JPH09167817A - セラミックパッケージ用黒鉛製治具 - Google Patents
セラミックパッケージ用黒鉛製治具Info
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- JPH09167817A JPH09167817A JP28941696A JP28941696A JPH09167817A JP H09167817 A JPH09167817 A JP H09167817A JP 28941696 A JP28941696 A JP 28941696A JP 28941696 A JP28941696 A JP 28941696A JP H09167817 A JPH09167817 A JP H09167817A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、従来の黒鉛製治具の欠点を除去し
て、セラミックパッケージの生産収率を向上させ得る黒
鉛製治具を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、基板がＡｌ2 Ｏ3 を主体とす
るセラミックパッケージのろう付に使用される黒鉛製治
具であって、室温〜１，０００℃までの平均熱膨張係数
が５．５×１０-6℃-1〜８．０×１０-6℃-1の範囲で、
熱膨張係数の異方比が１．２５以下の黒鉛材からなるこ
とを特徴とする。
て、セラミックパッケージの生産収率を向上させ得る黒
鉛製治具を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、基板がＡｌ2 Ｏ3 を主体とす
るセラミックパッケージのろう付に使用される黒鉛製治
具であって、室温〜１，０００℃までの平均熱膨張係数
が５．５×１０-6℃-1〜８．０×１０-6℃-1の範囲で、
熱膨張係数の異方比が１．２５以下の黒鉛材からなるこ
とを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体のセラミッ
クパッケージの位置決めやリードピン、リードフレーム
のろう付等に使用される黒鉛製治具に関する。
クパッケージの位置決めやリードピン、リードフレーム
のろう付等に使用される黒鉛製治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子工業部品の多様化と短小軽薄化に伴
い、電子工業部品の製作に使用される耐熱性治具の形状
は複雑多岐となり、特に黒鉛製治具は耐熱性や加工性等
が優れているため、その要請に応じて需要が増々高まり
つつある。特に半導体のセラミックパッケージ用黒鉛製
治具は、その性質上セラミック基板、リードピン、リー
ドフレーム等の多くの電子部品を黒鉛製治具本体の表面
に精度よく位置決めして載置する必要があるものであ
る。
い、電子工業部品の製作に使用される耐熱性治具の形状
は複雑多岐となり、特に黒鉛製治具は耐熱性や加工性等
が優れているため、その要請に応じて需要が増々高まり
つつある。特に半導体のセラミックパッケージ用黒鉛製
治具は、その性質上セラミック基板、リードピン、リー
ドフレーム等の多くの電子部品を黒鉛製治具本体の表面
に精度よく位置決めして載置する必要があるものであ
る。
【０００３】そのため、従来は図３に示すように黒鉛製
治具（１０）の所定の位置に電子部品の位置決めをする
ための金属ピン（３１）が打ち込まれたり、黒鉛本体が
精密に機械加工されていた。
治具（１０）の所定の位置に電子部品の位置決めをする
ための金属ピン（３１）が打ち込まれたり、黒鉛本体が
精密に機械加工されていた。
【０００４】しかしながら、従来の黒鉛製治具を用いて
セラミックパッケージの位置決めやリードピン（２
１）、リードフレーム（２２）のろう付を行った場合、
でき上がったセラミックパッケージの製品は寸法不良、
特にリードピン（２１）、リードフレーム（２２）のピ
ッチ間隔の不良やリードピン（２１）、リードフレーム
（２２）のろう付部近傍にカーボン粉の付着等が発生し
たり、極端な場合は、セラミックパッケージと黒鉛製治
具とがかみ合って抜き取ることができない等のトラブル
が発生し、生産収率を上げることができなかった。
セラミックパッケージの位置決めやリードピン（２
１）、リードフレーム（２２）のろう付を行った場合、
でき上がったセラミックパッケージの製品は寸法不良、
特にリードピン（２１）、リードフレーム（２２）のピ
ッチ間隔の不良やリードピン（２１）、リードフレーム
（２２）のろう付部近傍にカーボン粉の付着等が発生し
たり、極端な場合は、セラミックパッケージと黒鉛製治
具とがかみ合って抜き取ることができない等のトラブル
が発生し、生産収率を上げることができなかった。
【０００５】本発明者は、この種のトラブルの原因につ
いて種々検討を行った。その結果、従来の黒鉛製治具を
つくっている黒鉛材の熱膨張係数が小さすぎることが原
因となっていることが判明した。すなわち、黒鉛材は一
般にセラミック材料にくらべ熱膨張係数が小さく、４．
５×１０-6℃-1以下がほとんどである。セラミックパッ
ケージのろう付作業はセラミック基板（２０）とリード
ピン（２１）、リードフレーム（２２）、ろう材をそれ
ぞれ黒鉛製治具（１０）に載置し、８００℃〜１，００
０℃の処理炉に入れることによって行われる。このとき
セラミック基板（２０）及び黒鉛製治具（１０）は加熱
により熱膨張を起こすが、両者の熱膨張係数が違いすぎ
るため、８００℃〜１，０００℃でろう付を行っても冷
却後のセラミックパッケージの寸法精度は満足のいくも
のでなく、同時に熱膨張係数のミスマッチによってリー
ドピン（２１）、リードフレーム（２２）が黒鉛製治具
と加圧接触の状態でこすれ合うため、ろう付部近傍にカ
ーボン粉が付着することも重なって生産収率が思わしく
なかった。
いて種々検討を行った。その結果、従来の黒鉛製治具を
つくっている黒鉛材の熱膨張係数が小さすぎることが原
因となっていることが判明した。すなわち、黒鉛材は一
般にセラミック材料にくらべ熱膨張係数が小さく、４．
５×１０-6℃-1以下がほとんどである。セラミックパッ
ケージのろう付作業はセラミック基板（２０）とリード
ピン（２１）、リードフレーム（２２）、ろう材をそれ
ぞれ黒鉛製治具（１０）に載置し、８００℃〜１，００
０℃の処理炉に入れることによって行われる。このとき
セラミック基板（２０）及び黒鉛製治具（１０）は加熱
により熱膨張を起こすが、両者の熱膨張係数が違いすぎ
るため、８００℃〜１，０００℃でろう付を行っても冷
却後のセラミックパッケージの寸法精度は満足のいくも
のでなく、同時に熱膨張係数のミスマッチによってリー
ドピン（２１）、リードフレーム（２２）が黒鉛製治具
と加圧接触の状態でこすれ合うため、ろう付部近傍にカ
ーボン粉が付着することも重なって生産収率が思わしく
なかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
知見に基づいて従来の黒鉛製治具の欠点を除去して、セ
ラミックパッケージの生産収率を向上させる黒鉛製治具
を得ることを目的としてなされたものである。
知見に基づいて従来の黒鉛製治具の欠点を除去して、セ
ラミックパッケージの生産収率を向上させる黒鉛製治具
を得ることを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板がＡｌ2
Ｏ3 を主体とするセラミックパッケージのろう付に使用
される黒鉛製治具であって、室温〜１，０００℃までの
平均熱膨張係数が５．５×１０-6℃-1〜８．０×１０-6
℃-1の範囲で、熱膨張係数の異方比が１．２５以下の黒
鉛材からなることを特徴とする。また、基板がＡｌＮ又
はＳｉＣを主体とするセラミックパッケージのろう付に
使用される黒鉛製治具であって、室温〜１，０００℃ま
での平均熱膨張係数が４．５×１０-6℃-1〜６．０×１
０-6℃-1の範囲で、熱膨張係数の異方比が１．２５以下
の黒鉛材からなることを特徴する。
Ｏ3 を主体とするセラミックパッケージのろう付に使用
される黒鉛製治具であって、室温〜１，０００℃までの
平均熱膨張係数が５．５×１０-6℃-1〜８．０×１０-6
℃-1の範囲で、熱膨張係数の異方比が１．２５以下の黒
鉛材からなることを特徴とする。また、基板がＡｌＮ又
はＳｉＣを主体とするセラミックパッケージのろう付に
使用される黒鉛製治具であって、室温〜１，０００℃ま
での平均熱膨張係数が４．５×１０-6℃-1〜６．０×１
０-6℃-1の範囲で、熱膨張係数の異方比が１．２５以下
の黒鉛材からなることを特徴する。
【０００８】半導体のセラミックパッケージに使われる
セラミック基板は、Ａｌ2 Ｏ3 を主体としたもの、Ｂｅ
Ｏを主体としたもの、及びステアタイト（ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ2)やフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2)を主体と
したもの等の酸化物セラミックスや、ガラス−セラミッ
クス複合系基板としてＡｌ2 Ｏ3 とホウケイ酸ガラス
（Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2)、又はホウケイ酸鉛ガラス（Ｂ2
Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ）等があり、非酸化物系ではＡ
ｌＮを主体としたもの、ＳｉＣを主体としたものがあ
る。これらの中で、Ａｌ2 Ｏ3 を主体としたものが大部
分をしめている。
セラミック基板は、Ａｌ2 Ｏ3 を主体としたもの、Ｂｅ
Ｏを主体としたもの、及びステアタイト（ＭｇＯ・Ｓｉ
Ｏ2)やフォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ2)を主体と
したもの等の酸化物セラミックスや、ガラス−セラミッ
クス複合系基板としてＡｌ2 Ｏ3 とホウケイ酸ガラス
（Ｂ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2)、又はホウケイ酸鉛ガラス（Ｂ2
Ｏ3 −ＳｉＯ2 −ＰｂＯ）等があり、非酸化物系ではＡ
ｌＮを主体としたもの、ＳｉＣを主体としたものがあ
る。これらの中で、Ａｌ2 Ｏ3 を主体としたものが大部
分をしめている。
【０００９】ここで、室温から１，０００℃までの平均
熱膨張係数とは、２０℃〜１００℃の熱膨張係数に１．
３２×１０-6℃-1の補正値をくわえて求めたもの（石
川，長沖著、昭和５５年１０月２０日発行、「新・炭素
工業」、第１３３頁〜第１３５頁参照）に相当する（以
下、本発明の場合のそれは、単に「熱膨張係数」とい
う）。
熱膨張係数とは、２０℃〜１００℃の熱膨張係数に１．
３２×１０-6℃-1の補正値をくわえて求めたもの（石
川，長沖著、昭和５５年１０月２０日発行、「新・炭素
工業」、第１３３頁〜第１３５頁参照）に相当する（以
下、本発明の場合のそれは、単に「熱膨張係数」とい
う）。
【００１０】セラミック基板がＡｌ2 Ｏ3 を主体とした
ものからなるものは、好ましくは熱膨張係数が５．５×
１０-6℃-1〜８．０×１０-6℃-1の黒鉛材からなるろう
付用治具を用いるものが良い。また、セラミック基板が
ＡｌＮを主体としたもの、及びＳｉＣを主体としたもの
からなるものは、好ましくは４．５×１０-6℃-1〜６．
０×１０-6℃-1の黒鉛材からなるろう付用治具を用いる
のが良い。
ものからなるものは、好ましくは熱膨張係数が５．５×
１０-6℃-1〜８．０×１０-6℃-1の黒鉛材からなるろう
付用治具を用いるものが良い。また、セラミック基板が
ＡｌＮを主体としたもの、及びＳｉＣを主体としたもの
からなるものは、好ましくは４．５×１０-6℃-1〜６．
０×１０-6℃-1の黒鉛材からなるろう付用治具を用いる
のが良い。
【００１１】黒鉛材の方向性は、限定しないが、好まし
くは熱膨張係数の異方比が１．２５以下の等方性黒鉛素
材を用いると良い。
くは熱膨張係数の異方比が１．２５以下の等方性黒鉛素
材を用いると良い。
【００１２】セラミックパッケージのＡｌ2 Ｏ3 を主体
とした基板の熱膨張係数は７．５×１０-6℃-1〜７．８
×１０-6℃-1であるので、ろう付時の熱膨張係数のミス
マッチをできるだけ少なくして規定のパッケージ仕上り
寸法精度を出すためには、黒鉛製治具の熱膨張係数をＡ
ｌ2 Ｏ3 基板の熱膨張係数に近づけることによって行わ
れる。また、ＡｌＮを主体とした基板、及びＳｉＣを主
体とした基板の熱膨張係数は４．５×１０-6℃-1〜４．
９×１０-6℃-1であるので、Ａｌ2 Ｏ3 を主体とした基
板の時と同じように黒鉛製治具の熱膨張係数を調和させ
ることによってパッケージの仕上り寸法精度を確保す
る。
とした基板の熱膨張係数は７．５×１０-6℃-1〜７．８
×１０-6℃-1であるので、ろう付時の熱膨張係数のミス
マッチをできるだけ少なくして規定のパッケージ仕上り
寸法精度を出すためには、黒鉛製治具の熱膨張係数をＡ
ｌ2 Ｏ3 基板の熱膨張係数に近づけることによって行わ
れる。また、ＡｌＮを主体とした基板、及びＳｉＣを主
体とした基板の熱膨張係数は４．５×１０-6℃-1〜４．
９×１０-6℃-1であるので、Ａｌ2 Ｏ3 を主体とした基
板の時と同じように黒鉛製治具の熱膨張係数を調和させ
ることによってパッケージの仕上り寸法精度を確保す
る。
【００１３】黒鉛製治具の熱膨張係数が４．５×１０-6
℃-1〜８．０×１０-6℃-1の範囲を逸脱するとセラミッ
ク基板との熱膨張係数の調和作用が失われ、ミスマッチ
によって規格内の製品を得る収率が低下する。
℃-1〜８．０×１０-6℃-1の範囲を逸脱するとセラミッ
ク基板との熱膨張係数の調和作用が失われ、ミスマッチ
によって規格内の製品を得る収率が低下する。
【００１４】また、リードピン、リードフレームのろう
付部近傍のカーボン粉の付着は上記の熱膨張係数調和作
用によって防止することができるが、ＮＣ工作機等によ
って精密加工された黒鉛製治具には加工時に発生した黒
鉛の切削粉が付着しているので、ろう付作業を行う前
に、水、あるいはアルコール等の有機溶剤で超音波洗浄
しておくことが好ましい。
付部近傍のカーボン粉の付着は上記の熱膨張係数調和作
用によって防止することができるが、ＮＣ工作機等によ
って精密加工された黒鉛製治具には加工時に発生した黒
鉛の切削粉が付着しているので、ろう付作業を行う前
に、水、あるいはアルコール等の有機溶剤で超音波洗浄
しておくことが好ましい。
【００１５】
【実施例】次に実施例を示す。
【００１６】実施例１ 熱膨張係数が７．０×１０-6℃-1の黒鉛材を加工して、
図１に示すピングリッドアレイ型半導体パッケージのろ
う付するための黒鉛製治具（１０）（１２０×１９０×
１０）を作製した。この治具を用いてＡｌ2 Ｏ3 を主体
とするセラミック基板（２０）を用いたピングリッドア
レイ型半導体パッケージのろう付作業を行った。この結
果を表１に示す。
図１に示すピングリッドアレイ型半導体パッケージのろ
う付するための黒鉛製治具（１０）（１２０×１９０×
１０）を作製した。この治具を用いてＡｌ2 Ｏ3 を主体
とするセラミック基板（２０）を用いたピングリッドア
レイ型半導体パッケージのろう付作業を行った。この結
果を表１に示す。
【００１７】実施例２ 熱膨張係数が４．６×１０-6℃-1の黒鉛材を加工して、
実施例１と同様に図１に示すピングリッドアレイ型半導
体パッケージのろう付するための黒鉛製治具（１０）
（１２０×１９０×１０）を作製した。この治具を用い
てＡｌＮを主体とするセラミック基板（２０）を用いた
ピングリッドアレイ型半導体パッケージのろう付作業を
行った。この結果を表１に示す。
実施例１と同様に図１に示すピングリッドアレイ型半導
体パッケージのろう付するための黒鉛製治具（１０）
（１２０×１９０×１０）を作製した。この治具を用い
てＡｌＮを主体とするセラミック基板（２０）を用いた
ピングリッドアレイ型半導体パッケージのろう付作業を
行った。この結果を表１に示す。
【００１８】実施例３ 熱膨張係数が５．１×１０-6℃-1の黒鉛材を加工して、
実施例１と同様に図１に示すピングリッドアレイ型半導
体パッケージのろう付するための黒鉛製治具（１０）
（１２０×１９０×１０）を作製した。この治具を用い
てＳｉＣを主体とするセラミック基板（２０）を用いた
ピングリッドアレイ型半導体パッケージのろう付作業を
行った。この結果を表１に示す。
実施例１と同様に図１に示すピングリッドアレイ型半導
体パッケージのろう付するための黒鉛製治具（１０）
（１２０×１９０×１０）を作製した。この治具を用い
てＳｉＣを主体とするセラミック基板（２０）を用いた
ピングリッドアレイ型半導体パッケージのろう付作業を
行った。この結果を表１に示す。
【００１９】実施例４ 熱膨張係数が６．１×１０-6℃-1の黒鉛材を加工して、
図２に示すデュアル・イン・ライン型半導体パッケージ
のろう付するための黒鉛製治具（１０）（１１０×１８
０×１０）を作製した。この治具を用いてＡｌ2 Ｏ3 を
主体とするセラミック基板（２０）を用いたデュアル・
イン・ライン型半導体パッケージのろう付作業を行っ
た。この結果を表１に示す。
図２に示すデュアル・イン・ライン型半導体パッケージ
のろう付するための黒鉛製治具（１０）（１１０×１８
０×１０）を作製した。この治具を用いてＡｌ2 Ｏ3 を
主体とするセラミック基板（２０）を用いたデュアル・
イン・ライン型半導体パッケージのろう付作業を行っ
た。この結果を表１に示す。
【００２０】比較例１ 熱膨張係数が３．０×１０-6℃-1の黒鉛材を用いて、実
施例１と同じ形状の治具を作製し、実施例１と同じろう
付作業を行った。この結果を表１に示す。
施例１と同じ形状の治具を作製し、実施例１と同じろう
付作業を行った。この結果を表１に示す。
【００２１】比較例２ 熱膨張係数が３．３×１０-6℃-1の黒鉛材を用いて、実
施例２と同じ形状の治具を作製し、実施例２と同じろう
付作業を行った。この結果を表１に示す。
施例２と同じ形状の治具を作製し、実施例２と同じろう
付作業を行った。この結果を表１に示す。
【００２２】比較例３ 熱膨張係数が４．０×１０-6℃-1の黒鉛材を用いて、実
施例４と同じ形状の治具を作製して、実施例４と同じろ
う付作業を行った。この結果を表１に示す。
施例４と同じ形状の治具を作製して、実施例４と同じろ
う付作業を行った。この結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によって得
られたセラミックパッケージのろう付用黒鉛製治具を用
いることによって、きびしい仕上り寸法精度の要求され
るセラミックパッケージのろう付作業の生産収率を飛躍
的に向上させることができ、この業界において極めて有
用なものである。
られたセラミックパッケージのろう付用黒鉛製治具を用
いることによって、きびしい仕上り寸法精度の要求され
るセラミックパッケージのろう付作業の生産収率を飛躍
的に向上させることができ、この業界において極めて有
用なものである。
【図１】ピングリッドアレイ型半導体パッケージを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】デュアル・イン・ライン型半導体パッケージを
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図３】半導体パッケージをろう付するための黒鉛製治
具を示す斜視図である。
具を示す斜視図である。
１０・・・・・・・・・・黒鉛製治具 ２０・・・・・・・・・・セラミック基板 ２１・・・・・・・・・・リードピン ２２・・・・・・・・・・リードフレーム ３１・・・・・・・・・・位置決め用金属ピン
Claims (2)
- 【請求項１】 基板がＡｌ2 Ｏ3 を主体とするセラミッ
クパッケージのろう付に使用される黒鉛製治具であっ
て、室温〜１，０００℃までの平均熱膨張係数が５．５
×１０-6℃-1〜８．０×１０-6℃-1の範囲で、熱膨張係
数の異方比が１．２５以下の黒鉛材からなることを特徴
とする黒鉛製治具。 - 【請求項２】 基板がＡｌＮ又はＳｉＣを主体とするセ
ラミックパッケージのろう付に使用される黒鉛製治具で
あって、室温〜１，０００℃までの平均熱膨張係数が
４．５×１０-6℃-1〜６．０×１０-6℃-1の範囲で、熱
膨張係数の異方比が１．２５以下の黒鉛材からなること
を特徴する黒鉛製治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28941696A JPH09167817A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | セラミックパッケージ用黒鉛製治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28941696A JPH09167817A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | セラミックパッケージ用黒鉛製治具 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62147347A Division JP2608287B2 (ja) | 1987-06-12 | 1987-06-12 | 黒鉛製治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09167817A true JPH09167817A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=17742966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28941696A Pending JPH09167817A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | セラミックパッケージ用黒鉛製治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09167817A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358496A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of graphite substrate for oxidation resistant coating |
| JPS6027470A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Hitachi Ltd | ピンろう接方法 |
| JPS6381839A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Nec Corp | ろう付け方法 |
| JPS63310143A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-19 | Ibiden Co Ltd | 黒鉛製治具 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP28941696A patent/JPH09167817A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5358496A (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-26 | Agency Of Ind Science & Technol | Production of graphite substrate for oxidation resistant coating |
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| JPS6381839A (ja) * | 1986-09-25 | 1988-04-12 | Nec Corp | ろう付け方法 |
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