Thermo-compression diffusion bonding press - esp. for joining copper heat sink to metal foil when mfg. high power semiconductor devices

Thermocompression diffusion bonding press consists of one upper plate (a) and pressure pad (b) made of metal with a prescribed coefft. of thermal expansion (CTE); and a lower plate (c) made of metal with a prescribed CTE and parallel with elements (a, b). Threaded bolts are employed to hold the assembly together, so workpieces (1, 2) being bonded together can be clamped between pad (b) and plate (c). The bolts restrict the expansion of assembly (a, b, c) so the latter applies bonding pressure to pieces (1, 2) when the assembly is heated. All three parts (a, b, c) are pref. made of stainless steel (SS), but the pad (b) may be made of Cu, Al or an Al alloy; and the bolts are not made of SS. The pieces (1, 2) are pref. bonded by using 1406-3515 kg/cm2 obtd. by heating to 300-400 degrees C in inert gas esp. 350 degrees C for 1/4 - 5 hrs. Piece (1) is pref. an Au or Cu foil, whereas piece (2) is Cu. A strong diffusion bond is obtd., esp. where fibrous Cu cable feeds current and also acts as a heat sink for high power thyristors or transistors. Presse pour la liaison d'un disque de cuivre structuré et une feuille métallique. Elle comprend un premier plateau métallique 12 ayant un coefficient de dilatation thermique prédéterminé, un second plateau métallique 16 ayant un coefficient de dilatation thermique prédéterminé, ce second plateau étant parallèle au premier plateau et écarté de celui-ci afin de recevoir des éléments métalliques ayant des surfaces à lier ensemble, entre le premier et le second plateau, et des supports métalliques 18, 20 reliant ce premier plateau au second plateau, ces supports ayant un coefficient de dilatation thermique choisi pour restreindre la dilatation thermique des plateaux à une valeur inférieure à la dilatation thermique totale en épaisseur du premier et du second plateau lorsque l'on chauffe cette presse à une température élevée, grâce à quoi on exerce une pression sur les surfaces métalliques à lier ensemble qui sont situées entre le premier et le second plateaux lorsque l'on chauffe cette presse à une température élevée. Application à la fabrication d'adaptateurs de contraintes en cuivre structuré.