2021-700967

特許第６８５６９６３号（以下、「本件特許」という。）の請求項１～２に係る特許についての出願（以下、「本願」という。）は、２０２０年（令和２年）７月２２日（優先権主張 令和元年７月２６日）を国際出願日とする出願である特願２０２０－５４１６０１号の一部を令和２年９月１０日に新たな特許出願としたものであって、令和３年３月２３日に特許権の設定登録がされ、同年４月１４日に特許掲載公報が発行され、その後、同年１０月８日付けでその請求項１～２に係る特許に対し、特許異議申立人、赤松智信（以下「申立人」という。）により特許異議の申立てがされたものである。

ア 甲第１号証（国際公開第２００７／１２５９９１号）の記載事項

甲１には以下の記載がある（「・・・」は記載の省略を表す。下線は、当審による。以下同様。）。

（ア）「［0004］

ところで半導体素子と基板とをダイボンディング接合する時、基板上にフォームはんだを置いて加熱すると、フォームはんだが溶融したときに半導体素子の重量で溶融はんだがはんだ付け部間から押し出され、はんだ付け部間のはんだの量が少なくなってしまうことがある。はんだによる接合は、はんだ付け部間に適量のはんだが存在することではんだが有する本来の接合強度を発揮できるものであるが、上述のように上に置いた半導体素子の重量ではんだ付け部間のはんだが押し出されると、半導体素子と基板との間のクリアランスが狭くなりすぎてそこに十分な量のはんだが存在できなくなり、接合強度が弱くなってしまう。つまり、はんだ接合では、クリアランスが適当であると、最大の接合強度を発揮できるが、部分的にクリアランスの狭い部分ができると、接合部全体の接合強度が弱くなってしまうのである。

［0005］

そこで、従来よりはんだ付け部間を適当に離間させた状態ではんだ付けして、はんだ付け部間に適量のはんだを保つようにするため、はんだ付け部間にはんだよりも融点の高い高融点金属粒（以下、単に金属粒という）、例えばNi、Cu、Ag、Fe、Mo、W等の金属粒を複数個挟み込むことが行われていた。しかし、はんだ付けを行う度毎に、金属粒をはんだ付け部間に置いていたのでは非常に手間がかかって生産効率が悪いため、予め金属粒をその中に分散させたフォームはんだが使用されていた。

続きを表示（全19行）

［0006］

特許文献１には、シート状はんだの上に金属粒をホッパーで散布し、該金属粒を埋め込みローラーでシート状はんだ中に埋め込む、ローラー埋め込み法が開示されている。このときの金属粒として、丸型、三角、柱状、片状、微粒子状のもの等を用いている。

［0007］

特許文献２もローラ埋め込み法を開示するもので、得られるフォームはんだは、粒径が30～70μｍの金属粒をはんだ中に埋め込んだものである。

特許文献３は、金属粒が混在した複合はんだインゴットの製造方法を開示するが、この方法では、金属粒とフラックスを一緒に練ったものを溶融はんだ中に投入して攪拌、冷却、固化する。ここで用いる金属粒の粒径は、20μｍ、50μｍ、100μｍである。

［0008］

特許文献４は、二枚のはんだシートの間にホッパーで散布した金属粒を有する重ねシートを作製し、次いでこれを圧延して二枚のシートを圧着するフォームはんだの製造方法を開示する。金属粒の直径の平均値が30～300μｍ、直径分布の標準偏差が2.0μｍ以下という金属粒を用いている。

特許文献１：特開平3-281088号公報

特許文献２：特開平6-685号公報

特許文献３：特開平6-31486号公報

特許文献４：特開2005-161338号公報

発明の開示

発明が解決しようとする課題

［0009］

ところで従来のフォームはんだではんだ付けが行われた半導体素子と基板とから成る電子部品は、半導体素子が基板に対して傾斜して接合されたり、はんだ付け部に少しの衝撃が加わるとはんだ付け部が容易に剥離したりすることがあった。」

（イ）「課題を解決するための手段

［0017］

本発明者らは、金属粒の粒子径のバラツキがある一定値以下であれば、傾斜が少なくなり、また金属粒の周囲にはんだとの合金層が形成されていれば、金属粒とはんだとの接合強度が向上し、ダイボンディング用のフォームはんだとして優れた性能を発揮できることを見い出して本発明を完成させた。

・・・

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［0022］

ここに、上記バラツキの範囲は金属粒の粒径の40%以内、好ましくは20%以内にするのが好ましい。

本発明にかかるフォームはんだにおいて、高融点金属粒とはんだの接合面には空気やフラックスの巻き込みあるいは残留が見られないから、はんだ付けを行った後でも接合部にはボイドが全く存在しない。

［0023］

本発明のフォームはんだは、金属粒の周囲にはんだとの合金層が形成されていなければならないものである。はんだは一般の電子部品の製造に用いられるものであれば如何なるはんだでもよいが、近時のPb規制に対してはSn主成分の鉛フリーはんだが適している。

［0024］

はんだ中に分散させる金属粒は、鉛フリーはんだの主成分であるSnと合金しやすいNi、Ag、Cu、Feのいずれかが好適である。金属粒の周囲に形成される合金層は、Snと金属粒との金属間化合物である。例えば金属粒がNiであり、はんだがSn主成分の鉛フリーはんだであれば、金属粒の表面にはNiとSnの金属間化合物であるNi3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4等が形成され、金属粒がCu、はんだがSn主成分の鉛フリーはんだであれば、金属粒の表面にはCu3SnやCu6Sn5等の金属間化合物が形成される。

［0025］

これらの金属はいずれも融点が1000℃以上と高く、通常のはんだ付け温度では溶融しない。換言すれば、本発明で用いる金属粒を構成する金属(合金も含む)は、使用するはんだ合金の主成分と合金層(金属間化合物)を形成するとともに、溶融温度がはんだ合金の融点よりも少なくとも300℃以上高い金属の粒子である。」

（ウ）「発明の効果

［0026］

本発明のフォームはんだは、それを使って半導体素子と基板とをはんだ付けしたときに、半導体素子が基板に対して傾斜して接合されないため、はんだ量の不足による接合強度の低下がなく、また金属粒の周囲にはんだとの合金層が形成されているため金属粒とはんだ接合強度が向上するという優れたはんだ付け部が得られるものである。

［0027］

本発明の電子部品は、半導体素子と基板間のはんだ付け部にボイドが存在していなく、また半導体素子と基板との接合強度が強いため、外部から衝撃が加わっても容易に剥離しないという従来の電子部品にはない信頼性を有している。」

（エ）「［0031］

本発明のフォームはんだ10は、図１に示すように、金属粒１が板状となったはんだ２中に分散して存在している。金属粒１は、はんだ２と金属的に接合されており、金属粒１の周囲には合金層８が形成されている。また金属粒１の周囲には、空気やフラックスが存在していない。

［0032］

上記フォームはんだ10を半導体素子４と基板５間に置いて、加熱・溶融し、フォームはんだを溶融させて作られた電子部品12は、図２に示すように半導体素子４が基板５に対して平行に接合されており、はんだ２中に分散された金属粒１の周囲にはボイドが全く存在していない。

続きを表示（全16行）

［0033］

本発明にかかるフォームはんだの製造方法は、混合母合金法を例にとって説明すれば次のとおりである。

先ず、実際にはんだ中に分散させる量よりも多い量の金属粒を熱分解可能な液状フラックスと混合して混合物にする。得られた混合物を溶融はんだ中に投入し、攪拌後、急冷して混合母合金にする。この混合母合金を所定量計量し、これを溶融はんだ中に投入して攪拌後、鋳型に鋳込み、急冷してビレットにする。次いで、このビレットを押出機で押し出して帯状材にし、得られた帯状材を圧延機で圧延してリボン材にする。その後、このリボン材を所定の形状に打ち抜いて板状はんだ中に金属粒が多数分散されたフォームはんだにする。

・・・

［0036］

上記したフラックスの松脂と活性剤は、たとえばSn99質量％、残りCu、Ni、Pを微量添加したSn-Cu-Ni-P系の鉛フリーはんだ（融点：約230℃）と金属粒を分散させるときの温度である285℃で分解またははんだ浴表面に浮上・分離してはんだ中には決して残らない。また上記した溶剤は沸点が230℃以下であるため、やはり同鉛フリーはんだの溶融温度で完全に揮散してはんだ中には残らない。・・・

［0042］

本発明のフォームはんだは、如何なる組成の合金でも良いが、近時のPb使用規制の関係から、鉛フリーはんだが適当である。鉛フリーはんだとは、Snを主成分とし、これにAg、Cu、Sb、Bi、In、Zn、Ni、Cr、Mo、Fe、Ge、Ga、P等を適宜添加したものである。Snは金属粒を侵食しやすいものであるため、Ni粒を使用する場合は、鉛フリーはんだ中にはNiを添加しておくとよい。

［0043］

つまり鉛フリーはんだ中にNiが含有されていると、高融点金属粒としてNi粒を使用する場合、溶融した鉛フリーはんだがNi粒と接触したときにNi粒が侵食されにくくなるからである。Ni含有鉛フリーはんだとしては、Sn-Cu-Ni-P系、Sn-Ag-Ni系、Sn-Cu-Ni系、Sn-Ag-Cu-Ni系、Sn-Zn-Ni系、Sn-Sb-Ni系、Sn-Bi-Ni系、Sn-In-Ni系、等がある。

［0044］

リボン材からは例えばプレス打ち抜きによって各種形状、例えば、ペレット、ワッシャーのようないわゆるフォームはんだに加工される。・・・」

（オ）「［実施例1］

［0045］

フォームはんだ：10×10×0.1（ｍｍ）

フォームはんだの製造方法：混合母合金法

金属粒：Ni(直径50μｍ、バラツキ10μｍ以内）

はんだ：Sn-0.7Cu-0.06Ni-0.005P

金属粒周囲の金属間化合物：Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4

はんだ付け方法：10×10×0.3（ｍｍ）の半導体素子を30×30×0.3（ｍｍ）の基板（ニッケルメッキした銅基板）にフォームはんだでダイボンディング接合を行った。すなわち、フォームはんだを半導体素子と基板間に挟み込み、酸素濃度が10ppmの窒素水素混合ガス雰囲気中で235℃以上に3分間、ピーク温度280℃、総リフロー時間15分間でリフローを行った。」

（カ）「請求の範囲

［１］ 板状はんだ中に高融点金属粒が分散されたフォームはんだにおいて、前記金属粒が、はんだ合金の融点＋300℃以上の融点を有し、粒径20～300μmであり、該高融点金属粒の粒子径のバラツキが粒子径の40％以内であり、かつ高融点金属粒の周囲には、はんだの主成分と高融点金属粒との合金層が形成されていることを特徴とするフォームはんだ。

［２］ 前記高融点金属粒は、Ni、Ag、Cu、Feおよびそれらの合金からなる群から選んだ１種または２種以上であり、はんだはSn主成分の鉛フリーはんだであって、高融点金属粒の周囲に形成される合金層は、Snと高融点金属粒との金属間化合物であることを特徴とする請求項１記載のフォームはんだ。」

（キ）「［図１］

［図：0001384223000001.jpg］

」

イ 甲第１号証に記載された発明

（ア）上記ア（イ）、（エ）に摘記した甲１の［0023］～［0024］、[0036]、［0042］～［0043］の鉛フリーはんだに関する記載内容に照らして、上記ア（オ）に摘記した甲１の実施例１の「はんだ：Sn-0.7Cu-0.06Ni-0.005P」は、「Ｓｎ主成分の鉛フリーはんだ」であると認められる。

（イ）上記ア（イ）、（エ）に摘記した甲１の［0024］～［0025］、［0043］の金属粒に関する記載内容に照らして、上記ア（オ）に摘記した甲１の実施例１の「金属粒：Ni」は、「はんだ合金の融点よりも少なくとも300℃以上高い」「溶融温度」を有する「高融点金属粒」であって「Ｎｉ粒」であると認められる。また、上記ア（オ）に摘記した甲１の実施例１の「金属粒：Ni(直径50μｍ、バラツキ10μｍ以内）」の「バラツキ」は、上記ア（イ）に摘記した甲１の［0022］の金属粒に関する記載内容に照らして、上記金属粒の粒径のバラツキを意味すると認められる。

（ウ）上記ア（イ）に摘記した、甲１の［0024］の「例えば金属粒がNiであり、はんだがSn主成分の鉛フリーはんだであれば、金属粒の表面にはNiとSnの金属間化合物であるNi3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4等が形成され」との記載及び［0025］の「本発明で用いる金属粒を構成する金属(合金も含む)は、使用するはんだ合金の主成分と合金層(金属間化合物)を形成する」との記載から、上記ア（オ）に摘記した甲１の実施例１の「金属粒周囲の金属間化合物：Ni3Sn、Ni3Sn2、Ni3Sn4」は、はんだの主成分であるＳｎとＮｉ粒との金属間化合物（合金層）であると認められる。

（エ）上記（ア）～（ウ）を踏まえ、更に上記ア（ア）～（キ）の記載事項を総合勘案し、特に実施例１の「フォームはんだ」に着目すると、甲１には次の発明が記載されていると認められる。

「はんだ中に高融点金属粒が分散されたフォームはんだにおいて、

はんだは、Ｓｎ主成分の鉛フリーはんだである、Ｓｎ－０．７Ｃｕ－０．０６Ｎｉ－０．００５Ｐであり、

前記高融点金属粒が、はんだ合金の融点よりも少なくとも300℃以上高い溶融温度を有し、直径５０μｍであり、粒径のバラツキが１０μｍ以内である、Ｎｉ粒であり、

高融点金属粒であるＮｉ粒の周囲には、はんだの主成分であるＳｎと高融点金属粒であるＮｉ粒との金属間化合物（合金層）であるＮｉ３Ｓｎ、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ４が形成されている、フォームはんだ。」

（以下、「甲１発明」という。）

ウ 甲第２号証（国際公開第０３／２１６６４号）の記載事項

甲２には以下の記載がある。

（ア）「技術分野

本発明は配線部材上に搭載した回路素子（チップ部品）を樹脂封止してなる半導体装置に関する。」（第１頁第４～６行）

（イ）「発明の開示

本発明の目的は、基板上に回路素子としてのチップ部品を搭載し、搭載チップ部品を樹脂封止してなる半導体装置を外部配線基板に搭載する場合に１次実装はんだ材の流出やこれによる短絡、断線、チップ部品の位置ずれを防止できる半導体装置、該半導体装置を用いた構造体、またはこれらを用いた電子装置を提供することにある。

本発明の半導体装置は、チップ部品と配線部材とを固着したはんだ層が樹脂層で包囲され、はんだ層がマトリックス金属に金属粉末を分散させた複合材で構成されたことを特徴とする。」（第２頁第９～１７行）

（ウ）「（実施例２）

実施例１によって得た半導体装置１１は配線基板１４上に搭載され、図６に示した本実施例構造体１５に適用された。・・・はんだ層５は、実施例１で説明したように、Ｓｎ－５ｗｔ％Ｓｂ合金からなるマトリックス金属５ＡにＷ粉末（粒径：１μｍ）５Ｂを分散させた複合体で構成され、Ｗ粉末５Ｂの添加量は５０ｖｏｌ％に調整されている。いずれのチップ部品６、８、９も基板１、配線パターン４、樹脂層１０によって完全に包囲され、これらのチップ部品を固着しているはんだ層５もチップ部品６、８、９、配線パターン４、樹脂層１０によって完全に包囲されている。

このような構造体１５においても、はんだ層５が他の固体物質によって周囲を完全に包囲されている部分にあって、マトリックス金属５Ａに金属粉末５Ｂが分散された状態にあることが重要な点である。はんだ層５がこのような構成を有することにより、半導体装置１１が外部配線接続層（Ｓｎ－３ｗｔ％Ａｇ－０．５ｗｔ％Ｃｕはんだ材）１２を用いて２次実装（加熱温度：２６０？）される際、はんだ層５のマトリックス金属（Ｓｎ－５ｗｔ％Ｓｂ）５Ａが溶融状態になってもＷ粉末５Ｂは溶融せず固相状態を維持できる。

実施例１において説明した利点ないし効果は、直接的には構造体１５を得る２次実装の過程で享受できる。その詳細は既述してあるので重複を避けるため、要点を示すにとどめる。

続きを表示（全13行）

（１）固相状態を維持する金属粉末５Ｂの存在によって、はんだ層５が再溶融してもその実質的体積膨張を小さくし、内圧の過大な上昇、剥離、溶融はんだ材の流出、短絡を抑制し、金属粉末５Ｂの目詰まり現象によって溶融はんだ材の流出、短絡が抑制する。

（２）固相状態を維持する金属粉末５Ｂの存在によって再溶融はんだ層５の実質的粘度を高め、外力印加に伴うチップ部品の移動を抑制し、浮きや位置ずれを抑制する。

（３）溶融はんだ材５の周辺材料との実質的接触面積を小さくし、併せて流動性を低めることにより、周辺材料物質の溶解とそれに伴う低融点化を抑制する。

・・・

表１は各種金属粉末添加のはんだ材を用いてチップ部品搭載した構造体の回路機能消失に基づく不良発生率を示す。ここで言う回路機能消失は、はんだ材５が再溶融・流出して短絡することによる。いずれの金属粉末５Ｂを添加した場合も、短絡による回路機能消失不良は０．０１３％以下であり、比較用構造体（表１）の３．４５％より圧倒的に低い値を示している。また、金属粉末５Ｂの密度はＳｉの２．３３ｇ／ｃｍ３からＰｔの２１．４５ｇ／ｃｍ３まで変わっているけれども、不良発生率との明確な相関（不良率の金属粉末密度依存性）は見られない。この点から、はんだ材５用の金属粉末５Ｂとして表２に掲げた全ての金属が適用可能である。上記金属粉末５Ｂの中で、コスト、粉末製造上の容易性、マトリックス金属５Ａとの接合性の観点から、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｐｔが更に好ましい。

［図：0001384223000002.jpg］

また、表３は各種代替粉末を適用した構造体の回路機能消失に基づく不良発生率を示す。いずれの粉末５Ｂを用いた場合でも、不良発生率は０．０１８％以下と優れている。代替粉末５Ｂは、２次実装段階においてマトリックス金属５Ａの再溶融を生じても、はんだ材５が流出及び短絡しない観点から選択される。また、１次実装段階において、融点に達したマトリックス金属粉末５Ａの溶融及び結合と同時に、フラックス剤５Ｃによる金属粉末５Ｂの表面クリーニング（特に表面酸化膜の除去）も進行し、瞬時にマトリックス金属５Ａと金属粉末５Ｂの結合（金属粉末５Ｂの表面に溶融したマトリックス金属５Ａがぬれる）が完結する点も考慮して選択される。また、本発明においては、金属粉末５Ｂは表２に掲げた合金粉末に限られない。主成分としてのＡｇ又は／及びＣｕとともにＳｎ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｇｅ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｂ，Ｓｉ，Ｚｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｐ，Ｐｂ，Ａｌの群から選択された１種類以上の金属を含む合金材であっても適用可能である。

［図：0001384223000003.jpg］

本発明において、はんだ材５に添加できる金属粉末５Ｂは、表２に掲げた単体金属粉末に限られない。Ａｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃ、Ｐの群から選択された２種類以上の物質からなる合金材であっても、それが粉末である限り適用可能である。例えば、Ｆｅ－５０ｗｔ％Ｎｉ、Ｆｅ－４２ｗｔ％Ｎｉ、Ｆｅ－２９ｗｔ％Ｎｉ－１７ｗｔ％Ｃｏ、Ｆｅ－３０ｗｔ％Ｎｉ－１３ｗｔ％Ｃｏ－０．３ｗｔ％Ｓｉ－０．８ｗｔ％Ｍｎ－０．０２ｗｔ％Ｃ－０．３ｗｔ％Ｂｅ、Ｆｅ－０．３ｗｔ％Ｃ－０．５ｗｔ％Ｍｎ－０．２ｗｔ％Ｓｉ－０．８７ｗｔ％Ｃｒ－０．２ｗｔ％Ｍｏ、Ｆｅ－０．５３ｗｔ％Ｃ－０．３ｗｔ％Ｍｎ－１．０ｗｔ％Ｃｒ－０．１７ｗｔ％Ｖ、Ｆｅ－１８ｗｔ％Ｎｉ－８ｗｔ％Ｃｒ、Ｃｕ－６７ｗｔ％Ａｌ、Ａｇ－２８ｗｔ％Ｃｕ、Ａｌ－１．５ｗｔ％Ｂｅ、Ａｌ－７．６ｗｔ％Ｃａ、Ａｌ－１０ｗｔ％Ｃｅ、Ａｌ－１０ｗｔ％Ｃｏ、Ａｌ－１０ｗｔ％Ｃｒ、Ａｌ－１．８ｗｔ％Ｆｅ、Ａｌ－５３ｗｔ％Ｇｅ、Ａｌ－１５ｗｔ％Ｍｎ、Ａｌ－３ｗｔ％Ｍｏ、Ａｌ－５．７ｗｔ％Ｎｉ、Ａｌ－２２ｗｔ％Ｐｄ、Ａｌ－３０ｗｔ％Ｓｂ、Ａｌ－１１．７ｗｔ％Ｓｉ、Ａｌ－３ｗｔ％Ｔｅ、Ａｌ－２．５ｗｔ％Ｔｉ、Ａｌ－３．３ｗｔ％Ｖ、Ａｌ－３ｗｔ％Ｗ、Ａｌ－５ｗｔ％Ｚｒ、Ｆｅ－３．８ｗｔ％Ｂ、Ｎｉ－４ｗｔ％Ｂ、Ｆｅ－１．２ｗｔ％Ｃ、Ｃｕ－３ｗｔ％Ｃｏ、Ｇｅ－２７ｗｔ％Ｃｏ、Ｃｏ－１０ｗｔ％Ｍｎ、Ｃｏ－８ｗｔ％Ｍｏ、Ｎｉ－３０ｗｔ％Ｃｏ、Ｚｎ－５ｗｔ％Ｃｏ、Ｆｅ－５０ｗｔ％Ｃｕ、Ｃｕ－４０ｗｔ％Ｇｅ、Ｃｕ－５０ｗｔ％Ｎｉ、Ｃｕ－３１ｗｔ％Ｓｂ、Ｃｕ－１５ｗｔ％Ｓｉ、Ｃｕ－３０ｗｔ％Ｓｎ、Ｃｕ－８ｗｔ％Ｔｉ、Ｃｕ－３１ｗｔ％Ｚｎ、Ｃｕ－１１ｗｔ％Ｚｒ、Ｆｅ－３５ｗｔ％Ｇｅ、Ｆｅ－１１ｗｔ％Ｍｎ、Ｆｅ－１５ｗｔ％Ｍｏ、Ｆｅ－６ｗｔ％Ｐ、Ｆｅ－２０ｗｔ％Ｓｂ、Ｆｅ－１９ｗｔ％Ｓｉ、Ｆｅ－１８ｗｔ％Ｔａ、Ｆｅ－８ｗｔ％Ｔｉ、Ｎｉ－２５ｗｔ％Ｇａ、Ｍｎ－３ｗｔ％Ｍｏ、Ｎｉ－１０ｗｔ％Ｍｎ、Ｎｉ－２５ｗｔ％Ｍｏ、Ｓｉ－１３ｗｔ％Ｍｏ、Ｍｏ－５ｗｔ％Ｔｉ、Ｍｏ－１０ｗｔ％Ｗ、Ｎｉ－１１ｗｔ％Ｐ、Ｎｉ－１７ｗｔ％Ｐｄ、Ｎｉ－３６ｗｔ％Ｓｂ、Ｎｉ－１１．５ｗｔ％Ｓｉ、Ｎｉ－３２．５ｗｔ％Ｓｎ、Ｎｉ－２２ｗｔ％Ｚｎ、Ｓｂ－９．８ｗｔ％Ｐｄの如き合金材は、金属粉末５Ｂ用として特に好ましい材料である。」（第２５頁第２行～第３１頁第１９行）

（エ）「請求の範囲

１．チップ部品と配線部材とを固着したはんだ層が樹脂層で包囲され、前記はんだ層がマトリックス金属に金属粉末を分散させた複合体で構成されたことを特徴とする半導体装置。

２．チップ部品と配線部材とを固着したはんだ層が樹脂層で封止され、前記はんだ層がマトリックス金属に前記マトリクッス金属とは異なる金属粉末を分散させた複合体で構成されたことを特徴とする半導体装置。

３．チップ部品と配線部材とを固着したはんだ層が樹脂層で封止され、前記はんだ層がマトリックス金属に前記マトリクッス金属の融点よりも高い融点を有する金属粉末を分散させた複合体で構成されたことを特徴とする半導体装置。

４．請求項１～３のいずれかにおいて、前記マトリックス金属がＳｎを主成分とする金属、又はＳｎ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｈｆ、Ｐｄの群から選択された２種以上からなる合金であり、

前記金属粉末がＡｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇの群から選択された１種の金属、又はＡｌ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｇｅ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｗ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｔａ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃ、Ｐの群から選択された少なくとも１種を含む合金からなることを特徴とする半導体装置。」（第７６頁第１～２３行）

（オ）「

［図：0001384223000004.jpg］

」

エ 甲第３号証（特許第６４４３５６８号公報）の記載事項

甲３には以下の記載がある。

（ア）「【請求項１】

２つの接合対象物を接合する接合材であって、

Ｓｎを主成分とする第１層と、

Ｓｎより高い融点を有する金属を主成分とする第２層と、

続きを表示（全23行）

を備え、

前記第１層と前記第２層とは積層され、

前記第１層におけるＳｎの量は、Ｓｎと前記金属との間で金属間化合物を形成するＳｎの化学量論量よりも多く、

前記第２層の前記金属は、粉末であり、

前記第２層の前記金属は、Ｎｉの含有量が５～３０重量％であるＣｕＮｉ又はＣｕ－２Ｎｉ－４Ｃｏであり、

前記第２層は、２つの前記第１層の間に配置されている、接合材。

【請求項２】

２つの接合対象物を接合する接合材であって、

Ｓｎを主成分とする第１層と、

Ｓｎより高い融点を有する金属を主成分とする第２層と、

を備え、

前記第１層と前記第２層とは積層され、

前記第１層におけるＳｎの量は、Ｓｎと前記金属との間で金属間化合物を形成するＳｎの化学量論量よりも多く、

前記第２層は、フラックスを含み、

前記第２層の前記金属は、Ｎｉの含有量が５～３０重量％であるＣｕＮｉ又はＣｕ－２Ｎｉ－４Ｃｏであり、

前記第２層は、２つの前記第１層の間に配置されている、接合材。

【請求項３】

前記金属間化合物は、（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５であり、

（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５を形成するＳｎとＣｕＮｉとの割合として、Ｓｎ／ＣｕＮｉの重量の比率は１．６以上である、請求項１又は２に記載の接合材。」

（イ）「【００３８】

［接合方法］

本発明の実施の形態の接合材１０を用いた接合方法について説明する。

【００３９】

続きを表示（全11行）

図２Ａ～図２Ｃは、本発明に係る実施の形態の接合材１０を用いた接合方法の各工程を示す。

【００４０】

図２Ａに示すように、対向する２つの接合対象物１４ａ、１４ｂとの間に接合材１０を配置する。接合材１０は、２つの接合対象物１４ａ、１４ｂの間に挟み込まれる。なお、実施の形態において、接合対象物１４ａ、１４ｂにおいて、接合材１０と接触する面は、Ｃｕを主成分とする金属で形成されている。

【００４１】

図２Ｂに示すように、接合対象物１４ａから接合対象物１４ｂへ向かう方向３０に接合材１０を加圧しながら熱処理を行う。具体的には、対向する２つの接合対象物１４ａ、１４ｂ間の距離が小さくなるように、加圧治具によって接合対象物１４ａの上面を押圧する方向３０へ加圧する。また、Ｓｎ合金の融点、例えば純Ｓｎであれば２３１℃以上であって、且つＣｕの融点、即ち１０８４℃より低い温度で接合材１０に対して熱処理を行う。

【００４２】

この熱処理によって、第１層１１のＳｎが溶融する。溶融したＳｎが、第２層１２のＣｕＮｉ合金と接触することによって化学反応が起こり、２５０℃以上の融点の金属間化合物１５である（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５が形成される。金属間化合物１５の形成に伴い、体積が減少することによって金属間化合物１５中に隙間が形成される。この隙間に溶融したＳｎが次々に流入するため、ボイドの発生を抑制することができる。これは、Ｓｎの量がＣｕとの間で（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５を形成する化学量論量よりも多いためである。」

（ウ）「【図２Ａ】

［図：0001384223000005.jpg］

【図２Ｂ】

［図：0001384223000006.jpg］

」

オ 甲第４号証（特開２０１１－５４８９２号公報）の記載事項

甲４には以下の記載がある。

（ア）「【請求項１】

銅粉末及び／又はアルミニウム粉末、金属ナノ粒子、及びバインダーからなる導電性ペーストを焼成した後、当該焼結物にＳｎ-Ｃｕ-Ｎｉ系鉛フリーはんだを用いてはんだ付けを行い、当該はんだ接合部に金属間化合物を形成させることを特徴とするはんだ接合。」

（イ）「【０００７】

本発明者は、ナノレベルサイズの金属超微粒子がその金属の融点よりも格段に低い温度で焼結するという特性に着目して鋭意検討した結果、ナノサイズの金属粒子と銅粉末及び／又はアルミニウム粉末を組合せて配合することにより、通電性に優れた導電性ペーストが得られ、当該導電性ペーストを用いて銅粉末及び／又はアルミニウム粉末を焼成して焼結物を形成した後、当該焼結物にＳｎ-Ｃｕ-Ｎｉ系組成の鉛フリーのはんだを用いてはんだ付けを行うことにより、銅粉末及び／又はアルミニウム粉末の焼結物とはんだ層間に強固な金属間化合物を形成させることが可能となり、高い電気伝導性を有し、接合強度及び耐熱性を向上させたはんだ接合及びはんだ接合物、はんだ継手の提供を可能とした。」

（ウ）「【００２２】

上記の如く本発明の導電性ペーストを用いて銅焼結物を形成した後、当該銅焼結物にＳｎ-Ｃｕ-Ｎｉ系鉛フリーはんだを用いてはんだ付けを行うと、はんだ接合部に形成する金属間化合物の組成は、（Ｃｕ，Ｎｉ）6Ｓｎ5組成であるため、強固な金属間化合物が形成される。

従って、本発明の導電性ペーストを用いて銅焼結物を形成した後、当該銅焼結物にＳｎ-Ｃｕ-Ｎｉ系鉛フリーはんだを用いてはんだ付けを行なった場合、強固な金属間化合物が形成されるため、高い電気伝導性を有した銅焼結物に接合強度及び耐熱性を向上させたはんだ接合が可能となり、高い電気伝導性を有し、しかも接合強度及び耐熱性に優れたはんだ接合物、はんだ継手の提供が可能である。

また、はんだ接合部に形成した金属間化合物にエージング処理等を行いうことによって金属間化合物層を更に成長させて、より強固な接合強度を保持することも可能である。」