(57)【要約】  第１の被接合部（１０）の接合面に形成された第１の被膜部（１４）と第２の被接合部（２０）の接合面に形成された第２の被膜部（２４）を逆スパッタリングにより除去した後、銅をスパッタリングすることにより、第１の銅被膜（１６）および第２の銅被膜（２６）を形成する。第１の銅被膜（１６）の最表面の酸化膜と第２の銅被膜（２６）の最表面の酸化膜との間に、酸化銅が溶出する溶液を充填し、酸化膜中の酸化銅を溶液中に溶出させる。加圧および加熱により溶液中の銅以外の成分を除去して酸化銅を析出させ、第１の被接合部（１０）と第２の被接合部（２０）とを析出した銅により接合した後、第１の被接合部（１０）と第２の被接合部（２０）に銅を固相拡散させる。
2012042907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅以外の金属または無機化合物を主成分とする第１の被接合部と、前記第１の被接合部と同種または異種の金属を主成分とする第２の被接合部とを用意する工程と、
前記第１の被接合部の露出面、および前記第２の被接合部の露出面に、それぞれ銅を成膜する工程と、
前記第１の被接合部に成膜された銅と、前記第２の被接合部に成膜された銅との間に、酸化銅が溶出する物質を充填する工程と、
前記第１の被接合部と前記第２の被接合部との間の距離を縮めるように前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを加圧することにより、前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを銅で接合する工程と、
を備えることを特徴とする金属の接合方法。
【請求項２】
前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを加圧する前、前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを加圧する間、または前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを加圧した後の少なくともいずれかの段階において前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを過熱する工程を、さらに備える請求項１に記載の金属の接合方法。
【請求項３】
前記第１の被接合部の露出面、および前記第２の被接合部の露出面にそれぞれ銅を成膜する前に、前記第１の被接合部の最表面、および前記第２の被接合部の最表面からそれぞれ酸化膜を除去する工程をさらに備える請求項１または２に記載の金属の接合方法。
【請求項４】
前記第１の被接合部と前記第２の被接合部とを接合する銅を、前記第１の被接合部および前記第２の被接合部に固相拡散させる工程をさらに備える請求項３に記載の金属の接合方法。
【請求項５】
前記物質は銅に対して不活性である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金属の接合方法。
【請求項６】
前記物質が銅と錯体を形成する配位子を含む請求項１乃至５のいずれか１項に記載の金属の接合方法。
【請求項７】
前記錯体が加熱分解性である請求項６に記載の金属の接合方法。
【請求項８】
前記物質がアンモニア水またはカルボン酸水溶液である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の金属の接合方法。
【請求項９】
前記カルボン酸水溶液に含まれるカルボン酸が多座配位子である請求項８に記載の金属の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属の接合方法に関する。特に、本発明は、表面に酸化被膜が形成されている金属同士を接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップを配線基板上に実装するための接合部をはじめとして電子部品における電気的な接続のための接合部に従来からはんだが使われている。はんだを介した、たとえばＣｕ同士の接合方法では、被接合部とはんだとの接合界面にＣｕ−Ｓｎ合金が生じる。Ｃｕ−Ｓｎ合金は電気抵抗が比較的大きく、かつ延性が乏しいため、接合部分の電気特性や接続信頼性が低下するという課題がある。【０００３】
このような課題を解決するべく、特許文献１には、対向する一対の電極同士を金属間化合物層を介して接合する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１０７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の接合技術では、固相拡散を利用して金属間化合物が形成される。一般に、金属の表面には自然酸化により酸化膜が形成されている。表面が酸化膜となった金属に固相拡散を利用した接合技術を適用すると、酸化膜が拡散の障害となるため、接合が困難になるという課題がある。また、酸化膜が残存することにより、電気的な接続の信頼性が低下するという課題がある。特に、アルミニウムの表面に形成される酸化アルミニウムは強固な酸化膜であるため、固相拡散による接合がより困難であり、電気的な接続の信頼性を十分に得ることができなかった。【０００６】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、表面に酸化膜が形成されている金属同士を簡便かつ高強度で接合することができる接合方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、金属の接合方法である。当該金属の接合方法は、銅以外の金属または無機化合物を主成分とする第１の被接合部と、前記第１の被接合部と同種または異種の金属を主成分とする第２の被接合部とを用意する工程と、第１の被接合部の露出面、および第２の被接合部の露出面に、それぞれ銅を成膜する工程と、第１の被接合部に成膜された銅と、第２の被接合部に成膜された銅との間に、酸化銅が溶出する物質を充填する工程と、第１の被接合部と第２の被接合部との間の距離を縮めるように第１の被接合部と第２の被接合部とを加圧することにより、第１の被接合部と第２の被接合部とを銅で接合する工程と、を備えることを特徴とする。【０００８】
上記態様の金属の接合方法によれば、第１の被接合部や第２の被接合部の接合面に酸化膜が形成されている場合であっても、別途形成された第１の銅被膜と第２の銅被膜２６を利用することで、第１の被接合部と第２の被接合部とを銅を介して簡便かつ高強度で接合することができる。【０００９】
上記態様の金属の接合方法において、第１の被接合部と第２の被接合部とを加圧する前、第１の被接合部と第２の被接合部とを加圧する間、または第１の被接合部と第２の被接合部とを加圧した後の少なくともいずれかの段階において第１の被接合部と第２の被接合部とを過熱する工程を、さらに備えてもよい。また、第１の被接合部の露出面、および第２の被接合部の露出面にそれぞれ銅を成膜する前に、第１の被接合部の最表面、および第２の被接合部の最表面からそれぞれ酸化膜を除去する工程をさらに備えてもよい。第１の被接合部と第２の被接合部とを接合する銅を、第１の被接合部および第２の被接合部に固相拡散させる工程をさらに備えてもよい。物質は銅に対して不活性であってもよい。物質が銅と錯体を形成する配位子を含んでもよい。錯体が加熱分解性であってもよい。また、物質がアンモニア水またはカルボン酸水溶液であってもよい。カルボン酸水溶液に含まれるカルボン酸が多座配位子であってもよい。【００１０】
なお、上述した各要素を適宜組み合わせたものも、本件特許出願によって特許による保護を求める発明の範囲に含まれうる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表面に酸化膜が形成されている金属同士を簡便かつ高強度で接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る金属の接合方法を示す工程図である。
【図２】実施の形態に係る金属の接合方法を示す工程図である。
【図３】実施の形態に係る金属の接合方法を示す工程図である。
【図４】金属接合方法の適用例１で用いられる非水電解質二次電池の概略を示す図である。
【図５】金属接合方法の適用例２で用いられる円筒型二次電池の断面部分解体斜視図である。
【図６】金属接合方法の適用例２を説明するための概略工程図である。
【図７】ヒートシンクと放熱フィンとの接合に応用される金属の接合方法の概略工程を示す工程図である。
【図８】ヒートシンクと放熱フィンとの接合に応用される金属の接合方法の概略工程を示す工程図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１４】
図１乃至図３は、実施の形態に係る金属の接合方法を示す工程図である。図１乃至図３を参照して実施の形態に係る金属の接合方法を説明する。
【００１５】
まず、図１（Ａ）に示すように、第１の被接合部１０および第２の被接合部２０を用意する。第１の被接合部１０は、Ａｌを主成分とする金属からなる第１の基材部１２と、第１の基材部１２の接合面側の表面を被覆する第１の被膜部１４とを有する。また、第２の被接合部２０は、Ａｌを主成分とする金属からなる第２の基材部２２と、第２の基材部２２の接合面側の表面を被覆する第２の被膜部２４とを有する。第１の被膜部１４および第２の被膜部２４はともに酸化アルミニウムを主成分とする酸化物で形成されている。ここで、「Ａｌを主成分とする」および「酸化アルミニウムを主成分とする」という表現中、「主成分とする」は、それぞれアルミニウムまたは酸化アルミニウムの含有量が５０％よりも大きいことを意味する。
【００１６】
第１の被膜部１４および第２の被膜部２４は、具体的には、Ａｌ２Ｏ３で形成された薄膜状の被膜であり、その厚さは、たとえば、５ｎｍである。第１の被膜部１４および第２の被膜部２４は、意図的に形成された被膜であっても、意図せず形成された被膜であってもよい。本実施の形態では、第１の被膜部１４および第２の被膜部２４は、Ａｌが大気中で酸化することにより形成される自然酸化膜である。
【００１７】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の被膜部１４および第２の被膜部２４を除去する。第１の被膜部１４および第２の被膜部２４を除去する方法として、真空装置内で逆スパッタリングを行う方法が挙げられる。第１の被膜部１４および第２の被膜部２４を除去することにより、第１の基材部１２および第２の基材部２２の接合面が清浄な状態で露出する。
【００１８】
次に、図１（Ｃ）に示すように、スパッタリング法などの成膜法を用いて、第１の基材部１２および第２の基材部２２の接合面に銅を成膜し、第１の銅被膜１６、第２の銅被膜２６を形成する。第１の銅被膜１６および第２の銅被膜２６の膜厚は、たとえば、１００ｎｍである。
【００１９】
次に、図２（Ａ）に示すように、第１の被接合部１０および第２の被接合部２０を大気に暴露すると、第１の銅被膜１６および第２の銅被膜２６の最表面が自然酸化され、Ｃｕ２Ｏを主成分とする第１の酸化膜１８、第２の酸化膜２８が形成される。
【００２０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、第１の酸化膜１８と第２の酸化膜２８との間に酸化銅が溶出または溶解する溶液３０を充填する。本実施の形態では、溶液３０はアンモニア水である。第１の酸化膜１８と第２の酸化膜２８との間に溶液３０を充填したときの、第１の酸化膜１８の露出面と第２の酸化膜２８の露出面との距離は、たとえば、１〜１００μｍである。
【００２１】
第１の酸化膜１８と第２の酸化膜２８が溶液３０に触れると、で１分程度放置すると、図２（Ｃ）に示すように、第１の酸化膜１８を構成する酸化銅が溶液３０中に溶出し、第１の酸化膜１８が消失する。また、第２の酸化膜２８を構成する酸化銅も溶液３０中に溶出し、第２の酸化膜２８が消失する。
【００２２】
第１の酸化膜１８および第２の酸化膜２８を構成する酸化銅が溶液３０に溶出することにより、第１の被接合部１０の最表面（接合面側の露出面）および第２の被接合部２０の最表面（接合面側の露出面）にそれぞれ第１の銅被膜１６、第２の銅被膜２６が露出する。また、溶液３０中では、銅錯体が形成される。本実施の形態では、銅錯体は、［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋で表される加熱分解性のテトラアンミン銅錯イオンとして存在すると考えられる。なお、アンモニア水は銅に対して不活性であるため、第１の銅被膜１６および第２の銅被膜２６を構成する銅はアンモニア水と反応せずに残存している。
【００２３】
次に、図２（Ｄ）に示すように、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０との間の距離を縮めるように、プレス機を用いて第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを加圧する。加圧時の圧力は、たとえば、１ＭＰａである。
【００２４】
次に、図３（Ａ）に示すように、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを加圧した状態で２００℃〜３００℃の比較的低温な条件下で加熱することにより第１の被接合部１０の最表面（接合側の露出面）および第２の被接合部２０の最表面（接合側の露出面）への銅の固相拡散を進行させる。本実施の形態では、加熱により水分が蒸発するとともに、テトラアンミン銅錯イオンが熱分解してアンモニア成分が蒸発する。これにより、溶液３０において銅の割合が徐々に高まるとともに、プレス機による加圧により第１の銅被膜１６の最表面と第２の銅被膜２６の最表面との距離が徐々に近づく。
【００２５】
次に、図３（Ｂ）に示すように、溶液３０中の銅以外の成分の除去が完了すると、第１の銅被膜１６の最表面と第２の銅被膜２６の最表面とが銅の固相拡散により接合される。固相拡散により接合された領域４０により接合される。この固相拡散により接合された領域４４０は、配向性および安定性が優れている。固相拡散により接合された領域４０の厚さは、最終的に、図１（Ｃ）で形成された第１の銅被膜１６の厚さと、第２の銅被膜２６の厚さと、図２（Ａ）で形成された第１の酸化膜１８の厚さと、第２の酸化膜２８の厚さとの和と同程度である。固相拡散により接合された領域４０により接合が完了した後、加熱を停止して固相拡散により接合された領域４０による接合部分を室温程度まで冷却する。なお、加熱開始から加熱停止までの時間は、たとえば、１０分間である。冷却完了後、加圧を解除し、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０との接合工程が完了する。
【００２６】
次に、図３（Ｃ）に示すように、加熱および加圧により固相拡散により接合された領域４０を固相拡散させ、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを接合する。固相拡散が完了すると、最終的に、図３（Ｄ）に示すように、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とが一体化することで金属部材５０となる。
【００２７】
以上説明した金属の接続方法によれば、第１の被接合部１０や第２の被接合部２０の接合面に酸化膜が形成されている場合であっても、別途形成された第１の銅被膜１６と第２の銅被膜２６を利用することで、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを第１の銅被膜１６、第２の銅被膜２６および固相拡散により接合された領域４０により簡便かつ高強度で接合することができる。
【００２８】
特に、第１の銅被膜１６の最表面と第２の銅被膜２６を形成する前に、第１の被接合部１０の最表面に形成された第１の被膜部１４と、第２の被接合部２０の最表面に形成された第２の被膜部２４を予め除去することにより、第１の被接合部１０および第２の被接合部２０の接合面が活性化される。この結果、固相拡散により接合された領域４０を第１の被接合部１０や第２の被接合部２０に固相拡散させることを容易にすることができ、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０との間に構造変化をつけることなく、第１の被接合部と第２の被接合部とを一体的に形成することができる。ひいては、第１の被接合部と第２の被接合部との接続信頼性を高めることができる。なお、上述の実施の形態においては、図１（Ｂ）で示すように、自然酸化膜を除去する場合を示したが、酸化膜を除去しない場合でも適用が可能である。具体的には、無機化合物の一例であるガラス基板同士を接合する場合には、一連の接合工程において図１（Ａ）の工程はなく、図１（Ｂ）以下の工程を行えばよい。
【００２９】
また、第１の酸化膜１８と第２の酸化膜２８との間に充填する物質の例として溶液を例示したが、当該物質はフィルム状であってもよい。
【００３０】
（金属接合方法の適用例１）
図４は、従来の非水電解質二次電池の側面方向から見た概略を示す図である。従来の非水電解質二次電池１０００は、正極極板（図示せず）と負極極板（図示せず）とがセパレータ（図示せず）を介して巻回された巻き取り電極体１０１１を電池外装缶１０１２の内部に収容し、封口板１０１３によって電池外装缶１０１２を密閉した構造を有する。
【００３１】
巻き取り電極体１０１１は、巻回軸方向の両端部にそれぞれ、正極活物質、負極活物質が塗布されていない正極芯体露出部１０１４、負極芯体露出部１０１５を備える。正極芯体露出部１０１４は正極集電体１０１６を介して正極端子１０１７に電気的に接続されている。また、負極芯体露出部１０１５は負極集電体１０１８を介して負極端子１０１９に電気的に接続されている。正極芯体露出部１０１４と正極集電体１０１６とは、正極芯体露出部１０１４を正極集電体１０１６で挟んだ状態で溶接される。また、負極芯体露出部１０１５と負極集電体１０１８とは、負極芯体露出部１０１５を負極集電体１０１８で挟んだ状態で接合される。正極端子１０１７、負極端子１０１９はそれぞれ絶縁部材１０２０、１０２１を介して封口板１０１３に固定されている。巻き取り電極体１０１１を電池外装缶１０１２内に挿入した後、封口板１０１３を電池外装缶１０１２の開口部をレーザ溶接した後、電解液注入孔（図示せず）から非水電解液を注液して、当該電解液注液孔を密閉することにより、非水電解質二次電池１０００が作製される。
【００３２】
従来の非水電解質二次電池では、芯体露出部と集電体（引き出し電極）との接合部において、腐食や応力集中による破損や剥離が生じることがあった。
【００３３】
本適用例は、芯体露出部と集電体との接合に応用される。芯体露出部と集電体との接合法の概略工程は以下のとおりである。
（１）正極芯体露出部および正極集電体の表面の酸化アルミニウムを逆スパッタリングにより除去する。
（２）逆スパッタリングにより露出した正極芯体露出部および正極集電体のアルミニウム上に銅をスパッタリングにより成膜する。
（３）アルミニウム箔からなる正極芯体の両面において、巻回軸と直交する一辺に所定幅の正極芯体露出部に、正極活物質を塗布する。また、銅箔からなる負極芯体の両面において、巻回軸と直交する一辺に所定幅の負極芯体露出部に、負極活物質を塗布する。
（４）巻き取り電極体を形成した状態で接触する内側の正極芯体露出部と外側の正極芯体露出部との間、正極芯体露出部の外周面と正極集電体との間、巻き取り電極体を形成した状態で接触する内側の負極芯体露出部と外側の負極芯体露出部との間、および負極芯体露出部の外周面と負極集電体との間にアンモニア水を充填する。
（５）正極芯体露出部の外周面と正極集電体とを加熱圧着するとともに、負極芯体露出部の外周面と負極集電体とを加熱圧着する。これにより、上記工程（４）に示した各部材間の間に銅からなる接合部が形成される。
（６）銅を固相拡散させることにより、巻き取り電極体を形成した状態で接触する内側の正極芯体露出部と外側の正極芯体露出部との間、および正極芯体露出部の外周面と正極集電体との間を銅が拡散したアルミニウムで一体化させる。
【００３４】
以上説明した芯体露出部と集電体との接合法によれば、正極芯体露出部と正極集電体とがアルミニウムを主成分とする接合部により一体化され、負極芯体露出部と負極集電体とが銅を主成分とする接合部により一体化される。これにより、正極芯体露出部と正極集電体との接合部および負極芯体露出部と負極集電体との接合部に応力が集中することが抑制され、当該部分に破損や剥離が生じることが抑制される。
【００３５】
（金属接合方法の適用例２）
本適用例は、円筒型二次電池の集電体と集電タブとの接合法に関する。図５は、本適用例で用いられる円筒型二次電池の断面部分解体斜視図である。円筒型二次電池では、正極板３と負極板４とセパレータ５とを備える渦巻電極体２が、円筒形の電池缶１内に挿入されている。電池缶１の開口部は封口体６により封口されている。また、負極板４は負極集電タブ４ａを介して電池缶１と電気的に接続されており、正極板３は正極集電タブ３ａを介して封口体６と電気的に接続されている。すなわち、電池缶１が負極外部端子を兼ね、封口体６が正極外部端子を兼ねる構造である。また、電池缶１内には、非水電解質が注液されている。なお、円筒型二次電池の基本的な構成は、特開２０１１−１３８６３３号公報に開示された電池と同様であり、詳細な構成については省略する。
【００３６】
図６は、金属接合方法の適用例２を説明するための概略工程図である。図６を参照して、本適用例の概略工程を説明する。
【００３７】
（１）アルミニウム箔からなる正極板（正極集電体）３の両面に、正極集電タブ３ａと接続する部分以外に正極活物質３ｃを塗布したものを準備する（図６（Ａ）参照）。
（２）アルミニウムからなる正極集電タブ３ａおよび正極板３の所定の部分を逆スパッタリング処理することにより酸化アルミニウムを除去した後に、銅３ｄをスパッタリングにより成膜する（図６（Ａ）参照）。
（３）銅を固層拡散させることにより正極板３と正極集電タブ３ａとを接合し、正極電極を作製する図６（Ａ）参照）。
（４）銅箔からなる負極板（負極集電体）４の両面に、負極集電タブ４ａと接続する部分以外に負極活物質４ｃを塗布したものを準備する（図６（Ｂ）参照）。
（５）ニッケルからなる負極集電タブ４ａの所定の部分を逆スパッタリング処理することにより酸化ニッケルを除去した後に、銅４ｄをスパッタリングにより成膜する（図６（Ｂ）参照）。
（６）銅を固層拡散させることにより負極板４と負極集電タブ４ａとを接合し、負極電極を作製する（図６（Ｂ）参照）。
（７）上記方法で作製した正極電極と負極電極とをセパレータ５を間に介して巻き取ることにより、渦巻電極体を作製する（図６（Ｃ）参照）。
【００３８】
以上説明した集電体と集電タブとの接合法によれば、アルミニウムからなる正極集電体と正極集電タブとが銅の固相拡散により接合され、かつ、銅で形成された負極集電体とニッケルで形成された負極集電タブとが銅の固相拡散により接合される。これにより、正極集電体と正極集電タブとの接合部および負極集電体と負極集電タブとの接合部に応力が集中することが抑制され、当該部分に破損や剥離が生じることが抑制される。
【００３９】
（金属接合方法の適用例３）
従来の半導体パッケージの放熱構造として、ＩＣチップなどの半導体素子にヒートシンクが熱的に接続され、このヒートシンクと放熱フィンとがＳｎＡｇＣｕはんだ等のろう材を用いて接合された構造が知られている。従来の放熱構造では、はんだ接続部分に応力が集中しやすいため、ヒートシンクと放熱フィンとの間の接続強度が十分でない場合があった。
【００４０】
本適用例では、ヒートシンクと放熱フィンとの接合に上述した金属の接合方法が用いられる。図７および図８は、ヒートシンクと放熱フィンとの接合に応用される金属の接合方法の概略工程を示す工程図である。
【００４１】
具体的には、まず、図７（Ａ）に示すように、ヒートシンク２００と放熱フィン２１０とを用意する。本適用例のヒートシンク２００、放熱フィン２１０はともにＡｌ製であり、ヒートシンク２００、放熱フィン２１０の各接合面は自然酸化による酸化アルミニウム（図示せず）で被覆されている。ヒートシンク２００、放熱フィン２１０の各接合面を被覆している酸化アルミニウムの層を逆スパッタ法を用いて除去する。
【００４２】
次に、図７（Ｂ）に示すように、酸化アルミニウムが除去されＡｌが露出したヒートシンク２００、放熱フィン２１０の各接合面にスパッタ法によりＣｕを成膜して銅被膜２２０を形成する。
【００４３】
次に、図７（Ｃ）に示すように、ヒートシンク２００の接合面に成膜された銅被膜２２０と放熱フィン２１０の接合面に成膜された銅被膜２２０との間にアンモニア水２４０を充填した状態で、放熱フィン２１０をヒートシンク２００の上方に載置する。なお、ヒートシンク２００および放熱フィン２１０を大気に暴露した段階で、Ｃｕの表面に酸化銅が形成される。
【００４４】
次に、図７（Ｄ）に示すように、プレス機を用いてヒートシンク２００と放熱フィン２１０との間に１ＭＰａ程度の圧力を加えるとともに、３００℃に加熱する。これにより、ヒートシンク２００と放熱フィン２１０とがＣｕ−Ｃｕ接合により接合され、さらに固相拡散を行うことにより、図７（Ｅ）に示すように、ヒートシンク２００と放熱フィン２１０とが一体化された構造が得られる。
【００４５】
ヒートシンク２００と放熱フィン２１０との接合とは別に、図８（Ａ）に示すように、リードフレーム２５０に半導体素子２６０を搭載し、リードフレーム２５０に設けられた電極パッド２５２と半導体素子２６０の素子電極２６２とを金線２７０を用いてワイヤボンディング接続する。
【００４６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、半導体素子２６０の電極形成面とは反対側の面に接着テープなどの接着部材２８０を用いてとヒートシンク２００を接着する。
【００４７】
次に、図８（Ｃ）に示すように、半導体素子２６０を封止樹脂２９０を用いて封止する。
【００４８】
以上の工程により、ヒートシンク２００と放熱フィン２１０とが一体的に形成された半導体パッケージの放熱構造を得ることができる。ヒートシンク２００と放熱フィン２１０との間が同一の部材で形成されているため、両者の間に応力が集中することが抑制される。これにより、ヒートシンク２００と放熱フィン２１０との接続強度を向上させることがきる。
【００４９】
（金属接合に用いる溶液）
上述した実施の形態に係る金属の接合方法では、金属接合に用いる溶液としてアンモニア水が用いられているが、銅と錯体を形成する配位子を含む溶液であれば、これに限られず、たとえば、カルボン酸水溶液であってもよい。
【００５０】
カルボン酸水溶液の調製に用いられるカルボン酸としては、酢酸などのモノカルボン酸、また、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、フタル酸、マレイン酸などのジカルボン酸、さらに、酒石酸、クエン酸、乳酸、サリチル酸などのオキシカルボン酸が挙げられる。
【００５１】
このうち、カルボン酸水溶液は多座配位子となるカルボン酸を有することが好ましい。多座配位子となるカルボン酸を有するカルボン酸水溶液では、カルボン酸と銅がキレートを形成することにより銅錯体の安定性が非常に大きくなる。この結果、接合に必要な温度をより低温化させることができる。なお、酒石酸がキレートを形成することについては、「理化学辞典  第４版（岩波書店）」の第５９３頁に記載されている。また、酒石酸、シュウ酸などがキレートを形成することは「ヘスロップジョーンズ  無機化学（下）  齋藤喜彦  訳」の第６６６頁に記載されている。ここで、キレート化とは、多座配位子によって環が形成されることによって錯体の安定度が非常に大きくなることをいう。
【００５２】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
【００５３】
たとえば、上述の実施の形態では、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０がともにＡｌであり、同種の金属が接合されているが、第２の被接合部２０は第１の被接合部１０と異なる金属であってもよい。たとえば、第１の被接合部１０をＡｌとし、第２の被接合部２０をＡｕとすることで、ＡｌとＡｕのクラッド材を作製することができる。なお、第２の被接合部２０の材料として、Ａｕの代わりにＴｉ、Ｔａなども採用が可能である。
【００５４】
また、上述の実施の形態では、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを加圧した状態で加熱を行っているが、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを加圧する前または第１の被接合部１０と第２の被接合部２０とを加圧した後に加熱を行ってもよい。なお、第１の被接合部１０と第２の被接合部２０との接合において、加圧は必須であるが、加熱は任意である。たとえば、常温において、減圧環境下で加圧を行うことにより第１の被接合部１０と第２の被接合部２０との接合することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  第１の被接合部、１２  第１の基材部、１４  第１の被膜部、１６  第１の銅被膜、１８  第１の酸化膜、２０  第２の被接合部、２２  第２の基材部、２４  第２の被膜部、２６  第２の銅被膜、２８  第２の酸化膜、３０  溶液、４０  固相拡散により接合された領域、５０  金属部材、２００  ヒートシンク、２１０  放熱フィン、２２０  銅被膜、２４０  アンモニア水、２５０  リードフレーム、２６０  半導体素子、１０００  非水電解質二次電池、１０１１  巻き取り電極体、１０１２  電池外装缶、１０１３  封口板、１０１４  正極芯体露出部、１０１５  負極芯体露出部、１０１６  正極集電体、１０１８  負極集電体
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、金属の接合方法に適用可能である。
【図１】
2012042907.tif 000003
【図２】
2012042907.tif 000004
【図３】
2012042907.tif 000005
【図４】
2012042907.tif 000006
【図５】
2012042907.tif 000007
【図６】
2012042907.tif 000008
【図７】
2012042907.tif 000009
【図８】
2012042907.tif 000010
【国際調査報告】
2012042907.tif 000011
2012042907.tif 000012
2012042907.tif 000013
2012042907.tif 000014