JPH06334057A - セラミックと金属リードとの接合構造及びその形成方法 - Google Patents
セラミックと金属リードとの接合構造及びその形成方法Info
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- JPH06334057A JPH06334057A JP12610993A JP12610993A JPH06334057A JP H06334057 A JPH06334057 A JP H06334057A JP 12610993 A JP12610993 A JP 12610993A JP 12610993 A JP12610993 A JP 12610993A JP H06334057 A JPH06334057 A JP H06334057A
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
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- H05K3/40—Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
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Abstract
く、更に面取加工における問題も解消できるセラミック
と金属リードとの接合構造及びその形成方法を提供する
こと。 【構成】 セラミックスと金属リードとの接合構造は、
AlNのセラミックス基板1とFe−Ni合金のリード
材2とを、BAg−8のロー材3にて接合したものであ
る。セラミックス基板1の角部には、C面取加工によっ
て、C面取寸法0.1〜0.3mmの範囲のC面取部5が
形成してあり、このC面取部5を覆う様にメタライズ層
6が形成してある。更に、C面取部5とリード材2との
間に形成された空間(ロー溜り)7には、多くのロー材
2が配置されており、このロー材2によって強固な接合
が行われる。
Description
パッケージにトランジスタをマウントする際等に使用さ
れるセラミックと金属リードとの接合構造及びその形成
方法に関するものである。
(リード材)との接合には、ロー材が使用されている。
このセラミック基板とリード材との接合強度は、セラミ
ック基板そのものの強度に大きく左右されるが、それ以
外にも、セラミック基板の端部の形状に大きく影響され
る。
ド材をロー付けする際に、セラミック基板の端部の角部
に、バレル研磨などによってR面取加工を施してR面取
部を形成しているが、このR面取部の大きさ等によって
接合強度が変化する。このR面取加工を施した基板と
は、図4に示す様に、セラミック基板P1の端部の角部
を(外側に凸に)丸める様に加工したもので、このR面
取加工を施したセラミック基板P1を使用すると、セラ
ミック基板P1とリード材P2とに間にロー溜りP3が
形成されるので、接合強度が大きく向上する。
たバレル研磨加工では、研磨に使用するメディア等の特
性上あまり大きなR面取加工ができないので、小さなR
面取部P4にてセラミック基板P1とリード材P2とを
接合しなければならないという問題があった。
には、接合に十分な量のロー材P5を使用しなければな
らないが、R面取部P4が小さいと、ロー付けの際にロ
ー材P5がはみ出して、(セラミック基板1より外側に
突出する)メニスカスP6の寸法(メニスカスサイズ)
が大きくなり過ぎるので、寸法精度に問題が生じてしま
うことがあった。具体的には、ロー付け後のセラミック
基板P1を他の部材に組み付けたり、或はセラミック基
板P1に他の部材を取り付ける際に、この大きなメニス
カスP6が邪魔になって、精度良く組み付けられないと
いう問題があった。
減することが考えられるが、減らしすぎると接合強度が
弱くなる可能性があるので好ましくない。また、前記問
題以外にも、R面取加工は時間がかかり過ぎ、しかも加
工中にセラミック基板P1が破損することがあり、歩留
りが悪いという問題があった。
れ、接合強度が大きく、しかもメニスカスが小さく、更
に面取加工における問題も解消できるセラミックと金属
リードとの接合構造及びその形成方法を提供することを
目的とする。
の請求項1の発明は、セラミック基板に金属リードをロ
ー材を用いて接合したセラミックと金属リードとの接合
構造において、セラミック基板の端部の角部にて、平面
状に傾斜して面取された面取部又は内側に凹んだ形状に
面取された面取部と、該面取部の表面に形成されたメタ
ライズ層と、該メタライズ層と前記金属リードとの間に
設けられたロー溜りのロー材と、を備えていることを特
徴とするセラミックと金属リードとの接合構造を要旨と
する。
部であることを特徴とする前記請求項1記載のセラミッ
クと金属リードとの接合構造を要旨とする。請求項3の
発明は、前記C面取部の寸法が、0.1〜0.3mmであ
ることを特徴とする前記請求項2記載のセラミックと金
属リードとの接合構造を要旨とする。
求項3のいずれか記載のセラミックと金属リードとの接
合構造の形成方法であって、セラミック基板にC面取加
工を施してC面取部を形成した後に、該C面取部にメタ
ライズを施してメタライズ層を形成し、次に該C面取部
のメタライズ層と金属リードとの間に加熱溶融したロー
材によってロー溜りを形成し、その後該ロー溜りのロー
材を冷却して前記セラミック基板と金属リードとを接合
することを特徴とするセラミックと金属リードとの接合
構造の形成方法を要旨とする。
は、例えばAlN,アルミナ,ムライト,Si3N4,ベ
リリヤ等が挙げられる。また、前記金属リードの素材と
しては、例えばFe−42重量%Ni合金,コバール等
が挙げられる。
に優れたMo−Mn系もしくはW系の厚膜メタライズ
や、Ti−Mo系の薄膜メタライズ等が挙げられる。前
記ロー材の種類としては、Cu−72重量%AgのBA
g−8,10重量%In−25重量%Cu−Ag等が挙
げられる。
け性を向上させるために、例えばNiメッキ層等を設け
ることが好ましい。
ー付けする際には、セラミック基板の端部の角部に所定
形状の面取部を形成したものを使用している。具体的に
は、平面状に傾斜して面取された面取部又は内側に凹ん
だ形状(凹状)に面取された面取部を備えたセラミック
基板を使用している。従って、金属リードを取り付ける
際のロー材の溜る部分が大きくなり、接合に十分な量の
ロー材を使用することができるので、接合強度が向上す
る。
合に十分な量のロー材を使用してもメニスカスは小さく
なり、よって寸法精度を向上することが可能である。特
に、セラミック基板の角部にC面取加工を施してC面取
部を形成する場合には、従来のR面取加工に比べて、接
合強度が向上するだけでなく、加工の歩留りも高く、し
かも面取の寸法の自由度が大きくなる。
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図1に示す様に、本実施例のセラミックスと金
属リードとの接合構造は、AlNからなるセラミックス
基板1とFe−42重量%Ni合金からなるリード材2
とを、Cu−72重量%Ag(BAg−8)からなるロ
ー材3にて接合したものである。
は、C面取加工によって、C面取寸法(縦・横の長さ)
0.1〜0.3mmの範囲のC面取部5が形成してあり、
このC面取部5を覆う様にメタライズ層6が形成してあ
る。具体的には、C面取部5の表面に加え、C面取部5
の両側のセラミックス基板側面1aの一部と上面1bの
一部に、厚さ約10μmのメタライズ層6が形成してあ
る。
成された断面略三角形状の空間(ロー溜り)7には、多
くのロー材2が配置されており、場合によっては、若干
のメニスカス8が形成されていることがある。次に、本
実施例のセラミックスと金属リードとの接合構造の形成
方法について、図2に基づいて説明する。
セラミック基板1の表面を、ダイス10で切削して線状
の溝11を形成する。このダイス10の先端は略V字状
であるので、溝11の断面形状もV字状になる。よっ
て、この溝11の中央で切断すると、図2(b)に示す
様に、上述したC面取寸法のC面取部5を備えたセラミ
ック基板1が形成される。
ミック基板1のC面取部5及びその周囲に、(基板上面
1bにおける)スクリーン印刷及び(C面取部5及び基
板側面1aにおける)タンポ印刷によってメタライズペ
ーストを塗布し、常法によって加熱してメタライズ層6
を形成する。尚、このメタライズ層6の寸法は、接合す
るリード材2の寸法(幅3.05mm×ロー付け部分の奥
行き0.975mm)に合わせて、同様に幅3.05mm×
奥行き0.975mmとされている。
メッキを施して、厚さ1.5μmのNiメッキ層(図示
せず)を形成する。 次に、上述したNiメッキ層及びメタライズ層6を備
えたセラミック基板1とリード材2との間に、幅3.4
5mm×奥行き1.00mm×厚さ30μmのロー材3を配
置して治具で固定し、870℃で加熱した後に冷却し
て、図2(d)に示す様に、セラミック基板1とリード
材2との接合を完了する。
ックと金属リードとの接合構造は、従来のR面取加工に
よって形成されたものと比較して、その接合強度が大き
いという顕著な特徴がある。また、接合強度が大きいに
もかかわらず、ロー溜り7の部分が大きいのでメニスカ
ス8を小さくすることができ、よって他の部材を取り付
ける際等の寸法精度を向上することができる。
C面取部5を形成しているので、従来のR面取加工より
も容易に大きな面取部分を形成でき、しかも加工歩留り
も殆ど100%と極めて高く、その上面取寸法の自由度
も大きいという利点がある。次に、本実施例の効果を確
認した実験例について説明する。 (実験例)この実験では、上述した実施例の形成方法
で、C面取寸法を0.1〜0.3mmの範囲で変えてセラ
ミックと金属リードとの接合構造の試料(試料No.1〜
3)を各々20個形成し、そのリード引張強度(平均,
最小値,最大値)の測定とメニスカスサイズ(図1参
照)の測定と全体的な評価とを行った。また、比較例と
して、面取処理を行わないもの(試料No.4)とR面取
加工を行ったもの(試料No.5)とを同じく20個づつ
形成し、同様な測定と評価を行った。その実験条件と測
定結果とを下記表1に記す。
上方に曲げ、その屈曲部分を上方に引張った場合の強度
を測定した。また、評価の◎は良,○はやや良,△は本
実施例のレベルには達しないもの,×は不良を意味す
る。
No.1〜3のものは、所定寸法のC面取加工を施してい
るので、平均のリード引張強度が2.64kg以上であ
り、しかもメカニカスサイズは0.18mm以下であり、
強度及び寸法精度の両方に優れているので好適である。
それに対して、比較例の試料No.4のものは、面取りを
施していないのでメニスカスサイズに関しては良いかも
知れないが、平均のリード引張強度が1.02kgと小さ
く接合強度が弱いので好ましくない。また、比較例の試
料No.5,6のものは、R面取加工を施している従来例
であるので、平均のリード引張強度が2.37kg以下と
やや小さく、しかもメカニカスサイズが0.2mm以上と
大きく、強度及び寸法精度の両方において、本実施例も
のより劣っているので好ましくない。
ず、本発明の要旨の範囲内において各種の態様で実施で
きることは勿論である。例えば、前記実施例の様に平面
状のC面取部5を形成するのではなく、図3に示す様
に、セラミック基板20の端部の角部に、内側に凹んだ
面取部21を形成してもよい。
さが同じであるが、縦横の長さが違っていてもよい。
金属リードをロー付けする際に使用するセラミック基板
として、傾斜した平面状の面取部又は内側に凹んだ形状
の面取部を設けたセラミック基板を使用している。従っ
て、金属リードを取り付ける際のロー材の溜る部分が大
きくなり、必要な量のロー材を使用することができるの
で、接合強度が向上するという顕著な効果がある。
大きくなるので、十分な量のロー材を使用して接合強度
を向上させた場合でも、メニスカスを小さくすることが
でき、よって寸法精度を向上することができる。特に、
面取部がC面取部である場合には、その加工が容易であ
りしかも歩留りが良いという利点があり、更にそのC面
取寸法が0.1〜0.3mmの場合には、十分な接合強度
が得られる。
板の角部にC面取加工を施してC面取部を形成するの
で、従来のR面取加工に比べて、接合強度が向上するだ
けでなく、加工が容易でかつ歩留りも高く、しかも面取
の寸法の自由度が大きくなるという効果が得られる。
構造を示す説明図である。
構造の形成手順を示す説明図である。
ある。
構造を示す説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 セラミック基板に金属リードをロー材を
用いて接合したセラミックと金属リードとの接合構造に
おいて、 セラミック基板の端部の角部にて、平面状に傾斜して面
取された面取部又は内側に凹んだ形状に面取された面取
部と、 該面取部の表面に形成されたメタライズ層と、 該メタライズ層と前記金属リードとの間に設けられたロ
ー溜りのロー材と、 を備えていることを特徴とするセラミックと金属リード
との接合構造。 - 【請求項2】 前記面取部が、C面取部であることを特
徴とする前記請求項1記載のセラミックと金属リードと
の接合構造。 - 【請求項3】 前記C面取部の寸法が、0.1〜0.3
mmであることを特徴とする前記請求項2記載のセラミッ
クと金属リードとの接合構造。 - 【請求項4】 前記請求項1ないし請求項3のいずれか
記載のセラミックと金属リードとの接合構造の形成方法
であって、 セラミック基板にC面取加工を施してC面取部を形成し
た後に、該C面取部にメタライズを施してメタライズ層
を形成し、次に該C面取部のメタライズ層と金属リード
との間に加熱溶融したロー材によってロー溜りを形成
し、その後該ロー溜りのロー材を冷却して前記セラミッ
ク基板と金属リードとを接合することを特徴とするセラ
ミックと金属リードとの接合構造の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12610993A JP3153672B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミックと金属リードとの接合構造及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12610993A JP3153672B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミックと金属リードとの接合構造及びその形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06334057A true JPH06334057A (ja) | 1994-12-02 |
JP3153672B2 JP3153672B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=14926852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12610993A Expired - Lifetime JP3153672B2 (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | セラミックと金属リードとの接合構造及びその形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3153672B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007201324A (ja) * | 2006-01-30 | 2007-08-09 | Denso Corp | 電子装置の実装構造および電子部品の実装方法 |
JP2008184691A (ja) * | 2008-03-26 | 2008-08-14 | Kyocera Corp | 真空容器の覗き窓および真空容器 |
JP2010067678A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 接合構造体及び半導体素子収納用パッケージ |
JP2016126849A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
JP2019068025A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 車両用電力モジュール |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP12610993A patent/JP3153672B2/ja not_active Expired - Lifetime
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