JPS6276525A - モリブデン板とその製造方法 - 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】 し発明の技術分野］ 本発明は耐エツチング性に優れたモリブデン板とその製
造方法に関し、更に詳しくは、半導体電力素子基板とし
て有用なモリブデンディスクとその製造方法に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 半導体整流素子の基板には通常モリブデン製のディスク
が使用されている。このモリブデンディスクは慨ね次の
ようにして製造されている。

まず常用の粉末冶金法によって所定の密度、形状を有す
るモリブデンの焼結インゴットを製造する。ついで、こ
の焼結体に熱間加工を施して全体を厚み３〜１０ｍｍの
板材とする。熱間加工は、鍜造、圧延又は両者を連続的
に組合わせて行なわれる。

この加工工程で、焼結体を構成していた等軸状のモリブ
デン結晶粒は加工方向と直交する方向に伸張する繊維状
又は扁平形状の結晶粒に変形して配列する。あわせて、
この過程では焼結体に分布していたボイドが圧壊して消
失し全体が緻密組織に転形する。

この工程における加工率は、用いる焼結体の密度、大き
さなどによって異なってはくるが、最終板材の厚みが３
〜ｌＯ■であることを考えると、あまり大きくはなく３
０〜５０％程度であることが通例である。なお、ここで
加工率とは、加工前後における素材の鍜造方向厚みをそ
れぞれＨ，Ｈ’としあって、この値が大きいほど素材に
強加工を施したということを意味する。

半導体電力素子用基板の製造に当っては、上記のように
して製造したモリブデン板材を打抜き加工して所定径の
ディスクとし、このディスクを研削砥石などを用いて研
摩したのち、最後にラッピング処理のような平滑表面仕
上げを施して製品とする。

しかしながら、上記のようにして製造したモリブデンデ
ィスクを用いて実際に半導体電力素子を組上げる場合、
つぎのような不都合がしばしば発生している。

すなわち、モリブデンディスクの上に必要な部材を順次
接合して組立てたのち、素子全体を弗酸、硝酸などの薬
剤を用いてエツチングする際に発生する問題、つまり、
エツチング処理待にモリブデンディスクから少量ではあ
れモリブデンが溶出しそれが他の部材に付着して汚染す
るという問題である。

その結果、組立てた素子は絶縁不良品となり、全体とし
ての素子製造時の歩留りは低下する。

［発明の目的］ 本発明は上記した問題を解消し、半導体電力素子基板と
して好適な性状のモリブデンの板材とその製造方法の提
供を目的とする。

［発明の概要］ 本発明者らは、半導体電力素子の組立て時のエツチング
工程におけるモリブデンの溶出問題につき鋭意研究を重
ねた結果、従来から使用されているモリブデン板の大半
は、板材の面内方向に伸長して配列するモリブデン結晶
組織と比較的等軸状で°゛丸い″結晶粒とが混在する組
織である、すなわち結晶配列が整序されていない組織で
あるとの事実を知り及んだ。この事実から本発明者らは
、このような組織の場合、その板材においては板材表面
に露出してくる各結晶粒間の粒界数は多くなり、その結
果、粒界がエツチングでアタックされる機会も多くなり
、゛丸い”結晶粒の溶出する機会も増大するとの推論を
抱いた。

本発明者らは、上記推論を基礎にして、上記目的の達成
のためには板材表面に露出する結晶粒界の数を減少せし
めればよいこと、そのためには、熱間加工時の加工率を
高めて繊維状の結晶粒の存在比率を高め逆にパ丸い°“
結晶粒の存在比率を低下せしめて総体として結晶配列を
安定に整序せしめることが有効であるとの着想を抱き、
本発明のモリブデン板材とその製造方法を開発するに到
った。

すなわち、本発明のモリブデン板は、長さ（Ｌ）と横（
Ｗ）の比（Ｌ／Ｗ）が４以上のモリブデン結晶粒を単位
断面積（ｍｍ’）当り７０％以上含有することを特徴と
し、その製造方法は、モリブデンの焼結体に加工率５０
％以上の熱間加工を施すことを特徴とする。

まず、本発明のモリブデン板材では、主要には、細長く
繊維状の形態をしたモリブデン結晶粒が互いに絡みあっ
た状態で配列した組織である。

個々の結晶粒は、その長さをＬ、断面における福の最大
値をＷとしたときＬ／Ｗが４以上であるような形状であ
る。　Ｌ／−が４より小さいということは、後述する加
工工程における加工率が充分でないということを意味し
ていて、依然として°“丸いパ結晶粒が高い存在比率で
混在することを意味する。

また、本発明の板材において、上記した形状の結晶粒は
、板材の単位断面積（Ｉ１ｍ’）当り７０％以上存在す
る。この存在比率があまり小さすぎると。

先に述べた゛丸いパ結晶が多く存在することになり、耐
エツチング特性が悪化することであり、またあまり大き
すぎると板材としての柔軟性に欠け、打抜き加工等の２
次加工時にクラックを生じたりすることがあるからであ
る。

本発明のモリブデン板は次のようにして製造される。ま
ず、常法によりモリブデンの焼結体を製造する。このと
きの製造条件によって各種畜度の焼結体が得られるが、
通常は真密度の８８％〜９８％である。

つぎに、この焼結体を熱間で鍜造、圧延又は両者を組合
わせて加下し、所定厚みの板材とする。

厚みは３ｍｍ以」；である。

この熱間加工時における加工率は、それがあまり小さい
場合にはモリブデン結晶粒が上記した形状特性又は存在
比率を示さず耐エンチング性が低重するので、５０％以
北に設定される。好ましくは７０％以上である。

また、加工時に適用する温度は、それをあまり高くする
と加工組織と再結晶効果によって生成した組織とが混在
するようになって結晶配タリの点で整序性を欠くので、
通常８００〜１．２（ｌｏ’ｃであることが好ましい。

このようにして得られた板材を所定径のディスクに打抜
き加工し、ついで研摩−ラッピングを施せば、耐エツチ
ング性に優れた半導体電力素子基板として実用に供する
ことができる。

［発明の実施例］ 常法により真畜度比９５％で、断面形状が高さ１５ｍｍ
、幅４０ｍｍであるモリブデンのインゴフトをＭ　ｍし
た。

このインゴフトを８律の三方ロール圧延装置にかけ、加
工率がそれぞれＡ：５０％、Ｂニア０％。

Ｃ：８０％である３種類の板材とした。これら各板材の
断面形状、モリブデン結晶粒の形状、存在比−（へを第
１表に示した。比較例として加工率３０％の板材につい
ても併記した。

第１表 以上４種類の板材から直径４０ｍｍのディスクを打抜き
加工し、それぞれのディスクの表面を研削砥石で研摩し
たのちラッピングして表面１■さ５Ｓの半導体電力素子
用基板とした。

これらを、弗酸と硝酸の混合酸（混合比ｌ・３）のエツ
チング液に常温下で０．５時間浸漬した。各ディスクの
重量減少を測定してそれぞれの重量減少率を算出し、あ
わせてディクス断面を顕微鏡観察した。結果を第２表に
示した。

第２表 ［発明の効果］ 以（−の紅東から明らかなように、）Ｔ：、発明のモリ
ブデン板は耐エンチング性にｆΩれており、半・９体電
力素子用のノ、（板と１−てイ（川である。またその製
造方法は、従来の熱間加圧法を大幅に変更することかな
いのでＴ業的にも容易に適用できて価値が高い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）の比（Ｌ／Ｗ）が４以上のモ
   リブデン結晶粒を単位断面積（ｍｍ＾２）当り７０％以
   上含有することを特徴とするモリブデン板。 ２、該モリブデン板が半導体電力素子用モリブデン基板
   である特許請求の範囲第１項記載のモリブデン板。 ３、モリブデンの焼結体に加工率５０％以上の熱間加工
   を施すことを特徴とする、長さ（Ｌ）と幅（Ｗ）の比（
   Ｌ／Ｗ）が、４以上のモリブデン結晶粒を単位断面積（
   ｍｍ＾２）当り７０％以上含有することを特徴とするモ
   リブデン板の製造方法。 ４、該加工率が７０％以上である特許請求の範囲第３項
   記載の方法。