WO2021187271A1 - はんだ合金、はんだボールおよびはんだ継手 - Google Patents

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solder alloy
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裕貴 飯島
岡田　弘史
俊策 吉川
岳 齋藤
寛大 出井
貴大 松藤
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千住金属工業株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin

Definitions

  • the present invention relates to solder alloys, solder balls and solder joints.
  • BGA Bit Grid Array
  • the BGA has external electrode terminals in which solder balls are arranged in a grid pattern at equal intervals on the mounting substrate of the package. After being placed on the electrodes, the solder balls are heated together with the mounting substrate in a reflow furnace and melted to form solder bumps.
  • Patent Document 1 discloses a solder alloy in which drop impact resistance is improved and discoloration is suppressed by adding a predetermined amount of Ni and P to the Sn—Ag—Cu based solder alloy.
  • Ni is added to the Sn—Ag—Cu based solder alloy, the stress of Cu 6 Sn 5 is relaxed by replacing the Cu atomic site of Cu 6 Sn 5 formed at the interface with Ni, and the impact resistance is improved. It is stated that.
  • Patent Document 2 describes a Sn—Ag—Cu solder alloy as a solder alloy that satisfies not only impact resistance and yellowing suppressing effect but also high heat cycle resistance, and any one of P, Ge, Al, and Si. Solder alloys containing seeds or two or more and further containing Ni as one of the options are disclosed.
  • Patent Document 3 also describes, as a solder alloy satisfying heat cycle resistance, impact resistance, and yellowing suppression, Sn—Sb—Ni solder alloy, Ag or Cu, and at least one of P, Ge, Ga, and Co.
  • Sn—Sb—Ni solder alloy Sn—Sb—Ni solder alloy
  • Ag or Cu Ag or Cu
  • P, Ge, Ga, and Co at least one of P, Ge, Ga, and Co.
  • Patent Document 4 contains at least one selected from Bi, In, Sb, P, and Ge in the Sn—Ag—Cu—Ni solder alloy in order to suppress drop impact resistance, unfusion, and discoloration. Solder alloys to be used are disclosed. In the same document, the intermetallic compound layer of Cu 6 Sn 5 is thinned to improve the drop impact resistance, the precipitation of the intermetallic compound of Cu and Ni is suppressed, and the solder balls and the solder paste are not fused. It is described to suppress. It is also described that discoloration is suppressed by adding P, Ge and the like.
  • Japanese Patent No. 5030442 Japanese Patent No. 4144415 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-141910 Japanese Patent No. 5633387
  • solder alloys disclosed in Patent Documents 1 to 4 are said to exhibit high impact resistance and discoloration resistance.
  • the solder alloys disclosed in Patent Documents 2 and 3 also exhibit excellent heat cycle resistance in addition to these, and the solder alloy disclosed in Patent Document 4 suppresses unfusion in addition to these. It is an excellent invention that can be done.
  • solder alloys disclosed in Patent Documents 2 to 4 can form a solder joint that is hard to break.
  • a pin at the tip of the probe is used. It is necessary to perform a continuity test by directly inserting it into the solder alloy that composes the solder joint. If the pin does not stick well into the solder alloy, it may be determined that the object to be inspected has poor continuity even though it is conducting, and the yield may deteriorate unnecessarily.
  • solder alloys described in Patent Documents 1 to 4 have been studied in terms of impact resistance, discoloration resistance, and heat cycle resistance, and one of the most important characteristics in a solder joint is joint strength.
  • joint strength When mounting an electronic component on a mounting board, both the mounting board and the electronic component are heated in a reflow furnace, but the linear expansion coefficients of the mounting board, the electronic component, and the solder alloy are different from each other. Therefore, when the molten solder solidifies by cooling, stress is concentrated on the solder joint. If the joint strength of the solder joint is weak, the solder joint will break.
  • the solder alloy for forming the solder joint needs to satisfy the joint strength as a mechanical property at the same time in addition to the pin contact property for confirming the electrical property of the solder joint.
  • solder alloys described in Patent Documents 1 to 4 are optimized to achieve the respective purposes, but since it is necessary for the solder joint to satisfy various characteristics, the solder alloys are considered to be suitable for the purpose.
  • the content of the solder must be optimized. Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the alloy composition of the solder alloys described in Patent Documents 1 to 4 must be reexamined in detail.
  • An object of the present invention is to provide a solder alloy, a solder ball, and a solder joint which have high yield and high joint strength due to excellent pin contact property.
  • An object of the present invention is to provide a solder alloy capable of obtaining a joint portion having high joint strength in addition to being difficult to determine that the conduction is poor as described above.
  • the present inventors focused on "the pins are easily pierced by the solder alloy" as one of the means for solving the problem of the present invention, and conducted a study based on the metallurgical knowledge of the solder alloy. ..
  • the present inventors first focused on the influence of the particle size of the crystal phase constituting the solder alloy in order to improve the pin contact property. It is presumed that if the crystal grain size is large, each crystal phase is easily elastically deformed, and the pins are easily pierced by the solder alloy. Then, it was noted that in order to increase the crystal grain size of Sn in the Sn—Ag—Cu—Ni—P solder alloy, it is necessary to raise the solidification start temperature of the solder alloy. Specifically, the higher the liquidus line temperature, which is the solidification start temperature of the solder alloy, the wider the temperature range up to the solid phase line temperature, which is the solidification end temperature, and Sn, which is the initial phase, grows during solidification. I paid attention to.
  • solder alloy disclosed in Patent Document 1 it was found that the pin contact property or the bonding strength was inferior because the P content was not appropriate. Since the solder alloy disclosed in Patent Document 2 has an inappropriate content of Ag or P, it has been found that there is room for improvement in pin contact property or bonding strength. In the solder alloy disclosed in Patent Document 3, it was found that there is room for improving the pin contact property because Sb is an essential element. Since the solder alloy disclosed in Patent Document 4 does not have an appropriate content of Ag and P, it has been found that there is room for improvement in pin contact property and bonding strength. It was also found that Ge, Al, Si, and Sb, which are treated as elements equivalent to P in these documents, do not act as coagulation nuclei like P, and the wettability deteriorates.
  • the present inventors selected only Ag, Cu, Ni, and P as additive elements to optimize the contents of Ag and P, and at the same time investigated the optimum range of the contents of Cu and Ni. bottom. As a result, it was found that each constituent element is excellent in both pin contact property and bond strength within a predetermined range, and the present invention has been completed.
  • the present invention obtained from these findings is as follows.
  • FIG. 1 is a diagram showing a DSC schematic curve for explaining the solidification temperature in the present invention.
  • % relating to the solder alloy composition is “mass%” unless otherwise specified.
  • the lower limit of the Ag content is 0.8% or more, preferably 1.0% or more, more preferably 1.1% or more, and particularly preferably 1.2% or more. On the other hand, if the Ag content is too high, the strength of the solder alloy is too high and it becomes difficult for the pin to stick, and the pin contact property deteriorates.
  • the upper limit of the Ag content is 1.5% or less, preferably 1.4% or less, and more preferably 1.3% or less.
  • Cu 0.1 to 1.0%
  • Cu is an element that improves the bonding strength by forming an appropriate amount of CuSn compound at the bonding interface. Further, when the Cu content is in the above range, the solder alloy is appropriately deformed, so that high pin contact property can be maintained. When the Cu content is less than 0.1%, the precipitation amount of the CuSn compound is small and the bonding strength is not improved.
  • the lower limit of the Cu content is 0.1% or more, preferably 0.3% or more, more preferably 0.4% or more, and particularly preferably 0.5% or more. On the other hand, if the Cu content exceeds 1.0%, the precipitation amount of the CuSn compound becomes too large, so that the bonding strength and the pin contact property are rather lowered.
  • Ni 0.01 to 0.10%
  • Ni is an element that makes the CuSn compound formed at the bonding interface finer and improves the bonding reliability. Further, when the Ni content is in the above range, the solder alloy is appropriately deformed, so that high pin contact property can be maintained. If the Ni content is less than 0.01%, the CuSn compound will be insufficiently miniaturized and the bonding strength will deteriorate.
  • the lower limit of the Ni content is 0.01% or more, preferably 0.02% or more, more preferably 0.03% or more, further preferably 0.04% or more, and particularly preferably 0. It is 0.05% or more.
  • the Ni content exceeds 0.10%, the NiSn compound is precipitated and the bonding strength and pin contact property are deteriorated. Further, as the melting point rises, the wettability decreases, so that the bonding strength decreases. In addition, the liquidus temperature of the solder alloy is high and it is difficult to melt.
  • the upper limit of the Ni content is 0.10% or less, preferably 0.07% or less, and more preferably 0.06% or less.
  • P 0.006% to 0.009%
  • P is an element that acts as a solidification nucleus of Sn, which is the initial phase when the molten solder is cooled, and contributes to the coarsening of the Sn crystal phase by promoting a high freezing point.
  • Supercooling represents a state in which solidification does not occur at a temperature at which solidification occurs in an equilibrium state, and the Sn phase, which originally begins to precipitate as the initial phase, may not precipitate. Therefore, in the present invention, we have focused on making P, which has been conventionally used as an element that functions on the surface of the solder alloy in order to suppress oxidation and discoloration of the solder alloy, function as a solidified nucleus.
  • the P content is less than 0.006%, the number of solidified nuclei is small, and even if the temperature is cooled to the temperature at which the crystal phase originally begins to precipitate, the crystal phase does not precipitate and a supercooling phenomenon occurs. Therefore, when the temperature becomes lower than a certain temperature, solidification occurs rapidly, Sn in the initial phase cannot be increased, and the crystal grain size of Sn becomes smaller. As a result, the pin contact property is lowered.
  • the lower limit of the P content is 0.006% or more.
  • the P content is too large, a large amount of P oxide is formed on the surface of the solder alloy, so that the bonding strength is lowered. Further, as the melting point rises, the wettability decreases, so that the bonding strength decreases.
  • the upper limit of the P content is 0.009% or less, preferably 0.008% or less, and more preferably 0.007% or less.
  • Sn The rest of the solder alloy according to the present invention is Sn.
  • unavoidable impurities may be contained. Even if it contains unavoidable impurities, it does not affect the above-mentioned effects. Further, in the present invention, even if an element that should not be contained later is contained as an unavoidable impurity, the effect of the present invention is not impaired.
  • Sb, Ge, Al, and Si do not act as coagulation nuclei like P, and are not contained because they cause a decrease in wettability and hinder normal wetting and decrease the bonding strength. Is good.
  • Equations (1) and (2) The present invention preferably satisfies the following equations (1) and (2). 2.0 ⁇ Ag x Cu x Ni / P ⁇ 25 (1) Equation 0.500 ⁇ Sn x P ⁇ 0.778 Equation (2) Among the above equations (1) and (2), Ag, Cu, Ni, P and Sn are the contents (% by mass) of the alloy composition, respectively.
  • the solder alloy according to the present invention preferably satisfies the equation (1).
  • the balance of Ag, Cu, Ni and P contents is optimized, so that the pin contact property and the bonding strength are further improved.
  • P functions as a solidification nucleus of the Sn crystal phase and Ag
  • Cu and Ni are compound-forming elements with Sn
  • the content ratio of Ag, Cu and Ni to P is appropriate. Both effects in the present invention are further improved.
  • the lower limit of the formula (1) is preferably 2.0 or more, more preferably 3.3 or more, further preferably 4.0 or more, and particularly preferably 5.0 or more.
  • the upper limit of the formula (1) is preferably 25 or less, more preferably 20 or less, further preferably 15 or less, particularly preferably 10 or less, and most preferably 6.25 or less.
  • the lower limit of the formula (2) is preferably 0.500 or more, more preferably 0.520 or more, still more preferably 0.530 or more, still more preferably 0.550 or more, and particularly preferably. It is 0.584 or more, and most preferably 0.589 or more.
  • the upper limit of the formula (1) is preferably 0.778 or less, more preferably 0.750 or less, further preferably 0.700 or less, particularly preferably 0.650 or less, and most preferably 0. It is .592 or less.
  • the P content may be 0.005% to 0.009%.
  • Equation (3) The present invention preferably satisfies the following equation (3). 221 ⁇ (Ag + Cu + Ni) / P ⁇ 309 (3) Formula In the above formula (3), Ag, Cu, Ni, and P are the contents (mass%) of the alloy composition, respectively.
  • the solder alloy according to the present invention preferably satisfies the equation (3).
  • Equation (3) represents the balance between the total content of Ag, Cu, and Ni and the P content.
  • Ag, Cu, and Ni are elements that can form a compound with Sn
  • P is an element that contributes to the precipitation of the Sn phase.
  • the lower limit of the formula (3) is preferably 221 or more, more preferably 225 or more, still more preferably 258 or more, even more preferably 275 or more, particularly preferably 286 or more, and most preferably. It is 288 or more, and may be 290 or more.
  • the upper limit of the formula (1) is preferably 309 or less, more preferably 308 or less, still more preferably 300 or less, even more preferably 293 or less, particularly preferably 292 or less, and most preferably. It is 291 or less.
  • the solder alloy according to the present invention preferably has a liquidus temperature of 200 ° C. or higher, which is a solidification temperature representing a solidification start temperature.
  • the liquidus temperature is 200 ° C. or higher, the Sn crystal phase grows sufficiently during solidification of the molten solder, so that good pin contact is obtained. The sex is obtained.
  • the liquidus temperature is preferably 205 ° C. or higher, particularly preferably 210 ° C. or higher.
  • solder ball The solder alloy according to the present invention can be used as a solder ball.
  • the solder balls according to the present invention are used for forming bumps on electrodes and substrates of semiconductor packages such as BGA (ball grid array).
  • the diameter of the solder ball according to the present invention is preferably in the range of 1 to 1000 ⁇ m.
  • the solder ball can be manufactured by a general solder ball manufacturing method.
  • solder joint connects an IC chip in a semiconductor package and its substrate (interposer), or joins and connects a semiconductor package and a printed wiring board. That is, the solder joint according to the present invention refers to the connection portion of the electrodes and can be formed using general soldering conditions.
  • Pin contact test The pin contact property in the present invention is evaluated by a pin contact test in which a pin is pierced into a solder joint.
  • the ICT In-cycle Test
  • the ICT device is a general device for board mounting, and is used not only for BGA but also for checking the continuity of various parts on a printed wiring board.
  • the pin contact test is a test for confirming that the solder joint is conductive, and has an effect on the yield due to the ease of sticking of the probe pin. Therefore, in order to evaluate the effect of the easiness of sticking of the probe pin, it is necessary to confirm in advance that the probe pin conducts in a state other than the pin contact test.
  • the pin contact test is currently the mainstream for evaluating the continuity of solder joints, the electronic component industry is demanding a solder alloy with less conduction failure in the pin contact test. More specifically, in the continuity test of electronic components, it is necessary to confirm the continuity of a large number of solder joints, such as thousands to tens of thousands, but in the continuity check by a normal tester, only the surface of the solder joint is touched. Therefore, the problem is that the measurement yield is very low. In recent years, automatic inspections using a flying probe tester or the like are common, but pin contact tests are used in these automatic inspections. Therefore, it is necessary to evaluate the pin contact property even when the continuity of the prepared sample can be confirmed in advance with a tester.
  • the joining method using the solder alloy according to the present invention may be carried out according to a conventional method using, for example, a reflow method.
  • the heating temperature may be appropriately adjusted according to the heat resistance of the chip and the liquidus temperature of the solder alloy. From the viewpoint of keeping the thermal damage of the chip low, the melting temperature of the solder alloy may be about 20 ° C. higher than the liquidus temperature.
  • the structure can be further made finer by considering the cooling rate at the time of solidification. For example, the solder joint may be cooled at a cooling rate of 2 to 3 ° C./s or higher. Other joining conditions can be appropriately adjusted according to the alloy composition of the solder alloy.
  • the solder alloy according to the present invention can be produced as a low ⁇ -dose alloy by using a low- ⁇ -dose material as a raw material thereof.
  • a low ⁇ -dose alloy can suppress soft errors when used for forming solder bumps around a memory.
  • the solidification temperature, pin contact property, and bonding strength of the solder alloy having the alloy composition shown in Table 1 were evaluated as follows. The tensile strength was also evaluated.
  • Solidification temperature Each solder alloy shown in Table 1 was prepared, and the solidification temperature (liquidus line temperature) of the molten solder was measured.
  • a DSC (Q2000: TA Instruments) device was used, and the temperature was raised to 300 ° C. and then cooled to 100 ° C. at a cooling rate of 24 ° C./min. Since an exothermic reaction is involved during solidification, an exothermic peak can be seen on the DSC curve as shown in FIG.
  • the solidification start temperature liquidus line temperature at the time of solidification
  • the solidification temperature measured in this example is the heat generation start temperature, and is designated as point A in FIG.
  • the solidification temperature was 200 ° C. or higher, it was evaluated as “ ⁇ ”, and when it was less than 200 ° C., it was evaluated as “x”.
  • solder ball having a diameter of 0.6 mm was produced from the solder alloy shown in Table 1.
  • the produced solder balls were soldered to a substrate having a thickness of 1.2 mm and an electrode size of 0.5 mm (Cu-OSP).
  • the number of soldered pieces was 60.
  • the soldering conditions are a reflow profile in which flux (manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd .: WF-6400) is applied onto the electrodes, the peak temperature is 245 ° C, and the cooling rate is 2 ° C / s, and the reflow device (Senju). Soldering was performed using SNR-615) manufactured by Metal Industry Co., Ltd.
  • solder ball having a diameter of 0.6 mm was produced from the solder alloy shown in Table 1.
  • the produced solder balls were soldered to a substrate having a thickness of 1.2 mm and an electrode size of 0.5 mm (Cu-OSP).
  • the number of solders was set to 5.
  • the soldering conditions are as follows: Flux (manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd .: WF-6400) is applied onto the electrodes to form a reflow profile with a peak temperature of 245 ° C and a cooling rate of 2 ° C / s, and a reflow device (manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.). : Soldering was performed using SNR-615).
  • the prepared sample was subjected to a shear strength test under a shear strength measuring device (manufactured by Nordson Dage: SERIES 4000HS) under the condition of a shear rate of 1000 mm / s. If the average bonding strength of the five pieces is 4.6N or more, it is marked with " ⁇ ", if it is 3.2N or more and less than 4.6N, it is marked with " ⁇ ", and if it is less than 3.2N, it is marked with "x". In this example, " ⁇ " and " ⁇ " were evaluated as having practically no problem in joining strength. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 9 were inferior in pin contact property due to the high content of Ag.
  • Comparative Example 2 has a low Ag content
  • Comparative Example 3 has a high Cu content
  • Comparative Example 4 has a low Cu content
  • Comparative Example 5 has a high Ni content
  • Comparative Example 6 has a low Ni content.
  • Comparative Example 7 since the P content was high, the bonding strength was inferior.
  • Comparative Example 8 the pin contact property was inferior because the P content was low. Since Comparative Example 10 contained Sb, the pin contact property was inferior. Since Comparative Examples 11 to 13 did not contain P and contained Ge, Al, and Si, respectively, both the pin contact property and the bonding strength were inferior.

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Abstract

ピンコンタクト性に優れ、高い接合強度を示すはんだ合金、はんだボールおよびはんだ継手を提供する。はんだ合金は、質量％で、Ａｇ：０．８～１．５％、Ｃｕ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．１０％、Ｐ：０．００６％～０．００９％、および残部がＳｎからなる合金組成を有する。好ましくは、合金組成は（１）式および（２）式を満たす。　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　（１）式　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　（２）式　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々合金組成の含有量（質量％）である。

Description

はんだ合金、はんだボールおよびはんだ継手
　本発明は、はんだ合金、はんだボールおよびはんだ継手に関する。
　近年、電子機器は高集積化、軽薄短小などが要求されている。これにともない、電子機器に搭載される電子部品も小型化、薄型化が要求されている。これらの要求を満足する半導体パッケージとしては、例えば、エリアアレイ型の表面実装型パッケージであるＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）が主流である。ＢＧＡは、パッケージの実装基板にはんだボールを等間隔で格子状に配列した外部電極端子を持つ。はんだボールは、電極に載置された後に実装基板ごとリフロー炉で加熱され、溶融することによりはんだバンプを形成する。
　ところで、従来のＢＧＡではＳｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕで代表されるＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ系はんだ合金が用いられてきた。しかし、このはんだ合金は従前に使用されていたＳｎ－Ｐｂ系はんだ合金より濡れ性が劣るため、落下などの衝撃により電極とはんだ合金との界面で剥離が生じることがあった。
　そこで、特許文献１には、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系はんだ合金にＮｉおよびＰを所定量添加することにより耐落下衝撃性が向上し、変色も抑制するはんだ合金が開示されている。Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系はんだ合金にＮｉを添加すると、界面に形成されるＣｕ６Ｓｎ５のＣｕ原子サイトをＮｉで置換することによりＣｕ６Ｓｎ５の応力が緩和され、耐衝撃性が向上することが記載されている。
　特許文献２には、耐衝撃性や黄変抑制効果に加えて高い耐ヒートサイクル特性をも満足するはんだ合金として、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕはんだ合金に、Ｐ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉのいずれか１種または２種以上を含有し、さらに選択肢の１種としてＮｉを含有するはんだ合金が開示されている。
　特許文献３にも、耐ヒートサイクル特性、耐衝撃性、黄変抑制を満足するはんだ合金として、Ｓｎ－Ｓｂ－Ｎｉはんだ合金にＡｇまたはＣｕ、並びにＰ、Ｇｅ、Ｇａ、およびＣｏの少なくとも１種を所定量含有するはんだ合金が開示されている。
　特許文献４には、耐落下衝撃性、ならびに未融合および変色を抑制するため、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉはんだ合金に、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｐ、Ｇｅから選択される少なくとも１種を含有するはんだ合金が開示されている。同文献には、Ｃｕ６Ｓｎ５の金属間化合物層を薄くして耐落下衝撃性の向上を図り、ＣｕとＮｉの金属間化合物の析出を抑制してはんだボールとソルダペーストとの未融合を抑制することが記載されている。また、Ｐ、Ｇｅなどを添加することにより変色が抑制されることも記載されている。
特許第５０３０４４２号公報 特許第４１４４４１５号公報 特開２００４－１４１９１０号公報 特許第５６３３８３７号公報
　上述のように、特許文献１～４に開示されたはんだ合金は、高い耐衝撃性および耐変色性を示すとされている。特に、特許文献２および３に開示されたはんだ合金は、これらに加えて優れた耐ヒートサイクル特性をも示し、特許文献４に開示されたはんだ合金は、これらに加えて未融合も抑制することができる優れた発明である。
　特許文献２～４に開示されているはんだ合金は破断し難いはんだ継手を形成することができると考えられるが、はんだ継手が通電するかどうかを確認するためには、例えばプローブ先端のピンを、はんだ継手を構成するはんだ合金に直接差し込んで導通テストを行う必要がある。ピンがはんだ合金にうまく刺さらない場合、その被検査対象は導通しているにもかかわらず導通不良と判断され、歩留まりが不要に悪化するといった問題が発生することがある。
　また、特許文献１～４に記載のはんだ合金は、耐衝撃性、耐変色性、耐ヒートサイクル特性に関して検討されているが、はんだ継手において最も重要な特性の１つとして接合強度が挙げられる。電子部品を実装基板に搭載する際には、実装基板と電子部品のいずれもリフロー炉で加熱されることになるが、実装基板、電子部品およびはんだ合金の線膨張係数は各々異なる。このため、溶融はんだが冷却により凝固するとはんだ継手に応力が集中する。はんだ継手の接合強度が弱ければ、はんだ継手が破断してしまう。
　このように、はんだ継手を形成するためのはんだ合金は、はんだ継手の電気的特性を確認するためのピンコンタクト性に加えて、機械的特性として接合強度を同時に満足する必要がある。
　特許文献１～４に記載のはんだ合金は各々の目的を達成するために最適化されていると考えられるが、はんだ継手には種々の特性を満足する必要があるため、目的に応じてはんだ合金の含有量を最適化しなければならない。このため、上述の問題を解決するためには、特許文献１～４に記載されているはんだ合金の合金組成を詳細に検討し直さなければならない。
　本発明の課題は、ピンコンタクト性に優れることにより歩留まりが高く、高い接合強度を示すはんだ合金、はんだボールおよびはんだ継手を提供することである。
　製品化前の導通テストでは、プリント基板上の数千～数万という接合部の導通確認を行う必要がある。従来から行われている導通テストでは、例えばプローブ先端のピンを、はんだ継手を構成するはんだ合金に差し込むピンコンタクト試験が行われる。ピンがはんだ合金に刺さりにくい場合には導通不良と判断されて検査の歩留まりが悪化する。このため、本来導通しているはんだ継手が導通していないと判断されないようにしなければならない。本発明の課題は、前述のように、導通不良であると判断され難いことに加えて、接合強度が高い接合部が得られるはんだ合金を提供することである。本発明者らは、本発明の課題を解決するための手段の１つとして、「ピンがはんだ合金に刺さりやすくなる」ことに着目し、はんだ合金の冶金学的知見に基づいて検討を行った。
　ピンの刺さりやすさは、はんだ合金の合金組成により変わるため、プローブピンや測定装置を改善したとしても改善されない。このため、現状では、どうしてもはんだ合金の合金組成により改善しなければならない。
　本発明者らは、まずはピンコンタクト性を向上させるため、はんだ合金を構成する結晶相の粒径が影響することに着目した。結晶粒径が大きいと各結晶相が弾性変形しやすくなり、ピンがはんだ合金に刺さりやすくなると推察される。そして、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｐはんだ合金においてＳｎの結晶粒径を大きくするためには、はんだ合金の凝固開始温度を高くする必要があることに着目した。詳細には、はんだ合金の凝固開始温度である液相線温度が高いほど、凝固終了温度である固相線温度に至るまでの温度域が広くなり、初相であるＳｎが凝固時に成長することに着目した。
　また、結晶粒径を大きくするためには凝固時における過冷却を抑制する必要があり、このためには凝固核として作用する元素を所定量含有する合金組成が検討されるべきであると考えた。ただ、液相線温度が高すぎると通常のリフロー温度ではんだ合金が溶融し難くなる。これらの観点から、本発明者らは、凝固核として作用する元素として、従来でははんだ合金表面の変色抑制元素として含有されていたＰを敢えて選択した上で、液相線温度が高くなり過ぎないように各構成元素の含有量との関係を詳細に調査した。この際、接合強度を改善するためには接合界面に形成される金属間化合物を微細にすることが必要であることも併せて検討した。本検討では、特許文献１～４に開示されているＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｐはんだ合金のピンコンタクト性および接合強度を改善するために、各構成元素の含有量が詳細に検討された。
　特許文献１に開示されているはんだ合金では、Ｐの含有量が適正ではないためにピンコンタクト性または接合強度が劣る知見が得られた。特許文献２に開示されているはんだ合金は、ＡｇまたはＰの含有量が適正ではないため、ピンコンタクト性または接合強度を改善する余地がある知見が得られた。特許文献３に開示されているはんだ合金では、Ｓｂが必須元素であるためにピンコンタクト性を改善する余地がある知見が得られた。特許文献４に開示されているはんだ合金は、ＡｇおよびＰの含有量が適正ではないため、ピンコンタクト性および接合強度を改善する余地がある知見が得られた。
　また、これらの文献においてＰと等価な元素として取り扱われているＧｅ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＳｂは、Ｐのように凝固核として作用せず、濡れ性が劣化する知見も得られた。
　そこで、本発明者らは、添加元素としてＡｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰのみを選択し、ＡｇおよびＰの含有量の最適化を図りつつ、ＣｕおよびＮｉの含有量も同時に最適な範囲を調査した。その結果、各構成元素が所定の範囲内において、ピンコンタクト性および接合強度の両特性が優れる知見が得られて、本発明が完成するに至った。
　これらの知見により得られた本発明は次の通りである。
　（１）質量％で、Ａｇ：０．８～１．５％、Ｃｕ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．１０％、Ｐ：０．００６％～０．００９％、および残部がＳｎからなる合金組成を有することを特徴とするはんだ合金。
　（２）合金組成は下記（１）式および（２）式を満たす、上記（１）に記載のはんだ合金。
　　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　　　　　　（１）式
　　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　　　　　　　（２）式
　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々合金組成の含有量（質量％）である。
　（３）前記合金組成は下記（３）式を満たす、上記（１）または上記（２）に記載のはんだ合金。
　　２２１≦（Ａｇ＋Ｃｕ＋Ｎｉ）／Ｐ≦３０９　　　　　　（３）式
　上記（３）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
　（４）質量％で、Ａｇ：０．８～１．５％、Ｃｕ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．１０％、Ｐ：０．００５％～０．００９％、および残部がＳｎからなる合金組成を有し、前記合金組成は下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
　　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　　　　　　（１）式
　　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　　　　　　　（２）式
　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
　（５）前記合金組成は下記（３）式を満たす、上記（４）に記載のはんだ合金。
　　２２１≦（Ａｇ＋Ｃｕ＋Ｎｉ）／Ｐ≦３０９　　　　　　（３）式
　上記（３）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
　（６）上記（１）～上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金からなるはんだボール。
　（７）上記（１）～上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ継手。
図１は、本発明における凝固温度を説明するためのＤＳＣ模式曲線を示す図である。
　本発明を以下により詳しく説明する。本明細書において、はんだ合金組成に関する「％」は、特に指定しない限り「質量％」である。
　１．　合金組成
　（１）　Ａｇ：０．８～１．５％
　Ａｇははんだ合金の融点を低下させるとともに濡れ性を向上させる元素である。Ａｇ含有量が０．８％未満であるとＳｎとの化合物が十分に生成せず、接合界面で余ったＳｎとＣｕとの化合物が多量に形成されてしまい、接合強度が劣化する。また、融点が上昇し過ぎてはんだ合金が溶融し難くなる。さらには、濡れ性が低下することにより接合強度が低下する。Ａｇ含有量の下限は０．８％以上であり、好ましくは１．０％以上であり、より好ましくは１．１％以上であり、特に好ましくは１．２％以上である。一方、Ａｇ含有量が多すぎると、はんだ合金の強度が高すぎピンが刺さりにくくなり、ピンコンタクト性が劣化する。Ａｇ含有量の上限は１．５％以下であり、好ましくは１．４％以下であり、より好ましくは１．３％以下である。
　（２）　Ｃｕ：０．１～１．０％
　Ｃｕは、接合界面で適量のＣｕＳｎ化合物を形成することにより接合強度を向上させる元素である。また、Ｃｕ含有量が上記範囲であるとはんだ合金が適度に変形するため、高いピンコンタクト性を維持することができる。Ｃｕ含有量が０．１％未満であると、ＣｕＳｎ化合物の析出量が少なく接合強度が向上しない。Ｃｕ含有量の下限は０．１％以上であり、好ましくは０．３％以上であり、より好ましくは０．４％以上であり、特に好ましくは０．５％以上である。一方、Ｃｕ含有量が１．０％を超えるとＣｕＳｎ化合物の析出量が多くなりすぎるために却って接合強度およびピンコンタクト性が低下する。また、融点が上昇してはんだ合金の液相線温度が高く溶融し難い。Ｃｕ含有量の上限は１．０％以下であり、好ましくは０．８％以下であり、より好ましくは０．７％以下であり、特に好ましくは０．６％以下である。
　（３）　Ｎｉ：０．０１～０．１０％
　Ｎｉは、接合界面に形成されるＣｕＳｎ化合物を微細にし、また、接合信頼性を向上させる元素である。さらに、Ｎｉ含有量が上記範囲であるとはんだ合金が適度に変形するため、高いピンコンタクト性を維持することができる。Ｎｉ含有量が０．０１％未満であるとＣｕＳｎ化合物の微細化が不十分になり接合強度が劣化する。Ｎｉ含有量の下限は０．０１％以上であり、好ましくは０．０２％以上であり、より好ましくは０．０３％以上であり、さらに好ましくは０．０４％以上であり、特に好ましくは０．０５％以上である。一方、Ｎｉ含有量が０．１０％を超えるとＮｉＳｎ化合物が析出して却って接合強度およびピンコンタクト性が低下する。また、融点が上昇するとともに、濡れ性が低下することにより接合強度が低下する。また、はんだ合金の液相線温度が高く溶融し難い。Ｎｉ含有量の上限は０．１０％以下であり、好ましくは０．０７％以下であり、より好ましくは０．０６％以下である。
　（４）　Ｐ：０．００６％～０．００９％
　Ｐは、溶融はんだの冷却時における初相であるＳｎの凝固核として作用し、高凝固点化を促進することによりＳｎ結晶相の粗大化に寄与する元素である。過冷却は平衡状態において凝固する温度で凝固しない状態を表し、本来初相として析出し始めるＳｎ相が析出しない状態になりうる。そこで、従来でははんだ合金の酸化抑制や変色を抑制するためにはんだ合金の表面で機能する元素として使用されているＰを、本発明では敢えて凝固核として機能させることに着目した。その結果、Ｐは溶融はんだ中に分散することにより凝固核として機能して過冷却が抑制され、初相であるＳｎが凝固時に析出し、Ｓｎ結晶相の結晶粒径が大きくなると推察される。
　Ｐ含有量が０．００６％未満であると凝固核が少なく、本来結晶相が析出し始める温度にまで冷却しても結晶相が析出せず、過冷却現象が生じる。このため、ある温度より低くなった時に急速に凝固が生じ、初相のＳｎが大きくなることができず、Ｓｎの結晶粒径が小さくなる。この結果、ピンコンタクト性が低下する。Ｐ含有量の下限は０．００６％以上である。一方、Ｐ含有量が多すぎるとＰ酸化物がはんだ合金の表面に多量に形成されるために接合強度が低下する。また、融点が上昇するとともに、濡れ性が低下することにより接合強度が低下する。Ｐ含有量の上限は０．００９％以下であり、好ましくは０．００８％以下であり、より好ましくは０．００７％以下である。
　（５）　残部：Ｓｎ
　本発明に係るはんだ合金の残部はＳｎである。前述の元素の他に不可避的不純物が含有されてもよい。不可避的不純物を含有する場合であっても、前述の効果に影響することはない。また、本発明では後述する含有しない方がよい元素を不可避的不純物として含有したとしても、本発明の効果を損なうことはない。Ｓｂ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉは、本発明においては、Ｐのように凝固核として作用せず、また、濡れ性の低下を招き正常な濡れを阻害して接合強度を低下させるため、含有しない方がよい。
　（６）　（１）式、(２)式
　本発明は、下記（１）式および（２）式を満たすことが好ましい。
　　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　　　　　　（１）式
　　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　　　　　　　（２）式
　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々合金組成の含有量（質量％）である。
　本発明に係るはんだ合金は、（１）式を満たすことが好ましい。（１）式を満たすことによって、Ａｇ、Ｃｕ、ＮｉおよびＰ含有量のバランスが最適化されているため、ピンコンタクト性および接合強度がさらに向上する。（１）式において、ＰがＳｎ結晶相の凝固核として機能し、Ａｇ、ＣｕおよびＮｉがＳｎとの化合物形成元素であるため、Ａｇ、ＣｕおよびＮｉとＰとの含有比が適正であると本発明における両効果がさらに向上する。
　（１）式の下限は好ましくは２．０以上であり、より好ましくは３．３以上であり、さらに好ましくは４．０以上であり、特に好ましくは５．０以上である。（１）式の上限は好ましくは２５以下であり、より好ましくは２０以下であり、さらに好ましくは１５以下であり、特に好ましくは１０以下であり、最も好ましくは６．２５以下である。
　また、（２）式において、ＰはＳｎの結晶粒径を大きくすることに寄与することから、Ｓｎ含有量とＰ含有量とのバランスが適正であると、特にピンコンタクト性が向上する。また、Ｓｎ含有量に対してＰ含有量が適量であると、硬いＳｎＰ化合物がはんだ合金の表面に形成されることが抑制され、高いピンコンタクト性が発揮される。
　（２）式の下限は好ましくは０．５００以上であり、より好ましくは０．５２０以上であり、さらに好ましくは０．５３０以上であり、さらにより好ましくは０．５５０以上であり、特に好ましくは０．５８４以上であり、最も好ましくは０．５８９以上である。（１）式の上限は好ましくは０．７７８以下であり、より好ましくは０．７５０以下であり、さらに好ましくは０．７００以下であり、特に好ましくは０．６５０以下であり、最も好ましくは０．５９２以下である。
　前述のように、Ａｇ、ＣｕおよびＮｉとＰとの含有比が（１）式および（２）式を満たすことにより適正化が図られると、本発明における両効果がさらに向上する。この場合、Ｐ含有量は０．００５％～０．００９％であってもよい。
。
　（７）　（３）式
　本発明は、下記（３）式を満たすことが好ましい。
　　２２１≦（Ａｇ＋Ｃｕ＋Ｎｉ）／Ｐ≦３０９　　　　　　（３）式
　上記（３）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
　本発明に係るはんだ合金は、（３）式を満たすことが好ましい。（３）式は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉの総含有量とＰ含有量とのバランスを表す。本発明に係るはんだ合金において、Ａｇ、Ｃｕ、ＮｉはＳｎとの化合物を形成し得る元素であり、ＰはＳｎ相の析出に寄与する元素である。（３）式を満たすと、Ｓｎ化合物とＳｎ相とがバランスよく析出するため、ピンコンタクト性および接合強度がさらに向上する。
　（３）式の下限は好ましくは２２１以上であり、より好ましくは２２５以上であり、さらに好ましくは２５８以上であり、さらにより好ましくは２７５以上であり、特に好ましくは２８６以上であり、最も好ましくは２８８以上であり、２９０以上であってもよい。（１）式の上限は好ましくは３０９以下であり、より好ましくは３０８以下であり、さらに好ましくは３００以下であり、さらにより好ましくは２９３以下であり、特に好ましくは２９２以下であり、最も好ましくは２９１以下である。
　（８）　はんだ合金の凝固温度（液相線温度）
　本発明に係るはんだ合金は、凝固開始温度を表す凝固温度である液相線温度が２００℃以上であることが好ましい。本発明に係るＳｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｐはんだ合金において、液相線温度が２００℃以上であれば、溶融はんだの凝固時においてＳｎ結晶相が十分に成長するために、良好なピンコンタクト性が得られる。本発明において液相線温度は、好ましくは２０５℃以上であり、特に好ましくは２１０℃以上である。
　２．　はんだボール
　本発明に係るはんだ合金は、はんだボールとして使用することができる。本発明に係るはんだボールは、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）などの半導体パッケージの電極や基板のバンプ形成に用いられる。本発明に係るはんだボールの直径は１～１０００μｍの範囲内が好ましい。はんだボールは、一般的なはんだボールの製造法により製造することができる。
　３．はんだ継手
　本発明に係るはんだ継手は、半導体パッケージにおけるＩＣチップとその基板（インターポーザ）との接続、或いは半導体パッケージとプリント配線板とを接合して接続する。すなわち、本発明に係るはんだ継手は電極の接続部をいい、一般的なはんだ付け条件を用いて形成することができる。
　４．ピンコンタクト試験
　本発明におけるピンコンタクト性は、はんだ継手にピンを刺すピンコンタクト試験により評価される。ピンコンタクトにより基板の電気検査を行うＩＣＴ（Ｉｎ－ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｔｅｓｔ）は、製品が良品か否かを判定することを目的としている。このため、ピンコンタクト試験は、ＢＧＡ部品やチップ部品に限らず、電気的な接続を確認できる接点であればどこでも実施される汎用的な試験であると言える。ＩＣＴ装置は基板実装では一般的な装置であり、ＢＧＡに限定されずプリント配線基板上の様々な部品の導通確認に使用されている。
　また、作製した試料について予めテスタで導通を確認できる場合であっても、ピンコンタクト性の評価は必要である。ピンコンタクト試験ははんだ継手が導通することを確認するための試験であり、プローブピンの刺さりやすさによる歩留まりへの影響がある。したがって、プローブピンの刺さりやすさによる影響を評価するためには、ピンコンタクト試験以外で導通することを予め確認しておく必要がある。
　仮に導通を確認していないはんだバンプのピンコンタクト性の評価が行われ、導通不良が発生した場合、導通不良の原因がピンコンタクト試験での導通不良であるかどうかわからなくなる。このため、予めテスタなどで導通不良がないことが確認されなければ、ピンコンタクト試験の信頼性が損なわれてしまう。したがって、ピンコンタクト試験を行うためには、電気抵抗を測定するテスタ等を用いて、全はんだバンプについて導通を確認する必要がある。
　ここで、テスタで導通の確認を行うことができるのであれば、ピンコンタクト性の評価は不要であるかもしれない。しかし、はんだ継手の導通評価については、現在、ピンコンタクト試験が主流である為、電子部品業界においては、ピンコンタクト試験での導通不良が少ないはんだ合金が求められている。より詳細には、電子部品の導通試験では、数千～数万といった非常に多くのはんだ継手の導通を確認する必要があるが、通常のテスタによる導通確認でははんだ継手の表面に触れるだけであるため、測定歩留まりが非常に低いことが問題であった。近年ではフライングプローブテスタ等による自動検査が一般的ですが、これら自動検査において、ピンコンタクト試験が用いられている。したがって、作製した試料について予めテスタで導通を確認できる場合であっても、ピンコンタクト性の評価が必要である。
　５．その他
　本発明に係るはんだ合金を用いた接合方法は、例えばリフロー法を用いて常法に従って行えばよい。加熱温度はチップの耐熱性やはんだ合金の液相線温度に応じて適宜調整してもよい。チップの熱的損傷を低く抑える観点から、はんだ合金の溶融温度は概ね液相線温度から２０℃程度高い温度でよい。また、本発明に係るはんだ合金を用いて接合する場合には、凝固時の冷却速度を考慮した方がさらに組織を微細にすることができる。例えば２～３℃／ｓ以上の冷却速度ではんだ継手が冷却されてもよい。この他の接合条件は、はんだ合金の合金組成に応じて適宜調整することができる。
　本発明に係るはんだ合金は、その原材料として低α線量材を使用することにより低α線量合金を製造することができる。このような低α線量合金は、メモリ周辺のはんだバンプの形成に用いられるとソフトエラーを抑制することが可能となる。
　表１に示す合金組成からなるはんだ合金について、凝固温度、ピンコンタクト性、および接合強度が以下のように評価された。また、引張強度も評価した。
　（１）凝固温度
　表１の各はんだ合金を作製して、溶融はんだの凝固温度（液相線温度）が測定された。測定方法は、ＤＳＣ（Ｑ２０００：ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社）装置を使用して、３００℃に昇温後１００℃まで２４℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却した。凝固時には発熱反応を伴うため、ＤＳＣ曲線では図１に示すように発熱ピークが見られる。本実施例で測定する凝固温度である凝固開始温度（凝固時の液相線温度）は発熱開始温度であり、図１のＡ点とした。
　凝固温度が２００℃以上である場合には「〇」とし、２００℃未満である場合には「×」とした。
　（２）ピンコンタクト性
　表１に示すはんだ合金から直径０．６ｍｍのはんだボールが作製された。作製したはんだボールを、厚みが１．２ｍｍであり電極の大きさが直径０．５ｍｍ（Ｃｕ－ＯＳＰ）である基板にはんだ付けを行った。はんだ付けを行う個数は６０個とした。はんだ付け条件は、フラックス（千住金属工業株式会社製：ＷＦ－６４００）を電極上に塗布し、ピーク温度が２４５℃であり、冷却速度が２℃／ｓであるリフロープロファイルとし、リフロー装置（千住金属工業株式会社製：ＳＮＲ－６１５）を用いてはんだ付けを行った。
　作成した試料がすべて導通することを確認した後、ＨＩＯＫＩ社製、ＩＮ－ＣＩＲＣＵＩＴ　ＨＩＴＥＳＴＥＲ（型番：１２２０）を用い、ピン押込み量を２ｍｍとしてはんだバンプにピンの先端を接触させ、導通することを確認できるか否かを各バンプについて検査を行った。
　通電したはんだバンプの割合が９５％以上である場合を「◎」とし、９５％未満９０％以上である場合を「○」とし、９０％未満である場合を「×」とした。
　（３）接合強度
　表１に示すはんだ合金から直径０．６ｍｍのはんだボールが作製された。作製したはんだボールを、厚みが１．２ｍｍであり電極の大きさが直径０．５ｍｍ（Ｃｕ－ＯＳＰ）である基板にはんだ付けを行った。はんだ付けを行う個数は５個とした。はんだ付け条件は、フラックス（千住金属工業株式会社製：ＷＦ－６４００）を電極上に塗布し、ピーク温度２４５℃、冷却速度２℃／ｓのリフロープロファイルとし、リフロー装置（千住金属工業株式会社製：ＳＮＲ－６１５）を用いてはんだ付けを行った。
　作製した試料を、せん断強度測定装置（Ｎｏｒｄｓｏｎ　Ｄａｇｅ社製：ＳＥＲＩＥＳ　４０００ＨＳ）によりシェア速度１０００ｍｍ／ｓの条件でシェア強度試験が行われた。
　５個の平均接合強度が４．６Ｎ以上である場合には「◎」とし、３．２Ｎ以上４．６Ｎ未満である場合には「〇」とし、３．２Ｎ未満である場合には「×」とし、本実施例では「◎」および「〇」が実用上問題ない接合強度であると評価した。
　結果を表１および表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　表１に示すように、実施例１～２５では、いずれの合金組成においても各構成元素の含有量が調整されているため、凝固温度が高くピンコンタクト性に優れ、接合強度にも優れることがわかった。また、実施例１～５、９、１０、および１５～２２は、（１）式～（３）式を満たすため、ピンコンタクト性および接合強度の両特性が極めて優れることがわかった。
　一方、比較例１および比較例９は、Ａｇの含有量が多いためにピンコンタクト性が劣った。比較例２はＡｇ含有量が少なく、比較例３はＣｕ含有量が多く、比較例４はＣｕ含有量が少なく、比較例５はＮｉ含有量が多く、比較例６はＮｉ含有量が少なく、比較例７はＰ含有量が多いため、接合強度が劣った。比較例８はＰ含有量が少ないためにピンコンタクト性が劣った。
　比較例１０はＳｂを含有するため、ピンコンタクト性が劣った。比較例１１～１３はＰを含有せず、且つ各々Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉを含有するため、ピンコンタクト性および接合強度の両特性が劣った。

Claims (7)

  1. 　質量％で、Ａｇ：０．８～１．５％、Ｃｕ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．１０％、Ｐ：０．００６％～０．００９％、および残部がＳｎからなる合金組成を有することを特徴とするはんだ合金。
  2. 　前記合金組成は下記（１）式および（２）式を満たす、請求項１に記載のはんだ合金。
    　　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　　　　　　（１）式
    　　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　　　　　　　（２）式
    　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
  3. 　前記合金組成は下記（３）式を満たす、請求項１または２に記載のはんだ合金。
    　　２２１≦（Ａｇ＋Ｃｕ＋Ｎｉ）／Ｐ≦３０９　　　　　　（３）式
    　上記（３）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
  4. 　質量％で、Ａｇ：０．８～１．５％、Ｃｕ：０．１～１．０％、Ｎｉ：０．０１～０．１０％、Ｐ：０．００５％～０．００９％、および残部がＳｎからなる合金組成を有し、前記合金組成は下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
    　　２．０≦Ａｇ×Ｃｕ×Ｎｉ／Ｐ≦２５　　　　　　（１）式
    　　０．５００≦Ｓｎ×Ｐ≦０．７７８　　　　　　　（２）式
    　上記（１）式および（２）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ、およびＳｎは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
  5. 　前記合金組成は下記（３）式を満たす、請求項４に記載のはんだ合金。
    　　２２１≦（Ａｇ＋Ｃｕ＋Ｎｉ）／Ｐ≦３０９　　　　　　（３）式
    　上記（３）式中、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、およびＰは、各々前記合金組成の含有量（質量％）である。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のはんだ合金からなるはんだボール。
  7. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ継手。
     
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