[发明专利]接合材料用合金锭

说明书

本发明提供一种接合材料用合金锭，其可成为即使相对于极高温或极低温环境的严酷的温度变动也具有优异的接合强度、且具有可耐受连续振动工作状态的柔软性特性、具有优异的机械强度的接合材料。通过下述接合材料用合金锭而解决了上述课题，所述接合材料用合金锭在含有Sn及Sn‑Cu合金的母相中具有包含Sn、Cu、Ni及Ge的金属间化合物结晶，所述金属间化合物结晶的组成为Cu5～50质量％、Ni6.5～0.1质量％、Ge0.001～0.1质量％，剩余部分为Sn，所述母相的组成为Sn95～99.9质量％、Cu5质量％以下及不可避免的杂质0.1质量％以下，所述接合材料用合金锭通过使所述母相中的Sn‑Cu合金和所述金属间化合物结晶的至少一部分内延接合而形成。

技术领域

本发明涉及接合材料用合金锭。

背景技术

在谋求IoT(物联网：Internet of Things)的发展及进一步的节能中，担当其技术核心的功率半导体的重要性日益高涨。但是，在其应用中存在许多问题。功率半导体因使用高电压、大电流的大电力，而产生大量热，达到高温。现行的Si功率半导体所要求的耐热性大约与175℃左右对应，但在进行可耐受大约200℃的温度的Si功率半导体的开发，此外，SiC及GaN、 Ga₂O₃那样的下一代功率半导体能够耐受250～500℃，另外在搭载在交通工具时要求可耐受严酷的连续振动工作状态的柔软性特性(以下也称为连续振动工作状态特性)。

另一方面，关于接合材料来说，在现有技术中并不存在具有上述SiC 及GaN那样的下一代功率半导体所要求的高耐热性，且具有连续振动工作状态特性的接合材料。

例如，对于专利文献1中公开的SnAgCu系接合材料(软钎焊材料)，只不过可用于与大约125℃左右对应的功率半导体，而不能应用于下一代的功率半导体。此外，在专利文献3、专利文献4中公开的低熔点钎料、软钎料合金中，不具有连续振动工作状态特性。

另一方面，本申请人在专利文献2中提出了一种金属粒子，其是由外壳和芯部构成的金属粒子，其中，所述芯部含有金属或合金，所述外壳由金属间化合物构成，被覆所述芯部，所述芯部含有Sn或Sn合金，所述外壳含有Sn和Cu的金属间化合物。确认由该金属粒子形成的接合部，即使长时间在伴有从高温工作状态向低温停止状态的大的温度变动等的严酷的环境下使用时，也能长期维持高的耐热性、接合强度及机械强度。可是，在对于接合结构部伴有严酷的连续振动工作状态时，为金属间化合物的缺陷的脆性成为障碍。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-268569号公报

专利文献2：日本专利第6029222号公报

专利文献3：日本专利第6369620号公报

专利文献4：国际公开WO2014/084242A1小册子

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供一种接合材料用合金锭，其可形成即使相对于极高温或极低温环境的严酷的温度变动也具有优异的接合强度、且具有可耐受连续振动工作状态的柔软性特性、具有优异的机械强度的接合材料。

用于解决问题的手段

本发明人反复进行了锐意研究，结果发现，在具有特定组成的母相中含有具有特定的元素组成及晶体结构的金属间化合物结晶，使所述母相和所述金属间化合物结晶的至少一部分内延接合而成的接合材料用合金锭可解决上述问题，从而完成本发明。