CN114173983A - 预制焊料和使用该预制焊料形成的焊料接合体 - Google Patents

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Abstract

通过本发明的预制焊料能够形成耐热性、热传导性和可靠性比现有技术优异的焊料接合部，该预制焊料含有以Sn为主成分的无铅焊料和熔点高于上述无铅焊料高的金属颗粒，其中：上述金属颗粒由Ni含量为0.1～90质量％的Cu－Ni合金或Co含量为0.1～90质量％的Cu－Co合金形成，上述无铅焊料在上述金属颗粒为上述Cu－Ni合金时可以含有Ni，在上述金属颗粒为上述Cu－Co合金时含有Ni，在上述金属颗粒的表面形成有(Cu、Ni)6Sn5。

Description

预制焊料和使用该预制焊料形成的焊料接合体
技术领域
本发明涉及预制焊料和使用该预制焊料形成的焊料接合体。
背景技术
目前，将例如电力转换元件等电子零件固定在铜基板时，有时采用在所需部位配置焊料膏或焊料片并利用回流炉等加热来进行软钎焊的方法。在这种利用回流方式的软钎焊方法中，由于电子零件等的自重，加热而熔融的焊料从被接合部件之间挤出，其结果，接合力有时下降。而且，在利用焊料凸点将电子零件连接在配线基板时，有时凸点的高度变得不均匀，使电子零件倾斜地接合在基板。在这样接合时，经长时间使用，热应力施加在凸点变低的部分，有时发生凸点的破裂等。另外，除了这种软钎焊时的不良以外，在高温工作温度下电子零件的焊料接合部暴露在高温的状况下，通过焊料接合部软化(与常温时相比硬度和强度下降)，由于接合零件的自重和振动等的外力，焊料接合部的高度发生变化而变得不均匀，有时还会由此引起接合不良。
作为这些问题的改善方案，例如提出了在焊料合金中分散有金属颗粒的复合材料(专利文献1～3)。
专利文献1中公开了，在板状焊料中分散有高熔点金属粒的Sn主成分的无铅成型焊料中，上述金属粒为Ni或Cu，焊料合金的熔点具有+300℃以上的熔点，粒径为20～300μm，该高熔点金属粒的粒径的偏差为粒径的40％以内，并且，在高熔点金属粒的周围形成有焊料的主成分与高熔点金属粒的合金层，在金属粒为Ni时，该合金层为选自Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4中的至少1种该合金层，在金属粒为Cu时，该合金层为选自Cu3Sn、Cu6Sn5中的至少1种合金层。通过这种构成，在将半导体元件和基板进行软钎焊时，由于半导体元件不会相对于基板倾斜地接合，不会因焊料量不足导致接合强度下降，并且，由于在金属粒的周围形成有与焊料的合金层，与金属粒的焊料接合强度提高。
专利文献2中记载了，在分散有比构成基质的焊料熔点高的金属球的焊料片中，上述金属球的直径的平均值为30～300μm，直径分布的标准偏差为2.0μm以下。通过这种构成，能够适当地保持基板的电极部与电子零件的端子间的间隔(基准距(stand－off)高度)，因此，能够对阻碍热传导的焊料层的厚度，在缓解基板与电子部件的热膨胀差的区域内尽可能地抑制基准距高度。
专利文献3中公开了一种半导体装置，其特征在于，将芯片零件和配线部件进行固着的焊料层被树脂层密封，上述焊料层由在基质金属中分散有熔点比上述基质金属的熔点高的金属粉末的复合体构成。通过这种构成能够提供如下的半导体装置，其在基板上搭载作为电路元件的芯片零件，并将树脂密封所搭载芯片零件而成的半导体装置搭载于外部配线基板时，能够防止1次组装焊料材的流出以及由此发生的短路、断线、芯片零件的位置偏移。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5369682号公报
专利文献2：日本特开2005－161338号公报
专利文献3：国际公开第2003/021664号
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，近年来，SiC半导体由于能够在比Si半导体更高的温度下工作而受到关注。因此，对于将例如使用SiC半导体的电源模块等固着于基板上的焊料合金，要求比现有技术更高的耐热性、热传导性和可靠性。并且，随着第5代通信技术的实现，大量的数据在通信终端间传输，因此，对于在通信终端的印刷基板和电子零件的端子的接合部所使用的焊料合金，也要求比现有技术更高的耐热性、热传导性和可靠性。
本发明的发明人对具有高耐热性、热传导性和可靠性的焊料合金进行了反复研究，并发现作为具有这种特性的焊料合金，在焊料合金中使金属间化合物析出是有效的(日本特开2011－41970号公报)。虽然这种焊料合金能够一定程度满足市场的要求，但仍存在改善的余地。
在专利文献1所记载的发明中，高熔点金属粒为Ni或Cu，金属粒与焊料的主成分Sn的合金层为选自Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4或者选自Cu3Sn、Cu6Sn5中的至少1种。然而，例如金属粒为Ni时，根据本发明的发明人的研究，对于以Sn为主成分的无铅焊料合金的润湿性低，可能无法充分形成合金层。
在专利文献2所记载的发明中，作为合适的金属球，使用了由Ni为主体的组成构成的金属球。然而，在专利文献2中，只记载了对于预先压延较薄的焊料带彼此，边在它们之间投入金属球边压延而形成的焊料片，所得到的焊料片中不存在金属间化合物。并且，在专利文献2中，作为由Ni为主体的组成构成的金属球，只公开了由纯Ni金属片形成的。而且，如上所述，Ni的金属球对于以Sn为主成分的无铅焊料合金的润湿性低，可能无法充分形成金属间化合物。
在专利文献3所记载的发明中，作为实施例，记载了由复合体构成的焊料层，该复合体通过在由包含无铅焊料合金的各种焊料合金形成的基质金属中分散由各种合金形成的金属粉末而形成。然而，虽然在专利文献3中公开了由焊料合金和金属粉末构成的片状焊料材料，但没有着眼于金属间化合物。而且，通过专利文献3中明示的金属粉末无法满足市场的高要求性能，仍存在改善余地。
因此，本发明的目的在于，提供能够形成耐热性、热传导性和可靠性比现有技术优异的焊料接合部的预制焊料。并且，提供具有这种焊料接合部的焊料接合体。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的发明人为了解决上述技术问题进行了深入研究。结果发现，通过使特定的Cu－Ni合金的金属颗粒存在于以Sn为主成分的无铅焊料合金(例如片状的无铅焊料合金)中，或者使特定的Cu－Co合金的金属颗粒存在于以Sn为主成分且含有Ni的无铅焊料合金(例如片状的无铅焊料合金)中，能够解决上述技术问题。
本发明涉及一种预制焊料，其含有以Sn为主成分的无铅焊料和熔点高于上述无铅焊料高的金属颗粒，其中：上述金属颗粒由Ni含量为0.1～90质量％的Cu－Ni合金或Co含量为0.1～90质量％的Cu－Co合金形成，上述无铅焊料在上述金属颗粒为上述Cu－Ni合金时可以含有Ni，在上述金属颗粒为上述Cu－Co合金时含有Ni，在上述金属颗粒的表面形成有(Cu、Ni)6Sn5。还涉及使用上述预制焊料形成的焊料接合体。
发明的效果
本发明所涉及的预制焊料能够形成耐热性、热传导性和可靠性比现有技术优异的焊料接合部。并且，能够提供具有这种焊料接合部的焊料接合体。
附图说明
图1是用于说明实施方式所涉及的片形状的预制焊料的内部构造的厚度方向的截面图。
图2是表示通过SEM观察实施例所得到的预制焊料的厚度方向截面的一部分时得到的照片的图。
图3是通过扫描电子显微镜拍摄实施例3所使用的Cu－Co合金的金属颗粒的外观而得的照片的图。
图4是将实施例所涉及的预制焊料配置在为铜箔的基材之间，通过数码显微镜和扫描电子显微镜拍摄通过加热而形成的焊料接合体的截面构造而得的照片的图。
图5是表示将图4的符号3a所示金属颗粒的附近放大的部分的照片的图。
图6是表示通过能量分散型X射线分析装置对图5所示部分进行金属成分分析时的Sn的分布的图。
图7是表示通过能量分散型X射线分析装置对图5所示部分进行金属成分分析时的Cu的分布的图。
图8是表示通过能量分散型X射线分析装置对图5所示部分进行金属成分分析时的Co的分布的图。
具体实施方式
本发明的实施方式所涉及的预制焊料在无铅焊料中含有熔点比该无铅焊料高的金属颗粒(以下，有时简称为“金属颗粒”。)。该无铅焊料是以Sn为主成分的合金。金属颗粒由Ni含量为0.1～90质量％的Cu－Ni合金或Co含量为0.1～90质量％的Cu－Co合金形成。另外，该无铅焊料在上述金属颗粒为上述Cu－Ni合金时可以含有Ni，在上述金属颗粒为上述Cu－Co合金时含有Ni。并且，在金属颗粒的表面形成有作为焊料合金和金属颗粒的金属间化合物的(Cu、Ni)6Sn5。
如此，通过在预制焊料中的金属颗粒的表面形成有(Cu、Ni)6Sn5，由于(Cu、Ni)6Sn5所具有的优异的热传导性，焊料接合部的热传导性也变得优异。在金属颗粒由特定范围的Ni含量的Cu－Ni合金形成的情况下，与Cu或Ni的颗粒的情况相比，能够使焊料合金中的Sn向金属颗粒内迅速地扩散，因此，(Cu、Ni)6Sn5的生成非常迅速地进行。另外，在金属颗粒由特定范围的Co含量的Cu－Co合金形成的情况下，由于Co具有与Ni类似的性质，也同样认为(Cu、Ni)6Sn5的生成非常迅速地进行。特别是通过是以金属颗粒的形式存在于焊料合金中，以金属颗粒为核更迅速地生成(Cu、Ni)6Sn5。熔点比焊料合金高的(Cu、Ni)6Sn5在金属颗粒的表面迅速地形成，因此，即使含有Cu，也能够维持以金属颗粒为核的颗粒的大小。通过以上，不仅是在预制焊料中，在使用预制焊料形成的焊料接合部中，也存在比现有技术更大量的(Cu、Ni)6Sn5，因此，能够提供热传导性比现有技术优异的焊料接合部。另外，在使预制焊料熔融而进行零件间的接合时，由于预先存在(Cu、Ni)6Sn5，通过其良好的传导性，促进周围的焊料合金熔融。其结果，熔融时能够确保焊料合金整体的流动性，形成抑制了空隙的产生的焊料接合部。此外，(Cu、Ni)6Sn5的熔点为415℃，而且与Cu6Sn5不同，不会发生186℃时的η－η’相变化。如果发生η－η’相变化，则会发生体积变化，应力集中在焊料接合部，成为破损的原因。然而，由于(Cu、Ni)6Sn5不发生相变化，即使在焊料接合部暴露于186℃以上的高温之后被冷却的情况下，也不发生相变化，因此，抑制了焊料接合部的应力集中。
如上所述，含有表面形成有(Cu、Ni)6Sn5的特定金属颗粒，优选分散有该金属颗粒，将基于(Cu、Ni)6Sn5的耐热性、热传导性的特性有效地赋予预制焊料和焊料接合部。而且，还能够由其热传导性来抑制焊料接合部的空隙的产生。根据这些结果，即使在作为焊料接合部长期使用的情况下，也能够抑制焊料部的接合的损伤，提供可靠性比现有技术高的焊料接合部。另外，能够提供具有如上所述特性的焊料接合部的焊料接合体。
无铅焊料只要是以Sn为主成分的合金，且根据金属颗粒的种类含有Ni即可。也就是说，当金属颗粒为特定的Cu－Ni合金时，由于金属颗粒中含有Ni，为了在金属颗粒的表面形成(Cu、Ni)6Sn5，在焊料合金中Ni不是必须的，但在金属颗粒为特定的Cu－Co合金时，由于金属颗粒中不含Ni，需要在焊料合金中含有Ni。作为这种无铅焊料合金，在具有本发明效果的范围内没有特别限制，在金属颗粒为特定的Cu－Ni合金时，例如可以列举Sn－Ag系、Sn－Ag－Cu系、Sn－Zn系、Sn－Sb系、Sn－Ag－Bi系、Sn－Ag－In系、Sn－Cu－Ni系和Sn－Ni系等的无铅焊料合金。其中，优选Sn－Cu－Ni系和Sn－Ni系无铅焊料合金。还可以是在这种无铅焊料合金中适当添加有Ni、Co、Ge、Ga、Cr、P、Si、Ti、V、Mn、Fe、Zr、Nb、Mo、Pd、Te、Pt、Au等的物质。另外，在金属颗粒为特定的Cu－Co合金时，例如可以列举在Sn－Cu－Ni系和Sn－Ni系、以及Sn－Ag系、Sn－Ag－Cu系、Sn－Zn系、Sn－Sb系、Sn－Ag－Bi系、Sn－Ag－In系中添加了Ni的无铅焊料合金等。还可以是在这种无铅焊料合金中适当添加有Co、Ge、Ga、Cr、P、Si、Ti、V、Mn、Fe、Zr、Nb、Mo、Pd、Te、Pt、Au等的物质。
关于无铅焊料合金中的Sn的浓度，只要是主成分即可。即、只要在无铅焊料合金中含量最多即可。
金属颗粒由Cu和Ni的合金或Cu和Co的合金形成。另外，为Cu和Ni的合金时，合金中的Ni的含量为0.1～90质量％，优选为5～45质量％，更优选为10～40质量％，特别优选为20～35质量％。另外，为Cu和Co的合金时，合金中的Co的含量为0.1～90质量％，优选为5～45质量％，更优选为10～40质量％，特别优选为20～35质量％。另外，通过在Cu－Ni合金时Ni的含量处于该范围，并且在Cu－Co合金时Co的含量处于该范围，作为以Sn为主成分的无铅焊料合金与金属颗粒的化合物的金属间化合物，(Cu、Ni)6Sn5非常迅速地形成在金属颗粒的表面。
金属颗粒的大小只要是能够成为生成金属间化合物的核的大小即可。例如，平均粒径为5μm以上即可。并且，平均粒径的上限可以根据被接合零件间的大小、焊料的接合强度、被接合部件等适当设定。另外，颗粒的不均匀度没有特别限定，根据要求，可以是经整粒的颗粒。金属颗粒的形状没有特别限定，能够采用在本技术领域中公知的形状。
金属颗粒在预制体(preform)中的含量没有特别限定，可以基于根据用途所要求的接合强度以及由金属间化合物的存在所带来的耐热性、热传导性和可靠性的关系来适当决定。
这种金属颗粒能够通过公知的方法制备。还可以使用市售的金属颗粒。
在金属颗粒的表面形成有(Cu、Ni)6Sn5。(Cu、Ni)6Sn5也可以形成在金属颗粒的内部。只要(Cu、Ni)6Sn5至少存在于金属颗粒的表面，就能够对焊料接合部赋予良好的耐热性、热传导性和可靠性。这种金属颗粒例如，能够通过冷却规定的焊料合金的熔融物和规定的金属颗粒的混合物，以分散在焊料合金中的、表面形成有(Cu、Ni)6Sn5的金属颗粒的形式得到。即、在制作预制焊料时形成。
预制焊料的形状没有特别限定，可以根据用途等适当选择。例如可以列举片状、带状、线状、球形状、粒料、垫圈(washer)、成型加工为其他所希望的形状等，但不限定于这些。
预制焊料的厚度可以根据用途等适当选择。
预制焊料能够通过伴随有能够在金属颗粒的表面形成(Cu、Ni)6Sn5的加热处理的方法得到。例如，能够通过以下工序得到。(i)将规定的金属颗粒分散或混合在助溶剂中；(ii)将所得到的混合有助溶剂的金属颗粒投入熔融的焊料合金中使其均匀分散；(iii)冷却得到成型前的坯料(ingot)；(iv)利用辊等将其压延，加工成规定的形状、尺寸。另外，在(i)中对组成进行调整，以使在(ii)中成为成型前的坯料之前，所混合的助溶剂不会挥发或分解而含有在预制焊料中。还可以通过专利文献1所记载的母合金法得到。
助溶剂可以使用本技术领域中的普遍的助溶剂。例如可以列举包含溶剂、活性剂的助溶剂。并且，助溶剂中可以根据需求含有松脂等的树脂成分。作为溶剂，例如可以列举乙二醇单甲醚、乙二醇单***、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单***、2－丙醇、癸烷、异冰片基环己烷(MTPH)等。作为活性剂，例如可以列举己二酸、丁二酸、马来酸、苯甲酸、戊二酸、二乙基苯胺氢溴酸盐等。作为树脂成分，例如可以列举氢化松香、酚醛改性松香酯、聚合松香等。助溶剂的成分组成可以考虑焊料合金的成分组成、金属颗粒的组成而适当选择。
基于附图对实施方式所涉及的片形状的预制焊料如下进行说明。图1是用于说明片形状的预制焊料1的内部构造的厚度方向的切开截面图。如图1所示，预制焊料1是在由以Sn为主成分的合金形成的无铅焊料2中分散表面形成有(Cu、Ni)6Sn5(符号4)的金属颗粒3而成的焊料。在图1所示的实施方式中，在焊料2中分散有金属颗粒3。并且，表面形成有(Cu、Ni)6Sn5(符号4)的金属颗粒3近接地存在，能够更有效地发挥由(Cu、Ni)6Sn5(符号4)所带来的热传导性。因此，可以认为例如在高温区域工作的电子零件的焊料接合部中放热特性优异，具有良好的耐热性。而且，在焊料接合时，由于其热传导性，加热所引起的熔化在焊料合金整体瞬间地进行，被认为能够有效地抑制伴随焊料合金的流动产生的气泡，与不发生η－η’相变化的(Cu、Ni)6Sn5(符号4)的特性和一起，认为有助于提高冷却后的焊料接合部的可靠性。
实施方式所涉及的焊料接合体是使用上述的预制焊料形成的接合体。焊料接合体包含规定的基材、和与该基材接合的由预制焊料构成的焊料接合部(又称作焊料层)。另外，在使用上述的预制焊料进行焊料接合而形成焊料接合体的情况下，能够在公知的回流或甲酸气体气氛下进行。这样形成的焊料接合体由于使用上述的预制焊料形成，具有包含表面形成有(Cu、Ni)6Sn5的金属颗粒的焊料层，因此，具有耐热性、热传导性和可靠性优异的焊料接合部。
如上所述，上述的预制焊料能够形成耐热性、热传导性和可靠性优异的焊料接合部，因此，非常适合例如用于控制车载发动机或其他电动马达的驱动的发热量大的电源模块等的接合。
实施例
基于实施例对本发明的实施方式所涉及的预制焊料进行说明。
(实施例1)
将粘合剂(异冰片基环己烷)1.2质量份、己二酸0.4质量份、癸烷0.8质量份的助溶剂、Ni的含量为5.5atm％(5.1质量％)的Cu－Ni合金的金属粉末6.8质量份、以Sn为主成分的无铅焊料合金粉末(日本斯倍利亚股份有限公司制造、SN100C(注册商标)、Sn－Cu－Ni系焊料合金)10.8质量份的混合物加热熔融后冷却，制作片状的预制焊料1。
(评价1)
通过SEM对所得到的预制焊料1的厚度方向截面进行确认。如图2所示，确认到所得到的预制焊料是使用Ni含量为5.1质量％且Cu浓度高的金属颗粒形成的物质，但在焊料合金中维持金属颗粒。换言之，可以认为Sn扩散至Cu－Ni合金的金属颗粒，在表面形成了(Cu、Ni)6Sn5。
(实施例2)
＜无铅焊料的焊料箔1的制作＞
使用0.7Cu、0.05Ni、0.005Ge、剩余部分Sn组成的焊料合金(日本斯倍利亚股份有限公司制造、SN100C(注册商标))，通过定法，制作宽度15mm、长度15mm、厚度2.5mm的焊料箔1。
＜预制焊料的制造＞
将Ni的含量为30质量％的Cu－Ni合金的金属颗粒以在预制焊料的状态下达到表1所示含有率的方式混炼在助溶剂(日本斯倍利亚股份有限公司制造、Flux RM－5)中，制作混炼物。接下来，将该混炼物以宽度10mm、长度10mm均匀涂布在上述焊料箔1的一面的表面的中心部分。接下来，将表面涂布有混炼物的焊料箔1载置于保持200℃的加热板上，对焊料箔1进行加热的同时，使钎焊烙铁(烙铁前端的温度：350℃)从涂布有混炼物的面的一侧开始接触，熔融焊料箔1的表层，将Cu－Ni合金的金属颗粒埋入焊料箔1的合金内。然后，自然冷却，得到在无铅焊料合金中含有金属颗粒的焊料箔2。对焊料箔2的表面和背面这两面进行研磨，使厚度成为2mm，加工成宽度10mm、长度10mm，以焊料箔3的形式得到片状的预制焊料2。将所得到的预制焊料2作为评价用试样使用。
(比较例1)
对上述的焊料箔1的表面进行研磨使厚度成为2mm，之后切断成宽度10mm、长度10mm，得到焊料箔4。将所得到的焊料箔4作为评价用试样使用。
(评价2)
＜热扩散率的测定＞
对使用气溶胶干性石墨被膜形成润滑剂DGF(日本船舶工具有限公司制)进行黑化处理后的实施例2和比较例1的各试样，使用Laser Flash Analyzer LFA457(NETZSCH公司制)测定大气中、室温下的热扩散率。
＜密度测定＞
按照阿基米德法，将实施例2和比较例1的各试样沉入内径与该试样和一致的容器中的水中，通过投入试样前后的液面的变化来测定试样体积，根据试样重量计算密度。
＜比热测定＞
使用差示扫描量热测定装置DSC3500(NETZSCH公司制)且使用蓝宝石作为基准物质，在氩气氛下、室温条件下，通过DSC法测定实施例2和比较例1的各试样的比热。
＜热传导率＞
对于实施例2和比较例1的各试样，根据如上述得到的热扩散率、密度和比热通过下式算出热传导率。
热传导率(W/(m·K))＝热扩散率(m2/s)×密度(Kg/m3)×比热(J/(Kg·K))
将以上的结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0003489996610000101
如表1所示可知，通过含有规定的金属颗粒，能够提高热传导率。
(实施例3)
除了使用Co的含量为30质量％的Cu－Co合金的金属颗粒(平均粒径85μm、球状、参照图3)以外，与实施例2同样得到预制焊料3。
(评价3)
＜焊料接合体的截面构造的观察＞
将所得到的预制焊料3夹在作为基材的2张铜箔之间，通过定法，以250℃加热1～2分钟，使预制焊料3熔融后冷却，制作两张铜箔隔着预制焊料3的焊料接合部接合的焊料接合体。利用数码显微镜和扫描电子显微镜(SEM)获取所得到的焊料接合体的厚度方向截面的照片，对截面进行观察，并且利用图像处理软件，测定预制焊料3的层的厚度、和该层所含的由金属间化合物包覆的金属颗粒的尺寸。将所获取的图像示于图4、5。图5是图4的符号3a所示金属颗粒的附近的放大图(700倍)。另外，对于图5所示的焊料接合体的厚度方向截面，利用能量分散型X射线分析装置进行金属成分分析，测定Sn、Cu、Co的分布。将测定结果示于图6～8。金属成分分析的测定条件设为利用ZAF法的简易定量分析，拟合系数设为0.7108，加速电压设为20.0kV，照射电流设为1.00000nA。图6～8分别表示图5所示截面中的Sn、Cu、Co的分布。另外，虽然在图6～8中以黑白表示，但在实际的图像中，浓度分布以彩色点的分布表示。图6～8的符号7所示的指标在对应的彩色图像中，从图中的下侧向上侧以黑、青色系、黄绿色系、红色系的顺序排列，各系作为以图中的上侧为淡色系的方式顺序排列的光谱表示。并且，指标7表示为从图中的下侧向上侧依次浓度变高。另外，在以下的参照图6～8的说明中，根据要求以括号方式表示彩色图像的表示。
如图4、5所示可知，在金属颗粒3a、3b的周围形成有金属间化合物((Cu、Ni)6Sn5)4a、4b。关于焊料合金2的厚度，在图4、5的两端附近分别具有96μm且均匀的厚度，由金属间化合物4a包围的金属颗粒3a整体的大小大致为85μm，由金属间化合物4b包围的金属颗粒3b整体的大小大致为87μm。换言之，可以认为与Cu或Ni单独的金属颗粒的情况不同，Cu－Co颗粒维持形状，发挥均匀地形成焊料合金2的层厚度的功能。
另外，如图6所示，可知在金属颗粒3a和铜箔5中不含Sn(黑色)，而在焊料合金2中以高浓度含有Sn(红色系的颜色、特别是淡色系较多地分布)，在铜箔5和金属颗粒3a与焊料合金2的界面附近以两者的中间程度的量含有Sn(黄绿色系多，也含有青色系)。另外，Cu的分布在图7所示黑白像中稍微难以确认，但参照对应的彩色图像时，可知在铜箔5中大量含有Cu(红色系的颜色较多地分布)，在金属颗粒3a中含有比铜箔5少量的Cu(红色系、黄绿色系以相同程度分布)，在焊料合金2中几乎不含Cu(黑色系)，在铜箔5和金属颗粒3a与焊料合金2的界面附近含有比两者的中间程度少量的Cu(青色系较多地分布)。如图8所示，可知仅在金属颗粒3a中含有Co(浅蓝色系较多地分布)。
如上所述，根据图4～8，在含有规定的Cu－Co合金的金属颗粒的情况下，由金属间化合物(Cu、Ni)6Sn5包覆的金属颗粒维持粒径，并且存在于铜箔等基材间的焊料合金中，因此，将基材间的间隔保持一定，能够有助于提高可靠性。并且，例如在本实施例中，由金属间化合物(Cu、Ni)6Sn5包覆的金属颗粒与形成在铜箔等基材表面的金属间化合物连续，能够有助于提高热传导性。因此，即使在含有规定的Cu－Co合金的金属颗粒的情况下，也与规定的Cu－Ni合金的金属颗粒的情况同样，能够期待提供能够形成耐热性、热传导性和可靠性比现有技术优异的焊料接合部的预制焊料和具有这种优异的特性的焊料接合部的焊料接合体。
符号说明
1：片形状的预制焊料；2：焊料合金；3、3a、3b：金属颗粒；4、4a、4b：(Cu、Ni)6Sn5；5：铜箔(基材)。

Claims (2)

1.一种预制焊料，其含有以Sn为主成分的无铅焊料和熔点高于所述无铅焊料高的金属颗粒，其中：
所述金属颗粒由Ni含量为0.1～90质量％的Cu－Ni合金或Co含量为0.1～90质量％的Cu－Co合金形成，
所述无铅焊料在所述金属颗粒为所述Cu－Ni合金时可以含有Ni，在所述金属颗粒为所述Cu－Co合金时含有Ni，
在所述金属颗粒的表面形成有(Cu、Ni)6Sn5。
2.一种焊料接合体，其为使用权利要求1所述的预制焊料形成。
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