性材料を用いて接続された接続構造であって、接続対象物を接続している接続部の導電性材料は、導電性材料に由来する第２金属と、第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、導電性材料に由来する第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下という要件を備えていることから、例えば、電子部品と、プリント基板などの、実装基板上のランドパターンの接合に本発明を適用した場合、電子部品が実装された後の段階で、リフローが実施された場合や、実装された電子部品が、高温環境下で使用された場合にも、例えば、電子部品が実装基板から脱落することを防止することが可能な、優れた接合を実現することができる。
The connection structure of the present invention is a connection structure in which a connection object is connected using the conductive material of the present invention, and the conductive material of the connection portion connecting the connection objects is a conductive material. The main component is the second metal derived from the metal and the intermetallic compound containing the second metal and Sn, and the ratio of the first metal derived from the conductive material to the total metal component is 30% by volume or less. Therefore, for example, when the present invention is applied to bonding of an electronic component and a land pattern on a mounting board such as a printed board, when reflow is performed at a stage after the electronic component is mounted, Even when the mounted electronic component is used in a high-temperature environment, for example, it is possible to realize excellent bonding that can prevent the electronic component from falling off the mounting substrate.
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
Embodiments of the present invention will be described below, and the features of the present invention will be described in more detail.
［実施形態１］
この実施形態１では、粉末状の第１金属（第１金属粉末）と、粉末状の第２金属（第２金属粉末）と、フラックスとを混合することにより導電性材料を作製した。 [Embodiment 1]
In Embodiment 1, a conductive material was produced by mixing a powdered first metal (first metal powder), a powdered second metal (second metal powder), and a flux.
この実施形態１では、粉末状の第１金属（第１金属粉末）と、粉末状の第２金属（第２金属粉末）と、フラックスとを混合することにより導電性材料を作製した。 [Embodiment 1]
In Embodiment 1, a conductive material was produced by mixing a powdered first metal (first metal powder), a powdered second metal (second metal powder), and a flux.
第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は、第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属が４０体積％）となるように調整した。
The mixing ratio of the first metal powder and the second metal powder was adjusted so that the volume ratio of the first metal powder / second metal powder was 60/40 (that is, the second metal was 40% by volume).
第１金属粉末としては、表１に示すように、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕを使用した。第１金属粉末の平均粒径は５μｍとした。
なお、上記の各材料の表記において、例えば、「Ｓｎ－３．５Ａｇ」の数字３．５は当該成分（この場合はＡｇ）の重量％の値を示しており、上記の他の材料および、以下の記載の場合も同様である。 As the first metal powder, Sn-3Ag-0.5Cu was used as shown in Table 1. The average particle size of the first metal powder was 5 μm.
In the description of each material described above, for example, the number 3.5 of “Sn-3.5Ag” represents the value by weight of the component (in this case, Ag), and the other materials described above and The same applies to the following description.
なお、上記の各材料の表記において、例えば、「Ｓｎ－３．５Ａｇ」の数字３．５は当該成分（この場合はＡｇ）の重量％の値を示しており、上記の他の材料および、以下の記載の場合も同様である。 As the first metal powder, Sn-3Ag-0.5Cu was used as shown in Table 1. The average particle size of the first metal powder was 5 μm.
In the description of each material described above, for example, the number 3.5 of “Sn-3.5Ag” represents the value by weight of the component (in this case, Ag), and the other materials described above and The same applies to the following description.
第２金属粉末としては、表１に示すように、Ｃｕ－１０Ｎｉ合金粉末、Ｃｕ－１０Ｍｎ合金粉末、Ｃｕ－１０Ａｌ合金粉末、Ｃｕ－１０Ｃｒ合金粉末、およびＣｕ－１０Ｎｉ合金とＣｕ－１０Ｍｎ合金の同量混合粉末を用いた。
As shown in Table 1, the second metal powder includes Cu-10Ni alloy powder, Cu-10Mn alloy powder, Cu-10Al alloy powder, Cu-10Cr alloy powder, and Cu-10Ni alloy and Cu-10Mn alloy. Quantity mixed powder was used.
そして、実施例１～７の試料では、表１に示すように、上述の各第２金属粉末の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有するものを用いた。
In the samples of Examples 1 to 7, as shown in Table 1, those having a layer containing Ag or Au on the surface of each second metal powder described above were used.
なお、Ａｇ層、Ａｕ層の厚みは、ＳＴＥＭ／ＥＤＸ（ＨＤ－２３００Ａ／ＥＤＡＸ Ｇｅｎｅｓｉｓ ＸＭ４，日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、Ａｇ層、Ａｕ層を有する第２金属粉末の中央断面を観察し、Ａｇ層、Ａｕ層部分の面積を第２金属粉末の平均周囲長で除することにより求められる値を、Ａｇ層またはＡｕ層の厚みとした。なお、第２金属粉末の平均周囲長とは、表面にＡｇ層またはＡｕ層を付与する前の第２金属粉末の周囲長と、表面にＡｇ層またはＡｕ層を付与した後の第２金属粉末の周囲長の平均値である。
The thickness of the Ag layer and the Au layer was determined by observing the central cross section of the second metal powder having the Ag layer and the Au layer using STEM / EDX (HD-2300A / EDAX Genesis XM4, manufactured by Hitachi High-Technologies) The value obtained by dividing the area of the Ag layer and Au layer by the average perimeter of the second metal powder was taken as the thickness of the Ag layer or Au layer. The average perimeter of the second metal powder refers to the perimeter of the second metal powder before the Ag layer or Au layer is applied to the surface and the second metal powder after the Ag layer or Au layer is applied to the surface. This is the average value of the perimeter of.
比較例１～５の試料では、表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しない第２金属粉末を用いた。
In the samples of Comparative Examples 1 to 5, the second metal powder having no layer containing Ag or Au on the surface was used.
第２金属粉末の平均粒径は５μｍとした。この場合の平均粒径は、コーティングする前の第２金属粉末の平均粒径を示すものである。
ここで平均粒径とは、マイクロトラック Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ ＩＩ（マイクロトラック・ベル社）を使用して分析した場合のメディアン径（Ｄ50）の値で表わされるものである。 The average particle size of the second metal powder was 5 μm. The average particle diameter in this case indicates the average particle diameter of the second metal powder before coating.
Here, the average particle diameter is represented by the median diameter (D 50 ) when analyzed using Microtrac Microtrac MT3300EX II (Microtrac Bell).
ここで平均粒径とは、マイクロトラック Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ ＩＩ（マイクロトラック・ベル社）を使用して分析した場合のメディアン径（Ｄ50）の値で表わされるものである。 The average particle size of the second metal powder was 5 μm. The average particle diameter in this case indicates the average particle diameter of the second metal powder before coating.
Here, the average particle diameter is represented by the median diameter (D 50 ) when analyzed using Microtrac Microtrac MT3300EX II (Microtrac Bell).
＜第２金属粉末の表面へのＡｇまたはＡｕを含む層の付与方法＞
次に、上述の第２金属粉末の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を付与する方法について説明する。
まず、酸化膜除去剤を用いて、各第２金属粉末の表面酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下にする。
その後、無電解めっきにより、各第２金属粉末の表面にＡｇまたはＡｕを付着させる。
これにより、第２金属粉末の表面に、ＡｇまたはＡｕを含む層が形成される。 <Method of applying a layer containing Ag or Au to the surface of the second metal powder>
Next, a method for providing a layer containing Ag or Au on the surface of the second metal powder will be described.
First, the surface oxygen concentration of each second metal powder is set to 1000 ppm or less using an oxide film removing agent.
Thereafter, Ag or Au is adhered to the surface of each second metal powder by electroless plating.
Thereby, a layer containing Ag or Au is formed on the surface of the second metal powder.
次に、上述の第２金属粉末の表面にＡｇまたはＡｕを含む層を付与する方法について説明する。
まず、酸化膜除去剤を用いて、各第２金属粉末の表面酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下にする。
その後、無電解めっきにより、各第２金属粉末の表面にＡｇまたはＡｕを付着させる。
これにより、第２金属粉末の表面に、ＡｇまたはＡｕを含む層が形成される。 <Method of applying a layer containing Ag or Au to the surface of the second metal powder>
Next, a method for providing a layer containing Ag or Au on the surface of the second metal powder will be described.
First, the surface oxygen concentration of each second metal powder is set to 1000 ppm or less using an oxide film removing agent.
Thereafter, Ag or Au is adhered to the surface of each second metal powder by electroless plating.
Thereby, a layer containing Ag or Au is formed on the surface of the second metal powder.
この実施形態１では、第２金属粉末の表面のＡｇ層、Ａｕ層の厚みは、１００ｎｍ程度になるように形成した。なお、Ａｇ層、Ａｕ層の厚みは、実施形態２の場合と同様の方法で求められる。
In the first embodiment, the Ag layer and the Au layer on the surface of the second metal powder were formed to have a thickness of about 100 nm. The thicknesses of the Ag layer and the Au layer are obtained by the same method as in the second embodiment.
なお、ＡｇまたはＡｕを含む層は、第２金属粉末の表面の全体を覆うように形成されていなくてもよいが、全体を覆うようにＡｇまたはＡｕを含む層が形成されている場合を排除するものではない。第２金属粉末の表面のうち、相当部分にＡｇまたはＡｕを含む層が形成されていれば、溶融した第１金属が、第２金属粉末の表面のＡｇまたはＡｕを含む層と反応して、ＡｇまたはＡｕを含む層が溶融した第１金属に拡散して除去され、第２金属粉末の表面のＡｇまたはＡｕを含む層により覆われていた領域において、酸化されていない第２金属粉末の表面と溶融した第１金属の反応が速やかに起こる。
The layer containing Ag or Au may not be formed so as to cover the entire surface of the second metal powder, but the case where the layer containing Ag or Au is formed so as to cover the whole is excluded. Not what you want. If a layer containing Ag or Au is formed in a substantial portion of the surface of the second metal powder, the molten first metal reacts with the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal powder, The surface of the second metal powder that has not been oxidized in the region of the surface of the second metal powder that has been removed by diffusing into the molten first metal and covered with the layer containing Ag or Au. And the molten first metal reacts rapidly.
なお、この実施形態１の導電性材料においては、フラックスとして、ロジン：７４重量％、ジエチレングリコールモノブチルエーテル：２２重量％、トリエタノールアミン：２重量％、および水素添加ヒマシ油２重量％の配合比率のものを用いた。
In the conductive material of the first embodiment, the flux has a blending ratio of rosin: 74% by weight, diethylene glycol monobutyl ether: 22% by weight, triethanolamine: 2% by weight, and hydrogenated castor oil 2% by weight. A thing was used.
また、フラックスの配合割合は、導電性材料全体に占めるフラックスの割合が１０重量％となるような割合とした。
Further, the blending ratio of the flux was set such that the ratio of the flux in the entire conductive material was 10% by weight.
＜作製した導電性材料を用いたＣｕ板への黄銅端子の接合＞
上述のようにして作製した導電性材料を、メタルマスクを用いて、サイズが１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さが０．２ｍｍの無酸素Ｃｕ板に印刷した。メタルマスクの開口径は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚さは１００μｍとした。 <Junction of brass terminal to Cu plate using produced conductive material>
The conductive material produced as described above was printed on an oxygen-free Cu plate having a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.2 mm using a metal mask. The metal mask had an opening diameter of 1.5 mm × 1.5 mm and a thickness of 100 μm.
上述のようにして作製した導電性材料を、メタルマスクを用いて、サイズが１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さが０．２ｍｍの無酸素Ｃｕ板に印刷した。メタルマスクの開口径は１．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚さは１００μｍとした。 <Junction of brass terminal to Cu plate using produced conductive material>
The conductive material produced as described above was printed on an oxygen-free Cu plate having a size of 10 mm × 10 mm and a thickness of 0.2 mm using a metal mask. The metal mask had an opening diameter of 1.5 mm × 1.5 mm and a thickness of 100 μm.
印刷した導電性材料上に、ＮｉめっきおよびＡｕめっきを施した黄銅端子（サイズ１．２ｍｍ×１．０ｍｍ×１．０ｍｍ）をマウントした後、リフロー装置を用いて、図１に示すリフロープロファイルで無酸素Ｃｕ板と黄銅端子を接合させて、両者を電気的、機械的に接続した。なお、この実施形態１では、導電性材料が実質的にソルダペーストとして用いられている。
After mounting a brass terminal (size: 1.2 mm × 1.0 mm × 1.0 mm) with Ni plating and Au plating on the printed conductive material, the reflow profile shown in FIG. An oxygen-free Cu plate and a brass terminal were joined, and both were electrically and mechanically connected. In the first embodiment, the conductive material is substantially used as a solder paste.
＜特性の評価＞
上述のようにして作製した試料について、以下の方法により（１）接合強度の測定、（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）、（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）を行った。 <Evaluation of characteristics>
For the sample prepared as described above, (1) measurement of bonding strength, (2) evaluation of residual component (measurement of residual first component ratio), and (3) evaluation of flow out of conductive material (poor flow out) Rate measurement).
上述のようにして作製した試料について、以下の方法により（１）接合強度の測定、（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）、（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）を行った。 <Evaluation of characteristics>
For the sample prepared as described above, (1) measurement of bonding strength, (2) evaluation of residual component (measurement of residual first component ratio), and (3) evaluation of flow out of conductive material (poor flow out) Rate measurement).
（１）接合強度の測定
接合強度を評価するため、得られた接合体のシアー強度を、ボンディングテスタを用いて測定した。 (1) Measurement of bonding strength In order to evaluate the bonding strength, the shear strength of the obtained bonded body was measured using a bonding tester.
接合強度を評価するため、得られた接合体のシアー強度を、ボンディングテスタを用いて測定した。 (1) Measurement of bonding strength In order to evaluate the bonding strength, the shear strength of the obtained bonded body was measured using a bonding tester.
シアー強度の測定は、横押し速度：０．１ｍｍ・ｓ-1、室温および２６０℃の条件下で行った。
表１に接合強度（シアー強度）の測定結果を示す。 The shear strength was measured under the conditions of lateral pressing speed: 0.1 mm · s −1 , room temperature, and 260 ° C.
Table 1 shows the measurement results of bonding strength (shear strength).
表１に接合強度（シアー強度）の測定結果を示す。 The shear strength was measured under the conditions of lateral pressing speed: 0.1 mm · s −1 , room temperature, and 260 ° C.
Table 1 shows the measurement results of bonding strength (shear strength).
（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）
Ｃｕ板と黄銅端子との接合部から、反応生成物を約７ｍｇを採取し、測定温度３０℃～３００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎ、Ｎ2雰囲気、リファレンスＡｌ2Ｏ3の条件で示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を行った。 (2) Residual component evaluation (measurement of residual first component ratio)
About 7 mg of the reaction product was sampled from the joint between the Cu plate and the brass terminal, and was differentially measured under the conditions of a measurement temperature of 30 ° C. to 300 ° C., a heating rate of 5 ° C./min, an N 2 atmosphere, and a reference Al 2 O 3 Scanning calorimetry (DSC measurement) was performed.
Ｃｕ板と黄銅端子との接合部から、反応生成物を約７ｍｇを採取し、測定温度３０℃～３００℃、昇温速度５℃／ｍｉｎ、Ｎ2雰囲気、リファレンスＡｌ2Ｏ3の条件で示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）を行った。 (2) Residual component evaluation (measurement of residual first component ratio)
About 7 mg of the reaction product was sampled from the joint between the Cu plate and the brass terminal, and was differentially measured under the conditions of a measurement temperature of 30 ° C. to 300 ° C., a heating rate of 5 ° C./min, an N 2 atmosphere, and a reference Al 2 O 3 Scanning calorimetry (DSC measurement) was performed.
得られたＤＳＣチャートの第１金属成分の溶融温度における溶融吸熱ピークの吸熱量から、残留した第１金属成分量を定量化した。
表１に、残留第１金属成分率（接合部における第１金属成分の含有率）を示す。 The amount of the first metal component remaining was quantified from the endothermic amount of the melting endothermic peak at the melting temperature of the first metal component of the obtained DSC chart.
Table 1 shows the residual first metal component ratio (content ratio of the first metal component in the joint).
表１に、残留第１金属成分率（接合部における第１金属成分の含有率）を示す。 The amount of the first metal component remaining was quantified from the endothermic amount of the melting endothermic peak at the melting temperature of the first metal component of the obtained DSC chart.
Table 1 shows the residual first metal component ratio (content ratio of the first metal component in the joint).
（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）
プリント基板（実装基板）上のＣｕランド（Ｃｕランド寸法：０．７ｍｍ×０．４ｍｍ）に前記導電性材料を塗布し（厚さ１００μｍ）、得られた塗布部に、長さ１ｍｍ、幅０．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍサイズのチップ型セラミックコンデンサをマウントした。 (3) Flow-out evaluation of conductive material (measurement of flow-out failure rate)
The conductive material is applied to Cu lands (Cu land dimensions: 0.7 mm × 0.4 mm) on a printed circuit board (mounting substrate) (thickness: 100 μm), and the obtained coated portion has a length of 1 mm and a width of 0 mm. A chip type ceramic capacitor having a size of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm was mounted.
プリント基板（実装基板）上のＣｕランド（Ｃｕランド寸法：０．７ｍｍ×０．４ｍｍ）に前記導電性材料を塗布し（厚さ１００μｍ）、得られた塗布部に、長さ１ｍｍ、幅０．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍサイズのチップ型セラミックコンデンサをマウントした。 (3) Flow-out evaluation of conductive material (measurement of flow-out failure rate)
The conductive material is applied to Cu lands (Cu land dimensions: 0.7 mm × 0.4 mm) on a printed circuit board (mounting substrate) (thickness: 100 μm), and the obtained coated portion has a length of 1 mm and a width of 0 mm. A chip type ceramic capacitor having a size of 0.5 mm and a thickness of 0.5 mm was mounted.
ピーク温度２５０℃でリフローして、Ｃｕランドとセラミックコンデンサを接合させた後（はんだ付けした後）、プリント基板をエポキシ樹脂で封止して温度８５℃、相対湿度８５％の環境に４８時間放置し、その後、ピーク温度２６０℃のリフロー条件で加熱した。そして、導電性材料（はんだ）の流れ出しが認められた試料の、試験に供した試料１００個に対する割合（流れ出し発生割合）を調べ、流れ出し不良率として評価した。
表１に、導電性材料の流れ出し不良率を併せて示す。 After reflowing at a peak temperature of 250 ° C and joining the Cu land and ceramic capacitor (after soldering), the printed circuit board is sealed with epoxy resin and left in an environment at a temperature of 85 ° C and a relative humidity of 85% for 48 hours. And then heated under reflow conditions with a peak temperature of 260 ° C. Then, the ratio of the sample in which the flow of the conductive material (solder) was recognized to the 100 samples subjected to the test (flowing rate) was examined and evaluated as the flow-out defect rate.
Table 1 also shows the flow-out defect rate of the conductive material.
表１に、導電性材料の流れ出し不良率を併せて示す。 After reflowing at a peak temperature of 250 ° C and joining the Cu land and ceramic capacitor (after soldering), the printed circuit board is sealed with epoxy resin and left in an environment at a temperature of 85 ° C and a relative humidity of 85% for 48 hours. And then heated under reflow conditions with a peak temperature of 260 ° C. Then, the ratio of the sample in which the flow of the conductive material (solder) was recognized to the 100 samples subjected to the test (flowing rate) was examined and evaluated as the flow-out defect rate.
Table 1 also shows the flow-out defect rate of the conductive material.
表１に示すように、室温における接合強度については、本発明の要件を満たす実施例１～７の各試料、および、本発明の要件を満たさない比較例１～５の各試料ともに、２０Ｎ・ｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることが確認された。
As shown in Table 1, with respect to the bonding strength at room temperature, both the samples of Examples 1 to 7 that satisfy the requirements of the present invention and the samples of Comparative Examples 1 to 5 that do not satisfy the requirements of the present invention are 20 N · It was confirmed that it has a practical strength, showing mm −2 or more.
一方、２６０℃における接合強度についてみると、比較例１～５の各試料では２０Ｎ・ｍｍ-2以下と必ずしも十分な接合強度を得ることができなかったのに対して、実施例１～７の各試料では、２０Ｎ・ｍｍ-2以上の接合強度を保持し、実用強度を備えていることが確認された。
On the other hand, regarding the bonding strength at 260 ° C., the samples of Comparative Examples 1 to 5 could not always obtain a sufficient bonding strength of 20 N · mm −2 or less, whereas those of Examples 1 to 7 Each sample was confirmed to have a bonding strength of 20 N · mm −2 or more and a practical strength.
残留第１金属成分率については、比較例１～５の各試料が１０体積％を超えていたのに対して、実施例１～７の各試料は全て１０体積％以下であることが確認された。
Regarding the residual first metal component ratio, it was confirmed that each sample of Comparative Examples 1 to 5 exceeded 10% by volume, whereas each sample of Examples 1 to 7 was 10% by volume or less. It was.
導電性材料の流れ出し不良率については、比較例１～５の各試料が５０％以上であったのに対して、実施例１～７の各試料では流れ出し不良率が０％であり、いずれの試料でも流れ出し不良率は発生しないことが確認された。
Regarding the flow-out failure rate of the conductive material, each sample of Comparative Examples 1 to 5 was 50% or more, whereas in each sample of Examples 1 to 7, the flow-out failure rate was 0%. It was confirmed that there was no flow-out defect rate even with the sample.
第２金属粉末の表面に付与したＡｇまたはＡｕを含む層を構成する材料が、Ａｇ層であるかＡｕ層であるかにかかわらず、実施例１～７の各試料においては、比較例１～５の、ＡｇまたはＡｕを含む層を有していない第２金属粉末を使用した試料よりも優れた耐熱性を示すことが確認された。
Regardless of whether the material constituting the layer containing Ag or Au applied to the surface of the second metal powder is an Ag layer or an Au layer, in each sample of Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to It was confirmed that heat resistance superior to that of the sample using No. 5 of the second metal powder having no Ag or Au-containing layer was exhibited.
表１の実施例１～７の各試料についての評価結果から、本発明の要件を満たす場合、第２金属粉末がＣｕ－Ｎｉ合金粉末、Ｃｕ－Ｍｎ合金粉末、Ｃｕ－Ａｌ合金粉末、Ｃｕ－Ｃｒ合金粉末のいずれである場合にも、また、第２金属粉末が２種類以上の混合粉末（Ｃｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ-Ｎｉ合金の混合粉末）である場合にも、接合強度、残留第１金属成分率、流れ出し不良率のいずれについても良好な結果が得られており、高耐熱性が確保されることが確認された。
From the evaluation results for the samples of Examples 1 to 7 in Table 1, when the requirements of the present invention are satisfied, the second metal powder is Cu—Ni alloy powder, Cu—Mn alloy powder, Cu—Al alloy powder, Cu— In any case of the Cr alloy powder, and when the second metal powder is a mixed powder of two or more kinds (a mixed powder of Cu—Mn alloy and Cu—Ni alloy), the bonding strength and the residual first Good results were obtained for both the metal component rate and the flow-out defect rate, and it was confirmed that high heat resistance was ensured.
なお、本発明の要件を備えた実施例１～７の試料が高耐熱性を備えているのは、第２金属粉末として、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ－Ａｌ合金、Ｃｕ－Ｃｒ合金が使用されており、かつ、第２金属粉末がその表面にＡｇまたはＡｕを含む層（実施形態１ではＡｇ層またはＡｕ層）を有していることから、第２金属の表面の酸化が抑制され、溶融した第１金属により濡れやすい状態が確保されるため、第１金属と第２金属が効率よく反応して、高融点の金属間化合物の生成が顕著になったことによるものと考えられる。
The samples of Examples 1 to 7 having the requirements of the present invention have high heat resistance because the second metal powder is Cu—Ni alloy, Cu—Mn alloy, Cu—Al alloy, Cu— Since the Cr alloy is used and the second metal powder has a layer containing Ag or Au (Ag layer or Au layer in the first embodiment) on the surface thereof, the surface of the second metal is oxidized. Is suppressed, and a state in which the molten first metal is easily wetted is ensured. Therefore, the first metal and the second metal react efficiently, and the generation of a high melting point intermetallic compound becomes remarkable. Conceivable.
一方、比較例１～５の試料において十分な高温耐熱性が得られないのは、第２金属粉末の表面に、ＡｇまたはＡｕを含む層が形成されておらず、第２金属の表面が酸化されていることから、一般的なフラックスを含む導電性材料を用いても酸化膜を十分に除去することができず、溶融した第１金属が、第２金属から弾かれやすいため、第１金属と第２金属の反応性が低下することによるものと考えられる。
On the other hand, in the samples of Comparative Examples 1 to 5, sufficient high temperature heat resistance cannot be obtained because the layer containing Ag or Au is not formed on the surface of the second metal powder, and the surface of the second metal is oxidized. Therefore, even if a conductive material containing a general flux is used, the oxide film cannot be sufficiently removed, and the molten first metal is easily repelled from the second metal. This is thought to be due to a decrease in the reactivity of the second metal.
［実施形態２］
この実施形態２では、表２に示すように、第１金属粉末として、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕを用いた。なお、この実施形態２では、第１金属粉末の平均粒径は５μｍとした。 [Embodiment 2]
In Embodiment 2, as shown in Table 2, Sn-3Ag-0.5Cu was used as the first metal powder. In the second embodiment, the average particle size of the first metal powder is 5 μm.
この実施形態２では、表２に示すように、第１金属粉末として、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕを用いた。なお、この実施形態２では、第１金属粉末の平均粒径は５μｍとした。 [Embodiment 2]
In Embodiment 2, as shown in Table 2, Sn-3Ag-0.5Cu was used as the first metal powder. In the second embodiment, the average particle size of the first metal powder is 5 μm.
第２金属粉末はＣｕ－１０Ｎｉ合金粉末とし、その表面にＡｇを含む層を備えたものを用いた。
The second metal powder was a Cu-10Ni alloy powder and the surface thereof was provided with a layer containing Ag.
第２金属粉末としては、平均粒径が５μｍのものを用いた。なお、ここでいう第２金属粉末の平均粒径は、上述のＡｇ層を備えていない状態での第２金属粉末の平均粒径である。
As the second metal powder, one having an average particle diameter of 5 μm was used. In addition, the average particle diameter of 2nd metal powder here is the average particle diameter of 2nd metal powder in the state which is not equipped with the above-mentioned Ag layer.
そして、第２金属粉末の表面に備えるＡｇ層の厚さを、５ｎｍ～２９８ｎｍの範囲で異ならせた。
なお、Ａｇ層の厚みは、実施形態１の場合と同様に、ＳＴＥＭ／ＥＤＸ（ＨＤ－２３００Ａ／ＥＤＡＸ Ｇｅｎｅｓｉｓ ＸＭ４，日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、Ａｇ層を有する第２金属粉末の中央断面を観察し、Ａｇ層部分の面積を第２金属粉末の平均周囲長で除することにより求められる値を、Ａｇ層の厚みとした。 Then, the thickness of the Ag layer provided on the surface of the second metal powder was varied in the range of 5 nm to 298 nm.
As in the case of Embodiment 1, the thickness of the Ag layer is determined using the STEM / EDX (HD-2300A / EDAX Genesis XM4, manufactured by Hitachi High-Technologies Corp.) and the central cross section of the second metal powder having the Ag layer. The value obtained by observing and dividing the area of the Ag layer portion by the average perimeter of the second metal powder was taken as the thickness of the Ag layer.
なお、Ａｇ層の厚みは、実施形態１の場合と同様に、ＳＴＥＭ／ＥＤＸ（ＨＤ－２３００Ａ／ＥＤＡＸ Ｇｅｎｅｓｉｓ ＸＭ４，日立ハイテクノロジーズ製）を用いて、Ａｇ層を有する第２金属粉末の中央断面を観察し、Ａｇ層部分の面積を第２金属粉末の平均周囲長で除することにより求められる値を、Ａｇ層の厚みとした。 Then, the thickness of the Ag layer provided on the surface of the second metal powder was varied in the range of 5 nm to 298 nm.
As in the case of Embodiment 1, the thickness of the Ag layer is determined using the STEM / EDX (HD-2300A / EDAX Genesis XM4, manufactured by Hitachi High-Technologies Corp.) and the central cross section of the second metal powder having the Ag layer. The value obtained by observing and dividing the area of the Ag layer portion by the average perimeter of the second metal powder was taken as the thickness of the Ag layer.
その他は上記実施形態１の場合と同じ条件で導電性材料を作製した。
そして作製した導電性材料について、上記実施形態１の場合と同じ方法で、（１）接合強度の測定、（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）、（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）を行った。
その結果を表２に示す。 Other than that, a conductive material was manufactured under the same conditions as in the first embodiment.
And about the produced electroconductive material, by the same method as the case of the said Embodiment 1, (1) Measurement of joint strength, (2) Residual component evaluation (measurement of residual 1st component ratio), (3) Conductive material Flow out evaluation (measurement of flow out defective rate) was performed.
The results are shown in Table 2.
そして作製した導電性材料について、上記実施形態１の場合と同じ方法で、（１）接合強度の測定、（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）、（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）を行った。
その結果を表２に示す。 Other than that, a conductive material was manufactured under the same conditions as in the first embodiment.
And about the produced electroconductive material, by the same method as the case of the said Embodiment 1, (1) Measurement of joint strength, (2) Residual component evaluation (measurement of residual 1st component ratio), (3) Conductive material Flow out evaluation (measurement of flow out defective rate) was performed.
The results are shown in Table 2.
表２に示すように、第２金属粉末の表面のＡｇ層の厚さが８ｎｍ以下の実施例８，９、および、２９８ｎｍの実施例１４の試料の場合、残留第１金属成分率が５～７体積％といくらか高い値を示し、また、流れ出し不良率も１２～２１％と少し高い値を示した。ただし、これらの実施例は、室温での接合強度は大きく、また、２６０℃での接合強度も、２０～２５Ｎ・ｍｍ2と実用可能なものであることが確認された。
As shown in Table 2, in the case of the samples of Examples 8 and 9 where the thickness of the Ag layer on the surface of the second metal powder is 8 nm or less and Example 14 of 298 nm, the residual first metal component ratio is 5 to 7 volume% was a somewhat high value, and the outflow defect rate was a little high, 12 to 21%. However, it was confirmed that these examples have a high bonding strength at room temperature, and that the bonding strength at 260 ° C. is practically 20 to 25 N · mm 2 .
また、第２金属粉末の表面のＡｇ層の厚さが１１～２２０ｎｍの実施例１０，１１，１２，１３の試料の場合には、残留第１金属成分率が０体積％で、流れ出し不良の発生も認められず、好ましい結果が得られることが確認され、また、室温および２６０℃の接合強度も大きいことが確認された。
Further, in the case of the samples of Examples 10, 11, 12, and 13 where the thickness of the Ag layer on the surface of the second metal powder was 11 to 220 nm, the residual first metal component ratio was 0% by volume, and the flow-out failure was poor. Generation | occurrence | production was not recognized, but it was confirmed that a favorable result is obtained and it was confirmed that room temperature and the joint strength of 260 degreeC are also large.
一方、表面にＡｇ層が形成されていない第２金属粉末を用いた比較例１の試料の場合、室温での接合強度に対する２６０℃での接合強度の低下の割合が大きく、また、残留第１金属成分率が１５体積％で、流れ出し不良率が６５％と好ましくないことが確認された。
On the other hand, in the case of the sample of Comparative Example 1 using the second metal powder on which no Ag layer is formed on the surface, the rate of decrease in the bonding strength at 260 ° C. relative to the bonding strength at room temperature is large, and the residual first It was confirmed that the metal component ratio was 15% by volume and the flow-out defect rate was 65%, which was not preferable.
この実施形態２の結果から、第２金属粉末の表面のＡｇ層の厚みが不十分な場合、下地の金属（第２金属）が酸化され、その影響などにより、溶融した第１金属への濡れ性や、第１金属との反応性に悪影響が出て、室温での接合強度に対する２６０℃での接合強度の低下や、残留第１金属成分率および流れ出し不良率についても特性が低下する傾向が認められた。また、第２金属粉末の表面のＡｇまたはＡｕを有する層（実施形態２ではＡｇ層）の厚みが厚すぎると、第２金属粉末を被覆するＡｇまたはＡｕを有する層（実施形態２ではＡｇ層）が第１金属と第２金属の反応を阻害しやすくなるためであると考える。
From the result of the second embodiment, when the thickness of the Ag layer on the surface of the second metal powder is insufficient, the underlying metal (second metal) is oxidized and wetted by the molten first metal due to the influence thereof. And the reactivity with the first metal are adversely affected, and there is a tendency for the characteristics to decrease with respect to the bonding strength at 260 ° C. relative to the bonding strength at room temperature, and the residual first metal component ratio and the outflow defect ratio. Admitted. In addition, if the thickness of the layer having Ag or Au on the surface of the second metal powder (Ag layer in the second embodiment) is too thick, the layer having Ag or Au covering the second metal powder (Ag layer in the second embodiment) ) Is likely to hinder the reaction between the first metal and the second metal.
［実施形態３］
この実施形態３では、表３に示すように、第１金属粉末として、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕを用意した。なお、この実施形態３では、第１金属粉末の平均粒径は５μｍとした。 [Embodiment 3]
In Embodiment 3, as shown in Table 3, Sn-3Ag-0.5Cu was prepared as the first metal powder. In the third embodiment, the average particle diameter of the first metal powder is 5 μm.
この実施形態３では、表３に示すように、第１金属粉末として、Ｓｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕを用意した。なお、この実施形態３では、第１金属粉末の平均粒径は５μｍとした。 [Embodiment 3]
In Embodiment 3, as shown in Table 3, Sn-3Ag-0.5Cu was prepared as the first metal powder. In the third embodiment, the average particle diameter of the first metal powder is 5 μm.
第２金属粉末はＣｕ－１０Ｎｉ合金粉末とし、その表面にＡｇまたはＡｕを含む層を備えたものを用意した。
The second metal powder was a Cu-10Ni alloy powder, and the surface thereof was provided with a layer containing Ag or Au.
第２金属粉末としては、表３に示すように、平均粒径が５，１０，１４μｍのものを用いた。
As the second metal powder, one having an average particle diameter of 5, 10, 14 μm was used as shown in Table 3.
なお、ここでいう第２金属粉末の平均粒径は、上述のＡｇ層、Ａｕ層を備えていない状態での第２金属粉末の平均粒径である。
また、平均粒径とはマイクロトラック Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ II（マイクロトラック・ベル社）を使用して分析した際のメディアン径（Ｄ50）の値で表わされる値である。 The average particle size of the second metal powder here is the average particle size of the second metal powder in the state where the Ag layer and the Au layer are not provided.
The average particle diameter is a value represented by the median diameter (D 50 ) when analyzed using Microtrac Microtrac MT3300EX II (Microtrac Bell).
また、平均粒径とはマイクロトラック Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＭＴ３３００ＥＸ II（マイクロトラック・ベル社）を使用して分析した際のメディアン径（Ｄ50）の値で表わされる値である。 The average particle size of the second metal powder here is the average particle size of the second metal powder in the state where the Ag layer and the Au layer are not provided.
The average particle diameter is a value represented by the median diameter (D 50 ) when analyzed using Microtrac Microtrac MT3300EX II (Microtrac Bell).
この実施形態３では、第２金属粉末の表面のＡｇ層、Ａｕ層の厚みは、１００ｎｍ程度になるように形成した。なお、Ａｇ層、Ａｕ層の厚みは、実施形態２の場合と同様の方法で求められる。
In Embodiment 3, the Ag layer and the Au layer on the surface of the second metal powder were formed to have a thickness of about 100 nm. The thicknesses of the Ag layer and the Au layer are obtained by the same method as in the second embodiment.
そして、上述の平均粒径が５μｍの第１金属粉末と、表３に示すような平均粒径を有する第２金属粉末と、フラックスとを混合することにより、各導電性材料を作製した。
And each conductive material was produced by mixing the above-mentioned 1st metal powder whose average particle diameter is 5 micrometers, the 2nd metal powder which has an average particle diameter as shown in Table 3, and a flux.
なお、第１金属粉末と第２金属粉末の配合比は、第１金属粉末／第２金属粉末の体積比が６０／４０（すなわち、第２金属が４０体積％）となるように調整した。
The mixing ratio of the first metal powder and the second metal powder was adjusted so that the volume ratio of the first metal powder / second metal powder was 60/40 (that is, the second metal was 40% by volume).
そして作製した導電性材料について、上記実施形態１の場合と同じ方法で、（１）接合強度の測定、（２）残留成分評価（残留第１成分率の測定）、（３）導電性材料の流れ出し評価（流れ出し不良率の測定）を行った。
その結果を表３に示す。 And about the produced electroconductive material, by the same method as the case of the said Embodiment 1, (1) Measurement of joint strength, (2) Residual component evaluation (measurement of residual 1st component ratio), (3) Conductive material Flow out evaluation (measurement of flow out defective rate) was performed.
The results are shown in Table 3.
その結果を表３に示す。 And about the produced electroconductive material, by the same method as the case of the said Embodiment 1, (1) Measurement of joint strength, (2) Residual component evaluation (measurement of residual 1st component ratio), (3) Conductive material Flow out evaluation (measurement of flow out defective rate) was performed.
The results are shown in Table 3.
表３に示すように、第２金属粉末の平均粒径が１４μｍ以下の実施例１，２，１５，１６，１７および１８の試料の場合、室温における接合強度と、２６０℃における接合強度のいずれについても、２０Ｎ・ｍｍ-2以上を示し、実用強度を備えていることが確認された。
As shown in Table 3, in the case of the samples of Examples 1, 2, 15, 16, 17, and 18 in which the average particle size of the second metal powder is 14 μm or less, either the bonding strength at room temperature or the bonding strength at 260 ° C. Also, it was confirmed that it had practical strength with 20 N · mm −2 or more.
この実施形態３の結果から、第２金属粉末として粒径１０μｍ以下のものを用いることにより、室温での接合強度に対する２６０℃での接合強度の低下を防止することができてさらに好ましいことがわかる。第２金属粉末の平均粒径が１０μｍ以下の実施例１，２，１５および１６の試料の場合、表面にＡｇ層またはＡｕ層を有する第２金属粉末を用いていることから、比較例１，６に対して、室温での接合強度に対する２６０℃での接合強度の低下が防止されることが確認された。
From the results of Embodiment 3, it can be seen that the use of a second metal powder having a particle size of 10 μm or less can further prevent a decrease in the bonding strength at 260 ° C. relative to the bonding strength at room temperature, which is further preferable. . In the case of the samples of Examples 1, 2, 15 and 16 in which the average particle diameter of the second metal powder is 10 μm or less, the second metal powder having an Ag layer or Au layer on the surface is used. 6, it was confirmed that a decrease in the bonding strength at 260 ° C. with respect to the bonding strength at room temperature was prevented.
なお、上記の各実施形態では、第２金属粉末の表面に形成されたＡｇあるいはＡｕを含む層が、Ａｇ層あるいはＡｕ層である場合を例にとって説明したが、ＡｇあるいはＡｕを含む層は、Ａｇ合金層やＡｕ合金層などであってもよい。
In each of the above embodiments, the case where the layer containing Ag or Au formed on the surface of the second metal powder is an Ag layer or an Au layer has been described as an example. However, the layer containing Ag or Au is An Ag alloy layer, an Au alloy layer, or the like may be used.
なお、本発明の導電性材料において用いられるＡｇまたはＡｕを含む層は、第１金属中に拡散しやすく、溶融した第１金属が濡れやすい金属や合金からなる層であって、第２金属表面にほとんど残らない金属材料であることが望ましく、かかる要件を備えるものであれば、Ａｇ、Ａｕを主成分として含む種々のＡｇ合金やＡｕ合金を用いることが可能である。
In addition, the layer containing Ag or Au used in the conductive material of the present invention is a layer made of a metal or an alloy that easily diffuses into the first metal and easily wets the molten first metal, and is a surface of the second metal. It is desirable to use a metal material that hardly remains, and various Ag alloys and Au alloys containing Ag and Au as main components can be used as long as they have such requirements.
Ａｇ合金、Ａｕ合金としては、具体的には、ＡｇあるいはＡｕと、例えばＢｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｐｄ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｚｎなどを少なくとも１種類を含む合金が挙げられるが、場合によっては、さらに他の合金を用いることも可能である。
Specifically, as the Ag alloy or Au alloy, at least one kind of Ag or Au and, for example, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Co, Ga, Ge, In, Pd, Sb, Sn, Zn, and the like is used. In some cases, other alloys can be used.
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、導電性材料を構成する第１金属および第２金属の種類や組成、第１金属と第２金属の配合割合、フラックスの成分やフラックスの配合割合などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the types and compositions of the first metal and the second metal constituting the conductive material, the blending ratio of the first metal and the second metal, the components of the flux and the flux Various applications and modifications can be made within the scope of the invention with respect to the blending ratio and the like.
また、本発明を適用して接続すべき接続対象物の種類や、接続工程における条件などに関しても、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
Also, various types of applications and modifications can be added within the scope of the invention with respect to the types of objects to be connected to which the present invention is applied and the conditions in the connection process.
本発明はさらにその他の点においても、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
In other respects, the present invention can be variously applied and modified within the scope of the invention.
Claims (10)
- 第１金属と、前記第１金属よりも融点が高い第２金属を含む導電性材料であって、
前記第１金属はＳｎまたはＳｎを含む合金であり、
前記第２金属はＣｕ－Ｍｎ合金、Ｃｕ－Ｎｉ合金、Ｃｕ－Ａｌ合金、およびＣｕ－Ｃｒ合金からなる群より選ばれる少なくとも１種であり、
前記第２金属はその表面にＡｇまたはＡｕを含む層を有しており、かつ、
前記第１金属と、前記第２金属とは、３１０℃以上の融点を示す金属間化合物を生成するものであること
を特徴とする導電性材料。 A conductive material comprising a first metal and a second metal having a melting point higher than that of the first metal,
The first metal is Sn or an alloy containing Sn,
The second metal is at least one selected from the group consisting of a Cu—Mn alloy, a Cu—Ni alloy, a Cu—Al alloy, and a Cu—Cr alloy,
The second metal has a layer containing Ag or Au on its surface, and
The conductive material, wherein the first metal and the second metal generate an intermetallic compound having a melting point of 310 ° C. or higher. - 前記第２金属の、前記ＡｇまたはＡｕを含む層を有していない状態での平均粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の導電性材料。 The conductive material according to claim 1, wherein the second metal has an average particle diameter of 10 µm or less in a state where the layer containing Ag or Au is not provided.
- 前記第２金属の表面の、前記ＡｇまたはＡｕを含む層の厚さが１０ｎｍ以上、２２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の導電性材料。 The conductive material according to claim 1 or 2, wherein a thickness of the layer containing Ag or Au on the surface of the second metal is 10 nm or more and 220 nm or less.
- フラックス成分を含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の導電性材料。 The conductive material according to any one of claims 1 to 3, comprising a flux component.
- 前記第１金属が、ＳｎまたはＳｎを７０重量％以上含む合金であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の導電性材料。 The conductive material according to any one of claims 1 to 4, wherein the first metal is Sn or an alloy containing 70 wt% or more of Sn.
- 全ての金属成分中に占める前記第２金属の割合が、３０体積％以上であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の導電性材料。 6. The conductive material according to claim 1, wherein a ratio of the second metal in all metal components is 30% by volume or more.
- 前記第１金属が、Ｓｎ単体、または、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｅ、Ｐからなる群より選ばれる少なくとも１種と、Ｓｎとを含む合金であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の導電性材料。 The first metal is Sn alone or Cu, Ni, Ag, Au, Sb, Zn, Bi, In, Ge, Al, Co, Mn, Fe, Cr, Mg, Pd, Si, Sr, Te, P The conductive material according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductive material is an alloy containing Sn and at least one selected from the group consisting of:
- 前記第２金属との合計量に対する割合が、１０重量％以上、１５重量％以下となるような割合で、Ｍｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の導電性材料。 The ratio with respect to the total amount with the said 2nd metal is at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of Mn, Ni, Al, Cr in the ratio which will be 10 to 15 weight%. The conductive material according to any one of claims 1 to 7.
- 導電性材料を用いて接続対象物を接続する方法であって、請求項１～８のいずれか１項に記載の導電性材料を用い、加熱して前記導電性材料を構成する前記第１金属成分と前記第２金属とを金属間化合物にして、接続対象物を接続することを特徴とする接続方法。 A method for connecting a connection object using a conductive material, wherein the first metal is configured by heating the conductive material according to any one of claims 1 to 8 and forming the conductive material. A connection method comprising connecting an object to be connected by using an intermetallic compound as the component and the second metal.
- 接続対象物が、請求項１～８のいずれか１項に記載の導電性材料を用いて接続された接続構造であって、
接続対象物を接続している接続部の導電性材料は、前記導電性材料に由来する前記第２金属と、前記第２金属とＳｎとを含む金属間化合物とを主たる成分としており、前記導電性材料に由来する前記第１金属の金属成分全体に対する割合が３０体積％以下であること
を特徴とする接続構造。 The connection object is a connection structure connected using the conductive material according to any one of claims 1 to 8,
The conductive material of the connection part that connects the connection object is mainly composed of the second metal derived from the conductive material and an intermetallic compound containing the second metal and Sn. The connection structure characterized in that the ratio of the first metal derived from the conductive material to the entire metal component is 30% by volume or less.
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