特許 5962025 導電性組成物及び接合体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5962025

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】導電性組成物及び接合体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 1/22 20060101AFI20160721BHJP

   B22F 1/00 20060101ALI20160721BHJP

   H01B 1/00 20060101ALI20160721BHJP

   H01L 21/52 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   H01B1/22 A

   B22F1/00 K

   H01B1/00 L

   H01L21/52 E

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-11138(P2012-11138)

(22)【出願日】2012年1月23日

(65)【公開番号】特開2013-149566(P2013-149566A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2014年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006264

【氏名又は名称】三菱マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100129403

【弁理士】

【氏名又は名称】増井 裕士

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(72)【発明者】

【氏名】仙石 文衣理

(72)【発明者】

【氏名】西川 仁人

(72)【発明者】

【氏名】西元 修司

(72)【発明者】

【氏名】長友 義幸

【審査官】 藤原 敬士

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０４２３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５７８８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ １／２２

Ｂ２２Ｆ １／００

Ｃ０９Ｊ １／００

Ｃ０９Ｊ ５／０６

Ｃ０９Ｊ ９／０２

Ｃ０９Ｊ １１／０６

Ｈ０１Ｂ １／００

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性を有する焼成体を形成するための導電性組成物であって、
酸化銀粒子と、前記酸化銀に対して還元性を有するアルコール又は有機酸からなる還元剤と、前記還元剤以外の溶剤と、Ａｇ粒子と、を含み、
前記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされており、
前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、前記Ａｇ粒子が有機化合物を有し、前記Ａｇ粒子中の有機化合物の含有量が１質量％未満とされていることを特徴とする導電性組成物。

【請求項2】

前記酸化銀粒子と前記還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の導電性組成物。

【請求項3】

前記酸化銀粒子を１０質量％以上８０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上６０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が前記還元剤以外の溶剤とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の導電性組成物。

【請求項4】

第一部材と第二部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、
前記第一部材と前記第二部材との間に、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の導電性組成物を介在させた状態で加熱処理を行い、前記第一部材と前記第二部材とを、前記導電性組成物の焼成体からなる接合層を介して接合することを特徴とする接合体の製造方法。

【請求項5】

前記第一部材と前記第二部材との間に前記導電性組成物を介在させた状態で加熱処理する際に、前記第一部材と前記第二部材とを互いに近接する方向に加圧しないことを特徴とする請求項４に記載の接合体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、導電性を有する焼成体を形成するための導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合体の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体素子等の電子部品を回路上に搭載した半導体装置としては、例えば、ＬＥＤやパワーモジュール等が挙げられる。
ここで、半導体素子等の電子部品を回路上に接合する際には、例えば特許文献１に示すように、はんだ材を用いた方法が広く使用されている。最近では、環境保護の観点から、例えばＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、若しくはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等の鉛フリーはんだが主流となっている。

【0003】

また、はんだ材の代替として、特許文献２、３には、金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストを用いて、半導体素子等の電子部品を回路上に接合する技術が提案されている。
金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストにおいては、金属酸化物粒子が還元剤によって還元されることによって生成する金属粒子が焼結することで、導電性の焼成体からなる接合層が形成され、この接合層を介して半導体素子等の電子部品が回路上に接合されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１７２３７８号公報

【特許文献2】特開２００８−２０８４４２号公報

【特許文献3】特開２００９−２６７３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献２，３に記載されたように、金属酸化物粒子と有機物からなる還元剤とを含む酸化物ペーストを用いた場合には、金属酸化物粒子が還元剤によって還元されることによって生成する金属粒子の密度が少なく、導電性の焼成体からなる接合層の内部に空隙が生じ易く、接合強度が確保できないおそれがあった。この空隙の発生を防止するためには、接合時に半導体素子等の電子部品と回路とを互いに近接するように加圧する必要がある。半導体素子はＳｉ等で構成されていることから、加圧した際に破損してしまうおそれがあった。

【0006】

この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、内部に空隙が生じ難く緻密な構造の導電性焼成体を形成可能な導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合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】

【0007】

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の導電性組成物は、導電性を有する焼成体を形成するための導電性組成物であって、酸化銀粒子と、前記酸化銀に対して還元性を有するアルコール又は有機酸からなる還元剤と、前記還元剤以外の溶剤と、Ａｇ粒子と、を含み、前記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされており、前記Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であり、前記Ａｇ粒子が有機化合物を有し、前記Ａｇ粒子中の有機化合物の含有量が１質量％未満とされていることを特徴としている。
また、前記Ａｇ粒子が有機物を含有するので、Ａｇ粒子に含有される有機物が分解する際の発熱を利用して焼結を促進することができる。これにより、焼結温度を低くすることが可能となる。

【0008】

この構成の導電性組成物によれば、酸化銀粒子と、Ａｇ粒子と、を含んでおり、酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内とされていることから、酸化銀粒子同士の間にＡｇ粒子が存在することになる。ここで、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが接触して焼結することになり、緻密な構造の導電性焼成体を形成することが可能となる。
なお、Ａｇ−Ｏ／Ａｇが９７／３を超える場合には、Ａｇ粒子が不足し、焼成体内部に空隙が多く存在してしまうおそれがある。一方、Ａｇ−Ｏ／Ａｇが３／７未満である場合には、酸化銀の還元による発熱量が不足し、焼結や素子との反応が不十分となるおそれがある。したがって、記酸化銀粒子と前記Ａｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇを、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内に設定している。

【0009】

ここで、Ａｇ粒子は、その平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下であることが望ましい。
この場合、Ａｇ粒子の平均粒径が２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の範囲とされていることから、還元Ａｇ粒子の周囲にＡｇ粒子が接触して焼結し易くなり、緻密な構造の導電性焼成体を形成することができる。
詳述すると、Ａｇ粒子の平均粒径を２０ｎｍ以上とすることによって、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子と大きさが揃うため、還元Ａｇ粒子及びＡｇ粒子の焼結がより均一に進行するとともに緻密な構造の接合層が形成されるのである。一方、Ａｇ粒子の平均粒径を８００ｎｍ以下とすることによって、Ａｇ粒子の低温焼結性が向上し、還元Ａｇ粒子との焼結を促進させることが可能となる。

【0010】

ここで、前記酸化銀粒子と前記還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀粒子に対して必要な還元剤が確保されているので、酸化銀粒子を確実に還元することができるとともに、還元剤が余剰に添加されていないので、形成された導電性焼成体の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。

【0011】

また、前記酸化銀粒子を１０質量％以上４０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上５０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上２０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が前記還元剤以外の溶剤とされていることが好ましい。
この場合、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とが焼結することになり、緻密な構造の導電性焼成体を確実に形成することが可能となる。なお、樹脂は、導電性組成物の粘性を調整するものであり、取り扱い性を考慮して必要に応じて添加すればよい。

【0013】

本発明の接合体の製造方法は、第一部材と第二部材とが接合されてなる接合体の製造方法であって、前記第一部材と前記第二部材との間に、前述の導電性組成物を介在させた状態で加熱処理を行い、前記第一部材と前記第二部材とを、前記導電性組成物の焼成体からなる接合層を介して接合することを特徴としている。

【0014】

この構成の接合体の製造方法によれば、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とを焼結することによって形成される緻密な構造の接合層を介して第一部材と第二部材とが接合されることになり、接合信頼性に優れた接合体を製造することが可能となる。

【0015】

ここで、前記第一部材と前記第二部材との間に前記導電性組成物を介在させた状態で加熱処理する際に、前記第一部材と前記第二部材とを互いに近接する方向に加圧しないことが好ましい。
この場合、前記第一部材と前記第二部材とを互いに近接する方向に加圧しなくても、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とを焼結することによって空隙の少ない緻密な構造の接合層を介して第一部材と第二部材とを接合することができる。よって、接合時における第一部材や第二部材の破損を抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、内部に空隙が生じ難く緻密な構造の導電性焼成体を形成可能な導電性組成物、及び、この導電性組成物を用いた接合体の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態である導電性組成物の製造方法を示すフロー図である。

【図2】本発明の実施形態である接合体の製造方法を示すフロー図である。

【図3】図２に示す接合体の製造方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下に、本発明の実施形態である導電性組成物及びこの導電性組成物を用いた接合体の製造方法について添付した図面を参照して説明する。

【0019】

本実施形態である導電性組成物は、酸化銀粒子と、還元剤と、溶剤と、樹脂と、平均粒径２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下のＡｇ粒子と、を含有しており、酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、３／７≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９７／３の範囲内に設定されている。また、酸化銀粒子と還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内に設定されている。

【0020】

具体的には、本実施形態における導電性組成物（Ａｇ含有酸化銀ペースト）の組成は、前記酸化銀粒子を１０質量％以上８０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上６０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされている。
なお、本実施形態における導電性組成物は、その粘度が１０Ｐａ・ｓ以上４００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されている。

【0021】

酸化銀粒子は、その粒径が０．１μｍ以上４０μｍ以下とされたものを使用した。なお、このような酸化銀粉末は、市販品として入手可能なものである。

【0022】

還元剤は、還元性を有する有機物とされており、例えば、アルコール、有機酸を用いることができる。
アルコールであれば、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の１級アルコールを用いることができる。なお、これら以外にも、多数のアルコール基を有する化合物を用いてもよい。
有機酸であれば、例えば、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナンデカン酸などの飽和脂肪酸を用いることができる。なお、これら以外にも、不飽和脂肪酸を用いてもよい。
なお、導電性組成物を焼結して得られる導電性焼成体（接合層）内部での空隙の発生を抑制するために、熱分解性に優れた分子構造を有する有機物を用いることが好ましい。

【0023】

なお、酸化銀粉末と混合した後に還元反応が容易に進行しない還元剤であれば、導電性組成物の保存安定性が向上することになる。そこで、還元剤としては、融点が室温以上のものが好ましく、具体的には、ミリスチルアルコール、１−ドデカノール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、１，１０−デカンジオール、ミリスチン酸、デカン酸等を用いることが好ましい。

【0024】

溶剤は、導電性組成物の保存安定性、印刷性を確保する観点から、高沸点（１５０℃〜３００℃）のものを用いることが好ましい。
具体的には、α-テルピネオール、酢酸２エチルヘキシル、酢酸３メチルブチル等を用いることができる。

【0025】

樹脂は、導電性組成物の取り扱い性（例えば印刷性）の向上を目的として添加されるものである。
例えば、アクリル樹脂、セルロース系樹脂等を適用することができる。なお、本実施形態では、焼結時に樹脂が焼結温度以下で完全に酸化・分解して導電性焼成体（接合層）内に残存しないようにするため、熱分解性の良いアクリル樹脂を用いた。

【0026】

そして、本実施形態におけるＡｇ粒子は、その平均粒径が２０〜３０ｎｍとされたナノＡｇ粒子とされている。なお、このＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）の平均粒径は、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）によって約５０万倍程度の倍率で撮影し、得られた画像からＡｇ粒子２００個について一次粒径を測定して粒径分布を作成し、作成した粒径分布から得られた平均値を平均粒径として算出したものである。

【0027】

このＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）は、カルボン酸類水溶液に還元剤水溶液を添加して得られたカルボン酸塩懸濁液を反応場として用い、これを加熱反応させることによって得られるものである。ここで、カルボン酸はリコール酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン酸、フマル酸、コハク酸及び酒石酸からなる群より選ばれた１種又は２種以上からなる化合物とした。また、還元剤はヒドラジン、アスコルビン酸、シュウ酸、ギ酸及びこれらの塩類からなる群より選ばれた１種又は２種以上の化合物とした。
このようにして得られたＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）においては、炭素鎖１〜３の原料由来の有機化合物（例えばカルボン酸など）を含有しており、有機化合物のＡｇ粒子中の含有量は、１質量％未満とされている。

【0028】

次に、本実施形態である導電性組成物の製造方法について、図１に示すフロー図を参照して説明する。
本実施形態においては、酸化銀粉末を含有する酸化銀ペーストと、Ａｇ粉末を含有するＡｇペーストと、を混合、撹拌することで、本実施形態である導電性組成物を製造する構成とされている。

【0029】

まず、前述した酸化銀粉末と還元剤（固体粉末）とを混合し、固体成分混合物を生成する（粉末混合工程Ｓ０１）。
また、樹脂と溶剤とを混合して、有機混合物を生成する（有機物混合工程Ｓ０２）。

【0030】

粉末混合工程Ｓ０１で得られた固体成分混合物と、有機物混合工程Ｓ０２で得られた有機混合物と、を混合して撹拌する（第一撹拌工程Ｓ０３）。そして、第一撹拌工程Ｓ０３で得られた撹拌物を、例えば複数のロールを有するロールミル機を用いて練り込みながら混合する（混錬工程Ｓ０４）。
このようにして、前述の酸化銀ペーストが製出されることになる。なお、得られた酸化銀ペーストは、冷蔵庫等によって低温（例えば５〜１５℃）で保存しておくことが好ましい。

【0031】

一方、前述のＡｇ粉末（ナノＡｇ粒子）と溶剤とを混合して撹拌する（第二撹拌工程Ｓ０５）。これにより、前述のＡｇペーストが製出されることになる。
なお、溶剤は酸化銀ペーストに用いられた溶剤と同種の溶剤を用いることが望ましい。また、このＡｇペーストの組成は、Ａｇ粉末の含有量が５０質量％以上８０質量％以下とされ、残りが溶剤とすることが好ましい。

【0032】

そして、酸化銀ペーストとＡｇペーストとを、混合して撹拌する（ペースト混合工程Ｓ０６）。
このようにして、本実施形態である導電性組成物が製造されることになる。

【0033】

次に、本実施形態である接合体の製造方法について、図２及び図３を用いて説明する。
本実施形態における接合体１０は、図３に示すように、第一部材１１と第二部材１２とが接合されてなるものであり、第一部材１１がＳｉ製基板とされ、第二部材１２がサファイア基板とされている。

【0034】

まず、第一部材１１の接合面に、本実施形態である導電性組成物２０を塗布する（導電性組成物塗布工程Ｓ１１）。なお、この導電性組成物塗布工程Ｓ１１においては、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、感光性プロセススプレーコーティング法、ディスペンサーコーティング法、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、スリットコーティング法、インクジェットコーティング法、またはダイコーティング法等の種々の手段を採用することができる。本実施形態では、スクリーン印刷法を用いている。

【0035】

次に、塗布した導電性組成物２０を介して、第一部材１１と第二部材１２とを積層する（積層工程Ｓ１２）。
そして、第一部材１１と第二部材１２とを積層した状態で加熱炉内に装入し、導電性組成物２０の焼結を行う（焼結工程Ｓ１３）。このとき、加熱炉内は大気雰囲気とし、加熱温度を１５０℃以上３００℃以下、ピーク温度での加熱時間を１分以上２時間以下とした。また、第一部材１１と第二部材１２とを積層方向に加圧しなかった。

【0036】

この焼結工程Ｓ１３により、第一部材１１と第二部材１２との間に、導電性組成物２０の焼成体からなる接合層１５が形成され、第一部材１１と第二部材１２とが互いに接合されることなる。
このようにして、第一部材１１と第二部材１２とが接合されてなる接合体１０が製造される。

【0037】

以上のような構成とされた本実施形態である導電性組成物においては、酸化銀粒子と、平均粒径２０ｎｍ以上８００ｎｍ以下のＡｇ粒子（本実施形態では、平均粒径２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下のナノＡｇ粒子）と、を含んでおり、酸化銀粒子とＡｇ粒子との質量比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが、７／３≦Ａｇ−Ｏ／Ａｇ≦９／１の範囲内とされているので、酸化銀粒子同士の間にＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）が存在することになる。ここで、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子（ナノＡｇ粒子）とが接触して焼結することになり、緻密な構造の接合層１５を形成することが可能となる。

【0038】

また、酸化銀粒子と還元剤との質量比Ａｇ−Ｏ／Ｒが、３／１≦Ａｇ−Ｏ／Ｒ≦１２／１の範囲内に設定されているので、酸化銀粒子を確実に還元することができるとともに、接合層１５の内部に還元剤成分が残存することを抑制できる。

【0039】

また、前記酸化銀粒子を１０質量％以上８０質量％以下、前記還元剤を１質量％以上１０質量％以下、前記Ａｇ粒子を２質量％以上６０質量％以下、樹脂を０質量％以上２質量％以下の範囲で含有し、残部が溶剤とされているので、酸化銀粒子が還元されて生成する還元Ａｇ粒子とＡｇ粒子とを焼結することができ、緻密な構造の接合層１５を確実に形成することが可能となる。

【0040】

また、樹脂の含有量を調整することにより、導電性組成物の粘性が１０Ｐａ・ｓ以上４００Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３０Ｐａ・ｓ以上３００Ｐａ・ｓ以下に調整されているので、スクリーン印刷法等によって塗布することが可能となる。よって、必要な部分のみに選択的に導電性組成物を塗布することができ、導電性組成物の使用量を削減することが可能となる。

【0041】

さらに、本実施形態では、Ａｇ粒子（ナノＡｇ粒子）が炭素鎖１〜３の原料由来の有機化合物（例えばカルボン酸など）を含有しているので、この有機化合物が分解する際の発熱を利用して焼結を促進することができる。これにより、焼結工程Ｓ１３における焼結温度を低くすることが可能となる。
また、本実施形態においては、導電性組成物に混合する還元剤として、室温で固体であるものを用いているので、焼結工程Ｓ１３の前に還元反応が進行することを防止できる。

【0042】

また、本実施形態の接合体１０の製造方法によれば、第一部材１１と第二部材１２との間に導電性組成物２０を塗布し、この導電性組成物２０を焼結して接合層１５を形成しているので、緻密な構造とされた接合層１５によって第一部材１１と第二部材１２とを強固に接合することができる。
さらに、本実施形態では、焼結工程Ｓ１３を行う際に第一部材１１と第二部材１２とを積層方向に加圧していないので、第一部材１１や第二部材１２の破損を抑制することができる。

【0043】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0044】

本実施形態では、Ａｇ粒子として、平均粒径が２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とされたナノＡｇ粒子を用いるものとして説明したが、これに限定されるものではない。
例えば、サブミクロンＡｇ粒子であってもよい。このサブミクロンＡｇ粒子は、銀イオン溶液に還元剤を添加して銀微粒子を還元析出させることによって製造される。具体的にはハロゲン化物イオン源として塩化アンモニウム（ＮＨ₄Ｃｌ）、臭化アンモニウム（ＮＨ₄Ｂｒ）、ヨウ化アンモニウム(ＮＨ₄Ｉ)、塩化カリウム、臭化カリウム、ヨウ化カリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、またはヨウ化ナトリウム、還元剤としてはヒドロキノンが用いられる。なお、銀濃度に対するハロゲン濃度を調整することによって析出する銀微粒子の粒径（０．２〜１μｍ）が制御可能である。
また、このサブミクロンＡｇ粒子の平均粒径は、レーザ散乱法（粒子群にレーザ光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の強度分布パターン）から計算によって求めることが可能である。

【0045】

また、本実施形態では、酸化銀ペーストとＡｇペーストとを混合することで導電性組成物を製造するものとして説明したが、これに限定されることはなく、酸化銀粉末とＡｇ粉末とを混合した後に、溶剤や樹脂を混合してもよい。
さらに、本実施形態では、第一部材をＳｉ製基板とし、第二部材をサファイア基板として説明したが、これに限定されることはなく、第一部材及び第二部材に限定はなく、前述の導電性組成物の焼成体によって接合するものであればよい。
例えば、アルミニウム部材同士を接合する場合や、アルミニウム部材とセラミックス基板を接合する場合に適用してもよい。また、銅部材同士を接合する場合や、銅部材とセラミックス基板を接合する場合、アルミニウム部材と銅部材とを接合する場合に適用してもよい。

【実施例】

【0046】

以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験の結果について説明する。
本実施形態に記載された方法によって導電性組成物を製造した。このとき、表１に示すように、Ａｇ粉末の添加量を変更して１１種類の導電性組成物を製造した。
長さ５ｍｍ，幅５ｍｍ，厚さ０．２ｍｍのサファイア基板を素子として用意した。
Ｓｉ製基板の表面に、表１に示す導電性組成物を塗布し、上述のサファイア基板を積層した。そして、大気中、３００℃で２時間の条件で焼結を行い、接合体を製造した。このとき、表１に示すように積層方向への加圧圧力を変更して接合を実施した。

【0047】

得られた接合体について、せん断強度を測定した。せん断強度の測定には、デイジ・ジャパン株式会社製ボンドテスター（型番：シリーズ４０００）を用いた。接合体を、Ｓｉ製基板を下にして水平に固定し、サファイア基板をシェアツールで横から水平に押して、サファイア基板をＳｉ製基板の接合面が破断されたときの強度を測定した。なお、一条件に付き３回強度試験を行い、それらの平均値を測定値とした。評価結果を表１、表２に示す。

【0048】

【表1】

【0049】

【表2】

【0050】

酸化銀粒子とＡｇ粒子との比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが９９／１とされ、酸化銀粒子に対してＡｇ粒子が少なくされた比較例１では、接合時の加圧圧力を０ＭＰａ、１ＭＰａとした場合には接合できなかった。
また、Ａｇ粒子を添加しなかった従来例においても、接合時の加圧圧力を０ＭＰａ、１ＭＰａとした場合には接合できなかった。これは、酸化銀粒子のみでは接合時の加圧圧力を高くしないと接合層内部に空隙が発生するためと推測される。

【0051】

酸化銀粒子とＡｇ粒子との比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが２／８とされ、酸化銀粒子に対してＡｇ粒子が多くされた比較例２では、接合時の加圧圧力を０ＭＰａとした場合には接合できなかった。
さらに、酸化銀粒子とＡｇ粒子との比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが１／９とされ、酸化銀粒子に対してＡｇ粒子が非常に多くされた比較例３では、接合時の加圧圧力を０ＭＰａ、１ＭＰａとした場合には接合できなかった。また、加圧圧力を高くした場合であってもせん断強度が不十分であった。

【0052】

これに対して、酸化銀粒子とＡｇ粒子との比Ａｇ−Ｏ／Ａｇが本件発明の範囲内である実施例１〜４については、接合時の加圧圧力が０ＭＰａであっても、せん断強度が１０ＭＰａ以上となっており、十分に接合されることが確認された。

【符号の説明】

【0053】

１０ 接合体
１１ 第一部材
１２ 第二部材
１５ 接合層
２０ 導電性組成物

【図1】

【図2】

【図3】