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公開番号2025178363
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2025157445,2022014673
出願日2025-09-22,2022-02-02
発明の名称接合構造
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20251128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】破断強度の高い接合構造を提供する。
【解決手段】接合構造100は、Snを含む第1の金属で構成される第1の層21と、Snと金属間化合物を形成する第2の金属で構成される第2の層22との間に、金属間化合物で構成されるIMC層20を備える。ここで、金属は金属結合をしているため一般的に延性を持っている柔らかい一方、金属間化合物は硬く脆い材料である。そのため、金属間化合物で構成されるIMC層20の平均厚みを0.1μm以上、0.5μm以下とする。このような薄いIMC層20を設けることで、金属間化合物により接合構造100を曲げづらく、金属間化合物を挟み込んだ金属によって破断が起き難くすることができる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
電子部品と配線基板とを接合した接合構造であって、
前記電子部品及び前記配線基板の一方側に設けられ、Ｓｎを含む第１の金属で構成される第１の層と、
前記電子部品及び前記配線基板の他方側に設けられ、Ｓｎと金属間化合物を形成する第２の金属で構成される第２の層と、
前記第１の層と前記第２の層との間の接合界面に設けられ、前記第１の金属と前記第２の金属との金属間化合物で構成される第３の層と、を備え、
前記第３の層の平均厚みが、０．１μｍ以上、０．５μｍ以下である、接合構造。
続きを表示（約 250 文字）【請求項２】
前記第２の金属は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄの何れかの金属、またはこれらの少なくとも二つから選択される合金である、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記第２の金属は、少なくともＡｕを含む金属である、請求項２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記第３の層は、ＡｕＳｎ
４
を含む、請求項１～３の何れか一項に記載の接合構造。
【請求項５】
前記電子部品はＬＥＤである、請求項１～４の何れか一項に記載の接合構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合構造に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電子化が進み、それに伴い電子部品を基板に実装する技術の開発が進んでいる。例えば、これまで微細な電子部品の組立において、電子部品の端子に金を採用し、対向する配線基板側にはＳｎをメッキや薄膜成膜で施し、はんだ接合や拡散接合で接合を行っている。電子部品と配線基板をＡｕメッキとＳｎメッキで接合させる場合、接合界面には共晶反応によりＡｕとＳｎの金属間化合物が形成される傾向があった。例えば、特許文献１では、ＡｕＳｎ合金を含有する層を所定の範囲内の厚みとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－２１６３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、金属間化合物は硬いため、接合構造に対して応力が作用しても、接合構造が曲がり難くなる半面、脆いために破断強度が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明は、破断強度の高い接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る接合構造は、電子部品と配線基板とを接合した接合構造であって、電子部品及び配線基板の一方側に設けられ、Ｓｎを含む第１の金属で構成される第１の層と、電子部品及び配線基板の他方側に設けられ、Ｓｎと金属間化合物を形成する第２の金属で構成される第２の層と、第１の層と第２の層との間の接合界面に設けられ、第１の金属と第２の金属との金属間化合物で構成される第３の層と、を備え、第３の層の平均厚みが、０．１μｍ以上、０．５μｍ以下である。
【０００７】
本発明に係る接合構造は、Ｓｎを含む第１の金属で構成される第１の層と、Ｓｎと金属間化合物を形成する第２の金属で構成される第２の層との間に、金属間化合物で構成される第３の層を備える。ここで、金属は金属結合をしているため一般的に延性を持っている柔らかい一方、金属間化合物は硬く脆い材料である。そのため、金属間化合物で構成される第３の層の平均厚みを０．１μｍ以上、０．５μｍ以下とする。このような薄い第３の層を設けることで、金属間化合物により接合構造を曲げづらく、金属間化合物を挟み込んだ金属によって破断が起き難くすることができる。以上より、破断強度が高く高信頼性な接合構造を得ることができる。
【０００８】
第２の金属は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄの何れかの金属、またはこれらの少なくとも二つから選択される合金である。この場合、第２の層が、Ｓｎとの間で金属間化合物を作りやすくなる。
【０００９】
第２の金属は、少なくともＡｕを含む金属であってよい。金属の中でも特にヤング率の低い柔らかいＡｕの第２の層とＳｎの第１の層で薄い第３の層を挟み込むことにより、より破断強度が高くなる。
【００１０】
第３の層は、ＡｕＳｎ
４
を含んでよい。金属間化合物がＡｕＳｎ金属間化合物の中でも硬度が低く割れやすいＡｕＳｎ
４
であったとしても、柔らかい金属と挟まれることで第３の層が曲がりにくく割れにくい接合構造となり、更に破断強度を高めることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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