JP2003305588A - 接合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合材料に関し、低いプロセス温度で接合す
ることが可能であり、しかも、信頼性が高い接合強度と
十分な電気伝導性及び熱伝導性が得られる接合材料を実
現しようとする。 【解決手段】 Ｃｕ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ−Ｚｎ粉
末を混合してなる金属粉末が含まれてなることを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子などの
電子部品を回路基板に実装するのに用いて好結果が得ら
れる電気伝導及び熱伝導に優れた接合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、コンピュータや携帯電話などの電
子機器に於いては、半導体素子やコンデンサなど各種の
電子部品が同一回路基板上に高密度実装されて高集積化
が進められている。

【０００３】それ等電子部品は、リムーブ／リペアや再
搭載など交換することを想定して回路基板に接合材料を
用いて搭載され、その接合材料には、Ｐｂ−Ｓｎ系を主
成分とする合金からなるはんだ材料が多用されている。

【０００４】図５は従来の接合材料の用い方を説明する
為の回路基板を表す要部切断側面図であり、図に於い
て、３１は回路基板、３２はＩＯピン、３３はＡｕ−Ｓ
ｎはんだ、３４はＳｎ−Ａｇ或いはＰｂ−５〔％〕Ｓｎ
はんだからなるバンプ、３５はＬＳＩ、３６はキャパシ
タ、３７はＰｂ−５〔％〕Ｓｎはんだをそれぞれ示して
いる。

【０００５】ところで、Ｐｂには複数の同位体が存在
し、それら同位体はウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）の
崩壊系列中の中間生成物、或いは、最終生成物であり、
崩壊系列にはＨｅ原子を放出するα崩壊を伴うことか
ら、はんだ中のＰｂからα線を生じ、そして、そのα線
が半導体素子、主としてＣＭＯＳ素子に到達してソフト
・エラーが発生している。

【０００６】また、Ｐｂは土壌に流出すると酸性雨に依
って溶け出し、環境に悪影響を及ぼすことが判っている
ので、環境の面からもＰｂは使わない方がよく、従っ
て、その代替材料の出現が強く希求されている。

【０００７】そこで、近年、Ｐｂ−Ｓｎ系はんだに代わ
る材料として、接合する際の温度領域が適当であって、
放射性不純物が比較的少ない材料としてＳｎを主成分と
するはんだ材料が使用され始めている。

【０００８】Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだに代替されるＳｎ系
はんだ材料としては、主としてＳｎ−Ａｇ及びＳｎ−Ａ
ｇ−Ｃｕ系（融点２２０〔℃〕程度）が使われる。

【０００９】従来のＰｂ系はんだ材料の階層接合では、
一例として、低温側でＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（融点１８
３〔℃〕）と高温側でＰｂ−５〔％〕Ｓｎ（固相線温
度：３０５〔℃〕、液相線温度：３１７〔℃〕）との組
み合わせに依って接合されていた。

【００１０】然しながら、前記したような温度階層をＳ
ｎ系のＰｂフリーはんだに適用した場合、Ｓｎ−Ａｇの
融点より高い温度階層で、Ｓｎを主成分とした材料では
無害性、融点の温度領域などの面で適当な合金組成のも
のは少なく、Ａｕを主成分とした材料が多くなってしま
う。

【００１１】Ａｕを主成分とする合金系では、融点温度
領域が高く、例えばＡｕ−Ｓｎでは２８０〔℃〕、Ａｕ
−Ｇｅでは３５６〔℃〕、Ａｕ−Ｓｉでは３７０〔℃〕
であり、これ等の材料を用いて接合した場合、回路を構
成する他の部材に与える温度ダメージが大きくなる共に
Ａｕを主成分とするので材料コストの面でも問題があ
り、しかも、Ｐｂ−Ｓｎ系のはんだ材料と比較して硬く
且つ脆い材料が多いので接合信頼性の面でも問題があ
る。

【００１２】このように、Ａｕを主成分とする合金系材
料に代わる材料として、Ｃｕ粉末−Ｓｎ−Ｂｉ粉末から
なる材料が本発明者等に依って特願２００１−６１３２
６として提案されていて、これは、Ｃｕ粉末とＳｎ−Ｂ
ｉ粉末とを溶融結合したものを接着剤とともに対象物に
施して接合を行う接合材料であり、高融点Ｐｂフリーは
んだとして有効である。

【００１３】然しながら、前記提案された材料に於いて
は、Ｃｕ粉末とＳｎ粉末と同士の接合をＢｉを介して行
うものである為、熱伝導性及び電気伝導性の面で改善さ
れなければならない点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、低いプロ
セス温度で接合することが可能で、しかも、信頼性が高
い接合強度と十分な電気伝導性及び熱伝導性が得られる
接合材料を実現しようとする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に依る接合材料に
於いては、Ｃｕ粉末かＮｉ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ−
Ｚｎ粉末を混合してなる金属粉末が含まれてなることが
基本になっている。

【００１６】前記手段を採ることに依り、多様な温度階
層に対応できる実装が可能であると共に電気伝導性及び
熱伝導性に優れた接合材料を実現することができ、Ｐｂ
フリーはんだの接合に卓効がある。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明では、 Ｃｕ粉末（例えば粒度分布５０〔μｍ〕アンダー、
平均粒径２７〔μｍ〕）とＳｎ粉末とＳｎ−Ｚｎ合金粉
末（例えば粒度分布２０〔μｍ〕アンダー、平均粒径１
８〔μｍ〕）からなる金属粉末 Ｎｉ粉末（例えば粒度分布５０〔μｍ〕アンダー、
平均粒径２７〔μｍ〕）とＳｎ粉末とＳｎ−Ｚｎ合金粉
末（例えば粒度分布２０〔μｍ〕アンダー、平均粒径１
８〔μｍ〕）からなる金属粉末の何れかの金属粉末とエ
ポキシ系樹脂とを混合して接合材料として用いることが
基本になっている。因みに、Ｓｎ或いはＺｎは、Ｂｉと
比較して１０倍以上も熱伝導性に優れている。

【００１８】図１は接合の前後に於ける接合部を表す要
部切断側面図であり、（Ａ）が接合前（樹脂の熱硬化
前）、（Ｂ）が接合後（樹脂の熱硬化後）をそれぞれ示
している。

【００１９】図に於いて、１はＣｕ或いはＮｉからなる
粉末、２はＳｎ或いはＳｎ−Ｚｎ合金からなる粉末、３
は熱硬化性樹脂をそれぞれ示している。尚、樹脂は熱可
塑性樹脂であっても良い。

【００２０】Ｓｎ−Ｚｎ合金は、Ｚｎ濃度が９〔重量
％〕の場合に１９８〔℃〕の共晶温度を示し、そして、
Ｚｎの濃度が０〜９９〔重量％〕の範囲内（共晶点は９
〔重量％〕）では、１９８〔℃〕から液相を生じる為、
エポキシ系樹脂と当該金属粉末とを混合した組成物を１
９８〔℃〕以上の温度に加熱すると最初にＳｎ−Ｚｎ合
金が溶融し、その溶融したＳｎ−ＺｎがＣｕ粉末とＣｕ
粉末との間に入って接触することでＣｕ−Ｚｎ金属間化
合物が生成され、その後、エポキシ系樹脂の硬化が始ま
って接合が完了する。

【００２１】エポキシ系樹脂の硬化開始点をＳｎ−Ｚｎ
の共晶温度よりも高くすることに依って、Ｃｕ粉末とＳ
ｎ−Ｚｎの溶融溶着並びに金属接合→エポキシ系樹脂の
硬化の順にプロセスが進行することから、エポキシ系樹
脂の硬化が終了した時点では金属的な接続を確保しなが
ら接合部は強固に固定される。

【００２２】図２は接合後の接合部を表すＳＥＭ（ｓｃ
ａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐ
ｙ）に依る顕微鏡写真（Ａ）及び接合部の拡大説明図
（Ｂ）であり、図に於いて、１はＣｕ又はＮｉからなる
粉末、４はＣｕ（又はＮｉ）−Ｚｎ化合物、５はＳｎ、
６は熱硬化性樹脂をそれぞれ示している。

【００２３】図２に見られるような接合結果を得るプロ
セス中に於いて、Ｓｎ−Ｚｎ合金が溶融している場合、
溶融したＣｕ粉末とＺｎとの反応がＣｕとＳｎとの反応
よりも先に進行して金属間化合物を生成し、冷却後に
は、図１（Ｂ）に見られるようなＳｎ／Ｃｕ−Ｚｎ化合
物／Ｃｕ粉末という構成になる。

【００２４】これは、接合後に於いては、Ｓｎ−Ｚｎ共
晶組成は消失し、Ｃｕ−Ｚｎ金属間化合物とＳｎからな
る材料構成になっていることを示し、再び２００〔℃〕
に加熱しても接合部は溶融しない。

【００２５】本発明では、Ｓｎ−Ｚｎ合金が溶融する温
度に加熱することに依って接合後には前記材料構成とな
ることから、加熱ピーク温度が２５０〔℃〕である必要
はなく、特にＳｎ−Ｚｎ合金系の場合、２００〔℃〕程
度の加熱でも同様な結果を得ることができる。従って、
硬化開始点が低いエポキシ樹脂との組み合わせに依っ
て、構成部材に与える熱に起因するダメージを大幅に低
減することができる。

【００２６】前記説明では、共晶点を基礎にして説明し
たが、本発明に係わるＳｎ−Ｚｎ合金粉末の組成は必ず
しも共晶点（９〔重量％〕）近傍の組成に限られること
はなく、Ｓｎ−Ｚｎに含まれるＺｎ成分が全てＣｕ粉末
と合金を形成するＺｎ量として０．５〔％〕以上で１０
〔％〕以下が望ましい。

【００２７】また、熱処理で形成される合金は、熱処理
中に徐々に生成されるものであるから、その組成は必ず
しも一定ではなく、濃度勾配をもつ場合もある。

【００２８】他の温度階層のはんだ材料、例えばＳｎ−
Ａｇでは２５０〔℃〕ピークではんだ付けすることか
ら、結合材料の組成物に使用される熱硬化樹脂の硬化温
度としては硬化温度が２５０〔℃〕未満であるものが望
ましく、熱可塑性樹脂の場合は融点が２５０〔℃〕未満
であるものが望ましい。尚、接着強度の面からすると、
熱硬化性樹脂を用いる方が良い。

【００２９】本発明で用いることができる熱硬化性樹脂
としては、エポキシ系、フェノール系、アクリル系の熱
硬化性樹脂或いは熱硬化樹脂、ポリイミド系、ポリウレ
タン系、メラミン系、ウレア系の熱硬化性樹脂或いは熱
硬化樹脂を挙げることができる。

【００３０】エポキシ熱硬化性樹脂または熱硬化樹脂と
しては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂、（クレゾール）ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノール型、レゾ
ルシン型、テトラヒドロキシフェノルエタン型、ポリア
ルコールポリグリコール型、グリセリントリエーテル
型、ポリオレフィン型、エポキシ化大豆油、シクロペン
タジエンジオキシド、ビニルシクロヘキセンジオキシド
などが挙げられ、なかでもビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、（クレゾー
ル）ノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。

【００３１】また１分子中に１個以上のグリシジル基を
有する液状エポキシ化合物を用いることもでき、そのよ
うな化合物の例としては、フェノキシアルキルモノグリ
シジルエーテル、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエー
テル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサ
ンジオールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノール
Ａジグリシジルエーテル、ネオペンチルグルコールジグ
リシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、
Ｎ，Ｎ−ジクリシジルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジグリシジル
トルイジン、トリメチロールプロパントリグリシジルエ
ーテル、グリセリントリグリシジルエーテル及び液状の
各種ポリシロキサンジグリシジルエーテルなどを例示す
ることができ、特にネオペンチルグルコールジグリシジ
ルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、トリメ
チロールプロパントリグリシジルエーテルが好ましい。

【００３２】本発明で用いるエポキシ硬化剤としては、
一般的なエポキシ硬化剤を用いることができる。例え
ば、脂肪族ポリアミン系としてトリエチレンテトラミ
ン、ｍ−キシレンジアミンなどがあり、芳香族アミン系
としてｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルス
ルフォンなどがあり、第三級アミン系としてベンジルジ
メチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノールなどが
あり、酸無水物系として無水フタル酸、ヘキサヒドロ無
水フタル酸などがあり、三フッ化ホウ素アミンコンプレ
ックス系としてＢＦ３−ピペリジンコンプレックスなど
がある。また、ビスフェノールＡなどのビスフェノール
化合物でも良く、ジシアンジアミド、２−エチル−４−
メチルイミダゾール、トリス（メチルアミノ）シランな
ども用いることができる。

【００３３】樹脂系硬化剤としてはリノレン酸二量体と
エチレンジアミンなどから作ったポリアミド樹脂、両端
にメルカプト基を有するポリスルフィド樹脂、ノボラッ
ク系フェノール樹脂などがある。これ等は単独で用いて
も良いし、２種以上を組み合わせて用いても良い。

【００３４】硬化剤の添加量は硬化剤の種類に依って異
なり、例えば酸無水物系などのように化学量論的にグリ
シジル基と反応する場合は、エポキシ当量から最適添加
量が決められる。また、触媒的に反応する場合は、３〜
３０〔重量％〕が一般的である。これ等の硬化剤の室温
での反応性が高い場合は、使用直前に開始剤を含む液を
樹脂に混合したり、硬化剤を１００〔μｍ〕程度のゼラ
チンからなるカプセルに封入したマイクロカプセルにす
ることができる。

【００３５】本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、ど
のような熱可塑性樹脂でも使用可能であるが、特にポリ
エチレン系、ポリエステル系、ポリプロピレン系、アク
リル系であることが好ましい。

【００３６】また、その構造中に水素結合性の官能基を
有するものが好ましい場合もある。水素結合性をもつ官
能基としては、水酸基、アミド基、ウレア基、イミド
基、エステル基、エーテル基、チオエーテル基、スルホ
ン基、ケトン基などがある。

【００３７】このような熱可塑性樹脂としては、例え
ば、フェノキシ樹脂、熱可塑性ポリウレタン、ポリビニ
ルブチラール、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリ
アミドイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエー
テル、ポリビニルエーテル、ポリサルホン、ポリビニル
アルコール、ポリビニルホルマール、ポリ酢酸ビニル、
メタクリル樹脂、アイオノマー樹脂などが挙げられる。

【００３８】水素結合性の官能基を有する熱可塑性樹脂
が特に優れている理由は明らかではないが金属との間で
水素結合をすることで濡れが良くなる為と考えられる。

【００３９】前記熱硬化性樹脂または熱硬化樹脂と熱可
塑性樹脂とは混用することも可能であり、また、これ等
の樹脂中には、機械的、物理的、化学的性質を改善する
為の添加物として、硬化促進剤、難燃剤、レベリング
剤、チクソ性付与剤、沈降防止剤、カップリング剤、モ
ノエポキシ化合物、顔料、消泡剤、腐食防止剤、粘着性
付与剤、繊維状或いは粒状の補強用無機質フィラーなど
各種の添加剤を用いることができる。

【００４０】樹脂については、使用時の粘度が重要なフ
ァクタとなる為、その粘度を調整する必要があり、それ
にはモノエポキシ化合物や例えばジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−ピロリドン、
メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、メチルカルビ
トール、カルビトール、カルビトールアセテート、酢酸
ブチルセロソルブ、酢酸エチルセロソルブ、酢酸メチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メ
チルセロソルブ等の溶媒を単独で用いるか、或いは、そ
れ等溶媒の複数の混合系を適当量混合して用いることも
でき、その場合、得られた溶液若しくはぺースト状物の
粘度は５０００〜４０００００〔ｃｐ〕とすることがで
き、作業性の面を考慮すると２００００〜７００００
〔ｃｐ〕であることが好ましい。

【００４１】また、本発明に係わる電気・熱伝導性粒子
と樹脂との混合は、各種成分をボールミル、ロールミ
ル、プラネタリーミキサ等の各種混煉機を用いて常法を
適用して例えば１０〜６０〔分〕間混煉することに依っ
て行い、混煉された電気・熱伝導性組成物は、スクリー
ン印刷、ディスペンサー塗布等の手段に採って塗布する
ことができる。

【００４２】前記説明した本発明に依る接合材料に於い
ては、複数種類の金属を使用する場合を例示したが、こ
れ等の金属が合金であっても、前記範囲の比較的低温で
合金を生成し得るものであれば用いることができる。

【００４３】電気・熱伝導性粒子の形状については特に
制限はなく、球状、板状、繊維状など適宜の形状のも
の、即ち、金属フィラーと呼ばれているものを用いるこ
とができる。

【００４４】エポキシ樹脂に対する金属粉末の混合比率
は６０〜８０〔重量％〕の範囲で選択するものとする。
これは、６０〔重量％〕に満たない場合、金属粉末が沈
降して金属粉末同士の接合が確保できず、良好な電気的
な接続が実現できないこと、そして、９０〔重量％〕を
越えた場合、混合組成物の粘度が上昇して混煉や脱泡等
の作業性が低下することになる。

【００４５】前記金属粉末は、フラックス成分となる樹
脂と溶剤を適宜混合してはんだペースト化することに依
り、従来のＡｇぺースト或いはＣｕぺーストと同様、例
えばプリント基板上にスクリーン印刷してから加熱する
ことで配線パターンを形成することもできる。

【００４６】図３は本発明に依る接合材料の用い方を説
明する為の回路基板を表す要部切断側面図であり、図に
於いて、１１は回路基板、１２はＩＯピン、１３は本発
明に依る接合材料、１４はＳｎ−Ａｇはんだからなるバ
ンプ、１５はＬＳＩ、１６はキャパシタ、１７はＳｎ−
Ｂｉはんだ、１８は本発明に依る接合材料をそれぞれ示
している。尚、接合材料１３はＩＯピン１２の根元に施
され、衝き合わせ接続するので、表出されるのは極微量
である。

【００４７】図３（Ａ）は、ＩＯピン１２を回路基板１
１に取り付けるのに本発明に依る接合材料１３を用いた
例を示し、図３（Ｂ）はキャパシタ１６を回路基板１１
に取り付けるのに本発明に依る接合材料１８を用いた例
を示している。

【００４８】図４も本発明に依る接合材料の用い方を説
明する為の回路基板を表す要部切断側面図であり、図３
に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同
じ意味を持つものとする。

【００４９】図４（Ａ）は回路基板１１にＱＦＰ（Ｑｕ
ａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）１９のリード２０を
取り付けるのに本発明に依る接合材料２１を用いた例
を、図４（Ｂ）は回路基板１にＣＳＰ（Ｃｈｉｐ Ｓｉ
ｚｅ Ｐａｃｋｇｅ）２２を実装するのに本発明に依る
接合材料からなるボール２３を用いた例を示している。

【００５０】次に、本発明の具体的実施例及び比較例に
ついて説明する。 実施例１ ５０〔μｍ〕のＣｕ粉末（三井金属鉱業株式会社製）と
２０〔μｍ〕以下であるＳｎ粉末、或いは、Ｓｎ−Ｚｎ
合金粉末（三井金属鉱業株式会社製）を表１及び表２に
示す混合比で混合、攪拌して金属粉末（金属フィラー）
とする。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】前記表１及び表２は、本来、一つに纏まっ
た表であって、表１を左側、表２を右側にして二つを結
合すれば、各試料番号に各データが全て対応する。

【００５４】ビスフェノールＡ型エポキシ系樹脂である
ＥＸＡ８３０ＬＶＰ（大日本インキ株式会社製）を２０
〜４０〔重量％〕及び前記の金属フィラーを８０〜６０
〔重量％〕を混合攪拌し、２００〔℃〕で２〔分〕の条
件で樹脂を硬化させた。

【００５５】前記各試料に於ける上下端の電気抵抗を測
定し、また、熱伝導率はレーザ・フラッシュ法に依って
直径８〔ｍｍ〕φ、厚さ３〔ｍｍ〕の試料について測定
を実施した。

【００５６】次に、接合部の信頼性を評価する試料とし
て、樹脂量３０〔％〕及び金属フィラー量７０〔％〕の
接合材料を作製し、２００〔μｍ〕ピッチ、１００〔μ
ｍ〕幅のパターンでプリント基板上にスクリーン印刷し
てから、ピーク温度：２００〔℃〕、温度：１８０
〔℃〕以上で時間２〔分〕としてＱＦＰのリフロー接合
を行った。

【００５７】前記のようにして作製した試料を用い、−
５５〔℃〕（３０〔分〕）→←１２５〔℃〕（３０
〔分〕）の熱サイクル試験を２００サイクルまで行っ
て、各試料の電気抵抗を４端子法に依って測定した。

【００５８】実施例２ 粒度分布が５０〔μｍ〕以下のＮｉ粉末（三井金属鉱業
株式会社製）及び２０〔μｍ〕以下のＳｎ粉末、或い
は、Ｓｎ−Ｚｎ合金粉末（三井金属鉱業株式会社製）を
表１に示す混合比で混合、攪拌して金属フィラーとす
る。

【００５９】ビスフェノールＡ型エポキシ系樹脂である
ＥＸＡ８３０ＬＶＰ（大日本インキ株式会社製）を２０
〜４０〔重量％〕及び前記の金属フィラーを８０〜６０
〔重量％〕を混合攪拌し、２００〔℃〕で２〔分〕の条
件で樹脂を硬化させた。

【００６０】前記各試料に於ける上下端の電気抵抗を測
定し、また、熱伝導率はレーザ・フラッシュ法に依って
直径８〔ｍｍ〕φ、厚さ３〔ｍｍ〕の試料について測定
を実施した。

【００６１】次に、接合部の信頼性を評価する試料とし
て、樹脂量３０〔％〕及び金属フィラー量７０〔％〕の
接合材料を作製し、２００〔μｍ〕ピッチ、１００〔μ
ｍ〕幅のパターンでプリント基板上にスクリーン印刷し
てから、ピーク温度：２００〔℃〕、温度：１８０
〔℃〕以上で時間２〔分〕としてＱＦＰのリフロー接合
を行った。

【００６２】前記のようにして作製した試料を用い、−
５５〔℃〕（３０〔分〕）→←１２５〔℃〕（３０
〔分〕）の熱サイクル試験を２００サイクルまで行っ
て、各試料の電気抵抗を４端子法に依って測定した。

【００６３】比較例 Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ及びＳｎ−Ａｇ共晶はんだを前記
実施例と同一の形状に加工し、これ等試料の上下端の電
気抵抗を測定した。

【００６４】次に、接合部の信頼性を評価する試料とし
て、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ及びＳｎ−Ａｇ共晶はんだに
フラックス成分を混合しぺーストにして、２００〔μ
ｍ〕ピッチ、１００〔μｍ〕幅のパターンにスクリーン
印刷してから、ピーク温度：２３０〔℃〕、温度：１８
３〔℃〕以上で時間２〔分〕、及び、ピーク温度：２６
０〔℃〕、温度：２２１〔℃〕以上で時間２〔分〕のそ
れぞれの条件でＱＦＰのリフロー接合を行った。

【００６５】前記のようにして作製した試料を用い、−
５５〔℃〕（３０〔分〕）→←１２５〔℃〕（３０
〔分〕）の熱サイクル試験を２００サイクルまで行っ
て、各試料の電気抵抗を４端子法に依って測定した。

【００６６】実施例１、実施例２、比較例に於ける各測
定結果を纏めた表１乃至表３から看取できるように、本
発明に依る接合材料に於いては、Ｃｕ粉末とＳｎ−Ｚｎ
合金粉末かＳｎ粉末との組み合わせ、或いは、Ｎｉ粉末
とＳｎ−Ｚｎ粉末かＳｎ粉末との組み合わせで、従来の
はんだ材料と同等の電気抵抗値を得ることができると共
に熱伝導特性が大幅に改善されている。

【００６７】また、回路基板とＱＦＰとの接合体に於け
る熱サイクル試験では、従来のはんだと同等の２００サ
イクル以上の疲労寿命を確保することができた。

【００６８】更にまた、本発明の接合材料を用いてガラ
スエポキシ基板上に導体回路を形成し、その電気抵抗値
を測定したところ、表３に見られるように、従来のＡｇ
ぺーストやＣｕぺーストを用いて作製した導体回路と比
較すると低い値が得られている。

【００６９】

【表３】

【００７０】前記表３は上下２段に分かれているが、本
来、一つに纏まった表であって、上段の表の右側に下段
の表の左側を合わせて結合するとよい。

【００７１】本発明に於いては、前記説明した実施の形
態を含め、多くの形態で実施することができ、以下、そ
れを付記として例示する。

【００７２】（付記１）Ｃｕ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ
−Ｚｎ粉末を混合してなる金属粉末が含まれてなること
を特徴とする接合材料。（１）

【００７３】（付記２）Ｎｉ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ
−Ｚｎ粉末を混合してなる金属粉末が含まれてなること
を特徴とする接合材料。（２）

【００７４】（付記３）金属粉末が２００〔℃〕以下の
加熱に依って融点が２３０〔℃〕以上の合金を生成する
ものであることを特徴とする（付記１）或いは（付記
２）記載の接合材料。（３）

【００７５】（付記４）金属粉末に樹脂及び溶剤が混合
されて金属粉末導電性ペーストを成していることを特徴
とする（付記１）乃至（付記３）の何れか１記載の接合
材料。（４）

【００７６】（付記５）金属粉末に硬化温度が２５０
〔℃〕未満である熱硬化性樹脂及び融点が２５０〔℃〕
未満である熱可塑性樹脂が混合されるか少なくとも一方
の樹脂が混合されてなることを特徴とする（付記１）乃
至（付記４）の何れか１記載の接合材料。（５）

【００７７】（付記６）硬化温度が２５０〔℃〕未満で
ある熱硬化性樹脂がエポキシ系、アクリル系、フェノー
ル系から、また、融点が２５０〔℃〕未満である熱可塑
性樹脂がポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエス
テルアクリル系から選択されることを特徴とする（付記
５）記載の接合材料。

【００７８】

【発明の効果】本発明に依る接合材料に於いては、Ｃｕ
粉末かＮｉ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ−Ｚｎ粉末を混合
してなる金属粉末が含まれてなることが基本になってい
る。

【００７９】前記構成を採ることに依り、多様な温度階
層に対応できる実装が可能であると共に電気伝導性及び
熱伝導性に優れた接合材料を実現することができ、Ｐｂ
フリーはんだの接合に卓効がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】接合の前後に於ける接合部を表す要部切断側面
図である。

【図２】接合後の接合部を表すＳＥＭに依る顕微鏡写真
（Ａ）並びに接合部の拡大説明図（Ｂ）である。

【図３】本発明に依る接合材料の用い方を説明する為の
回路基板を表す要部切断側面図である。

【図４】本発明に依る接合材料の用い方を説明する為の
回路基板を表す要部切断側面図である。

【図５】従来の接合材料の用い方を説明する為の回路基
板を表す要部切断側面図である。

【符号の説明】

１ Ｃｕ或いはＮｉからなる粉末 ２ Ｓｎ或いはＳｎ−Ｚｎ合金からなる粉末 ３ 熱硬化性樹脂

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 1/22 Ｈ０１Ｂ 1/22 Ａ Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｂ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｃｕ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ−Ｚｎ粉末
   を混合してなる金属粉末が含まれてなることを特徴とす
   る接合材料。
2. 【請求項２】Ｎｉ粉末にＳｎ粉末或いはＳｎ−Ｚｎ粉末
   を混合してなる金属粉末が含まれてなることを特徴とす
   る接合材料。
3. 【請求項３】金属粉末が２００〔℃〕以下の加熱に依っ
   て融点が２３０〔℃〕以上の合金を生成するものである
   ことを特徴とする請求項１或いは請求項２記載の接合材
   料。
4. 【請求項４】金属粉末に樹脂及び溶剤が混合されて金属
   粉末導電性ペーストを成していることを特徴とする請求
   項１乃至請求項３の何れか１記載の接合材料。
5. 【請求項５】金属粉末に硬化温度が２５０〔℃〕未満で
   ある熱硬化性樹脂及び融点が２５０〔℃〕未満である熱
   可塑性樹脂が混合されるか少なくとも一方の樹脂が混合
   されてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何
   れか１記載の接合材料。