(57)【要約】 【課題】  互いに異なる素材を強固に接合する。【解決手段】  実施形態にかかる接合体は、第１材料からなる第１基材と、第１材料とは異なる第２材料からなり、第１基材の第１平均粗さＲ１より小さい第２平均粗さＲ２を有する第２基材と、第１基材及び第２基材間に接触して設けられ、第１基材と第２基材とを化学結合により接合させる接合層とを含む。第１平均粗さＲａ１は１ないし５００ｎｍであり、第１平均粗さＲａ１と接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、０．２６Ｒａ１≦ｔ≦１５００…（１）を満足する。【選択図】  図１
2020142437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１材料からなる第１基材と、
前記第１材料とは異なる第２材料からなり、前記第１基材の第１平均粗さＲ１より小さい第２平均粗さＲ２を有する第２基材と、
前記第１基材及び第２基材間に接触して設けられ、前記第１基材と前記第２基材とを化学結合により接合させる接合層とを含む接合体であって、
前記第１平均粗さＲａ１は１ないし５００ｎｍであり、
前記第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、下記式（１）に示す関係を満足する接合体。
０．２６Ｒａ１≦ｔ≦１５００…（１）
【請求項２】
前記第１平均粗さＲａ１は１ないし８３ｎｍであり、
前記第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、下記式（２）で表される関係を有する請求項１に記載の接合体。
１．２Ｒａ１≦ｔ≦１００…（２）
【請求項３】
前記接合層は、下記式（Ｃ１）で表されるトリアジン誘導体を含む請求項１または２に記載の接合体。
【化１】
2020142437.tif 000007
【請求項４】
前記第１材料及び前記第２材料は、各々、無機材料、または有機材料のうち少なくとも１つであり、前記無機材料は、金属、ケイ素、アルミニウム、ステンレススチール、錫、ニッケル、銅、銀、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または酸化チタンであり、前記有機材料は、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フッ素ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、シリコーンゴム、またはナイロンである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接合体。
【請求項５】
第１材料からなる第１基材と、
前記第１材料とは異なる第２材料からなり、前記第１材料の第１平均粗さＲ１より小さい第２平均粗さＲ２を有する第２基材とを接合する接合方法であって、
前記第１基材と前記第２基材とを化学結合により接合させる接合剤を含む接合液を塗布して塗付層を形成し、
前記塗付層を乾燥して接合層を形成し、
前記接合層上に第２基材を適用して接合することを含み、
前記第１平均粗さＲａ１は１ないし５００ｎｍであり、
前記第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、下記式（１）に示す関係を満足する接合方法。
０．２６Ｒａ１≦ｔ≦１５００…（１）
【請求項６】
前記第１平均粗さＲａ１は１ないし８３ｎｍであり、
前記第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１とが、下記式（２）で表される関係を有する請求項５に記載の方法。
１．２Ｒａ１≦ｔ≦１００…（２）
【請求項７】
前記接合層は、下記式（Ｃ１）で表されるトリアジン誘導体を含む請求項５または６に記載の方法。
【化２】
2020142437.tif 000008
【請求項８】
前記第１材料及び前記第２材料は、各々、無機材料、または有機材料のうち少なくとも１つであり、前記無機材料は、金属、ケイ素、アルミニウム、ステンレススチール、錫、ニッケル、銅、銀、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、または酸化チタンであり、前記有機材料は、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、フッ素ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、天然ゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、シリコーンゴム、またはナイロンである請求項５ないし７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、接合体及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分子間力、水素結合で接合する一般的な接着剤は、その接合力が弱いため、基材表面の凹凸に食い込むことで得るアンカー効果にて、接合力を補っている。
しかしながら、表面粗さが低く、アンカー効果が弱くなる平坦な界面での接合ニーズがあり、これらは上記接着剤では実現困難である。
【０００３】
アンカー効果が得られない平坦な界面での接合には、共有結合で分子同士が強固に接合する分子接合剤が有効である。分子接合剤は、理論上は、１分子の厚みがあれば良い。そのため、通常は、分子接合剤が溶解した接合液に基材浸漬した後、溶媒でリンスを行って、１分子接合層を形成する。
【０００４】
しかしながら、基材表面の凹凸が数ｎｍ以上になると、１分子接合層では基材と接する面積が小さくなり、共有結合でも十分な接合力を得られにくいという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００９／１５４０８３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、互いに異なる素材を強固に接合することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、第１材料からなる第１基材と、
前記第１材料とは異なる第２材料からなり、前記第１材料の第１平均粗さＲ１より小さい第２平均粗さＲ２を有する第２基材と、
前記第１基材及び第２基材間に接触して設けられ、前記第１基材と前記第２基材を化学結合により接合させる接合層とを含む接合体であって、
前記第１平均粗さＲａ１は１ないし５００ｎｍであり、
前記第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、下記式（１）に示す関係を満足する接合体が提供される。
【０００８】
０．２６Ｒａ１≦ｔ≦１５００…（１）
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の構成を表す模式的な断面図である。
【図２】実施形態にかかる接合体の接合方法を表すフロー図である。
【図３】９０度ピール強度試験を説明するための図である。
【図４】表面粗さが変化した場合の接合層の膜厚と剥離強度との関係を表すグラフ図である。
【図５】基材の表面粗さと接合層の様子を表すモデル図である。
【図６】接合層の膜厚と接合面積を説明するためのモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の構成を表す模式的な断面図である。
図示するように、この接合体１０は、第１基材１と、第１基材１上に直接設けられ、この第１基材１と化学的に結合した接合層２と、接合層２上に直接設けられ、この接合層２と化学的に結合した第２基材３とを有する。第１基材１に用いられる第１材料と、第２基材３に用いられる第２材料は異なる材料である。第１基材１は１ないし５００ｎｍの第１平均粗さＲａ１を有する。第２基材３の第２平均粗さＲ２よりも、第１平均粗さＲ１の方が大きい。この接合体１０では、第１基材１の第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）とが、下記式（１）に示す関係を満足する。
０．２６Ｒａ１≦ｔ≦１５００…（１）
実施形態によれば、上記式（１）により、接合層の膜厚を基材の表面粗さに合わせて最適化することができるので、凹凸を持つ界面に対しても、強固に接合する接合層を形成することが可能となる。接合層の膜厚は、接合層の接合液量の制御により調整することができる。
【００１１】
接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）が０．２６×Ｒａ１よりも小さいと、剥離強度が４Ｎ／ｃｍよりも小さくなり、１５００ｎｍを超えると、剥離強度が変わらず、材料を多く使うためコスト高となる。
第１平均粗さＲａ１と前記接合層の膜厚ｔ１（ｎｍ）は、好ましくは、下記式（２）で表される関係を有することができる
１．２Ｒａ１≦ｔ≦１００…（２）
接合層の膜厚ｔ１が１．２Ｒａ１よりも小さい場合と、１００ｎｍを超える場合では、剥離強度が１０Ｎ／ｃｍに届かない傾向がある。
【００１２】
第１材料及び第２材料は、各々、無機材料、または有機材料のうち少なくとも１つである。  
無機基材として、金属例えばアルミニウム、錫、ニッケル、銅、及び銀等、合金例えばステンレス等、酸化物例えば酸化アルミニウム、及び酸化チタン等、窒化物例えば窒化ケイ素、及び窒化アルミニウム等、及びケイ素などがあげられる。
【００１３】
有機材料として、樹脂例えばポリカーボネート、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、シクロオレフィンポリマー、及びナイロン（登録商標）等、及びゴム例えばフッ素ビニリデン系ゴム、四フッ化エチレン−パーフルオロメチルビニルエーテルゴム、天然ゴム、及びシリコーンゴム等があげられる。
【００１４】
接合層は、第１基材と第２基材とを化学結合により接合させる分子接合剤を含むことができる。  
分子接合剤は、上記金属、樹脂、及びゴムなどと化学結合し得る化合物である。  
接合層は、分子接合剤に、例えば、水、メタノール、エタノール、あるいはイソプロピルアルコールのうち１つの溶媒を加えて接合液を作製して、対象物に塗付することにより形成することができる。  
塗付方法として例えば、ディッピング、スプレーコーティング、バーコーティングなどの方法があげられる。  
分子接合剤は、第１基材と化学結合される部分と、第２基材と化学結合される部分とを有する。
【００１５】
分子接合剤として、トリアジン誘導体を使用することができる。  
実施形態に使用されるトリアジン誘導体は、例えば下記構造式（Ｃ１）で表すことができる。
【００１６】
【化１】
2020142437.tif 000003
（式中、Ｒは、炭化水素基又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、Ｘは、水素原子又は炭化水素基を示し、Ｙは、アルコキシ基を示し、Ｚは、塩を形成していてもよい、チオール基、アミノ基、もしくはアジド基、又は異種原子もしくは官能基が介在してもよい炭化水素基を示し、ｎ１は１〜３までの整数であり、ｎ２は１〜２までの整数である。）
上記一般式（Ｃ１）において、Ｒは、好ましくは炭素数１〜７の炭化水素基、又はこれらの主鎖に窒素原子が介在するものを示す。Ｘは、炭素数１〜３の炭化水素基を示す。Ｙは、炭素数１〜３のアルコキシ基を示す。ｎ１は、好ましくは３である。ｎ２は、好ましくは２である。Ｚは、チオール基、アミノ基、アジド基、アルキル基、あるいはそれらの塩を示す。塩を形成するカチオンの元素としては、アルカリ金属が好ましく、中でもＬｉ、Ｎａ、Ｋ又はＣｓがさらに好ましい。なお、ｎ２が２である場合は、少なくとも１つのＺは、塩を形成している、チオール基、アミノ基又はアジド基を示すことが好ましい。  
トリアジン誘導体は、単体で、またはその他の化合物との混合物を用いることができる。接合は、熱、または光などのエネルギーで行うことができる。  
実施形態に使用されるトリアジン誘導体は、好ましくは１分子に２つ以上の官能基を有する。  
上記一般式（Ｃ１）において、Ｚにアミノ基を有する場合、樹脂などの有機物と反応し得る。また、Ｚにアジド基を有する場合、すべての有機物反応し得る。Ｚにチオール基を有する場合、ゴムなどと反応し得る。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明する。  
実施例１  
以下のように、種々の表面粗さを有する基材について、接合層の膜厚を変化させて接合体を形成し、その強度を計測した。  
接合体の形成
図２に、実施形態にかかる接合体の接合方法を表すフロー図を示す。
【００１８】
第１基材として、表面平均粗さＲａが２５０ｎｍであり、剛体であるＳｉウエハ、及び表面平均粗さＲａが５，５０，５００ｎｍの３種のアルミ板を用意した。  
第２基材として、ポリイミド（ＰＩ）シートを用意した  。
なお、このＰＩシートはＲａが３０〜７０ｎｍあるが、接合体作製時に熱と圧力を加えることで、自身の凹凸以上に形状が変形する傾向があるため、ここでは、ＰＩシート側の凹凸は考慮しない。
【００１９】
Ｓｉウエハは超音波でアセトン洗浄し、純水で洗浄し、さらにコロナ放電処理を１２ｋＶで３往復行うことにより処理した。３種のアルミ板は表面を超音波でアセトン洗浄し、アルカリ液に浸漬して脱脂し、その後、純水にて洗浄することにより、表面を清浄にした。  
一方、ＰＩシートの一方の表面を、超音波でアセトン洗浄した後、純水で洗浄し、さらにコロナ放電処理を１２ｋＶで３往復行うことにより処理した。  
次に、Ｓｉウエハ、及び３種のアルミ板に種々の濃度の分子接合剤を含む接合液を滴下し、バーコーター、スピンコーターなどを使用して均一に塗布し（Ｓ１）、塗付層を形成した。得られた塗付層を６５℃で２０分乾燥して（Ｓ２）、接合層を形成した。一回の滴下量は、１６３．３３３ｇ／ｃｍ２とした。なお、必要に応じて、２回以上の塗付を行うこともできる。  
続いて、第１基材の接合層表面と、第２基材の処理された表面とを重ね合わせ、熱プレス機にて１８０℃の加熱と１０ＭＰａの加圧を同時に１０分間行うことにより接合処理し（Ｓ３）、２つの基材と接合層が接点を有した状態にて、接合層を熱による化学反応で両基材と結合させ、接合体を得た。
【００２０】
分子接合剤としては上記構造式（Ｃ１）で表されるトリアジン誘導体を使用した。  
分子接合剤を含む接合液の塗付方法としては、ディッピング、スプレー、バーコーター、スピンコーター等のコーティングなどの方法があげられる。  
分子接合剤を含む接合液の溶媒として、例えば、水、メタノール、エタノール、またはイソプロピルアルコールを使用することができる。実施例では、水を使用した。  
分子接合層を形成した後、静置するか、あるいは熱、光等のエネルギーを加えることにより、化学結合が促進される。
【００２１】
接合層の膜厚と分子接合剤を含む接合液濃度  
種々の濃度の分子接合剤を含む接合液は、１．４〜１３７．２ｎｍまでの１３種類の膜厚の接合層を得るため、それぞれの膜厚に応じて、塗付量を一定として、バーコーターで接合液を溢さないように均一に拡げ、乾燥した。分子接合剤を含む接合液中の不揮発成分濃度を変数として下記表１のように膜厚を調整した。
【００２２】
【表１】
2020142437.tif 000004
なお、塗付量と所望の結合層の膜厚（乾燥膜厚）は、分子接合剤を含む接合液の濃度に応じて、下記式（３）、式（４）から理論的に計算して求めることができる。
ｙ＝ｘ（１／ｄｔ−（１００−ＮＶ）／（１００×ｄｓ））…（３）  
ｚ＝ｘ／ｄｔ…（４）  
但し、式中、ｘは塗付量（ｇ／ｍ２）、ｙは乾燥膜厚（μｍ）、ｚは塗付膜厚（μｍ）、ｄｔは接合液の比重（ｇ／ｃｍ３）、ＮＶは接合液の不揮発分（主として接合液内の分子結合剤の比重）（重量％）、ｄｓは揮発分の比重（主として接合液内の溶媒の比重）である。  
塗付量ｘは、１回の塗付量１６３．３３３ｇ／ｍ２である。  
接合液の比重ｄｔは、１．１６ｇ／ｃｍ３である。  
接合液の不揮発分の比重ＮＶ（重量％）は、０．０１〜１．０重量％の変数として膜厚を調整した。  
接合液の揮発分の比重（重量％）は、１ｇ／ｃｍ３である。  
得られた接合体について、以下のように接合強度評価を行った。
【００２３】
接合強度評価  
接合体の接合強度評価は、ＪＩＳ  Ｋ６８５４で規定される９０度ピール強度試験を実施した。  
図３は、９０度ピール強度試験を説明するための図である。  
図３（ａ）に示すように、９０度ピール強度試験用の接合体サンプル１０Ａでは、第１基材１上に設けられたＰＩシート３は、第１基材１よりも一回り大きく、掴みシロがあるものとする。このＰＩシート３側に切れ込み５を２本幅Ｔが１ｃｍの間隔で入れる。  
図３（ｂ）に示すように、接合体１０の第１基材１側を固定し、ＰＩシートの掴みシロ７（非接合部）を引張り試験機６で掴み、ＰＩシート３を９０度に引き上げた場合の剥離強度（Ｎ／ｃｍ）を評価する。  
ピール強度試験結果は、２つの基材の接合力がＰＩシートの破壊が起きるほど強い「破断モード」と、ＰＩシートの材料強度より弱く基材同士が剥がれる「剥離モード」に大別される。破断モードの場合は、破断が起きた最大値を読み取る。剥離モードの場合は剥離距離５ｍｍの平均値（剥離開始から２．５〜７．５ｍｍの箇所）とした。
【００２４】
得られた結果を下記図４に示す。  
図４は、第１基材の表面粗さＲａ１を変化させた場合の接合層の膜厚と剥離強度との関係を表すグラフ図である。  
図中、１０１は表面粗さＲａ１が５ｎｍ、１０２は表面粗さＲａ１が５０ｎｍ、１０３は表面粗さＲａ１が２５０ｎｍ、及び１０４は表面粗さＲａ１が５００ｎｍの場合をそれぞれ示す。  
また、横軸の接合層の膜厚（ｎｍ）は、上記計算式（３）、式（４）から算出した。  
９０度ピール強度試験の結果、グラフ１０１に示すように、Ｒａが５ｎｍの接合体では、接合層の膜厚６〜１００ｎｍの領域で剥離強度１０Ｎ／ｃｍ以上となる非常に強固な接合領域がある。しかしながら、グラフ１０２のＲａ５０ｎｍ，グラフ１０３の２５０ｎｍ，グラフ１０４の５００ｎｍに示すように、表面粗さが次第に大きくなると、この膜厚の領域でも剥離強度が弱くなる。また、膜厚１００ｎｍ前後で剥離強度は表面粗さに関係なく一定に終息する（４〜６Ｎ／ｃｍ）。
【００２５】
表面粗さと剥離強度について  
表面粗さによる剥離強度の傾向を図４及び図５を用いて説明する。  
図５は、第１基材の表面粗さと接合層の様子を表すモデル図である。  
ここでは、第１基材として、表面の凹凸が小さいＲａが５ｎｍの場合と凹凸が大きいＲａが５００ｎｍの場合とを比較して模式的に示す。また、図４において、膜厚０〜６ｎｍを領域１、膜厚６〜１００ｎｍを領域２、膜厚１００ｎｍ以上を領域３とする。  
基材と基材を化学結合により接合させる分子接合剤を用いた接合層は、単分子層である方が接合強度は強く、多分子層になるほど接合強度が弱くなる傾向がある。
【００２６】
領域１では、図５（ａ）の接合体１０−１（Ｒａ＝５ｎｍ）、接合体１０−２（Ｒａ＝５００ｎｍ）ともに第１基材１の凹凸に接合層２が追従せずＰＩシート３と接合層２との接点が少ないため、剥離強度が小さい。  
領域２では、図５（ｂ）の接合体１０−３（Ｒａ＝５ｎｍ）に示すように、Ｒａ５ｎｍでは、接合層２が第１基材１の凹凸に追従し、ＰＩシート３との接点が多く、剥離強度が強い。一方で、接合体１０−４（Ｒａ＝５００ｎｍ）に示すように、Ｒａが５００ｎｍの場合では、接合層２が同じ膜厚であっても、第１基材１の凹凸に十分に追従しないため、剥離強度は、Ｒａが５ｎｍの場合よりも小さくなる。  
領域３では、図５（ｃ）の接合体１０−５（Ｒａ＝５ｎｍ）及び接合体１０−６（Ｒａ＝５００ｎｍ）に示すように、Ｒａが５ｎｍの場合、５００ｎｍの場合ともに剥離強度は同じ程度となる。これは、どちらとも表面凹凸を埋めて、ＰＩシート３と接する。しかしながら、剥離強度が４〜７Ｎ／ｃｍで飽和することから、接合層２でのバルク破壊が起きていると考えられる。
【００２７】
接合層の膜厚と接合面積（被覆率）について  
図６に、接合層の膜厚と接合面積を説明するためのモデル図を示す。  
まず、理論計算のモデルとして、第１基材１と接合層２との接合界面１ａの断面に、図のような二等辺三角形の凹凸が連続して存在すると仮定する。接合層２は凹凸の形状に沿って、凹凸形状に同じ膜厚ｔで形成されるものとする。  
また、図示するように、凹部１ｂの開口領域の径の長さをｙ、開口領域の径の長さｙのうち接合層２で被覆されている被覆領域の大きさの合計（被覆率）をｘ、接合層２で被覆されていない非被覆領域の大きさをｚ、凹部の深さを２Ｒａ、凹部頂点１ｃと、接合界面１ａから凹部頂点１ｃへの垂線とのなす角度をθとする。
【００２８】
このとき、ｙ／２＝２Ｒａ×ｔａｎθ，ｘ／２＝ｔ×ｔａｎθで求められるので、これを整理すると、下記式（５）〜（７）のようになる。  
ｙ＝４Ｒａ・ｔａｎθ…（５）  
ｚ＝２（２Ｒａ−ｔ）・ｔａｎθ…（６）  
ｘ＝ｙ−ｚ＝２ｔ・ｔａｎθ…（７）  
となる。  
これにより、被覆率Ｗは、下記式（８）で表される。  
Ｗ＝ｘ／ｙ＝ｔ／２Ｒａ…（８）  
被覆率Ｗ  
被覆率Ｗを各Ｒａで算出した結果と、実測データを照らし合わせたものを下記表２−１及び表２−２に示す。
【００２９】
【表２】
2020142437.tif 000005
【００３０】
【表３】
2020142437.tif 000006
上記表２−１，２−２のデータと図４のグラフ図から、剥離強度に対する表面粗さと接合層の膜厚との関係を定量的に定めることができる。  
剥離強度は１０Ｎ／ｃｍ以上であると良好とみなすことができる。グラフ１０１で表されるＲａが５ｎｍの場合について、剥離強度が１０Ｎ／ｃｍ以上となるのは膜厚６ｎｍ辺りである。上記表２−１から例えば膜厚６．２ｎｍのとき被覆率は６２％である。このことから、被覆率Ｗが６０％以上であると、１０Ｎ／ｃｍ以上の剥離強度が得られる傾向があることがわかる。  
式（８）に当てはめると、Ｗ＝ｔ／２Ｒａ≧０．６となり、  
これを書き換えることにより、接合層の膜厚ｔ（ｎｍ）と表面粗さＲａとの関係式として、ｔ≧１．２Ｒａ…（９）を導き出すことができる。
【００３１】
次に、剥離強度が１０Ｎ／ｃｍ以上となる、接合層の膜厚ｔ（ｎｍ）の上限値について考える。  
表２−１，表２−２の被覆率と図４のデータを見ると、Ｒａが５ｎｍの場合、及びＲａが５０ｎｍの場合ともに接合層の膜厚１００ｎｍを超えると、剥離強度が１０Ｎ／ｃｍを下回る結果となっている。膜厚ｔ（ｎｍ）がｔ≦１００  （ｎｍ）を満足すると剥離強度は１０Ｎ／ｃｍ以上となる傾向があることがわかる。  
上記式（９）に適用すると、剥離強度が１０Ｎ／ｃｍを満たす膜厚ｔは、１．２Ｒａ≦ｔ≦１００  （ｎｍ）となる。これを満たすＲａは、１≦Ｒａ≦８３（ｎｍ）である。Ｒａが８３を超えると、被覆率６０％以上を満たし、かつ厚みが１００ｎｍ以下とならない傾向がある。  
剥離強度は１０Ｎ／ｃｍであると良好であるが、実用的には４Ｎ／ｃｍ以上と考えられる。  
剥離強度４Ｎ／ｃｍ以上を満たす接合層の膜厚について考える。
【００３２】
図４において、グラフ１０２に示すように、Ｒａが５０ｎｍのとき、剥離強度４Ｎ／ｃｍを超える膜厚は１３．７ｎｍであり、このときの被覆率Ｗ≧１３％である。また、グラフ１０３を見ると、Ｒａが２５０ｎｍのとき、剥離強度４Ｎ／ｃｍを超える膜厚は６８．６ｎｍである。さらに、グラフ１０４を見ると、Ｒａが５００ｎｍのとき、剥離強度４Ｎ／ｃｍを超える膜厚は１３７ｎｍである。表２−１，表２−２から、Ｒａが５０ｎｍで膜厚が１３．７ｎｍのとき、Ｒａが２５０ｎｍで膜厚が６８．６ｎｍのとき、Ｒａが５００ｎｍで膜厚が１３７ｎｍのとき、何れも被覆率Ｗ≧１３％ことがわかる。つまり、Ｗ＝ｔ／２Ｒａ≧０．１３  であり、ここから、ｔ≧０．２６Ｒａであれば、剥離強度４Ｎ／ｃｍ以上を満たすことがわかる。
【００３３】
さらに、剥離強度４Ｎ／ｃｍ以上を満たす接合層の膜厚の上限について考える。  
剥離強度４Ｎ／ｃｍはバルク破壊の領域でも強度を満たすため、剥離強度では膜厚の上限を決定することはできない。しかしながら、接合体の製品性や生産性を考えると、以下のように規定できる。  
本件で規定した表面粗さは最大Ｒａ５００ｎｍであるため、凹凸部の溝を全て埋めて平滑とする場合、最低１０００ｎｍの厚みが必要となる。Ｒａは平均値のため、確実に凹凸を埋めるためには、その１．５倍である１５００ｎｍが上限であると考えることができる。１５００ｎｍ以上の厚さにしても、コスト高となる傾向がある。  
従って、剥離強度４Ｎ／ｃｍ以上を満たす条件は、０．２６Ｒａ≦ｔ≦１５００  （ｎｍ）であると考えられる。
【００３４】
比較例１
分子接合層を含む接合液として、実施例１と同様の分子接合剤を０．０１〜１．０重量％の濃度で水からなる溶媒に溶解して調製した。実施例１と同様のＳｉウエハ、及び３種のアルミ板を用意し、前記接合液を塗布して塗付層を形成した後、静置するか、あるいは熱、光等のエネルギーを加え、その後、塗付層を乾燥する前に、洗浄液として、上記水からなる溶媒を使用し，第１基材に化学結合されない余剰の分子接合層の部分を洗浄して、少なくとも一部に膜厚１ｎｍ以下の単分子膜を有する分子接合層を形成する工程をさらに含むこと以外は実施例１と同様にして第１基材上に接合層を形成した。
【００３５】
続いて、第１基材の接合層表面と、第２基材の処理された表面とを重ね合わせ、実施例１と同様にして加熱及び加圧を行い、接合体を得た。
得られた接合体について、実施例１と同様の接合体の接合強度評価として、ＪＩＳ  Ｋ６８５４で規定される９０度ピール強度試験を実施した。  
その結果、表面粗さＲａ１が５ｎｍであるときは２Ｎ／ｃｍ以下  であり、表面粗さＲａ１が５０ｎｍ、２５０μｍ、５００ｎｍであるときは１Ｎ／ｃｍ以下であった。
【００３６】
比較例に示すように、凹凸のある第１基材に、分子接合剤を含む接合液を塗布した後に溶媒で洗浄することにより、分子接合層の単分子膜を形成した場合、厚みが１ｎｍ前後となるため、第２基材との接合を行っても、十分な接合強度は得られないことがわかる。これに対し、実施形態にかかる接合体では、第１基材が平均粗さＲａ１を１ないし５００ｎｍとし、表面の凹凸に応じた厚さの接合層すなわち上記式（１）を満足する厚さの接合層を形成すれば、分子接合剤を含む接合液を塗布した後に溶媒で洗浄することなく接合層を形成し、第２基材との接合を行っても十分な接合強度が得られる。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１…第１基材、２…接合層、３…第２基材、１０…接合体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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