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CN107848075B - 接合用构件、接合用构件的制造方法和接合方法 - Google Patents

接合用构件、接合用构件的制造方法和接合方法 Download PDF

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Abstract

接合用构件(1)具备观察与长边方向正交的截面为大致螺旋状且含有低熔点金属的基材(2)和观察所述基材(2)的截面被设置于所述基材(2)间的间隙的涂膜(3)。所述涂膜(3)含有通过与所述低熔点金属的熔融液的反应而生成熔点比所述低熔点金属高的金属间化合物的高熔点金属的金属粒(5)。所述低熔点金属例如为Sn或Sn合金。所述高熔点金属例如为Cu－Ni合金、Cu－Mn合金、Cu－Cr合金或Cu－Al合金。

Description

接合用构件、接合用构件的制造方法和接合方法
技术领域
本发明涉及将电子部件接合于基板时等中所使用的接合用构件、接合用构件的制造方法以及使用接合用构件的接合方法。
背景技术
以往，作为向基板进行电子部件的安装等的接合用构件，开发有含由Sn等构成的低熔点金属的粒子和由Cu合金等构成的高熔点金属的粒子的膏状的接合用构件(例如参照专利文献1)。该接合用构件中，低熔点金属熔融，则该低熔点金属的熔融液与高熔点金属反应，生成低熔点金属与高熔点金属的金属间化合物。该金属间化合物由于具有比低熔点金属高的熔点，因此，接合用构件熔融和固化而成的接合部的再熔融的温度条件将成为高于低熔点金属的熔点的高温。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/038816号册子
发明内容
由于上述的接合用构件为膏状，因此，与低熔点金属、高熔点金属的粒子一起大量添加树脂、溶剂等非金属成分。因此，在接合用构件熔融时非金属成分挥发，容易在接合用构件熔融后固化而成的接合部产生因挥发气体所致的空洞。
因此，申请人作为含有低熔点金属和高熔点金属的接合用构件，正在进行仅少量含有非金属成分的线材状的接合用构件的开发。然而，在将低熔点金属和高熔点金属加工成线材状时，存在如下所述的问题。
·为了制造使高熔点金属的粒子分散于低熔点金属的线材的接合用构件，如果在制造过程中使低熔点金属熔融并混炼高熔点金属的粒子，则接合用构件自身将含有金属间化合物，导致接合用构件的熔融时的温度条件变得高于低熔点金属的熔点。
·如果想要通过低熔点金属的粒子与高熔点金属的粒子的压接来加工线材，则由于难以使粒子彼此的粘结力变充分，因此，仅能够得到脆的线材，对线材仅仅进行卷取，也会发生粒子剥落或者线材断裂。
因此，本申请发明的目的在于提供一种线材状的接合用构件、该接合用构件的制造方法以及使用该接合用构件的接合方法，其接合后的再熔融时的温度条件为高于接合时的温度条件的高温且脆性低(不脆)。
本发明涉及的接合用构件为线材状，具备观察与长边方向正交的截面是螺旋状且含有低熔点金属的基材以及观察所述基材的截面被设置于所述基材间的间隙的膜，所述膜含有通过与所述低熔点金属的熔融液的反应而生成熔点比所述低熔点金属高的金属间化合物的高熔点金属。例如，所述低熔点金属可以为Sn或Sn合金，所述高熔点金属可以为Cu－Ni合金、Cu－Ni－Co合金、Cu－Ni－Fe合金、Cu－Mn合金、Cu－Cr合金或Cu－Al合金。
这样的接合用构件，在低熔点金属熔融时，高熔点金属与该熔融液反应而生成金属间化合物。该熔融液固化，则能够设置再熔融的温度条件比低熔点金属的熔点高温的接合部。该接合用构件可以通过在平膜状的基材的表面配置膜并将膜和基材卷绕而成型为线材状。因此，该接合用构件可以在不伴随使低熔点金属熔融的加热的情况下进行制造，因此，能够使接合时的温度条件为低温(低熔点金属的熔点附近)。另外，该接合用构件能够不通过金属粒子的压接而进行成型，因此，能够使脆性降低(不脆)。
所述膜优选含有所述高熔点金属的金属粒和助焊剂。该构成时，在接合用构件的熔融时，能够通过助焊剂除去金属的表面氧化膜，因此，可得到使高熔点金属和低熔点金属有效地反应的良好的接合部。
所述金属粒与所述助焊剂的重量比优选在75：25～99.5：0.5的范围内。通过金属粒的重量比为75％以上，容易得到用于使接合用构件的大致整体成为金属间化合物所需要的高熔点金属的分量。另外，通过金属粒的重量比为99.5％以下，使金属粒成为适度的粘性而容易作为膜配置于基材。
所述金属粒的平均粒径(D50)优选为0.1μm以上且30μm以下。通过该粒径为0.1μm以上，能够防止金属粒的每单位重量的粒子表面积显著变大，抑制金属间化合物的生成反应被表面氧化膜抑制。另外，通过该粒径为30μm以下，直至金属粒的中心部分为止能够利用于金属间化合物的生成反应。
所述膜在所述基材的截面上可以为螺旋状。该构成可以通过预先在基材的主面的大致整个面形成膜，并将膜与基材一起卷取来成型。因此，容易进行膜的成型。另外，所述膜在所述基材的截面可以分散配置于多个部位。该构成能够增加在接合用构件的内部基材彼此接触而接合的区域的面积，能够在接合用构件的内部难以产生剥离等缺陷。
上述的接合用构件可以进一步具备设置于所述基材的截面的中心部分且含有低熔点金属的芯材。该构成时，能够提高制造时将基材卷绕而成型为线材状之际的作业性以及形状的再现性(形状精度)。
上述的接合用构件可以为扁平状。该构成时，作为使用接合用构件的接合方法，不仅能够应对使用钎焊烙铁等的接合方法，而且也能够应对使用热压接等的接合方法。具体而言，将线材状的接合用构件切成切片状，配置在基板上并使其熔融、固化之际，由于是扁平状，能够稳定地配置在基板上。
另外，本发明涉及的接合方法包含将上述的扁平状的接合用构件配置在第1接合对象与第2接合对象之间并对第1接合对象与第2接合对象之间一边施加压力一边进行加热的加热工序。通过该接合方法，可以不使用钎焊烙铁等，使用热压接就能将接合用构件接合在第1接合对象与第2接合对象之间。
另外，本发明涉及的接合用构件的制造方法包含如下工序：在平膜状且含有低熔点金属的基材设置膜的工序，所述膜含有通过与所述低熔点金属的熔融液的反应而生成熔点比所述低熔点金属高的金属间化合物的高熔点金属；以及，将设置有所述膜的基材卷取的工序。通过该制造方法，能够容易地制造上述的接合用构件。
根据本发明，对于线材状的接合用构件，能够使接合后的再熔融时的温度条件成为高于接合时的温度条件的高温且能够降低脆性(不脆)。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式涉及的接合用构件的一部分的示意图。
图2是表示本发明的第1实施方式涉及的接合用构件的金属粒的粒径与接合强度的关系的图。
图3是表示本发明的第1实施方式涉及的接合用构件的制造方法的一个例子的图。
图4(A)(B)是示意性地表示使用本发明的第1实施方式涉及的接合用构件的接合方法的图。
图5是示意性地表示使用本发明的第1实施方式涉及的接合用构件的接合方法中的反应的图。
图6(A)(B)是表示使接合用构件熔融和固化而成的接合部的电子显微镜照片的图。
图7(A)(B)是表示在接合用构件的内部发生剥离的情况的示意图。
图8是表示本发明的第2实施方式涉及的接合用构件的一部分的示意图。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的接合用构件的制造方法的一个例子的图。
图10是表示本发明的第3实施方式涉及的接合用构件的一部分的示意图。
图11(A)(B)(C)是示意性地表示使用本发明的第3实施方式涉及的接合用构件的接合方法的图。
图12是表示本发明的第4实施方式涉及的接合用构件的一部分的示意图。
图13(A)(B)(C)是表示本发明的变形例涉及的接合用构件的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式涉及的接合用构件、该接合用构件的制造方法和使用该接合用构件的接合方法进行说明。应予说明，以下说明的多个实施方式均为例示，各自说明的构成的主要部分可以在实施方式间任意地组合。
图1是示意性地表示本发明的第1实施方式涉及的接合用构件1的一部分的立体图。
接合用构件1的整体是比图示的一部分长的线材状，具有挠性。该接合用构件1具备基材2和涂膜3而构成。观察与接合用构件1的长边方向正交的截面，基材2和涂膜3各自为螺旋状，分别在接合用构件1的轴向(长边方向)以大致相同的截面形状的原样延伸。即，在接合用构件1的截面内部，基材2和涂膜3的接合界面螺旋状地延伸。涂膜3设置于基材2的一侧主面，以位于基材2的内侧的方式与基材2一起被卷取的。因此，观察与接合用构件的长边方向正交的截面，涂膜3被设置于接合用构件1的内部且基材2的表面彼此相对的间隙部分。
基材2的主要材质为Sn、Sn合金(例如Sn－Ag－Cu、Sn－Ag、Sn－Cu、Sn－Bi、Sn－SB、Sn－Au、Sn－PB、Sn－Zn等)等低熔点金属。基材2的表面被低熔点金属的氧化膜覆盖。
涂膜3含有金属粒5和涂料6。金属粒5分散配置于涂料6的内部。金属粒5的材质为与基材2的低熔点金属反应而生成金属间化合物且具有比上述的低熔点金属高的熔点的高熔点金属。金属粒5的表面被高熔点金属的氧化膜覆盖。更具体而言，高熔点金属为Cu－10Ni合金、其它的Ni的比例为5～20重量％的Cu－Ni合金、或Co的比例为1～10重量％且Ni与Co的总量的比例为5～20％的Cu－Ni－Co合金、或Fe的比例为1～10重量％且Ni与Fe的总量的比例为5～20重量％的Cu－Ni－Fe合金、或Mn的比例为5～20重量％的Cu－Mn合金、或Cu－Cr合金、Cu－Al合金等。这些高熔点金属与上述的低熔点金属的熔融液反应而生成金属间化合物且具有比上述的低熔点金属高的熔点。进而，这些高熔点金属与上述的低熔点金属反应而生成的金属间化合物也具有比上述的低熔点金属高的熔点。
涂料6优选至少在基材2的表面设置涂膜3时具有粘性、流动性。在此的涂料6采用在常温成为固体状态且在比基材2(低熔点金属)的熔点低的温度下软化的材料。进而，在通过加热到比基材2(低熔点金属)的熔点低的温度而软化的状态下将金属粒5混炼且通过涂布等设置于基材2的表面。因此，接合用构件1成为在常温下整体由固体结构物构成的强度高的构成。应予说明，涂料6可以采用在常温下具有粘性、流动性这样的材料。另外，涂料6可以以不具有粘性、流动性的粉体的状态在制造时与金属粒5一起撒在平膜状的基材2的表面，可以通过将这些粉体与基材2一起卷取并进行拉丝加工，使粉体彼此压接而成型接合用构件1。
涂料6的具体的材料只要显示上述的性质，则可以为任何材料，但优选松香系助焊剂。通过涂料6含有松香系助焊剂，在使用接合用构件1的焊接中，能够除去高熔点金属、低熔点金属的表面氧化膜而使两者有效地反应。作为松香系助焊剂，可以采用天然松香、氢化松香、歧化松香、聚合松香、不饱和二元酸改性松香、丙烯酸改性松香等松香衍生物等或它们的混合材料等适当的松香材料。
另外，涂料6可以含有促进助焊剂的反应的活性剂。作为活性剂，可以采用单羧酸(例如，甲酸、乙酸，月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、苯甲酸等)、二羧酸(例如，草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸等)、溴代醇类(例如，1－溴－2－丁醇等)、有机胺的氢卤酸盐类、溴代烷烃类、溴代烯烃类、苄基溴类、多胺类、氯系活性剂等适当的活性剂材料。另外，涂料6可以根据需要配合树脂、触变材料、热固化树脂、抗氧化剂、阻燃剂、分散剂、流平剂、消泡剂、消光剂、增塑剂等有机系添加剂等。
金属粒5与涂料6(助焊剂)的重量比优选在金属粒5：涂料6＝75：25～99.5：0.5的范围内。如果金属粒5的配合量比上述配合量过多，则在基材2设置涂膜3时，无法得到充分的粘性，金属粒5有可能从涂膜3剥落。另一方面，如果金属粒5的配合量比上述过少，则无法使低熔点金属充分地反应，有可能在金属间化合物大量残留未反应的低熔点金属而难以满足作为接合用构件1的规格(再熔融温度条件、接合后的强度等)。因此，通过使金属粒5与涂料6的重量比为上述的范围内，以适当的分量使低熔点金属和高熔点金属反应而生成金属间化合物，容易地实现期望的规格。
另外，金属粒5的平均粒径(D50)优选在0.1～30μm的范围内。金属粒5的平均粒径由于大幅影响金属间化合物的生成量，因此，通过使该平均粒径适当，能够改善通过使用接合用构件1的接合而实现的基于接合部的接合强度。应予说明，平均粒径(D50)是指通过激光衍射·散射法求出的粒度分布的累积值50％时的粒径。例如，图2是示意性地表示金属粒5的平均粒径(D50)与通过使用接合用构件1的接合而实现的接合强度的关系的坐标图。平均粒径有将接合强度最大化的最优值，平均粒径越从该最优值偏离，接合强度越降低。而且，由于平均粒径从最优值大幅偏离，有时接合强度变得比由规格等确定的下限界限低，无法实现适当的接合。更具体而言，如果金属粒5的平均粒径(D50)小于0.1μm，则金属粒5的每单位重量的粒子表面积显著变大，因该表面氧化膜，生成反应被抑制，金属间化合物的生成量减少。另外，如果该粒径超过30μm，则无法直至金属粒5的粒子中心部分为止利用于金属间化合物的生成反应，生成反应所利用的高熔点金属不足，金属间化合物的生成量减少。而且，如果金属间化合物的生成量减少，则基于接合部的接合强度降低。因此，通过使金属粒5的平均粒径(D50)为上述的范围内，也以适当的分量使低熔点金属与高熔点金属反应而生成金属间化合物，容易地实现期望的接合强度、再熔融温度条件。
应予说明，基材2、涂膜3可以含有Ag、Au、Al、Bi、C、Co、Cu、Fe、Ga、Ge、In、Mn、Mo、Ni、P、Pb、Pd、Pt、Si、Sb、Zn等。它们的添加形态可以是属于含于基材2、金属粒5的杂质，也可以是属于添加于涂料6的金属粉，形成于基材2、金属粒5的表面的金属膜等。另外，作为金属粉、金属膜等添加时，可以以金属络合物、金属化合物的形态含有。
具有以上的构成的接合用构件1可以通过以下的制造方法来制造。图3是表示接合用构件1的制造方法的一个例子的流程图。
在接合用构件1的制造中，首先，将平膜状的低熔点金属的基材2成型(S1)。
另外，在通过加热而软化的状态的涂料6中混炼高熔点金属的金属粒5(S2)。
接着，将混炼有金属粒5的涂料6以通过加热而软化的状态用涂布等方法设置于基材2的一侧主面(S3)。
然后，以基材2的设置有涂膜3的一侧的面成为内侧的方式将基材2和涂膜3卷取(S4)。然后，根据需要以最终线径等成为期望的尺寸的方式将基材2和涂膜3通过拉丝加工进行拉伸，延展成线径更细、延长轴更长(S5)。此时，可以以通过加热使涂料6软化的状态进行拉丝加工。
通过这样的制造方法，能够容易地制造含有高熔点金属和低熔点金属的线材状的接合用构件1。只要是这样的制造方法，则能够在不伴随低熔点金属熔融程度的加热的情况下制作基材2，接合用构件1自身不会含有金属间化合物。因此，能够使接合用构件1的接合时的温度条件成为比金属间化合物的熔点低温的低熔点金属的熔点附近。另外，基材2不通过金属粒子的压接就能够成型，能够使脆性降低(不脆)。应予说明，接合用构件1的具体的制造方法可以通过上述的其它工序实现。例如，也可以在由低熔点金属构成的柱状构件形成螺旋状的槽、孔，在其内部注入含有金属粒5的涂料6，通过从柱状构件拉伸线材而拉出的拉丝加工来制造上述构成的接合用构件1。另外，上述的拉丝加工可以不一定进行。
而且，该接合用构件1通过将涂膜3和基材2螺旋状地成型，能够使作为线材的强度较高。在此，对本实施方式涉及的接合用构件1和比较例涉及的接合用构件1A的作为线材的强度进行说明。
图4(A)是表示本实施方式涉及的接合用构件1的截面的示意图。图4(B)是表示比较例涉及的接合用构件1A的截面的示意图。
在此，作为比较例示出的接合用构件1A，例如在由低熔点金属构成的长方形状的薄板7A设置含有金属粒的涂膜3A，在由低熔点金属构成的圆柱状的芯材4A的外周一边将薄板7A卷绕一边进行拉丝加工，由此使薄板7A的端面彼此压接，将涂膜3A和薄板7A成型为圆环状。
在这些接合用构件1和接合用构件1A中，涂膜3、3A容易含有裂纹10(内部缺陷、空洞)。具体而言，涂膜3、3A由于含有金属粒5和涂料6，因此，容易在内部含有多个界面、空洞。另外，在使用钎焊烙铁等实施接合后残留的接合用构件1、1A的前端付近，即使微少也会生成高熔点金属与低熔点金属反应而成的金属间化合物，因此，在接合用构件1、1A的前端附近的涂膜3、3A中因在金属间化合物的生成反应时金属粒5的体积减少而有时产生裂纹10。由于这些理由，在接合用构件1、接合用构件1A中，有时沿着涂膜3、3A生长裂纹10，产生涂膜与基材的界面剥离、涂膜内部的龟裂，作为接合用构件1、1A的线材的强度有可能降低。
然而，在图4(A)所示的本实施方式涉及的接合用构件1中，涂膜3的两端未连接而分别被基材2覆盖终止，因此，即使裂纹10沿着涂膜3生长，接合用构件1也不会分裂成多个部分。另一方面，在图4(B)所示的比较例涉及的接合用构件1A中，由于涂膜3A的两端连接，因此，由于沿着涂膜3A生长裂纹10，接合用构件1A有可能分裂成多个部分(薄板7A和芯材4A)。因此，与比较例涉及的接合用构件1A相比，本实施方式涉及的接合用构件1能够进一步提高作为线材的强度。
接着，对使用上述的接合用构件1将第1接合对象物101和第2接合对象物102之间进行接合的具体的接合方法进行说明。
图5是表示使用钎焊烙铁103使接合用构件1熔融的接合方法的示意图。在此所示的第1接合对象物101例如为电子部件的端子电极。第2接合对象物102例如为设置于安装电子部件的印刷配线基板的表面的安装电极。
在将第1接合对象物101和第2接合对象物102接合时，首先，使钎焊烙铁103的烙铁头发热，使钎焊烙铁103的烙铁头与第2接合对象物102(印刷配线基板的安装电极)接触，对第2接合对象物102进行加热。然后，在烙铁头轻轻地按压接合用构件1的前端，一边将接合用构件1的前端熔化一边将接合用构件1送到烙铁头。由此，接合用构件1的熔融液105扩展到第1接合对象物101(电子部件的端子电极)与第2接合对象物102(印刷配线基板的安装电极)整体。然后，该熔融液105成为倒角状后，将接合用构件1的前端从钎焊烙铁103的烙铁头离开，最后，将钎焊烙铁103从熔融液105离开。然后，将熔融液105冷却而固化，由此将第1接合对象物101与第2接合对象物102之间进行接合。
图6(A)和图6(B)是对使用钎焊烙铁103的接合方法的金属间化合物的生成机制进行说明的示意图。
通过利用钎焊烙铁103(未图示)，将接合用构件1的前端的温度升温至比低熔点金属和助焊剂的熔点(软化点)高温，如图6(A)所示，熔融接合用构件1的基材2和涂膜3。由此，生成熔融液105。在熔融液105中，涂膜3中所含的助焊剂，将基材2、金属粒5、第1接合对象物101、第2接合对象物102的表面氧化膜还原除去。因此，熔融液105沿着第1接合对象物101与第2接合对象物102的表面湿润扩展，另外，金属粒5分散到熔融液105的内部。而且，通过助焊剂，可防止金属粒5的表面氧化膜抑制高熔点金属与低熔点金属的反应，使高熔点金属与低熔点金属有效地反应。另外，涂膜3的残渣16在熔融液105的表面浮起，覆盖熔融液105的表面。
在熔融液105的内部，随着时间的经过，进行金属间化合物12的生成反应。即，如图6(B)所示，熔融液105中所含的低熔点金属与金属粒5中所含的高熔点金属反应而生成金属间化合物12。因此，随着熔融液105的组成中的金属间化合物12的比例增加，金属粒5的粒径缩小而消失。由于在熔融液105维持一定程度的高温期间该反应进行，因此，直到熔融液105冷却而固化为止的期间，熔融液105的整体大致转换为金属间化合物。
生成该金属间化合物的反应例如为伴随液相扩散接合(“TLP接合：TransientLiquid Phase DiffusionBonding”)的反应。所生成的金属间化合物在金属粒5为Cu－Ni合金时，例如为(Cu，Ni)6Sn5、Cu4Ni2Sn5、Cu5NiSn5、(Cu，Ni)3Sn、Cu2NiSn、CuNi2Sn等。另外，金属粒5为Cu－Mn合金时，金属间化合物为(Cu，Mn)6Sn5、Cu4Mn2Sn5、Cu5MnSn5、(Cu，Mn)3Sn、Cu2MnSn、CuMn2Sn等。
图7(A)和图7(B)是表示接合用构件熔融、固化后的接合部的截面的电子显微镜图像。图7(A)是作为比较对象示出的，表示通过含有低熔点金属和高熔点金属的膏状的接合用构件(焊糊)设置在铜箔(Cu层)上的接合部(金属间化合物层)的截面。图7(B)表示通过属于实施例的含有低熔点金属和高熔点金属的线材状的接合用构件(焊丝)设置在铜箔(Cu层)上的接合部(金属间化合物层)的截面。
为了如上使低熔点金属和高熔点金属制成膏状(焊糊)，需要与低熔点金属、高熔点金属的粒子一起大量添加树脂、溶剂等非金属成分。而且，这样的非金属成分在接合用构件的熔融时挥发，在固化后的接合部形成空洞(参照图7(A))。另一方面，线材状的接合用构件1由于仅含有少量的非金属成分，因此，在接合部的内部几乎不会形成空洞(参照图7(B))。因此，如果利用该实施方式涉及的接合用构件1将电子部件与基板之间接合，则能够得到空洞更少、可靠性更高的接合部。
接着，对本发明的第2实施方式涉及的接合用构件和该接合用构件的制造方法进行说明。
图8是示意性地表示本发明的第2实施方式涉及的接合用构件1B的一部分的立体图。该接合用构件1B除基材2B和涂膜3B以外，还进一步具备芯材4B。芯材4B为含有与基材2B相同的低熔点金属且具有在轴向延伸的线状的外部形状的固体结构物。
芯材4B设置于接合用构件1B的截面的中心部分，以该芯材4B为中心卷取基材2B和涂膜3B，将芯材4B的外侧螺旋状地包围。
图9是表示本发明的第2实施方式涉及的接合用构件1B的制造方法的一个例子的流程图。
在接合用构件1B的制造中，首先，将平膜状的低熔点金属的基材2B成型(S1)。
另外，在通过加热而软化的状态的涂料中混炼高熔点金属的金属粒而准备涂膜3B的材料(S2)。
接着，将涂膜3B的材料在通过加热而软化的状态下用涂布等方法设置于基材2B的一侧主面(S3)。
然后，准备线材状的芯材4B，在该芯材4B的周围缠绕基材2B和涂膜3B(S4)。然后，根据需要将芯材4B和卷绕于芯材4B的状态的基材2B和涂膜3B通过拉丝加工进行拉伸，延展成线径更细、延长轴更长(S5)。
通过这样的制造方法，能够容易地制造含有高熔点金属和低熔点金属的线材状的接合用构件1B。只要是这样的制造方法，则在接合用构件1B的中心部分不易形成不需要的间隙，另外，通过向芯材4B缠绕基材2B和涂膜3B，能够容易地制造接合用构件1B。另外，可以在接合用构件1B的制造时提高形状的再现性(形状精度)。特别是因以芯材4B为缓冲材料，能够在弯曲时保护涂膜3B。
而且，在该构成的接合用构件1B中，因芯材4B，其整体组成中所占的低熔点金属的分量变多，容易在熔融和固化后的接合部部分地形成(析出)未反应的低熔点金属。这样的未反应的低熔点金属，在金属间化合物的生成反应时熔融而移动，填埋因金属间化合物的生成而产生的间隙，由此，减少接合部的空洞，能够进一步提高接合部的强度。
接着，对本发明的第3实施方式涉及的接合用构件和使用该接合用构件的接合方法进行说明。
图10是示意性地表示第3实施方式涉及的接合用构件1C的一部分的立体图。该接合用构件1C是与第1实施方式类似的构成，具备基材2C和涂膜3C，将基材2C的外周面从一个方向压溃，整体成为扁平的截面形状。
对使用该接合用构件1C将第1接合对象物101C和第2接合对象物102C之间进行接合的具体的接合方法进行说明。
图11是表示使用热压接使接合用构件1C熔融的接合方法的示意图。在将第1接合对象物101C和第2接合对象物102C接合时，首先，将接合用构件1C仅切取需要的长度。然后，在第1接合对象物101C与第2接合对象物102C之间夹持接合用构件1C(参照图11(A))。在该状态下对第1接合对象物101C和第2接合对象物102C进行加热，并且缩窄两者之间的间隔，对接合用构件1C进行加压和加热。由此，基材2C以及涂膜3C中所含的涂料6熔融，熔融液105C在第1接合对象物101C与第2接合对象物102C之间扩展(参照图11(B))。然后，在熔融液105C的内部，涂膜3C中所含的金属粒5与周围的低熔点金属反应，进行金属间化合物12的生成(参照图11(C))。由此，通过将熔融液105C冷却而固化，在第1接合对象物101C与第2接合对象物102C之间形成基于金属间化合物12的接合部106C。
如以上说明的那样，本发明的接合用构件也可以用于利用热压接的接合方法。而且，利用热压接时，如果是该实施方式涉及的接合用构件1C这样的截面形状为扁平，则能够使接合用构件1C的配置姿势稳定。
接着，对本发明的第4实施方式涉及的接合用构件进行说明。
图12是示意性地表示本发明的第4实施方式涉及的接合用构件1D的一部分的立体图。该接合用构件1D作为整体，截面不是圆形形状，而是方形形状。接合用构件1D可以为这样的截面形状，此时，以将设置有涂膜3D的基材2D折回的方式进行卷取，能够制造接合用构件1D。因此，该接合用构件1D更容易制造。
接着，对本发明的进一步的变形例涉及的接合用构件进行说明。图13是表示在进行制造工序中的卷取之前的基材2以及卷取后的基材2的截面的示意图。
图13(A)示出实现上述的第1～第4实施方式涉及的构成的情况。在此，通过在平膜状的基材2的大致整个面设置涂膜3并卷取，在接合用构件1的截面，不仅使基材2螺旋状地成型，而且涂膜3也螺旋状地成型。
图13(B)示出在平膜状的基材2的一侧主面设置细且带状的多个涂膜3E的情况。在此，在卷取前的基材3设置涂膜3E以使多个涂膜3E沿着接合用构件1的轴向平行地延伸，并将它们卷取。由此，能配置成在接合用构件1的截面多个涂膜3E沿着基材2的螺旋状的内部界面进行分散。这样，沿着基材2的螺旋状的内部界面，即使是涂膜3E之间的部分中基材2彼此也会接合，能够增加在接合用构件1的内部基材2彼此接触而接合的区域的面积。因此，能够在接合用构件1的内部难以产生剥离等缺陷。
图13(C)示出在平膜状的基材2的一侧主面纵横排列方形形状的涂膜3F的情况。此时，不仅在接合用构件1的螺旋状的内部界面，而且在接合用构件1的轴向也排列有多个涂膜3F，因此，沿着接合用构件1的轴向，基材2彼此以一定间隔接合。由此，能够进一步增加在接合用构件1的内部基材2彼此接触而接合的区域的面积，能够在接合用构件1的内部进一步不易产生剥离等缺陷。
应予说明，以上记载的“螺旋状”不仅包含严密的螺旋状，还包含基材的卷取方向在中途变为反向这样的双螺旋状、基材的卷取方向的端部周边等局部地为非螺旋形的形状等大致螺旋状。即，基材只要至少一部分具有螺旋状的结构即可。另外，在以上的各实施方式中，作为本发明的“膜”，示出了构成“涂膜”的例子，但本发明的“膜”并不限定于此，只要是膜状，则也可以为使用其它方法、例如镀覆、蒸镀等方法形成的膜。此时，低熔点金属不是以金属粒而是以组合物的形式含有在膜中。
最后，应该认为以上的各实施方式和变形例的说明在所有方面仅是例示，没有限制性。本发明的范围不是由上述的实施方式表示的，而是由权利要求的范围表示的。而且，本发明的范围包括与权利要求的范围等同的范围。
符号说明
1…接合用构件
2…基材
3…涂膜
4B…芯材
5…金属粒
6…涂料(助焊剂)
12…金属间化合物
101，102…接合对象物

Claims (9)

1.一种接合用构件，是线材状的接合用构件，具备：
基材，观察与长边方向正交的截面其为螺旋状且含有低熔点金属；以及
膜，观察所述基材的截面其被设置于所述基材间的间隙，
其中，所述膜含有通过与所述低熔点金属的熔融液的反应而生成熔点比所述低熔点金属高的金属间化合物的高熔点金属的金属粒、以及助焊剂，所述金属粒与所述助焊剂的重量比在75：25～99.5：0.5的范围内。
2.根据权利要求1所述的接合用构件，其中，
所述低熔点金属为Sn或Sn合金，
所述高熔点金属为Cu－Ni合金、Cu－Ni－Co合金、Cu－Ni－Fe合金、Cu－Mn合金、Cu－Cr合金或Cu－Al合金。
3.根据权利要求1或2所述的接合用构件，其中，所述金属粒的平均粒径在0.1～30μm的范围内，所述平均粒径是指通过激光衍射·散射法求出的粒度分布的累积值50％时的粒径。
4.根据权利要求1或2所述的接合用构件，其中，所述膜在所述基材的截面中为螺旋状。
5.根据权利要求1或2所述的接合用构件，其中，所述膜在所述基材的截面中分散配置于多处。
6.根据权利要求1或2所述的接合用构件，进一步具备设置于所述基材的截面中的中心部分的含有低熔点金属的芯材。
7.根据权利要求1或2所述的接合用构件，观察与长边方向正交的截面为扁平状。
8.一种接合方法，包含如下工序：将权利要求1～7中任一项所述的接合用构件配置在第1接合对象与第2接合对象之间，对第1接合对象与第2接合对象之间施加压力并进行加热的工序。
9.一种接合用构件的制造方法，包含如下工序：
在平膜状且含有低熔点金属的基材设置膜的工序，所述膜含有通过与所述低熔点金属的熔融液的反应而生成熔点比所述低熔点金属高的金属间化合物的高熔点金属的金属粒、以及助焊剂，所述金属粒与所述助焊剂的重量比在75：25～99.5：0.5的范围内；以及
将设置有所述膜的基材卷取的工序。
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