JP2012200730A - 接合方法、接合治具、回路基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層構造体は、セラミックス基板の上下にそれぞれ金属板が積層されて構成される。この積層構造体が、スペーサを挟んで多数積層されて、略矩形体の被加圧体100とされる。柱状部材53は、被加圧体100における積層方向に垂直な断面(矩形)の3辺を取り囲む形態で3本ずつ3列設けられる。被加圧体100の上辺、左辺においては、被加圧体100におけるこれらの辺(側面)と接するように、板状の縦方向スペーサ31、32がそれぞれ設けられる。被加圧体100に圧力が印加された後で、縦方向スペーサ31、32は抜き取られる。
【選択図】 図1
Description
本発明の接合方法は、いずれも矩形形状の平板状であり熱膨張係数の異なる第1の部材と第2の部材とを高温で接合する接合方法であって、前記第1の部材と前記第2の部材とを積層した積層構造体をスペーサを介して複数積層した略矩形体の被加圧体を形成する被加圧体準備工程と、前記被加圧体における前記積層方向と平行な3つの側面と略平行に、複数の柱状部材が列状に配置され、当該複数の柱状部材に囲まれた内部に間隔をおいて前記被加圧体が収容できる構成を具備する接合治具において、前記3列のうちの互いに平行でない2列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体がそれぞれ縦方向スペーサを介して接し、かつ他の1列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体が接さない状態で、前記被加圧体を前記複数の柱状部材に囲まれた内部に設置する被加圧体設置工程と、前記被加圧体の積層方向において圧力を印加し、かつ2つの前記縦方向スペーサを前記接合治具から抜き取る接合準備工程と、前記被加圧体が設置された前記接合治具を加熱した後に冷却することによって前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の接合方法は、前記被加圧体準備工程において、前記第1の部材と前記第2の部材とは、ろう材を挟んで積層され、前記接合工程において、前記第1の部材と前記第2の部材とはろう材によって接合されることを特徴とする。
本発明の接合方法において、前記接合工程における加熱は減圧雰囲気中で行われることを特徴とする。
本発明の接合方法は、前記被加圧体準備工程において、前記スペーサとして、厚さの異なる2種類のスペーサが設けられ、積層方向において、前記2種類のスペーサが、交互に配されたことを特徴とする。
本発明の接合方法において、前記第1の部材はセラミックス基板であり、前記第2の部材は銅を主成分とする金属板であることを特徴とする。
本発明の接合方法において、前記セラミックス基板は前記金属板よりも平面視において大きく、前記接合準備工程において、前記縦方向スペーサが配されない側の前記被加圧体の積層方向に平行な側面側において、前記セラミックス基板は、前記金属板よりも突出する構成とされることを特徴とする。
本発明の回路基板は、前記接合方法を用いて製造されたことを特徴とする。
本発明の接合治具は、いずれも矩形形状の平板状であり熱膨張係数の異なる第1の部材と第2の部材とを高温で接合するために用いられ、前記第1の部材と前記第2の部材とが積層された積層構造体が複数積層されて構成される略矩形体の被加圧体が、当該被加圧体における積層方向と平行な3つの側面と略平行に複数の柱状部材が3列にわたり配置され、当該複数の柱状部材に囲まれた内部に前記被加圧体が収容できる構成とされ、前記内部に前記被加圧体が収容された状態で前記被加圧体における積層方向に沿って圧力が印加される構成を具備する接合治具であって、前記3列のうちの互いに平行でない2列のそれぞれと、当該2列のそれぞれと対向する前記被加圧体の側面との間に設けられ、他の1列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体とが接さない状態において前記2列のそれぞれを構成する前記柱状部材と前記被加圧体の両方と接し、前記圧力が印加された状態において前記2列のそれぞれを構成する前記柱状部材と前記被加圧体の間から引き抜くことができる構成とされた2つの縦方向スペーサを具備することを特徴とする。
実際に上記の2枚の縦方向スペーサを用いて接合を行った回路基板(実施例)と、縦方向スペーサを用いずに柱状部材に被加圧体を当接させて固定して接合を行った回路基板(比較例)における接合の状況を調べた。ここでは、0.32mm厚のセラミックス基板(窒化珪素セラミックス)に、0.5mm厚の金属回路板、0.5mm厚の放熱板を、Ag−Cu−Ti系ろう材で接合した。この際の接合は、ろう材溶融時の約800℃において0.01Pa程度の減圧雰囲気で行った。積層した積層構造体の数は25層とし、第1のスペーサは3mm厚、第2のスペーサは1mm厚とし、これらを交互に用いた。接合時に印加した圧力は約9kgfとした。実施例において用いられた2枚の縦方向スペーサの厚さは3mmとした。
11 セラミックス基板(第1の部材)
12 金属回路板(金属板;第2の部材)
13 放熱板(金属板:第2の部材)
21 第1のスペーサ(スペーサ)
22 第2のスペーサ(スペーサ)
31、32 縦方向スペーサ
50 底板
51 上部板
52 バネ
53 柱状部材
54 天板
100 被加圧体
Claims (8)
- いずれも矩形形状の平板状であり熱膨張係数の異なる第1の部材と第2の部材とを高温で接合する接合方法であって、
前記第1の部材と前記第2の部材とを積層した積層構造体をスペーサを介して複数積層した略矩形体の被加圧体を形成する被加圧体準備工程と、
前記被加圧体における前記積層方向と平行な3つの側面と略平行に、それぞれ複数の柱状部材が列状に配置され、当該複数の柱状部材に囲まれた内部に間隔をおいて前記被加圧体が収容できる構成を具備する接合治具において、前記3列のうちの互いに平行でない2列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体がそれぞれ縦方向スペーサを介して接し、かつ他の1列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体が接さない状態で、前記被加圧体を前記複数の柱状部材に囲まれた内部に設置する被加圧体設置工程と、
前記被加圧体の積層方向において圧力を印加し、かつ2つの前記縦方向スペーサを前記接合治具から抜き取る接合準備工程と、
前記被加圧体が設置された前記接合治具を加熱した後に冷却することによって前記第1の部材と前記第2の部材とを接合する接合工程と、
を具備することを特徴とする接合方法。 - 前記被加圧体準備工程において、前記第1の部材と前記第2の部材とは、ろう材を挟んで積層され、
前記接合工程において、前記第1の部材と前記第2の部材とはろう材によって接合されることを特徴とする請求項1に記載の接合方法。 - 前記接合工程における加熱は減圧雰囲気中で行われることを特徴とする請求項1又は2に記載の接合方法。
- 前記被加圧体準備工程において、
前記スペーサとして、厚さの異なる2種類のスペーサが設けられ、
積層方向において、前記2種類のスペーサが、交互に配されたことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の接合方法。 - 前記第1の部材はセラミックス基板であり、前記第2の部材は銅を主成分とする金属板であることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の接合方法。
- 前記セラミックス基板は前記金属板よりも平面視において大きく、
前記接合準備工程において、
前記縦方向スペーサが配されない側の前記被加圧体の積層方向に平行な側面側において、前記セラミックス基板は、前記金属板よりも突出する構成とされることを特徴とする請求項5に記載の接合方法。 - 請求項5又は6に記載の接合方法を用いて製造されたことを特徴とする回路基板。
- いずれも矩形形状の平板状であり熱膨張係数の異なる第1の部材と第2の部材とを高温で接合するために用いられ、前記第1の部材と前記第2の部材とが積層された積層構造体が複数積層されて構成される略矩形体の被加圧体が、当該被加圧体における積層方向と平行な3つの側面と略平行に複数の柱状部材が3列にわたり配置され、当該複数の柱状部材に囲まれた内部に前記被加圧体が収容できる構成とされ、前記内部に前記被加圧体が収容された状態で前記被加圧体における積層方向に沿って圧力が印加される構成を具備する接合治具であって、
前記3列のうちの互いに平行でない2列のそれぞれと、当該2列のそれぞれと対向する前記被加圧体の側面との間に設けられ、他の1列を構成する前記柱状部材と前記被加圧体とが接さない状態において前記2列のそれぞれを構成する前記柱状部材と前記被加圧体の両方と接し、前記圧力が印加された状態において前記2列のそれぞれを構成する前記柱状部材と前記被加圧体の間から引き抜くことができる構成とされた2つの縦方向スペーサを具備することを特徴とする接合治具。
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