JPH06166568A - 黒鉛治具 - Google Patents
黒鉛治具Info
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- JPH06166568A JPH06166568A JP5151334A JP15133493A JPH06166568A JP H06166568 A JPH06166568 A JP H06166568A JP 5151334 A JP5151334 A JP 5151334A JP 15133493 A JP15133493 A JP 15133493A JP H06166568 A JPH06166568 A JP H06166568A
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- graphite
- pyrolytic carbon
- graphite material
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 黒鉛治具の電子部品との接触による耐磨耗性
を高める。 【構成】 等方性で熱膨張係数が1.5×10-6〜7.
0×10-6℃-1の範囲である黒鉛材を縦120mm、横
190mm、厚さ10mmに加工して電子部品製造用の
黒鉛治具を作製する。この黒鉛治具をCVD炉中に設
け、1400℃に加熱し、水素ガスをキャリアガスと
し、炭化水素ガスとしてメタンを炉内に導入し、両者を
反応させて黒鉛治具の表面に厚さ0.5μmの熱分解炭
素被膜を形成する。この黒鉛治具に、電子部品のリード
を位置合わせ孔に挿入し、リングの位置決めを行った
後、炉内温度925℃、窒素雰囲気の炉内に30分間保
持することにより、ガラス封着作業を行った。その結
果、ガラス封着作業を125回以上繰り返しても、封着
したガラスに黒鉛粉による汚れの発生は認められなかっ
た。
を高める。 【構成】 等方性で熱膨張係数が1.5×10-6〜7.
0×10-6℃-1の範囲である黒鉛材を縦120mm、横
190mm、厚さ10mmに加工して電子部品製造用の
黒鉛治具を作製する。この黒鉛治具をCVD炉中に設
け、1400℃に加熱し、水素ガスをキャリアガスと
し、炭化水素ガスとしてメタンを炉内に導入し、両者を
反応させて黒鉛治具の表面に厚さ0.5μmの熱分解炭
素被膜を形成する。この黒鉛治具に、電子部品のリード
を位置合わせ孔に挿入し、リングの位置決めを行った
後、炉内温度925℃、窒素雰囲気の炉内に30分間保
持することにより、ガラス封着作業を行った。その結
果、ガラス封着作業を125回以上繰り返しても、封着
したガラスに黒鉛粉による汚れの発生は認められなかっ
た。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、黒鉛治具に係り、特に
トランジスタ,ダイオードの接合、ガラス封着、セラミ
ックパッケージの位置決め、リードフレームのろう付け
等、電子部品の製造用に適した黒鉛治具に関する。
トランジスタ,ダイオードの接合、ガラス封着、セラミ
ックパッケージの位置決め、リードフレームのろう付け
等、電子部品の製造用に適した黒鉛治具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の黒鉛治具は、材料の優れ
た熱的性質(熱伝導率大、熱膨張率小)と易加工性によ
り、微細かつ精密な形状が要求される電子部品の接合、
ガラス封着、位置決め、ろう付け等の治具として広く用
いられてきた。
た熱的性質(熱伝導率大、熱膨張率小)と易加工性によ
り、微細かつ精密な形状が要求される電子部品の接合、
ガラス封着、位置決め、ろう付け等の治具として広く用
いられてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記黒鉛治具
は、易加工性という利点を有する反面、脆弱であるた
め、上記電子部品を黒鉛治具に配設させる際にその端部
の黒鉛治具への接触や、リードの位置合わせ孔への挿入
の際の孔壁への接触により磨耗し易いという欠点があ
る。そのために、黒鉛治具が短寿命であると共に磨耗に
より生じた黒鉛粉により電子部品自身や作業環境が汚染
されるという問題がある。また、黒鉛材のポアー中に入
り込んだ黒鉛粉については、上記電子部品の製造中に外
部に飛びだして周囲を汚染させるという問題がある。そ
して、この黒鉛粉については、その除去が容易ではな
く、除去のための煩雑な洗浄工程を要するという問題が
ある。本発明は、上記した問題を解決しようとするもの
で、電子部品との摩擦に対する耐磨耗性に優れると共
に、黒鉛粉により作業環境等を汚染しない黒鉛治具を提
供することを目的とする。
は、易加工性という利点を有する反面、脆弱であるた
め、上記電子部品を黒鉛治具に配設させる際にその端部
の黒鉛治具への接触や、リードの位置合わせ孔への挿入
の際の孔壁への接触により磨耗し易いという欠点があ
る。そのために、黒鉛治具が短寿命であると共に磨耗に
より生じた黒鉛粉により電子部品自身や作業環境が汚染
されるという問題がある。また、黒鉛材のポアー中に入
り込んだ黒鉛粉については、上記電子部品の製造中に外
部に飛びだして周囲を汚染させるという問題がある。そ
して、この黒鉛粉については、その除去が容易ではな
く、除去のための煩雑な洗浄工程を要するという問題が
ある。本発明は、上記した問題を解決しようとするもの
で、電子部品との摩擦に対する耐磨耗性に優れると共
に、黒鉛粉により作業環境等を汚染しない黒鉛治具を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の構成上の特徴は、電子部品の接合、ガラス
封着、位置決め、ろう付けに用いる黒鉛治具であって、
等方性で熱膨張係数が1.5×10-6〜7.0×10-6
℃-1の範囲である黒鉛材の表面に熱分解炭素を0.5〜
25.0μmの厚さに被覆し、黒鉛材のポアー中にある
加工粉を閉じ込めてなることにある。
に、本発明の構成上の特徴は、電子部品の接合、ガラス
封着、位置決め、ろう付けに用いる黒鉛治具であって、
等方性で熱膨張係数が1.5×10-6〜7.0×10-6
℃-1の範囲である黒鉛材の表面に熱分解炭素を0.5〜
25.0μmの厚さに被覆し、黒鉛材のポアー中にある
加工粉を閉じ込めてなることにある。
【0005】ここで、使用する黒鉛材は等方性であるこ
とが必要である。異方性黒鉛材の場合、熱膨張係数の異
方比が1.30以上となるため、熱分解炭素被膜と黒鉛
材の間に、特にコーナー部を中心として、熱膨張のミス
マッチが極端に大きくなり、クラック、剥離が発生す
る。等方性黒鉛材の場合、熱分解炭素被膜の膜厚が0.
5〜25.0μmの範囲であれば、黒鉛材の熱膨張係数
が1.5×10-6〜7.0×10-6℃-1の範囲にあるこ
とが望ましい。特に、パッケージの多ピン化及びパッケ
ージの仕上がり精度の向上が進んでおり、このような高
付加価値の製品の製造には、熱分解炭素被膜の堅ろう性
を強化させるため、熱膨張係数が2.0×10-6〜4.
0×10-6℃-1の黒鉛材を使用することが好ましい。ま
た、黒鉛材のカサ比重は、熱分解炭素被膜との整合性を
良好にし、被膜の堅ろう性を際立たせるために、1.7
3以上であることが好ましい。
とが必要である。異方性黒鉛材の場合、熱膨張係数の異
方比が1.30以上となるため、熱分解炭素被膜と黒鉛
材の間に、特にコーナー部を中心として、熱膨張のミス
マッチが極端に大きくなり、クラック、剥離が発生す
る。等方性黒鉛材の場合、熱分解炭素被膜の膜厚が0.
5〜25.0μmの範囲であれば、黒鉛材の熱膨張係数
が1.5×10-6〜7.0×10-6℃-1の範囲にあるこ
とが望ましい。特に、パッケージの多ピン化及びパッケ
ージの仕上がり精度の向上が進んでおり、このような高
付加価値の製品の製造には、熱分解炭素被膜の堅ろう性
を強化させるため、熱膨張係数が2.0×10-6〜4.
0×10-6℃-1の黒鉛材を使用することが好ましい。ま
た、黒鉛材のカサ比重は、熱分解炭素被膜との整合性を
良好にし、被膜の堅ろう性を際立たせるために、1.7
3以上であることが好ましい。
【0006】熱分解炭素被膜の形成方法としては、PV
D法又はCVD法が用いられる。CVD法は、メタン,
プロパン等の炭化水素ガスと水素等のキャリアガスを黒
鉛材の表面上で反応させて熱分解炭素を形成させるもの
で、処理温度としては1000〜3200℃であり、膜
質及び経済性の点から特に1100〜1250℃が好ま
しい。膜厚は、炭化水素ガス濃度、処理温度、処理時間
により調節することができるが、0.5μm以下にする
とピンホールが発生し、膜の気密性の点で好ましくな
く、また、25.0μm以上にすると、加熱使用時に膜
に限度以上の熱応力が作用して、クラックが入る確率が
高くなる。
D法又はCVD法が用いられる。CVD法は、メタン,
プロパン等の炭化水素ガスと水素等のキャリアガスを黒
鉛材の表面上で反応させて熱分解炭素を形成させるもの
で、処理温度としては1000〜3200℃であり、膜
質及び経済性の点から特に1100〜1250℃が好ま
しい。膜厚は、炭化水素ガス濃度、処理温度、処理時間
により調節することができるが、0.5μm以下にする
とピンホールが発生し、膜の気密性の点で好ましくな
く、また、25.0μm以上にすると、加熱使用時に膜
に限度以上の熱応力が作用して、クラックが入る確率が
高くなる。
【0007】
【作用】上記のように構成した本発明においては、黒鉛
治具の全表面又は必要な一部分が上記熱膨張係数を備え
た熱分解炭素によって0.5〜25μmの範囲の膜厚で
被覆される。この熱分解炭素の被膜は、ポアーが無く、
緻密で硬質かつ耐磨耗性を有している。また、この熱分
解炭素被膜は黒鉛材表面のポアー中にある加工粉を閉じ
込めながら黒鉛材表面に積層形成されるため、効率よく
当該ポアーを埋めることができるとともに、このポアー
が埋まることにより黒鉛材表面の耐接触磨耗性が向上さ
れる。すなわち、電子部品を黒鉛治具に位置決め等して
配設するときに、電子部品の端部が黒鉛治具に接触した
りリードの位置決め孔との接触による熱分解炭素被膜の
磨耗が抑制され、黒鉛材から黒鉛粉が飛散することがな
い。また、黒鉛材のポアー中に閉じ込められた黒鉛の加
工粉も、黒鉛材の外部に飛散することがない。
治具の全表面又は必要な一部分が上記熱膨張係数を備え
た熱分解炭素によって0.5〜25μmの範囲の膜厚で
被覆される。この熱分解炭素の被膜は、ポアーが無く、
緻密で硬質かつ耐磨耗性を有している。また、この熱分
解炭素被膜は黒鉛材表面のポアー中にある加工粉を閉じ
込めながら黒鉛材表面に積層形成されるため、効率よく
当該ポアーを埋めることができるとともに、このポアー
が埋まることにより黒鉛材表面の耐接触磨耗性が向上さ
れる。すなわち、電子部品を黒鉛治具に位置決め等して
配設するときに、電子部品の端部が黒鉛治具に接触した
りリードの位置決め孔との接触による熱分解炭素被膜の
磨耗が抑制され、黒鉛材から黒鉛粉が飛散することがな
い。また、黒鉛材のポアー中に閉じ込められた黒鉛の加
工粉も、黒鉛材の外部に飛散することがない。
【0008】
【発明の効果】その結果、黒鉛治具の耐久性が高めら
れ、かつ黒鉛治具内に閉じ込められた加工黒鉛粉や黒鉛
材と電子部品の磨耗により生じる黒鉛粉の飛散による電
子部品自身や作業環境の汚染が防止される。
れ、かつ黒鉛治具内に閉じ込められた加工黒鉛粉や黒鉛
材と電子部品の磨耗により生じる黒鉛粉の飛散による電
子部品自身や作業環境の汚染が防止される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 (1)試料の作製 等方性でカサ比重1.8かつ熱膨張係数2.0×10-6
〜4.0×10-6℃-1の黒鉛治具を加工することによ
り、縦120mm,横190mm,厚さ10mmの電子
部品製造用の黒鉛治具を作製した。この黒鉛治具をCV
D炉中に設け、1400℃に加熱し、水素ガスをキャリ
アガスとし、炭化水素ガスとしてメタンを炉内に供給
し、黒鉛治具の表面に厚さ0.5μm及び10μmの熱
分解炭素被膜を形成し、試料1,試料2とした。なお、
比較として上記と同一の条件により膜厚0.3μmの熱
分解炭素被膜を設けた黒鉛治具を作製したが、表面全面
を熱分解炭素被膜によって被覆することができず、ピン
ホールが発生した。また、膜厚30μmの熱分解炭素被
膜を設けた黒鉛治具については、熱分解炭素被膜の剥離
が生じた。
〜4.0×10-6℃-1の黒鉛治具を加工することによ
り、縦120mm,横190mm,厚さ10mmの電子
部品製造用の黒鉛治具を作製した。この黒鉛治具をCV
D炉中に設け、1400℃に加熱し、水素ガスをキャリ
アガスとし、炭化水素ガスとしてメタンを炉内に供給
し、黒鉛治具の表面に厚さ0.5μm及び10μmの熱
分解炭素被膜を形成し、試料1,試料2とした。なお、
比較として上記と同一の条件により膜厚0.3μmの熱
分解炭素被膜を設けた黒鉛治具を作製したが、表面全面
を熱分解炭素被膜によって被覆することができず、ピン
ホールが発生した。また、膜厚30μmの熱分解炭素被
膜を設けた黒鉛治具については、熱分解炭素被膜の剥離
が生じた。
【0010】(2)試験結果1 この黒鉛治具試料1に、電子部品のリードを位置合わせ
孔に挿入しリングの位置決めを行った後、炉内温度92
5℃、窒素雰囲気の炉内に30分間保持してガラス封着
作業を行った。その結果、このようなガラス封着作業を
125回以上繰り返しても、封着したガラスに黒鉛粉に
よる汚れの発生は認められなかった。即ち、わずか0.
5μmの熱分解炭素被膜のコーティングによっても、黒
鉛治具の耐磨耗性が維持され、黒鉛材が露出することな
く、従って黒鉛材のポアー中に閉じ込められた黒鉛粉が
飛びだすことがなく、また黒鉛材と電子部品との摩擦に
より黒鉛粉が飛散しないことが明らかになった。黒鉛治
具試料2について、上記と同一条件にてガラス封着作業
を行った。その結果、このようなガラス封着作業を30
0回以上繰り返しても、封着したガラスに黒鉛粉による
汚れの発生は認められなかった。即ち、熱分解炭素被膜
を10μmコーティングすることによって、黒鉛治具の
耐磨耗性がさらに高められ、黒鉛材が露出しないことが
明らかになった。比較として、熱分解炭素被膜の被覆さ
れていない等方性黒鉛材料を加工した黒鉛治具について
上記のように電子部品のリード及びリングの位置決めを
行い、炉内温度925℃、窒素雰囲気の炉内に30分間
保持してガラス封着作業を行った。その結果、1回の封
着作業によりガラスに黒鉛粉による汚れが認められた。
孔に挿入しリングの位置決めを行った後、炉内温度92
5℃、窒素雰囲気の炉内に30分間保持してガラス封着
作業を行った。その結果、このようなガラス封着作業を
125回以上繰り返しても、封着したガラスに黒鉛粉に
よる汚れの発生は認められなかった。即ち、わずか0.
5μmの熱分解炭素被膜のコーティングによっても、黒
鉛治具の耐磨耗性が維持され、黒鉛材が露出することな
く、従って黒鉛材のポアー中に閉じ込められた黒鉛粉が
飛びだすことがなく、また黒鉛材と電子部品との摩擦に
より黒鉛粉が飛散しないことが明らかになった。黒鉛治
具試料2について、上記と同一条件にてガラス封着作業
を行った。その結果、このようなガラス封着作業を30
0回以上繰り返しても、封着したガラスに黒鉛粉による
汚れの発生は認められなかった。即ち、熱分解炭素被膜
を10μmコーティングすることによって、黒鉛治具の
耐磨耗性がさらに高められ、黒鉛材が露出しないことが
明らかになった。比較として、熱分解炭素被膜の被覆さ
れていない等方性黒鉛材料を加工した黒鉛治具について
上記のように電子部品のリード及びリングの位置決めを
行い、炉内温度925℃、窒素雰囲気の炉内に30分間
保持してガラス封着作業を行った。その結果、1回の封
着作業によりガラスに黒鉛粉による汚れが認められた。
【0011】(3)試験結果2 この黒鉛治具試料1に、半導体用セラミックパッケージ
のリードフレーム及びセラミック基板の位置決めを行
い、ろう付け作業を行った。その結果、ろう付け作業を
125回以上繰り返しても、ろう付け部の黒鉛治具への
接着、ろう付け部への黒鉛粉による反応は認められなか
った。即ち、わずか0.5μmの熱分解炭素被膜のコー
ティングによっても、黒鉛治具の耐磨耗性が維持され、
黒鉛材が露出することなく、従って黒鉛材のポアー中に
閉じ込められた黒鉛粉が飛びだすことがなく、また黒鉛
材と電子部品との摩擦により黒鉛粉が飛散しないことが
明らかになった。黒鉛治具試料2について、上記と同一
条件にて半導体用セラミックパッケージのリードフレー
ム及びセラミック基板のろう付け作業を行った。その結
果、このようなろう付け作業を300回以上繰り返して
も、ろう付け部の黒鉛治具への接着、ろう付け部への黒
鉛粉による反応は認められなかった。即ち、熱分解炭素
被膜を10μmコーティングすることによって、黒鉛治
具の耐磨耗性がさらに高められ、黒鉛材が露出しないこ
とが明らかになった。比較として、熱分解炭素被膜の被
覆されていない等方性黒鉛材料を加工した黒鉛治具につ
いて上記のように半導体用セラミックパッケージのリー
ドフレーム及びセラミック基板の位置決めを行い、ろう
付け作業を行った。その結果、1回の封着作業によりろ
う付け部の黒鉛治具への接着、ろう付け部への黒鉛粉に
よる反応が認められた。
のリードフレーム及びセラミック基板の位置決めを行
い、ろう付け作業を行った。その結果、ろう付け作業を
125回以上繰り返しても、ろう付け部の黒鉛治具への
接着、ろう付け部への黒鉛粉による反応は認められなか
った。即ち、わずか0.5μmの熱分解炭素被膜のコー
ティングによっても、黒鉛治具の耐磨耗性が維持され、
黒鉛材が露出することなく、従って黒鉛材のポアー中に
閉じ込められた黒鉛粉が飛びだすことがなく、また黒鉛
材と電子部品との摩擦により黒鉛粉が飛散しないことが
明らかになった。黒鉛治具試料2について、上記と同一
条件にて半導体用セラミックパッケージのリードフレー
ム及びセラミック基板のろう付け作業を行った。その結
果、このようなろう付け作業を300回以上繰り返して
も、ろう付け部の黒鉛治具への接着、ろう付け部への黒
鉛粉による反応は認められなかった。即ち、熱分解炭素
被膜を10μmコーティングすることによって、黒鉛治
具の耐磨耗性がさらに高められ、黒鉛材が露出しないこ
とが明らかになった。比較として、熱分解炭素被膜の被
覆されていない等方性黒鉛材料を加工した黒鉛治具につ
いて上記のように半導体用セラミックパッケージのリー
ドフレーム及びセラミック基板の位置決めを行い、ろう
付け作業を行った。その結果、1回の封着作業によりろ
う付け部の黒鉛治具への接着、ろう付け部への黒鉛粉に
よる反応が認められた。
【0012】以上に説明したように、上記実施例に係る
黒鉛治具は、黒鉛材に熱分解炭素を被覆して形成され、
黒鉛材のポアー中にある加工黒鉛粉を閉じ込めたことに
より、電子部品等の接触に対する耐磨耗性が著しく改善
され、耐久性が高められると共に黒鉛粉による電子部品
自身及び作業環境の汚染が防止される。
黒鉛治具は、黒鉛材に熱分解炭素を被覆して形成され、
黒鉛材のポアー中にある加工黒鉛粉を閉じ込めたことに
より、電子部品等の接触に対する耐磨耗性が著しく改善
され、耐久性が高められると共に黒鉛粉による電子部品
自身及び作業環境の汚染が防止される。
Claims (1)
- 【請求項1】 電子部品の接合、ガラス封着、位置決
め、ろう付けに用いる黒鉛治具であって、 等方性で熱膨張係数が1.5×10-6〜7.0×10-6
℃-1の範囲である黒鉛材の表面に熱分解炭素を0.5〜
25.0μmの厚さに被覆し、黒鉛材のポアー中にある
加工粉を閉じ込めてなることを特徴とする黒鉛治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5151334A JPH06166568A (ja) | 1987-05-22 | 1993-05-28 | 黒鉛治具 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62126362A JPS63291875A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 黒鉛治具 |
| JP5151334A JPH06166568A (ja) | 1987-05-22 | 1993-05-28 | 黒鉛治具 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62126362A Division JPS63291875A (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 黒鉛治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06166568A true JPH06166568A (ja) | 1994-06-14 |
Family
ID=26462566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5151334A Pending JPH06166568A (ja) | 1987-05-22 | 1993-05-28 | 黒鉛治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06166568A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503605A (ja) * | 2006-09-12 | 2010-02-04 | グラフテック、インターナショナル、ホールディングス、インコーポレーテッド | 低cte高等方性黒鉛 |
| JP2012148287A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Ibiden Co Ltd | 電子部品位置決め用治具 |
| JP2015091607A (ja) * | 2015-01-13 | 2015-05-14 | イビデン株式会社 | 電子部品位置決め用治具 |
| CN110483048A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 北京动力机械研究所 | 一种石墨蓄热体及其制备方法 |
| CN112209716A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 揖斐电株式会社 | 碳复合构件 |
| JP2021017391A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | イビデン株式会社 | 炭素複合部材 |
| JP2021183553A (ja) * | 2020-05-22 | 2021-12-02 | イビデン株式会社 | 炭素複合部材 |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5151334A patent/JPH06166568A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010503605A (ja) * | 2006-09-12 | 2010-02-04 | グラフテック、インターナショナル、ホールディングス、インコーポレーテッド | 低cte高等方性黒鉛 |
| JP2012148287A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Ibiden Co Ltd | 電子部品位置決め用治具 |
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| CN112209716A (zh) * | 2019-07-12 | 2021-01-12 | 揖斐电株式会社 | 碳复合构件 |
| CN112209716B (zh) * | 2019-07-12 | 2023-07-25 | 揖斐电株式会社 | 碳复合构件 |
| JP2021017391A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | イビデン株式会社 | 炭素複合部材 |
| CN110483048A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 北京动力机械研究所 | 一种石墨蓄热体及其制备方法 |
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