JPS63139079A - 電子部品製造用治具 - 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、高い寸法精度の電子工業用部品を製造するこ
とかてき、かつダストの発生か極めて少ない電子部品製
造用治具に関し、特に本発明は、゛電子り業用の耐熱性
治具１例えば゛ト導体の拡散酸化処理、タイオードの接
合、ガラス封着およびパッケージのリードフレームのロ
ー付などの用途に適した電子部品製造用治具に関するも
のである。

〔従来の技術〕

電子工業において、例えばセラミックス基板をガラスＭ
着してパッケージを形成したり、このバラケージのり−
トフレームをロー付するなどの加工作業が行なわれるか
、このような作業にあたっては作業雰囲気を高温にしか
つ清浄な状態に保たなければならない。この場合、特に
その作業環境か高温であるため、被加工材を搬入・搬出
したり位置決めしたりする場合には耐熱性の治具によっ
て被加工材を支持する必要があるが、このような用途に
使用されるのが本発明の対象である電子部品製造用治具
である。

また、この種の電子工業用の治具として使用される電子
部品製造用治具は、耐熱性に優れていることは勿論のこ
と、高純度で製品汚染のないこと、耐摩耗性に優れてい
ること、および寸法精度に優れていることか重要であり
かつ必要である。

さらに、この種の電子部品製造用治具にあっては、被加
工材を掴んだ状態で加熱及び冷却を行なうものであるが
、この場合に被加工材の熱膨張率と当該湯着用治几の熱
膨張率に大きな差かあると、被加工材に損傷を来すこと
になる。

ところで、従来電子工業用の部品なＷｆｆｌしている被
加工材は一般に酸化物焼結体である。しかしながら、従
来の電子部品製造治具は、黒鉛材料、窒化ホウ素焼結体
あるいは高純度シリコンから製造された反応焼結炭化珪
素材料、黒鉛の表面を炭化珪素で被覆した材料から形成
されたものであり、被加工材に対する熱膨張率は考慮さ
れておらず、電子工業用の部品を高い寸法精度で加工処
理することは極めて困難であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明はこの種電子工業において使用される従来の電子
部品製造用治具の実状に鑑みてなされたちのて、その解
決しようとする問題点は、この種電子部品製造用治具か
らのダストの発生、及び被加工材に対する熱膨張率の差
である。

そして、本発明の目的とするところは、′電子工業用部
品の製造工程に使用される高精度の治具に関し、高強度
であって耐摩耗性に優れ、ダストの発生か極めて少なく
、しかも容易に製造することのてきる電子部品製造用治
具を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の問題点を解決するために、本発明が採った手段は
、 「結晶構造が三次元網目状であって開放気孔を有する多
孔質酸化物焼結体と、この多孔質酸化物焼結体の前記開
放気孔中に含まれてその気孔の全容積の少なくとも５容
積％を占めるガラス質の酸化物とからなる電子部品製造
用治具」である。

すなわち１本発明の電子部品製造用治具は、まずその基
材を多孔質酸化物焼結体によって構成する必要かある。

その理由は、基材を加工性に優れた多孔質の焼結体とす
ることによって、寸法精度に優れた電子部品製造用治具
を容易に製造することができ、これによって目的とする
寸法の電子部品製造用治具を極めて安価に製造でき、し
かも熱膨張率を被加工材に適した値に自由に選択するこ
とかできるからである。また、この多孔質焼結体は、そ
の開放気孔か三次元網目状であることか必要である。そ
の理由は、その中に後述のガラス質の酸化物を容易に充
填する必要があるからである。

この多孔質焼結体からなる基材は、酸化物を材料とする
必要がある。その理由は、その開放気孔中に当該基材と
は結晶構造の異なる後述のガラス質の酸化物を充填した
場合、それぞれ互いに結晶構造が異なったものであって
も、このガラス質の酸化物と基材との融合を確実にする
必要があるからである。また、多孔質焼結体の材料とし
て酸化物を材料とする必要がある理由は、当該多孔質酸
化物焼結体を基材として形成された電子部品製造用治具
の組成を種々調整することによって支持される被加工材
の熱膨張率と略同−のものとすることができるからであ
る。

そして、本発明に係る電子部品製造用治具は、−上記の
多孔質酸化物焼結体の開放気孔中にガラス質の酸化物を
充填する必要がある。その理由は、この充填されたガラ
ス質の酸化物によって基材を構成している多孔質酸化物
焼結体の結晶粒子の結合をより強化して、多孔質酸化物
焼結体の強度をより一層高めるとともに、摩耗粉の離脱
を防止するためである。

また、多孔質酸化物焼結体の開放気孔中に充填されるガ
ラス質の酸化物の量としては、多孔質酸化物焼結体の開
放気孔の全容積の少なくとも５容積％を占めることか必
要である。その理由は、ガラス質の酸化物の充填量か５
％以下であると多孔質酸化物焼結体の摩耗粉の離脱を充
分防止することができないからであり、また以−Ｌのよ
うに構成される電子部品製造用治具の摺動抵抗を必要な
値に低減できないからである。

さらに、このガラス質の酸化物は、基材であるところの
多孔質酸化物焼結体よりも融点の低いものであることが
好ましい、その理由は、このガラス質の酸化物の融点か
基材の焼結体のそれよりも高い′と、このガラス質の酸
化物を多孔質酸化物焼結体の開口気孔中に充填して焼結
する場合には多孔質酸化物焼結体の融点より高い温度で
焼結することになるが、このような温度で焼結すると一
旦焼結された多孔質酸化物焼結体が再び溶融してしまい
、当該多孔質酸化物焼結体かその初期の形状を維持し得
なくなってしまうからである。

次に、以上のように構成した本発明に係る電子部品製造
用治具の製造方法について説明する。この製造方法には
次のような二種類の方法か主として適用される。

まず、第１の方法は、焼結体を構成することのてきる酸
化物材料から所定の形状の生成形体を形成し、さらにこ
の生成形体に対して必要に応じて加工を施し、これを焼
成する。次に、この焼結体を必要に応して加工を施した
後、ガラス質の酸化物材料を分散させた溶液の中に浸漬
し、これを乾燥させた後焼成する。この焼成は、上記の
ガラス質の酸化物か溶融あるいは粘着する程度の温度て
充分である。また、第２の方法は、必要な生成形体を形
成した後に焼成し、この焼成されたものに必要な後加工
を施し、最後に当該焼結体の表面にガラス質の酸化物材
料を分散させた溶液を塗布し、これを乾燥させた後再度
焼成する。この焼成は上記のガラス質の酸化物を溶融あ
るいは粘着させるためだけのものである。

本発明に係る電子部品製造用治具にあっては、その多孔
質酸化物焼結体の開放気孔中に充填されるガラス質の酸
化物材料としては、Ｓ　ｉ　Ｏ２、Ｐ　ｂ　Ｏ、Ａ　ｌ
　２０　＊　、　Ｂ　ｅ　Ｏ、Ｃａ　Ｏ、Ｂ　２０　：
＋、Ｔｉｅ、、ＭｇＯ１ＳｒＯ，ＺｒＯ２，ＣｕＯ、Ｚ
ｎＯ１Ｆ　＠　ｔ　Ｏ：ｌ　、　　Ｎ　ａ　２０、Ｋ２
Ｏ。

Ｌｉ２Ｏ，Ｙ２Ｏユから選ばれるいずれか少くとも１種
か含まれていることが好ましい、その理由は、これらの
物質は本発明に係る電子部品製造用治具の基材をｕｉ成
する多孔質酸化物焼結体との融合性が良好なためである
。また、これらの化合物は、再度３００〜１９００℃に
加熱することによって溶融あるいは粘着し、多孔質酸化
物焼結体の構成粒子を被覆し、強固に結合するため、多
孔質酸化物からの摩耗粉の脱離を抑制することかできる
からである。中ても、多孔質酸化物からのＪ”Ｐ！耗粉
の脱離をより効果的に抑制するものとして、Ｓ　ｉ　Ｏ
ｘ、　　Ｂｅ０１　Ｂ２　０３　　、　　Ａ！１２０ｘ
　　、　　Ｙ２　０ｙ　　、ＰｂＯ１ＣｕＯか使用てき
る。なお、これらの化合物はあらかじめ混合し、溶融し
た混合物あるいは化合物の状態て含まれていても良い、
また、化合物は多孔質酸化物焼結体の気孔に少なくとも
５容積％充填されていることか好ましい。その理由は、
５容積％よりも小さいと、多孔質酸化物焼結体の構成粒
子を被覆しても膜厚か薄く、多孔質酸化物粒子の脱離を
抑制することか困難であるからである。なかでも、１５
容積％以上含まれていることかより好適な結果を４える
。

本発明の治具を構成する多孔質酸化物焼結体は製造時に
、実質的に収縮させることなく焼結させた多孔質酸化物
焼結体よりなるものであることが有利である。その理由
は、焼結時に収縮させた通常の常圧焼結法による多孔質
酸化物焼結体は強度および耐摩耗性の面では好ましいか
、収縮を伴う焼結法によってＳｌ！造される焼結体の寸
法は、生成形体の密度および焼結時の収縮量に大きく影
響を受けるため、寸法精度に優れた焼結体を製造するた
めには、焼結時の収縮を均一に生起させなければならな
い、ところて、前述の如き収縮を均一に生起させるため
には均一な密度を有する生成形体を得ることか重要であ
るが、そのような均一な密度を有する生成形体を得るこ
とは極めて困難てあり、本発明の目的とする極めて寸法
精度の優れた焼結体を焼成収縮を生起させて製造するこ
とか困難であるからである。

なお、実質的に収縮させることなく焼結させた多孔質酸
化物焼結体の焼成収縮率は、２％以下であることか有利
であり、なかでも１％以下であることがより好適である
。

次に、多孔質酸化物焼結体を構成する結晶の平均粒径は
、ｌ０ｇｍ以下であることか好ましい。その理由は、１
０μｍよりも平均粒径が大きいと、多孔質酸化物結晶の
ネック間の結合力か小さくなる傾向かあり、耐摩耗性に
劣るようになる。また、治具の表面粗さか大きくなり、
高精度の治具とするには＋ｓｆ加工を要するようになる
ためである。

次に、多孔？ｊ酸化物焼結体の密度は１．４〜２．６ｇ
　／　ｃ　ｒｎ’であることか好ましい。その理由は、
１．４ｇ／ｃｍ″よりも′、！ＩＥ度か小さいと、高強
度の多孔質酸化物焼結体を得ることかできなくなるため
である。

一方、密度か２．６　　ｇ／ｃｒａ’より大きな焼結体
は実際に製造する場合には、それに見合った密度の生成
形体か要求されるが、２．６ｇ／ｃｍＪよりも大きな密
度を有する生成形体を得ることは極めて困難てあって現
実的でないからである。

次に、本発明を実施例について説明する。

〔実施例〕

実施例Ｉ Ｗ均粒径が０．４ｇｍで、不純物含有驕か次にに示した
ようなアルミナ粉末１００重量部に対して５ポリビニ一
ルアルコール２重量部、ポリエチレングリコール１重量
部、ステアリン酸０．５屯ｌｉｔ部及び木Ｚｏｏ重量部
を配合し、ボールミル中て５時間混合した後乾燥した。

この乾燥混合物を適［Ｓｃ採取し、金Ｍ、製押し型を用
いて１．５ｔ／ｃｒｒｒ’の圧力で、第１図及び第２図
に示したような形状の生成形体を成型した。

この生成形体の寸法は、縦及び横の長さか４０ｍｍ、厚
さか５ｍｍ、密度は２．：ｌ　ｇ　／　ｃ　ｎｆ　（５
９′８積％）であった。

この生成形体をアルミナ製ルツボに装入し、大気圧下の
空気中で１３００°Ｃの温度で１時間焼成した。得られ
た焼結体の密度は密度は２．３ｇ／ａｍ’てあり、生成
形体に対する線収縮率は、いずれの方向に対しても０．
５±０．１％の範囲内であり、焼結体の寸法精度は±０
．０４ｍｍ以内であった。なお、この焼結体の平均曲げ
強度は６．７ｋｇ−ｆ／ｍｒｎ’と極めて高い値を示し
た。

次いで、この多孔質体に１産化学社製コロイダルシリカ
・スノーテックス２０（固形分濃度２０％。

粒子径１００−２００＾）を真空含浸し、１００℃て乾
燥した。この操作を３回行った０次いで、このシリカを
含浸した多孔質酸化物焼結体を空気中で１４００°Ｃで
１時間保持して、シリカを焼結した。この結果得られた
多孔質酸化物質焼結体の気孔中にはシリカか気孔の容積
に対して４５容積％含有されていた。

第 〔発明の効果〕 以」二述べた如く、本発明の耐熱性電子部品製造用拍几
は、寸法精度に優れ、しかも耐摩耗性か高く、その結果
、電子部品製造工程中において異物による汚染を発生さ
せることなく、電子部品の収率の向上並びに特性向上に
優れた効果を持たらすことのできる耐熱性を有する゛心
子部品製造用治凡である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子部品製造用治具の平面図、第
２図は第１図の■−■線に沿って見た縦断面図である。 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、結晶構造が三次元網目状であって開放気孔を有す
   る多孔質酸化物焼結体と、この多孔質酸化物焼結体の前
   記開放気孔中に含まれてその気孔の全容積の少なくとも
   ５容積％を占めるガラス質の酸化物とからなる電子部品
   製造用治具。 ２）、前記多孔質酸化物焼結体を構成する粒子の平均粒
   径は１０μｍ以下である特許請求の範囲第１項記載の電
   子部品製造用治具。 ３）、前記多孔質酸化物焼結体の密度は１．４〜２．６
   ｇ／ｃｍ＾３である特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の電子部品製造用治具。 ４）、前記多孔質酸化物焼結体は、ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿
   ２Ｏ＿３、ＺｒＯ＿２より選ばれるいずれか１種の酸化
   物を含有し、その含有量の合計が５０重量％以上である
   特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の電子
   部品製造用治具。 ５）、前記開放気孔中に含まれるガラス質の酸化物は、
   ＳｉＯ＿２、ＰｂＯ、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＢｅＯ、ＣａＯ
   、Ｂ＿２Ｏ＿３、ＴｉＯ＿２、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＺｒＯ
   ＿２、ＣｕＯ、ＺｎＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３、Ｎａ＿２Ｏ、
   Ｋ＿２Ｏ、Ｌｉ＿２Ｏ、Ｙ＿２Ｏ＿３から選ばれるいず
   れか少なくとも１種あるいはそれらの複合酸化物である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいず
   れかに記載の電子部品製造用治具。