JPH04187371A - 銅板とＡｌＮ基板の接合治具 - 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、Ａ４２Ｎ基板上に銅板を高温で接合する場合
に用いる接合治具に関する。

【従来の技術］ 銅板とＡβＮ基板をＴｉ％Ｚｒ、Ｈｆ等の活性金属入り
のろう材を用いて接合する場合、銅板とＡβＮ基板を接
合治具で位置ぎめ固定し、真空巾約８５０℃、３０分で
接合する。このとき従来は第２図に示すような接合治具
を用いていた。接合治具１はステンレス鋼製の底板２に
、Ａ４２Ｎ基板と銅板の周囲に接触する位置ぎめ固定用
ピン３を立設し、このピン３によってＡｌＮ基板及び銅
板を位！ぎめし、またこのピン３に遊嵌する孔５を設け
た抑え板４を備え、銅板とＡ４２Ｎ基板に上から荷重を
かけて押さえて焼成、接合するものである。

しかし、ステンレス鋼とＡβＮ基板の熱膨張率の違いに
よりＡｌＮ基板にストレスがかかることにより、またピ
ン３が左右に傾くのでセラミックス基板と銅板の位置ず
れが発生し、また、荷重用ステンレス板がピンにひっか
かって荷重がかからずに接合不良が発生することがあっ
た。このため、パターン精度がよく、接合状態の良好な
接合体を得ることができなかった。

［発明が解決しようとする課題〕 本発明は銅板、ＡｌＮ基板、ステンレス鋼製治具の熱膨
張差に起因する焼成時の位置ずれの問題、及び荷重が銅
板と／１２Ｎ基板にかからないために発生する接合不良
の問題を解決した治具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］ 本発明は、銅板とＡＪ２Ｎセラミックス板とを高温で接
合処理するために用いる接合治具の改良に係るものであ
って、底板と、この底板に立設した複数の位置極め用ピ
ンを備えた接合治具において次の■〜■の技術手段を講
じたものである。

■　底板をステンレス板とモリブデン板の二層構造とす
ること。

■　ステンレス板とモリブデン板には、治具の中心にて
係合する係合部を設けること。

■　ステンレス板には銅板位置極め用ピンを立設すると
共に、Ａ４２Ｎ基板位置極め用ピンが遊嵌する孔を穿設
すること。この孔の径は、ＡｌＮ基板の位置決め用ピン
径の２倍以上であること。

■　モリブデン板にはＡｌＮ基板位置極め用ピンを立設
すること。

さらに好ましくは次の■、■を備えるとよい。

■　銅板を上方から抑える荷重用ステンレス板に設ける
孔の径はピン径の２倍以上とし、この荷重用ステンレス
板がピンと干渉することなく、銅板と／ＩＮ基板に荷重
が全てかかるようにすること。

■　上記■の荷重用ステンレス板の上に補助ステンレス
板を設け、この補助ステンレス板に設ける孔の径はビジ
径の１．１倍にしてピンの傾きを防止しパターン精度を
向上させること。

［作用］ 本発明では、ＡｌＮ基板を固定するピンを支持す′る底
板には、ＡβＮと膨張率の近似するモリブデンを使用し
、銅板を固定するピンを支持する底板には、銅板と膨張
率の近似するステンレス鋼を使用し、底板を２重にし、
この２重底板の相対移動を中心で固定することにより、
昇温中に膨張率の違いによりＡｌＮ基板に応力が働いて
１位置ずれが発生するのを防止する。

このためステンレス底板にはモリブデンの底板に立設し
たピンが高温時に拘束されないような貫通孔を設ける。

この貫通孔をＡβＮ基板位置決め用ピン径の２倍以上に
することにより、高温において、ステンレスが膨張して
も、ＡεＮ基板の位置決め用ピンを押してピンにストレ
スがかかることはなく、パターン公差の劣化を防止する
ことができる。

ちなみに、ＡｌＮ、モリブデン、銅、ステンレス鋼の線
膨張係数は次の通りである。

／１４２Ｎ　　　　　４〜５Ｘ　１０−６／’Ｃモリブ
デン　　５．５　ｘ　１０−６／”Ｃ銅　　　　　　　
　　１７　Ｘ　１０−６／”Ｃステンレス鋼　１７　Ｘ
　１０−６／”Ｃしたがって、もし孔が小さいとステン
レスの膨張率が、ＡｌＮより大きいので、高温において
、膨張したステンレスが、ＡｌＮ基板の位置決め用ピン
を押して、ストレスを発生させる。

なお、セラミックス基板を固定するピンのモリブデン底
板への固定位置は銅板と干渉しない位置に選定する。

荷重用ステンレス板に設ける孔の径をピン径の２倍以上
にすることにより、ステンレス板がピンと干渉するのを
防止して、常に銅板上面に適切な荷重が一様にかかるよ
うにして、接合不良の発生を防止する。また、荷重用ス
テンレス板の上に、さらにもう−枚の補助ステンレス板
を設け、この補助ステンレス板に設けた孔の径をピン径
の１．１倍以下にすることにより、ピンの傾きを防止し
てパターン精度を向上させる。

［実施例］ 第１図に本発明の実施例の接合治具を示した。

本発明の接合治具ｌは底板がステンレスの底板６とモリ
ブデン底板７との二重底板８となっており、ステンレス
底板６には銅板１１の位置ぎめピン１３が立設してあり
、モリブデン底板７にはＡｌＮ基板１２の位置ぎめピン
１４が立設されている。モリブデン底板７に立設されて
いるピン１４はステンレス底板６を貫通して立設されて
おリ、その貫通孔１５はピン１４と遊隙を有する孔とな
っている。またこのピン１４は銅板１１と干渉しない位
置に設けられている。必要に応じ、銅板１１にもピン１
４が貫通する遊隙孔を設けておく。ステンレス底板Ｇと
モリブデン底板７とは、中心部において位置及び方向を
定める結合部９で結合され、この結合位置を中心にそれ
ぞれの膨張を拘束しないように結合されている。

荷重用ステンレス板４には、ピン径の２倍以上の径の孔
が設けられるので、荷重用ステンレス板４はピンと干渉
しない。したがって銅板上面に遺切な荷重が均一にかか
ることとなる。また、補助ステンレス板４ａにはピン径
の１．１倍以下の径の孔が設けられパターン精度を向上
するように構成されている。

このような構成により、ＡβＮ基板と銅板とは、焼成工
程中に熱膨張差を拘束されないので、冷却後熱膨張差に
基づく残留応力を生じない。

３６ｍｍｘ５４ｍｍＸ厚さ０．６３５ｍｍのＡｌＮ板に
表側に厚さ０．１５ｍｍ、裏側に厚さ０．３０　ｍ　ｍ
の銅板を接合した。ペーストはＴｉを含む銀銅ペースト
を用い、−真空中８５０　’Ｃｘ３０分で接合した。

接合治具として第１図に示す本発明の実施例の接合治具
及び従来の接合治具（第２図）を用いた。

従来の接合治具ではパターン公差±４０ｕｍであったが
、本発明の治具では±２０μｍとなった。また、欠陥率
は２０％以上であったのが２％以下になった。

［発明の効果〕 本発明の接合治具によれば、銅板とＡ９．Ｎセラミック
スとの接合基板において、熱膨張差による銅板とＡｌＮ
セラミックス板のパターンの誤差を極小にし、銅板とＡ
ｆｆＮ基板の接合不良を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１区は本発明の実施例の接合治具を示し、（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図、第２図は従来の接合治具を示し
、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 １−・・接合治具 ２・・・底板 ３・・・ピン ４・・・荷重用ステンレス板 ４ａ・・・補助ステンレス板 ５・・・孔 ６・・・ステンレス底板 ７・・・モリブデン底板 ８・・・二重底板 ９・・・結合部 １１・・・銅板 １２・・・ＡｌＮ板 １３．１４・・・ピン １５・・・孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　底板と、該底板に立設した複数の位置極め用ピンを
   備えた接合治具において、 底板をステンレス板とモリブデン板の二層とし、該ステ
   ンレス板とモリブデン板に治具の中心にて係合する係合
   部を設けると共に、ステンレス板には銅板位置極め用ピ
   ンを立設しＡｌＮ基板位置極め用ピンが遊嵌して貫通す
   る孔を設け、モリブデン板にはＡｌＮ基板位置極め用ピ
   ンを立設したことを特徴とする銅板とＡｌＮ基板の接合
   治具。