JP2024021289A

JP2024021289A - 銀含有組成物及び銀焼結体

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Publication number: JP2024021289A
Application number: JP2022124013A
Authority: JP
Inventors: 雅人森井; Masato Morii; 卓也関口; Takuya Sekiguchi
Original assignee: Toppan Edge Inc
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2022-08-03
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2024-02-16
Also published as: WO2024029487A1

Abstract

【課題】焼成によって、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、前記銀焼結体を介在させて金属製部材同士を接合したときに、幅広い温度域での焼成で、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られる銀含有組成物と、前記銀焼結体の提供。【解決手段】Ｄ５０が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、Ｄ５０が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子を含有する銀含有組成物であって、前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、６５質量％以上である銀含有組成物。前記銀含有組成物を用いて形成された銀焼結体であって、銀焼結体と同じ組成の試験片として、幅が５ｍｍ、測定対象部位の長さが６ｍｍ、厚さが０．１ｍｍである試験片を作製し、前記試験片をその長さ方向において、試験速度１×１０－４／ｓで引っ張る引張試験を行ったときの最大応力が１００ＭＰａ以上である銀焼結体。【選択図】なし

Description

本発明は、銀含有組成物及び銀焼結体に関する。

半導体装置の製造には、金属製部材同士の接合が伴い、従来はハンダによる接合が汎用されてきた。これに対して、金属粒子を含有する金属含有組成物を用い、金属粒子を焼成することによって形成した金属焼結体により、金属製部材同士を接合する技術が開示されている。一方で、近年は、半導体装置の動作温度の高温化が進んでいる。そこで、ハンダより耐熱性が高い接合部を形成可能な、銀粒子を含有する銀含有組成物の開発が進められている。

例えば、平均粒径が１００ｎｍ未満の銀粒子を含有する銀含有組成物を用い、銀粒子を焼結することで形成した銀焼結体によって、金属製部材同士を接合する技術が開示されている（特許文献１～３参照）。これらの銀含有組成物中の銀粒子は、微小化されていることで、焼結性が向上しており、高温条件下でも高い接合強度が得られる、とされている。

特許第６６７９９０９号公報特許第５８２４２０１号公報特開２０１８－１６５３８７号公報

しかし、このように銀粒子として微小なもののみを含有する銀含有組成物を用いた場合には、３００℃以上の様な高温条件下では、金属製部材同士を接合できないことがあるという問題点があった。金属製部材同士が接合された接合体の信頼性（高い接合強度が維持される特性）を向上させるために、銀粒子の焼結を促進し、かつ焼結時間を短縮することを目的とし、３００℃以上の様な高温で銀含有組成物を焼成することが望まれている。しかし、引用文献１～３に開示されている銀含有組成物では、このような目的を達成できない可能性があった。

一方で、接合に用いる部材の耐熱性が不十分である場合には、２００～２５５℃程度の中低温で銀含有組成物を焼成することが必要となる。すると、高温での焼成に適した銀含有組成物が、中低温での焼成に適さない場合には、焼成温度に応じて銀含有組成物を使い分ける必要があり、余剰の銀含有組成物の廃棄が必要となったり、設備の洗浄が必要になり、金属製部材同士の接合コストが上昇してしまうという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、銀焼結体を形成するための銀含有組成物であって、その焼成によって、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、前記銀焼結体を介在させて金属製部材同士を接合したときに、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られる銀含有組成物と、前記銀焼結体と、を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
［１］銀含有組成物であって、前記銀含有組成物は、平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子と、を含有し、前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、８０質量％以上である、銀含有組成物。
［２］前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第１銀粒子の含有量の割合が、５５質量％以上である、［１］に記載の銀含有組成物。
［３］前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第２銀粒子の含有量の割合が、１０質量％以上である、［１］又は［２］に記載の銀含有組成物。

［４］前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、平均粒子径が０．１μｍ未満の銀粒子の含有量の割合が、１０質量％以下である、［１］～［３］のいずれか一項に記載の銀含有組成物。
［５］銀焼結体であって、前記銀焼結体は、平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子と、を含有する銀含有組成物を用いて形成され、前記銀焼結体と同じ組成の試験片として、その幅が５ｍｍであり、測定対象部位の長さが６ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍである試験片を作製し、前記試験片をその長さ方向において、試験速度１×１０^－４／ｓで引っ張る引張試験を行ったとき、前記試験片の最大応力が、１００ＭＰａ以上である、銀焼結体。

本発明によれば、銀焼結体を形成するための銀含有組成物であって、その焼成によって、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、前記銀焼結体を介在させて金属製部材同士を接合したときに、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られる銀含有組成物と、前記銀焼結体と、が提供される。

本発明の一実施形態に係る銀焼結体の引張強度の評価に用いるための試験片の平面図である。本発明の一実施形態に係る銀含有組成物を用いた金属製部材の接合方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。本発明の一実施形態に係る銀含有組成物を用いた金属製部材の接合方法の他の例を、模式的に説明するための断面図である。本発明の一実施形態に係る銀含有組成物を用いた金属製部材の接合方法のさらに他の例を、模式的に説明するための断面図である。

＜＜銀含有組成物＞＞
本発明の一実施形態に係る銀含有組成物は、平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子と、を含有し、前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、８０質量％以上である。
本実施形態の銀含有組成物は、引張強度が高い銀焼結体を形成できる。また、本実施形態の銀含有組成物は、その幅広い温度域での焼成によって、銀焼結体を形成でき、前記銀焼結体を介在させて金属製部材同士を高強度で接合できる。例えば、本実施形態の銀含有組成物を用いることで、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られる。

本明細書においては、第１銀粒子及び第２銀粒子の場合に限らず、「平均粒子径」とは、特に断りのない限り、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて粒子を観察し、画像解析ソフトウェアを用いて、無作為に選択した２００個の粒子から測定した体積基準での平均粒子径を意味する。ＳＥＭで観察した粒子が球状でない場合には、その粒子の体積と同じ体積の球が有する直径を粒子径とする。

第１銀粒子の平均粒子径は、０．１μｍ以上０．４μｍ未満であり、例えば、０．１～０．３５μｍ、０．１～０．３μｍ、及び０．１～０．２５μｍのいずれかであってもよいし、０．１３～０．３９μｍ、及び０．１６～０．３９μｍのいずれかであってもよいし、０．１３～０．３５μｍ、０．１６～０．３μｍ、及び０．１６～０．２５μｍのいずれかであってもよい。このような平均粒子径の第１銀粒子を用いることにより、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。

銀含有組成物において配合される第１銀粒子（銀含有組成物が含有する第１銀粒子）は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよく、２種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。

第２銀粒子の平均粒子径は、０．４μｍ以上２．３μｍ未満であり、例えば、０．４～１．９μｍ、０．４～１．５μｍ、及び０．４～１．１μｍのいずれかであってもよいし、０．７～２．２μｍ、１～２．２μｍ、及び１．３～２．２μｍ、のいずれかであってもよいし、０．７～１．９μｍ、及び１～１．５μｍのいずれかであってもよい。このような平均粒子径の第２銀粒子を用いることにより、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。

銀含有組成物において配合される第２銀粒子（銀含有組成物が含有する第２銀粒子）は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよく、２種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。

第１銀粒子及び第２銀粒子は、それぞれ独立に、１種又は２種以上の有機化合物で被覆されていることが好ましい。
前記有機化合物は、アルキルアミン（モノアルキルアミン、ジアルキルアミン若しくはトリアルキルアミン）と、カルボン酸と、からなる群より選択される１種又は２種以上であることが好ましく、炭素数が８以下（１～８）のアルキルアミンと、炭素数が８以下（１～８）のカルボン酸と、からなる群より選択される１種又は２種以上であることがより好ましく、ｎ－オクチルアミン、２－エチルヘキシルアミン及びｎ－ヘキシルアミンからなる群より選択される１種又は２種以上であることがさらに好ましい。
第１銀粒子及び第２銀粒子は、前記有機化合物と反応していない状態で、前記有機化合物で被覆されていてもよいし、前記有機化合物と反応した状態で、前記有機化合物で被覆されていてもよい。

銀含有組成物は、第１銀粒子と、第２銀粒子と、のいずれにも該当しない他の銀粒子を含有していてもよいし、含有していなくてもよい。
前記他の銀粒子としては、平均粒子径が０．１μｍ未満の銀粒子（本明細書においては、「第４銀粒子」と称することがある）と、平均粒子径が２．３μｍ以上の銀粒子（本明細書においては、「第３銀粒子」と称することがある）と、が挙げられる。

銀含有組成物において配合される第３銀粒子（銀含有組成物が含有する第３銀粒子）と、銀含有組成物において配合される第４銀粒子（銀含有組成物が含有する第４銀粒子）は、それぞれ１種のみであってもよいし、２種以上であってもよく、２種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。

銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合（（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］）／（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］）×１００）は、８０質量％以上であり、９０質量％以上であることが好ましく、例えば、９５質量％以上、９７質量％以上、及び９９質量％以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は１００質量％以下である。
銀含有組成物が第３銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第３銀粒子の含有量は０質量部である。銀含有組成物が第４銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第４銀粒子の含有量は０質量部である。

銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子の含有量の割合（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］／（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］）×１００）は、５５質量％以上であることが好ましく、例えば、６０質量％以上、６５質量％以上、及び７０質量％以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は１００質量％未満であり、例えば、前記割合が８０質量％以下である銀含有組成物は、第１銀粒子を含有していることにより得られる効果と、第２銀粒子を含有していることにより得られる効果が、よりバランスよく得られる。
銀含有組成物が第３銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第３銀粒子の含有量は０質量部である。銀含有組成物が第４銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第４銀粒子の含有量は０質量部である。

銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第２銀粒子の含有量の割合（［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］／（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］）×１００）は、１０質量％以上であることが好ましく、例えば、２０質量％以上、３０質量％以上、及び４０質量％以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は１００質量％未満であり、例えば、前記割合が５５質量％以下である銀含有組成物は、第１銀粒子を含有していることにより得られる効果と、第２銀粒子を含有していることにより得られる効果が、よりバランスよく得られる。
銀含有組成物が第３銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第３銀粒子の含有量は０質量部である。銀含有組成物が第４銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第４銀粒子の含有量は０質量部である。

第３銀粒子の比表面積は、特に限定されないが、０．０８～０．６ｍ^２／ｇであることが好ましく、０．１～０．５ｍ^２／ｇであることがより好ましい。
第３銀粒子の比表面積は、例えば、透過法、窒素等の気体分子を利用する気体吸着法等の、公知の方法で測定できる。

第３銀粒子のタップ密度は、特に限定されないが、３～７ｍｇ／ｍ^２であることが好ましく、４～６ｍｇ／ｍ^２であることがより好ましい。
第３銀粒子のタップ密度は、例えば、ＪＩＳＺ２５１２：２０１２に準拠して測定できる。

第３銀粒子は、アトマイズ法で作製されたものであることが好ましい。このような第３銀粒子は、典型的には、化学還元法等の他の方法で作製された銀粒子とは異なり、不純物である有機成分を含有しないか、又はその含有量が極めて少なく、品質の点で極めて優れている。

銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第３銀粒子（平均粒子径が２．３μｍ以上の銀粒子）の含有量の割合（［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］／（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］）×１００）は、１０質量％以下であることが好ましく、例えば、５質量％以下、３質量％以下、及び１質量％以下のいずれかであってもよい。前記割合が前記上限値以下であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は０質量％以上である。
銀含有組成物が第３銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第３銀粒子の含有量は０質量部である。銀含有組成物が第４銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第４銀粒子の含有量は０質量部である。

銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第４銀粒子（平均粒子径が０．１μｍ未満の銀粒子）の含有量の割合（［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］／（［銀含有組成物の第１銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第２銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第３銀粒子の含有量（質量部）］＋［銀含有組成物の第４銀粒子の含有量（質量部）］）×１００）は、１０質量％以下であることが好ましく、例えば、５質量％以下、３質量％以下、及び１質量％以下のいずれかであってもよい。前記割合が前記上限値以下であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は０質量％以上である。
銀含有組成物が第３銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第３銀粒子の含有量は０質量部である。銀含有組成物が第４銀粒子を含有しない場合、銀含有組成物の第４銀粒子の含有量は０質量部である。

銀含有組成物は、第１銀粒子及び第２銀粒子以外に、溶媒を含有していることが好ましい。このような銀含有組成物は、ペースト状とすることが可能であり、取り扱い性が良好である。

本明細書において、「溶媒」とは、特に断りのない限り、溶質を溶解させるための、常温で液状の成分と、分散質を分散させるための分散媒として機能する、常温で液状の成分と、の両方を包含する概念である。
本明細書において、「常温」とは、特に冷やしたり、熱したりしない温度、すなわち平常の温度を意味し、例えば、１５～２５℃の温度等が挙げられる。

前記溶媒は、加熱条件下で除去（気化）可能なものであれば、特に限定されず、銀含有組成物中の第１銀粒子及び第２銀粒子等の、溶媒以外の成分との反応性を有しないものが好ましい。
溶媒としては、例えば、トルエン、ｏ－キシレン、ｍ－キシレン、ｐ－キシレン等の芳香族炭化水素；ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロオクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、ペンタデカン、デカヒドロナフタレン等の脂肪族炭化水素；ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素；酢酸エチル、グルタル酸モノメチル、グルタル酸ジメチル等のエステル；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，２－ジメトキシエタン（ジメチルセロソルブ）等のエーテル；アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、シクロヘキサノン等のケトン；アセトニトリル等のニトリル；Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等のアミド；テキサノール（２，２，４－トリメチル－１，３－ペンタンジオールモノイソブチラート）等のアルコールエステル（水酸基及びエステル結合をともに有する化合物）等が挙げられる。

銀含有組成物が含有する溶媒は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよく、２種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。

銀含有組成物が溶媒を含有する場合、銀含有組成物において、銀含有組成物の総質量に対する、溶媒の含有量の割合は、５～２０質量％であることが好ましく、１０～１５質量％であることがより好ましい。前記割合が前記下限値以上であることで、銀含有組成物の取り扱い性が良好になるなど、溶媒を用いたことにより得られる効果が、より高くなる。前記割合が前記上限値以下であることで、溶媒の過剰使用が抑制される。

銀含有組成物は、本発明の効果を損なわない範囲内で、第１銀粒子と、第２銀粒子と、第３銀粒子と、第４銀粒子と、溶媒と、のいずれにも該当しない他の成分を含有していてもよい。
前記他の成分は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。
銀含有組成物が含有する前記他の成分は、１種のみであってもよいし、２種以上であってもよく、２種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。
銀含有組成物が前記他の成分を含有する場合、銀含有組成物の前記他の成分の含有量は、前記他の成分の種類に応じて、適宜調節できる。

銀含有組成物において、溶媒以外の全ての成分の総含有量に対する、第１銀粒子と、第２銀粒子と、の合計含有量の割合は、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましく、例えば、９７質量％以上、及び９９質量％以上のいずれかであってもよい。前記割合が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
一方、前記割合は１００質量％以下である。

銀含有組成物は、第１銀粒子と、第２銀粒子と、必要に応じて溶媒と、必要に応じて第３銀粒子と、必要に応じて第４銀粒子と、必要に応じて前記他の成分と、を配合することで得られる。各成分の配合後は、得られた配合物をそのまま銀含有組成物としてもよいし、必要に応じて引き続き公知の精製操作を行って得られた精製物を銀含有組成物としてもよい。

各成分の配合順序は、特に限定されない。例えば、２種以上の成分を配合する場合には、これら２種以上の成分を別々に添加してもよいし、これら２種以上の成分をあらかじめ混合しておき、この混合物を添加してもよい。

各成分の配合時には、すべての成分を加えてからこれらを混合してもよいし、一部の成分を順次加えながら混合してもよく、すべての成分を順次加えながら混合してもよい。
混合方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法；ミキサー、三本ロール、ニーダー又はビーズミル等を使用して混合する方法；超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。

溶媒を配合する場合には、溶媒を溶媒以外の成分とあらかじめ混合しておき、得られた溶液、分散物又は非分散物を添加してもよく、この場合、別途、溶媒を単独で添加してもよいし、添加しなくてもよい。本明細書において、「非分散物」とは、溶媒に不溶の成分と溶媒との混合物であって、溶媒量が相対的に少なく、溶媒に不溶の成分が分散状態にはない混合物を意味する。例えば、第１銀粒子と、第２銀粒子と、溶媒とを配合する場合の好ましい配合方法の一例としては、第１銀粒子の粉体及び溶媒が混合された混合物と、第２銀粒子の粉体及び溶媒が混合された混合物と、を混合する配合方法が挙げられ、前記混合物は分散物及び非分散物のいずれであってもよい。

配合時の温度は、各配合成分が劣化しない限り特に限定されないが、－５～４０℃であることが好ましい。配合時の温度は、配合成分の種類及び量に応じて、配合して得られた混合物が撹拌し易い粘度となるように、適宜調節してもよい。
配合時間も、各配合成分が劣化しない限り特に限定されないが、１０分～２４時間であることが好ましい。

例えば、第１銀粒子と、第２銀粒子と、溶媒と、を含有する銀含有組成物を製造する場合、これらの成分をすべて配合した後、得られた配合物は塊になり易く、組成が不均一になり易い。そこで、例えば、すべての成分を配合して得られた配合物は、撹拌及び脱泡を２回以上繰り返して行い、得られたものをすり潰した後、再度撹拌及び脱泡を行うことが好ましい。このようにすることで、組成が均一な銀含有組成物が得られる。

＜＜金属製部材の接合方法（金属製部材接合体の製造方法、銀含有組成物の使用方法）＞＞
前記銀含有組成物は、金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）に用いることができる。前記銀含有組成物を用いることで、幅広い温度域での焼成によって、銀焼結体を形成でき、前記銀焼結体を介在させて金属製部材同士を高強度で接合できる。

金属製部材の接合方法としては、例えば、前記第１銀粒子（平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子）と、前記第２銀粒子（平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子）と、を含有する銀含有組成物を、金属製の第１部材（本明細書においては、単に「第１部材」と称することがある）に付着させる工程（Ａ）と、付着させた前記銀含有組成物を加熱することにより、前記銀含有組成物の加熱物を得る工程（Ｂ）と、前記加熱物を介在させて、前記第１部材と、金属製の第２部材（本明細書においては、単に「第２部材」と称することがある）と、を圧着しながら、前記加熱物を焼成することにより、銀焼結体を形成するとともに、前記第１部材と前記第２部材とを、前記銀焼結体によって接合する工程（Ｃ）と、を有する接合方法が挙げられる。

前記第１部材は金属製であり、これを構成する金属は、単体金属及び合金のいずれであってもよい。
前記金属で好ましいものとしては、例えば、銅、銀、金、パラジウム、ニッケル、並びに、銅、銀、金、パラジウム及びニッケルからなる群より選択される１種又は２種以上を含む合金が挙げられる。これらの中でも、前記金属は、銅、銀、金、パラジウム又はニッケルであることがより好ましく、銅又は銀であることがさらに好ましい。

工程（Ａ）においては、金属製部材の表面にさらに金属層が設けられたものを、第１部材を含む部材として用いてもよい。前記金属層は、例えば、蒸着、メッキ等の公知の方法で、金属製部材の表面に形成できる。

このような金属層を表面に備えた金属製部材においては、銀含有組成物を付着させる箇所が、第１部材となる。例えば、前記金属層のみに銀含有組成物を付着させる場合には、前記金属層が第１部材となる。金属製部材と前記金属層の両方に銀含有組成物を付着させる場合には、金属製部材と前記金属層がともに第１部材となる。金属製部材のみに銀含有組成物を付着させる場合には、金属製部材が第１部材となる。

このような金属層を表面に備えた金属製部材で好ましいものとしては、例えば、銅製部材と、前記銅製部材の表面に設けられた１層又は２層以上の金属層と、を備えた金属層付き銅製部材が挙げられ、その一例としては、銅製部材と、前記銅製部材の表面に設けられたチタン層と、前記チタン層の前記銅製部材側とは反対側の面に設けられた銀層と、を備えた金属層付き銅製部材が挙げられる。ただし、これらは、金属層を表面に備えた金属製部材の一例である。

工程（Ａ）においては、金属製部材と非金属製部材との複合体を、第１部材を含む部材として用いてもよい。
前記非金属製部材としては、例えば、半導体ウエハ、半導体チップ、有機絶縁基材、無機絶縁基材、有機・無機複合絶縁基材等が挙げられ、これらは公知のものであってもよい。

前記半導体ウエハ又は半導体チップとしては、例えば、シリコン、シリコンカーバイド（炭化ケイ素）若しくは窒化ガリウム等の半導体を構成材料とする、ウエハ又はチップ等が挙げられる。
前記有機絶縁基材としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製基材、ポリイミド製基材、液晶ポリマー製基材、シクロオレフィンポリマー製基材等が挙げられる。
前記無機絶縁基材としては、例えば、セラミック製基材等が挙げられる。
前記有機・無機複合絶縁基材は、有機材料及び無機材料をともに構成材料とする基材であり、その例としては、ガラスエポキシ樹脂製基材等が挙げられる。

前記複合体は、非金属製部材の種類によらず、例えば、非金属製部材の目的とする箇所に、蒸着、メッキ、スパッタリング若しくは印刷等によって、金属製部材を形成するか、又は、ろう付け若しくは接着剤による貼合せ等によって、金属製部材を接合することによって、作製できる。

ここまでは、金属製部材として、半導体ウエハ、半導体チップ、有機絶縁基材、無機絶縁基材、又は有機・無機複合絶縁基材等に設けられたものついて、主に説明したが、金属製部材としては、例えば、これらに設けられていない金属板（例えば、放熱板）も好適である。

第１部材の形状は、特に限定されず、例えば、シート状、板状、角柱状、角錐状、円柱状、円錐状、球状、長球状、棒状、これら９種（すなわち、シート状、板状、角柱状、角錐状、円柱状、円錐状、球状、長球状及び棒状）からなる群より選択される２種以上が組み合わされた又は融合された形状、並びに不定形状のいずれであってもよい。

第１部材の大きさは、特に限定されない。

第１部材の形状及び大きさは、第１部材の用途に応じて、適宜選択できる。
例えば、第１部材が板状又は棒状である場合には、第１部材の接合面（後述する第１面）における１辺の長さは、０．０１～３０ｍｍ、０．０２～２６ｍｍ、及び０．０３～２２ｍｍのいずれかであってもよく、第１部材の厚さは、０．０１～７ｍｍ、０．０２～５ｍｍ、及び０．０３～３ｍｍのいずれかであってもよい。ただし、これらは、第１部材の形状及び大きさの一例である。これらの形状及び大きさの第１部材は、例えば、回路を構成する電極等の部品として好適である。
第１部材の形状が、板状及び棒状のいずれでもない場合には、例えば、接合面の面積が、上述の１辺の長さから算出される接合面の面積と同等となるように、第１部材の大きを調節できる。

＜工程（Ａ）＞
前記接合方法の前記工程（Ａ）においては、前記銀含有組成物を前記第１部材に付着させる。
第１部材（第１部材の表面）に銀含有組成物を付着させる方法としては、例えば、印刷法、塗布法等の公知の方法が挙げられる。

前記印刷法としては、例えば、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、ディップ式印刷法、インクジェット式印刷法、ディスペンサー式印刷法、ジェットディスペンサー式印刷法、グラビア印刷法、グラビアオフセット印刷法、パッド印刷法等が挙げられる。

前記塗布法としては、例えば、スピンコーター、エアーナイフコーター、カーテンコーター、ダイコーター、ブレードコーター、ロールコーター、ゲートロールコーター、バーコーター、ロッドコーター、グラビアコーター等の各種コーターを用いる方法；ワイヤーバーを用いる方法；スロットダイ等のコーティング装置を用いる方法；スプレー法等が挙げられる。

第１部材における銀含有組成物の付着箇所に対しては、銀含有組成物を付着させる前に、不純物を取り除く清浄化処理を行ってもよい。このようにすることで、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。

前記清浄化処理は、公知の方法で行うことができ、例えば、薬剤による表面の化学処理と、表面加工による物理処理と、のいずれであってもよい。
前記薬剤としては、例えば、硝酸、リン酸、硫酸、塩酸等の酸；アセトン等の有機溶剤等が挙げられる。酸による化学処理は、不純物の除去全般を行うときに有用である。酸を用いた場合には、第１部材の酸処理箇所（酸処理面）をさらに水洗することが好ましい。有機溶剤による化学処理は、脂溶性の高い不純物の除去を行うときに有用である。
前記表面加工としては、例えば、やすり等の研磨材を用いた研磨処理等が挙げられる。

第１部材における銀含有組成物の付着量は、特に限定されず、銀焼結体の目的とする厚さを考慮して、適宜設定すればよい。

＜工程（Ｂ）＞
前記接合方法の前記工程（Ｂ）においては、第１部材に付着させた前記銀含有組成物を加熱することにより、前記銀含有組成物の加熱物を得る。銀含有組成物の加熱物中では、第１銀粒子、第２銀粒子等の銀粒子が、全く焼結していないか、又は一部が焼結しているのみで完全には焼結しておらず（少なくとも一部が未焼結であり）、後述する銀焼結体を形成するために、適した状態に変化している。

例えば、銀含有組成物が溶媒等の揮発性成分を含有している場合には、銀含有組成物の加熱によって、その一部又は全量が、気化によって銀含有組成物の加熱物から除去される。その場合には、銀含有組成物の加熱物の質量は、加熱前の銀含有組成物の質量よりも少なくなり、銀含有組成物の質量の減少が認められる。

例えば、銀含有組成物の溶媒等の揮発性成分の含有の有無によらず、銀含有組成物の加熱物中では、第１銀粒子及び第２銀粒子のいずれか一方又は両方は、粒子状の形状を維持していてもよいし、粒子同士が互いに融着していてもよい。そして、銀含有組成物が、さらに第３銀粒子及び第４銀粒子のいずれか一方又は両方を含有している場合には、銀含有組成物の溶媒等の揮発性成分の含有の有無によらず、銀含有組成物の加熱物中では、第３銀粒子及び第４銀粒子のいずれか一方又は両方は、粒子状の形状を維持していてもよいし、粒子同士が互いに融着していてもよい。第１銀粒子、第２銀粒子、第３銀粒子及び第４銀粒子のいずれであるかによらず、銀粒子同士が互いに融着している場合には、適度な隙間を残しながら、これら銀粒子同士が互いに十分に融着し、もはや銀粒子の形状をとどめていない状態であってもよい。このような状態は、銀の焼成の初期段階で観察されることがあり、この段階では銀の焼成（焼結）は完了しておらず、ネッキングと称されることがある。銀含有組成物の加熱温度を調節することによって、銀粒子のネッキングが良好に進行する。工程（Ｂ）においては、このように、銀粒子がネッキングしていてもよいし、ネッキングしていなくてもよい。

工程（Ｂ）において、第１部材に付着させた銀含有組成物の加熱温度は、１４０℃以上であることが好ましく、例えば、１６０℃以上、及び２００℃以上のいずれかであってもよい。前記加熱温度が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
前記加熱温度の上限値は、特に限定されない。第１部材と、後述する第２部材と、が接合されて構成された金属製部材接合体の熱衝撃耐性がより高くなる点では、前記加熱温度は２５０℃以下であることが好ましく、例えば、２００℃以下、及び１５５℃以下のいずれかであってもよい。
一実施形態において、前記加熱温度は、例えば、１４０～２５０℃、１６０～２５０℃、及び２００～２５０℃のいずれかであってもよいし、１４０～２００℃、及び１６０～２００℃のいずれかであってもよいし、１４０～１５５℃であってもよい。これらの中でも、例えば、１６０～２５０℃、２００～２５０℃、及び１６０～２００℃の加熱温度は、銀粒子同士をネッキングさせるのに好適である。例えば、１４０～１５５℃の加熱温度は、銀粒子同士をネッキングさせずに加熱するのに好適である。ただし、これらは前記加熱温度の一例である。

銀含有組成物を１４０℃以上の加熱温度で加熱する場合、銀含有組成物の１４０℃以上の温度での加熱時間は、特に限定されないが、２～４０分であることが好ましく、例えば、２～２０分、１０～４０分、及び１０～２０分のいずれかであってもよい。前記加熱時間が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。前記加熱時間が前記上限値以下であることで、前記加熱時間が過大となることが避けられる。

銀含有組成物の１４０℃以上の温度での加熱時には、加熱温度を一定又は略一定としてもよいし、これらとは異なり、変動させてもよい。
前記加熱温度を変動させる場合には、加熱温度を一貫して上昇させてもよい（換言すると、一定とすること、略一定とすること、及び低下させること、をいずれも行わなくてもよい）し、一定又は略一定とする時間を設けてもよいし、低下させる時間を設けてもよい。なかでも、前記加熱温度は、必ず上昇させるか、あるいは一定又は略一定とすること（換言すると、全く低下させないこと）が好ましい。

本明細書においては、銀含有組成物を略一定の温度で加熱する、とは、加熱温度域によらず、加熱温度の変動を３℃以内に抑えながら、銀含有組成物を加熱することを意味する。

工程（Ｂ）においては、銀含有組成物が付着している第１部材は、銀含有組成物が付着していない箇所を直接加熱することが好ましい。このようにすることで、銀含有組成物の目的外の変質を抑制する効果が、より高くなる。

銀含有組成物は、例えば、電気炉による加熱、感熱方式の熱ヘッドによる加熱、遠赤外線照射による加熱、高熱ガスの吹き付けによる加熱、高周波照射による加熱、誘電加熱等の公知の方法によって、加熱できる。

工程（Ｂ）において、銀含有組成物の加熱開始時の温度は、例えば、常温であってよい。

銀含有組成物の加熱を開始してから、銀含有組成物の加熱物を得るまでの間に、銀含有組成物を昇温するときの昇温速度は、特に限定されず、例えば、５～５０℃／ｍｉｎ、５～３０℃／ｍｉｎ、及び５～１６℃／ｍｉｎのいずれかであってもよい。

銀含有組成物の加熱は、銀含有組成物の加熱温度によらず、常圧下、減圧下及び加圧下のいずれで行ってもよいが、常圧下で行うことが好ましい。
銀含有組成物の加熱は、例えば、銀含有組成物の加熱温度によらず、大気雰囲気下及び不活性ガス雰囲気下のいずれで行ってもよい。前記不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。

銀含有組成物の加熱物の厚さは、特に限定されず、後述する銀焼結体の目的とする厚さを考慮して、適宜設定すればよい。
銀含有組成物の加熱物の厚さは、例えば、５０μｍ以上であることが好ましく、例えば、１００μｍ以上、２００μｍ以上、及び３００μｍ以上のいずれかであってもよい。前記加熱物の厚さが前記下限値以上であることで、金属製部材接合体の熱衝撃耐性がより高くなる。
前記加熱物の厚さの上限値は、特に限定されない。例えば、前記加熱物の厚さが過剰となることが避けられる点では、前記加熱物の厚さは、５００μｍ以下であることが好ましい。
一実施形態において、前記加熱物の厚さは、例えば、５０～５００μｍ、１００～５００μｍ、２００～５００μｍ、及び３００～５００μｍのいずれかであってもよい。ただし、これらは前記加熱物の厚さの一例である。
前記加熱物の厚さは、例えば、第１部材における銀含有組成物の付着量を調節することで、調節できる。

工程（Ｂ）において、銀含有組成物の加熱物は、１層であってもよいし、２層以上であってもよく、２層以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、目的に応じて任意に調節できる。
銀含有組成物の加熱物が２層以上である場合には、各層の合計の厚さを、上記の好ましい加熱物の厚さとすることができる。

例えば、銀含有組成物の種類や、銀含有組成物を付着させる方法によっては、第１部材に銀含有組成物を付着させる操作を１回行っただけでは、銀含有組成物の付着量が目的とする量とはならないことがある。その場合には、銀含有組成物を付着させる操作を２回以上繰り返して行う必要がある。この場合には、最終的に得られた前記加熱物は、１層となる場合もあるが、２層以上となることもある。
本実施形態においては、２層以上である前記加熱物は、１層である前記加熱物の場合と、同様に扱うことができる。

工程（Ｂ）においては、第１部材に付着させた銀含有組成物を、１４０℃未満の一定又は略一定の温度で加熱してから（本明細書においては、この加熱を「予備加熱」と称することがある）、１４０℃以上の温度で加熱する（本明細書においては、この加熱を「主加熱」と称することがある）ことにより、銀含有組成物の加熱物を得ることが好ましい。１４０℃未満の温度で前記予備加熱を行い、銀含有組成物中の溶媒等の揮発性成分の一部又は全量をあらかじめ気化させて銀含有組成物から除去しておく（すなわち乾燥させておく）ことにより、１４０℃以上の温度で前記主加熱を行ったときに、予備加熱後の銀含有組成物において、揮発性成分の気化を防止、又は気化量を低減でき、揮発性成分の気化に伴う銀含有組成物の泡立ちを抑制できる。その結果、第１部材上で形成した銀含有組成物の加熱物の表面の荒れを抑制でき、最終的に、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。

銀含有組成物の予備加熱では、揮発性成分が気化するため、予備加熱後の銀含有組成物の質量は、予備加熱前の銀含有組成物の質量よりも少なくなる。すなわち、予備加熱では、銀含有組成物の質量の減少が認められる。

予備加熱時の銀含有組成物の加熱温度（すなわち、１４０℃未満で一定又は略一定に保持する温度）は、５０～９０℃であることが好ましく、例えば、５０～７５℃、６５～９０℃、及び６５～７５℃のいずれかであってもよい。予備加熱時の前記加熱温度が前記下限値以上であることで、主加熱での銀含有組成物の泡立ちをより抑制できる。予備加熱時の前記加熱温度が前記上限値以下であることで、予備加熱での銀含有組成物の泡立ちを抑制できる。

予備加熱時の銀含有組成物の加熱時間（すなわち、１４０℃未満の一定又は略一定の温度で銀含有組成物を加熱する時間）は、特に限定されないが、５～６０分であることが好ましく、例えば、２０～６０分、５～４０分、及び２０～４０分のいずれかであってもよい。予備加熱時の前記加熱時間が前記下限値以上であることで、主加熱での銀含有組成物の泡立ちをより抑制できる。予備加熱時の前記加熱時間が前記上限値以下であることで、予備加熱時間が過大となることが避けられる。

予備加熱は、上述の加熱温度及び加熱時間の点以外は、先に説明した銀含有組成物の１４０℃以上の温度での加熱（すなわち主加熱）の場合と同様の条件で、行うことができる。

＜工程（Ｃ）＞
前記接合方法の前記工程（Ｃ）においては、銀含有組成物の前記加熱物を介在させて、前記第１部材と、金属製の第２部材と、を圧着しながら、前記加熱物を焼成することにより、銀焼結体を形成すると同時に、前記第１部材と前記第２部材とを、前記銀焼結体によって接合する。これにより、目的とする金属製部材接合体が得られる。
前記銀焼結体は、導電性接合部とすることができる。

前記第２部材も金属製である。
第２部材を構成する金属としては、上記の第１部材を構成する金属と同様のものが挙げられる。
第２部材の形状としては、第１部材の形状と同様のものが挙げられる。
第２部材の大きさは、第１部材の大きさと同様であってよい。

第２部材も、第１部材の場合と同様に、第２部材を含む部材として、用いることができる。そして、第２部材を含む部材は、上述の第１部材を含む部材と同様に用いることができる。

第１部材と第２部材は、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、第１部材と第２部材は、材質の点、形状の点、及び大きさの点において、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

本実施形態で好ましい第２部材としては、例えば、回路を構成する電極等の部品が挙げられる。

工程（Ｃ）においては、第１部材と、前記加熱物と、第２部材と、がこの順に積層された複合物に対して、第１部材から第２部材へ向かう方向の圧力、及び、第２部材から第１部材へ向かう方向の圧力、のいずれか一方又は両方を加えることにより、第１部材と第２部材とを圧着できる。

前記複合物に対して、第１部材から第２部材へ向かう方向の圧力を加える場合には、この方向において、第２部材を固定した状態で、前記圧力を加えることが好ましい。
前記複合物に対して、第２部材から第１部材へ向かう方向の圧力を加える場合には、この方向において、第１部材を固定した状態で、前記圧力を加えることが好ましい。

上述の２方向の圧力は、公知の方法で加えればよい。
例えば、上述の２方向のうち、１方向のみに圧力を加える場合には、第１部材及び第２部材のいずれか一方の表面を、鉛直方向下向きとして、水平面上で前記複合物を固定し、第１部材及び第２部材の他方の表面を、鉛直方向上向きとして、その上に錘を載置することにより、前記複合物に１方向のみから圧力を加えることができる。
ここでは、第１部材及び第２部材のいずれか一方に対して、錘の載置によって圧力を加える場合について説明したが、他の押圧手段によって圧力を加えてもよい。
ここでは、第１部材及び第２部材の表面を鉛直方向にむけて、前記複合物を配置する場合について説明したが、鉛直方向ではなく、水平方向をはじめとする他の方向にむけて、前記複合物を配置してもよい。

前記加熱物を介在させて、第１部材と第２部材とを圧着するときの圧力（本明細書においては、「圧着圧力」と略記することがある）は、特に限定されないが、５ＭＰａ以上であることが好ましく、例えば、８ＭＰａ以上、及び１１ＭＰａ以上のいずれかであってもよい。前記圧着圧力が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
前記圧着圧力の上限値は、特に限定されない。過剰な圧着が避けられる点では、前記圧着圧力は、２５ＭＰａ以下であることが好ましく、例えば、２２ＭＰａ以下、及び１９ＭＰａ以下のいずれかであってもよい。
一実施形態において、前記圧着圧力は、例えば、５～２５ＭＰａ、８～２５ＭＰａ、及び１１～２５ＭＰａのいずれかであってもよいし、５～２２ＭＰａ、８～２２ＭＰａ、及び１１～２２ＭＰａのいずれかであってもよいし、５～１９ＭＰａ、８～１９ＭＰａ、及び１１～１９ＭＰａのいずれかであってもよい。ただし、これらは前記圧着圧力の一例である。

前記圧着圧力は、圧着開始時から圧着終了時までの間、一定としてもよいし、一定とせずに変動させてもよい。
前記圧着圧力を変動させる場合には、圧着圧力を一貫して上昇させてもよい（換言すると、変化させないこと及び低下させること、をいずれも行わなくてもよい）し、変化させない時間を設けてもよいし、低下させる時間を設けてもよい。なかでも、前記圧着圧力は、必ず上昇させるか又は変化させないこと（換言すると、全く低下させないこと）が好ましい。

前記加熱物の焼成は、前記加熱物のさらなる加熱により、行うことができる。このときの加熱は、工程（Ｂ）において銀含有組成物に対して行う加熱の場合と、同じ方法で行うことができる。

前記加熱物の焼成のために加熱を開始するときの温度は、例えば、常温など、工程（Ｂ）の終了時での前記加熱物の温度よりも低い温度であってもよいし、工程（Ｂ）の終了時での前記加熱物の温度に対して同等以上であってもよい。

前記加熱物の焼成温度は、２５０℃以上であることが好ましく、例えば、２７０℃以上、及び２９０℃以上のいずれかであってもよい。前記焼成温度が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。
前記焼成温度の上限値は、特に限定されない。例えば、工程時間を短縮でき、かつ過剰な加熱が避けられる点では、前記焼成温度は、３５０℃以下であることが好ましく、例えば、３３０℃以下、及び３１０℃以下のいずれかであってもよい。
一実施形態において、前記焼成温度は、例えば、２５０～３５０℃、２７０～３５０℃、及び２９０～３５０℃のいずれかであってもよいし、２５０～３３０℃、２７０～３３０℃、及び２９０～３３０℃のいずれかであってもよいし、２５０～３１０℃、２７０～３１０℃、及び２９０～３１０℃のいずれかであってもよい。ただし、これらは前記焼成温度の一例である。

本実施形態においては、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、幅広い温度域での前記加熱物の焼成によって、このような銀焼結体を介在させて金属製部材同士を高強度で接合できる。例えば、先に例示した数値範囲内の焼成温度（例えば、２５０℃以上、３５０℃以下）であって、異なる２以上の焼成温度で別々に前記加熱物を焼成しても、得られる２以上の金属製部材接合体においてはいずれも、銀焼結体の引張強度が高く、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が高くなる。このような効果が得られる２以上の焼成温度の温度差は、例えば、好ましくは２０℃以上、より好ましくは３０℃以上、さらに好ましくは４０℃以上である。

前記加熱物の焼成のために加熱を開始してから、前記加熱物の焼成を終了するまでの間に、前記加熱物を昇温するときの昇温速度は、特に限定されないが、５～５０℃／ｍｉｎであることが好ましく、５～４０℃／ｍｉｎであることがより好ましく、５～３０℃／ｍｉｎであることがさらに好ましい。

前記加熱物の焼成時間は、特に限定されないが、１分～１２時間であることが好ましく、例えば、５分～４時間、及び１０分～１時間のいずれかであってもよい。前記焼成時間が前記下限値以上であることで、引張強度がより高い銀焼結体を形成でき、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる。前記焼成時間が前記上限値以下であることで、前記焼成時間が過大となることが避けられる。

前記加熱物の焼成時には、焼成温度を一定又は略一定としてもよいし、これらとは異なり、変動させてもよい。
前記焼成温度を変動させる場合には、焼成温度を一貫して上昇させてもよい（換言すると、一定とすること、略一定とすること、及び低下させること、をいずれも行わなくてもよい）し、一定又は略一定とする時間を設けてもよいし、低下させる時間を設けてもよい。なかでも、前記焼成温度は、必ず上昇させるか、あるいは一定又は略一定とすること（換言すると、全く低下させないこと）が好ましく、例えば、焼成温度を一貫して上昇させたのち、そこで到達した最高温度を、工程（Ｃ）の終了時まで、一定時間保持してもよい。その場合、前記加熱物の焼成温度を一定時間保持する時間は、１～６０分であることが好ましく、例えば、１～４０分、及び１～２０分のいずれかであってもよい。

本明細書においては、銀含有組成物の加熱物を略一定の温度で焼成する、とは、焼成温度域によらず、焼成温度の変動を３℃以内に抑えながら、前記加熱物を焼成することを意味する。

前記加熱物の焼成は、常圧下、減圧下及び加圧下のいずれで行ってもよい。
前記加熱物の焼成は、例えば、大気雰囲気下及び不活性ガス雰囲気下のいずれで行ってもよい。前記不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。

工程（Ｃ）においては、（Ｘ１）第１部材と第２部材との圧着を開始してから、前記加熱物の焼成を開始してもよい（本明細書においては、「圧着焼成方法（Ｘ１）」と称することがある）し、（Ｘ２）前記加熱物の焼成を開始してから、第１部材と第２部材との圧着を開始してもよい（本明細書においては、「圧着焼成方法（Ｘ２）」と称することがある）し、（Ｘ３）第１部材と第２部材との圧着と、前記加熱物の焼成と、を同時に開始してもよく（本明細書においては、「圧着焼成方法（Ｘ３）」と称することがある）、上述の圧着と焼成の開始のタイミングは、任意に選択できる。

これらの中でも、熱衝撃耐性がより高い金属製部材接合体が得られる点では、圧着焼成方法（Ｘ１）又は（Ｘ３）を採用することが好ましく、圧着焼成方法（Ｘ１）を採用することがより好ましい。

前記銀焼結体の厚さは、１０μｍ以上であることが好ましく、例えば、５０μｍ以上、９０μｍ以上、及び１３０μｍ以上のいずれかであってもよい。銀焼結体の厚さが前記下限値以上であることで、金属製部材接合体の熱衝撃耐性がより高くなる。
銀焼結体の厚さの上限値は、特に限定されない。例えば、銀焼結体の形成がより容易である点では、銀焼結体の厚さは、３００μｍ以下であることが好ましく、例えば、２５０μｍ以下であってもよい。
一実施形態において、銀焼結体の厚さは、例えば、１０～３００μｍ、５０～３００μｍ、９０～３００μｍ、及び１３０～３００μｍのいずれかであってもよいし、１０～２５０μｍ、５０～２５０μｍ、９０～２５０μｍ、及び１３０～２５０μｍのいずれかであってもよい。ただし、これらは銀焼結体の厚さの一例である。

本明細書において、「銀焼結体の厚さ」とは、銀焼結体の、第１部材と第２部材との接合方向における厚さを意味する。

銀焼結体の厚さは、例えば、焼成前の前記加熱物の厚さによって、決定される。
銀焼結体の厚さは、例えば、焼成前の前記加熱物の厚さに対して、２０～６０％であることが好ましく、２０～３５％、及び３５～６０％のいずれかであってもよい。ただし、これらは、銀焼結体の厚さと、焼成前の前記加熱物の厚さと、の関係の一例である。

本実施形態で得られる金属製部材接合体中の、銀焼結体の引張強度は、例えば、実施例で後述するように、銀焼結体の試験片に対して引張試験を行ったときの、前記試験片（銀焼結体）の最大応力の測定値によって、評価できる。

前記試験片の最大応力は、例えば、以下に示す方法で測定できる。
すなわち、前記銀焼結体と同じ組成の試験片として、その幅が５ｍｍであり、測定対象部位の長さが６ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍである試験片を作製する。そのためには、例えば、引張強度の評価対象である金属製部材接合体中の銀焼結体の場合と同じ銀含有組成物を用い、同じ方法によって、別途、上記の大きさ（幅５ｍｍ、測定対象部位の長さ６ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）の銀焼結体を作製し、これを試験片として採用する。
次いで、前記試験片をその長さ方向において、試験速度（引張速度）１×１０^－４／ｓで引っ張る引張試験を行い、このときの前記試験片の応力の測定値の最大値を求め、これを最大応力として採用する。
前記試験片の平面図の一例を、図１に示す。

前記試験片の最大応力は、１００ＭＰａ以上であることが好ましく、例えば、１１０ＭＰａ以上、及び１２０ＭＰａ以上のいずれかであってもよい。前記試験片の最大応力が大きいほど、銀焼結体の引張強度が高いと評価できる。
前記試験片の最大応力の上限値は、特に限定されない。第１部材と第２部材との接合がより容易である（金属製部材接合体をより容易に製造できる）点では、前記試験片の最大応力は、２００ＭＰａ以下であることが好ましく、例えば、１７０ＭＰａ以下、及び１４０ＭＰａ以下のいずれかであってもよい。
一実施形態において、前記試験片の最大応力は、例えば、１００～２００ＭＰａ、１１０～２００ＭＰａ、及び１２０～２００ＭＰａのいずれかであってもよいし、１００～１７０ＭＰａ、１１０～１７０ＭＰａ、及び１２０～１７０ＭＰａのいずれかであってもよいし、１００～１４０ＭＰａ、１１０～１４０ＭＰａ、及び１２０～１４０ＭＰａのいずれかであってもよい。ただし、これらは前記試験片の最大応力の一例である。

＜他の工程（１）＞
前記接合方法は、本発明の効果を損なわない範囲で、工程（Ａ）と、工程（Ｂ）と、工程（Ｃ）と、のいずれにも該当しない、他の工程（本明細書においては、「他の工程（１）」と称することがある）を有していてもよい。
前記他の工程（１）は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。
他の工程（１）を行うタイミングも、目的に応じて任意に選択でき、例えば、工程（Ａ）の前、工程（Ａ）と工程（Ｂ）との間、工程（Ｂ）と工程（Ｃ）との間、及び工程（Ｃ）の後、のいずれであってもよい。

＜金属製部材の接合方法の例＞
図２は、前記接合方法の一例を、模式的に説明するための断面図である。ここでは、工程（Ｃ）において、圧着焼成方法（Ｘ１）を採用した場合の前記接合方法（本明細書においては、「接合方法－１」と称することがある）について、説明する。
なお、以下の説明で用いる図は、本発明の特徴を分かり易くするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。

すなわち、前記接合方法－１の工程（Ａ）においては、図２（ａ）に示すように、第１銀粒子（平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子）と、第２銀粒子（平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子）と、を含有する銀含有組成物１３０を、第１部材１１に付着させる。ここでは、プレート状の第１部材１１の一方の面（本明細書においては、「第１面」と称することがある）１１ａに、銀含有組成物１３０を付着させている。

前記接合方法－１の工程（Ｂ）においては、第１部材１１に付着させた銀含有組成物１３０を加熱することにより、図２（ｂ）に示すように、銀含有組成物の加熱物１３０’を得る。

前記接合方法－１の工程（Ｃ）においては、まず、図２（ｃ）に示すように、第１部材１１と、前記加熱物１３０’と、第２部材１２と、の積層構造体を作製する。このとき、第２部材１２の第１部材１１側の面（本明細書においては、「第１面」と称することがある）１２ａが、前記加熱物１３０’と接触する。

次いで、前記接合方法－１の工程（Ｃ）においては、図２（ｄ）に示すように、前記積層構造体の圧着を開始する。前記積層構造体を圧着するために加える力は、力Ｐ_１及び力Ｐ_２のいずれか一方又は両方とすることができる。

次いで、前記接合方法－１の工程（Ｃ）においては、図２（ｅ）に示すように、前記積層構造体中の前記加熱物１３０’の焼成を開始する。ここでは、銀焼結体となる前の、焼成の途中段階の前記加熱物に、符号１３０１’を付している。

このように、銀含有組成物の加熱物１３０’を介在させて、第１部材１１と、第２部材１２と、を圧着しながら、前記加熱物１３０’を焼成することにより、図２（ｆ）に示すように、前記加熱物１３０’から銀焼結体１３を形成すると同時に、第１部材１１と第２部材１２とを、銀焼結体１３によって接合する。これにより、目的とする金属製部材接合体１が得られる。

図３は、前記接合方法の他の例を、模式的に説明するための断面図である。ここでは、工程（Ｃ）において、圧着焼成方法（Ｘ２）を採用した場合の前記接合方法（本明細書においては、「接合方法－２」と称することがある）について、説明する。
なお、図３以降の図において、既に説明済みの図に示すものと同じ構成要素には、その説明済みの図の場合と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。

前記接合方法－２の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）は、前記接合方法－１の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）と同じであるため、その説明を省略する。

前記接合方法－２の工程（Ｃ）においては、まず、図３（ａ）に示すように、第１部材１１と、前記加熱物１３０’と、第２部材１２と、の積層構造体を作製する。これは、前記接合方法－１の場合と同じである。

次いで、前記接合方法－２の工程（Ｃ）においては、図３（ｂ）に示すように、前記積層構造体中の前記加熱物１３０’の焼成を開始する。ここでは、前記加熱物１３０’が焼成の途中段階の前記加熱物１３０１’となっている状態を示している。

次いで、前記接合方法－２の工程（Ｃ）においては、図３（ｃ）に示すように、第１部材１１と、焼成の途中段階の前記加熱物１３０１’と、第２部材１２と、の積層構造体の圧着を開始する。

このように、銀含有組成物の加熱物１３０’を介在させて、第１部材１１と、第２部材１２と、を圧着しながら、前記加熱物１３０’を焼成することにより、図３（ｄ）に示すように、前記加熱物１３０’から銀焼結体１３を形成すると同時に、第１部材１１と第２部材１２とを、銀焼結体１３によって接合する。これにより、図２（ｆ）に示すものと同様の、目的とする金属製部材接合体１が得られる。

図４は、前記接合方法のさらに他の例を、模式的に説明するための断面図である。ここでは、工程（Ｃ）において、圧着焼成方法（Ｘ３）を採用した場合の前記接合方法（本明細書においては、「接合方法－３」と称することがある）について、説明する。

前記接合方法－３の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）は、前記接合方法－１の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）と同じであるため、その説明を省略する。

前記接合方法－３の工程（Ｃ）においては、まず、図４（ａ）に示すように、第１部材１１と、前記加熱物１３０’と、第２部材１２と、の積層構造体を作製する。これは、前記接合方法－１の場合と同じである。

次いで、前記接合方法－３の工程（Ｃ）においては、第１部材１１と第２部材１２との圧着と、前記積層構造体中の前記加熱物１３０’の焼成と、を同時に開始する。図４（ｂ）では、前記加熱物１３０’が焼成の途中段階の前記加熱物１３０１’となっている状態を示している。

このように、銀含有組成物の加熱物１３０’を介在させて、第１部材１１と、第２部材１２と、を圧着しながら、前記加熱物１３０’を焼成することにより、図４（ｃ）に示すように、前記加熱物１３０’から銀焼結体１３を形成すると同時に、第１部材１１と第２部材１２とを、銀焼結体１３によって接合する。これにより、図２（ｆ）に示すものと同様の、目的とする金属製部材接合体１が得られる。

＜＜銀焼結体＞＞
本発明の一実施形態に係る銀焼結体は、第１銀粒子（平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子）と、第２銀粒子（平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子）と、を含有する銀含有組成物を用いて形成され、前記銀焼結体と同じ組成の試験片として、その幅が５ｍｍであり、測定対象部位の長さが６ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍである試験片を作製し、前記試験片をその長さ方向において、試験速度１×１０^－４／ｓで引っ張る引張試験を行ったとき、前記試験片の最大応力が、１００ＭＰａ以上である。
本実施形態の銀焼結体は、このように、前記試験片における引張試験での最大応力で特定されるように、引張強度が高い。このような銀焼結体は、幅広い温度域での焼成によって、高い熱衝撃耐性を有する金属製部材接合体において、実現できる。

本実施形態の銀焼結体又は前記試験片の具体的な最大応力と、前記最大応力の測定方法は、先に説明したとおりである。

本実施形態の銀焼結体は、前記銀含有組成物を加熱し、焼成することによって形成でき、例えば、上述の接合方法によって、形成できる。そこで、本実施形態の銀焼結体の製造方法についての説明は、省略する。

以下、具体的実施例により、本発明についてより詳細に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に、何ら限定されるものではない。

［実施例１］
○実施例１－１：焼成温度が２５５℃の場合
＜＜銀含有組成物の製造＞＞
常温下で、テキサノールによって分散物とされた第１銀粒子（平均粒子径０．１９μｍ）（第１銀粒子として６７質量部）と、テキサノールによって分散物とされた第２銀粒子（平均粒子径０．４９μｍ）（第２銀粒子として３３質量部）と、をビンに入れ、撹拌脱泡機を用いて、ビン内の配合物を３０秒撹拌し、次いで３０秒脱泡する撹拌脱泡処理を、３回繰り返して行った。
常温下で、この撹拌脱泡処理後の配合物を乳鉢上に空けて、２０分練ることで塊をほぐし、配合物を再度ビンに入れて、撹拌脱泡機を用いて、室温下で３０秒撹拌し、次いで３０秒脱泡する撹拌脱泡処理を１回行うことで、ペースト状の銀含有組成物を得た。得られた銀含有組成物において、銀含有組成物の総質量に対する、溶媒（テキサノール）の含有量の割合は、１３．３質量％であった。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）＞＞
大きさが２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍである銅製基材と、大きさが４．７ｍｍ×４．７ｍｍ×０．３ｍｍである炭化ケイ素（ＳｉＣ）チップと、を準備した。前記銅製基材の接合対象面の全面と、前記炭化ケイ素チップの接合対象面の全面に、それぞれ、メッキ処理により、チタン膜（厚さ０．１μｍ）及び銀膜（厚さ５μｍ）をこの順に積層することにより、メッキ膜付き銅製基材と、メッキ膜付き炭化ケイ素チップと、を作製した。
次いで、このメッキ膜付き銅製基材中の前記銀膜（換言すると、メッキ膜）上に、スクリーン印刷法によって、上記で得られた銀含有組成物の、大きさが５ｍｍ×５ｍｍ×０．３ｍｍの印刷層を形成した（工程（Ａ））。

次いで、プログラムホットプレート（ＡＳＯＮＥ社製「ＥＣ－１２００ＮＰ」）を用いて、大気下、無加圧下（常圧下）の条件で、７０℃で３０分、前記印刷層の加熱（予備加熱）を行った。このとき、印刷層ではなく、印刷層が形成されているメッキ膜付き銅製基材中の銅製基材を、プログラムホットプレートに接触させ、印刷層を銅製基材側から加熱した。さらに、強制対流オーブン（エスペック社製「ＰＨ－２０２」）を用いて、大気下、無加圧下（常圧下）、風速１．５ｍ／ｓの条件下で、１４５℃で１５分、前記印刷層の加熱（主加熱）を行った（工程（Ｂ））。

次いで、メッキ膜付き銅製基材に設けられた前記印刷層の加熱物上に、上記のメッキ膜付き炭化ケイ素チップを、その中の前記銀膜（換言すると、メッキ膜）を前記加熱物側に向けて載せた。このとき、これらを上方から見下ろして平面視した状態で、印刷層の加熱物の中心と、メッキ膜付き炭化ケイ素チップの中心と、を一致させ、さらに、印刷層の加熱物の外周と、メッキ膜付き炭化ケイ素チップの外周と、が平衡となるように、メッキ膜付き炭化ケイ素チップを位置合わせした。

次いで、大気下で、熱プレス機を用いて、得られた積層物を、銅製基材と炭化ケイ素チップとの積層方向において、１５ＭＰａの圧力で加圧しながら、昇温速度１５℃／ｍｉｎで室温から２５５℃まで昇温し、そのまま２５５℃で１０分保持し、前記印刷層の加熱物を焼成した。これによって、銀焼結体を形成するとともに、メッキ膜付き銅製基材と、メッキ膜付き炭化ケイ素チップと、を前記銀焼結体によって接合した（工程（Ｃ））。
次いで、熱プレス機を水冷し、ステージ温度を室温まで下げることで、上記で得られた接合体の温度を室温まで下げてから、積層物（接合体）の加圧を解除した。
以上により、メッキ膜付き銅製基材と、メッキ膜付き炭化ケイ素チップと、が銀焼結体（４．７ｍｍ×４．７ｍｍ×０．１ｍｍ）からなる接合部によって接合されて構成された、金属製部材接合体を得た。

＜＜金属製部材接合体（銀焼結体）の評価＞＞
＜金属製部材接合体の初期密着性の評価＞
超音波探傷装置（ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製「ＮｏｒｄｓｏｎｓｏｎｏｓｃａｎＣ－ＳＡＭＧｅｎ６)を用いて、使用トランスデューサー５０ＭＨｚの条件で、上記で得られた金属製部材接合体中の、炭化ケイ素チップにチタン膜を介して設けられている銀膜と、銀焼結体と、の界面を観察した。このとき、前記界面を、その上方から見下ろして平面視したとき、炭化ケイ素チップよりも銀焼結体側の領域で、黒く見える領域が、前記銀膜に密着している銀焼結体（接合部）であると判断できるため、炭化ケイ素チップの銀焼結体側の面の面積に対する、上述の黒く見える領域の面積の割合（［炭化ケイ素チップより銀焼結体側の領域で黒く見える領域の面積］／［炭化ケイ素チップの銀焼結体側の面の面積］×１００）を算出し、これを初期接合率（％）として採用した。そして、下記基準に従って、金属製部材接合体の初期密着性を評価した。結果を表１に示す。
（評価基準）
Ａ：初期接合率が９５％以上であり、金属製部材接合体の初期密着性が高い。
Ｂ：初期接合率が９５％未満であり、金属製部材接合体の初期密着性が不十分である。

＜金属製部材接合体の熱衝撃耐性の評価＞
上記の初期接合率を算出した金属製部材接合体を熱衝撃試験機(エスペック社製「ＴＳＡ－７１Ｌ－Ａ」)に入れて、１５０℃の加熱条件下で３０分静置し、その２分後から、－４０℃の冷却条件下で３０分静置し、これを１サイクルとして、さらにその２分後から、同様の加熱条件下での静置と、冷却条件下での静置と、の熱冷サイクルを２９９回繰り返し、この熱冷サイクルを合計で３００回繰り返すことによって、熱衝撃試験を行った。そして、金属製部材接合体を熱衝撃試験機から取り出し、上述の初期接合率（％）の場合と同様に、炭化ケイ素チップの銀焼結体側の面の面積に対する、上述の黒く見える領域の面積の割合を算出し、これを熱衝撃試験後接合率（％）として採用した。そして、下記基準に従って、金属製部材接合体の熱衝撃耐性を評価した。結果を表１に示す。
（評価基準）
Ａ：熱衝撃試験後接合率が８５％以上であり、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が高い。
Ｂ：熱衝撃試験後接合率が８５％未満であり、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が不十分である。

＜＜銀焼結体の作製＞＞
大きさが５０ｍｍ×４０ｍｍ×１．１ｍｍであるステンレス鋼（ＳＵＳ）板の一方の面上に、スクリーン印刷法によって、上記で得られた銀含有組成物の、大きさが４３ｍｍ×３１ｍｍ×０．２５ｍｍの印刷層を形成した。

次いで、プログラムホットプレート（ＡＳＯＮＥ社製「ＥＣ－１２００ＮＰ」）を用いて、大気下、無加圧下（常圧下）の条件で、７０℃で３０分、前記印刷層の加熱（予備加熱）を行った。このとき、印刷層ではなく、印刷層が形成されているＳＵＳ板を、プログラムホットプレートに接触させ、印刷層をＳＵＳ板側から加熱した。さらに、強制対流オーブン（エスペック社製「ＰＨ－２０２」）を用いて、大気下、無加圧下（常圧下）、風速１．５ｍ／ｓの条件下で、１７５℃で１５分、前記印刷層の加熱（主加熱）を行った。

次いで、得られた前記印刷層の加熱物を、その温度が室温になるまで放冷し、ＳＵＳ板から剥がした。
次いで、精密加熱加圧装置を用いて、ＳＵＳ板から剥がした後の前記印刷層の加熱物を、その厚さ方向において、１５ＭＰａの圧力で加圧しながら、昇温速度１０℃／ｍｉｎで室温から３００℃まで昇温し、そのまま３００℃で１０分保持し、前記印刷層の加熱物を焼成した。
次いで、精密加熱加圧装置を水冷し、ステージ温度を室温まで下げることで、上記で得られた焼成物の温度を室温まで下げてから、この焼成物の加圧を解除した。
以上により、銀焼結体（厚さ０．１ｍｍ）を得た。

＜＜銀焼結体の評価＞＞
＜銀焼結体の引張強度の評価＞
レーザー加工装置を用いて、上記で得られた銀焼結体を、図１に示す平面図での形状及び大きさに加工した。
次いで、常温下において、前記試験片の長手方向における両端部の四角形部位（１辺の長さが７ｍｍの部位）を、精密万能試験機（インストロン社製「５５６６型」）で挟み、前記長手方向に試験片を引っ張る引張試験を行い、応力を測定した。このときの試験速度は、１×１０^－４／ｓとした。試験片を引っ張ったときにロードセルから得られた荷重を、試験片の断面積で除した値を、公称応力とし、その最大値を最大応力とした。そして、下記基準に従って、銀焼結体の引張強度を評価した。結果を表１に示す。
（評価基準）
Ａ：試験片の最大応力が１００ＭＰａ以上であり、銀焼結体の引張強度が高い。
Ｂ：試験片の最大応力が１００ＭＰａ未満であり、銀焼結体の引張強度が不十分である。

＜＜銀含有組成物の製造、金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、及び金属製部材接合体の評価＞＞
○実施例１－２：焼成温度が３００℃の場合
実施例１－１で得られた銀含有組成物を用い、前記印刷層（銀含有組成物）の加熱物の焼成温度を、２５５℃に代えて３００℃とした点以外は、実施例１－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体を評価した。結果を表１に示す。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、金属製部材接合体の評価、並びに銀焼結体の作製及び評価＞＞
［比較例１］
○比較例１－１：焼成温度が２５５℃の場合
テキサノールによって分散物とされた第２銀粒子（平均粒子径０．４９μｍ）を用いなかった、換言すると、前記銀含有組成物に代えて、テキサノールによって分散物とされた第１銀粒子（平均粒子径０．１９μｍ）を用いた点以外は、実施例１－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表１に示す。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、及び金属製部材接合体の評価＞＞
○比較例１－２：焼成温度が３００℃の場合
前記印刷層（銀含有組成物）の加熱物の焼成温度を、２５５℃に代えて３００℃とした点以外は、比較例１－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、銀焼結体を作製及び評価し、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表１に示す。

＜＜銀含有組成物の製造、金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、金属製部材接合体の評価、並びに銀焼結体の作製及び評価＞＞
［比較例２］
○比較例２－１：焼成温度が２５５℃の場合
常温下で、テキサノールによって分散物とされた第１銀粒子（平均粒子径０．１９μｍ）（第１銀粒子として５０質量部）と、テキサノールによって分散物とされた第２銀粒子（平均粒子径０．４９μｍ）（第２銀粒子として２５質量部）と、乾燥した粉体状の第３銀粒子（１）（平均粒子径２．４５μｍ、比表面積０．４２ｍ^２／ｇ、タップ密度４．４５ｍｇ／ｍ^２）（２５質量部）と、テキサノール（９．８質量部）と、をビンに入れ、撹拌脱泡機を用いて、ビン内の配合物を３０秒撹拌し、次いで３０秒脱泡する撹拌脱泡処理を、３回繰り返して行った。
常温下で、この撹拌脱泡処理後の配合物を乳鉢上に空けて、２０分練ることで塊をほぐし、配合物を再度ビンに入れて、撹拌脱泡機を用いて、室温下で３０秒撹拌し、次いで３０秒脱泡する撹拌脱泡処理を１回行うことで、ペースト状の銀含有組成物を得た。
なお、第３銀粒子は、アトマイズ法で作製された銀粒子である。
そして、この銀含有組成物を用いた点以外は、実施例１－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、銀焼結体を作製及び評価し、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表２に示す。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、及び金属製部材接合体の評価＞＞
○比較例２－２：焼成温度が３００℃の場合
前記印刷層（銀含有組成物）の加熱物の焼成温度を、２５５℃に代えて３００℃とした点以外は、比較例２－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表２に示す。

＜＜銀含有組成物の製造、金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、金属製部材接合体の評価、並びに銀焼結体の作製及び評価＞＞
［比較例３］
○比較例３－１：焼成温度が２５５℃の場合
乾燥した粉体状の第３銀粒子（１）（２５質量部）に代えて、乾燥した粉体状の第３銀粒子（２）（平均粒子径５．０６μｍ、比表面積０．２２ｍ^２／ｇ、タップ密度５．１１ｍｇ／ｍ^２）（２５質量部）を用いた点以外は、比較例２－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、銀焼結体を作製及び評価し、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表２に示す。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、及び金属製部材接合体の評価＞＞
○比較例３－２：焼成温度が３００℃の場合
前記印刷層（銀含有組成物）の加熱物の焼成温度を、２５５℃に代えて３００℃とした点以外は、比較例３－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表２に示す。

＜＜銀含有組成物の製造、金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、金属製部材接合体の評価、並びに銀焼結体の作製及び評価＞＞
［比較例４］
○比較例４－１：焼成温度が２５５℃の場合
乾燥した粉体状の第３銀粒子（１）（２５質量部）に代えて、乾燥した粉体状の第３銀粒子（３）（平均粒子径１０．７μｍ、比表面積０．１３ｍ^２／ｇ、タップ密度５．２８ｍｇ／ｍ^２）（２５質量部）を用いた点以外は、比較例２－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表３に示す。

＜＜金属製部材の接合（金属製部材接合体の製造）、及び金属製部材接合体の評価＞＞
○比較例４－２：焼成温度が３００℃の場合
前記印刷層（銀含有組成物）の加熱物の焼成温度を、２５５℃に代えて３００℃とした点以外は、比較例４－１の場合と同じ方法で、金属製部材を接合し（金属製部材接合体を製造し）、金属製部材接合体の評価を試みた。結果を表３に示す。

上記結果から明らかなように、実施例１においては、引張強度が高い銀焼結体を形成でき、さらに、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が２５５℃及び３００℃のいずれであっても（実施例１－１及び実施例１－２のいずれの場合も）、金属製部材接合体の初期密着性及び熱衝撃耐性が高かった。すなわち、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られた。
実施例１の銀含有組成物は、第１銀粒子及び第２銀粒子を含有し、第３銀粒子を含有しておらず、銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、１００質量％であった。

これに対して、比較例１においては、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が３００℃のとき（比較例１－２の場合）に、金属製部材接合体の初期密着性が低かった。そのため、前記焼成温度が３００℃のときには、金属製部材接合体の熱衝撃耐性を評価しなかった。比較例１の銀含有組成物は、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られるものではなかった。
比較例１の銀含有組成物は、第１銀粒子を含有していたが、第２銀粒子を含有していなかった。

比較例２においては、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が２５５℃及び３００℃のいずれであっても（比較例２－１及び比較例２－２のいずれの場合も）、金属製部材接合体の初期密着性が低かった。そのため、前記焼成温度が２５５℃及び３００℃のいずれのときも、金属製部材接合体の熱衝撃耐性を評価しなかった。比較例２の銀含有組成物は、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られるものではなかった。
比較例２の銀含有組成物は、第１銀粒子、第２銀粒子及び第３銀粒子を含有しており、銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、７５質量％であった。

比較例３においては、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が２５５℃のとき（比較例３－１の場合）に、金属製部材接合体の初期密着性が低かった。そのため、前記焼成温度が２５５℃のときには、金属製部材接合体の熱衝撃耐性を評価しなかった。さらに、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が３００℃のとき（比較例３－２の場合）に、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が低かった。比較例３の銀含有組成物は、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られるものではなかった。
比較例３の銀含有組成物は、第１銀粒子、第２銀粒子及び第３銀粒子を含有しており、銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、７５質量％であった。

比較例４においては、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が２５５℃のとき（比較例４－１の場合）に、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が低かった。さらに、前記焼成温度が３００℃のとき（比較例４－２の場合）に、金属製部材接合体の初期密着性が低かった。そのため、前記焼成温度が３００℃のときには、金属製部材接合体の熱衝撃耐性を評価しなかった。比較例４の銀含有組成物は、幅広い温度域での焼成によって、熱衝撃耐性が高い金属製部材接合体が得られるものではなかった。さらに、比較例４においては、引張強度が高い銀焼結体を形成できなかった。
比較例４の銀含有組成物は、第１銀粒子、第２銀粒子及び第３銀粒子を含有しており、銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、７５質量％であった。

比較例２～４の結果から、銀含有組成物が第３銀粒子を含有している場合、第３銀粒子の平均粒子径が大きくなると、金属製部材接合体の初期密着性が改善する傾向が見られた。しかし、銀含有組成物の加熱物の焼成温度が２５５℃及び３００℃の両方の場合で、金属製部材接合体の熱衝撃耐性が改善するには至らなかった。

本発明は、回路基板をはじめとする、金属製部材接合体を備えた各種装置の製造に利用可能である。

１・・・金属製部材接合体、１１・・・金属製の第１部材、１２・・・金属製の第２部材、１３・・・銀焼結体、１３０・・・銀含有組成物、１３０’・・・銀含有組成物の加熱物

Claims

銀含有組成物であって、
前記銀含有組成物は、平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子と、を含有し、
前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第１銀粒子及び第２銀粒子の合計含有量の割合が、８０質量％以上である、銀含有組成物。
前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第１銀粒子の含有量の割合が、５５質量％以上である、請求項１に記載の銀含有組成物。
前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、前記第２銀粒子の含有量の割合が、１０質量％以上である、請求項１又は２に記載の銀含有組成物。
前記銀含有組成物において、すべての銀粒子の合計含有量に対する、平均粒子径が０．１μｍ未満の銀粒子の含有量の割合が、１０質量％以下である、請求項１又は２に記載の銀含有組成物。
銀焼結体であって、
前記銀焼結体は、平均粒子径が０．１μｍ以上０．４μｍ未満の第１銀粒子と、平均粒子径が０．４μｍ以上２．３μｍ未満の第２銀粒子と、を含有する銀含有組成物を用いて形成され、
前記銀焼結体と同じ組成の試験片として、その幅が５ｍｍであり、測定対象部位の長さが６ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍである試験片を作製し、前記試験片をその長さ方向において、試験速度１×１０^－４／ｓで引っ張る引張試験を行ったとき、前記試験片の最大応力が、１００ＭＰａ以上である、銀焼結体。