JPH0366493A - エレクトロマイグレーション防止性ロウ付け用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エレクトロマイグレーションを防止したロウ
付け用材料に関し、本第２及び第３発明は、更に外部リ
ードとの濡れ性をも向上させたロウ付け用材料に関する
。本発明は、ＩＣパッケージ等の電子部品のメタライズ
面と外部リード等のロウ付げに利用される。

〔従来の技術］ 従来の金属のロウ付け用材料としては、ｌ１ｌａつ、金
ロウ、パラジウムロウ及び白金ロウ等が知られている。

その中でも、融点の低さ、作業性の良いことから銀ロウ
が広く使用されており、特に、？２Ａｇ−２８Ｃｕ合金
（ＢＡｇ−８）が多用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記ロウ付け用材料はＡ、を多く含むので、例えば、こ
れを用いてＩＣパッケージのメタライズ面とリードとを
接合した場合、隣り合うこのロウ付け部分に所定の電圧
を印加したとき、この銀がイオン化し移動し再結晶の後
に短絡するような、所謂、エレクトロマイグレーション
が生じて、シ自−トする場合がある。

本発明は、前記欠点を解消するものであり、低融点を維
持しりつエレクトロマイグレーションの発生を防止でき
るロウ付け用材料を提供することを目的とする。本第２
及び第３発明は、更に相手材料との濡れ性をも向上させ
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本第１発明のロウ材は用材料〈以下、ロウ材料という〉
は、０．０５〜２０重量％（以下、単に％という）をＣ
ｕ及び残部をＡｕとしたことを特徴とする。本第２発明
の材料は、前記第１発明材料の組成に、Ｎｉを更に０．
０１〜３％含むことを特徴とする。本１ｔ３発明の材料
は、前記第１発明材料の組成に、更に、０．０１〜１０
％のＡｇを含むことを特徴とする。

前記は、いずれも、Ａｕを主成分としたものである。こ
れは、エレクトロマイグレーションを生じるのはロウ材
料中のＡｇが要因となるので、Ａｕを主成分とすること
でエレクトロマイグレーションを防止しようとするので
ある。ＡｕにＣｕを加えるのは、Ａｕ−Ｃｕ合金として
融点を低下させるためである。Ｃｕが０．０５％未満の
場合は実質的にその効果がなく、２０％を越えるとロウ
材として脆い金属間化合物を形成し易くなるからである
。

更に、前記第２発明のように、Ｎｉを添加すると、Ａｕ
−Ｃｕ合金の場合よりも、一般に用いられる相手材料（
例えば、４２ａｌｌｏｙ　、コバール、ステンレス等）
との濡れ性がよくなる。Ｎｉが０゜０１％未満の場合は
、実質的にその効果がなく、３％を越えると融点が高く
なり、Ｃｕを添加した効果がなくなるからである。

また、前記第３発明のように、第１発明のＡｕ−Ｃｕ合
金にＡｇを添加すると、このＡ　ｕ　−Ｃｕの場合より
も前記相手材料との濡れ性がよくなる。Ａｇが０．０１
％未満の場合は、実質的にその効果がなく、１０％を越
えると、エレクトロマイグレーションの発生が急に生じ
るようになるからである。

〔作用〕

本第１発明のロウ材料は、Ｃｕを０．０５〜２０％、残
部をＡ　ｕとした、Ａｕ主体のものであり、Ａｇを全く
含まないので、電圧を印加した場合でも、エレクトロマ
イグレーションが生ぜず、かつＣｕを適当量含むので適
度に低融点でもある。

本第２発明の材料は、前記第１発明材料の組成に、Ｎｉ
を更に０．０１〜３％含むので、低融点及びエレクトロ
マイグレーションの防止を図りつつ、一般に用いられる
相手材料との濡れ性もよくなる。

また、本第３発明の材料は、前記第１発明材料の組成に
、更に、０６０１〜１０重量％のＡｇを含むので、低融
点であるとともに、Ａｇを含むにも係わらすエレクトロ
マイグレーションも少なくすることができ、更に濡れ性
もよくなる。

〔実施例〕

以下、一実施例により本発明を明らかにする。

表に示す金属組成の合金ロウ材料を作製した。

ここで、ｋ１〜４はＡｕ−Ｃｕ系の第１発明系材料、Ｎ
１１５〜８はＡｕ−Ｃｕ−Ｎｉ系の第２発明系材料、Ｎ
ＩＩＬ９〜１４はＡｕ−Ｃｕ−Ａｇ系の第３発明系材料
を示す。尚、ここで、社１．４．７．１２は比較例、Ｎ
１１１５は従来例を示す。この各材料の融点、エレクト
ロマイグレーションの程度及び濡れ性を試験し、その結
果を表に示した。

（この行、余白） 尚、エレクトロマイグレーションは、以下のＷａｔｅｒ
口ｒＯρＴｅ５ｔ　　（マイグレーション加速試験）に
より行った。これは、図のように、ガラス板３の上に前
記ロウ材料からなる板１．１をその間隔が約０．４＋ｎ
ｍになるように、平行に配置し、その間に純水を保持し
つつこのロウ材料の板１，１間に５．７．５．１０Ｖの
各直流電圧を印加し、マイグレーションが発生してショ
ートするまでの時間を測定した。この測定は最大１５０
０秒まで行った。

濡れ性は、相手材料からなる板（例えば、４２−ａｌｌ
ａｙ等）の上に溶融させた各材料を載せて、その広がり
の大きさ（ｍｍ）で評価するというフローテストによっ
た。肖、このテストは水Ｓ／窒素のフォーミングガス中
で行った。表中、濡れ性が良好なものを０、非常に良好
なものを◎とした。

表に示すように、第１発明材料において、Ｃｕ添加量が
０．０３％（弘１）では融点が比較的高く、２５％（Ｎ
１１４）ではロウ材として脆くなり、好ましくない。第
２発明材料において、Ｎｉ添加量が５％の場合（Ｉｌｈ
　７　）では濡れ性は優れるが融点が高くなる。尚、Ｎ
ｉの添加量が少なくなるに従って濡れ性が低下するが、
Ｎｉ添加量が０．０１％（１５）の場合でも非常に良好
であり十分に実用的である。第３発明材料において、Ａ
ｇの添加量が１５％と多い場合（Ｎα１２）は、１０％
の場合（Ｎｌｌｌｌ）と比較するとわかるように、エレ
クトロマイグレーションが急激に生じる。尚、従来例（
ｋ１５）は、更に一層エレクトロマイグレーションが生
じ易い。

一方、他の実験Ｎ（Ｌである発明範囲に含まれる材料（
ｋ２．３．５．６．８〜１１．１３．１４〉は、融点が
１０００℃以下で作業性がよく、エレクトロマイグレー
ションも生じに＜＜、更に濡れ性も良好であり、大変バ
ランスに優れ実用的な性能を示す。

尚、゛本発明においては、前記具体的実施例に示すもの
に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々
変更した実施例とすることができる。

〔発明の効果〕

本発明のロウ材料は、前記作用で示すように、低融点で
あるとともに、電圧を印加した場合でもエレクトロマイ
グレーションを生じにくいので、大変ＩＣパッケージ等
の電子部品のロウ付けに好適である。

また、本第２及び第３発明の材料は、前記作用に示すよ
うに、一般に用いられる相手材料との濡れ性も更に改善
されるので、相手材料とのロウ付けに更に適する。

【図面の簡単な説明】

第１図はエレクトロマイグレーションの試験方法を模式
的に示す説明図である。 １；ロウ材料からなる板、２；純水、３；ガラス板。 ５■

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）０．０５〜２０重量％をＣｕ及び残部をＡｕとし
   たことを特徴とするロウ付け用材料。
2. （２）０．０５〜２０重量％をＣｕ、Ｎｉを０．０１〜
   ３重量％及び残部をＡｕとしたことを特徴とするロウ付
   け用材料。
3. （３）０．０５〜２０重量％をＣｕ、Ａｇを０．０１〜
   １０重量％及び残部をＡｕとしたことを特徴とするロウ
   付け用材料。