ホーム > 特許ランキング > 千住金属工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-26
(45)【発行日】2024-12-04
(54)【発明の名称】はんだペースト及びはんだ継手
(51)【国際特許分類】
B23K 35/22 20060101AFI20241127BHJP
B23K 35/26 20060101ALI20241127BHJP
B23K 35/30 20060101ALI20241127BHJP
C22C 19/03 20060101ALI20241127BHJP
C22C 13/00 20060101ALI20241127BHJP
【ＦＩ】
B23K35/22 310B
B23K35/26 310A
B23K35/30 310D
C22C19/03 G
C22C13/00
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2024008280
(22)【出願日】2024-01-23
【審査請求日】2024-01-23
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000199197
【氏名又は名称】千住金属工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100126882
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 光永
(74)【代理人】
【識別番号】100178847
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 映美
(72)【発明者】
【氏名】菊池 真司
(72)【発明者】
【氏名】立花 芳恵
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 智揮
(72)【発明者】
【氏名】美尾 歩
【審査官】小川 進
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０７６０９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０９１２２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０８３６９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０１０４１９０１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２３Ｋ ３５／２２
Ｂ２３Ｋ ３５／２６
Ｂ２３Ｋ ３５／３０
Ｃ２２Ｃ １９／０３
Ｃ２２Ｃ １３／００
Ｂ２３Ｋ １／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有するはんだペーストであって、前記第１金属粉末は、Ｓｎを含み、
前記第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、前記コア部を被覆し、Ｎｉを含む金属からなる表層とを有し、
前記第１金属粉末中のＳｎの含有量は、前記第１金属粉末の総質量に対して、２０質量％以上１００質量％以下であり、
前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＮｉの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、８０質量％以上９９質量％以下であり、
前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＦｅの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であり、
前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属中のＮｉの含有量は、前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上であり、
前記第１金属粉末の粒径が、０．１～１０００μｍであり、
前記第２金属粉末の粒径が、０．２～１０００μｍであり、
前記第２金属粉末の前記表層の厚さは、０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下である、
はんだペースト。
【請求項2】
前記第１金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、３０～９９質量％であり、前記第２金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、１～７０質量％である、
請求項１に記載のはんだペースト。
【請求項3】
請求項１又は２に記載のはんだペーストを用いて形成されたはんだ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、はんだペースト及びはんだ継手に関する。
【背景技術】
【0002】
近年では、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等を用いたパワー半導体素子の動作環境の高温化に伴い、はんだ継手の部位が２５０～２８０℃程度に達することがある。このため、このような高温条件での動作時に、溶融しない高温はんだが求められている。
【0003】
上記はんだ継手の作製には、はんだ付け材料として、各種のはんだペーストが用いられている。例えば、はんだペーストとしては、低温焼結が可能なＡｇペースト、欧州連合によるＲｏＨＳ指令に対応したＴＬＰ（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ、液相拡散）ペーストが挙げられる。
ＴＬＰペーストは、複数種類のはんだ粉末を含有するペーストである。ＴＬＰペーストにおいては、加熱時にはんだ粉末同士が高融点の化合物を形成する。その結果、はんだ継手が再加熱されたとしても再溶融を抑制することができ、耐熱性を高めることが可能となる。このようなＴＬＰペーストとして、例えば、Ｃｕボール及びＳｎはんだボールを、フラックスを介して分散させたペースト、が提案されている（特許文献１参照）。
ＴＬＰペーストは、複数種類のはんだ粉末を含有するペーストである。ＴＬＰペーストにおいては、加熱時にはんだ粉末同士が高融点の化合物を形成する。その結果、はんだ継手が再加熱されたとしても再溶融を抑制することができ、耐熱性を高めることが可能となる。このようなＴＬＰペーストとして、例えば、Ｃｕボール及びＳｎはんだボールを、フラックスを介して分散させたペースト、が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１２－９１２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載されたようなフラックスを含有するはんだペーストは、はんだ粉末の溶融時にガス化したフラックスが溶融はんだ中に留まり、凝固時にボイドが大量に発生しやすい、という問題がある。特に、凝固時に、高融点の化合物が形成されるＴＬＰペーストでは、流動性が低下し、ガス化したフラックスが外部に放出され難くなる。
【0006】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、耐熱性に優れるとともに、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる、はんだペースト、及び、そのはんだペースト用いて形成されたはんだ継手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】
【0007】
本発明は、以下の態様を含む。
［１］第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有するはんだペーストであって、前記第１金属粉末は、Ｓｎを含み、前記第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、前記コア部を被覆し、Ｎｉを含む金属からなる表層とを有し、前記第１金属粉末中のＳｎの含有量は、前記第１金属粉末の総質量に対して、２０質量％以上１００質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＮｉの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、８０質量％以上９９質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＦｅの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属中のＮｉの含有量は、前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上であり、前記第１金属粉末の粒径が、０．１～１０００μｍであり、前記第２金属粉末の粒径が、０．２～１０００μｍであり、前記第２金属粉末の前記表層の厚さは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である、はんだペースト。
［２］前記第１金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、３０～９９質量％であり、前記第２金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、１～７０質量％である、［１］に記載のはんだペースト。
［３］［１］又は［２］に記載のはんだペーストを用いて形成されたはんだ継手。
［１］第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有するはんだペーストであって、前記第１金属粉末は、Ｓｎを含み、前記第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、前記コア部を被覆し、Ｎｉを含む金属からなる表層とを有し、前記第１金属粉末中のＳｎの含有量は、前記第１金属粉末の総質量に対して、２０質量％以上１００質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＮｉの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、８０質量％以上９９質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属中のＦｅの含有量が、前記第２金属粉末の前記コア部を形成する金属の総質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であり、前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属中のＮｉの含有量は、前記第２金属粉末の前記表層を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上であり、前記第１金属粉末の粒径が、０．１～１０００μｍであり、前記第２金属粉末の粒径が、０．２～１０００μｍであり、前記第２金属粉末の前記表層の厚さは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である、はんだペースト。
［２］前記第１金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、３０～９９質量％であり、前記第２金属粉末の含有量は、前記第１金属粉末及び前記第２金属粉末の合計の質量に対して、１～７０質量％である、［１］に記載のはんだペースト。
［３］［１］又は［２］に記載のはんだペーストを用いて形成されたはんだ継手。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、耐熱性に優れるとともに、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる、はんだペーストを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】はんだペーストの第１実施形態における第２金属粉末２０Ａの断面を示す模式図である。
【図2】はんだペーストの第２実施形態における第２金属粉末２０Ｂの断面を示す模式図である。
【図3】はんだペーストの第３実施形態における第２金属粉末２０Ｃの断面を示す模式図である。
【図4】実施例１～３、５、６、比較例１～２のはんだ接合部におけるボイドについてのＸ線観察像である。
【図5】実施例１～３、５、比較例１～２についての、ＤＳＣ曲線を示す図である。
【図6】実施例１～３、５、比較例１～２についての、発熱量を示す図である。
【図7】比較例１の発熱量に対する、実施例１～３、５、比較例２の発熱量の割合を示すグラフである。
【図8】実施例１～３、５、６、比較例１～２のはんだペーストにおける、リフロー後の化合物の形成についての写真である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本明細書において、「含む」及び「含有」は、それぞれ、「含む（comprise）」、「実質的にのみからなる（consist essentially of）」、及び「のみからなる（consist of）」のいずれも包含する概念である。
【0011】
本明細書において、「第１金属」、「第２金属」、「第３金属」とは、それぞれ、「第１金属で形成されている粒子」、「第２金属で形成されている粒子」、「第３金属で形成されている粒子」を意味する場合がある。
本明細書において、「第１金属粉末」、「第２金属粉末」、「第３金属粉末」とは、それぞれ、「第１金属で形成されている粒子群」、「第２金属で形成されている粒子群」、「第３金属で形成されている粒子群」を意味する場合がある。
本明細書において、「第１金属粉末」、「第２金属粉末」、「第３金属粉末」とは、それぞれ、「第１金属で形成されている粒子群」、「第２金属で形成されている粒子群」、「第３金属で形成されている粒子群」を意味する場合がある。
【0012】
（はんだペースト 第１実施形態）
第１実施形態に係るはんだペーストは、第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有する。
第１金属粉末は、Ｓｎを含む。
第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、コア部を被覆するＮｉを含む表層とを有する。
第１実施形態に係るはんだペーストは、第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有する。
第１金属粉末は、Ｓｎを含む。
第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、コア部を被覆するＮｉを含む表層とを有する。
【0013】
＜第１金属粉末＞
第１金属粉末を構成する金属（以下、第１金属という）は、Ｓｎを含む金属である。第１金属は、Ｓｎ以外の金属を含んでもよい。
第１金属が含んでもよいＳｎ以外の金属としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｓが挙げられる。これらのＳｎ以外の金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。Ｓｎ以外の金属群は、これらの金属の中から任意に選択できる。
第１金属粉末を構成する金属（以下、第１金属という）は、Ｓｎを含む金属である。第１金属は、Ｓｎ以外の金属を含んでもよい。
第１金属が含んでもよいＳｎ以外の金属としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ａｓが挙げられる。これらのＳｎ以外の金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。Ｓｎ以外の金属群は、これらの金属の中から任意に選択できる。
【0014】
第１金属が含んでもよい金属は、Ｓｎ及びＳｎ以外の金属のそれぞれの単体であってもよいし、ＳｎとＳｎ以外の金属の単体とを合金化したものであってもよい。
【0015】
第１金属は、例えば、Ｓｎ単体であってもよいし、Ｓｎ以外の金属とＳｎとが混合したものであってもよいし、Ｓｎ以外の金属とＳｎとが合金化したものであってもよいし、Ｓｎを含む合金とこれ以外の金属とが混合したものであってもよい。
【0016】
第１金属は、前述の金属の他に不可避的不純物を含んでもよい。不可避的不純物を含んでいる場合であっても、本発明の効果に影響することはない。
第１金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
第１金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0017】
本明細書でいう「金属の融点、又は金属粉末の融点」とは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定した融点のことをいう。第１金属の融点は、例えば、日立ハイテクサイエンス社製のＤＳＣ７０２０を使用して測定することができる。後述する第２金属の融点は、例えば、ＮＥＴＺＳＣＨ社製のＤＳＣ４０４－Ｆ３Ｐｅｇａｓｕｓを使用して測定することができる。
【0018】
第１金属の融点は、３００℃以下であることが好ましく、２５０℃以下でもよく、８０～２００℃でもよい。
第１金属の融点が、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、はんだの濡れ性を確保しやすくなる。
第１金属の融点が、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、はんだの濡れ性を確保しやすくなる。
【0019】
第１金属中のＳｎの含有量は、第１金属の総質量に対して、２０質量％以上１００質量％以下である。Ｓｎの特性が充分に発揮されるためには、第１金属中のＳｎの含有量が、第１金属の総質量に対して、好ましくは９０質量％以上であり、より好ましくは９５質量％以上であり、さらに好ましくは１００質量％である。
【0020】
本明細書でいう「金属の粒径、又は金属粉末の粒径」とは、レーザ回折／散乱式粒度分布測定装置を用いて体積基準で測定した場合の平均粒径をいう。
平均粒径は、例えば、マイクロトラック・ベル社製のレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）を使用して測定することができる。
平均粒径は、例えば、マイクロトラック・ベル社製のレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）を使用して測定することができる。
【0021】
第１金属粉末の粒径は、０．１～１０００μｍであり、１～１００μｍであることが好ましい。
第１金属粉末の粒径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、濡れ性が確保しやすくなる。前記の好ましい範囲の上限値以下であると、金属間化合物をより形成しやすくなる。
第１金属粉末の粒径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、濡れ性が確保しやすくなる。前記の好ましい範囲の上限値以下であると、金属間化合物をより形成しやすくなる。
【0022】
＜第２金属粉末＞
図１に例示するように、第２金属粉末２０Ａは、コア部２０１と、コア部２０１の全体を被覆する表層２０２と、を有する。
Ｒｃは、コア部２０１のコア径を意味する。
Ｒｓは、表層２０２の厚さを意味する。
コア部２０１を形成する金属は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなる。
表層２０２を形成する金属は、Ｎｉを含む金属からなる。
図１に例示するように、第２金属粉末２０Ａは、コア部２０１と、コア部２０１の全体を被覆する表層２０２と、を有する。
Ｒｃは、コア部２０１のコア径を意味する。
Ｒｓは、表層２０２の厚さを意味する。
コア部２０１を形成する金属は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなる。
表層２０２を形成する金属は、Ｎｉを含む金属からなる。
【0023】
≪表層≫
第２金属粉末の表層を形成する金属は、Ｎｉのみからなるものであってもよいし、ＮｉとＮｉ以外の金属とを含む金属であってもよい。
ＮｉとＮｉ以外の金属とを含む金属は、Ｎｉ以外の金属とＮｉとが合金化したものであってもよい。
表層を形成する金属は、Ｎｉ単体であることが好ましい。
第２金属粉末の表層を形成する金属は、Ｎｉのみからなるものであってもよいし、ＮｉとＮｉ以外の金属とを含む金属であってもよい。
ＮｉとＮｉ以外の金属とを含む金属は、Ｎｉ以外の金属とＮｉとが合金化したものであってもよい。
表層を形成する金属は、Ｎｉ単体であることが好ましい。
【0024】
表層を形成する金属が含んでもよいＮｉ以外の金属としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓが挙げられる。これらのＮｉ以外の金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。Ｎｉ以外の金属群は、これらの金属から任意に選択できる。
【0025】
表層を形成する金属は、前述の金属の他に不可避的不純物を含んでもよい。不可避的不純物を含んでいる場合であっても、本発明の効果に影響することはない。
【0026】
表層を形成する金属がＮｉとＮｉ以外の金属とを含む金属である場合、表層を形成する金属中のＮｉの含有量は、表層を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上１００質量％未満であり、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上が更に好ましく、９５質量％以上が特に好ましく、９８質量％以上が最も好ましい。
表層を形成する金属がＦｅを含む場合、表層を形成する金属中のＦｅの含有量は、表層を形成する金属の総質量に対して、０質量％以上５質量％未満であることが好ましい。
表層を形成する金属がＦｅを含む場合、表層を形成する金属中のＦｅの含有量は、表層を形成する金属の総質量に対して、０質量％以上５質量％未満であることが好ましい。
【0027】
表層の厚さＲｓは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である。
表層の厚さＲｓは、０．０５μｍ、０．１０μｍ、０．１５μｍ、０．２０μｍ、０．２５μｍ、０．３０μｍ、０．３５μｍ、０．４０μｍ、０．４５μｍ、０．５０μｍ、０．５５μｍ、０．６０μｍ、０．７０μｍ、０．７５μｍ、０．８０μｍ、０．９０μｍ、１．００μｍ、１．１０μｍ、１．１５μｍであることが好ましく、上下限値はこれらの値より適宜選択可能である。
表層の厚さＲｓは、０．１０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．１５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．２０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．２５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．３０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．３５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．４０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．４５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．５０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．５５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．６０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．７０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．７５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．８０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．９０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．００μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．１０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．１５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよい。
表層の厚さＲｓは、０．０５μｍ以上１．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上１．１０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上１．００μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．９０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．８０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．７５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．７０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．６０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．５５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．５０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．４５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．４０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．２５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．２０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下であってもよい。
表層の厚さＲｓは、０．０５μｍ、０．１０μｍ、０．１５μｍ、０．２０μｍ、０．２５μｍ、０．３０μｍ、０．３５μｍ、０．４０μｍ、０．４５μｍ、０．５０μｍ、０．５５μｍ、０．６０μｍ、０．７０μｍ、０．７５μｍ、０．８０μｍ、０．９０μｍ、１．００μｍ、１．１０μｍ、１．１５μｍであることが好ましく、上下限値はこれらの値より適宜選択可能である。
表層の厚さＲｓは、０．１０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．１５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．２０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．２５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．３０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．３５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．４０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．４５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．５０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．５５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．６０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．７０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．７５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．８０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、０．９０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．００μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．１０μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよいし、１．１５μｍ以上１．２０μｍ未満であってもよい。
表層の厚さＲｓは、０．０５μｍ以上１．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上１．１０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上１．００μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．９０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．８０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．７５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．７０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．６０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．５５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．５０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．４５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．４０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．２５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．２０μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下であってもよい。
【0028】
耐熱性を十分なものとすると共に、ボイド抑制能をさらに高める観点から、表層の厚さＲｓは、０．１０μｍ以上１．２０μｍ未満であることが好ましい。
ボイド抑制能を十分なものとすると共に、耐熱性をさらに高める観点から、表層厚さＲｓは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下が好ましく、０．０５μｍ以上０．７５μｍ以下がより好ましく、０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下が更に好ましく、０．０５μｍ以上０．２５μｍ以下であることが特に好ましく、０．０５μｍ以上０．２０μｍ以下であることが最も好ましく、０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下であってもよい。
表層の厚さＲｓが前記下限値以上であることにより、ボイド抑制能をより高めることが可能である。表層の厚さＲｓが前記上限値以下であることにより、耐熱性をより高めることができる。
ボイド抑制能を十分なものとすると共に、耐熱性をさらに高める観点から、表層厚さＲｓは、０．０５μｍ以上１．０μｍ以下が好ましく、０．０５μｍ以上０．７５μｍ以下がより好ましく、０．０５μｍ以上０．３０μｍ以下が更に好ましく、０．０５μｍ以上０．２５μｍ以下であることが特に好ましく、０．０５μｍ以上０．２０μｍ以下であることが最も好ましく、０．０５μｍ以上０．１５μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上０．１０μｍ以下であってもよい。
表層の厚さＲｓが前記下限値以上であることにより、ボイド抑制能をより高めることが可能である。表層の厚さＲｓが前記上限値以下であることにより、耐熱性をより高めることができる。
【0029】
本明細書において、第２金属粉末の表層の厚さＲｓ及びコア部のコア径Ｒｃ、ならびに、後述する第２実施形態における第２金属粉末の中間層の厚さＲｉ及び第３実施形態における第２金属粉末の金属層の厚さＲｍは、光学顕微鏡、ＳＥＭ、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などを用いて、第２金属粉末の断面組織から測定することができる。
あるいは、第２金属の表層の厚さＲｓは、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）に基づき、オージェ電子分光分析装置を用いて測定することができる。
あるいは、第２金属の表層の厚さＲｓは、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）に基づき、オージェ電子分光分析装置を用いて測定することができる。
【0030】
あるいは、第２金属粉末のコア部のコア径Ｒｃは、以下のように測定することができる。第２金属粉末を製造する際に、コア部として用いるために準備した金属粉末の粒径を、コア径Ｒｃとすることができる。
【0031】
表層を形成する金属の融点は、３００℃超であることが好ましく、５００℃以上がより好ましく、６００～１６００℃がさらに好ましい。
【0032】
表層は、めっき処理により形成されるめっき層であってもよい。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき及び、無電解めっき等が挙げられる。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき及び、無電解めっき等が挙げられる。
【0033】
コア部の表面の少なくとも一部は、表層により被覆されている。図１においては、コア部の表面の全体が表層により被覆されている。
表層により被覆される、コア部の表面の面積の割合は、コア部の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
表層により被覆される、コア部の表面の面積の割合は、コア部の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
【0034】
≪コア部≫
第２金属粉末のコア部は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなる。
コア部における合金は、Ｎｉ及びＦｅを含み、融点が第１金属粉末に比べて高いものである。
コア部における合金の融点は、３００℃超であることが好ましく、５００℃以上がより好ましく、６００～１６００℃がさらに好ましい。
コア部における合金の融点が、前記の好ましい範囲の下限値超であると、耐熱性を高めることができ、はんだ継手のシェア強度を高めやすくなる。
第２金属粉末のコア部は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなる。
コア部における合金は、Ｎｉ及びＦｅを含み、融点が第１金属粉末に比べて高いものである。
コア部における合金の融点は、３００℃超であることが好ましく、５００℃以上がより好ましく、６００～１６００℃がさらに好ましい。
コア部における合金の融点が、前記の好ましい範囲の下限値超であると、耐熱性を高めることができ、はんだ継手のシェア強度を高めやすくなる。
【0035】
コア部における合金は、Ｎｉ及びＦｅ以外の金属を含んでもよい。すなわち、第２金属は、ＮｉとＦｅとの合金であってもよいし、ＮｉとＦｅとこれら以外の金属との合金であってもよいし、これらの中でも、ＮｉとＦｅとの合金であることが好ましい。
【0036】
コア部における合金が含んでもよいＮｉ及びＦｅ以外の金属としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓが挙げられる。これらのＮｉ及びＦｅ以外の金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。Ｎｉ及びＦｅ以外の金属群は、これらの金属の中から任意に選択できる。
【0037】
コア部を形成する金属は、前述の金属の他に不可避的不純物を含んでもよい。不可避的不純物を含んでいる場合であっても、本発明の効果に影響することはない。第２金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0038】
コア部を形成する金属中のＮｉの含有量は、コア部を形成する金属の総質量に対して、８０質量％以上９９質量％以下であり、好ましくは８５質量％以上９５質量％以下である。
コア部を形成する金属中のＦｅの含有量は、コア部を形成する金属の総質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であり、好ましくは５質量％以上１５質量％以下である。
コア部を形成する金属中のＮｉ及びＦｅの含有量が、前記の好ましい範囲であると、金属間化合物がより早い段階で形成され、耐熱性を向上させることができる。
コア部を形成する金属中のＦｅの含有量は、コア部を形成する金属の総質量に対して、１質量％以上２０質量％以下であり、好ましくは５質量％以上１５質量％以下である。
コア部を形成する金属中のＮｉ及びＦｅの含有量が、前記の好ましい範囲であると、金属間化合物がより早い段階で形成され、耐熱性を向上させることができる。
【0039】
第２金属粉末２０Ａのコア部２０１のコア径Ｒｃは、０．１～１０００μｍであることが好ましく、３～３００μｍがより好ましく、５～１００μｍが更に好ましく、１０～５０μｍが特に好ましい。
【0040】
第２金属粉末２０Ａについて、コア部２０１のコア径Ｒｃと表層２０２の厚さＲｓとの比は、Ｒｃ／Ｒｓで表される比として、０．２～２００００であることが好ましく、２～２０００であることがより好ましく、１０～１０００であることが更に好ましく、２０～５００であることが特に好ましく、３０～５００であることが最も好ましく、３０～４５２であってもよい。
Ｒｃ／Ｒｓで表される比は、４５２、４００、３５０、３００、２５０、２２６、６５、４５、３０であることが好ましく、上下限値はこれらの値より適宜選択可能である。
Ｒｃ／Ｒｓが前記範囲内であることにより、耐熱性を高めやすく、ボイドを抑制しやすくなる。
Ｒｃ／Ｒｓで表される比は、４５２、４００、３５０、３００、２５０、２２６、６５、４５、３０であることが好ましく、上下限値はこれらの値より適宜選択可能である。
Ｒｃ／Ｒｓが前記範囲内であることにより、耐熱性を高めやすく、ボイドを抑制しやすくなる。
【0041】
第２金属粉末は、粒径が０．２～１０００μｍであり、１～１００μｍであることが好ましく、５～５０μｍであることがより好ましい。
第２金属の粒径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、濡れ性を確保しやすくなり、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、金属間化合物をより形成しやすくなる。
第２金属の粒径が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、濡れ性を確保しやすくなり、前記の好ましい範囲の上限値以下であると、金属間化合物をより形成しやすくなる。
【0042】
第２金属粉末２０Ａは、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0043】
＜第１金属粉末、第２金属粉末の含有量の関係＞
第１実施形態に係るはんだペーストにおいて、第１金属粉末と第２金属粉末との混合比は、第１金属粉末の含有量が、第１金属粉末と第２金属粉末との合計の含有量（１００質量％）に対して、３０～９９質量％であることが好ましく、６０～９５質量％であることがより好ましく、７０～９５質量％が更に好ましく、８０～９５質量％が特に好ましい。
第１金属粉末と第２金属粉末との混合比は、第２金属粉末の含有量が、第１金属粉末と第２金属粉末との合計の含有量（１００質量％）に対して、１～７０質量％であることが好ましく、５～４０質量％であることがより好ましく、５～３０質量％が更に好ましく、５～２０質量％が特に好ましい。
第１実施形態に係るはんだペーストにおいて、第１金属粉末と第２金属粉末との混合比は、第１金属粉末の含有量が、第１金属粉末と第２金属粉末との合計の含有量（１００質量％）に対して、３０～９９質量％であることが好ましく、６０～９５質量％であることがより好ましく、７０～９５質量％が更に好ましく、８０～９５質量％が特に好ましい。
第１金属粉末と第２金属粉末との混合比は、第２金属粉末の含有量が、第１金属粉末と第２金属粉末との合計の含有量（１００質量％）に対して、１～７０質量％であることが好ましく、５～４０質量％であることがより好ましく、５～３０質量％が更に好ましく、５～２０質量％が特に好ましい。
【0044】
第１実施形態に係るはんだペーストにおいて、第１金属粉末の含有量と第２金属粉末の含有量との比は、第１金属粉末の含有量／第２金属粉末の含有量で表される質量比として、４、８、９であることが好ましく、上下限値はこれらの値より適宜選択可能である。第１金属粉末の含有量／第２金属粉末の含有量で表される質量比は、例えば、１～２０であってもよいし、３～１５であってもよいし、６～１０であってもよいし、４～９であってもよい。
【0045】
＜フラックス＞
第１実施形態に係るはんだペーストは、フラックスを含有する。
フラックスに含まれる成分としては、本発明の効果を奏する限り特に限定されず、例えば、ロジン等の樹脂成分、活性剤、チキソ剤、溶剤、金属不活性化剤、界面活性剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、着色剤等が挙げられる。
第１実施形態に係るはんだペーストは、フラックスを含有する。
フラックスに含まれる成分としては、本発明の効果を奏する限り特に限定されず、例えば、ロジン等の樹脂成分、活性剤、チキソ剤、溶剤、金属不活性化剤、界面活性剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、着色剤等が挙げられる。
【0046】
ロジンとしては、アビエチン酸を主成分とする、アビエチン酸とこの異性体との混合物を含む天然樹脂、及び天然樹脂を化学修飾したものが挙げられる。
【0047】
活性剤としては、例えば、有機酸、アミン、ハロゲン化合物等が挙げられる。
チキソ剤としては、例えば、エステル系チキソ剤、アマイド系チキソ剤、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。
チキソ剤としては、例えば、エステル系チキソ剤、アマイド系チキソ剤、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。
【0048】
はんだペースト中、フラックスの含有量は、はんだペーストの全質量に対して５～３０質量％であることが好ましく、８～１５質量％であることがより好ましい。
【0049】
以上説明した第１実施形態に係るはんだペーストは、第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有する。第１金属粉末は、Ｓｎを含む。第２金属粉末は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部と、コア部を被覆するＮｉを含む表層とを有する。
第１実施形態に係るはんだペーストは、はんだ付けの際に、Ｓｎと、Ｎｉ及びＦｅを含む合金とが高融点の化合物を形成するため、はんだ継手が再加熱されたとしても再溶融を抑制することができる。
第１実施形態に係るはんだペーストは、はんだ付けの際に、Ｓｎと、Ｎｉ及びＦｅを含む合金とが高融点の化合物を形成するため、はんだ継手が再加熱されたとしても再溶融を抑制することができる。
【0050】
第１実施形態に係るはんだペーストでは、第２金属粉末は、コア部、及び、コア部を被覆するＮｉを含む表層を有する。表層を形成する金属中のＮｉの含有量は、表層を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上である。表層の厚さは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である。
第１実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末が上述のような表層を有することにより、耐熱性に優れるとともに、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる。このような効果が得られる理由は定かではないが以下のように推測される。
第１実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末が上述のような表層を有することにより、耐熱性に優れるとともに、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる。このような効果が得られる理由は定かではないが以下のように推測される。
【0051】
リフローを開始して一定の時間が経過するまでは、第２金属粉末の表層は、第２金属粉末のコア部を保護する役割がある。第２金属粉末の表層に含まれるＮｉは、Ｎｉ及びＦｅを含む合金よりも、Ｓｎとの反応性が低いため、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを抑制することが可能である。その結果、ガス化したフラックスははんだペーストから排出されやすくなり、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる。
表層の厚さが０．０５μｍ以上であることにより、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとの間の急激な化合物の形成を抑制することができ、ボイドの発生をより抑制することができる。
表層の厚さが０．０５μｍ以上であることにより、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとの間の急激な化合物の形成を抑制することができ、ボイドの発生をより抑制することができる。
【0052】
リフローを開始して一定の時間が経過する間に、徐々に、表層のＮｉが溶融したＳｎへ拡散する。表層のＮｉが消失するにつれて、コア部であるＮｉ及びＦｅを含む合金は、Ｓｎと反応して、高融点の化合物が形成される。
表層の厚さが１．２０μｍ未満であることにより、表層のＮｉが溶融したＳｎへ拡散しやすくなるため、高融点の化合物を形成することができ、はんだ接合部の耐熱性が向上する。
表層の厚さが１．２０μｍ未満であることにより、表層のＮｉが溶融したＳｎへ拡散しやすくなるため、高融点の化合物を形成することができ、はんだ接合部の耐熱性が向上する。
【0053】
第１実施形態に係るはんだペーストは、リフローの際、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなる第２金属粉末のコア部と、第１金属粉末のＳｎとが高融点の化合物を形成することにより、耐熱性が高められる。
【0054】
高融点の化合物を形成する反応は、発熱反応である。本実施形態に係るはんだペーストに含まれる、第１金属粉末及び第２金属粉末についての発熱量は、以下の範囲内であることが好ましい。
【0055】
まず、対象の本実施形態に係るはんだペーストに含まれる、第１金属粉末及び第２金属粉末からなる混合粉を準備する（以下、この混合粉を「対象試料」という）。
対象試料における第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、対象の本実施形態に係るはんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一に設定する。
対象試料における第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、対象の本実施形態に係るはんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一に設定する。
【0056】
対象試料において、第２金属粉末を、第２金属粉末のコア部の金属粉末に代えた以外は同一である、混合粉を準備する（以下、この混合粉を「基準試料」という）。
基準試料中、第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、対象の本実施形態に係るはんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一に設定する。
基準試料中、第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、対象の本実施形態に係るはんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一に設定する。
【0057】
まず、基準試料について、以下の手順により、発熱量を示差走査熱量測定（ＤＳＣ， Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）により測定する。
測定では、測定装置として、ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ７０２０（日立ハイテクサイエンス社製）を用い、試料をアルミパンに入れて測定することができる。測定プログラムは、１００～３５０℃、昇温速度５℃／ｍｉｎに設定する。
測定では、測定装置として、ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ７０２０（日立ハイテクサイエンス社製）を用い、試料をアルミパンに入れて測定することができる。測定プログラムは、１００～３５０℃、昇温速度５℃／ｍｉｎに設定する。
【0058】
示差走査熱量測定の結果は、横軸が時刻ｔ、縦軸が熱流（単位は、［Ｗ］あるいは［Ｊ］［ｓ］－１）であるＤＳＣ曲線として得られる。あるいは、横軸が温度Ｔ、縦軸が熱流であるＤＳＣ曲線として得られる。
得られるＤＳＣ曲線は、Ｓｎを含む第１金属粉末が溶融する２３５℃付近で、大きく負の値となる（すなわち、大きく吸熱する）。
得られるＤＳＣ曲線は、Ｓｎを含む第１金属粉末が溶融する２３５℃付近で、大きく負の値となる（すなわち、大きく吸熱する）。
【0059】
ＤＳＣ曲線に基づき、基準試料の単位質量（ｍｇ）あたりの熱流を時間で積分することにより、時刻ｔ０から時刻ｔまでの、基準試料の単位質量（ｍｇ）あたりの積分値Ｑ０’（単位は［Ｊ］）を算出する。ここで、時刻ｔ０は、基準試料の温度が２００℃に達する時刻とする。
２００℃から３５０℃の範囲において、基準試料の熱流の積分値Ｑ０’が最小となる時刻ｔを、ｔｉｎ０とする。時刻ｔｉｎ０は、基準試料の発熱が開始する時刻となる。時刻ｔｉｎ０から、時刻ｔまでの発熱量を、基準試料の発熱量とする（以下、これを「基準発熱量Ｑ０」という）。基準発熱量Ｑ０は、基準試料の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量である。
２００℃から３５０℃の範囲において、基準試料の熱流の積分値Ｑ０’が最小となる時刻ｔを、ｔｉｎ０とする。時刻ｔｉｎ０は、基準試料の発熱が開始する時刻となる。時刻ｔｉｎ０から、時刻ｔまでの発熱量を、基準試料の発熱量とする（以下、これを「基準発熱量Ｑ０」という）。基準発熱量Ｑ０は、基準試料の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量である。
【0060】
基準発熱量Ｑ０は、温度Ｔｉｎ０から温度Ｔまでの発熱量であるということもできる。
ここで、時刻ｔｉｎ０での基準試料の温度はＴｉｎ０であり、時刻ｔでの基準試料の温度はＴである。
Ｔｉｎ０は、２００℃から３５０℃の範囲において、基準試料の熱流の積分値Ｑ０’が最小となるときの、基準試料の温度である。
ここで、時刻ｔｉｎ０での基準試料の温度はＴｉｎ０であり、時刻ｔでの基準試料の温度はＴである。
Ｔｉｎ０は、２００℃から３５０℃の範囲において、基準試料の熱流の積分値Ｑ０’が最小となるときの、基準試料の温度である。
【0061】
次に、対象試料について、基準試料と同様に、示差走査熱量測定によりＤＳＣ曲線を得る。
基準試料のＴｉｎ０と同様に、対象試料のＴｉｎを算出する。対象試料について、温度Ｔｉｎから温度Ｔまでの発熱量を算出する（以下、これを「対象発熱量Ｑ」という）。対象発熱量Ｑは、対象試料の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量である。
対象発熱量Ｑは、温度Ｔｉｎから温度Ｔまでの発熱量であるということもできる。
ここで、時刻ｔｉｎでの対象試料の温度はＴｉｎであり、時刻ｔでの対象試料の温度はＴである。
Ｔｉｎは、２００℃から３５０℃の範囲において、対象試料の熱流の積分値が最小となるときの、対象試料の温度である。
基準試料のＴｉｎ０と同様に、対象試料のＴｉｎを算出する。対象試料について、温度Ｔｉｎから温度Ｔまでの発熱量を算出する（以下、これを「対象発熱量Ｑ」という）。対象発熱量Ｑは、対象試料の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量である。
対象発熱量Ｑは、温度Ｔｉｎから温度Ｔまでの発熱量であるということもできる。
ここで、時刻ｔｉｎでの対象試料の温度はＴｉｎであり、時刻ｔでの対象試料の温度はＴである。
Ｔｉｎは、２００℃から３５０℃の範囲において、対象試料の熱流の積分値が最小となるときの、対象試料の温度である。
【0062】
【0063】
温度Ｔｉｎから温度３００℃の範囲における対象試料の対象発熱量Ｑの割合は、温度Ｔｉｎ０から温度３００℃の範囲における基準試料の基準発熱量Ｑ０（１００％）に対して、１０％以上１００％未満であることが好ましい。
対象発熱量の割合の下限値は、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましく、２５％以上であることが特に好ましく、３０％以上であることが最も好ましく、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよいし、６０％以上であってもよい。
対象発熱量の割合の上限値は、特に限定されないが、１００％未満であってもよいし、８０％以下であってもよい。
対象発熱量の割合の下限値は、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましく、２５％以上であることが特に好ましく、３０％以上であることが最も好ましく、４０％以上であってもよいし、５０％以上であってもよいし、６０％以上であってもよい。
対象発熱量の割合の上限値は、特に限定されないが、１００％未満であってもよいし、８０％以下であってもよい。
【0064】
実施例において後述するが、基準試料の温度Ｔｉｎ０から３００℃の範囲における基準発熱量Ｑ０（１００％）に対する、対象試料の温度Ｔｉｎから３００℃の範囲における対象発熱量Ｑの割合は、例えば、図７のように算出される。
【0065】
以上より、まとめると、第１金属粉末及び第２金属粉末についての発熱量は、以下の通りであることが好ましい。
示差走査熱量測定による測定で、単位質量（ｍｇ）あたりの対象試料の温度Ｔｉｎから３００℃の範囲における対象発熱量Ｑの割合は、単位質量（ｍｇ）あたりの基準試料の温度Ｔｉｎ０から３００℃の範囲における基準発熱量Ｑ０（１００％）に対して、１０％以上１００％未満であることが好ましい。
対象試料は、第１金属粉末及び第２金属粉末からなる混合粉である。対象試料における第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、はんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一である。
基準試料は、第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末とからなる混合粉である。基準試料における第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、はんだペースト中の第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一である。
温度Ｔｉｎは、２００℃から温度Ｔの範囲において、対象試料の熱流の積分値が最小となるときの対象試料の温度である。対象試料の温度Ｔは、２００℃から３５０℃までの温度をとりうる。
温度Ｔｉｎ０は、２００℃から温度Ｔの範囲において、基準試料の熱流の積分値が最小となるときの対象試料の温度である。基準試料の温度Ｔは、２００℃から３５０℃までの温度をとりうる。
示差走査熱量測定による測定で、単位質量（ｍｇ）あたりの対象試料の温度Ｔｉｎから３００℃の範囲における対象発熱量Ｑの割合は、単位質量（ｍｇ）あたりの基準試料の温度Ｔｉｎ０から３００℃の範囲における基準発熱量Ｑ０（１００％）に対して、１０％以上１００％未満であることが好ましい。
対象試料は、第１金属粉末及び第２金属粉末からなる混合粉である。対象試料における第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、はんだペーストにおける第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一である。
基準試料は、第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末とからなる混合粉である。基準試料における第１金属粉末と、第２金属粉末のコア部の金属粉末との混合比（質量比）は、それぞれ、はんだペースト中の第１金属粉末と、第２金属粉末との混合比（質量比）と同一である。
温度Ｔｉｎは、２００℃から温度Ｔの範囲において、対象試料の熱流の積分値が最小となるときの対象試料の温度である。対象試料の温度Ｔは、２００℃から３５０℃までの温度をとりうる。
温度Ｔｉｎ０は、２００℃から温度Ｔの範囲において、基準試料の熱流の積分値が最小となるときの対象試料の温度である。基準試料の温度Ｔは、２００℃から３５０℃までの温度をとりうる。
【0066】
第２金属粉末の表層の主成分が、Ｎｉではなく、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ又はＰｄである場合、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ及びＰｄは、Ｎｉよりも、溶融したＳｎへ拡散しやすい。そのため、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ又はＰｄを主成分とする表層は、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを十分に抑制することができない。
第２金属粉末の表層の主成分が、Ｎｉではなく、Ｂｉである場合も、ＢｉはＳｎへ溶解するため、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを十分に抑制することができない。
第２金属粉末の表層の主成分が、Ｎｉではなく、Ｉｎのような低融点金属である場合、リフローを開始して短時間で、表層は溶融してしまうため、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを十分に抑制することができない。
第２金属粉末の表層の主成分が、Ｎｉではなく、Ｂｉである場合も、ＢｉはＳｎへ溶解するため、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを十分に抑制することができない。
第２金属粉末の表層の主成分が、Ｎｉではなく、Ｉｎのような低融点金属である場合、リフローを開始して短時間で、表層は溶融してしまうため、Ｎｉ及びＦｅを含む合金と、Ｓｎとが急激に化合物を形成することを十分に抑制することができない。
【0067】
また、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ及びＰｄは、Ｎｉよりも、Ｓｎと反応して化合物を形成しやすい。そのため、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ又はＰｄを含む表層は、Ｓｎと化合物を形成してしまい、Ｓｎと、Ｎｉ及びＦｅを含む合金とが高融点の化合物を形成することを阻害し、その結果、はんだ接合部の耐熱性が十分に高められない。
【0068】
本発明の実施形態は、第１実施形態に限定されず、第１実施形態以外のその他実施形態であってもよい。その他実施形態として、第２～第４実施形態について説明する。
【0069】
（第２実施形態）
第２実施形態に係るはんだペーストは、第１実施形態に係るはんだペーストにおいて、第２金属粉末２０Ａを第２金属粉末２０Ｂに変更したものである。
第２実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末２０Ｂを含有する以外は、第１、第３又は第４実施形態と同様である。
第２金属粉末２０Ｂにおけるコア部２０１及び表層２０２としては、第２金属粉末２０Ａにおいて上述したものと同様のものが挙げられる。
第２実施形態に係るはんだペーストは、第１実施形態に係るはんだペーストにおいて、第２金属粉末２０Ａを第２金属粉末２０Ｂに変更したものである。
第２実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末２０Ｂを含有する以外は、第１、第３又は第４実施形態と同様である。
第２金属粉末２０Ｂにおけるコア部２０１及び表層２０２としては、第２金属粉末２０Ａにおいて上述したものと同様のものが挙げられる。
【0070】
図２に例示するように、第２金属粉末２０Ｂは、コア部２０１と、コア部２０１を被覆する表層２０２との間に、コア部２０１を被覆する中間層２０３を有する。
【0071】
中間層は、コア部の表面の一部を被覆していてもよいし、コア部の表面の全体を被覆していてもよく、コア部の表面の全体を被覆していることが好ましい。図２においては、中間層２０３は、コア部２０１の表面の全体を被覆している。
中間層により被覆される、コア部の表面の面積の割合は、コア部の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
中間層により被覆される、コア部の表面の面積の割合は、コア部の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
【0072】
【0073】
中間層２０３を形成する金属の組成は、コア部２０１を形成する金属及び表層２０２を形成する金属とは異なる。
中間層を形成する金属は、１種類の単体金属であってもよいし、２種類以上の金属元素で形成された合金であってもよい。
中間層を形成する金属は、１種類の単体金属であってもよいし、２種類以上の金属元素で形成された合金であってもよい。
【0074】
中間層が含んでもよい金属としては、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓが挙げられる。これらの金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。中間層が含んでもよい金属群は、これらの金属から任意に選択できる。
【0075】
中間層は、前述の金属の他に不可避的不純物を含んでもよい。不可避的不純物を含んでいる場合であっても、本発明の効果に影響することはない。
中間層を形成する金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
中間層を形成する金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0076】
中間層の厚さＲｉは、例えば、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であってもよいし、０．０５μｍ以上５０μｍ以下であってもよいし、０．１μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
【0077】
中間層は、めっき処理により形成されるめっきであってもよい。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき、無電解めっき等が挙げられる。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき、無電解めっき等が挙げられる。
【0078】
第２金属粉末２０Ｂは、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0079】
第２金属粉末２０Ｂが中間層２０３を有することにより、第２金属粉末２０Ｂの表層２０２を設けやすくなる。
【0080】
（第３実施形態）
第３実施形態に係るはんだペーストにおいて、第２金属粉末の表層は、金属層により被覆されている。
第３実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末が金属層を有する以外は、第１、第２又は第４実施形態と同様である。
第３実施形態に係るはんだペーストにおいて、第２金属粉末の表層は、金属層により被覆されている。
第３実施形態に係るはんだペーストは、第２金属粉末が金属層を有する以外は、第１、第２又は第４実施形態と同様である。
【0081】
図３に例示するように、第２金属粉末２０Ｃは、コア部２０１と、コア部２０１を被覆する表層２０２と、表層２０２を被覆する金属層２０４を有する。
【0082】
表層の表面の少なくとも一部は、金属層により被覆されている。図３においては、表層２０２の表面の全体が金属層２０４により被覆されている。
金属層により被覆される、表層の表面の面積の割合は、表層の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
金属層により被覆される、表層の表面の面積の割合は、表層の全表面積（１００％）に対して、５０％以上１００％以下であることが好ましく、７０％以上１００％以下であることがより好ましく、９０％以上１００％以下であることが更に好ましく、９５％以上１００％以下であることが特に好ましく、１００％であることが最も好ましい。
【0083】
金属層は、１層であってもよいし、２層以上であってもよい。図３に例示される第２金属粉末２０Ｃにおいては、金属層は１層である。
【0084】
金属層２０４を形成する金属の組成は、表層を形成する金属とは異なる。
金属層を形成する金属は、１種類の単体金属であってもよいし、２種類以上の金属元素で形成された合金であってもよい。
金属層を形成する金属は、１種類の単体金属であってもよいし、２種類以上の金属元素で形成された合金であってもよい。
【0085】
金属層が含んでもよい金属としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓが挙げられる。これらの金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。コア部が含んでもよい金属群は、これらの金属から任意に選択できる。
【0086】
金属層は、前述の金属の他に不可避的不純物を含んでもよい。不可避的不純物を含んでいる場合であっても、本発明の効果に影響することはない。
金属層を形成する金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
金属層を形成する金属は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0087】
金属層を形成する金属がＦｅを含む場合、金属層を形成する金属中のＦｅの含有量は、金属層を形成する金属の総質量に対して、０質量％以上５質量％未満であることが好ましい。
【0088】
金属層の厚さＲｍは、例えば、０．０１μｍ以上１００μｍ以下であってもよいし、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよいし、２μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。
【0089】
金属層は、めっき処理により形成されるめっきであってもよい。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき、無電解めっき等が挙げられる。
めっき処理の方法としては、例えば、公知の電気めっき、無電解めっき等が挙げられる。
【0090】
第２金属粉末２０Ｃが金属層２０４を有することにより、前記金属層がＳｎを含むことにより、はんだペーストの溶融時に濡れ性が向上し、更にボイドの低減も期待できる。前記金属層ははんだペーストを溶融させる際の加熱開始後に溶けて、第３金属の表層が露出するため、本願の効果を阻害しない。
【0091】
（第４実施形態）
第４実施形態に係るはんだペーストは、第１金属粉末及び第２金属粉末以外の金属粉末（以下これを「第３金属粉末」ともいう）を更に含有する。
第４実施形態に係るはんだペーストは、第３金属粉末を更に含有する以外は、第１、第２又は第４実施形態と同様である。
第４実施形態に係るはんだペーストは、第１金属粉末及び第２金属粉末以外の金属粉末（以下これを「第３金属粉末」ともいう）を更に含有する。
第４実施形態に係るはんだペーストは、第３金属粉末を更に含有する以外は、第１、第２又は第４実施形態と同様である。
【0092】
第３金属粉末は、第１金属粉末及び第２金属粉末と組成が異なれば、特に組成の制限は無く、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓの各単体金属からなる粉末、又はこれら単体金属の２つ以上の元素で形成された合金が好ましい。
【0093】
第３金属粉末としては、例えば、コア部と、コア部を被覆し、Ｎｉを含む金属からなる表層とを有するものであってもよい。
コア部は、第１実施形態及び第２実施形態のコア部と組成が異なれば、特に組成の制限は無く、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓの各単体金属からなる粉末、又はこれら単体金属の２つ以上の元素で形成された合金が好ましい。
コア部は、第１実施形態及び第２実施形態のコア部と組成が異なれば、特に組成の制限は無く、例えば、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ｃｏ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｓの各単体金属からなる粉末、又はこれら単体金属の２つ以上の元素で形成された合金が好ましい。
【0094】
第３金属粉末は、粒径が０．１～１０００μｍであることが好ましく、１～１００μｍがより好ましく、５～５０μｍがさらに好ましい。
第３金属粉末を構成する金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。
第３金属粉末は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
第３金属粉末を構成する金属は、１種を含んでもよいし、２種以上を含んでもよい。
第３金属粉末は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
【0095】
第３金属粉末を含有することにより、はんだペーストの熱伝導率を高めることが可能である。
【0096】
（はんだ継手）
本発明に係るはんだ継手は、前記実施形態に係るはんだペーストを用いて形成されたものである。
はんだ継手により接合する対象物は、特に限定されるものではない。例えば、はんだ継手により、半導体素子と基板とを接合することができる。
半導体素子としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）チップ、Ｓｉチップ等が挙げられる。
基板としては、回路基板、セラミックス基板、メタル基板、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板等が挙げられる。基板上の電極は、例えば、Ｃｕ電極、又はＣｕ電極上にＳｎめっき、Ｎｉめっき、Ｎｉ－Ａｕめっき、Ｎｉ－Ｐｄめっき若しくはＮｉ－Ｐｄ－Ａｕめっきのいずれかが処理されたものでもよい。
本発明に係るはんだ継手は、前記実施形態に係るはんだペーストを用いて形成されたものである。
はんだ継手により接合する対象物は、特に限定されるものではない。例えば、はんだ継手により、半導体素子と基板とを接合することができる。
半導体素子としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）チップ、Ｓｉチップ等が挙げられる。
基板としては、回路基板、セラミックス基板、メタル基板、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板等が挙げられる。基板上の電極は、例えば、Ｃｕ電極、又はＣｕ電極上にＳｎめっき、Ｎｉめっき、Ｎｉ－Ａｕめっき、Ｎｉ－Ｐｄめっき若しくはＮｉ－Ｐｄ－Ａｕめっきのいずれかが処理されたものでもよい。
【0097】
前記実施形態に係るはんだペーストを用いた、接合対象物を接合する方法としては、例えば、リフロー法が挙げられる。リフローの条件は、公知の方法を参照し、適宜設定可能である。
リフロー中に、リフロー炉の内部を減圧してもよい。減圧により、はんだペーストから、ガス化したフラックスが排出されやすくなり、ボイドの発生を抑制しやすくなる。
半導体素子と基板とを接合する際の温度は、例えば１２０℃以上４００℃以下が好ましく、２００℃以上４００℃以下であってもよいし、２５０℃以上４００℃以下であってもよい。
対象物を接合する際の雰囲気は、大気雰囲気でもよいし、窒素雰囲気等の不活性雰囲気でもよいし、還元雰囲気でもよい。
リフロー中に、リフロー炉の内部を減圧してもよい。減圧により、はんだペーストから、ガス化したフラックスが排出されやすくなり、ボイドの発生を抑制しやすくなる。
半導体素子と基板とを接合する際の温度は、例えば１２０℃以上４００℃以下が好ましく、２００℃以上４００℃以下であってもよいし、２５０℃以上４００℃以下であってもよい。
対象物を接合する際の雰囲気は、大気雰囲気でもよいし、窒素雰囲気等の不活性雰囲気でもよいし、還元雰囲気でもよい。
【0098】
以上説明したように、本発明に係るはんだ継手は、第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有する、前記実施形態に係るはんだペーストを用いているため、耐熱性及びシェア強度が優れている。
本発明に係るはんだ継手は、特に、パワー半導体素子のような高温条件での動作時に、溶融しない高温はんだが求められる用途に有用である。
本発明に係るはんだ継手は、特に、パワー半導体素子のような高温条件での動作時に、溶融しない高温はんだが求められる用途に有用である。
【実施例】
【0099】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0100】
＜ペーストの調製＞
（実施例１～７、比較例１～２）
表１に示す組成の金属粉末と、フラックスとを混合して、実施例及び比較例のペーストを調合した。
実施例１～５、７のペーストは、いずれも、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び第２金属粉末の合計の質量が８８質量％である。
実施例６のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末、第２金属粉末及び金属粉末Ｃの合計の質量が８８質量％である。
比較例１のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び金属粉末Ｂの合計の質量が８８質量％である。
比較例２のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び金属粉末Ａの合計の質量が８８質量％である。
表中の数値は、ペースト中の金属粉末の総質量（１００質量％）に対する、各金属粉末の含有量を意味する。表中の空欄は、「０」を意味する。
（実施例１～７、比較例１～２）
表１に示す組成の金属粉末と、フラックスとを混合して、実施例及び比較例のペーストを調合した。
実施例１～５、７のペーストは、いずれも、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び第２金属粉末の合計の質量が８８質量％である。
実施例６のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末、第２金属粉末及び金属粉末Ｃの合計の質量が８８質量％である。
比較例１のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び金属粉末Ｂの合計の質量が８８質量％である。
比較例２のペーストは、フラックスが１２質量％、第１金属粉末及び金属粉末Ａの合計の質量が８８質量％である。
表中の数値は、ペースト中の金属粉末の総質量（１００質量％）に対する、各金属粉末の含有量を意味する。表中の空欄は、「０」を意味する。
【0101】
金属粉末の粒径及びコア部の粒径Ｒｃは、マイクロトラック・ベル社製のレーザ回折／散乱式粒度分布測定装置（ＭＴ３３００ＥＸＩＩ）を用いて、平均粒径を体積基準で測定した。
金属粉末の融点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により求めた。第１金属粉末については日立ハイテクサイエンス社製のＤＳＣ７０２０により測定し、第２金属粉末、金属粉末Ａ～ＣについてはＮＥＴＺＳＣＨ社製のＤＳＣ４０４－Ｆ３Ｐｅｇａｓｕｓにより測定した。
第２金属粉末（１）～（５）、金属粉末Ａ及び金属粉末Ｃにおける表層の厚さＲｓは、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）に基づき、オージェ電子分光分析装置を用いて測定した。
金属粉末の融点は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により求めた。第１金属粉末については日立ハイテクサイエンス社製のＤＳＣ７０２０により測定し、第２金属粉末、金属粉末Ａ～ＣについてはＮＥＴＺＳＣＨ社製のＤＳＣ４０４－Ｆ３Ｐｅｇａｓｕｓにより測定した。
第２金属粉末（１）～（５）、金属粉末Ａ及び金属粉末Ｃにおける表層の厚さＲｓは、オージェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）に基づき、オージェ電子分光分析装置を用いて測定した。
【0102】
第１金属粉末：
Ｓｎ１００質量％の金属粉末（Ｓｎ１００質量％粉）
第１金属粉末は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４－１：２００４の表２における粉末サイズの分類において記号４を満たすサイズ（粒度分布）であった。すなわち、第１金属粉末は、粒子径が３８μｍ以下の粒子の含有量が、第１金属粉末の総質量に対して９９質量％以上である。第１金属粉末の平均粒径は、３４．５４μｍであった。
第１金属粉末の融点は、２３２℃であった。
Ｓｎ１００質量％の金属粉末（Ｓｎ１００質量％粉）
第１金属粉末は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４－１：２００４の表２における粉末サイズの分類において記号４を満たすサイズ（粒度分布）であった。すなわち、第１金属粉末は、粒子径が３８μｍ以下の粒子の含有量が、第１金属粉末の総質量に対して９９質量％以上である。第１金属粉末の平均粒径は、３４．５４μｍであった。
第１金属粉末の融点は、２３２℃であった。
【0103】
第２金属粉末（１）～（５）：
第２金属粉末（１）～（５）では、コア部をＮｉ９０質量％とＦｅ１０質量％との合金からなる金属粉末（Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉）とした。
コア部であるＮｉ－１０質量％Ｆｅ粉は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４－１：２００４の表２における粉末サイズの分類において記号５を満たすサイズ（粒度分布）であった。すなわち、Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉は、粒子径が２５μｍ以下の粒子の含有量が、Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉の総質量に対して９９質量％以上である。コア部であるＮｉ－１０質量％Ｆｅ粉の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、２２．５９μｍであった。
コア部の融点は、１４４４℃であった。
第２金属粉末（１）～（５）では、コア部をＮｉ９０質量％とＦｅ１０質量％との合金からなる金属粉末（Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉）とした。
コア部であるＮｉ－１０質量％Ｆｅ粉は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４－１：２００４の表２における粉末サイズの分類において記号５を満たすサイズ（粒度分布）であった。すなわち、Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉は、粒子径が２５μｍ以下の粒子の含有量が、Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉の総質量に対して９９質量％以上である。コア部であるＮｉ－１０質量％Ｆｅ粉の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、２２．５９μｍであった。
コア部の融点は、１４４４℃であった。
【0104】
第２金属粉末（１）～（５）、金属粉末Ａ及び金属粉末Ｃにおいて、コア部の表面全体を被覆する表層を形成する金属を、Ｎｉ１００質量％の金属とした。この表層は、コア部の全体をＮｉめっきで被覆したものである。これらのＮｉめっきは、いずれも、電気めっきにより形成した。
表層の厚さＲｓ（すなわち、Ｎｉめっきの厚さ）は、それぞれ、（１）０．０５μｍ、（２）０．１０μｍ、（３）０．３５μｍ、（４）０．５０μｍ、（５）０．７５μｍであった。
表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
表層の厚さＲｓ（すなわち、Ｎｉめっきの厚さ）は、それぞれ、（１）０．０５μｍ、（２）０．１０μｍ、（３）０．３５μｍ、（４）０．５０μｍ、（５）０．７５μｍであった。
表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
【0105】
金属粉末Ａ～Ｃ：
金属粉末Ａとして、コア部と、コア部を被覆し、Ｎｉからなる表層とを有するものを用いた。金属粉末Ａは、表層の厚さＲｓが１．２０μｍであること以外は第２金属粉末（１）と同一の金属粉末であった。
金属粉末Ａのコア部の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、２２．５９μｍであった。
コア部の融点は、１４４４℃であった。表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
金属粉末Ａとして、コア部と、コア部を被覆し、Ｎｉからなる表層とを有するものを用いた。金属粉末Ａは、表層の厚さＲｓが１．２０μｍであること以外は第２金属粉末（１）と同一の金属粉末であった。
金属粉末Ａのコア部の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、２２．５９μｍであった。
コア部の融点は、１４４４℃であった。表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
【0106】
金属粉末Ｂとして、第２金属粉末（１）～（５）のコア部として用いた金属粉末（Ｎｉ－１０質量％Ｆｅ粉）と同一の金属粉末を用いた。第３金属粉末は、表層を有しない金属粉末であった。
金属粉末Ｂの粒径は、２２．５９μｍであった。
金属粉末Ｂの融点は、１４４４℃であった。
金属粉末Ｂの粒径は、２２．５９μｍであった。
金属粉末Ｂの融点は、１４４４℃であった。
【0107】
金属粉末Ｃとして、コア部と、コア部を被覆し、Ｎｉからなる表層とを有するものを用いた。金属粉末の表層の厚さは１～３μｍであった。
コア部は、Ｃｕからなる金属粉末（Ｃｕ１００質量％粉）とした。
金属粉末Ｃのコア部の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、５５．３μｍであった。
コア部の融点は、１０８５℃であった。表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
コア部は、Ｃｕからなる金属粉末（Ｃｕ１００質量％粉）とした。
金属粉末Ｃのコア部の粒径（すなわち、コア径Ｒｃ）は、５５．３μｍであった。
コア部の融点は、１０８５℃であった。表層を形成するＮｉの融点は、１４５５℃であった。
【0108】
フラックスとして、ＳＤＣ５（千住金属工業株式会社製）を用いた。
【0109】
下記の＜評価＞に記載した評価方法にしたがって、≪ボイド抑制能の評価≫、≪化合物形成の評価≫、≪耐熱性の評価≫を行った。これらの評価結果を表１、図８に示した。
【0110】
＜評価＞
≪ボイド抑制能の評価≫
（１）評価方法
マスク（開口部：サイズ３ｍｍ×３ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ）とスキージを用いて、各例のペーストをＣｕ基板（サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ）の上に印刷し、Ｓｉチップ（サイズ３ｍｍ×３ｍｍ）を搭載した後、リフローした。リフローのプロファイルは、３０℃からピーク温度（２５０℃）まで昇温速度３℃／ｓｅｃで昇温した。窒素雰囲気、ピーク時間は２．５分に設定し、ピークの最初の２分間は減圧した。
その後、Ｘ線観察装置を用いて、ボイドを観察した。
≪ボイド抑制能の評価≫
（１）評価方法
マスク（開口部：サイズ３ｍｍ×３ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍ）とスキージを用いて、各例のペーストをＣｕ基板（サイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍ）の上に印刷し、Ｓｉチップ（サイズ３ｍｍ×３ｍｍ）を搭載した後、リフローした。リフローのプロファイルは、３０℃からピーク温度（２５０℃）まで昇温速度３℃／ｓｅｃで昇温した。窒素雰囲気、ピーク時間は２．５分に設定し、ピークの最初の２分間は減圧した。
その後、Ｘ線観察装置を用いて、ボイドを観察した。
【0111】
（２）判定基準
Ａ 比較例２のペーストを用いた場合と同程度の少量のボイドが発生した。
Ｂ 比較例２のペーストを用いた場合よりも多く、比較例１のペーストを用いた場合よりも少ない量のボイドが発生した。
Ｃ 比較例１のペーストを用いた場合と同程度の多量のボイドが発生した。
Ａ 比較例２のペーストを用いた場合と同程度の少量のボイドが発生した。
Ｂ 比較例２のペーストを用いた場合よりも多く、比較例１のペーストを用いた場合よりも少ない量のボイドが発生した。
Ｃ 比較例１のペーストを用いた場合と同程度の多量のボイドが発生した。
【0112】
実施例１～３、５、６、比較例１～２のＸ線観察像を図４に示す。実施例１～３、５、６、比較例２は、比較例１に比べて、ボイドが抑制されている様子が確認された。撮影像は示していないが、実施例４では、実施例３及び実施例５と同程度に、ボイドが抑制されていた。撮影像は示していないが、実施例７では、比較例１に比べて、ボイドが抑制されている様子が確認された。
【0113】
【表1】
【0114】
≪耐熱性の評価≫
（１）評価方法
はんだペーストが含有するＳｎと、Ｎｉ及びＦｅを含む合金とが高融点の化合物を形成することにより、はんだ接合部の耐熱性が高められる。この化合物を形成する反応は、発熱反応である。そこで、化合物形成時の発熱量を測定することにより、耐熱性を評価した。
（１）評価方法
はんだペーストが含有するＳｎと、Ｎｉ及びＦｅを含む合金とが高融点の化合物を形成することにより、はんだ接合部の耐熱性が高められる。この化合物を形成する反応は、発熱反応である。そこで、化合物形成時の発熱量を測定することにより、耐熱性を評価した。
【0115】
まず、実施例１～３、５、比較例１～２の各はんだペーストのそれぞれに含まれる金属粉末からなる混合粉末を準備した。以下、これら混合粉末を、それぞれ、実施例１～３、５、比較例１～２の混合粉末という。各混合粉末中、各金属粉末の混合比（質量比）は、はんだペースト中の混合比（質量比）と同一に設定した。
【0116】
各混合粉末をアルミパンに入れて、ＤＳＣにより、発熱ピークの測定を行った。測定装置として、ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ７０２０（日立ハイテクサイエンス社製）を用いた。測定プログラムは、１００～３５０℃、昇温速度５℃／ｍｉｎに設定した。
【0117】
実施例１～３、５、比較例１～２の各混合粉末についての、単位質量（ｍｇ）あたりの発熱ピーク（熱流）の測定結果（ＤＳＣ曲線）を図５に示す。図５中、２３０℃付近の大きなピークは、Ｓｎが溶融した際の吸熱ピークを示す。
【0118】
次いで、ＤＳＣ曲線に基づき、単位質量（ｍｇ）あたりの熱流を時間で積分することにより、実施例１～３、５、比較例１～２の各混合粉末について、単位質量（ｍｇ）あたりの積分値（単位は［Ｊ］）を算出した。
比較例１の混合粉末において、２００℃から３５０℃の範囲において、発熱量が最小値となる温度Ｔを、Ｔｉｎ０とした。実施例１～３、５、比較例２の各混合粉末において、２００℃から３５０℃の範囲において、積分値が最小値となる温度Ｔを、それぞれ、Ｔｉｎとした。
温度Ｔｉｎから３５０℃までの範囲における、実施例１～３、５、比較例２の各混合粉末の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量、及び、Ｔｉｎ０から３５０℃までの範囲における比較例１の混合粉末の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量を、図６に示す。
比較例１の混合粉末において、２００℃から３５０℃の範囲において、発熱量が最小値となる温度Ｔを、Ｔｉｎ０とした。実施例１～３、５、比較例２の各混合粉末において、２００℃から３５０℃の範囲において、積分値が最小値となる温度Ｔを、それぞれ、Ｔｉｎとした。
温度Ｔｉｎから３５０℃までの範囲における、実施例１～３、５、比較例２の各混合粉末の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量、及び、Ｔｉｎ０から３５０℃までの範囲における比較例１の混合粉末の単位質量（ｍｇ）あたりの発熱量を、図６に示す。
【0119】
次いで、温度Ｔｉｎから３００℃までの範囲における、実施例１～３、５、比較例２の各混合粉末の発熱量の割合を、温度Ｔｉｎ０から３００℃までの範囲における、比較例１の混合粉末の発熱量（１００％）に対する割合として算出した。発熱量の割合の算出結果を図７に示す。発熱量の割合がより高いほど、はんだ付けの際に化合物形成がより進行し、耐熱性がより高められることを意味する。
【0120】
以上より、実施例においては、Ｎｉめっきの厚さが厚いほど、発熱反応の開始は遅くなり、化合物を形成する反応が抑制されていることが確認された。
【0121】
（２）判定基準
Ａ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、６０％以上であった。
Ｂ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、２０％以上６０％未満であった。
Ｃ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、２０％未満であった。
Ａ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、６０％以上であった。
Ｂ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、２０％以上６０％未満であった。
Ｃ 混合粉末の発熱量の割合が、比較例１の混合粉末の発熱量に対して、２０％未満であった。
【0122】
実施例１～７、比較例１は、比較例２に比べて、耐熱性が高いことが確認された。
【0123】
≪化合物形成の評価≫
≪ボイド抑制能の評価≫と同様に、各例のペーストを基板に印刷し、Ｓｉチップを搭載せずに、リフローした。リフロー後のはんだを撮影した。
≪ボイド抑制能の評価≫と同様に、各例のペーストを基板に印刷し、Ｓｉチップを搭載せずに、リフローした。リフロー後のはんだを撮影した。
【0124】
実施例１～３、５、６、比較例１～２の撮影像を図８に示す。
撮影像中の白色部分は、金属光沢が弱い部分であり、Ｎｉ及びＦｅからなる合金と、Ｓｎとの化合物を示す。
撮影像中の黒色部分は、金属光沢が強い部分であり、化合物化が進行していない、未反応のＳｎを示す。
撮影像中の白色部分は、金属光沢が弱い部分であり、Ｎｉ及びＦｅからなる合金と、Ｓｎとの化合物を示す。
撮影像中の黒色部分は、金属光沢が強い部分であり、化合物化が進行していない、未反応のＳｎを示す。
【0125】
実施例１～３、５、６、比較例１では、比較例２に比べて、より多くの化合物が形成されている様子が確認された。撮影像は示していないが、実施例４では、実施例３及び実施例５と同程度に、化合物が形成されていた。撮影像は示していないが、実施例７では、比較例２に比べて、より多くの化合物が形成されていた。比較例２はＮｉめっきが厚すぎたため、接合時にコア部が完全に露出することがなく、コア部と第１金属とで耐熱性を発揮するために十分な量の化合物が形成されなかったと推測される。
この結果から、実施例１～７、比較例１は、比較例２に比べて、耐熱性が高いことが確認された。
この結果から、実施例１～７、比較例１は、比較例２に比べて、耐熱性が高いことが確認された。
【符号の説明】
【0126】
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 第２金属粉末
２０１ コア部
２０２ 表層
２０３ 中間層
２０４ 金属層
Ｒｃ コア部のコア径
Ｒｓ 表層の厚さ
Ｒｉ 中間層の厚さ
Ｒｍ 金属層の厚さ
２０１ コア部
２０２ 表層
２０３ 中間層
２０４ 金属層
Ｒｃ コア部のコア径
Ｒｓ 表層の厚さ
Ｒｉ 中間層の厚さ
Ｒｍ 金属層の厚さ
【要約】
【課題】耐熱性に優れるとともに、はんだ接合の際にボイドの発生をより抑制することができる、はんだペースト、及び、そのはんだペーストを用いて形成されたはんだ継手を提供する。
【解決手段】第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有するはんだペーストを採用する。第１金属粉末は、Ｓｎを含む。第２金属粉末２０Ａは、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部２０１と、コア部２０１を被覆するＮｉを含む金属からなる表層２０２とを有する。第２金属粉末２０Ａの表層２０２を形成する金属中のＮｉの含有量は、第２金属粉末２０Ａの表層２０２を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上である。第２金属粉末２０Ａの表層２０２の厚さは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である。
【選択図】図１
【解決手段】第１金属粉末と、第２金属粉末と、フラックスと、を含有するはんだペーストを採用する。第１金属粉末は、Ｓｎを含む。第２金属粉末２０Ａは、Ｎｉ及びＦｅを含む合金からなるコア部２０１と、コア部２０１を被覆するＮｉを含む金属からなる表層２０２とを有する。第２金属粉末２０Ａの表層２０２を形成する金属中のＮｉの含有量は、第２金属粉末２０Ａの表層２０２を形成する金属の総質量に対して、５０質量％以上である。第２金属粉末２０Ａの表層２０２の厚さは、０．０５μｍ以上１．２０μｍ未満である。
【選択図】図１
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
