(57)【要約】【課題】放熱性を向上でき、損傷も抑制できる接合構造及びその製造方法を提供すること。【解決手段】接合構造１が、絶縁基板２及び放熱基板９と、絶縁基板２に接合され、接合された複数の第１銀ナノ粒子を含む第１銀粒子層５と、放熱基板９に接合され、接合された複数の第２銀ナノ粒子を含む第２銀粒子層６と、第１銀粒子層５と第２銀粒子層６との間に介在して第１銀粒子層５及び第２銀粒子層６に接合され、接合された複数の銅ナノ粒子を含む銅粒子層８と、を備えるようにする。銅ナノ粒子の粒子径が、第１銀ナノ粒子及び第２銀ナノ粒子の両方の粒子径よりも大きくなるようにする。【選択図】図１
2018193604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１被接合部材及び第２被接合部材と、
前記第１被接合部材に接合され、接合された複数の第１金属ナノ粒子を含む第１金属粒子層と、
前記第２被接合部材に接合され、接合された複数の第２金属ナノ粒子を含む第２金属粒子層と、
前記第１金属粒子層と前記第２金属粒子層との間に介在して前記第１金属粒子層及び前記第２金属粒子層に接合され、接合された複数の第３金属ナノ粒子を含む第３金属粒子層と、を備え、
前記第３金属ナノ粒子の粒子径が、前記第１金属ナノ粒子及び前記第２金属ナノ粒子の両方の粒子径よりも大きい、接合構造。
【請求項２】
前記第１被接合部材の耐熱温度は、前記第２被接合部材の耐熱温度よりも大きく、
前記第１金属粒子層は、前記第１被接合部材に焼結により接合される一方、前記第２金属粒子層は、焼結によって前記第２被接合部材に接合される、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記第１被接合部材は、セラミックからなる絶縁基板であり、
前記第２被接合部材は、金属で構成される金属部と、その金属部と一体に構成され、その金属部の周囲を取り囲むように配設されるプリント基板を含む、請求項２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記第１金属ナノ粒子及び前記第３金属ナノ粒子の夫々は、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子、又は金ナノ粒子である、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項５】
前記第２金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子である、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項６】
前記第１金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子であり、前記第３金属ナノ粒子は、銅ナノ粒子である、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項７】
複数の第１金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第１金属ナノペーストを形成する第１ナノペースト形成工程と、
複数の第２金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第２金属ナノペーストを形成する第２ナノペースト形成工程と、
複数の第３金属ナノ粒子であって、前記各第３金属ナノ粒子の粒子径が前記第１金属ナノ粒子の粒子径及び前記第２金属ナノ粒子の粒子径の両方よりも大きい複数の第３金属ナノ粒子を、有機保護膜によって被覆した後に溶媒に分散させて第３金属ナノペーストを形成する第３ナノペースト形成工程と、
前記第１金属ナノペースト、前記第２金属ナノペースト、及び前記第３金属ナノペーストの夫々の前記有機保護膜及び前記溶媒を焼結によって分解して揮発させることで、前記第１被接合部材、前記複数の第１金属ナノ粒子が接合された第１金属粒子層、前記複数の第３金属ナノ粒子が接合された第３金属粒子層、前記複数の第２金属ナノ粒子が接合された第２金属粒子層、及び前記第２被接合部材が、この順に積層された状態で接合する接合工程と、
を含む接合構造の製造方法。
【請求項８】
前記接合工程が、
前記第１被接合部材上に前記第１金属ナノペーストと前記第３金属ナノペーストを順次配置した後に第１温度で焼結することで、前記第１金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させると共に、前記第３金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させて、前記第１被接合部材上に前記複数の第１金属ナノ粒子が接合された第１金属粒子層と前記複数の第３金属ナノ粒子が接合された第３金属粒子層を順次形成する第１焼結工程と、
前記第１焼結工程の後で前記第１被接合部材よりも耐熱温度が低い第２被接合部材上に第２金属ペーストと前記第１及び第３金属層形成工程で形成された統合構造の前記第３金属粒子層をこの順に順次配置した後に前記第１温度よりも低い第２温度で焼結することで、前記第２金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させて、前記第２被接合部材上に前記複数の第２金属ナノ粒子が接合された第２金属粒子層を形成すると共に、その第２金属粒子層と前記第３金属粒子層を接合する第２焼結工程と、
を含む接合構造の製造方法。
【請求項９】
前記第１被接合部材は、セラミックからなる絶縁基板であり、
前記第２被接合部材は、金属で構成される金属部と、その金属部と一体に構成され、その金属部の周囲を取り囲むように配設されるプリント基板を含む、請求項８に記載の接合構造の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属ナノ粒子及び前記第３金属ナノ粒子の夫々は、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子、又は金ナノ粒子である、請求項７乃至９のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。
【請求項１１】
前記第２金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子である、請求項７乃至１０のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。
【請求項１２】
前記第１金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子であり、前記第３金属ナノ粒子は、銅ナノ粒子である、請求項７乃至１１のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、接合構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、接合構造としては、特許文献１に記載されているものがある。この接合構造は、発熱素子を含む発熱構造体と、グラファイト層を含む放熱構造体を含み、発熱構造体は、ハンダ層を介して放熱構造体に接合される。この接合構造は、発熱素子で発生した熱を、ハンダ層を介してグラファイト層に逃がすことで、電子部品の誤作動の抑制や製品の長寿命化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、発熱素子の高密度な集積化が、電子機器の小型化や高性能化に伴って進んでいる。そして、より高密度な発熱素子の集積化を実現するため、発熱素子からの熱の放熱性の向上が所望されている。
【０００５】
ここで、同種の多数の金属ナノ粒子を接合してなるナノ粒子接合層をハンダ層の替わりに用いると、放熱性を向上できる。しかし、当該ナノ粒子接合層は、ハンダ層と比べて硬くて応力に弱いため、接合構造は、上記ナノ粒子接合層を利用すると損傷し易くなる。
【０００６】
そこで、本開示の目的は、放熱性を向上でき、損傷も抑制できる接合構造及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本開示の接合構造は、第１被接合部材及び第２被接合部材と、第１被接合部材に接合され、接合された複数の第１金属ナノ粒子を含む第１金属粒子層と、第２被接合部材に接合され、接合された複数の第２金属ナノ粒子を含む第２金属粒子層と、第１金属粒子層と第２金属粒子層との間に介在して第１金属粒子層及び第２金属粒子層に接合され、接合された複数の第３金属ナノ粒子を含む第３金属粒子層と、を備え、第３金属ナノ粒子の粒子径が、第１金属ナノ粒子及び第２金属ナノ粒子の両方の粒子径よりも大きい。
【０００８】
また、本開示の接合構造の製造方法は、複数の第１金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第１金属ナノペーストを形成する第１ナノペースト形成工程と、複数の第２金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第２金属ナノペーストを形成する第２ナノペースト形成工程と、複数の第３金属ナノ粒子であって、各第３金属ナノ粒子の粒子径が第１金属ナノ粒子の粒子径及び第２金属ナノ粒子の粒子径の両方よりも大きい複数の第３金属ナノ粒子を、有機保護膜によって被覆した後に溶媒に分散させて第３金属ナノペーストを形成する第３ナノペースト形成工程と、第１金属ナノペースト、第２金属ナノペースト、及び第３金属ナノペーストの夫々の有機保護膜及び溶媒を焼結によって分解して揮発させることで、第１被接合部材、複数の第１金属ナノ粒子が接合された第１金属粒子層、複数の第３金属ナノ粒子が接合された第３金属粒子層、複数の第２金属ナノ粒子が接合された第２金属粒子層、及び第２被接合部材が、この順に積層された状態で接合する接合工程と、を含む。
【０００９】
なお、本明細書においては、ナノ粒子を、粒子の直径が１００ｎｍ以下の粒子として定義する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、接合構造において、放熱性を向上でき、損傷も抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の第１実施形態に係る接合構造を側方から見たときの模式図である。
【図２】本開示の第２実施形態に係る接合構造を側方から見たときの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。
【００１３】
図１は、本開示の第１実施形態に係る接合構造１を側方から見たときの模式図である。図１に示すように、接合構造１は、第１被接合部材の一例としての絶縁基板２、絶縁基板２上に実装された発光ダイオードチップ（以下、ＬＥＤチップ）３、ＬＥＤチップ３の表側に配置された蛍光体４、第１金属粒子層の一例としての第１銀粒子層５、第２金属粒子層の一例としての第２銀粒子層６、第３金属粒子層の一例としての銅粒子層８、及び第２被接合部材の一例としての放熱基板９を備える。
【００１４】
絶縁基板２は、ＬＥＤチップ３を搭載するための台座であり、サブマウントとしての機能を有する。絶縁基板２としては、熱膨張係数の差によるストレスや歪み等を抑制するため、ＬＥＤチップ３の基板材料と熱膨張係数が近くて熱伝導性が良好なＡｌＮ（窒化アルミ）基板やＳｉＣ（炭化ケイ素）基板等、セラミックからなる絶縁基板を採用すると好ましい。
【００１５】
ＬＥＤチップ３は、例えばソルダ層を介して絶縁基板２上に接合される。当該ソルダ層としては、例えばＡｕを主材としたＡｕＳｎのソルダを採用できる。また、結晶性が良好で発光する酸化物を、樹脂等に混ぜ、その後、ＬＥＤチップ３の出射面に塗布する。このようにして、蛍光体４を、ＬＥＤチップ３の出射側に形成する。
【００１６】
第１銀粒子層５は、絶縁基板２におけるＬＥＤチップ３搭載側とは反対側に接合される。第１銀粒子層５は、接合された複数の銀ナノ粒子を含む。この接合された複数の銀ナノ粒子は、接合された複数の第１金属ナノ粒子の一例である。
【００１７】
第２銀粒子層６は、放熱基板９の表側面に接合される。より詳しくは、放熱基板９は、金属で構成される金属部９１と、その金属部９１と一体に構成され、その金属部９１の周囲を取り囲むように配設されるプリント基板９２を含む。換言すると、放熱基板９は、中央部に銅等の金属で構成される金属部９１を埋め込んだプリント基板９２で構成される。第２銀粒子層６は、放熱基板９の金属部９１に接合される。第２銀粒子層６は、接合された複数の銀ナノ粒子を含む。この接合された複数の銀ナノ粒子は、接合された複数の第２金属ナノ粒子の一例である。放熱基板９は、絶縁基板２よりも耐熱温度が低いプリント基板９２を含み、絶縁基板２よりも耐熱温度が低くなる。
【００１８】
銅粒子層８は、第１銀粒子層５と第２銀粒子層６との間に介在するように第１銀粒子層５及び第２銀粒子層６に接合される。銅粒子層８は、接合された複数の銅ナノ粒子を含む。この接合された複数の銅ナノ粒子は、接合された複数の第３金属ナノ粒子の一例である。銅粒子層８が含む銅ナノ粒子の粒子径（直径）は、第１銀粒子層５が含む銀ナノ粒子の粒子径よりも大きく、第２銀粒子層６が含む銀ナノ粒子の粒子径よりも大きい。また、ＬＥＤチップ３と、プリント基板９２に印刷された図示しない電気回路とは、配線用ワイヤ１５で電気的に接続される。
【００１９】
この接合構造１は、例えば、次のように形成できる。先ず、第１、第２及び第３ナノペースト形成工程を行う。第１ナノペースト形成工程では、複数の第１銀ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第１銀ナノペーストを形成し、第２ナノペースト形成工程では、複数の第１銀ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第２銀ナノペーストを形成する。また、第３ナノペースト形成工程では、第１及び第２銀ナノ粒子よりも粒子径が大きい銅ナノ粒子を複数用意する。その後、その複数の銅ナノ粒子を、有機保護膜によって被覆した後に溶媒に分散させて銅ナノペーストを形成する。第１銀ナノペーストは、第１金属ナノペーストの一例であり、第２銀ナノペーストは、第２金属ナノペーストの一例である。また、銅ナノペーストは、第３金属ナノペーストの一例である。なお、第１乃至第３ナノペーストの形成は、如何なる順序で実行されてもよく、２以上のナノペーストの形成時間の少なくとも一部が重なってもよく、第１乃至第３ナノペーストの形成が、同時に実行されてもよい。
【００２０】
次に、第１焼結工程を行う。第１焼結工程では、絶縁基板２の裏側面に第１銀ナノペーストと銅ナノペーストを順次配置（積層）した後に、第１温度で第１所定時間、焼結する。この焼結で、第１金属ナノペーストの有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させると共に、第３金属ナノペーストの有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させる。そして、絶縁基板２の裏側面上に複数の第１銀ナノ粒子が接合された第１銀粒子層５と複数の銅ナノ粒子が接合された銅粒子層８を順次形成し、絶縁基板２、第１銀粒子層５、及び銅粒子層８が一体に接合された統合体を形成する。
【００２１】
第１焼結工程の後、第２焼結工程を行う。第２焼結工程では、放熱基板９において中央に位置する金属部９１に、上記第２金属ペーストと、上記統合体に含まれる銅粒子層８を順次配置（積層）する。その後、前記第１温度よりも低い第２温度で第２所定時間、焼結を実行することで、上記第２金属ナノペーストの有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させる。このようにして、金属部９１上に複数の第２銀ナノ粒子が接合された第２銀粒子層６を形成すると共に、第２銀粒子層６と銅粒子層８を接合する。
【００２２】
その後、絶縁基板２の表側に図示しないソルダ層を介してＬＥＤチップ３を実装し、ＬＥＤチップ３の表側に蛍光体４を形成する。そして、ＬＥＤチップ３とプリント基板９２の電気回路を、配線用ワイヤ１５で電気的に接続し、接合構造１を形成する。
【００２３】
なお、第２金属ペースト形成工程は、第２焼結工程を行う前の如何なるタイミングで実行されてもよい。また、第１焼結工程は、例えば、２２０〜３２０℃の範囲の温度で、４０〜８０分の範囲いずれかの時間実行されることができ、第２焼結工程は、例えば、１８０〜２１０℃の範囲の温度で４０〜８０分の範囲のいずれかの時間実行されることができる。しかし、これに限らず、第１焼結工程を実行する温度が、第２焼結工程を実行する温度よりも高ければよい。
【００２４】
上記接合構造１によれば、接合構造１が、絶縁基板２及び放熱基板９と、絶縁基板２に接合され、接合された複数の第１銀ナノ粒子を含む第１銀粒子層５と、放熱基板９に接合され、接合された複数の第２銀ナノ粒子を含む第２銀粒子層６と、を備える。また、接合構造１が、第１銀粒子層５と第２銀粒子層６との間に介在して第１銀粒子層５及び第２銀粒子層６に接合され、接合された複数の銅ナノ粒子を含む銅粒子層８を備える。また、銅ナノ粒子の粒子径が、第１銀ナノ粒子及び第２銀ナノ粒子の両方の粒子径よりも大きくなっている。すなわち、発熱素子であるＬＥＤチップ３が実装される絶縁基板２の近傍に、粒子径が小さい第１銀粒子が密接配置される緻密な第１銀粒子層５が設けられる。また、放熱部としての金属部９１の近傍にも、粒子径が小さい第２銀粒子が密接配置される緻密な第２銀粒子層６が設けられる。したがって、絶縁基板２から第１銀粒子層５への熱伝導と第２銀粒子層６から金属部９１への熱伝導を良好なものにでき、放熱性の良し悪しに大きく影響する発熱側の近傍と放熱側の近傍での熱伝導を良好なものにできる。よって、接合構造１において放熱性を向上できる。
【００２５】
また、粒子径が小さい緻密な第１銀粒子層５と、粒子径が小さい緻密な第２銀粒子層６との間に、粒子径が大きな銅粒子が配設され、第１及び第２銀粒子層５,６の間に、第１及び第２銀粒子層５,６よりも粒子間隙間が大きい銅粒子層８が設けられる。したがって、この大径の粒子が配置された低密度の銅粒子層８で、線膨張差に起因する応力（歪み）を吸収できて緩和できる。よって、接合構造１の損傷も抑制できる。
【００２６】
更には、プリント基板９２の中央に金属を埋め込んだ放熱基板（例えば、銅インレイ基板等）９は、市販され安価で調達できる一方、プリント基板９２は耐熱性が低く、２５０度程度の高温で焼結できない問題がある。他方、焼結を用いて複数の金属ナノ粒子を接合して金属粒子層を形成する場合、焼結温度が高い程、粒子をより密接配置でき、当該金属粒子層の熱伝導性が優れたものになる。このような背景において、第１実施形態では、絶縁基板２、第１銀粒子層５、及び銅粒子層８を第１焼結工程で焼結し、耐熱温度が低いプリント基板９２を含む放熱基板９は第１焼結工程で焼結されることがない。そして、プリント基板９２を含む放熱基板９が、第１焼結工程の後に、第１焼結工程で統合された統合体に低温の第２焼結工程で焼結される。したがって、第１焼結工程の焼結温度を高くでき、絶縁基板２の近傍に配置される第１銀粒子層５の熱伝導性を優れたものにでき、更には、安価なプリント基板９２を含む放熱基板９も使用できる。
【００２７】
尚、本開示は、上記第１実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
【００２８】
例えば、上記第１実施形態では、ＬＥＤチップ３が、絶縁基板２、第１銀粒子層５、銅粒子層８、第２銀粒子層６及び放熱基板９が接合されて統合された後に、絶縁基板２の第１銀粒子層５側と反対側に形成された。しかし、ＬＥＤチップは、第１焼結工程が実行される前に絶縁基板上に設けられてもよい。また、発熱素子が、ＬＥＤチップでなくてもよく、例えば、ＣＰＵやＩＣ等であってもよく、それ以外の如何なる発熱素子であってもよい。
【００２９】
また、第１金属粒子層が、第１銀粒子層５であり、第２金属粒子層が、第２銀粒子層６であり、第１銀粒子層５であり、第３金属粒子層が、銅粒子層８である場合について説明した。しかし、第１乃至第３金属粒子層の夫々は、複数の接合された銅ナノ粒子を含む銅ナノ粒子層であってもよく、複数の統合された銀ナノ粒子を含む銀ナノ粒子層であってもよく、又は複数の統合された金ナノ粒子を含む金ナノ粒子層であってもよい。又は、第１乃至第３金属粒子層の夫々は、複数の統合されたレアメタルのナノ粒子を含むナノ粒子層であってもよい。
【００３０】
また、放熱基板９が、プリント基板９２の中央に銅等の金属部が埋め込まれた構成を有する場合について説明した。しかし、次に図２を用いて説明する第２実施形態のように、放熱基板１０９は、プリント基板１９２が銅等からなる金属の金属基板１９１に後から接合されることで形成されてもよい。
【００３１】
図２は、第２実施形態の接合構造１０１における図１に対応する模式図である。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と同一の構成に同一の番号を付して説明を省略し、第１実施形態と同様の作用効果及び変形例についても説明を省略する。
【００３２】
図２に示すように、第２実施形態の接合構造１０１では、放熱基板１０９は、表側の一部に薄肉部(凹部)１８０を有する銅等で構成される金属基板１９１を含む。そして、その金属基板１９１の薄肉部１８０に、プリント基板１９２を後付けで接合する。
【００３３】
詳しくは、第２実施形態では、第１実施形態の同様に、第１乃至第３ナノペースト形成工程を実行した後、絶縁基板２、第１銀ナノペースト、銅ナノペースト、第２銀ナノペースト、金属基板１９１をこの順に積層する。そして、その後、高温で一度に焼結することで、第１銀ナノペースト、銅ナノペースト、及び第２銀ナノペーストの夫々から、有機保護膜及び前記溶媒を焼結によって分解して揮発させ、各層を互いに接合する。このようにして、絶縁基板２、第１銀粒子層５、銅粒子層８、及び第２銀粒子層６、及び金属基板１９１が一体に統合された構造を形成する。
【００３４】
その後、金属基板１９１の薄肉部１８０の表側面にプリント基板１９２を接合手段、例えば、接着剤や溶接等で接合する。その後、第１実施形態と同様にして、ＬＥＤチップ３及び蛍光体４を、絶縁基板２の表側に形成し、ＬＥＤチップ３と、プリント基板１９２に印刷された図示しない電気回路とを、配線用ワイヤ１１５で電気的に接続して、接合構造１０１を形成する。なお、ＬＥＤチップ３及び蛍光体４を、絶縁基板２の表側に形成する工程は、第１実施形態と同様にいずれのタイミングで実行されてもよい。
【００３５】
第２実施形態によれば、第１銀ナノペースト、第２銀ナノペースト、及び銅ナノペーストの夫々の有機保護膜及び溶媒を焼結によって分解して揮発させる。そして、絶縁基板２、複数の第１銀ナノ粒子が接合された第１銀粒子層５、複数の銅ナノ粒子が接合された銅粒子層、複数の第２銀ナノ粒子が接合された第２銀粒子層、及び金属基板１９１が、この順に積層された状態で統合する。耐熱性が低いプリント基板１９２は、絶縁基板２、第１銀粒子層５、銅粒子層８、及び第２銀粒子層６、及び金属基板１９１が一体に統合された後に、その一体化された接合体に取り付けられる。したがって、上記接合体を、耐熱性が低いプリント基板１９２に無関係に焼結できて統合できる。よって、第１銀粒子層５、銅粒子層８、及び第２銀粒子層６を含む接合体を一度に高温で焼結して形成でき、当該接合体の各層間の熱伝導性を優れたものにできる。
【符号の説明】
【００３６】
１，１０１  接合構造、２  絶縁基板、３  ＬＥＤチップ、５  第１銀粒子層、６  第２銀粒子層、８  銅粒子層、９，１０９  放熱基板、９１  金属部、９２，１９２  プリント基板、１９１  金属基板。
【図１】
2018193604.tif 000003
【図２】
2018193604.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月19日(2018.3.19)
【手続補正１】
【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】
第１被接合部材及び第２被接合部材と、
前記第１被接合部材に接合され、接合された複数の第１金属ナノ粒子を含む第１金属粒子層と、
前記第２被接合部材に接合され、接合された複数の第２金属ナノ粒子を含む第２金属粒子層と、
前記第１金属粒子層と前記第２金属粒子層との間に介在して前記第１金属粒子層及び前記第２金属粒子層に接合され、接合された複数の第３金属ナノ粒子を含む第３金属粒子層と、を備え、
前記第３金属ナノ粒子の粒子径が、前記第１金属ナノ粒子及び前記第２金属ナノ粒子の両方の粒子径よりも大きい、接合構造。
【請求項２】
前記第１被接合部材の耐熱温度は、前記第２被接合部材の耐熱温度よりも大きく、
前記第１金属粒子層は、前記第１被接合部材に焼結により接合される一方、前記第２金属粒子層は、焼結によって前記第２被接合部材に接合される、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記第１被接合部材は、セラミックからなる絶縁基板であり、
前記第２被接合部材は、金属で構成される金属部と、その金属部と一体に構成され、その金属部の周囲を取り囲むように配設されるプリント基板を含む、請求項２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記第１金属ナノ粒子及び前記第３金属ナノ粒子の夫々は、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子、又は金ナノ粒子である、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項５】
前記第２金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子である、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項６】
前記第１金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子であり、前記第３金属ナノ粒子は、銅ナノ粒子である、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の接合構造。
【請求項７】
複数の第１金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第１金属ナノペーストを形成する第１ナノペースト形成工程と、
複数の第２金属ナノ粒子を有機保護膜によって被覆した後、溶媒に分散させて第２金属ナノペーストを形成する第２ナノペースト形成工程と、
複数の第３金属ナノ粒子であって、前記各第３金属ナノ粒子の粒子径が前記第１金属ナノ粒子の粒子径及び前記第２金属ナノ粒子の粒子径の両方よりも大きい複数の第３金属ナノ粒子を、有機保護膜によって被覆した後に溶媒に分散させて第３金属ナノペーストを形成する第３ナノペースト形成工程と、
前記第１金属ナノペースト、前記第２金属ナノペースト、及び前記第３金属ナノペーストの夫々の前記有機保護膜及び前記溶媒を焼結によって分解して揮発させることで、第１被接合部材、前記複数の第１金属ナノ粒子が接合された第１金属粒子層、前記複数の第３金属ナノ粒子が接合された第３金属粒子層、前記複数の第２金属ナノ粒子が接合された第２金属粒子層、及び第２被接合部材が、この順に積層された状態で接合する接合工程と、
を含む接合構造の製造方法。
【請求項８】
前記接合工程が、
前記第１被接合部材上に前記第１金属ナノペーストと前記第３金属ナノペーストを順次配置した後に第１温度で焼結することで、前記第１金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させると共に、前記第３金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させて、前記第１被接合部材上に前記複数の第１金属ナノ粒子が接合された前記第１金属粒子層と前記複数の第３金属ナノ粒子が接合された前記第３金属粒子層を順次形成する第１焼結工程と、
前記第１焼結工程の後で前記第１被接合部材よりも耐熱温度が低い前記第２被接合部材上に第２金属ペーストと前記第１焼結工程で形成された統合構造の前記第３金属粒子層をこの順に順次配置した後に前記第１温度よりも低い第２温度で焼結することで、前記第２金属ナノペーストの前記有機保護膜及び溶媒を分解して揮発させて、前記第２被接合部材上に前記複数の第２金属ナノ粒子が接合された前記第２金属粒子層を形成すると共に、その第２金属粒子層と前記第３金属粒子層を接合する第２焼結工程と、
を含む、請求項７に記載の接合構造の製造方法。
【請求項９】
前記第１被接合部材は、セラミックからなる絶縁基板であり、
前記第２被接合部材は、金属で構成される金属部と、その金属部と一体に構成され、その金属部の周囲を取り囲むように配設されるプリント基板を含む、請求項８に記載の接合構造の製造方法。
【請求項１０】
前記第１金属ナノ粒子及び前記第３金属ナノ粒子の夫々は、銅ナノ粒子、銀ナノ粒子、又は金ナノ粒子である、請求項７乃至９のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。
【請求項１１】
前記第２金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子である、請求項７乃至１０のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。
【請求項１２】
前記第１金属ナノ粒子は、銀ナノ粒子であり、前記第３金属ナノ粒子は、銅ナノ粒子である、請求項７乃至１１のいずれか１つに記載の接合構造の製造方法。