JPH0258036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は半導体装置の温度補償板として用い
られるモリブデン板の片面あるいは両面に他の金
属または合金の板を接着させた密着性のよいモリ
ブデン基複合板の製造方法に関する。 モリブデンは、熱膨張係数がシリコンの熱膨張
係数に近似しているため半導体部品のシリコン素
子の熱ひずみによる破損を防止するための温度補
償板として使用されている。このモリブデン温度
補償板の接合時の工程を簡略化するためにモリブ
デン板の片面あるいは両面に銅や銀などを接合さ
せたクラツド板が使用されることがある。しかし
ながらこのようなクラツド板は金属ヘツダー上へ
シリコン素子を接合する時の加熱や半導体装置使
用中のシートサイクルの繰り返しによつてクラツ
ド面が剥離する等の問題が生じ易く、密着強度の
高いクラツド板が要求されていた。 モリブデン板としては一般に焼結材が用いられ
るが、機械的性質が脆弱で、硬度も高く、クラツ
ド板の製造方法として一般に用いられているロー
ル圧着法では希望するような高い密着強度は得ら
れない欠点があつた。 本発明は上記の欠点を解消し密着性の良好なモ
リブデン基複合板の製造方法を提供することを目
的とするものである。 この目的を達成するために本発明はモリブデン
基板の片面又は両面の全面に接合しようとする金
属と同種あるいはその金属と親和性の強い金属の
被覆薄層を形成した後、該被覆薄層に金属板を重
ね、重ね合わせた面の全面を圧接状態に保持し
て、真空、不活性、あるいは還元性雰囲気中で加
熱して接合するものである。 本発明においてはモリブデン基板のクラツドを
しようとする面上に予め被覆薄層を形成させるこ
とが必要である。被覆薄層の材質としては銅、
金、銀あるいはそれらの合金でクラツドしようと
する金属と同一の材料が最も好ましいが、それ以
外でも前記のものであれば特に限定されるもので
はない。 被覆方法としては被覆する面を洗浄、脱脂した
後メツキ、蒸着、溶着等一般的な方法を用いるこ
とができる。被覆薄層の厚さは0.3〜5μm程度が
最適である。これらの被覆薄層は熱処理等が施し
てモリブデン基板中へ拡散させておくのが好まし
い。 本発明の製造方法において、クラツドしようと
する金属としては銅、金、銀の金属板、あるいは
それらの合金板が適しており、モリブデン基板と
幅及び長さが同寸法の金属板あるいは合金板を被
覆薄層の形成されたモリブデン基板の被覆薄と重
ねて加圧加熱処理しても良いが、モリブデン基板
より幅及び長さが大きい金属板あるいは合金板を
被覆薄層の形成されたモリブデン基板の被覆薄層
と重ねて加圧加熱処理すると更によく接着する。 この場合クラツドしようとする金属の寸法は
幅、長さ、共モリブデン基板の幅及び長さに対し
1.2倍以上あると一接着強度が大きくなる。 熱処理の雰囲気は真空、不活性あるいは還元性
雰囲気中で行なうことが必要で、酸化性雰囲気は
避けるべきである。 熱処理の温度はクラツドしようとしている金属
または合金の融点より僅かに低い温度で行なうと
最も接着強度を大きくできるが、幅及び長さがモ
リブデン基板の1.2倍以上のときは融点より300℃
位低い温度範囲までは被覆薄層を設けない場合よ
りも接着強度をよくできる。しかしクラツドしよ
うとする金属板の寸法がモリブデン基板を同寸法
のときには融点より200℃低い温度までの範囲に
保持することによつて接着強度を被覆薄層を設け
ない場合よりよくできる。 熱処理時の加圧はモリブデン基板の被覆薄層に
重ねたクラツド材とが充分密に接触するよう適当
な治具に挾んで加圧ねじで締付ける等の手段を用
いることができ、治具とクラツド材との接触面に
は雲母板等を介在させてゆ着を防止することが好
ましい。 モリブデン基板へのクラツド材の接合は、その
用途に応じて片面でも、両面でも良く、クラツド
材は基板の両面の材質が異なつていても良く、又
モリブデン基板２枚またはそれ以上を中間にクラ
ツド材を介して多層に重ね合わせた複合板も製造
することもできる。 以下実施例について説明する。 実施例 １ 長さ420mm、幅40mm、及び長さ350mm、幅30mm、
厚さ各１mmの無酸素銅板を有機溶剤中に浸漬し、
超音波洗浄を施して表面脱脂処理する。一方長さ
350mm、幅30mm、厚さ１mmの焼結モリブデン板の
表面を同様に脱脂処理した後、両面全面に厚さ約
1μmの銅メツキを施こし、不活性雰囲気中で700
℃、２時間加熱して銅をモリブデン中に拡散さ
せ、次いでこのモリブデン板の両面に前記脱脂し
た銅板を清浄な環境下でモリブデン板より銅板の
方が大きいときはモリブデン板の周りで銅板が突
出するように全面で重ね合わせ、最外層に雲母板
を当てて加圧治具にセツトして重ねた板を加圧圧
接状態とする。重ね合わせた板を加圧治具ごとボ
ートにのせて炉を装入し、1000℃、水素雰囲気中
で２時間熱処理し、次いで不活性雰囲気中で炉中
冷却した後取り出した。得られた複合板の中央部
から長さ60mm、幅約５mmの試料を切出し、試料の
両端を万力とチヤツクで30mmの間隔で厚さ方向に
挾みチヤツクを90゜右にまわし、これを元に戻し、
次に左に90゜まわし元に戻すねじり試験を１回と
堪定して試料にクラツクが発生するまでの回数を
試料10ケの平均値で表わして密着性の良否を調査
した。 実施例 ２〜５ 実施例１と同様の材料を用い、クラツド材をモ
リブデン板と接触させて加圧加熱する温度のみを
900、850、800、750℃の各温度に変化させ、他は
実施例１と同様にしてねじり試験を行なつた。 実施例 ６ 長さ420mm、幅40mm及び長さ350mm、幅35mm、厚
さ各１mmの５重量％の銅を含有した銀板を脱脂洗
浄し、一方焼結モリブデン板は実施例１と同寸法
のものを準備し、同様に処理を施こし、このモリ
ブデン板の両面に前記脱脂した銅入り銀板を実施
例１と同様接触させて圧接して800℃（固相線870
℃）の水素雰囲気中で２時間熱処理し、次いで不
活性雰囲気中で炉中冷却し、得られた複合板から
実施例１と同様に試料を切り出し、ねじり試験を
行なつた。 比較例 実施例１と同じ無酸素銅板を脱脂洗浄し、また
実施例１と同じ焼結モリブデン板を脱脂処理した
まゝで表面被覆薄層を施こさずに両面全面に前記
脱脂した無酸素銅板を加圧接触せしめて1000℃の
水素雰囲気中で２時間処理し、次いで不活性雰囲
気中で炉中冷却し得られた複合板から実施例１と
同様に試料を切り出しねじり試験を行なつた。 以上の実施例１〜６及び比較例の試験結果を第
１表にまとめて示す。

【表】 上表の結果からクラツド材の寸法がモリブデン
基板より幅、長さ共約1.2倍ある場合には加熱温
度が実施例No.１〜４の無酸素銅の溶融温度1083℃
より約300℃低い800℃までのものは密着性が比較
例のモリブデン基板に被覆薄層を施こさないもの
に比して非常に優れているが、実施例No.５は溶融
温度より300℃以上低い温度の加熱で比較例に比
して顕著な差がなく、またクラツド材の大きさが
モリブデン基板と同寸法の場合には加熱温度が溶
融温度より約200℃低い900℃までのものは良好な
密着性を示した。また実施例６のAg―Cu板も加
熱温度がこの合金の固相線の870℃よりも約70℃
低く、密着性が優れていることを示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モリブデン基板の片面または両面の全面に
   銅、金、銀あるいはそれらの合金の被覆薄層を形
   成し、該被覆薄層を熱処理して被覆薄層の金属を
   モリブデン基板に拡散させ、該被覆薄層に銅、
   金、銀の金属板あるいはそれらの合金板を重ね、
   重ね合わせた面の全面を圧接状態に保持して、真
   空、不活性あるいは還元性雰囲気中で加熱して接
   合することを特徴とするモリブデン基複合板の製
   造方法。