2019-002059

第１　手続の経緯

本願は、平成３０年　４月２７日の出願であって、平成３０年１０月２６日付けで拒絶理由が通知され、同年１１月２０日付けで意見書が提出され、平成３１年　１月　７日付けで拒絶査定がされ、これに対し、同年　２月１４日付けで拒絶査定不服審判の請求がされたものである。

第２　本願発明

本願請求項１～７に係る発明（以下、それぞれ「本願発明１」～「本願発明７」という。）は、願書に最初に添付された特許請求の範囲の請求項１～７に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。

「【請求項１】

全体の質量％のうち、０．０３質量％～０．０９質量％のニッケルと、

全体から前記ニッケル及び不可避不純物を除いた残部であるビスマスと、

からなるはんだ合金。

続きを表示（全28行）

【請求項２】

前記ニッケルを０．０５質量％～０．０７質量％含有する、請求項１に記載のはんだ合金。

【請求項３】

請求項１又は２に記載のはんだ合金の粉末と、

フラックスと、

を有するソルダペースト。

【請求項４】

請求項１又は２に記載のはんだ合金が一定の形状に成形された成形はんだ。

【請求項５】

半導体チップと、

前記半導体チップを支持するダイパッドと、

前記半導体チップと前記ダイパッドとの間に設けられた、請求項１又は２に記載のはんだ合金と、

前記半導体チップ及び前記ダイパッドを覆う樹脂と、

を有する半導体装置。

【請求項６】

半導体チップと、

前記半導体チップを支持する絶縁基板と、

前記絶縁基板と前記半導体チップとの間に設けられた、請求項１又は２に記載のはんだ合金と、

を有する半導体装置。

【請求項７】

半導体チップを支持する絶縁基板と、

前記半導体チップから発生する熱を放出する放熱板と、

前記絶縁基板と前記放熱板との間に設けられた、請求項１又は２に記載のはんだ合金と、

を有する半導体装置。」

第３　原査定の概要

原査定（平成３１年　１月　７日付け拒絶査定）における拒絶理由の概要は次のとおりである。

理由１．本願請求項１、２、６、７に係る発明は、その出願前に日本国内において、頒布された下記の引用文献１に記載された発明又は電気通信回線を通じて公衆に利用可能となった発明であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を受けることができない。

理由２．本願請求項１、２、３、４、６、７に係る発明は、その出願前に日本国内において、頒布された下記の引用文献１に基づいて、その発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者（以下、「当業者」という。）が容易に発明できたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。

理由３．本願請求項５に係る発明は、その出願前に日本国内において、頒布された下記の引用文献１、２に基づいて、当業者が容易に発明できたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。

引用文献等一覧

１．特開２００７－２８１４１２号公報

２．特開２００６－３１０５０７号公報

第４　引用文献、引用発明

１．引用文献１について

１－１．引用文献１の記載事項

本願の出願前に日本国内において頒布され、原査定の拒絶の理由に引用された上記引用文献１（特開２００７－２８１４１２号公報）には、「パワー半導体モジュール」（発明の名称）に関して、図面とともに次の事項が記載されている。（「…」によって記載の省略を表す。また、下線は当審による。以下同様。）

１ア　「【特許請求の範囲】

【請求項１】

Ｃｕ層を表面に備えたパワー半導体素子と、Ｃｕ層を表面に備えた絶縁基板と、を有し、前記パワー半導体素子と前記絶縁基板とをそれぞれのＣｕ層が対向するように配して、該２つのＣｕ層の間を前記Ｂｉ系ハンダ材料で接合してなるパワー半導体モジュール。

【請求項２】

パワー半導体素子と、Ｃｕ層を表面に備えた絶縁基板と、Ｃｕ層を表面に備えた放熱板と、を有し、前記絶縁基板と前記放熱板とをそれぞれのＣｕ層が対向するように配して、該２つのＣｕ層の間を前記Ｂｉ系ハンダ材料で接合してなるパワー半導体モジュール。

【請求項３】

前記Ｂｉ系ハンダ材料が、（１）Ｂｉ単体、（２）Ｂｉ中にＣｕＡｌＭｎ合金粒子を分散させたＢｉ－ＣｕＡｌＭｎ、（３）ＢｉにＣｕを添加した材料、又は（４）ＢｉにＮｉを添加した材料、であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項４】

前記ＢｉにＮｉを添加した材料は、Ｎｉの含有率が０．０１質量％以上７質量％以下であることを特徴とする請求項３に記載のパワー半導体モジュール。」

１イ　「【技術分野】

【０００１】

本発明は、パワー半導体モジュールに関し、詳細には、鉛フリー高温ハンダ材料により接合してなるパワー半導体モジュールに関する。

【背景技術】

【０００２】

パワー半導体モジュールは、通常、パワー半導体と電流通電部とが電気的に絶縁されるよう、パワー半導体に絶縁体を設けた構成となっている。このパワー半導体と絶縁体とは、ハンダなどによって接合されている。

【０００３】

また、パワー半導体モジュールでは、半導体素子から発生する熱を効率よく放散するために、あるいは一時的に熱を分散するために、放熱板が設けられ、この放熱板と上記絶縁体とは、ハンダによって接合されている。したがって、パワー半導体モジュールでは、半導体素子と絶縁体との間、及び絶縁体と放熱板との間の２箇所でハンダにより接合することが一般的である。

【０００４】

ここで、２回目のハンダ付けの温度が、１回目に用いたハンダ材料の融点よりも高いと、２回目のハンダ付けの際に１回目にハンダ付けした部分が溶融して、位置ずれを起こしたり傾斜したりといった不具合を発生させてしまう。したがって、この問題を回避するため、１回目に用いるハンダ材料の融点は、２回目に用いるハンダ材料の融点よりも高くなるように、ハンダの材料を選択している。

【０００５】

これまでは２回のハンダ接合工程にＰｂ系ハンダ材料が用いられていた。特にＰｂ－Ｓｎハンダ材料を用い、ＰｂとＳｎの比率を変えることによって、融点を１８３～３００℃前後の範囲で変化させて、２回のハンダ付けを行っていた（例えば、非特許文献１参照。）。

しかし、Ｐｂは毒性を有するために使用廃止の方向にあり、Ｐｂフリーのハンダ材料の開発が望まれている。

【０００６】

このようなハンダ材料に対する要求の中、例えば、種々の組成のＳｎ系ハンダ材料が提案されている。しかしＳｎ系ハンダ材料は、その融点を２２０℃前後の狭い範囲でしか変動させることができず、２回のハンダ付けの工程に適用させることが難しい。

【０００７】

また、次世代のパワー半導体素子であるＧａＮやＳｉＣは、２００℃以上の耐熱性を有し、且つ絶縁破壊電界及び飽和電子密度等が大きいことから、高い動作電圧を用いて大電流を扱うことが可能である。この電流の大きさに起因して半導体素子からの発熱が２００℃程度にまで上昇するため、ハンダによる接合部分に対しても２００℃以上の耐熱性が要求されている。

しかし、Ｓｎ系ハンダ材料の融点は２２０℃程度であるが故に、この温度で溶けてしまい、また、２００℃前後において引っ張り強度が著しく低下してしまうため、２００℃を超える熱を発する次世代パワー半導体素子に対しては、接合材料としてＳｎ系ハンダ材料を用いることは実用上難しい。

【０００８】

また、接合材料としてＡｇ系のロウ材料が一般的に知られているが、それらの融点は６５０℃以上と高く、このような温度では半導体素子を壊したり変質させてしまうために、本用途に用いることができない。

【０００９】

このような状況下において、ハンダ材料としてＢｉを用いると、Ｂｉ単体の融点が２７０℃であるため、耐熱性に優れた接合体となる。

例えば、所望の接合温度で接合できるよう、固相線温度と液相線温度を適切な範囲とすべく、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｚｎを含むＢｉがハンダ材料として提示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ＡｇなどＢｉと共晶しうる金属元素と、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎなどの金属元素とをＢｉに添加した３成分以上からなるハンダ材料が提示されている（例えば、特許文献２参照。）。」

１ウ　「【発明が解決しようとする課題】

【００１０】

しかしながら、Ｂｉ系ハンダ材料をパワー半導体モジュールの接合材料に適用しようとすると、その過酷な冷熱サイクルによって接合界面での反応が顕著になり、ハンダ材料に接する部材の材質によっては不要な反応生成物を生成させてしまうことが明らかとなった。この反応生成物は、周りに存在するハンダ材料よりも硬かったり脆かったりするので、この反応生成物が存在する位置を起点にクラックが発生したり、反応生成物が割れてクラックの発生の原因となったりする。

このような界面反応は、次世代の半導体素子として注目されているＧａＮやＳｉＣ半導体素子の場合に特に問題となる。これら次世代半導体素子では、発熱量が極めて多く、２００℃以上にまで達する場合がある。

【００１１】

そこで、本発明の課題は、Ｂｉ系ハンダ材料を用いて接合したときに、接合界面に不要な反応生成物を生成させ難く、その結果クラックなどの不具合を発生させ難いパワー半導体モジュールを提供することにある。」

１エ　「【発明の効果】

【００５０】

本発明によれば、冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュールを提供することができる。また、製造工程上、位置ずれなどの不具合を生じないパワー半導体モジュールをも提供することができる。」

１オ　「【発明を実施するための最良の形態】

【００５１】

本発明のパワー半導体モジュールは、被接合面にＣｕ層を備え、前記Ｃｕ層の間を、Ｂｉ系ハンダ材料によって接合してなる。この被接合面を有する部材としては、パワー半導体素子と絶縁基板との組み合わせ、或いは絶縁基板と放熱板との組み合わせである。また、本発明のパワー半導体モジュールにおいて、少なくとも１箇所がＢｉ系ハンダ材料で接合されていればよく、したがって、２箇所以上をＢｉ系ハンダ材料で接合していてもよい。

以下では、まず始めにパワー半導体モジュールの構成について説明し、次に各構成部材について説明する。

【００５２】

＜パワー半導体モジュール＞

図１に、本発明のパワー半導体モジュール１０の腰部断面図を模式的に示す。

パワー半導体モジュール１０は、パワー半導体素子２０と絶縁部３０と放熱板４０とを有する。パワー半導体素子２０と絶縁部３０との間は第一接合部５０によって接合される。絶縁部３０と放熱板４０との間は第二接合部６０によって接合される。

【００５３】

パワー半導体モジュール１０は、車載用インバータなどに用いられるものである。パワー半導体モジュール１０の周辺には図示しない内燃機関が設けられているために、パワー半導体モジュール１０が置かれている環境はかなり高温となっている。さらに、パワー半導体素子として次世代のＧａＮやＳｉＣを用いた場合には、パワー半導体素子２０からの発熱が大きく、パワー半導体モジュール１０の温度が上昇する。

【００５４】

パワー半導体素子が自身の発する熱や高温の周囲環境によって破壊するのを防ぐよう、冷却水が流動する冷却管（図示せず）が設けられ、冷却管とパワー半導体素子との間に放熱板４０が設けられる。

【００５５】

したがって、一般的にパワー半導体モジュールに求められる性能としては、第一に冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じさせないことであり、第二に絶縁基板によって確実に絶縁させることであり、第三にパワー半導体素子から発せられた熱を放熱板までなるべく蓄積することなく伝えることである。

【００５６】

冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などを発生させないためには、半導体素子、絶縁基板、放熱板及び接合部材などの部材そのものが温度変化に対して耐久性がなければならず、加えて、冷熱サイクルにおいて不要な反応生成物を発生させないことが重要である。かかる反応生成物は脆い物質であったり、硬すぎる物質であったりして、反応生成物が発生した部位を起点として亀裂や剥離等を起こしやすい。

また、各部材の熱膨張係数が近い値であることも、冷熱サイクルによる亀裂や剥離などの発生を抑制するのに重要である。熱膨張係数が全く異なる部材を接合すると、冷熱サイクルによって繰り返し起こる部材の体積変化によって、亀裂や剥離等を発生させやすくなる。」

１カ　「【００６５】

［第一の実施態様］

＜第二接合部＞

本発明における第二接合部６０は、絶縁部３０と放熱板４０との間を接合するために設けられる。図１に示す第一の実施態様では、第二接合部６０の材質として、Ｂｉ系ハンダ材料を用いる。本発明ではＢｉ系ハンダ材料としては、Ｂｉを主成分とするものであれば特に制限されない。なお、「Ｂｉ系ハンダ材料」とは、ハンダ材料中、Ｂｉを８０質量％以上含有するものをいう。

具体的には、Ｂｉ系ハンダ材料としては、Ｂｉ単体のほかに、ＢｉにＣｕ、Ｎｉ、Ａｇを添加したものなどを挙げることができるが、下記（１）～（４）に記載のＢｉ系ハンダ材料であることが固相線温度を低下させない観点から好ましい。例えば、ＢｉにＡｇを２．５質量％添加したものは、固相線温度がＢｉ単体の２７０℃から２６２℃程度に低下してしまい、半導体素子の動作により発せられる熱に対する耐性の観点から望ましくはない。

更に、下記（１）～（４）に記載のＢｉ系ハンダ材料の中でも、Ｂｉの脆性の高さを解消して機械的強度を高める観点からは、下記（２）～（４）のＢｉ系ハンダ材料であることが好ましい。

【００６６】

（１）Ｂｉ単体

（２）Ｂｉ中にＣｕＡｌＭｎ合金粒子を分散させたＢｉ－ＣｕＡｌＭｎ

（３）ＢｉにＣｕを添加した材料

（４）ＢｉにＮｉを添加した材料

以下、それぞれのＢｉ系ハンダ材料について詳細に説明する。

…

【００７９】

（３）ＢｉにＣｕを添加した材料

上述の通り、ハンダ材料はＢｉ単体であってもパワー半導体モジュールの耐熱性を向上させることができるが、Ｂｉの脆性の低さを改善するのであれば、ＢｉにＣｕを添加したハンダ材料とすることが好適である。

…

【００８６】

ＢｉにＣｕを添加したハンダ材料の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。例えば、具体的な製造方法として下記の方法を挙げることができるが、本発明はこれに限定されない。

所定量のＢｉ及びＣｕを準備し、高周波溶解炉等により加熱、混合した後に、冷却する。

【００８７】

（４）ＢｉにＮｉを添加した材料

ＢｉにＮｉを添加すると、Ｂｉの脆性が改善され、機械的強度が高まる。この原因については明らかになっていないが、微細なＢｉ３Ｎｉの化合物相がＢｉ中に分散することによるものと思われる。

【００８８】

Ｂｉの脆性を低く抑えるという観点からは、Ｎｉの含有率は０．０１質量％以上であり、好適には０．１質量％以上であり、更に好適には０．４質量％以上である。

一方、Ｎｉを多く添加すると、Ｃｕを添加したときと同様に、液相線温度が上昇する。したがって、ハンダによる接合時の加熱温度を考慮すると、Ｎｉの含有率は７質量％以下であり、好適には２質量％以下であり、更に好適には１質量％以下である。

ＢｉにＮｉを含有させたときの具体的な液相線温度及び固相線温度を下記表２に示す。

【００８９】

【表２】

」

【００９０】

ＢｉにＮｉを添加したハンダ材料の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を採用することができ、上述のＢｉにＣｕを添加したハンダ材料と同様の方法を採用することができる。」

１キ　「【０１４８】

［実施例２］

図２にしめすような、パワー半導体素子と絶縁基板とをＢｉ系ハンダ材料で接合した評価試験体－１を作製した。

【０１４９】

＜パワー半導体素子の準備＞

ＧａＮを用いたパワー半導体素子２０を準備し、その最表面にＣｕ層２２１をスパッタリングで形成した。

【０１５０】

＜絶縁部の準備＞

一方、絶縁基板３２としてのＡｌＮの両面にロウ付けによってＡｌ層３４、３６を貼り付け、Ａｌ層３４／ＡｌＮ層３２／Ａｌ層３６の積層体を作製した。更にこの積層体の一方の表面にＣｕ層３８１をメッキにより形成し絶縁部３０を作製した。なお、メッキの際には、メッキしない面はマスキングシートなどを貼って保護した。

【０１５１】

＜第一接合部の接合＞

Ｂｉ単体を１５０～２００μｍの厚みに切り出した。切り出されたＢｉ単体層の表面を覆っている酸化膜を、研磨及び酸洗浄を利用して除去した。

上記準備したパワー半導体素子２０のＣｕ層２２１と、絶縁部３０のＣｕ層３８１とを対向するように配置し、その間にＢｉ単体層５０を挟み込んだ状態で、５％Ｈ２／Ｎ２の還元ガス雰囲気下においてリフロー法を利用して、３２０℃の接合温度で接合した。

【０１５２】

＜冷熱サイクル試験＞

得られた評価試験体－１について、冷熱サイクル試験を行った。

本実施例において冷熱サイクル試験は、－４０℃と２００℃の間を２０分で上昇・降下させるのを１サイクルとし、その１サイクルを合計で１０００サイクル行った。１０００サイクル後の接合部の断面を電子顕微鏡により観察し、界面の反応生成物の有無、亀裂や空隙などの不具合の有無を調べた。

その結果、接合部の界面には反応生成物は観察されなかったが、微小な空隙が僅かに観察された。しかし、亀裂は生成していなかった。したがって過酷な条件の冷熱サイクルに対しても高い信頼性があることが確認された。

【０１５３】

…

【０１５４】

［実施例４］

実施例２において、接合部材としてＢｉ単体を用いたところを、Ｂｉに０．５質量％のＮｉを添加したものに変更した以外は同様にして、評価試験体－３を作製した。

得られた評価試験体－３について、実施例２と同様の冷熱サイクル試験を行ったところ、接合部の界面には反応生成物は観察されず、空隙や亀裂も確認されなかった。したがって過酷な条件の冷熱サイクルに対しても高い信頼性があることが確認された。

【０１５５】

…

【０１６１】

作製した評価試験体の構成とその評価結果を下記表３にまとめる。

【０１６２】

【表３】

」

１－２．引用文献１に記載された発明

ア　上記１ウによれば、引用文献１において解決しようとする課題は、パワー半導体モジュールにおいて、高温ハンダ材料であるＢｉ系ハンダ材料を用いて接合したときに、接合界面に不要な反応生成物を生成させ難く、その結果クラックなどの不具合を発生させ難いパワー半導体モジュールを提供することである（以下、単に「課題」という。）。

イ　上記アの課題を解決するための手段は、上記１アによれば、２つのＣｕ層の間を接合するＢｉ系ハンダ材料を、ＢｉにＮｉを添加した材料であって、Ｎｉの含有率が０．０１質量％以上７質量％以下であるものとすることであり、上記１エ、１オによれば、このようなＢｉ系ハンダ材料を用いることにより、冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュールを提供することができる。

ウ　上記１カの段落【００８７】～【００８８】によれば、ＢｉにＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料において、Ｎｉの含有率を０．０１質量％以上７質量％以下とする理由は次のとおりである。すなわち、ＢｉにＮｉを添加すると、微細なＢｉ３Ｎｉの化合物相がＢｉ中に分散することになって、Ｂｉの脆性を低く抑えることができるので、Ｎｉの含有率は０．０１質量％以上であり、好適には０．１質量％以上であり、更に好適には０．４質量％以上である。また、Ｎｉを多く添加すると液相線温度が上昇するが、ハンダ接合時の加熱温度が上昇しすぎないように、Ｎｉの含有率は７質量％以下であり、好適には２質量％以下であり、更に好適には１質量％以下である。

エ　上記１キによれば、接合面をＣｕ層とし、Ｂｉに０．５質量％のＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料を用いた実施例４では、反応生成物・空隙・亀裂はいずれも発生しないことが確認された。

オ　そこで、上記１ア～１キの記載及び上記ア～エの検討によれば、引用文献１には、次の発明（以下、「引用発明１」という。）が記載されていると認められる。

「パワー半導体モジュール用の高温ハンダ材料である、ＢｉにＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料であって、Ｎｉの含有率が、０．０１質量％以上、７質量％以下である、Ｂｉ系ハンダ材料。」

２．引用文献２について

本願の出願前に日本国内において頒布され、原査定の拒絶の理由に引用された上記引用文献２（特開２００６－３１０５０７号公報）には、「半導体装置」（発明の名称）に関して、次の事項が記載されている。

２ア　「【技術分野】

【０００１】

本発明は、半導体装置用接合部材、これを用いた半導体装置、およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、高耐圧用半導体装置に関するものである。」

２イ　「【発明が解決しようとする課題】

【０００５】

しかしながら、近年世界的に鉛（Ｐｂ）を含まないはんだの利用が推奨され、電子機器の分野においてもＰｂを含む従来のはんだに代わる接続材料（代替接続材料）を使用した半導体装置や、その他の接続構造体の採用が要求されるようになってきている。

【０００６】

接続構造体及びそれに用いる接続材料については要求される条件は様々であるが、高耐圧用半導体装置に用いる接続材料の場合には、使用環境において２００℃前後の耐熱温度が要求される。

【０００７】

そこで本発明の目的は、Ｐｂを含む従来のはんだに代わる新規なはんだを用いながら、これによる接合構造を、低コストで且つ耐熱性等に優れたものとして実現するに好適な半導体装置用接合材料材及びこれを用いた半導体装置及びその製造方法を提供することにある。」（第１頁左下欄１４行～右下欄７行）

２ウ　「【実施例３】

【００６３】

次に、実施例３として、半導体装置について、図９を用いて説明する。実施例３に係る半導体装置は、表面に回路が作りこまれた半導体素子１と、半導体素子１を支持するＣｕ系リードフレーム１０と、Ｃｕ系リードフレーム１０の外部リード１１部分と半導体素子１とを電気的に接続するワイヤ１２と、少なくとも半導体素子１を封止する封止材８とで構成されている。本実施例においては、半導体素子１の裏面とＣｕ系リードフレーム１０とに１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下の厚さのＡｇ膜が形成された状態で、Ｂｉ系接合部材２で接合されている。そして、上記に説明した実施例１及び実施例２の場合と同様に、Ｂｉ系接合部材層の半導体素子１の裏面およびＣｕ系リードフレーム１０との界面にはＡｇの傾斜拡散層が形成され接続されている。これにより、耐熱性、耐熱応力性、放熱性に優れた半導体装置を提供することができる。封止材８は、耐熱性のある樹脂あるいはシリコーンゴム等を用いればよい。」

２エ　「図９

」

第５　対比・判断

１．本願発明１について

（１）本願発明１と引用発明１との対比

ア　引用発明１のＢｉ系ハンダ材料は、ＢｉにＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料であるところ、上記１カの段落【００９０】に記載の（４）の製造方法を参照すると、その製造方法は、（２）のＢｉにＣｕを添加したハンダ材料と同様の方法、すなわち「所定量のＢｉ及びＣｕを準備し、高周波溶解炉等により加熱、混合した後に、冷却する」方法を採用することができるとのことであるから、所定量のＢｉ及びＮｉを準備し、高周波溶解炉等により加熱、混合した後に、冷却する方法により製造されるものと認められる。

したがって、引用発明１のＢｉにＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料は、その製造原料が所定量のＢｉ及びＮｉのみであって、技術常識によれば、Ｂｉ及びＮｉ以外には不可避不純物が含有されているのみといえる。

よって、引用発明１の「ＢｉにＮｉを添加したＢｉ系ハンダ材料」は、本願発明１の「ニッケルと、全体から前記ニッケル及び不可避不純物を除いた残部であるビスマスと、からなるはんだ合金」に相当する。

イ　したがって、本願発明１と引用発明１は、次の点で一致し、相違する。

（一致点）

「ニッケルと、全体から前記ニッケル及び不可避不純物を除いた残部であるビスマスと、からなるはんだ合金。」

（相違点１）

「はんだ合金」における「ニッケル」の含有量が、本願発明１においては「全体の質量％のうち、０．０３質量％～０．０９質量％」であるのに対して、引用発明１は「０．０１質量％以上、７質量％以下である」点。

（２）相違点１についての判断

ア　まず、相違点１が実質的な相違点であるかについて検討する。

ニッケル含有量が、引用発明１では「０．０１質量％以上、７質量％以下」であるのに対して、本願発明１では「０．０３質量％～０．０９質量％」であるので、本願発明１のニッケル含有量の範囲は、引用発明１のニッケル含有量の範囲内に全て含まれるから、形式的には、両者でニッケル含有量が重複しており、一致しているようにも見える。

イ　そこで、上記ニッケル含有量の範囲の技術的意義について両者を対比する。

まず、本願発明１において、ニッケル含有量が「０．０３質量％～０．０９質量％」としたことの技術的意義について検討するために本願明細書と図面を確認すると、次の記載がある。

３ア　「 【００４０】

図４は、ＢｉへのＮｉ添加量と曲げたわみとの関係を示すグラフである。図４の縦軸は、上述した３点曲げ試験において、試験片６に亀裂が入るまでの曲げたわみを示し、横軸はＢｉへのＮｉの添加量［質量％］を示す。矢印のあるプロットは、図２に示した３点曲げ試験装置１０の寸法上の制約から、亀裂が入るまでたわませることができなかったことを示す。図４に示すグラフから、ＢｉへのＮｉ添加量が増加するにつれて、合金の延性が向上し、Ｎｉ添加量が０．０５％～０．０７％で合金の延性がピークを示し、それ以上Ｎｉ添加量が増加すると、合金の延性が低下することがわかる。

【００４１】

Ｂｉ単体は、高い融点を示すが脆いため、熱疲労による劣化が生じ易かった。このようなＢｉ単体にＮｉを添加することで、上述したように、合金の延性が向上し、耐熱疲労性を向上させることができる。ダイボンド用はんだとして実績のある高鉛はんだの一例であるＰｂ－１０％Ｓｎ－２．５％Ａｇの伸び率が１５％に対し、Ｂｉ単体の伸び率は５％である。このことから、はんだに適用し得る、Ｂｉ単体へのＮｉ添加による延性改善の目安として、押込み長を３倍とした。Ｂｉ単体にＮｉを添加しない場合、押込み長が８ｍｍで折れることから、押込み長が３倍となる２４ｍｍになるＮｉ添加量は、０．０３％～０．０９％であればよい。」

３イ　「図４

」

ウ　上記３ア、３イによれば、Ｂｉに対してＮｉを添加するにあたり、Ｎｉ添加量が増加するにつれて、合金の延性が向上し、Ｎｉ添加量が０．０５％～０．０７％で合金の延性がピークを示し、それ以上Ｎｉ添加量が増加すると、合金の延性が低下する。また、Ｎｉ添加量が０であるＢｉ単体における延性の目安である押し込み長（曲げたわみ）８ｍｍに対して、Ｎｉ添加量を０．０３％～０．０９％の範囲とすると、押し込み長（曲げたわみ）がその３倍の２４ｍｍ以上となるから、より限定した範囲である０．０５％～０．０７％の範囲においても同様に、Ｂｉ単体の少なくとも３倍に改善した延性が確保できることを意味する。

エ　一方、引用発明１において、ニッケル含有量が「０．０１質量％以上、１質量％以下」であることの技術的意義は、上記１カの段落【００８７】～【００８８】の記載によれば、下限値については、Ｎｉの含有率は０．０１質量％以上とすることによりＢｉの脆性を低く抑えることができるが、０．１質量％以上とすることが好適であり、０．４質量％以上とすることが更に好適であるとされている。また、上限値については、７質量％以下とすることにより液相線温度が上昇しすぎないようにすることができるが、２質量％以下とすることが好適であり、１質量％以下とすることが更に好適であるとされている。なお、脆性を抑えることは、延性を向上することに対応している。

オ　つまり、引用発明１では、ニッケル含有量の範囲「０．０１質量％以上、７質量％以下」において、ニッケル含有量が多くなるほど延性が向上するという技術的意義を有するのに対して、本願発明１では、ニッケル含有量の範囲「０．０３質量％～０．０９質量％」において、延性がピークを有する、つまり、延性が特異的に大きく向上することを意味しており、延性が「０．０３質量％～０．０９質量％」の範囲でピークを有すること、すなわち、特異的に優れた延性を有することは、引用文献１に記載も示唆もされておらず、引用文献１に接した当業者が全く予測し得ない、新たな知見に基づく技術的事項であるといえる。

カ　したがって、上記相違点１は、数値範囲として重複はしているものの、はんだ合金の延性という観点から見ると、全く異なる技術的意義を有しているものといえるから、本願発明１と引用発明１における実質的な相違点である。

キ　そして、引用文献１の記載によれば、上記エで検討したとおり、脆性を低く抑えて延性を向上するために、ニッケル含有量の範囲である「０．０１質量％以上、７質量％以下」のうち、下限値を０．１質量％や０．４質量％にするなど、より大きい含有量を選択する動機は存在するけれども、上記範囲のうち好適であるとされる０．１質量％以上の範囲には含まれない「０．０３質量％～０．０９質量％」を好ましい範囲として選択する動機はない。

また、ニッケル含有量について「０．０３質量％～０．０９質量％」の範囲が好ましいことは、引用文献２にも記載されておらず、当該技術分野の周知の技術ともいえない。

よって、引用発明１において、上記相違点１に係る本願発明１の特定事項とすることが、当業者にとって容易になし得ることであるとはいえない。

（３）　小括

以上の検討から、本願発明１は、引用文献１に記載された発明であるとはいえないし、引用発明１において、引用文献１及び引用文献２に記載された技術的事項や周知の技術に基づいて、上記相違点１に係る本願発明１の特定事項を採用することが、当業者にとって容易になし得ることであるともいえない。

２．本願発明２～７について

本願発明２～７はいずれも、請求項１を引用することによって、本願発明１の「全体の質量％のうち、０．０３質量％～０．０９質量％のニッケル」という特定事項、もしくは、当該特定事項をさらに限定した「前記ニッケルを０．０５質量％～０．０７質量％含有する」という特定事項を有するから、本願発明１と同様の理由により、本願発明２～７は、引用文献１に記載された発明ではないし、引用発明１において、引用文献１及び引用文献２に記載された技術的事項や周知の技術事項に基づいて、当業者が容易に発明できたものともいえない。

第６　むすび

以上のとおり、本願発明１～７はいずれも、引用文献１に記載された発明ではないし、引用発明１において、引用文献１及び引用文献２に記載された技術的事項や周知の技術事項に基づいて、当業者が容易に発明できたものとはいえない。

したがって、原査定の理由によっては、本願を拒絶することはできない。

また、他に本願を拒絶すべき理由を発見しない。

よって、結論のとおり審決する。