金属間化合物は、はんだ付けを含む金属と金属の接合において必要不可欠なものである。金属が他の金属と「化学的に」結合する方法には、基本的に2種類ある。はんだ付けの世界では、金属間化合物が最も適切であるため、ここでは金属間化合物のみに焦点を当てることにする。
多くの人が「濡れ」と金属間化合物の形成（結合）を混同したり、取り違えたりしている。濡れは単なる濡れである。はんだが表面に「濡れる」というだけで、金属間「接合」が形成されたことにはなりません。例えば、55.5Bi 44.5Pbを銅の上に溶かすことができる。溶けたBiPbは流れ、銅の表面に「濡れる」。しかし、合金が凝固（冷却）すると、BiPbは剥がすことができる。なぜかというと、BiPbと銅表面の間に金属間化合物が形成されなかったからである。
金属間化合物が形成されるためには、表面のメタライゼーションが溶融はんだにある程度溶け込まなければならない。このため、Sn（スズ）は長い間、はんだ合金の重要な成分となってきました。溶融したSn（スズ）は、他の多くの金属の優れた溶媒である。そして、我々にとって好都合なことに、その「他の多くの金属」には、銅、金、銀、そしてより低い程度ではあるがニッケルなどの元素が含まれる。これらの他の金属が溶融スズ（はんだ）に溶解する速度は異なる。金ははんだに容易に溶解しますが、ニッケルはゆっくりと溶解します。つまり、それぞれの金属で溶解速度が異なるため、金属間化合物の生成速度も異なるのです。私は、長い間銅にはんだ付けしてきた会社で、何らかの理由でENIG（無電解ニッケル／無電解金）表面への切り替えを余儀なくされたことがあります。(金層は非常に薄く、ニッケルを酸化から保護するためだけに施されていることに注意することが重要です。この金層は溶融はんだに容易に完全に溶け込み、実際にはニッケル表面に「接合」される）。このような変更を行うと、濡れが不完全であったり、接合強度が低かったりなど、多くの問題が発生することがあるが、その原因がわからない。銅に良好な(金属間)接合が得られたのと同じリフロープロファイル(時間と温度)では、ニッケルに同じ金属間接合を得るには不十分であることに気づいていないのです。一度、十分な金属間結合が形成されるようにプロファイルを調整（より多くの時間および/またはより高い温度）すると、許容できるはんだ接合を達成することができます。固体が液体に溶ける現象である溶解は、時間と温度の両方に影響されることを覚えておこう。一般的には、時間と温度をかければかけるほど、溶解が進み、金属間化合物の形成が進む。
冒頭で述べたように、金属間化合物は必要悪です。なぜ「必要悪」なのかというと、金属間化合物ははんだ接合部の中で最も脆くなる傾向があるからです。金属間化合物には、他の金属間化合物よりも脆いものがあります（特定のメタライゼーション用のはんだ合金を選択する際には、この点を考慮する必要があります）。例えば、SnとAuの間に形成される金属間化合物は非常に脆い場合が多く、脆いために破壊などを起こしやすい。これは、多ければ多いほど良いとは限らないケースです。そう、「接合」を得るためには金属間化合物が必要なのだ。金属間化合物の層が薄すぎるのも良くないが、厚すぎるのも、同じように良くない。信じられないかもしれないが、はんだは金属間化合物層とうまく接着しないことがある。金属間化合物は一般的に結晶性で化学的に安定した構造をしています。破断したはんだ接合部を見たことがある人は、破断が金属間化合物層とバルクはんだの界面で起こっている可能性が高いことに気づいたかもしれません。
過剰に厚い金属間化合物層がもたらすもうひとつの可能性は、界面での「ボイド」である。なぜだろう？まず、反応生成物に注目する必要がある。SnとCuの間に金属間層を形成する反応生成物には、基本的に2つのタイプがある。Cu3SnとCu6Sn5である。フ
最初のケースでは、1個のSn原子に対して3個のCu原子があり、2番目のケースでは、5個のSn原子に対して6個のCu原子がある。どちらの場合も、CuはSn原子よりも速く消費されている。このように反応に差があるため、誇張されたシナリオでは、銅の表面に小さな穴や空孔（「ボイド」）が形成される可能性がある。
金属間化合物の形成は、はんだプロセスだけに限定されるものではない。金属原子は固体状態でも拡散する。そしてその動きは、金属原子を相互作用させ、反応させ、金属間化合物を形成させたり、既存の金属間化合物層を薄くさせたりする。金属間化合物層がどの程度変化し、それが接合部の機械的性質にどのような影響を及ぼすかを測定するために、「エージング」実験がしばしば行われる。
金属間化合物について網羅的に論じることは、このブログ記事の範囲や目的をはるかに超えている。このトピックについては、一冊の本が書けるだろう。だから、私は金属間化合物というトピックを正当に評価するには程遠い。私は、このテーマに少しでも光を当てることができればと願うだけである。
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