(57)【要約】  熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な実装構造体を提供する。  電極（２ａ）、（２ｂ）を有する基板（１）と、電極（２１ａ）、（２１ｂ）を有する電子部品（３）と、基板（１）の電極（２ａ）、（２ｂ）と電子部品（３）の電極（２１ａ）、（２１ｂ）を電気的に接続するとともに、電子部品（３）を基板（１）の表面に固定する接合部（１５ａ）、（１５ｂ）と、基板（１）の電極（２ａ）と電子部品（３）の電極（２１ａ）に当接しており、スペーサとして用いられる凸部（４）とを備えた、実装構造体（１０）である。
2009157160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接しており、スペーサとして用いられる部材とを備えた、実装構造体。
【請求項２】
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製されている、請求項１記載の実装構造体。
【請求項３】
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した部材である、請求項１記載の実装構造体。
【請求項４】
前記基板は、電極を有し、
前記電子部品は、電極を有し、
前記接合部は、前記基板の電極と前記電子部品の電極を電気的に接続し、
前記部材は、前記電子部品の電極と前記基板の電極に当接している、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項５】
前記部材は、前記基板の電極又は前記電子部品の電極の表面の凹凸によって形成されている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項６】
前記接合部は、放熱機能を有している、請求項１記載の実装構造体。
【請求項７】
前記部材は複数設けられており、
前記複数の部材は、前記接合部の周縁部より前記中央部に密に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項８】
前記基板の電極と前記電子部品の電極は、少なくともその一部が対向して設けられており、
前記接合部は、少なくとも前記対向して設けられた、前記電極の部分の間に設けられている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項９】
前記部材は、バンプによって形成されている、請求項１又は２記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記部材は、導電物を含むペースト材料を用いて作製されている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１１】
前記部材は、金属酸化物と樹脂とを混合したペースト材料を用いて作製されている、請求項３記載の実装構造体。
【請求項１２】
前記部材は、金属酸化物を用いて作製されている、請求項３記載の実装構造体。
【請求項１３】
前記部材は、前記接合部を作製した前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも硬化温度が低い材料によって作製されている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１４】
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ以下の金属粒子を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１５】
前記基板の電極または前記電子部品の電極のいずれかの、前記接合部の中央部に対応する部分は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した材料から形成されている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項１６】
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、請求項１６記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給する、請求項１６記載の実装構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装構造体、及び実装構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの電子部品を、セラミックやポリイミド等の基材上に実装する方法として、金属ナノ粒子を接合材料として用いる方法が注目されている。金属ナノ粒子とは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の平均粒径が５０ｎｍ未満のサイズの金属粒子（以下、金属ナノ粒子と記載する）である。この金属ナノ粒子は、微小化によりバルク材料に比べて表面活性度が高いため、低温での結合が可能であり、かつ結合しサイズが大きくなるとバルク材料同等の高い融点となる。そのため、金属ナノ粒子を接合材料として用いる方法は、電子部品の実装時の熱ストレス低減および実装後の耐熱温度向上が要求される幅広い製品への適用が期待されている。又、金属ナノ粒子を用いていない導電ペースト材料と比べて、金属ナノ粒子を用いた導電性ペースト材料では、金属が接触ではなく結合しているので、抵抗率が低く、接合強度も向上し、より優れた接合が実現される。このような金属ナノ粒子を接合材料として用いた従来の電子部品の実装過程を図１６〜図１８に示す。【０００３】
図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）は、実装工程における基板の平面図を示し、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）は、夫々図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）のＧＧ´間の断面図を表わしている。【０００４】
まず、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、基材の上に導体配線１００２が形成された基板１００１が用意される。次に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、導体配線１００２の部品実装位置に金属ナノ粒子を含んだペースト材料（以下、金属ナノ粒子ペースト材料と呼ぶ。）を用いて接合材料部１０１３が形成される。【０００５】
次に図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、電子部品１００３の電極１０１４を接合材料部１０１３に対向させて、電子部品１００３が基板１００１上に搭載される。さらに熱等のエネルギーを接合材料部１０１３に与えることにより、接合材料部１０１３が結合・硬化されて接合部１０１５となり、電子部品１００３の電極１０１４と基板１００１の導体配線１００２が接合される。これによって図１８（ａ）（ｂ）に示すように電子部品１００３の電極１０１４、接合部１０１５、導体配線１００２の順に層状に接続された実装構造体が作製される。【０００６】
なお、金属ナノ粒子ペースト材料は、金属ナノ粒子の重合を防ぐために分散剤によって安定化されている。そして、金属ナノ粒子ペースト材料に熱等のエネルギーを加えることにより、酸素を用いて接合材料部１０１３中の分散剤が分解され、金属ナノ粒子同士が溶融して結合し接合部１０１５が形成される。【０００７】
このような金属ナノ粒子ペースト材料を、電子部品としてＬＥＤを実装する際に用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、超音波振動の付与により、金属ナノ粒子ペーストを硬化させている。しかしながら、超音波振動を用いた場合、電子部品にダメージを与える場合や接合が不十分な場合があるため、超音波振動とともに、又は超音波振動を用いる代わりに上記と同様の加熱による硬化も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１３６３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、このような従来の実装構造体では、基板、電子部品の電極面積が小さい場合は、接合材料部１０１３を加熱することで発生するガス等の気体は空気中へ逃げることができるが、電極面接が大きい場合には、ガス等の気体が空気中へ逃げることができないという課題がある。以下に、詳細に説明する。【００１０】
図１９（ａ）〜図１９（ｆ）は、電子部品としてＬＥＤを実装する場合の実装構造体１００の製造方法を示す図である。電子部品としてＬＥＤ素子を用いる場合、その基板電極は、図１９（ａ）に示すように、大きさが異なる電極２ａと電極２ｂとから構成されている。【００１１】
図１９（ｂ）に示すように、これらの電極２ａ、２ｂ上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布され、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。【００１２】
一方、ＬＥＤである電子部品３は、基板１の電極２ａ、２ｂに対応する電極２１ａ、２１ｂを有している。次に、図１９（ｃ）に示すように、電子部品３の、電極２１ａ、２１ｂが形成されている反対側の面が搭載ツール１６で吸着されて、電子部品３は接合材料部１３ａ、１３ｂ上に設置される（図１９（ｄ））。その後、乾燥、及び熱処理を行い、接合材料部１３ａ、１３ｂの金属ナノ粒子ペースト材料が固化されて接合部１５ａ、１５ｂが形成され、実装構造体１００が作製される（図１９（ｅ））。【００１３】
この熱処理の際の分散剤の分解には、熱と酸素が必要であるため、接合材料部の中央部より外気に触れている周縁部の方が、酸素が供給されやすい。そのため、接合材料部の中央部より周縁部の方が、硬化速度が速くなる傾向がある。電子部品として一般の半導体チップを用いた場合、微細化に伴い、その電極は、数１０μｍ角以下の大きさであり、配線の幅も１００μｍ以下であるため、接合材料部の周縁部と中央部における硬化速度にあまり差が生じない。そのため、金属ナノ粒子ペースト材料中からガスを逃がすことができる。【００１４】
しかしながら、ＬＥＤの電極２ａ、２１ａは数ｍｍ角の大きさを有しているため、図１９（ｆ）の接合材料部１３ａの拡大図に示すように、接合材料部１３ａの周縁部１３ｅの方が先に硬化し、その後で中央部が硬化することになり、中央部付近で発生するガス２２を接合材料部１３ａの外へ逃がすことが困難となる。そのため、熱処理後の接合部１５内にガスが残留しやすくなり、接合不良が発生する場合がある。【００１５】
また、接合材料部１３ａの厚みを薄くした場合には、中央部で発生したガスが逃げる部分の面積が減少することになるので、ガスがより残留しやすくなる。【００１６】
本発明は、従来の実装構造体の課題を考慮し、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接しており、スペーサとして用いられる部材とを備えた、実装構造体である。【００１８】
又、第２の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製されている、第１の本発明の実装構造体である。【００１９】
又、第３の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した部材である、第１の本発明の実装構造体である。【００２０】
又、第４の本発明は、
前記基板は、電極を有し、
前記電子部品は、電極を有し、
前記接合部は、前記基板の電極と前記電子部品の電極を電気的に接続し、
前記部材は、前記電子部品の電極と前記基板の電極に当接している、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。【００２１】
又、第５の本発明は、
前記部材は、前記基板の電極又は前記電子部品の電極の表面の凹凸によって形成されている、第４の本発明の実装構造体である。【００２２】
又、第６の本発明は、
前記接合部は、放熱機能を有している、第１の本発明の実装構造体である。【００２３】
又、第７の本発明は、
前記部材は複数設けられており、
前記複数の部材は、前記接合部の周縁部より前記中央部に密に設けられている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。【００２４】
又、第８の本発明は、
前記基板の電極と前記電子部品の電極は、少なくともその一部が対向して設けられており、
前記接合部は、少なくとも前記対向して設けられた、前記電極の部分の間に設けられている、第４の本発明の実装構造体である。【００２５】
又、第９の本発明は、
前記部材は、バンプによって形成されている、第１又は２の本発明の実装構造体である。【００２６】
又、第１０の本発明は、
前記部材は、導電物を含むペースト材料を用いて作製されている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。【００２７】
又、第１１の本発明は、
前記部材は、金属酸化物と樹脂とを混合したペースト材料を用いて作製されている、第３の本発明の実装構造体である。【００２８】
又、第１２の本発明は、
前記部材は、金属酸化物を用いて作製されている、第３の本発明の実装構造体である。【００２９】
又、第１３の本発明は、
前記部材は、前記接合部を作製した前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも硬化温度が低い材料によって作製されている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。【００３０】
又、第１４の本発明は、
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ以下の金属粒子を含む、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。【００３１】
又、第１５の本発明は、
前記基板の電極または前記電子部品の電極のいずれかの、前記接合部の中央部に対応する部分は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した材料から形成されている、第４の本発明の実装構造体である。【００３２】
又、第１６の本発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法である。【００３３】
又、第１７の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、第１６の本発明の実装構造体の製造方法である。【００３４】
又、第１８の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給する、第１６の本発明の実装構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図、（ｃ）電子部品３の裏面図
【図２】（ａ）〜（ｅ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の製造方法を説明するための図
【図３】本発明にかかる実施の形態１の実装構造体において凸部が電極に当接している状態の一例を示す図
【図４】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体２０の断面構成図
【図５】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３０の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図
【図６】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３１の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図
【図７】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３２の断面構成図
【図８】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３５の断面構成図
【図９】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３６の断面構成図
【図１０】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の断面構成図
【図１１】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法を説明するための図
【図１２】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法の変形例を説明するための図
【図１３】本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の断面構成図
【図１４】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の製造方法を説明するための図
【図１５】本発明にかかる実施の形態４の実装構造体６０の断面構成図
【図１６】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１７】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１８】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１９】（ａ）〜（ｆ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【発明を実施するため形態】
【００３７】
以下に、本発明にかかる各実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１の実装構造体を示す断面構成図である。
【００３９】
本実施の形態の実装構造体１０は、基板１と、基板１の表面に実装された電子部品３とを備えている。この基板１の表面には電極２ａ、２ｂが形成されている。尚、基板１としては放熱性のよいアルミナの基板が用いられている。又、電子部品３は、ＬＥＤであり、２つの電極２１ａ、２１ｂを有しており、これら２つの電極はＰ極、Ｎ極に相当する。
【００４０】
又、電極２ａと電子部品の電極２１ａ、電極２ｂと電子部品の電極２１ｂが、それぞれ接合部１５ａ、１５ｂで接合されている。接合部１５ａ、１５ｂは、金属ナノ粒子ペースト材料を熱処理することによって作製されている。
【００４１】
又、接合部１５ａ中に、本発明の部材の一例に相当する凸部４が設けられている。この凸部４は、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａに当接しており、製造する際に、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａとの間隔を一定に保つスペーサとしての役割を有している。
【００４２】
又、凸部４を形成する材料には、接合部１５ａを作製するための金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料、すなわち熱伝導率の高い材料が用いられている。
【００４３】
図１（ｂ）は、実装構造体１０のうち基板１、接合部１５ａ、１５ｂ及び凸部４を示した平面図である。又、図１（ｃ）は、実装構造体１０のうち電子部品３を示した平面図である。尚、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ´間の位置における実装構造体１０の断面図に相当する。又、図１（ａ）の断面位置は、図１（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。
【００４４】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極２ａと電極２１ａの対向する部分に接合部１５ａが形成されており、電極２ｂと電極２１ｂの対向する部分に接合部１５ｂが形成されている。そして、図１（ｂ）に示すように、その接合部１５ａの中央部７０に３つの凸部４が設けられている。なお、本願における中央部とは、中央だけでなく中央近傍も含むことを意味する。又、図中、接合部１５ａの周縁部が７１で示されている。
【００４５】
次に、本実施の形態の実装構造体１０の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態の実装構造体１０の製造方法を説明するための図である。
【００４６】
はじめに、図２（ａ）に示すように、基板１の表面に形成されている電極２ａ上に凸部４が形成される。この電極２ａ、２ｂ及び、電子部品３の電極２１ａ、２１ｂは、例えば、金から形成されている。又、電子部品３は、例えば断面形状が１０ｍｍ角の大きさのＬＥＤ素子である。又、凸部４は、ワイヤーボンデイング装置で作製された金バンプによって構成されている。なお、凸部４の１つの大きさは、例えば図２において下部の直径が５０〜８０μｍ程度で、上部の直径が２０〜３０μｍであり、高さは３０μｍとすることが出来る。この凸部４を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【００４７】
次に、図２（ｂ）に示すように、基板１の電極２ａ、２ｂ上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布され、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。なお、金属ナノ粒子ペースト材料としては、例えば、導電成分である金属ナノ粒子としての金微粒子が溶剤に分散されたものを用いることが出来る。また、金属ナノ粒子は、溶剤中で分散剤によって被覆されており、溶剤としては、例えば、テトラデカンを用いることが出来、分散剤としては、例えばアルキルアミン等の、金属元素と配位的な結合が可能な基を有する化合物１種以上を用いることが出来る。又、金属ナノ粒子ペースト材料中に、例えば平均粒径３〜７ｎｍの金の微粒子を５０ｗｔ％含め、金微粒子の密度としては、１．６ｇ／ｃｃに設定することが出来る。又、この金属ナノ粒子ペースト材料の粘度は、２０〜５０ｍＰａ・ｓに設定されている方が好ましい。この金属ナノ粒子ペースト材料が、本発明の接合部の作製に用いた材料の一例に相当し、本発明の接合材料の一例に相当する。
【００４８】
又、塗布方法としては、例えば、インクジェット法、あるいは、スピンコート法、及びダイコート法等を用いられる。このような塗布方法を用いて、凸部４が覆い隠されるように２から３回の塗り工程を経て、厚みが比較的厚くなるように接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。なお、金属ナノ粒子ペースト材料は、粘度が低く、インクジェット法による塗布が利用されやすい。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【００４９】
その後、図２（ｃ）に示すように、電子部品３は、搭載ツール１６で保持されて、上記接合材料部１３ａ、１３ｂ上へ載置される。そして、図２（ｄ）に示すように、電極２１ａが凸部４の上端に当接するまで、電子部品３は接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。ここで、本明細書において「当接」とは、凸部４が直接電極２１ａに接触している場合だけでなく、図３の部分拡大図に示すように、凸部４と電極２１ａの間に、金属ナノ粒子ペースト材料が少量残留している場合も含んでおり、電子部品３の押圧に抵抗する状態のことをいう。尚、図３は、図２（ｄ）の部分拡大図であり、金属ナノ粒子ペースト材料が少量残留している部分が、Ｓで示されている。
【００５０】
最後に、熱処理による接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成され、図２（ｅ）に示す実装構造体１０が作製される。この硬化条件としては、図２（ｄ）状態の実装構造体１０´を熱風循環炉に挿入して、例えば５℃／分の昇温速度にて１００℃まで昇温した後、１０分間、１００℃の状態が保持される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。
【００５１】
本実施の形態では、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に電子部品３を載置する際に、凸部４がスペーサとして機能し、電極２ａと電子部品の電極２１ａとの間隔を一定に保つことができる。そのため、熱処理の際に、接合材料部１３ａ中の分散剤成分が加熱されることによって発生するガスを接合材料部１３ａの周縁部７１（図２（ｄ）参照）から外部へと逃すことが可能となる。
【００５２】
仮に、凸部４が存在しないとすると、電子部品３を載置する際に、金属ナノ粒子ペースト材料の柔軟性により、必要以上に電極２ａと電子部品の電極２１ａが接近することになるため、厚みが薄くなり、接合材料部１３ａの周縁部１３ｅから外部へとガスが逃げにくくなる。そのため、熱処理後の接合部１５ａ中に、気孔が形成される場合があり、基板１と電子部品３の接合強度が弱くなる。また、電子部品３の動作時に、残留ガスの影響で接合が不安定となる場合がある。
【００５３】
対して、本実施の形態のように凸部４がスペーサとして機能することにより、必要以上に、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａが接近することがないため、その間の接合材料部１３ａを形成する金属ナノ粒子ペースト材料が電極間から押し出されて、隣接する電極２ｂ、２１ｂ及び電極２ｂ、２１ｂの間の金属ナノ粒子ペースト材料に接触しショートすることを抑制することが出来る。なお、電極２ｂ、２１ｂ側の接合材料部１３ｂの金属ナノ粒子ペースト材料が押し出されることも抑制される。
【００５４】
また、接合材料部１３ａの中央部７０に凸部４を設けているため、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなり、ガスの発生自体を抑制することが出来る。
【００５５】
また、本実施の形態では、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する金属バンプによって凸部４を形成しているため、熱処理時に凸部４は、接合材料部１３ａ、１３ｂよりも速く昇温する。そのため、熱処理の際に、凸部４周辺の中央部７０に位置する金属ナノ粒子ペースト材料から硬化し、焼結が始まると共にガス等の気体が発生し、中央部７０から周縁部７１へと徐々に熱が伝達されて焼結及びガスの発生が起こるので、発生したガスを接合材料部１３ａの周縁部７１から外部へと効率よく逃がすことが出来る。
【００５６】
本実施の形態では、凸部４をスペーサとして用いて、電極２ａと電極２１ａの間に一定の量の隙間を確保し、かつ、熱伝達によるガスの発生の起点として凸部４を設けることで、ガス発生の時期、場所を制御し、熱処理時に接合材料部の中央部７０から周縁部７１へと効率よくガスを逃がすようにすることが可能となり、接合をより確実にすることが出来る。
【００５７】
又、本実施の形態の実装構造体１０と、凸部４を形成せずに作製した実装構造体を比較すると、凸部４を形成せずに作製した実装構造体では、接合材料部１３ａ中に泡が残り、接続不良などが発生した。
【００５８】
なお、凸部４を熱伝達によるガスの発生の起点として用いず、スペーサとしてのみ用いても良い。この場合、凸部４を形成する材料として、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率の高い材料）を用いなくても良い。
【００５９】
又、凸部４をスペーサとして用いず、熱伝達によるガスの発生の起点としてのみ用いても良い。この場合、凸部４は、電極２ａと電極２１ａの両方に接している必要はなく、少なくともいずれか一方にのみ接触して熱が伝達されればよい。この場合の実装構造体の一例を図４に示す。図４は実装構造体２０の断面構成図である。尚、実装構造体１０と実質上同じ構成については同一の符号を付しており、以下の図面についても同様である。
【００６０】
実装構造体２０では、接合部１５ａの中央部７０であって、電極２ａに接して３つの凸部２４が形成されている。この凸部２４は、電子部品３の電極２１ａには接触しておらず、電極２ａと電極２１ａの間隔を保持するスペーサとしての役割は果たしていない。
【００６１】
このような構成の実装構造体２０の凸部２４は、本実施の形態と同様に金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、金バンプ等の材料を用いて形成されているため、熱処理時に凸部２４を起点として金属ナノ粒子ペースト材料の硬化が始まると共にガスが発生し、接合材料部（接合部１５ａの硬化前の状態）の硬化時に周縁部７１からガスが逃げることが可能となる。
【００６２】
更に、凸部２４が、電子部品３の電極２１ａと接触しないため、製造時における電子部品３への物理的ダメージを低減することができる。ただし、凸部２４の高さが低すぎると、中央部７０における凸部２４が占める割合が減り、金属ナノ粒子ペースト材料の占める割合が多くなるため、中央部７０におけるガスの発生量が多くなる。そのため、凸部２４の高さは出来るだけ高い方がより好ましい。
【００６３】
また、本実施の形態１では、凸部４は、接合部１５ａの中央部７０に設けられているが、熱伝達によるガスの発生の起点として用いず、スペーサとしてのみ用いる場合には、凸部４は、接合部１５ａの中央部７０に設けられておらず、周縁部７１に設けられていても良い。
【００６４】
更に、凸部を接合部１５ａの内側でなく、図５の実装構造体３５の断面構成図に示すように、接合部１５ａの外側に設けても良い。図５に示す実装構造体３５では、接合部１５ａの外側に凸部４６が設けられている。この凸部４６は、電極２ａ上に設けられており、凸部４６の上端は、電子部品３´に接触している。このような構成であっても、凸部４６がスペーサとして機能し、電極２１ａと電極２ａ間の間隔を一定に保つことが出来るので、熱処理の際に発生するガスを効率よく外部へと逃がすことが出来る。尚、凸部４６は、電極２ａ上でなく、直接基板１上に設けられていても良い。
【００６５】
ただし、接合部１５ａの中央部７０に凸部４を設けた方が、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなるため、ガスの発生自体を抑制することが出来、より好ましい。
【００６６】
なお、上記実施の形態では、昇温速度が、例えば５℃／分に設定されているが、金属ナノ粒子ペースト材料を構成する成分によって適宜変更すればよい。但し、昇温速度が速すぎると接合材料部内の溶剤が突沸して、電子部品の電極２１ａと基板の電極２ａの間から、泡がスムーズに逃げることができない。
【００６７】
また、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように凸部４として金属バンプを用いており、熱伝導率が高いので電子部品３の熱を基板１へ伝達しやすい。この金属バンプはメッキやワイヤーボンドなどで作製できる。又、金属バンプは、その先端がとがっているので、上部ほど空間ができ、発生したガスが外部へと逃げやすい。
【００６８】
なお、凸部４を基板１側でなく、電子部品３側に形成することもできるが、電子部品３に物理的ダメージを与える場合があるため、基板１側に設けた方がより好ましい。特に、電子部品３が半導体であれば、内部の配線ルールの微細化のため、物理的な衝撃に弱い構造となっているので、基板１側に凸部４を設けることに効果がある。
【００６９】
また、本実施の形態では、凸部４が形成されている基板１側に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布されているが、電子部品３側に塗布されても良い。
【００７０】
また、本実施の形態では、電極２ａ、２ｂと電極２１ａ、２１ｂはそれぞれ対向している部分を有しているが、全く対向していない構成であってもよい。また、本実施の形態では、接合部１５は電極上にのみ形成されているが、電極が設けられていない部分に渡って接合部１５が形成されていてもよい。要するに基板の電極と電子部品の電極を電気的に接続し、且つ基板の表面に電子部品を固定することができるように接続部が形成されておりさえすればよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、接合材料部１３ａの中央部７０に３つの凸部４が形成されているが、これに限らず、例えば、図６（ａ）と図６（ｂ）の実装構造体３０に示すような構成であってもよい。図６（ａ）は実装構造体３０の断面構成図であり、図６（ｂ）は、（ａ）のＡＡ´間断面図である。なお、図６（ａ）の断面位置が、図６（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。実装構造体３０は本実施の形態の実装構造体１０と比較して、接合部１５の周縁部７１の四隅にも金属バンプからなる凸部４が形成されている。この実装構造体３０では、複数の凸部４は、接合部１５の中央部７０の方が周縁部７１よりも密に設けられている。このように配置することによって、更に安定して電極間の隙間を確保出来、最もガスが逃げにくい中央部７０でのガスが外部へ逃げることが可能となる。また、接合材料部１３ａは、凸部４の密度の差によってその中央部７０の方が周縁部７１よりも速く昇温するため、中央部７０で発生したガスを効率良く外部へ逃がすことが出来、接合部１５内に気孔が発生することを抑制することが出来る。なお、バンプは上記実施例で示したものと同じである。
【００７２】
又、本実施の形態の構成に限らず、接合部１５の中央部７０に１つだけ凸部４が設けられていてもよい。ただし、さらに、数個周辺に位置させた方が、電極２ａと電子部品電極２１ａの間隔を全体的に一定に保つことができ、ガスが抜けやすいため、より好ましい。
【００７３】
又、本実施の形態の凸部４の大きさに限らなくてもよく、接合材料部１３ａの中央部７０に１つの大きな凸部が設けられていても良い。図７（ａ）は実装構造体３１の断面構成図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＡＡ´間断面図である。なお、図７（ａ）の断面位置が、図７（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。実装構造体３１には、接合部１５ａの中央部７０に１つの大きな凸部４０が形成されている。この大きな凸部４０により、電極２ａと電子部品の電極２１ａとの平行度を規制するとともに一定間隔も確保し、接合材料部の硬化中に発生するガスを逃がすことが出来る。なお、この凸部４０はメッキにて作製できる。又、凸部４０の上面は、平坦化しておく必要がある。この図７に示す実装構造体３１における凸部４０は、電極２ａと電極２１ａの間隔を保持するスペーサ、及び熱伝達によるガス発生の起点として用いられているが、熱伝達によるガスの発生の起点としてのみ用いる場合には、電極２１ａに接触していなくても良い。この状態の実装構造体３２の断面図を図８に示す。又、電極２１ａに接触していない凸部４1が示されている。なお、図８の断面位置は、図７（ａ）と同じ位置である。
【００７４】
なお、実装構造体１０、２０、３０〜３２、３５の場合は、凸部を夫々の形状にあわせて作製することが必要である。また、実装構造体３１、３２の場合は、凸部がメッキにて作製される。
【００７５】
また、本実施の形態１の実装構造体１０では、金属バンプによって凸部が形成されていたが、電極２ａの表面の、接合部１５の中央部７０に対応する部分２００ａ´を凹凸状に加工することによって凸部が形成されてもよい。図９は、実装構造体３６の断面構成図である。図９に示す実装構造体３６では、上述した基板１の電極２ａの代わりに、中央部７０に凹凸が形成されている電極２ａ´が設けられている。この凹凸によって、凸部４５が構成されている。この凸部４５は、はじめに電極２ａ´の部分２００ａ´を除いて、その他の部分の厚みが小さくなるように加工が行われる。この加工としては、切削や研磨などが用いられる。次に、電極２ａ´の部分２００ａ´を除いた部分をマスクし、サンドブラスト加工などを施すことによって、部分２００ａ´に凹凸形状を形成することが出来る。
【００７６】
また、電極２ａ´は、例えば金等から形成されているため、金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導性が良い。そのため、電極２ａ´の凹凸によって構成された凸部４５が、熱伝達によるガス発生の起点として用いられ、中央部７０に設けられた凸部４５の周囲の金属ナノ粒子ペースト材料の硬化を促進することが出来る。尚、凸部４５をスペーサとしてのみ用いる場合には、凸部４５が中央部７０に形成されていなくてもよい。
【００７７】
又、図９のように、基板１の電極２ａ´の表面を加工することによって凸部４５が形成されていたが、電子部品３の基板２１ａの表面を加工することによって凸部が形成されてもよい。
【００７８】
（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２について説明する。
【００７９】
図１０は、本発明にかかる実施の形態２における実装構造体３３の断面構成図である。図１０に示すように、本実施の形態２の実装構造体３３では、実施の形態１と異なり、導電ペースト材料によって形成された凸部４３が接合部１５の中央に１つ設けられている。なお、実施の形態１と実質上同一の構成については同一の符号を付している。また、図１０は、図１（ａ）と同じ位置における断面図である。なお、この凸部４３は、本発明の部材の一例に相当する。
【００８０】
次に、本実施の形態２における実装構造体３３の製造方法について説明する。
【００８１】
図１１（ａ）〜（ｆ）は、実装構造体３３を製造する方法を説明するための断面構成図である。
【００８２】
はじめに、図１１（ａ）に示すように、基板１の電極２ａの上面に導電ペースト材料が塗布されて導電ペースト材料部４４が形成される。この導電ペースト材料が、本発明の導電物を含むペースト材料の一例に相当する。又、この導電ペースト材料は、例えば、銀、樹脂、及び硬化剤などを含む銀ペースト材料であって、硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下のものが用いられている。なお、この導電ペースト材料には、金属ナノ粒子ペースト材料のように平均粒径５０μｍ以下の金属粒子が含まれている必要はない。
【００８３】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料が電極２ａ、２ｂ上に塗布されて接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布し接合材料部１３ａ、１３ｂを形成する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【００８４】
その後、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度未満の温度である、導電ペースト材料が半硬化する温度で加熱することによって、図１１（ｃ）に示すように導電ペースト材料部４４のみが半硬化し、凸部４３´が形成される。この導電ペースト材料を塗布し、硬化させて凸部４３´を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【００８５】
続いて、図１１（ｄ）に示すように電子部品３が、搭載ツール１６で保持されて、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に載置される。そして、電子部品３は、その電極２１ａが凸部４３の上端に当接するまで接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる（図１１（ｅ）参照）。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。
【００８６】
最後に、熱風循環炉での熱処理によって、半硬化状態の凸部４３´、及び接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成され、図１１（ｆ）に示す実装構造体３３が作製される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。尚、この熱処理によって、半硬化状態の凸部４３´は、接合材料部１３ａ、１３ｂよりも先に硬化し、凸部４３となる。
【００８７】
このように、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化前に、導電ペースト材料部４４を硬化させて凸部４３を形成し、その凸部４３を電極２ａと電子部品３の電極２１ａとの間隔を保つスペーサとして用いることで、熱処理工程中において、接合材料部１３ａから発生するガスを効率よく外部へ逃がすことができる。
【００８８】
また、接合材料部１３ａの中央部７０に凸部４３を設けているため、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなり、ガスの発生自体を抑制することが出来る。
【００８９】
又、凸部４３を作製する材料として、半硬化状態において、接合材料部１３ａ、１３ｂの材料である金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する導電ペースト材料を用いることで、凸部が熱伝達によるガスの発生の起点となり、接合材料部１３ａの中央部７０から硬化が始まるため、ガスを効率よく外部へと逃がすことが可能となる。
【００９０】
尚、凸部を作製する材料である導電ペースト材料の半硬化温度、及び硬化温度、並びに金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度に関しては、適宜調整されたものを用いることが出来る。又、導電ペースト材料と金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度の差は、少なくとも昇温速度５℃／分の関係から、５℃以上設けた方がより好ましい。これは、５℃の硬化温度の差により、１分程度、導電ペースト材料の方が金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く硬化することになり、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化の際に発生するガスによって、導電ペースト材料の硬化に影響が発生することを防ぐことが出来るからである。
【００９１】
更に、電極２１ａが押し付けられる際には、凸部４３´は半硬化状態であるため柔軟なものであり、図１１（ｅ）に示すように、電子部品３を凸部４３´に押し付ける際に電極２１ａにあたえるダメージを極力減少することができる。
【００９２】
尚、凸部４３を電極の間隔を確保するためのスペーサとして用いず、熱伝達によるガスの発生の起点として用いる場合には、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化の前に、導電ペースト材料部４４の硬化が行われなくても良く、同時に行われればよい。
【００９３】
また、図１１（ｂ）に示すように導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料を塗布しなくてもよく、図１２に示すように導電ペースト材料部４４を避けて接合材料部１３ａが形成されていてもよい。
【００９４】
又、本実施の形態では、導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料を塗布してから、導電ペースト材料部４４を半硬化状態にしているが、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前に、導電ペースト材料部４４を半硬化状態としてもよい。これら２つの材料が混ざる可能性がある場合には、導電ペースト材料と金属ナノ粒子ペースト材料が混合することを確実に防止することが出来るため、より好ましい。
【００９５】
又、本実施の形態では、電子部品３を載置する際、導電ペースト材料部４４を半硬化状態としているが、完全な硬化状態としてもよく、導電ペースト材料に半硬化状態がなくてもよい。
【００９６】
又、金属ナノ粒子ペースト材料と硬化温度にあまり差がない導電ペーストを用いても良いが、その場合、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布した後に導電ペースト材料のみを硬化することが出来ない。そのため、導電ペースト材料を電極２ａに塗布した後、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前に、導電ペースト材料を硬化させておく必要がある。このとき、導電ペースト材料を半硬化状態にしてもよいし、完全に硬化した状態としてもよい。但し、電極２１ａにあたえるダメージを極力減少できる点からは、電子部品を載置する際には、導電ペースト材料部４４は半硬化状態としていた方がより好ましい。
【００９７】
なお、電子部品３はＬＥＤの場合で説明したが、電極面積が更に大きい電子部品にも適用できる。また、金属ナノ粒子ペースト材料である接合材料をインクジェット法で塗布したが、印刷などの方法を用いても良い。また、導電ペーストは銀ペースト以外でもよい。
【００９８】
また、本実施の形態２の凸部４３は、図１０、１１に示す形状に限らず、実施の形態１で述べた様々な形状であってもよい。
【００９９】
（実施の形態３）
以下に、本発明にかかる実施の形態３における実装構造体について説明する。
【０１００】
図１３は、本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の断面構成図である。図１３に示すように、本発明に係る実施の形態３における実装構造体３４は、実施の形態１と基本的な構造は同じであるが、凸部の材料が異なる。そのため、本相違点を中心に説明する。なお、実施の形態１と実質上同一の構成については同一の符号を付している。
【０１０１】
本実施の形態３における凸部５２は、酸化物を含む材料を用いて作製され、酸素供給材として用いられたものであり、本発明の「酸素を供給した部材」の一例に相当する。なお、酸化物としては、酸化銅や、酸化アルミなどを用いることができる。酸化銅や酸化アルミの粉末であって、粒子径約１μｍのものをエポキシ樹脂と混ぜたペースト材料を用いて、凸部を形成することができる。ペースト材料の組成としては、例えば、重量％の比率で、酸化物：樹脂＝８０：２０とすることが出来る。
【０１０２】
次に、本実施の形態３の実装構造体３４の製造方法について説明する。
【０１０３】
図１４（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態３の実装構造体３４の製造方法を説明するための図である。
【０１０４】
図１４（ａ）に示すように、電極２ａの上部に上記ペースト材料が塗布されて、酸素供給材料部５０が形成される。なお、上記酸化物と樹脂の混合物であるペースト材料としては、硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下であり、硬化した後には金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率が高い材料）が用いられている。続いて、図１４（ｂ）に示すように、酸素供給材料部５０を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料が電極２ａ、２ｂ上に塗布されて接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【０１０５】
その後、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成された基板１を、図１４（ｃ）に示すようにペースト材料の硬化温度以上、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度未満の温度で加熱することによって、酸素供給材料部５０のみが硬化し、酸素供給部材５１が形成される。このペースト材料を塗布し、硬化させて酸素供給部材５１を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【０１０６】
続いて、図１４（ｄ）に示すように、電子部品３が、搭載ツール１６で保持されて、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に載置される。そして、電子部品３は、電極２１ａが酸素供給部材５１の上端に当接するまで接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる（図１４（ｅ）参照）。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。
【０１０７】
最後に、熱風循環炉での熱処理による接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成されるとともに、酸素供給部材５１から酸素が、その周辺の金属ナノ粒子ペースト材料に供給されて、凸部５２が形成され、図１４（ｆ）に示す実装構造体３２が作製される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、凸部５２を作製する材料を酸化物としているため、熱処理工程の際に、酸化物の酸素が、接合材料部１３ａ中に存在する分散剤の分解に寄与し、酸化物を含む材料を用いて形成された凸部５２の周辺の金属ナノ粒子ペースト材料のガス化を促進できる。上述したように、金属ナノ粒子ペースト材料は、金属ナノ粒子が重合しないように、分散剤により安定化されており、この分散剤が金属ナノ粒子を覆うことにより重合が阻害されている。本実施の形態において、凸部５２を作製する材料に用いられる酸化物は、この分散剤を分解し、ガスを効率的に発生し、逃がすことができる。
【０１０９】
すなわち、酸化物を含む材料によって形成された凸部５２が接合材料の中央部７０に配置されることによって、中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料の焼結を促進出来、接合材料部１３ａの中央部７０から硬化が始まってガスが発生するが、周縁部７１が未だ硬化していないため、発生したガスは接合材料部１３ａ中から外部へと逃げることが可能となる。
【０１１０】
また、このように作製された実装構造体は、凸部がスペーサ、熱伝達によるガス発生の起点、及び酸素供給によるガス発生の起点として用いられるため、より効率的に接合材料部内で発生したガスを外部へと逃がすことが出来る。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、凸部５２は電極２ａ及び電極２１ａに接触しているが、酸素供給材料としてのみ用いる場合、電極２ａ、２１ａに接触せずに接合材料部の中央に配置されていてもよい。
【０１１２】
また、酸素供給材料としてのみ用いる場合には、ペースト材料は、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率の高い材料）でなくてもよい。
【０１１３】
また、酸素供給部材５１をスペーサとして用いない場合には、電子部品３を載置した後に、接合材料部１３ａ、１３ｂと同時に、本実施の形態のペースト材料を硬化させてもよい。
【０１１４】
また、ペースト材料の硬化温度が、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度よりも低くない場合には、電極上にペースト材料を塗布した後、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前にペースト材料を硬化させ、凸部５２を形成することによって、凸部５２をスペーサとして用いることが出来る。
【０１１５】
尚、本実施の形態では、図１４（ｃ）において、酸素供給材料部５０を完全に硬化させているが、半硬化状態であってもよい。この場合、凸部を熱伝達によるガス発生の起点として用いる場合には、酸素供給材料部５０を作製した材料として、少なくとも半硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下であり、半硬化した後には金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率が高い材料）が用いられる。
【０１１６】
また、本実施の形態３の凸部５２は、この形状に限らず、実施の形態１で述べた様々な形状であってもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態３では、酸素供給部材５１を設けることによって熱処理時に中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給していたが、電極２ａ又は電極２１ａのいずれかの、接合部１５ａの中央部７０に対応した部分を酸化した状態とすることによって、中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給するように構成してもよい。ただし、実施の形態１、２で述べたような、スペーサ及び熱伝達によるガス発生の起点のうち少なくとも１方の役割を有する凸部が設けられた方がより好ましい。尚、この中央部７０に対応した、電極２ａの部分とは、例えば、図９に示されている部分２００ａ´に相当する。また、中央部７０に対応した、電極２１ａの部分とは、例えば、図９に示されている部分２００ａ´に対向する部分のことである。
【０１１８】
また、実施の形態２では、導電ペースト材料によって形成された凸部４３が設けられているが、導電ペースト材料中の導電材料として、金属酸化物を用いることによって、凸部４３が、酸素供給によるガス発生の起点としても用いることが出来る。
【０１１９】
また、本実施の形態３では、酸化銅や酸化アルミの粉末を樹脂に混ぜたペースト材料を用いて凸部５２を作製しているが、酸化銅や酸化アルミの粉末などの金属酸化物を電極２１ａ上に載置するだけでもよい。この場合、金属酸化物を電極２１ａ上に載置し、その上から金属ナノ粒子ペースト材料を塗布して接合材料部１３ａが形成される。
【０１２０】
尚、上記実施の形態１〜３では、実装構造体を熱風循環炉に挿入して、接合材料部１３ａ、１３ｂを硬化させているが、ホットプレートの上に載置することによって、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化を行っても良い。その際、凸部が設けられている基板１の側から加熱した方が、凸部が、基板１からの熱伝達によって接合材料部１３ａよりも速く昇温され、熱伝達によるガス発生の起点となるため、より好ましい。
【０１２１】
又、上記実施の形態１〜３では、面積の大きい電極２ａ側の接合部１５ａにのみ凸部が設けられていたが、電極２ｂ側の接合部１５ｂにも凸部が形成されていてもよい。
【０１２２】
又、接合材料部１３ａ、１３ｂを硬化させるために、加熱だけでなく超音波振動を付与してもよい。
【０１２３】
（実施の形態４）
以下に、本発明にかかる実施の形態４における実装構造体について説明する。
【０１２４】
上記実施の形態１〜３では、電子部品３の一例としてＬＥＤが用いられていたが、本実施の形態４では、電子部品としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）が用いられている。尚、本実施の形態４における接合部及び凸部の基本的な構成及び作製方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２５】
図１５は、本発明にかかる実施の形態４における実装構造体６０の断面構成図である。
【０１２６】
図１５に示すように、本実施の形態４の実装構造体６０には、基板６１と、基板６１の上側に接合部６２を介して配置されている電子部品（ＩＧＢＴ）６３が設けられている。このＩＧＢＴは、モータ等の駆動機器への駆動電流の制御系に用いられ、放熱処置が必要な駆動用半導体素子である。ＩＧＢＴに用いる半導体としては、Ｓｉ半導体が挙げられるが、ＳｉＣ半導体、ＧａＮ半導体であってもよい。
【０１２７】
この電子部品６３の上面には、電極６４が形成されており、基板６１と金属ワイヤ６５によって電気的に接続されている。
【０１２８】
この電子部品６３は、実施の形態１〜３と同様に金属ナノ粒子ペースト材料によって形成された接合部６２によって、基板６１上に固定されている。この接合部６２を介して電子部品６３の放熱がおこなわれる。又、接合部６２の中央部７０に、実施の形態１と同様の凸部６７が形成されている。この凸部６７は、接合部６２の中央部７０に３つ設けられており、凸部６７の上端は、電子部品６３に当接している。このように、本実施の形態４では、接合部６２は、実施の形態１〜３と異なり電極間には設けられていない。尚、本発明の放熱機能を有している接合部の一例は、本実施の形態４の接合部６２に相当し、本発明の部材の一例は、本実施の形態４の凸部６７に相当する。
【０１２９】
本実施の形態４の実装構造体６０は、以下のように製造される。はじめに、実施の形態１と同様に、基板１上に金属バンプによって凸部６７が形成され、凸部６７を覆うように基板１上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布される。そして、電子部品６３が金属ナノ粒子ペースト材料上に配置され、電子部品６３が、凸部６７に当接するまで、基板１に押圧される。その後、加熱処理を行うことによって、金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、接合部６２が形成され、基板１に電子部品６３が固定される。最後に、金属ワイヤ６５によって電子部品６３の電極６４と基板６１の電極６８が電気的に接続され、本実施の形態４の実装構造体６０が作製される。
【０１３０】
本実施の形態４においても、製造時において、凸部６７がスペーサとして用いられ、熱処理時に中央部７０で発生するガスを外部へ逃がすことが出来るため、接合部６２内におけるガスの残留を防ぐことが出来る。仮に接合部６２内にガスが残留している場合、電子部品６３の熱を、接合部６２を介して基板に放熱する効率が悪くなるが、本実施の形態４のようにガスの残留を抑制することによって放熱効率を向上することが出来る。
【０１３１】
また、本実施の形態では、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する金属バンプによって凸部６７を形成しているため、熱処理時に凸部６７は、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する。そのため、熱処理の際に、凸部４周辺の中央部７０に位置する金属ナノ粒子ペースト材料から硬化し、焼結が始まると共にガス等の気体が発生し、中央部７０から周縁部７１へと徐々に熱が伝達されて焼結及びガスの発生が起こるので、発生したガスを接合部から効率よく逃がすことが出来る。
【０１３２】
また、凸部６７を作製する材料として、金属酸化物を含んだ材料を用いることによって、凸部６７が酸素供給によるガス発生の起点として用いられても良い。
【０１３３】
尚、実施の形態１〜３及び各実施の形態で説明した変形例は、本実施の形態４の実装構造体６０に適用可能である。
以下、本発明に関連する発明について述べる。
【０１３４】
本発明に関連する第１の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記接合部の中央部に設けられ、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製された部材とを備えた、実装構造体である。
【０１３５】
また、本発明に関連する第２の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部と、
前記接合部の中央部に設けられ、酸素を供給した部材とを備えた、実装構造体である。
【０１３６】
本発明に関連する第３の発明は、
前記部材は、前記基板に当接し、且つ前記電子部品には当接しないように設けられている、第１又は２の発明の実装構造体である。
【０１３７】
また、本発明に関連する第４の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部と、
前記接合部に設けられ、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製された部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料の中央部に前記部材が配置されるように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記前記金属ナノ粒子ペースト材料及び前記部材に熱を加えることにより、前記前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備え、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、実装構造体の製造方法である。
【０１３８】
また、本発明に関連する第５の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に酸素供給部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料及び前記酸素供給部材に熱を加えることにより、前記酸素供給部材より前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料の中央部に酸素を供給させ、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法である。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の実装構造体及びその製造方法は、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な効果を有し、半導体素子の基板への接合等として有用である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  基板
２ａ、２ｂ  電極
３  電子部品
４  凸部
１３ａ、１３ｂ  接合材料部
１５ａ、１５ｂ  接合部
１６  搭載ツール
２１ａ、２１ｂ  電極
【図１】
2009157160.tif 000003
【図２】
2009157160.tif 000004
【図３】
2009157160.tif 000005
【図４】
2009157160.tif 000006
【図５】
2009157160.tif 000007
【図６】
2009157160.tif 000008
【図７】
2009157160.tif 000009
【図８】
2009157160.tif 000010
【図９】
2009157160.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2009157160.tif 000013
【図１２】
2009157160.tif 000014
【図１３】
2009157160.tif 000015
【図１４】
2009157160.tif 000016
【図１５】
2009157160.tif 000017
【図１６】
2009157160.tif 000018
【図１７】
2009157160.tif 000019
【図１８】
2009157160.tif 000020
【図１９】
2009157160.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装構造体、及び実装構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの電子部品を、セラミックやポリイミド等の基材上に実装する方法として、金属ナノ粒子を接合材料として用いる方法が注目されている。金属ナノ粒子とは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の平均粒径が５０ｎｍ未満のサイズの金属粒子（以下、金属ナノ粒子と記載する）である。この金属ナノ粒子は、微小化によりバルク材料に比べて表面活性度が高いため、低温での結合が可能であり、かつ結合しサイズが大きくなるとバルク材料同等の高い融点となる。そのため、金属ナノ粒子を接合材料として用いる方法は、電子部品の実装時の熱ストレス低減および実装後の耐熱温度向上が要求される幅広い製品への適用が期待されている。又、金属ナノ粒子を用いていない導電ペースト材料と比べて、金属ナノ粒子を用いた導電性ペースト材料では、金属が接触ではなく結合しているので、抵抗率が低く、接合強度も向上し、より優れた接合が実現される。このような金属ナノ粒子を接合材料として用いた従来の電子部品の実装過程を図１６〜図１８に示す。
【０００３】
図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）は、実装工程における基板の平面図を示し、図１６（ｂ）、図１７（ｂ）、図１８（ｂ）は、夫々図１６（ａ）、図１７（ａ）、図１８（ａ）のＧＧ´間の断面図を表わしている。
【０００４】
まず、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、基材の上に導体配線１００２が形成された基板１００１が用意される。次に、図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、導体配線１００２の部品実装位置に金属ナノ粒子を含んだペースト材料（以下、金属ナノ粒子ペースト材料と呼ぶ。）を用いて接合材料部１０１３が形成される。
【０００５】
次に図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、電子部品１００３の電極１０１４を接合材料部１０１３に対向させて、電子部品１００３が基板１００１上に搭載される。さらに熱等のエネルギーを接合材料部１０１３に与えることにより、接合材料部１０１３が結合・硬化されて接合部１０１５となり、電子部品１００３の電極１０１４と基板１００１の導体配線１００２が接合される。これによって図１８（ａ）（ｂ）に示すように電子部品１００３の電極１０１４、接合部１０１５、導体配線１００２の順に層状に接続された実装構造体が作製される。
【０００６】
なお、金属ナノ粒子ペースト材料は、金属ナノ粒子の重合を防ぐために分散剤によって安定化されている。そして、金属ナノ粒子ペースト材料に熱等のエネルギーを加えることにより、酸素を用いて接合材料部１０１３中の分散剤が分解され、金属ナノ粒子同士が溶融して結合し接合部１０１５が形成される。
【０００７】
このような金属ナノ粒子ペースト材料を、電子部品としてＬＥＤを実装する際に用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１では、超音波振動の付与により、金属ナノ粒子ペーストを硬化させている。しかしながら、超音波振動を用いた場合、電子部品にダメージを与える場合や接合が不十分な場合があるため、超音波振動とともに、又は超音波振動を用いる代わりに上記と同様の加熱による硬化も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１３６３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、このような従来の実装構造体では、基板、電子部品の電極面積が小さい場合は、接合材料部１０１３を加熱することで発生するガス等の気体は空気中へ逃げることができるが、電極面接が大きい場合には、ガス等の気体が空気中へ逃げることができないという課題がある。以下に、詳細に説明する。
【００１０】
図１９（ａ）〜図１９（ｆ）は、電子部品としてＬＥＤを実装する場合の実装構造体１００の製造方法を示す図である。電子部品としてＬＥＤ素子を用いる場合、その基板電極は、図１９（ａ）に示すように、大きさが異なる電極２ａと電極２ｂとから構成されている。
【００１１】
図１９（ｂ）に示すように、これらの電極２ａ、２ｂ上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布され、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。
【００１２】
一方、ＬＥＤである電子部品３は、基板１の電極２ａ、２ｂに対応する電極２１ａ、２１ｂを有している。次に、図１９（ｃ）に示すように、電子部品３の、電極２１ａ、２１ｂが形成されている反対側の面が搭載ツール１６で吸着されて、電子部品３は接合材料部１３ａ、１３ｂ上に設置される（図１９（ｄ））。その後、乾燥、及び熱処理を行い、接合材料部１３ａ、１３ｂの金属ナノ粒子ペースト材料が固化されて接合部１５ａ、１５ｂが形成され、実装構造体１００が作製される（図１９（ｅ））。
【００１３】
この熱処理の際の分散剤の分解には、熱と酸素が必要であるため、接合材料部の中央部より外気に触れている周縁部の方が、酸素が供給されやすい。そのため、接合材料部の中央部より周縁部の方が、硬化速度が速くなる傾向がある。電子部品として一般の半導体チップを用いた場合、微細化に伴い、その電極は、数１０μｍ角以下の大きさであり、配線の幅も１００μｍ以下であるため、接合材料部の周縁部と中央部における硬化速度にあまり差が生じない。そのため、金属ナノ粒子ペースト材料中からガスを逃がすことができる。
【００１４】
しかしながら、ＬＥＤの電極２ａ、２１ａは数ｍｍ角の大きさを有しているため、図１９（ｆ）の接合材料部１３ａの拡大図に示すように、接合材料部１３ａの周縁部１３ｅの方が先に硬化し、その後で中央部が硬化することになり、中央部付近で発生するガス２２を接合材料部１３ａの外へ逃がすことが困難となる。そのため、熱処理後の接合部１５内にガスが残留しやすくなり、接合不良が発生する場合がある。
【００１５】
また、接合材料部１３ａの厚みを薄くした場合には、中央部で発生したガスが逃げる部分の面積が減少することになるので、ガスがより残留しやすくなる。
【００１６】
本発明は、従来の実装構造体の課題を考慮し、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接しており、スペーサとして用いられる部材とを備えた、実装構造体である。
【００１８】
又、第２の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製されている、第１の本発明の実装構造体である。
【００１９】
又、第３の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した部材である、第１の本発明の実装構造体である。
【００２０】
又、第４の本発明は、
前記基板は、電極を有し、
前記電子部品は、電極を有し、
前記接合部は、前記基板の電極と前記電子部品の電極を電気的に接続し、
前記部材は、前記電子部品の電極と前記基板の電極に当接している、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【００２１】
又、第５の本発明は、
前記部材は、前記基板の電極又は前記電子部品の電極の表面の凹凸によって形成されている、第４の本発明の実装構造体である。
【００２２】
又、第６の本発明は、
前記接合部は、放熱機能を有している、第１の本発明の実装構造体である。
【００２３】
又、第７の本発明は、
前記部材は複数設けられており、
前記複数の部材は、前記接合部の周縁部より前記中央部に密に設けられている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【００２４】
又、第８の本発明は、
前記基板の電極と前記電子部品の電極は、少なくともその一部が対向して設けられており、
前記接合部は、少なくとも前記対向して設けられた、前記電極の部分の間に設けられている、第４の本発明の実装構造体である。
【００２５】
又、第９の本発明は、
前記部材は、バンプによって形成されている、第１又は２の本発明の実装構造体である。
【００２６】
又、第１０の本発明は、
前記部材は、導電物を含むペースト材料を用いて作製されている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【００２７】
又、第１１の本発明は、
前記部材は、金属酸化物と樹脂とを混合したペースト材料を用いて作製されている、第３の本発明の実装構造体である。
【００２８】
又、第１２の本発明は、
前記部材は、金属酸化物を用いて作製されている、第３の本発明の実装構造体である。
【００２９】
又、第１３の本発明は、
前記部材は、前記接合部を作製した前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも硬化温度が低い材料によって作製されている、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【００３０】
又、第１４の本発明は、
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ以下の金属粒子を含む、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【００３１】
又、第１５の本発明は、
前記基板の電極または前記電子部品の電極のいずれかの、前記接合部の中央部に対応する部分は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した材料から形成されている、第４の本発明の実装構造体である。
【００３２】
又、第１６の本発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法である。
【００３３】
又、第１７の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、第１６の本発明の実装構造体の製造方法である。
【００３４】
又、第１８の本発明は、
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給する、第１６の本発明の実装構造体の製造方法である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な実装構造体、及び実装構造体の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図、（ｃ）電子部品３の裏面図
【図２】（ａ）〜（ｅ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の製造方法を説明するための図
【図３】本発明にかかる実施の形態１の実装構造体において凸部が電極に当接している状態の一例を示す図
【図４】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体２０の断面構成図
【図５】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３０の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図
【図６】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３１の断面構成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図
【図７】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３２の断面構成図
【図８】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３５の断面構成図
【図９】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３６の断面構成図
【図１０】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の断面構成図
【図１１】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法を説明するための図
【図１２】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法の変形例を説明するための図
【図１３】本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の断面構成図
【図１４】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の製造方法を説明するための図
【図１５】本発明にかかる実施の形態４の実装構造体６０の断面構成図
【図１６】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１７】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１８】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１９】（ａ）〜（ｆ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下に、本発明にかかる各実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１の実装構造体を示す断面構成図である。
【００３９】
本実施の形態の実装構造体１０は、基板１と、基板１の表面に実装された電子部品３とを備えている。この基板１の表面には電極２ａ、２ｂが形成されている。尚、基板１としては放熱性のよいアルミナの基板が用いられている。又、電子部品３は、ＬＥＤであり、２つの電極２１ａ、２１ｂを有しており、これら２つの電極はＰ極、Ｎ極に相当する。
【００４０】
又、電極２ａと電子部品の電極２１ａ、電極２ｂと電子部品の電極２１ｂが、それぞれ接合部１５ａ、１５ｂで接合されている。接合部１５ａ、１５ｂは、金属ナノ粒子ペースト材料を熱処理することによって作製されている。
【００４１】
又、接合部１５ａ中に、本発明の部材の一例に相当する凸部４が設けられている。この凸部４は、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａに当接しており、製造する際に、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａとの間隔を一定に保つスペーサとしての役割を有している。
【００４２】
又、凸部４を形成する材料には、接合部１５ａを作製するための金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料、すなわち熱伝導率の高い材料が用いられている。
【００４３】
図１（ｂ）は、実装構造体１０のうち基板１、接合部１５ａ、１５ｂ及び凸部４を示した平面図である。又、図１（ｃ）は、実装構造体１０のうち電子部品３を示した平面図である。尚、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡＡ´間の位置における実装構造体１０の断面図に相当する。又、図１（ａ）の断面位置は、図１（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。
【００４４】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、電極２ａと電極２１ａの対向する部分に接合部１５ａが形成されており、電極２ｂと電極２１ｂの対向する部分に接合部１５ｂが形成されている。そして、図１（ｂ）に示すように、その接合部１５ａの中央部７０に３つの凸部４が設けられている。なお、本願における中央部とは、中央だけでなく中央近傍も含むことを意味する。又、図中、接合部１５ａの周縁部が７１で示されている。
【００４５】
次に、本実施の形態の実装構造体１０の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｅ）は、本実施の形態の実装構造体１０の製造方法を説明するための図である。
【００４６】
はじめに、図２（ａ）に示すように、基板１の表面に形成されている電極２ａ上に凸部４が形成される。この電極２ａ、２ｂ及び、電子部品３の電極２１ａ、２１ｂは、例えば、金から形成されている。又、電子部品３は、例えば断面形状が１０ｍｍ角の大きさのＬＥＤ素子である。又、凸部４は、ワイヤーボンデイング装置で作製された金バンプによって構成されている。なお、凸部４の１つの大きさは、例えば図２において下部の直径が５０〜８０μｍ程度で、上部の直径が２０〜３０μｍであり、高さは３０μｍとすることが出来る。この凸部４を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【００４７】
次に、図２（ｂ）に示すように、基板１の電極２ａ、２ｂ上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布され、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。なお、金属ナノ粒子ペースト材料としては、例えば、導電成分である金属ナノ粒子としての金微粒子が溶剤に分散されたものを用いることが出来る。また、金属ナノ粒子は、溶剤中で分散剤によって被覆されており、溶剤としては、例えば、テトラデカンを用いることが出来、分散剤としては、例えばアルキルアミン等の、金属元素と配位的な結合が可能な基を有する化合物１種以上を用いることが出来る。又、金属ナノ粒子ペースト材料中に、例えば平均粒径３〜７ｎｍの金の微粒子を５０ｗｔ％含め、金微粒子の密度としては、１．６ｇ／ｃｃに設定することが出来る。又、この金属ナノ粒子ペースト材料の粘度は、２０〜５０ｍＰａ・ｓに設定されている方が好ましい。この金属ナノ粒子ペースト材料が、本発明の接合部の作製に用いた材料の一例に相当し、本発明の接合材料の一例に相当する。
【００４８】
又、塗布方法としては、例えば、インクジェット法、あるいは、スピンコート法、及びダイコート法等を用いられる。このような塗布方法を用いて、凸部４が覆い隠されるように２から３回の塗り工程を経て、厚みが比較的厚くなるように接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。なお、金属ナノ粒子ペースト材料は、粘度が低く、インクジェット法による塗布が利用されやすい。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【００４９】
その後、図２（ｃ）に示すように、電子部品３は、搭載ツール１６で保持されて、上記接合材料部１３ａ、１３ｂ上へ載置される。そして、図２（ｄ）に示すように、電極２１ａが凸部４の上端に当接するまで、電子部品３は接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。ここで、本明細書において「当接」とは、凸部４が直接電極２１ａに接触している場合だけでなく、図３の部分拡大図に示すように、凸部４と電極２１ａの間に、金属ナノ粒子ペースト材料が少量残留している場合も含んでおり、電子部品３の押圧に抵抗する状態のことをいう。尚、図３は、図２（ｄ）の部分拡大図であり、金属ナノ粒子ペースト材料が少量残留している部分が、Ｓで示されている。
【００５０】
最後に、熱処理による接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成され、図２（ｅ）に示す実装構造体１０が作製される。この硬化条件としては、図２（ｄ）状態の実装構造体１０´を熱風循環炉に挿入して、例えば５℃／分の昇温速度にて１００℃まで昇温した後、１０分間、１００℃の状態が保持される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。
【００５１】
本実施の形態では、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に電子部品３を載置する際に、凸部４がスペーサとして機能し、電極２ａと電子部品の電極２１ａとの間隔を一定に保つことができる。そのため、熱処理の際に、接合材料部１３ａ中の分散剤成分が加熱されることによって発生するガスを接合材料部１３ａの周縁部７１（図２（ｄ）参照）から外部へと逃すことが可能となる。
【００５２】
仮に、凸部４が存在しないとすると、電子部品３を載置する際に、金属ナノ粒子ペースト材料の柔軟性により、必要以上に電極２ａと電子部品の電極２１ａが接近することになるため、厚みが薄くなり、接合材料部１３ａの周縁部１３ｅから外部へとガスが逃げにくくなる。そのため、熱処理後の接合部１５ａ中に、気孔が形成される場合があり、基板１と電子部品３の接合強度が弱くなる。また、電子部品３の動作時に、残留ガスの影響で接合が不安定となる場合がある。
【００５３】
対して、本実施の形態のように凸部４がスペーサとして機能することにより、必要以上に、基板１の電極２ａと電子部品３の電極２１ａが接近することがないため、その間の接合材料部１３ａを形成する金属ナノ粒子ペースト材料が電極間から押し出されて、隣接する電極２ｂ、２１ｂ及び電極２ｂ、２１ｂの間の金属ナノ粒子ペースト材料に接触しショートすることを抑制することが出来る。なお、電極２ｂ、２１ｂ側の接合材料部１３ｂの金属ナノ粒子ペースト材料が押し出されることも抑制される。
【００５４】
また、接合材料部１３ａの中央部７０に凸部４を設けているため、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなり、ガスの発生自体を抑制することが出来る。
【００５５】
また、本実施の形態では、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する金属バンプによって凸部４を形成しているため、熱処理時に凸部４は、接合材料部１３ａ、１３ｂよりも速く昇温する。そのため、熱処理の際に、凸部４周辺の中央部７０に位置する金属ナノ粒子ペースト材料から硬化し、焼結が始まると共にガス等の気体が発生し、中央部７０から周縁部７１へと徐々に熱が伝達されて焼結及びガスの発生が起こるので、発生したガスを接合材料部１３ａの周縁部７１から外部へと効率よく逃がすことが出来る。
【００５６】
本実施の形態では、凸部４をスペーサとして用いて、電極２ａと電極２１ａの間に一定の量の隙間を確保し、かつ、熱伝達によるガスの発生の起点として凸部４を設けることで、ガス発生の時期、場所を制御し、熱処理時に接合材料部の中央部７０から周縁部７１へと効率よくガスを逃がすようにすることが可能となり、接合をより確実にすることが出来る。
【００５７】
又、本実施の形態の実装構造体１０と、凸部４を形成せずに作製した実装構造体を比較すると、凸部４を形成せずに作製した実装構造体では、接合材料部１３ａ中に泡が残り、接続不良などが発生した。
【００５８】
なお、凸部４を熱伝達によるガスの発生の起点として用いず、スペーサとしてのみ用いても良い。この場合、凸部４を形成する材料として、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率の高い材料）を用いなくても良い。
【００５９】
又、凸部４をスペーサとして用いず、熱伝達によるガスの発生の起点としてのみ用いても良い。この場合、凸部４は、電極２ａと電極２１ａの両方に接している必要はなく、少なくともいずれか一方にのみ接触して熱が伝達されればよい。この場合の実装構造体の一例を図４に示す。図４は実装構造体２０の断面構成図である。尚、実装構造体１０と実質上同じ構成については同一の符号を付しており、以下の図面についても同様である。
【００６０】
実装構造体２０では、接合部１５ａの中央部７０であって、電極２ａに接して３つの凸部２４が形成されている。この凸部２４は、電子部品３の電極２１ａには接触しておらず、電極２ａと電極２１ａの間隔を保持するスペーサとしての役割は果たしていない。
【００６１】
このような構成の実装構造体２０の凸部２４は、本実施の形態と同様に金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、金バンプ等の材料を用いて形成されているため、熱処理時に凸部２４を起点として金属ナノ粒子ペースト材料の硬化が始まると共にガスが発生し、接合材料部（接合部１５ａの硬化前の状態）の硬化時に周縁部７１からガスが逃げることが可能となる。
【００６２】
更に、凸部２４が、電子部品３の電極２１ａと接触しないため、製造時における電子部品３への物理的ダメージを低減することができる。ただし、凸部２４の高さが低すぎると、中央部７０における凸部２４が占める割合が減り、金属ナノ粒子ペースト材料の占める割合が多くなるため、中央部７０におけるガスの発生量が多くなる。そのため、凸部２４の高さは出来るだけ高い方がより好ましい。
【００６３】
また、本実施の形態１では、凸部４は、接合部１５ａの中央部７０に設けられているが、熱伝達によるガスの発生の起点として用いず、スペーサとしてのみ用いる場合には、凸部４は、接合部１５ａの中央部７０に設けられておらず、周縁部７１に設けられていても良い。
【００６４】
更に、凸部を接合部１５ａの内側でなく、図５の実装構造体３５の断面構成図に示すように、接合部１５ａの外側に設けても良い。図５に示す実装構造体３５では、接合部１５ａの外側に凸部４６が設けられている。この凸部４６は、電極２ａ上に設けられており、凸部４６の上端は、電子部品３´に接触している。このような構成であっても、凸部４６がスペーサとして機能し、電極２１ａと電極２ａ間の間隔を一定に保つことが出来るので、熱処理の際に発生するガスを効率よく外部へと逃がすことが出来る。尚、凸部４６は、電極２ａ上でなく、直接基板１上に設けられていても良い。
【００６５】
ただし、接合部１５ａの中央部７０に凸部４を設けた方が、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなるため、ガスの発生自体を抑制することが出来、より好ましい。
【００６６】
なお、上記実施の形態では、昇温速度が、例えば５℃／分に設定されているが、金属ナノ粒子ペースト材料を構成する成分によって適宜変更すればよい。但し、昇温速度が速すぎると接合材料部内の溶剤が突沸して、電子部品の電極２１ａと基板の電極２ａの間から、泡がスムーズに逃げることができない。
【００６７】
また、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように凸部４として金属バンプを用いており、熱伝導率が高いので電子部品３の熱を基板１へ伝達しやすい。この金属バンプはメッキやワイヤーボンドなどで作製できる。又、金属バンプは、その先端がとがっているので、上部ほど空間ができ、発生したガスが外部へと逃げやすい。
【００６８】
なお、凸部４を基板１側でなく、電子部品３側に形成することもできるが、電子部品３に物理的ダメージを与える場合があるため、基板１側に設けた方がより好ましい。特に、電子部品３が半導体であれば、内部の配線ルールの微細化のため、物理的な衝撃に弱い構造となっているので、基板１側に凸部４を設けることに効果がある。
【００６９】
また、本実施の形態では、凸部４が形成されている基板１側に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布されているが、電子部品３側に塗布されても良い。
【００７０】
また、本実施の形態では、電極２ａ、２ｂと電極２１ａ、２１ｂはそれぞれ対向している部分を有しているが、全く対向していない構成であってもよい。また、本実施の形態では、接合部１５は電極上にのみ形成されているが、電極が設けられていない部分に渡って接合部１５が形成されていてもよい。要するに基板の電極と電子部品の電極を電気的に接続し、且つ基板の表面に電子部品を固定することができるように接続部が形成されておりさえすればよい。
【００７１】
また、本実施の形態では、接合材料部１３ａの中央部７０に３つの凸部４が形成されているが、これに限らず、例えば、図６（ａ）と図６（ｂ）の実装構造体３０に示すような構成であってもよい。図６（ａ）は実装構造体３０の断面構成図であり、図６（ｂ）は、（ａ）のＡＡ´間断面図である。なお、図６（ａ）の断面位置が、図６（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。実装構造体３０は本実施の形態の実装構造体１０と比較して、接合部１５の周縁部７１の四隅にも金属バンプからなる凸部４が形成されている。この実装構造体３０では、複数の凸部４は、接合部１５の中央部７０の方が周縁部７１よりも密に設けられている。このように配置することによって、更に安定して電極間の隙間を確保出来、最もガスが逃げにくい中央部７０でのガスが外部へ逃げることが可能となる。また、接合材料部１３ａは、凸部４の密度の差によってその中央部７０の方が周縁部７１よりも速く昇温するため、中央部７０で発生したガスを効率良く外部へ逃がすことが出来、接合部１５内に気孔が発生することを抑制することが出来る。なお、バンプは上記実施例で示したものと同じである。
【００７２】
又、本実施の形態の構成に限らず、接合部１５の中央部７０に１つだけ凸部４が設けられていてもよい。ただし、さらに、数個周辺に位置させた方が、電極２ａと電子部品電極２１ａの間隔を全体的に一定に保つことができ、ガスが抜けやすいため、より好ましい。
【００７３】
又、本実施の形態の凸部４の大きさに限らなくてもよく、接合材料部１３ａの中央部７０に１つの大きな凸部が設けられていても良い。図７（ａ）は実装構造体３１の断面構成図であり、図７（ｂ）は、（ａ）のＡＡ´間断面図である。なお、図７（ａ）の断面位置が、図７（ｂ）にＢＣＤＥＦ線によって示されている。実装構造体３１には、接合部１５ａの中央部７０に１つの大きな凸部４０が形成されている。この大きな凸部４０により、電極２ａと電子部品の電極２１ａとの平行度を規制するとともに一定間隔も確保し、接合材料部の硬化中に発生するガスを逃がすことが出来る。なお、この凸部４０はメッキにて作製できる。又、凸部４０の上面は、平坦化しておく必要がある。この図７に示す実装構造体３１における凸部４０は、電極２ａと電極２１ａの間隔を保持するスペーサ、及び熱伝達によるガス発生の起点として用いられているが、熱伝達によるガスの発生の起点としてのみ用いる場合には、電極２１ａに接触していなくても良い。この状態の実装構造体３２の断面図を図８に示す。又、電極２１ａに接触していない凸部４1が示されている。なお、図８の断面位置は、図７（ａ）と同じ位置である。
【００７４】
なお、実装構造体１０、２０、３０〜３２、３５の場合は、凸部を夫々の形状にあわせて作製することが必要である。また、実装構造体３１、３２の場合は、凸部がメッキにて作製される。
【００７５】
また、本実施の形態１の実装構造体１０では、金属バンプによって凸部が形成されていたが、電極２ａの表面の、接合部１５の中央部７０に対応する部分２００ａ´を凹凸状に加工することによって凸部が形成されてもよい。図９は、実装構造体３６の断面構成図である。図９に示す実装構造体３６では、上述した基板１の電極２ａの代わりに、中央部７０に凹凸が形成されている電極２ａ´が設けられている。この凹凸によって、凸部４５が構成されている。この凸部４５は、はじめに電極２ａ´の部分２００ａ´を除いて、その他の部分の厚みが小さくなるように加工が行われる。この加工としては、切削や研磨などが用いられる。次に、電極２ａ´の部分２００ａ´を除いた部分をマスクし、サンドブラスト加工などを施すことによって、部分２００ａ´に凹凸形状を形成することが出来る。
【００７６】
また、電極２ａ´は、例えば金等から形成されているため、金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導性が良い。そのため、電極２ａ´の凹凸によって構成された凸部４５が、熱伝達によるガス発生の起点として用いられ、中央部７０に設けられた凸部４５の周囲の金属ナノ粒子ペースト材料の硬化を促進することが出来る。尚、凸部４５をスペーサとしてのみ用いる場合には、凸部４５が中央部７０に形成されていなくてもよい。
【００７７】
又、図９のように、基板１の電極２ａ´の表面を加工することによって凸部４５が形成されていたが、電子部品３の基板２１ａの表面を加工することによって凸部が形成されてもよい。
【００７８】
（実施の形態２）
次に、本発明にかかる実施の形態２について説明する。
【００７９】
図１０は、本発明にかかる実施の形態２における実装構造体３３の断面構成図である。図１０に示すように、本実施の形態２の実装構造体３３では、実施の形態１と異なり、導電ペースト材料によって形成された凸部４３が接合部１５の中央に１つ設けられている。なお、実施の形態１と実質上同一の構成については同一の符号を付している。また、図１０は、図１（ａ）と同じ位置における断面図である。なお、この凸部４３は、本発明の部材の一例に相当する。
【００８０】
次に、本実施の形態２における実装構造体３３の製造方法について説明する。
【００８１】
図１１（ａ）〜（ｆ）は、実装構造体３３を製造する方法を説明するための断面構成図である。
【００８２】
はじめに、図１１（ａ）に示すように、基板１の電極２ａの上面に導電ペースト材料が塗布されて導電ペースト材料部４４が形成される。この導電ペースト材料が、本発明の導電物を含むペースト材料の一例に相当する。又、この導電ペースト材料は、例えば、銀、樹脂、及び硬化剤などを含む銀ペースト材料であって、硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下のものが用いられている。なお、この導電ペースト材料には、金属ナノ粒子ペースト材料のように平均粒径５０μｍ以下の金属粒子が含まれている必要はない。
【００８３】
続いて、図１１（ｂ）に示すように、導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料が電極２ａ、２ｂ上に塗布されて接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布し接合材料部１３ａ、１３ｂを形成する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【００８４】
その後、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度未満の温度である、導電ペースト材料が半硬化する温度で加熱することによって、図１１（ｃ）に示すように導電ペースト材料部４４のみが半硬化し、凸部４３´が形成される。この導電ペースト材料を塗布し、硬化させて凸部４３´を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【００８５】
続いて、図１１（ｄ）に示すように電子部品３が、搭載ツール１６で保持されて、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に載置される。そして、電子部品３は、その電極２１ａが凸部４３の上端に当接するまで接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる（図１１（ｅ）参照）。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。
【００８６】
最後に、熱風循環炉での熱処理によって、半硬化状態の凸部４３´、及び接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成され、図１１（ｆ）に示す実装構造体３３が作製される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。尚、この熱処理によって、半硬化状態の凸部４３´は、接合材料部１３ａ、１３ｂよりも先に硬化し、凸部４３となる。
【００８７】
このように、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化前に、導電ペースト材料部４４を硬化させて凸部４３を形成し、その凸部４３を電極２ａと電子部品３の電極２１ａとの間隔を保つスペーサとして用いることで、熱処理工程中において、接合材料部１３ａから発生するガスを効率よく外部へ逃がすことができる。
【００８８】
また、接合材料部１３ａの中央部７０に凸部４３を設けているため、中央部７０に存在する金属ナノ粒子ペースト材料が少なくなり、ガスの発生自体を抑制することが出来る。
【００８９】
又、凸部４３を作製する材料として、半硬化状態において、接合材料部１３ａ、１３ｂの材料である金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する導電ペースト材料を用いることで、凸部が熱伝達によるガスの発生の起点となり、接合材料部１３ａの中央部７０から硬化が始まるため、ガスを効率よく外部へと逃がすことが可能となる。
【００９０】
尚、凸部を作製する材料である導電ペースト材料の半硬化温度、及び硬化温度、並びに金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度に関しては、適宜調整されたものを用いることが出来る。又、導電ペースト材料と金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度の差は、少なくとも昇温速度５℃／分の関係から、５℃以上設けた方がより好ましい。これは、５℃の硬化温度の差により、１分程度、導電ペースト材料の方が金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く硬化することになり、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化の際に発生するガスによって、導電ペースト材料の硬化に影響が発生することを防ぐことが出来るからである。
【００９１】
更に、電極２１ａが押し付けられる際には、凸部４３´は半硬化状態であるため柔軟なものであり、図１１（ｅ）に示すように、電子部品３を凸部４３´に押し付ける際に電極２１ａにあたえるダメージを極力減少することができる。
【００９２】
尚、凸部４３を電極の間隔を確保するためのスペーサとして用いず、熱伝達によるガスの発生の起点として用いる場合には、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化の前に、導電ペースト材料部４４の硬化が行われなくても良く、同時に行われればよい。
【００９３】
また、図１１（ｂ）に示すように導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料を塗布しなくてもよく、図１２に示すように導電ペースト材料部４４を避けて接合材料部１３ａが形成されていてもよい。
【００９４】
又、本実施の形態では、導電ペースト材料部４４を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料を塗布してから、導電ペースト材料部４４を半硬化状態にしているが、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前に、導電ペースト材料部４４を半硬化状態としてもよい。これら２つの材料が混ざる可能性がある場合には、導電ペースト材料と金属ナノ粒子ペースト材料が混合することを確実に防止することが出来るため、より好ましい。
【００９５】
又、本実施の形態では、電子部品３を載置する際、導電ペースト材料部４４を半硬化状態としているが、完全な硬化状態としてもよく、導電ペースト材料に半硬化状態がなくてもよい。
【００９６】
又、金属ナノ粒子ペースト材料と硬化温度にあまり差がない導電ペーストを用いても良いが、その場合、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布した後に導電ペースト材料のみを硬化することが出来ない。そのため、導電ペースト材料を電極２ａに塗布した後、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前に、導電ペースト材料を硬化させておく必要がある。このとき、導電ペースト材料を半硬化状態にしてもよいし、完全に硬化した状態としてもよい。但し、電極２１ａにあたえるダメージを極力減少できる点からは、電子部品を載置する際には、導電ペースト材料部４４は半硬化状態としていた方がより好ましい。
【００９７】
なお、電子部品３はＬＥＤの場合で説明したが、電極面積が更に大きい電子部品にも適用できる。また、金属ナノ粒子ペースト材料である接合材料をインクジェット法で塗布したが、印刷などの方法を用いても良い。また、導電ペーストは銀ペースト以外でもよい。
【００９８】
また、本実施の形態２の凸部４３は、図１０、１１に示す形状に限らず、実施の形態１で述べた様々な形状であってもよい。
【００９９】
（実施の形態３）
以下に、本発明にかかる実施の形態３における実装構造体について説明する。
【０１００】
図１３は、本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の断面構成図である。図１３に示すように、本発明に係る実施の形態３における実装構造体３４は、実施の形態１と基本的な構造は同じであるが、凸部の材料が異なる。そのため、本相違点を中心に説明する。なお、実施の形態１と実質上同一の構成については同一の符号を付している。
【０１０１】
本実施の形態３における凸部５２は、酸化物を含む材料を用いて作製され、酸素供給材として用いられたものであり、本発明の「酸素を供給した部材」の一例に相当する。なお、酸化物としては、酸化銅や、酸化アルミなどを用いることができる。酸化銅や酸化アルミの粉末であって、粒子径約１μｍのものをエポキシ樹脂と混ぜたペースト材料を用いて、凸部を形成することができる。ペースト材料の組成としては、例えば、重量％の比率で、酸化物：樹脂＝８０：２０とすることが出来る。
【０１０２】
次に、本実施の形態３の実装構造体３４の製造方法について説明する。
【０１０３】
図１４（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態３の実装構造体３４の製造方法を説明するための図である。
【０１０４】
図１４（ａ）に示すように、電極２ａの上部に上記ペースト材料が塗布されて、酸素供給材料部５０が形成される。なお、上記酸化物と樹脂の混合物であるペースト材料としては、硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下であり、硬化した後には金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率が高い材料）が用いられている。続いて、図１４（ｂ）に示すように、酸素供給材料部５０を覆うように金属ナノ粒子ペースト材料が電極２ａ、２ｂ上に塗布されて接合材料部１３ａ、１３ｂが形成される。この金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する工程が、本発明の塗布工程の一例に相当する。
【０１０５】
その後、接合材料部１３ａ、１３ｂが形成された基板１を、図１４（ｃ）に示すようにペースト材料の硬化温度以上、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度未満の温度で加熱することによって、酸素供給材料部５０のみが硬化し、酸素供給部材５１が形成される。このペースト材料を塗布し、硬化させて酸素供給部材５１を形成する工程が、本発明の部材形成工程の一例に相当する。
【０１０６】
続いて、図１４（ｄ）に示すように、電子部品３が、搭載ツール１６で保持されて、接合材料部１３ａ、１３ｂ上に載置される。そして、電子部品３は、電極２１ａが酸素供給部材５１の上端に当接するまで接合材料部１３ａ、１３ｂに押し付けられる（図１４（ｅ）参照）。この工程が、本発明の配置工程の一例に相当する。
【０１０７】
最後に、熱風循環炉での熱処理による接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成されるとともに、酸素供給部材５１から酸素が、その周辺の金属ナノ粒子ペースト材料に供給されて、凸部５２が形成され、図１４（ｆ）に示す実装構造体３２が作製される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。
【０１０８】
このように、本実施の形態では、凸部５２を作製する材料を酸化物としているため、熱処理工程の際に、酸化物の酸素が、接合材料部１３ａ中に存在する分散剤の分解に寄与し、酸化物を含む材料を用いて形成された凸部５２の周辺の金属ナノ粒子ペースト材料のガス化を促進できる。上述したように、金属ナノ粒子ペースト材料は、金属ナノ粒子が重合しないように、分散剤により安定化されており、この分散剤が金属ナノ粒子を覆うことにより重合が阻害されている。本実施の形態において、凸部５２を作製する材料に用いられる酸化物は、この分散剤を分解し、ガスを効率的に発生し、逃がすことができる。
【０１０９】
すなわち、酸化物を含む材料によって形成された凸部５２が接合材料の中央部７０に配置されることによって、中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料の焼結を促進出来、接合材料部１３ａの中央部７０から硬化が始まってガスが発生するが、周縁部７１が未だ硬化していないため、発生したガスは接合材料部１３ａ中から外部へと逃げることが可能となる。
【０１１０】
また、このように作製された実装構造体は、凸部がスペーサ、熱伝達によるガス発生の起点、及び酸素供給によるガス発生の起点として用いられるため、より効率的に接合材料部内で発生したガスを外部へと逃がすことが出来る。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、凸部５２は電極２ａ及び電極２１ａに接触しているが、酸素供給材料としてのみ用いる場合、電極２ａ、２１ａに接触せずに接合材料部の中央に配置されていてもよい。
【０１１２】
また、酸素供給材料としてのみ用いる場合には、ペースト材料は、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率の高い材料）でなくてもよい。
【０１１３】
また、酸素供給部材５１をスペーサとして用いない場合には、電子部品３を載置した後に、接合材料部１３ａ、１３ｂと同時に、本実施の形態のペースト材料を硬化させてもよい。
【０１１４】
また、ペースト材料の硬化温度が、金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度よりも低くない場合には、電極上にペースト材料を塗布した後、金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する前にペースト材料を硬化させ、凸部５２を形成することによって、凸部５２をスペーサとして用いることが出来る。
【０１１５】
尚、本実施の形態では、図１４（ｃ）において、酸素供給材料部５０を完全に硬化させているが、半硬化状態であってもよい。この場合、凸部を熱伝達によるガス発生の起点として用いる場合には、酸素供給材料部５０を作製した材料として、少なくとも半硬化温度が金属ナノ粒子ペースト材料の硬化温度以下であり、半硬化した後には金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する材料（熱伝導率が高い材料）が用いられる。
【０１１６】
また、本実施の形態３の凸部５２は、この形状に限らず、実施の形態１で述べた様々な形状であってもよい。
【０１１７】
また、本実施の形態３では、酸素供給部材５１を設けることによって熱処理時に中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給していたが、電極２ａ又は電極２１ａのいずれかの、接合部１５ａの中央部７０に対応した部分を酸化した状態とすることによって、中央部７０の金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給するように構成してもよい。ただし、実施の形態１、２で述べたような、スペーサ及び熱伝達によるガス発生の起点のうち少なくとも１方の役割を有する凸部が設けられた方がより好ましい。尚、この中央部７０に対応した、電極２ａの部分とは、例えば、図９に示されている部分２００ａ´に相当する。また、中央部７０に対応した、電極２１ａの部分とは、例えば、図９に示されている部分２００ａ´に対向する部分のことである。
【０１１８】
また、実施の形態２では、導電ペースト材料によって形成された凸部４３が設けられているが、導電ペースト材料中の導電材料として、金属酸化物を用いることによって、凸部４３が、酸素供給によるガス発生の起点としても用いることが出来る。
【０１１９】
また、本実施の形態３では、酸化銅や酸化アルミの粉末を樹脂に混ぜたペースト材料を用いて凸部５２を作製しているが、酸化銅や酸化アルミの粉末などの金属酸化物を電極２１ａ上に載置するだけでもよい。この場合、金属酸化物を電極２１ａ上に載置し、その上から金属ナノ粒子ペースト材料を塗布して接合材料部１３ａが形成される。
【０１２０】
尚、上記実施の形態１〜３では、実装構造体を熱風循環炉に挿入して、接合材料部１３ａ、１３ｂを硬化させているが、ホットプレートの上に載置することによって、接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化を行っても良い。その際、凸部が設けられている基板１の側から加熱した方が、凸部が、基板１からの熱伝達によって接合材料部１３ａよりも速く昇温され、熱伝達によるガス発生の起点となるため、より好ましい。
【０１２１】
又、上記実施の形態１〜３では、面積の大きい電極２ａ側の接合部１５ａにのみ凸部が設けられていたが、電極２ｂ側の接合部１５ｂにも凸部が形成されていてもよい。
【０１２２】
又、接合材料部１３ａ、１３ｂを硬化させるために、加熱だけでなく超音波振動を付与してもよい。
【０１２３】
（実施の形態４）
以下に、本発明にかかる実施の形態４における実装構造体について説明する。
【０１２４】
上記実施の形態１〜３では、電子部品３の一例としてＬＥＤが用いられていたが、本実施の形態４では、電子部品としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）が用いられている。尚、本実施の形態４における接合部及び凸部の基本的な構成及び作製方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２５】
図１５は、本発明にかかる実施の形態４における実装構造体６０の断面構成図である。
【０１２６】
図１５に示すように、本実施の形態４の実装構造体６０には、基板６１と、基板６１の上側に接合部６２を介して配置されている電子部品（ＩＧＢＴ）６３が設けられている。このＩＧＢＴは、モータ等の駆動機器への駆動電流の制御系に用いられ、放熱処置が必要な駆動用半導体素子である。ＩＧＢＴに用いる半導体としては、Ｓｉ半導体が挙げられるが、ＳｉＣ半導体、ＧａＮ半導体であってもよい。
【０１２７】
この電子部品６３の上面には、電極６４が形成されており、基板６１と金属ワイヤ６５によって電気的に接続されている。
【０１２８】
この電子部品６３は、実施の形態１〜３と同様に金属ナノ粒子ペースト材料によって形成された接合部６２によって、基板６１上に固定されている。この接合部６２を介して電子部品６３の放熱がおこなわれる。又、接合部６２の中央部７０に、実施の形態１と同様の凸部６７が形成されている。この凸部６７は、接合部６２の中央部７０に３つ設けられており、凸部６７の上端は、電子部品６３に当接している。このように、本実施の形態４では、接合部６２は、実施の形態１〜３と異なり電極間には設けられていない。尚、本発明の放熱機能を有している接合部の一例は、本実施の形態４の接合部６２に相当し、本発明の部材の一例は、本実施の形態４の凸部６７に相当する。
【０１２９】
本実施の形態４の実装構造体６０は、以下のように製造される。はじめに、実施の形態１と同様に、基板１上に金属バンプによって凸部６７が形成され、凸部６７を覆うように基板１上に金属ナノ粒子ペースト材料が塗布される。そして、電子部品６３が金属ナノ粒子ペースト材料上に配置され、電子部品６３が、凸部６７に当接するまで、基板１に押圧される。その後、加熱処理を行うことによって、金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、接合部６２が形成され、基板１に電子部品６３が固定される。最後に、金属ワイヤ６５によって電子部品６３の電極６４と基板６１の電極６８が電気的に接続され、本実施の形態４の実装構造体６０が作製される。
【０１３０】
本実施の形態４においても、製造時において、凸部６７がスペーサとして用いられ、熱処理時に中央部７０で発生するガスを外部へ逃がすことが出来るため、接合部６２内におけるガスの残留を防ぐことが出来る。仮に接合部６２内にガスが残留している場合、電子部品６３の熱を、接合部６２を介して基板に放熱する効率が悪くなるが、本実施の形態４のようにガスの残留を抑制することによって放熱効率を向上することが出来る。
【０１３１】
また、本実施の形態では、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する金属バンプによって凸部６７を形成しているため、熱処理時に凸部６７は、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する。そのため、熱処理の際に、凸部４周辺の中央部７０に位置する金属ナノ粒子ペースト材料から硬化し、焼結が始まると共にガス等の気体が発生し、中央部７０から周縁部７１へと徐々に熱が伝達されて焼結及びガスの発生が起こるので、発生したガスを接合部から効率よく逃がすことが出来る。
【０１３２】
また、凸部６７を作製する材料として、金属酸化物を含んだ材料を用いることによって、凸部６７が酸素供給によるガス発生の起点として用いられても良い。
【０１３３】
尚、実施の形態１〜３及び各実施の形態で説明した変形例は、本実施の形態４の実装構造体６０に適用可能である。
以下、本発明に関連する発明について述べる。
【０１３４】
本発明に関連する第１の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記接合部の中央部に設けられ、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製された部材とを備えた、実装構造体である。
【０１３５】
また、本発明に関連する第２の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部と、
前記接合部の中央部に設けられ、酸素を供給した部材とを備えた、実装構造体である。
【０１３６】
本発明に関連する第３の発明は、
前記部材は、前記基板に当接し、且つ前記電子部品には当接しないように設けられている、第１又は２の発明の実装構造体である。
【０１３７】
また、本発明に関連する第４の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部と、
前記接合部に設けられ、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製された部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料の中央部に前記部材が配置されるように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記前記金属ナノ粒子ペースト材料及び前記部材に熱を加えることにより、前記前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備え、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、実装構造体の製造方法である。
【０１３８】
また、本発明に関連する第５の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に酸素供給部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料及び前記酸素供給部材に熱を加えることにより、前記酸素供給部材より前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料の中央部に酸素を供給させ、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法である。
【産業上の利用可能性】
【０１３９】
本発明の実装構造体及びその製造方法は、熱処理の際に発生する気体を外部に効率よく逃がすことが可能な効果を有し、半導体素子の基板への接合等として有用である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  基板
２ａ、２ｂ  電極
３  電子部品
４  凸部
１３ａ、１３ｂ  接合材料部
１５ａ、１５ｂ  接合部
１６  搭載ツール
２１ａ、２１ｂ  電極
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接しており、スペーサとして用いられる部材とを備えた、実装構造体。
【請求項２】
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製されている、請求項１記載の実装構造体。
【請求項３】
前記部材は、前記接合部の中央部に埋設され、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した部材である、請求項１記載の実装構造体。
【請求項４】
前記基板は、電極を有し、
前記電子部品は、電極を有し、
前記接合部は、前記基板の電極と前記電子部品の電極を電気的に接続し、
前記部材は、前記電子部品の電極と前記基板の電極に当接している、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項５】
前記部材は、前記基板の電極又は前記電子部品の電極の表面の凹凸によって形成されている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項６】
前記接合部は、放熱機能を有している、請求項１記載の実装構造体。
【請求項７】
前記部材は複数設けられており、
前記複数の部材は、前記接合部の周縁部より前記中央部に密に設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項８】
前記基板の電極と前記電子部品の電極は、少なくともその一部が対向して設けられており、
前記接合部は、少なくとも前記対向して設けられた、前記電極の部分の間に設けられている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項９】
前記部材は、バンプによって形成されている、請求項１又は２記載の実装構造体。
【請求項１０】
前記部材は、導電物を含むペースト材料を用いて作製されている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１１】
前記部材は、金属酸化物と樹脂とを混合したペースト材料を用いて作製されている、請求項３記載の実装構造体。
【請求項１２】
前記部材は、金属酸化物を用いて作製されている、請求項３記載の実装構造体。
【請求項１３】
前記部材は、前記接合部を作製した前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも硬化温度が低い材料によって作製されている、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１４】
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ以下の金属粒子を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【請求項１５】
前記基板の電極または前記電子部品の電極のいずれかの、前記接合部の中央部に対応する部分は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給した材料から形成されている、請求項４記載の実装構造体。
【請求項１６】
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、請求項１６記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１８】
前記部材は、前記接合部の中央部に設けられ、
前記熱処理工程において、前記部材は、前記金属ナノ粒子ペースト材料に酸素を供給する、請求項１６記載の実装構造体の製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009157160.tif 000022
【図２】
2009157160.tif 000023
【図３】
2009157160.tif 000024
【図４】
2009157160.tif 000025
【図５】
2009157160.tif 000026
【図６】
2009157160.tif 000027
【図７】
2009157160.tif 000028
【図８】
2009157160.tif 000029
【図９】
2009157160.tif 000030
【図１０】
2009157160.tif 000031
【図１１】
2009157160.tif 000032
【図１２】
2009157160.tif 000033
【図１３】
2009157160.tif 000034
【図１４】
2009157160.tif 000035
【図１５】
2009157160.tif 000036
【図１６】
2009157160.tif 000037
【図１７】
2009157160.tif 000038
【図１８】
2009157160.tif 000039
【図１９】
2009157160.tif 000040
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月17日(2011.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
しかし、このような従来の実装構造体では、基板、電子部品の電極面積が小さい場合は、接合材料部１０１３を加熱することで発生するガス等の気体は空気中へ逃げることができるが、電極面積が大きい場合には、ガス等の気体が空気中へ逃げることができないという課題がある。以下に、詳細に説明する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
しかしながら、ＬＥＤの電極２１ａは数ｍｍ角の大きさを有しているため、図１９（ｆ）の接合材料部１３ａの拡大図に示すように、接合材料部１３ａの周縁部１３ｅの方が先に硬化し、その後で中央部が硬化することになり、中央部付近で発生するガス２２を接合材料部１３ａの外へ逃がすことが困難となる。そのため、熱処理後の接合部１５内にガスが残留しやすくなり、接合不良が発生する場合がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
又、第１４の本発明は、
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ未満の金属粒子を含む、第１〜３のいずれかの本発明の実装構造体である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
又、第１６の本発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる前記部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【図１】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の断面構成図、（ｂ）
（ａ）のＡＡ´間断面図、（ｃ）電子部品３の裏面図
【図２】（ａ）〜（ｅ）本発明にかかる実施の形態１の実装構造体１０の製造方法を
説明するための図
【図３】本発明にかかる実施の形態１の実装構造体において凸部が電極に当接してい
る状態の一例を示す図
【図４】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体２０の断面構成図
【図５】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３５の断面構成図
【図６】（ａ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３０の断面構
成図、（ｂ）（ａ）のＡＡ´間断面図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３１の
断面構成図
【図８】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３２の断面構成図
【図９】本発明にかかる実施の形態１の変形例である実装構造体３６の断面構成図
【図１０】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の断面構成図
【図１１】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法
を説明するための図
【図１２】本発明にかかる実施の形態２の実装構造体３３の製造方法の変形例を説明
するための図
【図１３】本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の断面構成図
【図１４】（ａ）〜（ｆ）本発明にかかる実施の形態３の実装構造体３４の製造方法
を説明するための図
【図１５】本発明にかかる実施の形態４の実装構造体６０の断面構成図
【図１６】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１７】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１８】（ａ）（ｂ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【図１９】（ａ）〜（ｆ）従来の実装構造体の製造方法を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
最後に、熱風循環炉での熱処理による接合材料部１３ａ、１３ｂの硬化が行われて、接合部１５ａ、１５ｂが形成されるとともに、酸素供給部材５１から酸素が、その周辺の金属ナノ粒子ペースト材料に供給されて、凸部５２が形成され、図１４（ｆ）に示す実装構造体３４が作製される。この工程が、本発明の熱処理工程の一例に相当する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
また、実施の形態２では、導電ペースト材料によって形成された凸部４３が設けられているが、導電ペースト材料中の導電材料として、金属酸化物を用いることによって、凸部４３を、酸素供給によるガス発生の起点としても用いることが出来る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
また、本実施の形態では、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する金属バンプによって凸部６７を形成しているため、熱処理時に凸部６７は、金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する。そのため、熱処理の際に、凸部６７周辺の中央部７０に位置する金属ナノ粒子ペースト材料から硬化し、焼結が始まると共にガス等の気体が発生し、中央部７０から周縁部７１へと徐々に熱が伝達されて焼結及びガスの発生が起こるので、発生したガスを接合部から効率よく逃がすことが出来る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
また、本発明に関連する第４の発明は、
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で形成された接合部と、
前記接合部に設けられ、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも熱伝導率の高い材料によって作製された部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料の中央部に前記部材が配置されるように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料及び前記部材に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備え、
前記熱処理工程において、前記部材を作製する材料は、前記金属ナノ粒子ペースト材料よりも速く昇温する、実装構造体の製造方法である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
前記金属ナノ粒子ペースト材料は、５０ｎｍ未満の金属粒子を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の実装構造体。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１６】
基板と、
電子部品と、
前記電子部品を前記基板の表面に固定する、金属ナノ粒子ペースト材料で作製された接合部と、
前記電子部品と前記基板に当接したスペーサとして、前記接合部に設けられた部材とを備えた、実装構造体の製造方法であって、
前記基板又は前記電子部品に前記スペーサとして用いる前記部材を形成する部材形成工程と、
前記基板又は前記電子部品に前記金属ナノ粒子ペースト材料を塗布する塗布工程と、
前記塗布された前記金属ナノ粒子ペースト材料を挟むように前記基板と前記電子部品を配置する配置工程と、
前記配置工程の後、前記金属ナノ粒子ペースト材料に熱を加えることにより、前記金属ナノ粒子ペースト材料を硬化し、前記接合部を形成する熱処理工程とを備えた、実装構造体の製造方法。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2009157160.tif 000041
【国際調査報告】
2009157160.tif 000042
2009157160.tif 000043
2009157160.tif 000044
2009157160.tif 000045
2009157160.tif 000046
2009157160.tif 000047
2009157160.tif 000048
2009157160.tif 000049
2009157160.tif 000050
2009157160.tif 000051