電子部品位置決め用治具
【課題】電子部品を位置決めするための位置決め部材を支持した台座が反転されても、位置決め部材、電子部品が台座上から脱落することのない電子部品位置決め用治具を提供する。
【解決手段】電子部品１３を位置決めするカーボン製の位置決め部材１５と、位置決め部材１５を平面上に支持する台座１７とを備える電子部品位置決め用治具１１であって、台座１７は位置決め部材１５に係止する枠部材２１と枠部材２１を固定する本体部２３とで形成され、位置決め部材１５は、台座１７の枠部材２１を接合手段２９により台座１７の本体部２３に固定することにより台座１７の枠部材２１と台座１７の本体部２３との間で台座１７の本体部上を変位可能に挟持される。
【解決手段】電子部品１３を位置決めするカーボン製の位置決め部材１５と、位置決め部材１５を平面上に支持する台座１７とを備える電子部品位置決め用治具１１であって、台座１７は位置決め部材１５に係止する枠部材２１と枠部材２１を固定する本体部２３とで形成され、位置決め部材１５は、台座１７の枠部材２１を接合手段２９により台座１７の本体部２３に固定することにより台座１７の枠部材２１と台座１７の本体部２３との間で台座１７の本体部上を変位可能に挟持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要素部品と基材をロウ付けするに際し、要素部品と基材を位置決めする電子部品位置決め用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
要素部品を基材（リードフレーム）にロウ付けする場合に電子部品位置決め治具が用いられる。具体的には、半田等のロウ材により電子部品としての半導体パッケージを基材としてのリードフレームに接合するに際し、電子部品位置決め用治具が用いられる。電子部品位置決め用治具は、凹部に電子部品を収容し、その上にリードフレームを載置して、位置決めピン等により電子部品とリードフレームとの位置決めを行う。電子部品とリードフレームの間に半田等のロウ材を挟持し、これらを炉内で加熱することによりロウ材を熱溶融して電子部品をリードフレームに接合する。
【０００３】
このような電子部品位置決め用治具としては、例えば特許文献１に半導体用パッケージ位置決め用治具が開示されている。図７に、従来の半導体用パッケージ位置決め用治具の分解斜視図を示す。半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、複数の収納部５０３が形成された本体５０５と、半導体用パッケージ５０７を収納すると共に収納部５０３で自在に摺動する位置決め部材５０９との二つに分けて、位置決め部材５０９ごとに位置決めを行うようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１７０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品位置決め用治具は、カーボン、セラミックスの耐熱性材料によって形成され、高温（例えば２００〜６００℃）で電子部品等が熱処理されると、基材としてのリードフレームと電子部品位置決め用治具の熱膨張係数の差により、電子部品の位置ズレの問題が生じると考えられる。
特許文献１に記載の従来の半導体用パッケージ位置決め用治具５０１によれば、位置決め部材５０９が収納部５０３内で自由に摺動することによって、リードフレーム５１１の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材５０９が摺動し、リードフレーム５１１と半導体用パッケージ位置決め用治具５０１の材質との熱膨張係数の差を吸収することができ、半導体用パッケージ５０７とリードフレーム５１１をロウ材５１３によって高い精度で接合することができると考えられる。なお、図７に示すように、半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、半導体用パッケージ５０７とリードフレーム５１１の位置決めを行うための位置決めピン５１５を備えている。
上記した従来の半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、本体５０５に形成した収納部５０３に、位置決め部材５０９を摺動自在に配置しているため、半導体用パッケージ位置決め用治具５０１の全体が縦向きに近い角度で立てられたり、反転されたりした状態で用いられると、位置決め部材５０９、半導体用パッケージ５０７が台座上から脱落する。
また、位置決め部材５０９は、使用を繰り返すうちに欠けや消耗が生じるため、一部を交換する必要がある。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、電子部品を位置決めするための位置決め部材を支持した台座が反転されても、位置決め部材、電子部品が台座上から脱落することがなく、位置決め部材が容易に交換可能な電子部品位置決め用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 要素部品を位置決めするカーボン製の位置決め部材と、前記位置決め部材を平面上に支持する台座とを備える電子部品位置決め用治具であって、前記台座は前記位置決め部材に係止する枠部材と該枠部材を固定する本体部とで形成され、前記位置決め部材は、前記台座の枠部材を接合手段により前記台座の本体部に固定することにより該台座の枠部材と該台座の本体部との間で前記台座の本体部上を変位可能に挟持されることを特徴とする電子部品位置決め用治具。
【０００８】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、台座の本体部に位置決め部材が配置され、接合手段によって本体部に固定された枠部材が、本体部との間に位置決め部材を挟持する。本体部と枠部材によって挟持された位置決め部材は、本体部の平面上で変位可能となる。これにより、位置決め部材が平面上で変位（自由に摺動）することで、基材の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材が摺動し、基材と電子部品位置決め用治具の材質との熱膨張係数の差が吸収される。これに加えて、電子部品位置決め用治具の全体が縦向きに立てられたり、反転されたりしても、位置決め部材が台座上から脱落することがなく、位置決め部材にピンが設けられていれば基材、要素部品も台座から脱落し難くできる。また、本体と枠部材とを繋ぐ接合手段を取り外すことによって、本体部と枠部材を分離することができるので、位置決め部材を傷つけることなく位置決め部材を交換できる。
【０００９】
（２） 前記位置決め部材は複数に分割され、前記複数に分割した位置決め部材は、該位置決め部材を集合状態に配列した際に互いに隣接する位置決め部材間で係合する係止部を備えると共に、外側に配列された前記位置決め部材の外周縁のみが前記台座の枠部材により係止されることを特徴とする（１）の電子部品位置決め用治具。
【００１０】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、台座の本体部に、複数の位置決め部材が縦横に隣接して配置され、外側に配列された位置決め部材は、外周縁が枠部材によって本体部に係止され、脱落が抑制される。この脱落の抑制された外側の位置決め部材に、内側で隣接する位置決め部材は、その隣接部が係止部によって外側の位置決め部材と本体部との間に挟まれ、脱落が抑制される。つまり、全ての位置決め部材が摺動自在となり、且つ脱落が抑制される。また、内側に隣接する位置決め部材であっても、本体と枠部材とを繋ぐ接合手段を取り外すことにより、位置決め部材を傷つけることなく位置決め部材を交換できる。また、位置決め部材を細かく分割できるので、基材と電子部品位置決め用治具の熱膨張係数が大きく異なっても発生する熱応力を小さくすることができる。
【００１１】
（３） 前記接合手段は、前記枠部材あるいは前記本体部に貫通形成した孔に挿通して締結される雄ネジであることを特徴とする（１）の電子部品位置決め用治具。
【００１２】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、本体部の裏側から挿通した雄ネジが、枠部材に貫通形成された孔に螺合することで、枠部材が本体部に分離可能に固定され、枠部材や位置決め部材の交換が容易となる。
【００１３】
（４） 前記枠部材は複数に分割可能であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００１４】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、複数の位置決め部材の一部に欠け、消耗、汚れ等の理由により、交換の必要が生じた場合、交換対象となる位置決め部材を直接、あるいは間接的に固定している枠部材のみを固定解除すれば交換対象の位置決め部材が脱着可能となり、交換不要な他の位置決め部材は固定したままとして、交換作業を省力化できる。
【００１５】
（５） 前記位置決め部材の表面には、位置決めピンを備えていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００１６】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、位置決めピンを基材に形成された位置決め穴に挿入することにより、位置決め部材間の間隔を所定間隔に形成することができる。
【００１７】
（６） 前記位置決めピンは、前記位置決め部材に形成されたピン孔に裏面より挿入されたピンにより構成されることを特徴とする（５）の電子部品位置決め用治具。
【００１８】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、ピン孔に挿抜されるピンとすることにより、ピンが磨耗しても交換することができる。
【００１９】
（７） 前記位置決めピンは、前記位置決め部材表面に突き出る突出部と該突出部の反対側の基端部を有し、前記基端部には、前記突出部の直径を超える太径部が形成されていることを特徴とする（６）の電子部品位置決め用治具。
【００２０】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、基端部には突出部の直径を超える太径部が形成されるので、ピン３５が位置決め部材１５の表側から抜けず、枠部材２１と本体部２３を分離すれば、位置決め部材１５を容易に交換することができる。
【００２１】
（８） 前記位置決めピンは金属であることを特徴とする（５）〜（７）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００２２】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、ピンを金属製とすることにより、摩耗を低減させて長寿命化を図ることができる。
【００２３】
（９） 前記カーボンは、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又は、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成された炭素材であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００２４】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、カーボンからなるので、ロウ材との濡れ性が悪く、ロウ材が漏出しても位置決め部材と接合することを防ぐことができる。また、カーボンは、軟らかく、要素部品あるいは基材と摩擦が生じても、要素部品あるいは基材を摩耗させたり傷つけたりすることがない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電子部品位置決め用治具によれば、要素部品を位置決めするための位置決め部材を支持した台座が反転されても、位置決め部材、要素部品が台座上から脱落し難くできる。また、接合手段を取り外すことによって、本体部と枠部材を分離することができるので、位置決め部材を傷つけることなく、位置決め部材を交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図２】（ａ）は比較例に係る従来の電子部品位置決め用治具の平面図、（ｂ）は本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具の平面図である。
【図３】本発明の位置決め部材の隣接部に係止部を備えた変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図４】本発明の枠部材が分割された変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図５】本発明の位置決め部材にピンの設けられた変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図６】本発明に係る電子部品位置決め用治具の変形例による断面図である。
【図７】従来の半導体用パッケージ位置決め用治具の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態１に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
本実施の形態に係る電子部品位置決め用治具１１は、要素部品１３を位置決めするカーボン製の位置決め部材１５と、位置決め部材１５を平面上に支持する台座１７とに大別して構成される。位置決め部材１５は、要素部品１３を収納する要素部品収納部１９を露出させて有している。台座１７は、位置決め部材１５に係止する枠部材２１と、枠部材２１を固定する本体部２３とで形成される。
本実施形態の要素部品１３は半導体素子であり、後述する基材２７はセラミック基板である。
【００２８】
位置決め部材１５は、カーボンからなるので、ロウ材２５との濡れ性が悪く、ロウ材２５が漏出しても位置決め部材１５と接合することを防ぐことができる。また、位置決め部材１５はカーボンからなるので、軟らかく、要素部品１３あるいは基材２７（セラミック基板）と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがない。位置決め部材１５は、どのようなカーボンであっても良く、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又はＣ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材等が挙げられる。中でも黒鉛材は、高温で処理され結晶化が進行し特に軟らかいカーボンであるので加工しやすく、要素部品１３あるいは基材２７と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがないので好適に使用することができる。
Ｃ／Ｃコンポジット材とは、炭素繊維強化炭素複合材のことを言う。
Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材とは、Ｃ／Ｃコンポジット材又は黒鉛材の表面にポリ塩化ビニルを熱処理したピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂、コプナ樹脂などを塗布し、炭素化してガラス状炭素の被膜を形成したもののことを言う。
Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材とは、ＣＶＤ炉内でＣ／Ｃコンポジット材又は黒鉛材の表面にメタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレンなどの炭化水素ガスの熱分解した被膜を形成したもののことを言う。
【００２９】
要素部品１３としては、半導体素子以外に、ハーメチックパッケージの容器、サーミスタ、サージ・アブソーバ、抵抗、コンデンサなどの電子部品、導体ピンなどの接続部品などが挙げられ、基材２７としては、セラミック基板以外に、樹脂基板、金属基板、リードフレーム、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）、フィルム基板等が挙げられる。
枠部材２１は、耐熱性があればどのような材質であってもかまわない。枠部材２１は、例えばアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボン等のセラミック、ステンレス等の鉄系合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属等が挙げられる。枠部材２１はカーボンであることが好ましく、さらに黒鉛材であることがより好ましい。枠部材２１は、位置決め部材１５の要素部品１３を収納する面に存在しているので、カーボンであれば熱衝撃に強く、要素部品１３あるいは基材２７と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがないので好ましく、黒鉛材はカーボン部材のうちでも特に軟らかいのでより好ましい。
【００３０】
本体部２３は、耐熱性があればどのような材質であってもかまわない。本体部２３は、例えばアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボン等のセラミック、ステンレス等の鉄系合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属等が挙げられる。本体部２３の材質は、枠部材２１と同じ材質を使用することが好ましい。本体部２３と枠部材２１とで同材質を使用すれば、全温度域で熱膨張に差がないため、枠部材２１と本体部２３を接続する接合手段２９に応力（剪断応力）がかかりにくいからである。
【００３１】
位置決め部材１５は、台座１７の枠部材２１を接合手段２９により台座１７の本体部２３に固定することにより挟持される。本体部２３と枠部材２１とを分解可能にする場合には、接合手段２９としてネジを使用することが好ましい。ネジであれば何れも破壊することなく台座１７を分解することができる。接合手段２９は、枠部材２１あるいは本体部２３に貫通形成した孔３１に挿通して締結される雄ネジ３３とすることが望ましい。雌ネジは、ナットを使用しても良いし、枠部材２１あるいは本体部２３に雌ネジを切っても良い。本体部２３の裏側から挿通した雄ネジ３３が、枠部材２１に貫通形成された孔３１（雌ネジ及び埋め込まれたナット）に螺合することで、枠部材２１が本体部２３に分離可能に固定され、枠部材２１及び位置決め部材１５の交換が容易となる。
【００３２】
雄ネジ３３に金属を使用した場合、高温に曝す、あるいは長期間使用すると金属が浸炭し、雄ネジ３３をゆるめることができなくなるため、この場合には、雄ネジ３３と螺合する雌ネジを形成した枠部材２１あるいは本体部２３を破壊し分解してもよい。本体部２３と枠部材２１の何れに雌ネジを形成しても良いが、本体部２３は反り防止の観点から１枚であることが好ましく、枠部材２１は、複数に分割可能であるので、枠部材２１に雌ネジを形成し、枠部材２１を破壊するようにすることが好ましい。本体部２３よりも枠部材２１の方が小さく、枠部材２１は枠状であるので細く、容易に破壊できるからである。
【００３３】
なお、接合手段２９は、上記したネジの他、枠部材２１と本体部２３を接着しなければどのようなものであってもかまわない。例えば、適宜な嵌め合い力により係合する嵌合ピン、プッシュナットなどの方法で固定しても良い。接合手段２９は、どのような材質であってもかまわないが、嵌合ピンを使用する場合、金属を使用することが好ましい。金属であれば強度が非常に大きいので細くすることできるため、電子部品位置決め用治具１１の大きさを小さくすることができる。この場合、嵌合ピンに使用する材質としては、鉄、銅の他、炭素鋼、ステンレス、コバール等の鉄合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属が挙げられる。
【００３４】
位置決め部材１５は、枠部材２１との間に、本体部２３の上面に沿う方向に間隙３７を有して挟持されている。間隙３７は、位置決め部材１５の周囲に形成されている。したがって、位置決め部材１５は、挟持状態において、台座１７の枠部材２１と台座１７の本体部２３との間で台座１７の本体部上を変位可能となっている。位置決め部材１５が変位可能に挟持されることで、基材２７の熱膨張に連動して位置決め部材１５が摺動し、基材２７と電子部品位置決め用治具１１の材質との熱膨張係数の差を吸収することができ、要素部品（たとえば半導体素子）１３と基材２７をロウ材２５によって高い精度で接合することができる。大きな基材２７に多数の要素部品を同時にロウ付けする場合であっても位置決め部材が本体部上で変位可能であるので、熱膨張差によるかじり付きが確実に防止される。なお、図１中、１３ａは半導体素子を示す。
ロウ付けを行うロウ材としては、銀系、リン銅系、アルミ系のロウ材の他、銀ペーストなどの金属ペースト、半田などがが挙げられ、特に限定はされない。
【００３５】
図２（ａ）は比較例に係る従来の電子部品位置決め用治具５０１の平面図、（ｂ）は本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具１１の平面図、図３は本発明の位置決め部材１５の隣接部に係止部３９を備えた変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、図３の位置決め部材の表面には要素部品の形状に応じて要素部品収納部が形成されていてもよい。
図３に示す本発明の電子部品位置決め用治具の変形例において、位置決め部材１５は、複数に分割され、外側に配列された位置決め部材１５の外周縁のみが台座１７の枠部材２１により係止される。複数に分割した位置決め部材１５は、位置決め部材１５を集合状態に配列した際に、互いに隣接する位置決め部材１５同士で係合する係止部３９を備える。このため、従来の電子部品位置決め用治具の構成では図２（ａ）に示すように、それぞれの位置決め部材５０９が相互に離間して配置されていたが、本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具１１では図２（ｂ）に示すように、係止部３９を介して連続して配置されることになる。また、図３に示すように、本体部２３は、位置決め部材の裏面の一部が露出するよう開口部があってもよい。位置決め部材の裏面にも要素部品収納部を形成し、電子部品位置決め用治具の両面を利用し、位置決めすることができる。
【００３６】
図３に示すように、係止部３９は、位置決め部材１５に形成した階段形状部と、これと相互に嵌り合う逆向きの階段形状部とすることができる。なお、これら、階段形状部同士の係止構造においても、上述したように、位置決め部材１５は、本体部２３の上面に沿う方向に間隙３７を有して配列する。基材と電子部品位置決め用治具との熱膨張係数の差を吸収する作用を損ねないようにするためである。
【００３７】
このように、電子部品位置決め用治具１１では、台座１７の本体部２３に、複数の位置決め部材１５が縦横に隣接して配置され、外側に配列された位置決め部材１５は、外周縁が枠部材２１によって本体部２３に係止され、脱落が抑制される。この脱落の抑制された外側の位置決め部材１５に、内側で隣接する位置決め部材１５は、その隣接部が係止部３９によって外側の位置決め部材１５と本体部２３との間に挟まれ、抑制が規制される。つまり、全ての位置決め部材１５が摺動自在となり、且つ脱落が抑制される。
【００３８】
なお、位置決め部材１５は、互いに接した２×２以上の配列を成していることが好ましい。この構成によれば、位置決め部材１５が互いに隣接し、位置決め部材１５の間に枠部材２１がないので、要素部品を高密度に配置し、要素部品と基材をロウ付けすることができる。また、位置決め部材１５は、互いに接した２×２を越える配列を成し、少なくとも１組以上の位置決め部材１５の隣接部には位置決め部材１５の脱落を防止する係止部３９が形成されていることが好ましい。この構成によれば、２×２を越える多数の配列を組んでも、位置決め部材１５が脱落しない。さらに位置決め部材を細かく分割することにより、電子部品位置決め用治具と基材との間に発生する熱応力を小さくすることができる。
【００３９】
図４は本発明の枠部材２１が分割された変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。
枠部材２１は複数に分割可能に構成することが好ましい。図４に示した電子部品位置決め用治具例では、枠部材２１が、第一枠部材４１、第二枠部材４２、第三枠部材４３、第四枠部材４４に分割されている。枠部材２１を分割可能とすることにより、複数の位置決め部材１５の一部に交換の必要が生じた場合、交換対象となる位置決め部材１５を直接、あるいは間接的に固定している第一枠部材４１又は第二枠部材４３のみを固定解除すれば交換対象の位置決め部材１５が脱着可能となり、交換不要な他の位置決め部材１５は固定したままとして、交換作業を省力化できる。
【００４０】
図５は本発明の位置決め部材１５にピン３５の設けられた変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。
位置決め部材１５の表面には、位置決め用のピン３５が設けられている。ピン３５は金属製であり、位置決め部材１５に形成されたピン孔４５に裏面から挿入されている。これにより、ピン３５が摩耗、湿炭、消耗しても交換することができる。さらに、位置決め部材１５の表面に位置決め用のピン３５を備え、このピン３５を基材２７に形成された位置決め穴に挿入すると、位置決め部材間の間隙３７を適宜に形成することができる。
ピン３５は、位置決め部材１５に形成されたピン孔４５に相対し、位置決め部材１５の要素部品実装面に突き出る突出部４７と、突出部４７の反対側の基端部４９を有し、基端部４９には突出部４７の直径を超える太径部５１が形成される。この構成により、ピン３５が位置決め部材１５の表側から抜けず、枠部材２１と本体部２３を分離すれば、ピン３５を容易に交換することができる。また、ピン３５とピン孔４５には隙間があることが好ましい。ピン３５と、カーボン製の位置決め部材１５との間に隙間があると、浸炭してもピン３５を位置決め部材１５から抜けやすくできる。
浸炭とは、金属中に炭素か侵入することを言い、ピンが浸炭されると、ピンが太くなったり、表面が粗くなったりし、抜けなくなる問題が発生する。
【００４１】
次に、上記構成を有する電子部品位置決め用治具１１の作用を説明する。
電子部品位置決め用治具１１では、台座１７の本体部２３に位置決め部材１５が配置され、接合手段２９によって本体部２３に固定された枠部材２１が、本体部２３との間に位置決め部材１５を挟持する。本体部２３と枠部材２１によって挟持された位置決め部材１５は、本体部２３の平面上で変位可能となる。これにより、位置決め部材１５が平面上で変位（自由に摺動）することで、基材２７の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材１５が摺動し、基材２７と電子部品位置決め用治具１１の材質との熱膨張係数の違いにより発生する熱膨張差が吸収される。これに加えて、電子部品位置決め用治具１１の全体が縦向きに立てられたり、反転されたりしても、位置決め部材１５が台座上から脱落することがない。また、位置決め部材１５にピン３５が設けられている場合は、基材２７、電子部品１３も台座１７から脱落しなくなる。
【００４２】
また、位置決め部材１５が複数で構成され、摺動自在に台座１７に収納されているので、要素部品と基材のロウ付け時と、取り外し時の温度（例えば０〜５０℃）の温度差によって、位置決め部材１５が噛むことがない。台座１７は、枠部材２１と本体部２３とからなる分割可能な構造であるため、破損、又は消耗した場合に、一部の位置決め部材１５だけを容易に交換することができる。
【００４３】
従来の電子部品位置決め用治具１１は、繰り返し使用するうちに要素部品収納部１９に酸化、欠け、フラックス等による汚れが生じ、一部の要素部品収納部１９が使用できなくなることがある。ロウ付けする要素部品１３が小さい場合、高い位置決め精度が必要な場合、ロウ付けする要素部品１３が多数の場合には、一部の電子部品収納部が使用不可になりやすい。一部の電子部品収納部１９が使用不可能となると、生産性が低下する問題が生じる。これに対し、電子部品位置決め用治具１１では、位置決め部材１５と台座１７とからなり、台座１７は枠部材２１と本体部２３とを接合手段２９によって接続しているので、位置決め部材１５が要素部品収納部１９の破損、又は消耗等の理由で交換が必要になった場合であっても、接合手段２９を取り外し、枠部材２１と本体部２３を分解、あるいは枠部材２１又は本体部２３を破壊しさえすれば位置決め部材１５を取り外し交換することができる。
【００４４】
台座１７は、位置決め部材１５を収納する枠部材２１と本体部２３とからなり、位置決め部材１５は枠部材２１と本体部２３に挟み込まれているので、位置決め部材１５がバラバラにならない。枠部材２１と本体部２３とは接合手段２９を取り外し、離すだけで分解できるので、交換の必要な位置決め部材を、消耗、欠けのない位置決め部材１５に容易に交換できる。
【００４５】
電子部品位置決め用治具１１では、枠部材２１と本体部２３とからなる台座１７に、要素部品収納部１９を露出した位置決め部材１５が摺動自在に、且つ、取り外しできないように組み付けられている。このため、電子部品１３と位置決め部材１５が噛んだ場合であっても、要素部品１３にロウ付けされた基材（基板）２７を強く引き離すことで、位置決め部材が電子部品位置決め用治具から外れることはなく、位置決め部材１５から要素部品１３を引き離すことができる。
【００４６】
電子部品位置決め用治具１１は、複数の位置決め部材１５を摺動自在に有しているので、ロウ付けする基材２７、電子部品位置決め用治具との熱膨張係数が異なっても、位置決め部材１５が摺動し電子部品１３と、位置決め部材１５とが強く噛むことを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、位置決め部材１５が自在に摺動することによって、基材との間に発生する応力を緩和することができる。このため、例えば基材としての（セラミック基板）に複数個の要素部品（半導体素子）を実装する必要がある場合は、半導体素子の実装の回数を減らすために、基材２７に多数個の要素部品１３を同時に実装し、ロウ付け以降に基材を分割することが望ましい。そういう場合において、上記実施形態は、特に好適である。さらに、ロウ付け後に基材を分割する場合に、あらかじめ図１に示すような分割溝５３を基材（セラミック基板）２７に形成しておくことが望ましい。このような場合には、ロウ付け時に分割溝５３が基材（セラミック基板）２７と位置決め部材１５との熱膨張差によって割れやすくなるので、この割れを防止するのにも特に有効となる。
【００４８】
したがって、本実施の形態に係る電子部品位置決め用治具１１によれば、要素部品１３を位置決めするための位置決め部材１５を支持した台座１７が反転されても、位置決め部材１５、要素部品１３が台座上から脱落することがなく、位置決め部材を容易に交換することが可能となる。
【００４９】
図６は、本発明に係る電子部品位置決め用治具の変形例による断面図で、位置決め部材１５が、要素部品として電子部品の代わりに、電子部品のパッケージの容器４０を位置決めした場合を示す。
【００５０】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 電子部品位置決め用治具
１３ 要素部品
１５ 位置決め部材
１７ 台座
２１ 枠部材
２３ 本体部
２７ 基材
２９ 接合手段
３１ 孔
３３ 雄ネジ
３９ 係止部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、要素部品と基材をロウ付けするに際し、要素部品と基材を位置決めする電子部品位置決め用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
要素部品を基材（リードフレーム）にロウ付けする場合に電子部品位置決め治具が用いられる。具体的には、半田等のロウ材により電子部品としての半導体パッケージを基材としてのリードフレームに接合するに際し、電子部品位置決め用治具が用いられる。電子部品位置決め用治具は、凹部に電子部品を収容し、その上にリードフレームを載置して、位置決めピン等により電子部品とリードフレームとの位置決めを行う。電子部品とリードフレームの間に半田等のロウ材を挟持し、これらを炉内で加熱することによりロウ材を熱溶融して電子部品をリードフレームに接合する。
【０００３】
このような電子部品位置決め用治具としては、例えば特許文献１に半導体用パッケージ位置決め用治具が開示されている。図７に、従来の半導体用パッケージ位置決め用治具の分解斜視図を示す。半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、複数の収納部５０３が形成された本体５０５と、半導体用パッケージ５０７を収納すると共に収納部５０３で自在に摺動する位置決め部材５０９との二つに分けて、位置決め部材５０９ごとに位置決めを行うようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１７０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子部品位置決め用治具は、カーボン、セラミックスの耐熱性材料によって形成され、高温（例えば２００〜６００℃）で電子部品等が熱処理されると、基材としてのリードフレームと電子部品位置決め用治具の熱膨張係数の差により、電子部品の位置ズレの問題が生じると考えられる。
特許文献１に記載の従来の半導体用パッケージ位置決め用治具５０１によれば、位置決め部材５０９が収納部５０３内で自由に摺動することによって、リードフレーム５１１の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材５０９が摺動し、リードフレーム５１１と半導体用パッケージ位置決め用治具５０１の材質との熱膨張係数の差を吸収することができ、半導体用パッケージ５０７とリードフレーム５１１をロウ材５１３によって高い精度で接合することができると考えられる。なお、図７に示すように、半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、半導体用パッケージ５０７とリードフレーム５１１の位置決めを行うための位置決めピン５１５を備えている。
上記した従来の半導体用パッケージ位置決め用治具５０１は、本体５０５に形成した収納部５０３に、位置決め部材５０９を摺動自在に配置しているため、半導体用パッケージ位置決め用治具５０１の全体が縦向きに近い角度で立てられたり、反転されたりした状態で用いられると、位置決め部材５０９、半導体用パッケージ５０７が台座上から脱落する。
また、位置決め部材５０９は、使用を繰り返すうちに欠けや消耗が生じるため、一部を交換する必要がある。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、電子部品を位置決めするための位置決め部材を支持した台座が反転されても、位置決め部材、電子部品が台座上から脱落することがなく、位置決め部材が容易に交換可能な電子部品位置決め用治具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１） 要素部品を位置決めするカーボン製の位置決め部材と、前記位置決め部材を平面上に支持する台座とを備える電子部品位置決め用治具であって、前記台座は前記位置決め部材に係止する枠部材と該枠部材を固定する本体部とで形成され、前記位置決め部材は、前記台座の枠部材を接合手段により前記台座の本体部に固定することにより該台座の枠部材と該台座の本体部との間で前記台座の本体部上を変位可能に挟持されることを特徴とする電子部品位置決め用治具。
【０００８】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、台座の本体部に位置決め部材が配置され、接合手段によって本体部に固定された枠部材が、本体部との間に位置決め部材を挟持する。本体部と枠部材によって挟持された位置決め部材は、本体部の平面上で変位可能となる。これにより、位置決め部材が平面上で変位（自由に摺動）することで、基材の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材が摺動し、基材と電子部品位置決め用治具の材質との熱膨張係数の差が吸収される。これに加えて、電子部品位置決め用治具の全体が縦向きに立てられたり、反転されたりしても、位置決め部材が台座上から脱落することがなく、位置決め部材にピンが設けられていれば基材、要素部品も台座から脱落し難くできる。また、本体と枠部材とを繋ぐ接合手段を取り外すことによって、本体部と枠部材を分離することができるので、位置決め部材を傷つけることなく位置決め部材を交換できる。
【０００９】
（２） 前記位置決め部材は複数に分割され、前記複数に分割した位置決め部材は、該位置決め部材を集合状態に配列した際に互いに隣接する位置決め部材間で係合する係止部を備えると共に、外側に配列された前記位置決め部材の外周縁のみが前記台座の枠部材により係止されることを特徴とする（１）の電子部品位置決め用治具。
【００１０】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、台座の本体部に、複数の位置決め部材が縦横に隣接して配置され、外側に配列された位置決め部材は、外周縁が枠部材によって本体部に係止され、脱落が抑制される。この脱落の抑制された外側の位置決め部材に、内側で隣接する位置決め部材は、その隣接部が係止部によって外側の位置決め部材と本体部との間に挟まれ、脱落が抑制される。つまり、全ての位置決め部材が摺動自在となり、且つ脱落が抑制される。また、内側に隣接する位置決め部材であっても、本体と枠部材とを繋ぐ接合手段を取り外すことにより、位置決め部材を傷つけることなく位置決め部材を交換できる。また、位置決め部材を細かく分割できるので、基材と電子部品位置決め用治具の熱膨張係数が大きく異なっても発生する熱応力を小さくすることができる。
【００１１】
（３） 前記接合手段は、前記枠部材あるいは前記本体部に貫通形成した孔に挿通して締結される雄ネジであることを特徴とする（１）の電子部品位置決め用治具。
【００１２】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、本体部の裏側から挿通した雄ネジが、枠部材に貫通形成された孔に螺合することで、枠部材が本体部に分離可能に固定され、枠部材や位置決め部材の交換が容易となる。
【００１３】
（４） 前記枠部材は複数に分割可能であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００１４】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、複数の位置決め部材の一部に欠け、消耗、汚れ等の理由により、交換の必要が生じた場合、交換対象となる位置決め部材を直接、あるいは間接的に固定している枠部材のみを固定解除すれば交換対象の位置決め部材が脱着可能となり、交換不要な他の位置決め部材は固定したままとして、交換作業を省力化できる。
【００１５】
（５） 前記位置決め部材の表面には、位置決めピンを備えていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００１６】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、位置決めピンを基材に形成された位置決め穴に挿入することにより、位置決め部材間の間隔を所定間隔に形成することができる。
【００１７】
（６） 前記位置決めピンは、前記位置決め部材に形成されたピン孔に裏面より挿入されたピンにより構成されることを特徴とする（５）の電子部品位置決め用治具。
【００１８】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、ピン孔に挿抜されるピンとすることにより、ピンが磨耗しても交換することができる。
【００１９】
（７） 前記位置決めピンは、前記位置決め部材表面に突き出る突出部と該突出部の反対側の基端部を有し、前記基端部には、前記突出部の直径を超える太径部が形成されていることを特徴とする（６）の電子部品位置決め用治具。
【００２０】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、基端部には突出部の直径を超える太径部が形成されるので、ピン３５が位置決め部材１５の表側から抜けず、枠部材２１と本体部２３を分離すれば、位置決め部材１５を容易に交換することができる。
【００２１】
（８） 前記位置決めピンは金属であることを特徴とする（５）〜（７）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００２２】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、ピンを金属製とすることにより、摩耗を低減させて長寿命化を図ることができる。
【００２３】
（９） 前記カーボンは、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又は、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成された炭素材であることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１つの電子部品位置決め用治具。
【００２４】
本発明の電子部品位置決め用治具によれば、カーボンからなるので、ロウ材との濡れ性が悪く、ロウ材が漏出しても位置決め部材と接合することを防ぐことができる。また、カーボンは、軟らかく、要素部品あるいは基材と摩擦が生じても、要素部品あるいは基材を摩耗させたり傷つけたりすることがない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る電子部品位置決め用治具によれば、要素部品を位置決めするための位置決め部材を支持した台座が反転されても、位置決め部材、要素部品が台座上から脱落し難くできる。また、接合手段を取り外すことによって、本体部と枠部材を分離することができるので、位置決め部材を傷つけることなく、位置決め部材を交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態１に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図２】（ａ）は比較例に係る従来の電子部品位置決め用治具の平面図、（ｂ）は本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具の平面図である。
【図３】本発明の位置決め部材の隣接部に係止部を備えた変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図４】本発明の枠部材が分割された変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図５】本発明の位置決め部材にピンの設けられた変形例に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
【図６】本発明に係る電子部品位置決め用治具の変形例による断面図である。
【図７】従来の半導体用パッケージ位置決め用治具の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態１に係る電子部品位置決め用治具の断面図である。
本実施の形態に係る電子部品位置決め用治具１１は、要素部品１３を位置決めするカーボン製の位置決め部材１５と、位置決め部材１５を平面上に支持する台座１７とに大別して構成される。位置決め部材１５は、要素部品１３を収納する要素部品収納部１９を露出させて有している。台座１７は、位置決め部材１５に係止する枠部材２１と、枠部材２１を固定する本体部２３とで形成される。
本実施形態の要素部品１３は半導体素子であり、後述する基材２７はセラミック基板である。
【００２８】
位置決め部材１５は、カーボンからなるので、ロウ材２５との濡れ性が悪く、ロウ材２５が漏出しても位置決め部材１５と接合することを防ぐことができる。また、位置決め部材１５はカーボンからなるので、軟らかく、要素部品１３あるいは基材２７（セラミック基板）と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがない。位置決め部材１５は、どのようなカーボンであっても良く、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又はＣ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材等が挙げられる。中でも黒鉛材は、高温で処理され結晶化が進行し特に軟らかいカーボンであるので加工しやすく、要素部品１３あるいは基材２７と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがないので好適に使用することができる。
Ｃ／Ｃコンポジット材とは、炭素繊維強化炭素複合材のことを言う。
Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材とは、Ｃ／Ｃコンポジット材又は黒鉛材の表面にポリ塩化ビニルを熱処理したピッチ、フェノール樹脂、フラン樹脂、コプナ樹脂などを塗布し、炭素化してガラス状炭素の被膜を形成したもののことを言う。
Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材とは、ＣＶＤ炉内でＣ／Ｃコンポジット材又は黒鉛材の表面にメタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレンなどの炭化水素ガスの熱分解した被膜を形成したもののことを言う。
【００２９】
要素部品１３としては、半導体素子以外に、ハーメチックパッケージの容器、サーミスタ、サージ・アブソーバ、抵抗、コンデンサなどの電子部品、導体ピンなどの接続部品などが挙げられ、基材２７としては、セラミック基板以外に、樹脂基板、金属基板、リードフレーム、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）、フィルム基板等が挙げられる。
枠部材２１は、耐熱性があればどのような材質であってもかまわない。枠部材２１は、例えばアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボン等のセラミック、ステンレス等の鉄系合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属等が挙げられる。枠部材２１はカーボンであることが好ましく、さらに黒鉛材であることがより好ましい。枠部材２１は、位置決め部材１５の要素部品１３を収納する面に存在しているので、カーボンであれば熱衝撃に強く、要素部品１３あるいは基材２７と摩擦が生じても、要素部品１３あるいは基材２７を摩耗させたり傷つけたりすることがないので好ましく、黒鉛材はカーボン部材のうちでも特に軟らかいのでより好ましい。
【００３０】
本体部２３は、耐熱性があればどのような材質であってもかまわない。本体部２３は、例えばアルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム、カーボン等のセラミック、ステンレス等の鉄系合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属等が挙げられる。本体部２３の材質は、枠部材２１と同じ材質を使用することが好ましい。本体部２３と枠部材２１とで同材質を使用すれば、全温度域で熱膨張に差がないため、枠部材２１と本体部２３を接続する接合手段２９に応力（剪断応力）がかかりにくいからである。
【００３１】
位置決め部材１５は、台座１７の枠部材２１を接合手段２９により台座１７の本体部２３に固定することにより挟持される。本体部２３と枠部材２１とを分解可能にする場合には、接合手段２９としてネジを使用することが好ましい。ネジであれば何れも破壊することなく台座１７を分解することができる。接合手段２９は、枠部材２１あるいは本体部２３に貫通形成した孔３１に挿通して締結される雄ネジ３３とすることが望ましい。雌ネジは、ナットを使用しても良いし、枠部材２１あるいは本体部２３に雌ネジを切っても良い。本体部２３の裏側から挿通した雄ネジ３３が、枠部材２１に貫通形成された孔３１（雌ネジ及び埋め込まれたナット）に螺合することで、枠部材２１が本体部２３に分離可能に固定され、枠部材２１及び位置決め部材１５の交換が容易となる。
【００３２】
雄ネジ３３に金属を使用した場合、高温に曝す、あるいは長期間使用すると金属が浸炭し、雄ネジ３３をゆるめることができなくなるため、この場合には、雄ネジ３３と螺合する雌ネジを形成した枠部材２１あるいは本体部２３を破壊し分解してもよい。本体部２３と枠部材２１の何れに雌ネジを形成しても良いが、本体部２３は反り防止の観点から１枚であることが好ましく、枠部材２１は、複数に分割可能であるので、枠部材２１に雌ネジを形成し、枠部材２１を破壊するようにすることが好ましい。本体部２３よりも枠部材２１の方が小さく、枠部材２１は枠状であるので細く、容易に破壊できるからである。
【００３３】
なお、接合手段２９は、上記したネジの他、枠部材２１と本体部２３を接着しなければどのようなものであってもかまわない。例えば、適宜な嵌め合い力により係合する嵌合ピン、プッシュナットなどの方法で固定しても良い。接合手段２９は、どのような材質であってもかまわないが、嵌合ピンを使用する場合、金属を使用することが好ましい。金属であれば強度が非常に大きいので細くすることできるため、電子部品位置決め用治具１１の大きさを小さくすることができる。この場合、嵌合ピンに使用する材質としては、鉄、銅の他、炭素鋼、ステンレス、コバール等の鉄合金、白銅、洋白、青銅、黄銅などの銅合金などの金属が挙げられる。
【００３４】
位置決め部材１５は、枠部材２１との間に、本体部２３の上面に沿う方向に間隙３７を有して挟持されている。間隙３７は、位置決め部材１５の周囲に形成されている。したがって、位置決め部材１５は、挟持状態において、台座１７の枠部材２１と台座１７の本体部２３との間で台座１７の本体部上を変位可能となっている。位置決め部材１５が変位可能に挟持されることで、基材２７の熱膨張に連動して位置決め部材１５が摺動し、基材２７と電子部品位置決め用治具１１の材質との熱膨張係数の差を吸収することができ、要素部品（たとえば半導体素子）１３と基材２７をロウ材２５によって高い精度で接合することができる。大きな基材２７に多数の要素部品を同時にロウ付けする場合であっても位置決め部材が本体部上で変位可能であるので、熱膨張差によるかじり付きが確実に防止される。なお、図１中、１３ａは半導体素子を示す。
ロウ付けを行うロウ材としては、銀系、リン銅系、アルミ系のロウ材の他、銀ペーストなどの金属ペースト、半田などがが挙げられ、特に限定はされない。
【００３５】
図２（ａ）は比較例に係る従来の電子部品位置決め用治具５０１の平面図、（ｂ）は本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具１１の平面図、図３は本発明の位置決め部材１５の隣接部に係止部３９を備えた変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。図２（ａ）、（ｂ）、図３の位置決め部材の表面には要素部品の形状に応じて要素部品収納部が形成されていてもよい。
図３に示す本発明の電子部品位置決め用治具の変形例において、位置決め部材１５は、複数に分割され、外側に配列された位置決め部材１５の外周縁のみが台座１７の枠部材２１により係止される。複数に分割した位置決め部材１５は、位置決め部材１５を集合状態に配列した際に、互いに隣接する位置決め部材１５同士で係合する係止部３９を備える。このため、従来の電子部品位置決め用治具の構成では図２（ａ）に示すように、それぞれの位置決め部材５０９が相互に離間して配置されていたが、本発明の実施形態２に係る電子部品位置決め用治具１１では図２（ｂ）に示すように、係止部３９を介して連続して配置されることになる。また、図３に示すように、本体部２３は、位置決め部材の裏面の一部が露出するよう開口部があってもよい。位置決め部材の裏面にも要素部品収納部を形成し、電子部品位置決め用治具の両面を利用し、位置決めすることができる。
【００３６】
図３に示すように、係止部３９は、位置決め部材１５に形成した階段形状部と、これと相互に嵌り合う逆向きの階段形状部とすることができる。なお、これら、階段形状部同士の係止構造においても、上述したように、位置決め部材１５は、本体部２３の上面に沿う方向に間隙３７を有して配列する。基材と電子部品位置決め用治具との熱膨張係数の差を吸収する作用を損ねないようにするためである。
【００３７】
このように、電子部品位置決め用治具１１では、台座１７の本体部２３に、複数の位置決め部材１５が縦横に隣接して配置され、外側に配列された位置決め部材１５は、外周縁が枠部材２１によって本体部２３に係止され、脱落が抑制される。この脱落の抑制された外側の位置決め部材１５に、内側で隣接する位置決め部材１５は、その隣接部が係止部３９によって外側の位置決め部材１５と本体部２３との間に挟まれ、抑制が規制される。つまり、全ての位置決め部材１５が摺動自在となり、且つ脱落が抑制される。
【００３８】
なお、位置決め部材１５は、互いに接した２×２以上の配列を成していることが好ましい。この構成によれば、位置決め部材１５が互いに隣接し、位置決め部材１５の間に枠部材２１がないので、要素部品を高密度に配置し、要素部品と基材をロウ付けすることができる。また、位置決め部材１５は、互いに接した２×２を越える配列を成し、少なくとも１組以上の位置決め部材１５の隣接部には位置決め部材１５の脱落を防止する係止部３９が形成されていることが好ましい。この構成によれば、２×２を越える多数の配列を組んでも、位置決め部材１５が脱落しない。さらに位置決め部材を細かく分割することにより、電子部品位置決め用治具と基材との間に発生する熱応力を小さくすることができる。
【００３９】
図４は本発明の枠部材２１が分割された変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。
枠部材２１は複数に分割可能に構成することが好ましい。図４に示した電子部品位置決め用治具例では、枠部材２１が、第一枠部材４１、第二枠部材４２、第三枠部材４３、第四枠部材４４に分割されている。枠部材２１を分割可能とすることにより、複数の位置決め部材１５の一部に交換の必要が生じた場合、交換対象となる位置決め部材１５を直接、あるいは間接的に固定している第一枠部材４１又は第二枠部材４３のみを固定解除すれば交換対象の位置決め部材１５が脱着可能となり、交換不要な他の位置決め部材１５は固定したままとして、交換作業を省力化できる。
【００４０】
図５は本発明の位置決め部材１５にピン３５の設けられた変形例に係る電子部品位置決め用治具１１の断面図である。
位置決め部材１５の表面には、位置決め用のピン３５が設けられている。ピン３５は金属製であり、位置決め部材１５に形成されたピン孔４５に裏面から挿入されている。これにより、ピン３５が摩耗、湿炭、消耗しても交換することができる。さらに、位置決め部材１５の表面に位置決め用のピン３５を備え、このピン３５を基材２７に形成された位置決め穴に挿入すると、位置決め部材間の間隙３７を適宜に形成することができる。
ピン３５は、位置決め部材１５に形成されたピン孔４５に相対し、位置決め部材１５の要素部品実装面に突き出る突出部４７と、突出部４７の反対側の基端部４９を有し、基端部４９には突出部４７の直径を超える太径部５１が形成される。この構成により、ピン３５が位置決め部材１５の表側から抜けず、枠部材２１と本体部２３を分離すれば、ピン３５を容易に交換することができる。また、ピン３５とピン孔４５には隙間があることが好ましい。ピン３５と、カーボン製の位置決め部材１５との間に隙間があると、浸炭してもピン３５を位置決め部材１５から抜けやすくできる。
浸炭とは、金属中に炭素か侵入することを言い、ピンが浸炭されると、ピンが太くなったり、表面が粗くなったりし、抜けなくなる問題が発生する。
【００４１】
次に、上記構成を有する電子部品位置決め用治具１１の作用を説明する。
電子部品位置決め用治具１１では、台座１７の本体部２３に位置決め部材１５が配置され、接合手段２９によって本体部２３に固定された枠部材２１が、本体部２３との間に位置決め部材１５を挟持する。本体部２３と枠部材２１によって挟持された位置決め部材１５は、本体部２３の平面上で変位可能となる。これにより、位置決め部材１５が平面上で変位（自由に摺動）することで、基材２７の熱膨張に連動してそれぞれの位置決め部材１５が摺動し、基材２７と電子部品位置決め用治具１１の材質との熱膨張係数の違いにより発生する熱膨張差が吸収される。これに加えて、電子部品位置決め用治具１１の全体が縦向きに立てられたり、反転されたりしても、位置決め部材１５が台座上から脱落することがない。また、位置決め部材１５にピン３５が設けられている場合は、基材２７、電子部品１３も台座１７から脱落しなくなる。
【００４２】
また、位置決め部材１５が複数で構成され、摺動自在に台座１７に収納されているので、要素部品と基材のロウ付け時と、取り外し時の温度（例えば０〜５０℃）の温度差によって、位置決め部材１５が噛むことがない。台座１７は、枠部材２１と本体部２３とからなる分割可能な構造であるため、破損、又は消耗した場合に、一部の位置決め部材１５だけを容易に交換することができる。
【００４３】
従来の電子部品位置決め用治具１１は、繰り返し使用するうちに要素部品収納部１９に酸化、欠け、フラックス等による汚れが生じ、一部の要素部品収納部１９が使用できなくなることがある。ロウ付けする要素部品１３が小さい場合、高い位置決め精度が必要な場合、ロウ付けする要素部品１３が多数の場合には、一部の電子部品収納部が使用不可になりやすい。一部の電子部品収納部１９が使用不可能となると、生産性が低下する問題が生じる。これに対し、電子部品位置決め用治具１１では、位置決め部材１５と台座１７とからなり、台座１７は枠部材２１と本体部２３とを接合手段２９によって接続しているので、位置決め部材１５が要素部品収納部１９の破損、又は消耗等の理由で交換が必要になった場合であっても、接合手段２９を取り外し、枠部材２１と本体部２３を分解、あるいは枠部材２１又は本体部２３を破壊しさえすれば位置決め部材１５を取り外し交換することができる。
【００４４】
台座１７は、位置決め部材１５を収納する枠部材２１と本体部２３とからなり、位置決め部材１５は枠部材２１と本体部２３に挟み込まれているので、位置決め部材１５がバラバラにならない。枠部材２１と本体部２３とは接合手段２９を取り外し、離すだけで分解できるので、交換の必要な位置決め部材を、消耗、欠けのない位置決め部材１５に容易に交換できる。
【００４５】
電子部品位置決め用治具１１では、枠部材２１と本体部２３とからなる台座１７に、要素部品収納部１９を露出した位置決め部材１５が摺動自在に、且つ、取り外しできないように組み付けられている。このため、電子部品１３と位置決め部材１５が噛んだ場合であっても、要素部品１３にロウ付けされた基材（基板）２７を強く引き離すことで、位置決め部材が電子部品位置決め用治具から外れることはなく、位置決め部材１５から要素部品１３を引き離すことができる。
【００４６】
電子部品位置決め用治具１１は、複数の位置決め部材１５を摺動自在に有しているので、ロウ付けする基材２７、電子部品位置決め用治具との熱膨張係数が異なっても、位置決め部材１５が摺動し電子部品１３と、位置決め部材１５とが強く噛むことを防ぐことができる。
【００４７】
さらに、位置決め部材１５が自在に摺動することによって、基材との間に発生する応力を緩和することができる。このため、例えば基材としての（セラミック基板）に複数個の要素部品（半導体素子）を実装する必要がある場合は、半導体素子の実装の回数を減らすために、基材２７に多数個の要素部品１３を同時に実装し、ロウ付け以降に基材を分割することが望ましい。そういう場合において、上記実施形態は、特に好適である。さらに、ロウ付け後に基材を分割する場合に、あらかじめ図１に示すような分割溝５３を基材（セラミック基板）２７に形成しておくことが望ましい。このような場合には、ロウ付け時に分割溝５３が基材（セラミック基板）２７と位置決め部材１５との熱膨張差によって割れやすくなるので、この割れを防止するのにも特に有効となる。
【００４８】
したがって、本実施の形態に係る電子部品位置決め用治具１１によれば、要素部品１３を位置決めするための位置決め部材１５を支持した台座１７が反転されても、位置決め部材１５、要素部品１３が台座上から脱落することがなく、位置決め部材を容易に交換することが可能となる。
【００４９】
図６は、本発明に係る電子部品位置決め用治具の変形例による断面図で、位置決め部材１５が、要素部品として電子部品の代わりに、電子部品のパッケージの容器４０を位置決めした場合を示す。
【００５０】
以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、特許請求の範囲及び明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１１ 電子部品位置決め用治具
１３ 要素部品
１５ 位置決め部材
１７ 台座
２１ 枠部材
２３ 本体部
２７ 基材
２９ 接合手段
３１ 孔
３３ 雄ネジ
３９ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要素部品を位置決めするカーボン製の位置決め部材と、前記位置決め部材を平面上に支持する台座とを備える電子部品位置決め用治具であって、
前記台座は前記位置決め部材に係止する枠部材と該枠部材を固定する本体部とで形成され、
前記位置決め部材は、前記台座の枠部材を接合手段により前記台座の本体部に固定することにより該台座の枠部材と該台座の本体部との間で前記台座の本体部上を変位可能に挟持されることを特徴とする電子部品位置決め用治具。
【請求項２】
前記位置決め部材は複数に分割され、前記複数に分割した位置決め部材は、該位置決め部材を集合状態に配列した際に互いに隣接する位置決め部材間で係合する係止部を備えると共に、外側に配列された前記位置決め部材の外周縁のみが前記台座の枠部材により係止されることを特徴とする請求項１記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項３】
前記接合手段は、前記枠部材あるいは前記本体部に貫通形成した孔に挿通して締結される雄ネジであることを特徴とする請求項１記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項４】
前記枠部材は複数に分割可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項５】
前記位置決め部材の表面には、位置決めピンを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項６】
前記位置決めピンは、前記位置決め部材に形成されたピン孔に裏面より挿入されたピンにより構成されることを特徴とする請求項５に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項７】
前記位置決めピンは、前記位置決め部材表面に突き出る突出部と該突出部の反対側の基端部を有し、前記基端部には、前記突出部の直径を超える太径部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項８】
前記位置決めピンは金属であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項９】
前記カーボンは、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又は、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項１】
要素部品を位置決めするカーボン製の位置決め部材と、前記位置決め部材を平面上に支持する台座とを備える電子部品位置決め用治具であって、
前記台座は前記位置決め部材に係止する枠部材と該枠部材を固定する本体部とで形成され、
前記位置決め部材は、前記台座の枠部材を接合手段により前記台座の本体部に固定することにより該台座の枠部材と該台座の本体部との間で前記台座の本体部上を変位可能に挟持されることを特徴とする電子部品位置決め用治具。
【請求項２】
前記位置決め部材は複数に分割され、前記複数に分割した位置決め部材は、該位置決め部材を集合状態に配列した際に互いに隣接する位置決め部材間で係合する係止部を備えると共に、外側に配列された前記位置決め部材の外周縁のみが前記台座の枠部材により係止されることを特徴とする請求項１記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項３】
前記接合手段は、前記枠部材あるいは前記本体部に貫通形成した孔に挿通して締結される雄ネジであることを特徴とする請求項１記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項４】
前記枠部材は複数に分割可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項５】
前記位置決め部材の表面には、位置決めピンを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項６】
前記位置決めピンは、前記位置決め部材に形成されたピン孔に裏面より挿入されたピンにより構成されることを特徴とする請求項５に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項７】
前記位置決めピンは、前記位置決め部材表面に突き出る突出部と該突出部の反対側の基端部を有し、前記基端部には、前記突出部の直径を超える太径部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項８】
前記位置決めピンは金属であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【請求項９】
前記カーボンは、Ｃ／Ｃコンポジット材、黒鉛材、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面にガラス状カーボンが被覆された炭素材、又は、Ｃ／Ｃコンポジット材若しくは黒鉛材の表面に熱分解炭素の被膜を形成した炭素材であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子部品位置決め用治具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４８２８７（Ｐ２０１２−１４８２８７Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１８１（Ｐ２０１１−７１８１）
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１７日（２０１１．１．１７）
【出願人】（００００００１５８）イビデン株式会社 (856)
【Ｆターム（参考）】
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