(57)【要約】【課題】金属ナノ粒子を用いた接合方法において、接合部分の抵抗値増大と、コストの増大とを回避しつつ、接合材料の接合性を高める。【解決手段】被接合部材１０の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率を高めた、第１の接合材料１２Ａが密着することで、被接合部材１０と金属ナノ粒子１８Ｓとの接合性が高まる。一方、第１の接合材料１２Ａに多く含まれる、比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓは、被接合部材１０の表面の凹凸よりも金属ナノ粒子のサイズが小さいことから、金属ナノ粒子１８Ｓによって被接合部材の表面の凹凸を吸収することはできないが、当該凹凸を、粒子サイズの比較的大きな金属ナノ粒子１８Ｌを含むことにより凹凸吸収性に優れた、第２の接合材料１２Ｂによって吸収することができる。【選択図】図１
2008280601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料を、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持した状態で加熱・焼成することにより被接合部材同士を接合する接合方法であって、
一方の被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料を塗布し、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料を重ね、
更に、前記第１の接合材料を、前記第２の接合材料に重ね若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布し、
前記被接合部材同士を重ね合わせ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱しながら前記被接合部材同士を加圧することを特徴とする接合方法。
【請求項２】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含む接合材料であることを特徴とする請求項１記載の接合方法。
【請求項３】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子を含む接合材料であることを特徴とする請求項１記載の接合方法。
【請求項４】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、金属箔であることを特徴とする請求項１記載の接合方法。
【請求項５】
有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料が、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持された状態で加熱・焼成されることにより、被接合部材同士が接合されてなる接合構造であって、
一方の被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料が塗布され、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料が重ねられ、
更に、前記第１の接合材料が、前記第２の接合材料に重ねられ若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布され、
前記被接合部材同士が重ね合わせられて、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱されながら前記被接合部材同士が加圧されてなることを特徴とする接合構造。
【請求項６】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含む接合材料であることを特徴とする請求項５記載の接合構造。
【請求項７】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子を含む接合材料であることを特徴とする請求項５記載の接合構造。
【請求項８】
前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、金属箔であることを特徴とする請求項５記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属ナノ粒子を被接合部材間の所定の位置に保持した状態で加熱・焼成することにより、被接合部材同士を接合する接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、部材同士を接合する手法として、ソルダリング、ボンディング、ウェルディング等様々な手法が用いられている。一方で、近年、環境汚染に対するより一層の配慮が求められていることや、被接合部材の性質如何によっては、これら従来の接合手法が不適切となる場合がある点を考慮して、従来とは異なる、金属ナノ粒子を用いた接合技術が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
この、金属ナノ粒子を用いた接合技術は、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子とバインダーとが含まれる接合材料を、被接合部材の所定の位置に塗布して被接合部材間に保持した状態で、被接合部材及び接合材料を加熱・加圧して接合部材を焼成することにより、被接合部材同士を接合する接合方法である。ここで用いられる金属ナノ粒子は、各粒子の同士の付着を防ぐために有機保護膜によって覆われ、更に、バインダー及び溶剤が混合されることにより、常温ではペースト状の接合材料として取り扱われている。そして、接合部材を焼成する際には、被接合部材及び接合材料を加熱すると共に被接合部材同士を加圧することによって、バインダー、溶剤及び有機保護膜を分解、蒸発させ、金属ナノ粒子同士を密着、接合させるものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３０３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属ナノ粒子を用いた接合技術における具体的接合手順は、図４に示される通りである。
（i）塗布工程：被接合部材１０（１０Ａ）の接合面に、有機保護膜１６で被覆された金属ナノ粒子１８と、バインダー２０と、溶剤２２とが混合された接合材料１２を塗布する。なお、図示の例では、被接合部材１０は銅板、金属ナノ粒子１８は銀ナノ粒子、バインダー２０にははんだ用樹脂系フラックス、溶剤２２にはアルコールが用いられている。
（ii）乾燥工程：塗布工程にて被接合部材１０の接合面に塗布した接合材料１２を乾燥させ、接合材料１２から溶剤２０を蒸発させる。
（iii）組付工程：接合材料１２が塗布された被接合部材１０（１０Ａ）に、被接合部材１０（１０Ｂ）を重ね合わせ、２枚の被接合部材１０（１０Ａ、１０Ｂ）で、接合材料１２を挟持する。
（iv）加熱・加圧工程：接合材料１２がその接合温度以上となるように加熱しながら、加圧力Ｐ１で、被接合部材同士１０（１０Ａ、１０Ｂ）を加圧する。
（v）接合工程（接合完了工程）：接合材料１２がその接合温度以上に維持された状態で、被接合部材１０（１０Ａ、１０Ｂ）に、必要な接合強度を得るための圧力を付与することにより、被接合部材１０（１０Ａ、１０Ｂ）同士を接合する。
【０００５】
上記の金属ナノ粒子を用いた接合方法において、加圧・焼成時には（ステップ（iv））、分解した有機保護膜１６が被接合部材１０の表面に形成された酸化膜を還元し、被接合部材１０の表面が活性化されることで、被接合部材１０と金属ナノ粒子１８との間には高い接合性を得ることができる。又、金属ナノ粒子１８は粒子サイズが小さい程、低温での接合性が向上することから、被接合部材１０と金属ナノ粒子１８との接合性は、より一層高まることとなる。
【０００６】
一方、金属ナノ粒子１８の粒子サイズが小さいと、加圧・焼成時に発生する有機保護膜の分解ガス量が増大し、分解ガスが接合材料から一気に噴出してバインダー２０及び金属ナノ粒子１８が接合面から吹き飛ばされてしまい、その結果として、接合強度の低下を来たしてしまう。図５には、金属ナノ粒子１８を用いて接合された部材同士を剥がして得られる破面が、模式的に示されている。ここで（ａ）には正常破面が示され、（ｂ）には、金属ナノ粒子１８が接合面から吹き飛ばされた場合の不良破面が示されている。（ａ）の正常破面では、被接合部材１０の表面に接合材料１２が均一に広がっているのに対し、（ｂ）の不良破面では、ガス噴出痕１４によって接合材料１２にむらが生じていることがわかる。
【０００７】
一方、粒子サイズの小さい金属ナノ粒子１８を用い、なおかつ、有機保護膜の分解ガスの増大を回避するために、接合材料１２の塗布厚みを薄くすると、被接合部材１０の表面の凹凸よりも金属ナノ粒子１８のサイズが小さく、金属ナノ粒子１８によって被接合部材１０の表面の凹凸を吸収することは不可能となることから、接合性、導電性の何れも低下するといった問題が生じ、焼成状態の如何によっては抵抗値が増大してしまうといった問題が生じることとなる。又、当然に、金属ナノ粒子１８の粒子サイズが小さいほど、金属ナノ粒子１８の製造コストも増大することとなる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、金属ナノ粒子を用いた接合方法において、接合部分の抵抗値増大と、コストの増大とを回避しつつ、接合材料の接合性を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。又、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００９】
（１）有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料を、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持した状態で加熱・焼成することにより被接合部材同士を接合する接合方法であって、
一方の被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料を塗布し、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料を重ね、更に、前記第１の接合材料を、前記第２の接合材料に重ね若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布し、前記被接合部材同士を重ね合わせ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱しながら前記被接合部材同士を加圧することを特徴とする接合方法（請求項１）。
【００１０】
本項に記載の接合方法は、被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料が密着することで、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。一方、第１の接合材料は、そこに多く含まれる金属ナノ粒子のサイズが、被接合部材の表面の凹凸よりも小さく、金属ナノ粒子によって被接合部材の表面の凹凸を吸収することはできないが、その代わりに、当該凹凸を第２の接合材料によって吸収することができる。よって、第１の接合材料の塗布厚みを薄くして、接合材料全体から発生する有機保護膜の分解ガスの過大な増加を回避しつつ、十分な接合性、導電性を確保することができる。
【００１１】
（２）上記（１）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含む接合材料である接合方法（請求項２）。
本項に記載の接合方法は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材の近傍における、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含むことによって、第１の接合材料に含まれる粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子では吸収することが不可能な、被接合部材の表面の凹凸を、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子により吸収するものである。なお、金属ナノ粒子同士の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好である。
【００１２】
（３）上記（１）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子を含む接合材料である接合方法（請求項３）。
本項に記載の接合方法は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材の近傍における、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子を含むことによって、被接合部材の表面の凹凸を、粗大金属粒子及び金属ナノ粒子により吸収するものである。なお、粗大金属粒子及び金属ナノ粒子の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好である。
【００１３】
すなわち上記（２）、（３）項は、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料を、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持した状態で加熱・焼成することにより被接合部材同士を接合する接合方法であって、
前記接合材料を、被接合部材の表面及びその近傍部分と、それ以外の部分とで、含まれる金属ナノ粒子の粒子サイズの比率が異なるように多層に構成し、前記被接合部材同士を重ね合わせ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱しながら前記被接合部材同士を加圧するものである。
【００１４】
（４）前記（１）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、金属箔である接合方法（請求項４）。
本項に記載の接合方法は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材の近傍における、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が金属箔であることによって、被接合部材の表面の凹凸を、金属箔により吸収するものである。なお、金属箔と金属ナノ粒子との接合性は良好である。又、金属箔は、接合性と材料コストとのバランスを考慮すれば、銀箔や銅箔を用いることが望ましい。
【００１５】
上記（２）から（４）項は、すなわち、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料を、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持した状態で加熱・焼成することにより被接合部材同士を接合する接合方法であって、
一方の被接合部材の表面に、該被接合部材表面の酸化膜の還元性に優れた第１の接合材料を塗布し、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料を重ね、更に、前記第１の接合材料を、前記第２の接合材料に重ね若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布し、前記被接合部材同士を重ね合わせ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱しながら前記被接合部材同士を加圧するものである。
【００１６】
（５）有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料が、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持された状態で加熱・焼成されることにより、被接合部材同士が接合されてなる接合構造であって、
一方の被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料が塗布され、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料が重ねられ、更に、前記第１の接合材料が、前記第２の接合材料に重ねられ若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布され、前記被接合部材同士が重ね合わせられて、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱されながら前記被接合部材同士が加圧されてなることを特徴とする接合構造（請求項５）。
【００１７】
本項に記載の接合構造は、被接合部材の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子の含有比率を高めた第１の接合材料が密着することで、被接合部材表面との接合性が向上し、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。一方、第１の接合材料は、そこに多く含まれる金属ナノ粒子のサイズが、被接合部材の表面の凹凸よりも小さく、金属ナノ粒子によって被接合部材の表面の凹凸を吸収することはできないが、その代わりに、当該凹凸を第２の接合材料によって吸収することができるので、第１の接合材料の塗布厚みを薄くして、接合材料全体から発生する有機保護膜の分解ガスの過大な増加を回避しつつ、十分な接合性、導電性を確保することができる。
【００１８】
（６）前記（５）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含む接合材料である接合構造（請求項６）。
本項に記載の接合構造は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材の近傍における、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含むことによって、第１の接合部材に含まれる粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子では吸収することが不可能な被接合部材の表面の凹凸を、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子により吸収するものである。なお、金属ナノ粒子同士の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好である。
【００１９】
（７）前記（５）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子を含む接合材料である接合構造（請求項７）。
本項に記載の接合構造は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が粗大金属粒子と金属ナノ粒子との混合粒子（粗大金属粒子と金属ナノ粒子とが混合された粒子）を含むことによって、被接合部材の表面の凹凸を、粗大金属粒子及び金属ナノ粒子により吸収するものである。なお、粗大金属粒子及び金属ナノ粒子の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好である。
【００２０】
すなわち、上記（６）、（７）項は、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料が、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持された状態で加熱・焼成されることにより被接合部材同士が接合されてなる接合構造であって、
前記接合材料が、被接合部材の表面及びその近傍部分と、それ以外の部分とで、含まれる金属ナノ粒子の粒子サイズの比率が異なるように多層に構成され、前記被接合部材同士が重ね合わせられ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱されながら前記被接合部材同士が加圧されてなるものである。
【００２１】
（８）前記（５）項において、前記第１の接合材料は、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含む接合材料であり、前記第２の接合材料は、金属箔である接合構造（請求項８）。
本項に記載の接合構造は、第１の接合材料が粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を７５ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材と金属ナノ粒子との接合性が高まる。又、第２の接合材料が金属箔であることによって、被接合部材の表面の凹凸を、金属箔により吸収するものである。なお、金属箔と金属ナノ粒子との接合性は良好である。又、金属箔は、接合性と材料コストとのバランスを考慮すれば、銀箔や銅箔を用いることが望ましい。
【００２２】
すなわち、上記（６）から（８）項は、有機保護膜で被覆された金属ナノ粒子が含まれる接合材料が、２枚の被接合部材間の所定の位置に保持された状態で加熱・焼成されることにより被接合部材同士が接合されてなる接合構造であって、
一方の被接合部材の表面に、該被接合部材表面への接合性に優れた第１の接合材料が塗布され、該第１の接合材料に被接合部材表面の凹凸吸収性に優れた第２の接合材料を重ねられ、更に、前記第１の接合材料が、前記第２の接合材料に重ねられ若しくはもう一方の被接合部材の表面に塗布され、前記被接合部材同士が重ね合わせられ、前記接合材料がその接合温度以上となるように加熱されながら前記被接合部材同士が加圧されてなるものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明はこのように構成したので、金属ナノ粒子を用いた接合方法において、接合部分の抵抗値増大と、コストの増大とを回避しつつ、接合材料の接合性を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。
本発明の第１の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いた被接合部材同士の接合構造は、図１（ａ）に示されるように、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に、第１の接合材料１２Ａが塗布され、第１の接合材料１２Ａの表面に第２の接合材料１２Ｂが重ねられ、更に、第１の接合材料１２Ａが第２の接合材料１２Ｂに重ねられ、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布され、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられたものである。
【００２５】
ここで、第１の接合材料１２Ａは、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率を高めたものであり、具体的には、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を、金属ナノ粒子の全質量の７５ｖｏｌ％以上含むものである。又、第２の接合材料１２Ｂは、粒子サイズの比較的大きな金属ナノ粒子１８Ｌを主に含むものであり、具体的には、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を、金属ナノ粒子の全質量の５０ｖｏｌ％以上含むものである。
【００２６】
又、接合作業の手順として、第２の接合材料１２Ｂは、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから溶剤２０を蒸発させた後に、第１の接合材料１２Ａに重ねて塗布される。同様に、第２の接合材料１２Ｂに重ねて、再度、第１の接合材料１２Ａが塗布される場合には、第２の接合材料１２Ｂから溶剤２０を蒸発させた後に、第１の接合材料１２Ａが塗布される。更に、第２の接合材料１２Ｂに重ねて塗布され、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから、溶剤２０を蒸発させた後に、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられる。そして、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱されながら、被接合部材同士が加圧されることで、バインダー２０が分解、蒸発し、最終的には図１（ｂ）に示されるように、被接合部材１０と、金属ナノ粒子１８Ｓ、１８Ｌとが互いに密着した状態で接合される。
【００２７】
なお、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士を重ね合わせて、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱しながら被接合部材同士が加圧する工程については、図４に示される、従来の（iii）組付工程、（iv）加熱・加圧工程、（v）接合工程（接合完了工程）と同様であることから、詳しい説明を省略する。
【００２８】
又、本発明の第２の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いた被接合部材同士の接合構造は、図２（ａ）に示されるように、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に、第１の接合材料１２Ａが塗布され、第１の接合材料１２Ａの表面に第２の接合材料１２Ｃが重ねられ、更に、第１の接合材料１２Ａが第２の接合材料１２Ｃに重ねられ、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布され、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられたものである。
【００２９】
ここで、第１の接合材料１２Ａは、本発明の第１の実施の形態と同様に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率を高めたものであり、具体的には、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を、金属ナノ粒子の全質量の７５ｖｏｌ％以上含むものである。
一方、第２の接合材料１２Ｃは、本発明の第１の実施の形態と異なり、粗大金属粒子２４と金属ナノ粒子１８Ｓとの混合粒子を含むものである。粗大金属粒子２４は、銀、銅等の導電性金属からなる粗大粒子（ナノ粒子よりも大きな粒子）であり、粒子の大きさや、第２の接合材料１２Ｃ中の含有比率については、接合部に要求される導電性、コスト等を勘案して決定されるものである。例えば、粗大金属粒子２４の粒子サイズは、被接合部材１０の表面の凹凸吸収性を考慮すれば、１〜１０μｍ（ミクロン）程度が適切である。又、この粗大金属粒子２４については、金属ナノ粒子１８Ｓと異なり、各粒子の同士の付着を防ぐために有機保護膜で被覆されている必要はない。なお、一般には、粗大金属粒子２４のサイズがより大きく、かつ、含有比率が高いほど、低コストかつ導電性が向上する傾向にある。又、第２の接合材料１２Ｃに含まれる金属ナノ粒子については、必要に応じ、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓと共に粒子サイズの比較的大きな金属ナノ粒子１８Ｌの含有量を高めることとしても良い。
【００３０】
又、接合作業の手順として、第２の接合材料１２Ｃは、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから溶剤２０を蒸発させた後に、第１の接合材料１２Ａに重ねて塗布される。同様に、第２の接合材料１２Ｃに重ねて、再度、第１の接合材料１２Ａが塗布される場合には、第２の接合材料１２Ｃから溶剤２０を蒸発させた後に、第１の接合材料１２Ａが塗布される。更に、第２の接合材料１２Ｃに重ねて塗布され、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから、溶剤２０を蒸発させた後に、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられる。そして、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱されながら、被接合部材同士が加圧されることで、バインダー２０が分解、蒸発し、最終的には図２（ｂ）に示されるように、被接合部材１０と、金属ナノ粒子１８Ｓと、粗大金属粒子２４とが互いに密着した状態で接合される。
【００３１】
なお、本発明の第２の実施の形態においても、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士を重ね合わせて、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱しながら被接合部材同士が加圧する工程については、図４に示される、従来の（iii）組付工程、（iv）加熱・加圧工程、（v）接合工程（接合完了工程）と同様であることから、詳しい説明を省略する。
【００３２】
又、本発明の第３の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いた被接合部材同士の接合構造は、図３（ａ）に示されるように、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に、第１の接合材料１２Ａが塗布され、第１の接合材料１２Ａの表面に、第２の接合材料１２Ｄが重ねられ、更に、第１の接合材料１２Ａが第２の接合材料１２Ｄに重ねられ、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布され、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられたものである。
【００３３】
ここで、第１の接合材料１２Ａは、本発明の第１、第２の実施の形態と同様に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率を高めたものであり、具体的には、粒子サイズ５０ｎｍ以下の金属ナノ粒子を、金属ナノ粒子の全質量の７５ｖｏｌ％以上含むものである。
一方、第２の接合材料１２Ｄは金属箔２６であり、具体的には銀箔や銅箔が用いられる。金属箔２６の厚みは、必要とされる導電性、凹凸追従性、それ単体での取り扱い性、コスト等を勘案して決定されるものであり、１０〜５０μｍ程度が適切である。
【００３４】
又、接合作業の手順として、第２の接合材料１２Ｄは、一方の被接合部材１０（１０Ａ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから溶剤２０を蒸発させた後に、第１の接合材料１２Ａに重ねられる。更に、第２の接合材料１２Ｃに重ねて塗布され、若しくは、もう一方の被接合部材１０（１０Ｂ）の表面に塗布された第１の接合材料１２Ａから、溶剤２０を蒸発させた後に、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士が重ね合わせられる。そして、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱されながら、被接合部材同士が加圧されることで、バインダー２０が分解、蒸発し、最終的には図２（ｂ）に示されるように、被接合部材１０と、金属ナノ粒子１８Ｓと、金属箔２６とが互いに密着した状態で接合される。
【００３５】
なお、被接合部材１０Ａ、１０Ｂ同士を重ね合わせて、接合材料１２（１２Ａ、１２Ｂ）がその接合温度以上となるように加熱しながら被接合部材同士が加圧する工程については、図４に示される、従来の（iii）組付工程、（iv）加熱・加圧工程、（v）接合工程（接合完了工程）と同様であることから、詳しい説明を省略する。
【００３６】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。
まず、本発明の第１〜第３の実施の形態の何れにおいても、被接合部材１０の表面に、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率を高めた、第１の接合材料１２Ａが密着することで、被接合部材１０と金属ナノ粒子１８Ｓとの接合性が高まる。一方、第１の接合材料１２Ａに多く含まれる、比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓは、被接合部材１０の表面の凹凸よりも金属ナノ粒子のサイズが小さいことから、金属ナノ粒子１８Ｓによって被接合部材の表面の凹凸を吸収することはできないが、その代わりに、当該凹凸を、凹凸吸収性に優れた第２の接合材料１２Ｂ（図１）、１２Ｃ（図２）、１２Ｄ（図３）によって吸収することができる。よって、第１の接合材料１２Ａの塗布厚みを薄くして（具体的には５μｍ程度）、接合材料１２の全体から発生する有機保護膜の分解ガスの過大な増加を回避しつつ、十分な接合性、導電性を確保することができる。
【００３７】
又、本発明の第１の実施の形態では、第２の接合材料１２Ｂが、粒子サイズの比較的大きな金属ナノ粒子１８Ｌとして、１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子を５０ｖｏｌ％以上含むことによって、被接合部材１０の表面の凹凸を、この１００ｎｍ以上の金属ナノ粒子により十分に吸収し、必要な接合性及び導電性を確保することができる。又、接合材料１２の全体における、粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率が低下することから、接合材料１２のコストが低減されることとなる。
なお、金属ナノ粒子１８Ｓ、１８Ｌ同士の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好であることから、図１（ｂ）に示される接合完了状態において、２枚の被接合部材１０Ａ、１０Ｂは、抵抗値の増大を防ぎつつ確実に接合された状態にある。
【００３８】
又、本発明の第２の実施の形態では、第２の接合材料１２Ｃが、粗大金属粒子２４と金属ナノ粒子１８Ｓとの混合粒子を含むことによって、被接合部材１０の表面の凹凸を、粗大金属粒子２４及び金属ナノ粒子１８Ｓにより十分に吸収し、必要な接合性及び導電性を確保するものである。又、低コストの粗大金属粒子２４が含まれることで、接合材料１２全体における粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子１８Ｓの含有比率が低下することから、接合材料１２のコストの更なる低減が図られる。なお、粗大金属粒子及び金属ナノ粒子の接合性は、粒子サイズの如何に関わらず良好であり、なおかつ、粗大金属粒子２４による抵抗値の低減効果によって、図２（ｂ）に示される接合完了状態において、２枚の被接合部材１０Ａ、１０Ｂは、抵抗値の更なる低減を図りつつ、確実に接合された状態にある。
【００３９】
又、本発明の第３の実施の形態では、第２の接合材料１２Ｄが金属箔２６であることから、被接合部材１０の表面の凹凸を、金属箔２６により十分に吸収し、必要な接合性及び導電性を確保するものである。又、接合材料１２に、金属ナノ粒子１８Ｓを含む接合材料１２Ａよりも低コストの金属箔２６が含まれることで、接合材料１２全体のコストの更なる低減が図られる。なお、金属箔２６と金属ナノ粒子１８Ｓとの接合性は良好であり、なおかつ、金属箔２６の導電性が安定して高いことによる抵抗値の低減効果により、図３（ｂ）に示される接合完了状態において、２枚の被接合部材１０Ａ、１０Ｂは、抵抗値の更なる低減を図りつつ、確実に接合された状態にある。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いて被接合部材同士を接合する接合構造を模式的に示すものであり、（ａ）は加圧・焼成前の状態を示す断面図、（ｂ）は接合完了状態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いて被接合部材同士を接合する接合構造を模式的に示すものであり、（ａ）は加圧・焼成前の状態を示す断面図、（ｂ）は接合完了状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る、金属ナノ粒子用いて被接合部材同士を接合する接合構造を模式的に示すものであり、（ａ）は加圧・焼成前の状態を示す断面図、（ｂ）は接合完了状態を示す断面図である。
【図４】従来の金属ナノ粒子を用いて被接合部材同士を接合する手順を示す模式図である。
【図５】金属ナノ粒子を用いて接合された部材同士を剥がして得られる破面を、模式的に示すものであり、（ａ）は適切な加圧力が加えられた場合の正常破面を、（ｂ）は過剰な加圧力が加えられた場合の不良破面を示している。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１０Ａ、１０Ｂ：被接合部材、１２：接合材料、１２Ａ：第１の接合材料、  １２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ：第２の接合材料、１６：有機保護膜、１８：金属ナノ粒子、１８Ｓ：粒子サイズが比較的小さい金属ナノ粒子、１８Ｌ：粒子サイズの比較的大きな金属ナノ粒子、２０：バインダー、２２：溶剤、２４：粗大金属粒子、２６：金属箔
【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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