JPS63183187A - 複合電極材料とその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、複合電極材料に関し、特に半導体の支持に用
いられる複合電極材料とその製造方法に関する。

［従来の技術］ 一般に、半導体の支持に用いられる電極材料には、珪素
等の半導体材料との接合性に優れていることが要求され
る。斯る接合性を高めるために必要とされる電極材料の
性質としては、半導体材料に近似する熱膨張率を有する
ことの他に、電気伝導性、熱伝導性並びに、ろう材との
ろう着性が良いことが必要とされる。

このため９通常、電極材料には、半導体材料の熱膨張率
に近似するモリブデン或いはタングステン等が用いられ
ている。

ところが、モリブデン或いはタングステンは。

熱膨張率の点で優れてはいるが、その他の点で。

特に、ろう着性の点で劣るという問題があった。

そこで、従来は、そのろう着性を改善するために、特開
昭８０−２３９０３３号公報、特開昭ＧＧ−２３８７４
５号公報に記載されているとおり、電気伝導性及び熱伝
導性に優れた銅板の間に、モリブデン板又はタングステ
ン板を挟み込んだ、いわゆるクラツド板（Ｃｕ−Ｍｏ−
Ｃｕ）を用いて、無電解メッキ、電解メッキ、溶射、Ｃ
ＧＶＤ、ＰＶＤ、及び真空蒸着法等のコーティング法に
より、クラツド板の銅板の表面に、金又は銀コーテイン
グを施して、ろう着性を向上させることにより銅板と半
導体との接合性を高めている。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、従来の金又は銀コーテイング法は、ミク
ロ的に観察すると、金又は銀粒子が銅板表面に、単に、
付着しているだけであるため、ピンホール、フクレ、剥
離等が多く発生する問題があり、その結果９歩留りも非
常に悪いという欠点があった。

そこで９本発明の目的は、上記問題点に鑑み。

半導体に近似する熱膨張率を宵し、熱伝導性及び電気伝
導性に優れ、しかも、半導体とのろう着性をも向上させ
た複合電気材料とその製造方法を提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、モリブデン層又はモリブデン基合金層
と銅層又は銅基合金層とを交互に少なくとも３層以上に
積層してなる積層部の最上層と最下層とに、積層してな
る金又は銀層或いは金又は銀基合金層からなる被覆部を
有し°、且つ、該積層部と該被覆部とは圧延されて一体
に結合されていることを特徴とする複合電極材料が得ら
れる。

さらに１本発明によれば、モリブデン板又はモリブデン
基合金板と銅板又は銅基合金板とを交互に少なくとも３
層以上に積層してなる積層部の最上板と最下板とに、金
又は銀板或いは金又は銀基合金板からなる被覆部を積層
した後、熱間圧延加工を施し、該積層部と該被覆部とを
一体に結合したことを特徴とする複合電極材料の製造方
法が得られる。

［実施例コ 本発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、長さ寸法の等しい銅板（厚み４．５＋ａｍ）２枚
純モリブデン板（厚み３ｍｍ）　１枚及び銀板（厚み０
゜３１ＩＩＩ＆）２枚をそれぞれ用意し、各板の表面を
洗浄する。

次に、第２図に示すとおり、モリブデン板１を中心にし
て、銅板２，２で挟むように積層して。

３層の板材からなる積層部３を形成する。さらに。

銅板２，２を挟んで、積層部３の最上部と最下部とに配
置されるように銀板４からなる被覆部５をそれぞれ積層
する。

次に、積層部３と被覆部５とを仮止めするために、モリ
ブデン板１と銅板２．銅板２と銀板４とをそれぞれ、溶
接等により仮止め固定する。　次に、仮止めされた積層
部３と被覆部５とを水素気流中で７００〜８００°Ｃに
加熱後、水素雰囲気中で熱間圧延を施し、全厚１ｍｍに
仕上げる。　その後、被覆部５の表面を洗浄し、さらに
、室温程度の温度下で圧延加工を施し、第１図に示され
るように、モリブデン層６の厚み１５５μ冒、銅層７の
厚み各々１５５μｍ、銀層８の厚み１７．５層膳、に仕
上げた複合電極材料を得る。

ここで９本発明に係わる上記の複合電極材料と比較する
ために、厚み１５５μ−のモリブデン板を中心にして、
各々の厚み１５５μの鋼板２，２で挟むように積層した
３層の板材からなる積層部３の上部と最下部とに、厚み
１７．５μ腸のメッキ層を電解金又は銀メッキを施す従
来方法により形成した複合電極材料を用いて、ピ゛ンホ
ール、フクレ、剥離等の発生による不良率の比較試験を
行った。尚２両複合電極材料とも径１８ｍｍの円板に打
ち抜いた形状に統一して行った。

比較試験は、ピンホール、フクレ、剥離等を強制的に発
生させるために９両複合電極材料に対して、水素気流中
８００°Ｃで２０分間の熱処理を施し、冷却後、その不
良率を調べた。

その結果１本発明に係わる複合電極材料の方は不良率が
０であったのに対し、従来のものは１０％と多かった。

これは９本発明の場合、従来のように、金又は銀粒子が
銅板表面に、単に付着しているだけのメッキ法と異なり
、銀板と銅板とが熱間圧延により機械的に圧接されるた
め、銀板と導板とが同一応力方向に対して体積変形する
ことにより、銀粒子と銅粒子との界面とが互いに入り込
んで結合され。

より強固になるからである。　さらに１本発明の複合電
極材料は、加熱時の反り等の変形を全（生ずことがなか
った。これは、モリブデン板と銅板とが交互に層状に配
置されることにより、各材料の熱膨張率の差の影響を受
けることが、より少なくなるからである。尚１本発明の
複合電極材料の熱膨張率は、４．９Ｘ１０−６／　”Ｃ
であり、半導体材料の熱膨張率に近似する純モリブデン
の熱膨張率（５，５Ｘ１０−６／”Ｃ）に極めて近いこ
とが認められた。

しかも、実質的に、銅が複数積層されることから、高い
電気伝導性及び熱伝導性をも向上させることができる。

このため、第３図に示すとおり、積層部３のモリブデン
層６と銅層７とを交互に幾層（３層以上）にも積層する
ことにより、各材料の熱膨張率の差の影響をさらに、少
な（することができる。

尚、ここで、銀層の圧延後の厚みを０．５〜１００μ−
に限定したのは、銀層の厚みが０．５μ−未満では、ろ
う着強度が低下し、しかも、銅層が銀層から部分的に露
出してしまうという不都合が生じるからである。また、
銀層の厚みが１００μ閣を越えると、電゛気伝導度はそ
れほど変化しないが、貴金属であるとから、製品のコス
ト高を招いてしまう欠点がある。

尚９本発明によれば、金又は銀基合金、銅基合金、モリ
ブデン基合金を使用しても良く、また。

片面のみが、金又は銀層である複合電極材料でも良いこ
とは明白である。

［発明の効果コ 以上説明したように１本発明によれば、モリブデン層及
び銅層が交互に３層以上積層させることにより、各層の
異なる熱膨張率の差の影響を少なくシ、半導体の熱膨張
率に近似させることができる。さらに、熱間圧延するこ
とにより、銅層と金又は銀層とのろう着性を向上させ、
ろう着不良率を低くすることができる。

よって、熱伝導性及び電気伝導性に優れているだけでな
く、半導体の熱膨張率に近似し、かつ。

ろう着不良率の低い複合電極材料を提供することができ
るから、半導体との結合度の優れた歩留りの良い複合材
料を提供することができる。

さらに９本発明によれば、従来のメッキ法等に比べ、よ
り安価な熱間圧延法を用いることができるから、安価で
品質の安定した複合電極材料を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる複合電極材料の断面図。 第２図は本発明に係わる複合電極材料の圧延加工前の断
面図、第３図は本発明に係わる複合電極材料の他の実施
例の断面図である。 １・・・モリブデン板、２・・・銅板、３・・・積層部
、４・・・金又は銀板、５・・・被覆部、６・・・モリ
ブデン層。 ７・・・銅層、８・・・金又は銀層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）モリブデン層又はモリブデン基合金層と銅層又は銅
   基合金層とを交互に少なくとも３層以上に積層してなる
   積層部の最上層と最下層とに、積層してなる金又は銀層
   或いは金又は銀基合金層からなる被覆部を有し、且つ、
   該積層部と該被覆部とは圧延されて一体に結合されてい
   ることを特徴とする複合電極材料。 ２）特許請求の範囲第１項記載の複合電極材料において
   、前記被覆部の層厚の範囲は、１μｍ〜５０μｍである
   ことを特徴とする複合電極材料。 ３）モリブデン板又はモリブデン基合金板と銅板又は銅
   基合金板とを交互に少なくとも３層以上に積層してなる
   積層部の最上板と最下板とに、金又は銀板或いは金又は
   銀基合金板からなる被覆部を積層した後、熱間圧延加工
   を施し、該積層部と該被覆部とを一体に結合したことを
   特徴とする複合電極材料の製造方法。 ４）特許請求の範囲第３項記載の複合電極材料の製造方
   法において、前記被覆部の層厚の範囲を、０．５μｍ〜
   １００μｍとする工程を含むことを特徴とする複合電極
   材料の製造方法。