JPH02195007A - 金属ピンの取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基材に穿設した取付孔に金属ピンを固定するた
めの取付方法に係り、特に半導体部品等を製造する際の
治具として用いられる基材に金属ピンを固定する場合に
好適である。

〔発明の背景〕

上記のような基材の一例である焼結素材は耐熱性に優れ
ているため、例えば半導体部品等を製造する際の治具し
て広く用いられている。そして、このような治具によっ
て半導体部品や治具相互間の位置決めをするために金属
ピンが用いられる。

ところが、このような金属ピンの取付構造では焼結素材
と金属ピンとの熱膨張の差が大きいことによって、従来
より、種々の問題点があった。

第３図乃至第５図は従来より用いられている焼結素材に
対する金属ピンの取付構造である。

第３図に示した構造では、焼結素材１にストレート孔２
を形成し、この孔２に棒状の金属ピン３を装着している
。

ところが、前記の如く焼結素材１と金属ピン３では熱膨
張率が大きく異なる０例えば通常の半導体部品の製造工
程では９００℃〜１０００℃程度の雰囲気になるため、
焼結素材１に対して金属ピン３が大きく膨張する。その
ため、常温の組立状態で、ストレート孔２に金属ピン３
を比較的密に嵌入しておくと、高温雰囲気の使用状態で
は金属ピン３の熱膨張により焼結素材１が割れるという
問題がある。

このため上記熱膨張を予め見越して、金属ピン３の外径
よりもストレート孔２の内径を比較的大きく形成し、熱
膨張した状態で密に嵌合するように金属ピン３をストレ
ート孔２に遊嵌しておくと、常温状部下で金属ピン３が
焼結素材１から脱落するという問題がある。

第４図に示したのは、常温下で金属ピン４が焼結素材５
から脱落しないように金属ピン４をネジ構造とし、焼結
素材５の雌ネジを形成したものである。

しかしながらこの構造では焼結素材５にネジ加工するこ
とが困難でコスト高となると共に、ネジ締めのための組
立作業に時間がかかるという問題がある。

更に、このような治具は、一般に、半導体部品を組付け
る時、振動フィーダを使って搬送されるので、振動によ
って上記ネジ部が緩むという問題点もあり、ネジの緩み
を防止するため、ネジを締め過ぎると焼結素材５が割れ
るという不都合がある。

また第５図に示したようにナツト６を用いて金属ピン７
を焼結素材８に取り付けた場合には、第４図に示した従
来構造と同様、始動による緩みが生じると共に、高温時
の金属ピン７の伸びにより金属ピン７と焼結素材との間
に金属ピン軸方向の遊びが生じ、位置決め精度が低下す
るとの問題点がある。

そこで、本発明が目的とするところは、特に半導体部品
等を製造する際の治具として用いられる基材が熱膨張に
よっても割れを生じることなく、且つ実際の使用状態（
高温雰囲気下）で該基材と金属ピンの間にガタ（ａび）
を生じず、また、振動によっても緩むことのない実用的
な金属ピンの基材への取付方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明が採用する主たる手段
は、その要旨とするところが、基材に穿設した取付孔に
、この取付孔の内径より大きい頭部を一端に有する金属
ピンの胴部を遊嵌すると共に、この金属ピンの上記頭部
とは反対側の端部と上記基材との間に、上記金属ピンを
上記頭部とは反対方向へ付勢する弾性部材を介在させた
金属ピンの取付方法において、上記基材が、４００℃の
環境下における線膨張係数が（２，５〜６．５）ＸＩｏ
−）１の炭素系焼結素材よりなり、上記金属ピンが、４
００℃の環境下における線膨張係数が１ＯＸＩＯ／を以
上の金属よりなる点にかかる金属ピンの取付方法である
。

〔作用及び効果〕

常温下では取付孔に金属ピンが遊嵌されるので、金属ピ
ンの取り付けは簡単である。

また基材は金属ピンの頭部と弾性部材により挟着されて
いるので、振動によっても緩みを生じることはない。

一方、このような組付状態下で高温雰囲気に曝されると
、金属ピンが半径方向へ熱膨張するため金属ピンが基材
に密着し、金属ピンの位置精度が確立される。またこの
時金属ピンは軸方向にも伸びるが、この伸びは前記弾性
部材により吸収され、金属ピンが軸方向にガタ付くよう
な不都合はない。

上記のような優れた効果は、前述の如く、上記基材が、
４００℃の環境下における線膨張係数が（２，５〜６．
５）　ｘ　１０−’／℃の炭素系焼結素材よりなり、上
記金属ピンが、４００℃の環境下における線膨張係数が
ｌ０ＸＩＯ−ン℃以上の金属よりなることで達成され得
るものである。

従って、特に高温雰囲気下で半導体部品を製造する際の
治具として用いられる基材に対する金属ピンの取り付け
には極めて好適である。

〔実施例〕

続いて、第１図１ａｄ、　（ｂｌ及び第２図を参照して
本発明を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解
に供する。

ここに第１図１ａｄは本発明の一実施例に係る金属ピン
の取付方法を示す側断面図、同図Ｃｂ）は同取付方法に
用いることのできる弾性部材の一例に係るブツシュナン
ドの斜視図、第２図は他の実施例に係る金属ピンの取付
方法の側断面図である。

尚、以下の実施例は本発明を具体化した一例であって、
本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

第１図において、基材１０に穿設した取付孔１１には、
この取付孔１１の内径より大きい頭部１２を一端に有す
る金属ピン１３の胴部１４が挿入されている。上記胴部
１４の外径は取付孔１１の内径より小さく、常温におい
て十分の遊びが存在する。但し両者の寸法は、この治具
の実際の使用時における高温雰囲気下で、熱膨張により
金属ピン１３の胴部１４が取付孔１１の内径に密着し、
金属ピン１３の正確な位１決めが行われる程度に設定さ
れる。

上記金属ピン１３の上記頭部１２とは反対側の端部１３
１には円環状の溝１５が形成され、この溝１５に弾性部
材の一例であるブツシュナツト１６が嵌め込まれている
。

このブツシュナツト１６は第１図Ｑ）ｌに示す如く略円
板状のバネ板よりなり、中央に孔１７が、またこの孔１
７を中心として十字状のすり割り１８が形成されており
、更に弾性機能を発揮するように中央部が片面側へ折り
曲げられている。

このブツシュナツト１６は、上記孔１７に金属ピン１３
の端部１３１を上記溝１５に孔１７の端縁１９が差し込
まれるまで押し込み、その片側面１Ｂ’を基材ｌＯの表
面に押し付けることにより、自らの弾性により金属ピン
１３を上記端部１３１の方向へ付勢する。

従って、基材１０は上記金属ピン１３の頭部１２とブツ
シュナツト１６との間で弾性的に挟持され、金属ピン１
３が熱膨張により伸びても、上記ブツシュナツト１６の
弾性変形により上記伸びを吸収することができる。

尚、上記端部１３１の基材１０からの突出を防止するた
めに、該基材１ｏの裏面には凹部２ｏが形成されている
。

第２図に示した例では、溝１５が省略され、ブツシュナ
フト１６の端縁１９が金属ピン１３の胴部に食い込むこ
とにより金属ピン１３とブツシュナンド１６との係合が
達成されている。これは金属ピン１３の材質が比較的軟
らかく、ブツシュナンド１６が食い込み易い場合には、
低コストを達成する実用的な構造である。

ところで、上記基材１０と金属ピン１３との熱膨張の差
が大きいほど、高温時における金属ピン１３と基材１０
の伸びの差が大きくなり、本発明通用の効果が増大する
。

上記基材１０としては、エレマＤ３．エレマＳＧ、テコ
ランダム、シリコニット、　ＧｏｌｂｅｒＬ　Ｌ＋Ｈｏ
ｔ　Ｒｏｄ、　５ｌｌｌｔ等の炭化ケイ化質焼結素材（
４，５×１０−５／℃）やＫＣＩ　８　（３，６Ｘ　ｔ
　ｏ−＞℃）＜東洋炭素製炭素質）、ＫＣ４０（３，０
ｘｌＯ−２℃）（東洋炭素製炭素質）、＋３０−６３　
（東洋炭素製黒鉛質）（ｓ、５ｘｘｏ−＋℃）、＋３Ｏ
−８８）東洋炭素製黒鉛質）　　（６，５ｘ　１０−’
ｊ／℃）等、４００℃の環境下における線膨張係数が（
２，５〜６．５）ｘｔｏ−）℃の炭素系焼結素材が挙げ
られる。これらの炭素系焼結素材は工業的使用に対して
、全ての物性方向性を持たない等方性であることが望ま
しい。

また、金属ピン１３の材料としては、鉄系材料ステンレ
ス鋼、！ｌｉｔ系材料、アルミニウム、鉛等が使用され
る。これらの線膨張係数は、４００℃前後の環境下で何
れもｘｏｘｔｏ−２を以上である。

即ち、上記のような材料を用いて形成された基材１０や
金属ピン１３は、特に高温雰囲気下で半導体部品を製造
する際の治具やその位置決部品として好適である。

尚、本発明における弾性部材の構造はブツシュナツトが
その一例であり、これ以外に例えば皿バネ、バネ座金、
コイルバネ等が用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図ｉａｌは本発明の一実施例に係る金属ビンの取付
方法を示す側断面図、同図（′ｂ）は同取付方法に用い
ることのできる弾性部材の一例に係るブツシュナツトの
斜視図、第２図は他の実施例に係る金属ピンの取付方法
の側断面図、第３図乃至第５図はそれぞれ従来の金属ピ
ンの取付構造を示す側断面図である。 〔符号の説明〕 １０・・・基材　　　　１１・・・取付孔１２・・・頭
部　　　　１３・・・金属ビン１４・・・ｍ部　　　　
１５・・・溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材に穿設した取付孔に、この取付孔の内径より
   大きい頭部を一端に有する金属ピンの胴部を遊嵌すると
   共に、この金属ピンの上記頭部とは反対側の端部と上記
   基材との間に、上記金属ピンを上記頭部とは反対方向へ
   付勢する弾性部材を介在させた金属ピンの取付方法にお
   いて、 上記基材が、４００℃の環境下における線 膨張係数が（２．５〜６．５）×１０＾−＾６／℃の炭
   素系焼結素材よりなり、 上記金属ピンが、４００℃の環境下におけ る線膨張係数が１０×１０＾−＾６／℃以上の金属より
   なることを特徴とする金属ピンの取付方法。